EP2604347A1 - Séparateur magnétique - Google Patents

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Publication number
EP2604347A1
EP2604347A1 EP12197233.5A EP12197233A EP2604347A1 EP 2604347 A1 EP2604347 A1 EP 2604347A1 EP 12197233 A EP12197233 A EP 12197233A EP 2604347 A1 EP2604347 A1 EP 2604347A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
ferrule
magnetic elements
peripheral surface
central axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12197233.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sergueï Gladkov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sas GS Magnetic
Original Assignee
Sas GS Magnetic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sas GS Magnetic filed Critical Sas GS Magnetic
Publication of EP2604347A1 publication Critical patent/EP2604347A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/10—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with cylindrical material carriers
    • B03C1/14—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with cylindrical material carriers with non-movable magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/20—Magnetic separation whereby the particles to be separated are in solid form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/22—Details of magnetic or electrostatic separation characterised by the magnetical field, special shape or generation

Definitions

  • the present invention generally relates to magnetic separators, for separating products, for example waste, into a first fraction containing the products of magnetic materials, and a second fraction containing the products which are of non-magnetic materials.
  • the axis of the shell is generally substantially horizontal, the magnetic elements being arranged circumferentially around the central axis.
  • the magnetic elements are distributed on a hemicylindrical surface. A first edge of this surface is turned upwards, the opposite edge being turned downwards.
  • the products to be separated are fed from the top and fall on a receiving zone of the outer peripheral surface of the ferrule, situated in line with a group of magnetic elements situated at the top of the hemicylindrical surface.
  • the products made of a magnetic material are pressed against the shell because of the attraction exerted by the magnetic elements. Products made of a non-magnetic material remain free.
  • the shell Because of its rotation, the shell causes the products to be down. Under the effect of centrifugal force, the products made of non-magnetic materials are ejected from the ferrule and fall into a tray provided for this purpose. On the contrary, the products made of a magnetic material remain attracted to the shell and are driven by it to the second edge of the hemispherical surface. They fall into a second bin provided for this purpose.
  • the magnetic field created by the magnetic elements is not uniform in space. It is very high in certain points. Some magnetic products, passing right of these points are trapped and remain at a fixed position relative to the magnetic elements. They are no longer driven by the ferrule and slide on it.
  • the invention aims to propose a solution that is more satisfactory.
  • the invention relates to a magnetic separator of the aforementioned type, characterized in that the end faces of the magnetic elements each have a curved portion towards the inner peripheral surface.
  • the magnetic elements frequently, considered in section perpendicular to the central axis of the ferrule, a rectangular shape. They have a flat end face, two flat lateral faces parallel to each other, the end face and the side faces being connected by sharp edges. Areas of high magnetic field gradient typically correspond to the edges of the magnetic elements.
  • the geometry of the magnetic elements is modified, so as to reduce the magnetic field gradients.
  • the fact of creating convex portions on the terminal surface of the magnetic elements makes it possible to significantly reduce these gradients.
  • the end face is fully domed towards the inner peripheral surface.
  • the end face is convex towards the inner peripheral surface.
  • the end face is not entirely curved. It comprises for example a flat central band, and two curved lateral bands, on either side of the flat central band. Typically, these two curved lateral bands correspond to the zones through which the end face connects to the lateral faces.
  • the lateral faces form a non-zero angle with the end face.
  • the lateral faces are typically substantially perpendicular to the end face, and parallel to each other. They are substantially radial with respect to the central axis. They could alternatively have another inclination.
  • the fixed support typically has a hemicylindrical shape, coaxial with the ferrule.
  • the ferrule and the fixed support typically have a common horizontal central axis.
  • the fixed support has a shape corresponding to a half-cylinder cut in a vertical plane containing the central axis of the ferrule.
  • the magnetic elements are placed on the hemicylindrical surface of the fixed support, extending near the ferrule. This surface is delimited circumferentially by an upper edge turned upwards and by a lower edge turned downwards. It extends substantially parallel to the inner peripheral surface of the ferrule.
  • the magnetic elements are distributed circumferentially around the central axis, so as to alternately constitute north magnetic poles and south magnetic poles. They extend, parallel to the central axis C, over the entire length of the fixed support. Alternatively, the magnetic elements extend only over a fraction of the length of the fixed support. Several magnetic elements are placed axially in the extension of each other to cover the entire length of the fixed support.
  • the ferrule has a generally cylindrical shape. It delimits an internal volume in which is housed the fixed support.
  • the inner and outer peripheral surfaces of the ferrule are substantially cylindrical and delimit the ferrule radially respectively inwards and outwards.
