DE2832275C2 - Magnetic separator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetscheider mit einem im Innenraum einer Drehtrommel angeordneten, feststehenden, insbesondere supraleitenden Magnetsystem, wobei die Drehtrommel aus im wesentlichen unmagnetischem Material besteht.The invention relates to a magnetic separator with a arranged in the interior of a rotating drum, fixed, in particular superconducting magnet system, the rotating drum being made of essentially non-magnetic material.

Aus der DE-PS 22 35 271 ist ein konventioneller Trommelmagnetscheider bekannt, bei dem im Inneren einer Drehtrommel ein System aus feststehenden, kreissektorartigen Permanent-Magnetscheiben angeordnet ist, wobei einander benachbarte Magnetscheiben jeweils eine unterschiedliche Polarität aufweisen. Die Drehtrommel besteht aus unmagnetischem Material und ist von Induktionspolkörpern umgeben, welche als Kupeln. Stäbchen. Ringe. Ketten oder dergleichen ausgebildet und an der Trommeloberfläche befestigt sind.From DE-PS 22 35 271 a conventional drum magnetic separator is known in which the inside A system of stationary, circular sector-like permanent magnetic disks is arranged on a rotating drum is, whereby adjacent magnetic disks each have a different polarity. The rotating drum consists of non-magnetic material and is surrounded by induction pole bodies, which as cupolas. Rod. Rings. Chains or the like are formed and attached to the drum surface.

Die Aufgabe des magnetisch aufzubereitenden Materials erfolgt am obersten Punkt der Drehtrommel in einem Umfangsbereichi der bereits der Einwirkung der Magfietscheibeh ausgesetzt ist, Wobei im Verlauf der Drehung der Trommel das nichtmagnetische Gut in eine unterhalb der Drehtrommel angeordnete Wanne fällt, während das magnetische Gut an der Trommeloberflä* ehe zunächst haftet und nach deren HeraUsdrehung aus dem Einflußbereich der Magnetscheiben, durch Spritzeiririchtungen unterstütz^ in einem besonderen Auf* fangtrichter gesammelt wird.The material to be magnetically processed is fed in at the top of the rotating drum in a circumferential area which is already exposed to the action of the Magfietscheibeh, whereby in the course of the Rotation of the drum, the non-magnetic material falls into a trough arranged below the rotating drum, while the magnetic material first adheres to the drum surface and after it has turned out the area of influence of the magnetic disks, supported by spraying devices ^ in a special respect * collecting funnel is collected.

Die Induktionspolkörper der DE-PS 22 35 271 dienen der Magnetfeldverstärkung und der Erzeugung lokaler Feldgradienten und machen bei dieser Art von Trommelmagnetscheidern eine wirksame Abscheidung überhaupt erst möglich, da die durch die Magnetscheiben im Bereich der Trommeloberfläche erzeugten Feldgradientpn ebenso wie die Feldstärken verhältnismäßig klein sind. Die Induktionspolkörper w<rden hierbei nicht bis zur Sättigung magnetisiert.The induction pole body of DE-PS 22 35 271 are used to strengthen the magnetic field and generate local Field gradients and make an effective separation in this type of drum magnetic separator possible in the first place because the magnetic disks in the area of the drum surface produce the effects Feldgradientpn as well as the field strengths are relatively small. The induction pole bodies would not magnetized to saturation.

Bei der Anwendung eines supraleitenden Magnetsystems auf derartige Trommelscheider müssen einige Besonderheiten bzw. Unterschiede gegenüber einem konventionellen Magnetsystem beachtet werden, die sich aus den bekanntermaßen wesentlich höheren Feldstärken ergeben. Zur Durchführung des Trennvorganges des aufzubereitenden Gutes in eine magnetische und eine unmagnetische Fraktion werden nämlich Induktionspolkörper oder ähnliche Zusatzeinrichtungen zur Erzeugung von Feldtradienten nicht benötigt, da die durch die Spulenanordnung bedingte Feldinhomogenität völlig ausreicht, um am Ort eines Teilchens in der Umgebung der Trommeloberfläche ausreichende Feldgradienten und Feldstärken zu erzeugen. Jedoch hat sich hierbei herausgestellt, daß während der Drehung der Trommel die Überführung der an deren Oberfläche haftenden magnetischer. Fraktion aus dem Magnetfeld des supraleitenden Magnetsystems heraus in den weitgehend feldfreien Teil Schwierigkeiten bereitet, daWhen using a superconducting magnet system on such drum separators, some must Special features or differences compared to a conventional magnet system must be taken into account result from the known much higher field strengths. To carry out the separation process of the goods to be processed into a magnetic and a non-magnetic fraction Induction pole bodies or similar additional devices for generating field gradients are not required because the Field inhomogeneity caused by the coil arrangement is completely sufficient to at the location of a particle in the To generate sufficient field gradients and field strengths around the drum surface. However, has It was found here that during the rotation of the drum, the transfer of the surface adhesive magnetic. Fraction from the magnetic field of the superconducting magnet system into the largely field-free part causes difficulties because

an dieser Übergangsstelle die magnetischen Feldkräfte besonders hoch sind und das Magnetgut sich dieser Überführung widersetzt. Die magnetischen Feldkräfte weisen in diesem Übergangsbereich eine solche Größenordnung und einen solchen Einwirkungsbereich auf, daß eine teilweise Zurückhaltung der magnetischen Partikel die Folge ist, so daß es neben einem stark verminderten Durchsatz zu Verstopfungen und sonstigen schweren Betriebsstörungen kommen kann.At this transition point the magnetic field forces are particularly high and the magnetic material is this Resists transfer. The magnetic field forces show such a transition in this transition area Order of magnitude and such a range of action that a partial reluctance of the magnetic Particles are the result, so that there is not only a greatly reduced throughput, but also blockages and others serious malfunctions can occur.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Magnetscheider zu schaffen, der ein wirksames Enifernen der im Feld eines insbesondere supraleitender Magnetsystems von einer unmagnetischen Fraktion getrennten magnetischen Fraktion aus diesem Feld gewährleistet und auf diese Weise die Einsatzmöglichkeit derartiger Magnetscheider auch in wirtschaftlicher Hinsicht verbessert.It is the object of the invention to provide a magnetic separator to create an effective removal of the in the field of a particularly superconducting magnet system by a non-magnetic fraction separated magnetic fraction from this field guaranteed and on in this way the possibility of using such magnetic separators is also improved from an economic point of view.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Drehtrommel mindestens ein Förderelement aus einem Werkstoff von hoher magnetischer Suszeptibilität aufweist. Im Einflußbereich des vom supraleitenden Magnetsystem erzeugten Feldes liegt die Feldstärke weit oberhalb der Sättigung des Förderelementes, so daß das Förderelement hier keinen nennenswerten Beitrag zum Verlauf und zur Höhe des Magnetfeldes liefert. Das Förderelement hat somit im Gegensatz zu den von konventionellen Magnetscheidern her bekannten Induktionspolkörpern nicht den Zweck, eine magnetische Trennung überhaupt erst zu ermöglichen, da die Magnetspulen selbst schon eine weitreichende, ausreichende Kraft erzeugen. Durch die Anordnung dieses Förderelementes wird jedoch der Übergangsbereieh zum weitgehend feldfreien Teil der Drehtrommeloberfläche, bezogen auf den Verlauf der auf ein Teilchen ausgeübten magnetischen Kraft stetiger, Wobei in diesem feldarmen Raum gleichzeitig noch ein Restbe* trag an magnetischer Kraft wirksam ist, der von der Magnetisierung des Förderelementes herrührt. Die an der Trommeloberfläche anhaftenden Partikel unterlieg gen daher auch in diesem feldarmen Raum noch einerThis object is achieved in that the rotary drum consists of at least one conveyor element Has material of high magnetic susceptibility. In the area of influence of the superconducting Magnet system generated field, the field strength is far above the saturation of the conveyor element, so that the conveying element makes no significant contribution to the course and level of the magnetic field supplies. In contrast to that known from conventional magnetic separators, the conveying element therefore has Induction pole bodies do not have the purpose of enabling magnetic separation in the first place, because the magnetic coils themselves already generate a far-reaching, sufficient force. By the arrangement However, this conveying element becomes the transition area to the largely field-free part of the rotating drum surface, related to the course of the magnetic force exerted on a particle, where in At the same time a residual amount of magnetic force is effective in this field-poor space, that of the Magnetization of the conveying element originates. The particles adhering to the drum surface are subject Therefore there is still another one in this field-poor area

Kraft, welche ein wirksames Entfernen aus dem Magnetfeld des supraleitenden Magnetsystems erst ermöglicht.Force, which is an effective removal from the magnetic field of the superconducting magnet system enables.