  • connection of the ferrule to the fixed support typically comprises a geared motor adapted to drive the ferrule in rotation, at a substantially constant speed, or at a selectively adjustable speed.
  • the ferrule can be rotated by a belt, a chain, etc.
  • the magnetic separator further comprises a feed device arranged to feed the products to be separated along the outer peripheral surface of the ferrule, to the right of the magnetic elements located near the upper edge of the hemispherical surface.
  • the direction of rotation of the ferrule is chosen so that the ferrule rotates the products along the hemispherical surface, from the upper edge to the lower edge.
  • the magnetic separator also comprises a device for collecting the magnetic first, disposed under the shell, and more precisely under the magnetic elements located near the lower edge of the hemispherical surface.
  • This collection device is typically a tray.
  • the magnetic separator further comprises another tray for collecting non-magnetic products ejected from the shell.
  • the magnetic elements are distributed circumferentially about the central axis, and are separated from each other by a step between 5 and 100 millimeters, the pitch being taken at the end faces of the magnetic elements.
  • This step also called polar step, is adapted according to the product to be separated.
  • the polar pitch is between 10 and 80 mm, for example between 30 and 50 mm. This is particularly advantageous for the following reasons.
  • Products made of a magnetic material once placed in the magnetic field, become polarized. This creates a north pole and a south pole in each particle constituting the product.
  • the magnetic elements are arranged such that, when following the circumferentially fixed support, the north poles and the south poles alternate.
  • a product made of a magnetic material that lies at the right of one or more magnetic elements defining a north pole will adopt an orientation such that its south pole will be turned towards the magnetic element or elements, and that its north pole will be located at the opposite.
  • the ferrule moves, dragging the product, it will rotate on itself, following the lines of magnetic flux.
  • the product arrives at the right of the magnetic element (s) defining the next south pole, the product will have its north pole facing the magnetic element (s), and its south pole located opposite.
  • floques products made of magnetic material, once placed in the magnetic field, tend to gather together to form aggregates called floques. These floques also can block products of non-magnetic material, and prevent these products are ejected from the cylinder to the tank provided for collecting. Choosing a small polar step tends to disintegrate the floques, because the flock turns around with a great frequency.
  • D max is the largest dimension of the magnetic material products to be separated, or the largest dimension of the floques capable of being formed by these products
  • a polar pitch of between D max x 3 and D max will preferably be chosen.
  • x 7 still preferably a polar pitch between D max x 4 and D max x 6, and for example a polar pitch equal to D max x 5.
  • D max is the most large diameter of these particles or the larger diameter of the floques constituted by these particles under the effect of the magnetic force.
  • the second gap is greater than the first gap plus 13%, and even more preferably greater than the first gap plus 15%.
  • the magnetic elements are distributed around the central axis over a given angular sector, for example over 180 °.
  • the magnetic element furthest from the inner peripheral surface is that which is at the end of the angular sector, this magnetic element is placed immediately next to the lower edge of the surface carrying the magnetic elements.
  • two magnetic elements may have this second gap.
  • at least three or more magnetic elements have the second spacing. It is also possible to provide a gradual increase of the spacing with the inner peripheral surface when one arrives towards the end of the angular sector. For example, it is possible to provide a magnetic element with the first gap plus 5%, a second with the first gap plus 10% and a last one, located along the lower edge, with the first gap plus 15%.
  • the spacing is taken here between the end face and the inner peripheral surface, in the radial direction. When the end face is curved, the spacing is the minimum of the distance radially separating the end face of the inner peripheral surface.
  • the magnetic elements of the first group are angularly separated from each other by a determined angle, at least two magnetic elements of the second group being angularly separated from each other by a second angle equal to at least the first angle plus 3 °.
  • the second angle is greater than the first angle plus 4 °, and more preferably is equal to the first angle plus 5 °.
  • the two magnetic elements angularly separated by the second angle are typically those at the end of the angular sector, immediately adjacent to the lower edge.
  • the last three magnetic elements are spaced two by two from the second angle, or the last four etc. It is also possible to gradually increase the angle between the magnetic elements at the end of the angular sector, for example 2 ° or 1 °.
  • connection of the ferrule to the fixed support is preferably arranged to drive the ferrule in rotation relative to the fixed support about the central axis with a first determined linear velocity taken at the surface.
  • external device, the separator further comprising a feed device arranged so that the products to be separated arrive on the outer peripheral surface of the shell with a second linear speed greater than 80% of the first linear speed.
  • the second linear velocity is greater than 90% of the first linear velocity, and still more preferably 100% of the first linear velocity.