Das erfindungsgemäße Förderelement entfaltet somit seine Förderwirkung besonders in dem von dem Magnetfeld nur schwach erfaßten Bereich der Drehtrommeloberfläche. The conveying element according to the invention thus develops its conveying effect particularly in that of the Magnetic field only weakly detected area of the rotating drum surface.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Drehtrommel aus Kunststoff oder einem Werkstoff geringer elektrischer Leitfähigkeit, wobei das Förderelement auf oder in der Oberfläche der Drehtrommel angeordnet ist Wirbelströme, die in der Wandung einer aus elektrisch leitfähigem Werkstoff bestehenden Drehtrommel beim Durchgang durch das Magnetfeld induziert würden und die Bewegung der Drehtrommel behindern, sind nicht vorhanden, so daß auf diese Weise die Wirtschaftlichkeit des Magnetscheider verbessert wird. Gleichzeitig wird eine Abschirmung des Magnetfeldes des supraleitenden Spulensystems verhindert Eine Drehtrommel aus Kunststoff eröffnet aufgrund der einfachen Be- und Verarbeitung auch sehr einfache Möglichkeiten der Befestigung der bzw. des Förderelementes. Die Förderelemente können beispielsweise als kleine ferromagnetische Körper von beliebiger Gestalt in die Oberfläche der Drehtrommel eingebracht oder beispielsweise als Pulverschicht durch Klebung mit dieser verbunden werden.In an advantageous embodiment of the invention, the rotary drum is made of plastic or a Material of low electrical conductivity, the conveying element on or in the surface of the Rotating drum is arranged eddy currents in the wall of an electrically conductive material existing rotary drum when passing through the magnetic field would be induced and the movement of the Hinder rotary drum, are not available, so that in this way the economy of the magnetic separator is improved. At the same time, the magnetic field of the superconducting coil system is shielded A rotating drum made of plastic opens up due to the simple handling and processing also very simple ways of attaching the or the conveying element. The conveying elements can for example as small ferromagnetic bodies of any shape in the surface of the rotating drum introduced or, for example, connected to this as a powder layer by gluing.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Förderelement als Drahtwicklung ausgebildet, wobei der Drahtradius dem fünf- bis zwanzigfachen, Vorzugsweise dem zehnfachen des mittleren Korndurchmessers der abzuscheidenden Partikel entspricht und wobei der Abstand der Drahtwicklungen voneinander dem ein- bis zehnfachen, vorzugsweise dem vierfachen des Drahtradius entspricht.In another embodiment of the invention that is Conveying element designed as a wire winding, the wire radius being five to twenty times, preferably corresponds to ten times the mean grain diameter of the particles to be separated and where the Distance of the wire windings from one another one to ten times, preferably four times the wire radius is equivalent to.

Dies stellt eine sehr einfache Ausbildung des Förderelementes dar, wobei sich die angegebenen Größenverhältnisse als praktisch sinnvoller Kompromiß zwischen den mit kleiner werdendem Drahtdurchmesser steigenden Feldgradienten und der bezogen auf den umgebendem Raum sinkenden Einwirkungstiefe einerseits und der Korngröße der abzuscheidenden Partikel andererseits erwiesen haben.This represents a very simple design of the conveying element, the specified Size ratios as a practically sensible compromise between the smaller the wire diameter increasing field gradients and the decreasing depth of action in relation to the surrounding space on the one hand and the grain size of the particles to be deposited on the other hand.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Förderelement ein im Querschnitt halbkreisförmiger oder dreieckiger Drrht. Diese besondere Querschnittsgestaltung bezweckt eine Vermeidung von Zwischenräumen zwischen Draht und Trommeloberfläche, welche sich mit Partikeln zusetzen und eine Reinigung erschweren würden.In a further advantageous embodiment of the invention, the conveying element is a cross-section semicircular or triangular wire. This particular one Cross-sectional design aims to avoid gaps between the wire and the drum surface, which become clogged with particles and make cleaning difficult.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Förderelement ein Drahtgeflecht oder ein sonstiger massearmer, die Drehtrommel umgebender Körper von gleichmäßiger Struktur. Das Förderelement kann auch ein beliebiger, beispielsweise aus zusammenhängenden Drähten oder Drahtpartikeln aufgebauter Körper sein, der massearm ist. Auf diese Weise werden Ummagnetisierungsverluste beim Durchlaufen des Magnetfeldes klein gehalten, so daß die Wirtschaftlichkeit des Magnetscheiders weiter verbessert wird.In a further embodiment of the invention, the conveying element is a wire mesh or something else low-mass body of uniform structure surrounding the rotary drum. The conveying element can also any body made up of, for example, connected wires or wire particles, which is low in mass. In this way, magnetic reversal losses are avoided kept small when passing through the magnetic field, so that the economy of the Magnetscheider is further improved.

Die gleichmäßige Struktur gewährleistet eine gleichmäßige Wirkung der Magnetkräfte auf der gesamten Breite der Drehtrommel.The even structure ensures an even effect of the magnetic forces on the whole Width of the rotating drum.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigtFurther features and advantages of the invention emerge from the following in the drawing schematically illustrated embodiment. It shows

Fig. 1 einon Magnetscheider mit einem supraleitenden Magnetsystem in Seitenansicht;1 shows a magnetic separator with a superconducting one Magnet system in side view;

F i g. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil II der F i g. 1.F i g. 2 shows a view according to arrow II in FIG. 1.

F i g. 1 zeigt eine Drehtrommel 1, in deren Innenraum ein feststehendes, supraleitendes Magnetsystem 2 von beliebiger Polanordnung untergebracht ist Aus Gründen der zeichnerischen Einfachheit ist auf die Darstellung der Lagerungen und des Antriebes der Drehtrommel sowie der Zusatzeinrichtungen des Magnetsystem^, insbesondere der Kühlmittelversorgung verzichtet worden. Die Drehtrommel 1 taucht in eine Wanne 3 ein, welche in einer seitlichen Wandung einen Einlauftrichter 4 für ein magnetisch aufzubereitendes Gut im Bodenbereich ein Abzugsrohr 5 für dessen unmagnetische Fraktion und in der anderen Seitenwandung einen Austragstrichter 6 für die magnetische Fraktion zeigt. Mit Position 7 sind Hilfsvorrichtungen zur Unterstützung des Ablüsens der magnetischen Partikel von der Drehtrommeloberfläche bezeichnetF i g. 1 shows a rotating drum 1, in the interior of which a fixed, superconducting magnet system 2 from any pole arrangement is accommodated For the sake of drawing simplicity, the illustration the bearings and the drive of the rotary drum as well as the additional devices of the magnet system ^, in particular the coolant supply has been omitted. The rotary drum 1 is immersed in a tub 3, which in a side wall an inlet funnel 4 for a magnetically processed material in the Bottom area, a flue pipe 5 for its non-magnetic fraction and one in the other side wall Discharge funnel 6 for the magnetic fraction shows. With position 7 are auxiliary devices for support the removal of the magnetic particles from the rotating drum surface

Die Drehtrommel 1 trägt als Förderele.nent 8 eine Drahtwicklung 8 aus ferromagnetische!!! Material, welche sich über deren gesamte Länge erstreckt, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich. Die Drehtrommel 1 dreht sich in Richtung des Pfeiles 9, wobei im Bereich des Magnetsystems 2 die magnetisierbaren Partikel des über den Einlauftrichter 4 zugeführten Gutes an die Oberfläche der Drehtrommel gezogen werden, wohingegen die nichtmagnetisierbaren Partikel die Wanne 3 durch das Abzugsrohr 5 verlassen.The rotary drum 1 carries a wire winding 8 made of ferromagnetic wire as a conveyor element 8! Material, which extends over its entire length, as in particular from FIG. 2 can be seen. The rotating drum 1 rotates in the direction of arrow 9, the magnetizable particles of the in the area of the magnet system 2 Goods fed in via the inlet funnel 4 are drawn to the surface of the rotary drum, whereas the non-magnetizable particles leave the tub 3 through the exhaust pipe 5.

Die Drahtwicklung 8 besteht aus einem Draht von halbkreisförmigem Querschnitt, der mit der Oberfläche der Drehtrommel 1 durch Klebung verbunden ist. Dabei entspricht der Abstand der einzelnen Windungen ungefähr dem vierfachen des Drahtradius, welcher ungefähr dem zehnfachen des mittleren Korndurchmessers der abzuscheidenden Partikel entspricht.The wire winding 8 consists of a wire of semicircular cross-section, which is connected to the surface the rotary drum 1 is connected by gluing. The distance between the individual turns corresponds to this approximately four times the wire radius, which approximately ten times the mean grain diameter corresponds to the particles to be deposited.

Die Drahtwicklung 8 behält in dem Bereicn, der von dem Magnetfeld schwach durchdrungen wird, eine bestimmte Magnetisierung bei, von welcher eine HalteKraft ausgeht. Erst außerhalb des Magnetfeldes verliert der vorzugsweise weichmagnetische Draht seine Magnetisierung und das Magnetgut läßt sich leicht abspülen bzw. abstreifen (Hilfsvorrichtung 7).The wire winding 8 retains one in the area which is weakly penetrated by the magnetic field certain magnetization, from which a holding force emanates. Only outside the magnetic field the preferably soft magnetic wire loses its magnetization and the magnet material can be easily Rinse or wipe off (auxiliary device 7).

Die auf der Oberfläche der Drehtrommel 1 anhaftenden magnetischen Partikel werden auf diese Weise durch diese Haltekraft an der Stelle 10 sicher aus dem Einzugsbereich des Magnetsystems 2 abgezogen und können anschließend durch Hilfsvorrichtungen 7 leicht von der Oberfläche der Drehtrommel gelöst werden.The magnetic particles adhering to the surface of the rotary drum 1 are applied to it By this holding force at the point 10, it is safely withdrawn from the catchment area of the magnet system 2 and can then easily be detached from the surface of the rotary drum by auxiliary devices 7 will.

Mit der Erfindung wird somit erreicht, daß die an der Oberfläche der Drehtrommel anhaftenden Partikel beim Austritt aus dem Einwirkungsbereich des Magnetsystems 2 einen allmählichen Übergang aus Zonen großer Feldstärke in solche von geringerer Feldstärke erfahren. Die an der Oberfläche der Drehtrommel 1 anhaftenden Teilchen unterliegen somit auch noch beim Verlassen des Einwirkungsbereiches des Magneisystems 2 einer Haltekraft, so daß ein sicheres Entfernen dieser Partikel aus dem Bereich des supraleitenden Magnetsystems ermöglicht wird.With the invention it is thus achieved that the particles adhering to the surface of the rotating drum a gradual transition from zones when exiting the area of action of the magnet system 2 experience high field strength in those with lower field strength. The on the surface of the rotating drum 1 adhering particles are subject to this even when leaving the area of action of the magnetic system 2 a holding force, so that a safe removal of these particles from the area of the superconducting Magnet system is made possible.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Magnetscheider mit einem, im Innenraum einer Drehtrommel angeordneten, feststehenden, insbesondere supraleitenden Magnetsystem, wobei die Drehtrommel aus im wesentlichen unmagnetischem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel (1) mindestens ein Förderelement (8) aus einem Werkstoff von hoher magnetischer Suszeptibilität aufweist1. Magnetic separator with a stationary, in particular, arranged in the interior of a rotating drum superconducting magnet system, the rotating drum being made of essentially non-magnetic Material, characterized in that the rotary drum (1) has at least one conveyor element (8) made of a material of high magnetic susceptibility 2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel (1) aus Kunststoff oder einem Werkstoff geringer elektrischer Leitfähigkeit besteht, wobei das Förderelement (8) auf oder in der Oberfläche der Drehtrommel (1) angeordnet ist.2. Magnetic separator according to claim 1, characterized in that the rotating drum (1) consists of There is plastic or a material of low electrical conductivity, the conveying element (8) is arranged on or in the surface of the rotary drum (1). 3. Magnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement (8) als Drahtwicklung ausgebildet ist, wobei der Drahtradius dem fünf- bis zwanzigfachen, vorzugsweise dem zehnfachen des mittleren Korndurchmessers der abzuscheidenden Partikel entspricht und wobei der Abstand der Drahtwindungen dem einbis zehnfachen, vorzugsweise dem vierfachen des Drahtradius entspricht.3. Magnetic separator according to claim 1 or 2, characterized in that the conveying element (8) is designed as a wire winding, the wire radius five to twenty times, preferably corresponds to ten times the mean grain diameter of the particles to be separated and wherein the distance between the wire turns is one to ten times, preferably four times the Corresponds to the wire radius. 4. Magnetscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderdement (8) ein im Querschnitt halbkreisförmiger oder dreieckiger Draht ist.4. Magnetic separator according to claim 3, characterized in that the conveyor element (8) is an im Cross-section is semicircular or triangular wire. 5. Magnetscheider nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement (8) ein Drahtgeflecht oder ein sonstiger massearmer, di.· Dreh ommel (1) umgebender Körper von gleichmüßiger Struktur ist.5. Magnetic separator according to one of the preceding claims, characterized in that the Conveying element (8) a wire mesh or some other low-mass, i.e. rotating drum (1) surrounding it Body is of uniform structure. 6. Magnetscheider nach einem d ■ vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement (8) in Ausnehmungen der Oberfläche der Drehtrommel (1) angeordnet ist.6. Magnetic separator after ad ■ previous one Claims, characterized in that the conveying element (8) in recesses in the surface the rotary drum (1) is arranged.