  • magnetic elements are generally chosen such that the magnetic force is ten to fifty times greater than the weight of the product, for example for ferromagnetic particles. Centrifugal force typically corresponds to 1.2 to 1.5 times the weight of the product.
  • the magnetic material products arrive on the outer peripheral surface of the ferrule with a high linear speed, they are very strongly attracted to the ferrule by the magnetic elements and do not risk bouncing on the ferrule to fall into the tray. intended for non-magnetic products.
  • products made of non-magnetic material because of their high linear velocities upon arrival on the ferrule, quickly leave the zone of separation of the products and are quickly thrown out of the shell. This prevents there is a clogging of the product separation zone on the ferrule. This also decreases the risk that products of non-magnetic material located in the separation zone are blocked against the ferrule by magnetic material products discharged by the feeder.
  • the feed device gravitarily feeds the outer peripheral surface of the shell into products to be separated, to a height adapted so that the products to be separated arrive on the outer peripheral surface of the ferrule with the second desired linear speed.
  • the feeder comprises a conveyor and a chute.
  • the conveyor discharges the products to be separated at the top of the chute, the latter guiding the products to the receiving zone of the ferrule.
  • the outer peripheral surface of the ferrule is covered by a layer of an elastic material.
  • This material is for example a natural or synthetic rubber, flexible polyurethane, or any other suitable material.
  • the ferrule is made of stainless steel or composite material.
  • the entire outer peripheral surface is covered with elastic material.
  • the presence of the layer of elastic material facilitates the ejection of non-magnetic material products. These products, falling on the shell, bounce. This action is added to the effect of the centrifugal force resulting from the products being driven by the rotating shell. This does not prevent the products of magnetic material to be glued to the ferrule, because of the large difference in intensity between the magnetic force and the gravitational force or the centrifugal force.
  • the layer of elastic material typically has a thickness of between 0.5 and 10 mm, low compared to the diameter of the ferrule (of the order of 20 to 100 cm).
  • the magnetic separator comprises a device adapted to blow a curtain of air from bottom to top on the outer peripheral surface of the ferrule, between the first and second groups of magnetic elements.
  • the air curtain makes it possible to dislodge this type of product from the surface of the ferrule when these products pass at the level of the curtain air.
  • the orientation of the bottom to the top of the air curtain prevents these products, once dislodged, fall into the tray for magnetic products, which is located under the shell. These products will instead be projected by the shell and the air curtain to the tray for collecting non-magnetic products.
  • the blowing device typically comprises one or more nozzles.
  • the curtain covers the entire width of the ferrule, the width being understood here to be the dimension of the ferrule parallel to its central axis.
  • the speed and the air flow are adjustable.
  • the nozzle may be mounted on a rotary axis, substantially parallel to the central axis of the ferrule. It is thus possible to adjust the orientation of the air curtain around this axis.
  • the products to be separated are typically waste from a mill or iron ore separated dry or without water.
  • the particle size of this waste is typically between 0.02 and 10 mm.
  • This waste can be in different materials, such as wood, plastics, various metals (iron, steel, electrical cables, magnetite, etc.), natural fibers, etc.
  • the products to be separated may also not be waste.
  • the magnetic separator 1 represented on the figure 1 is intended to treat products 3, and to separate them into a first fraction consisting of products made of magnetic materials, and a second fraction consisting of products made of non-magnetic materials.
  • products made of magnetic materials are symbolized rectangles, and products made of non-magnetic materials are symbolized by circles.
  • the fixed support 5 has a generally semi-cylindrical shape. It is bounded to the left of the figure 1 by a surface 23 substantially flat and vertical, and to the right of the figure 1 by a hemicylindrical surface 25.
  • the surface 23 extends along a diameter of the ferrule.
  • the surface 25 is substantially parallel to the shell 11 and extends near it.
  • the surface 25 extends from an upper edge 27 facing upwards to a lower edge 29 facing downwards.
  • the magnetic elements 7, 9 are distributed circumferentially around the axis C, on the surface 25.
  • the elements 7 constitute the north poles (symbolized by + signs) and the elements 9 of the south poles (symbolized by signs -). They are arranged alternately around the axis C, each north pole being circumferentially framed by two south poles and vice versa.
  • Each magnetic element 7, 9 extends, parallel to the axis C, over the entire length of the surface 25.
  • each magnetic element 7, 9 is delimited towards the shell 11 by a curved end face 31, and is delimited laterally by two lateral faces 33, 35, substantially parallel to each other.
  • the lateral faces 33, 35 of a given magnetic element are turned towards the two magnetic elements flanking the given magnetic element. They are substantially radial with respect to the C axis.
  • the convex face 31 is connected to the lateral faces 33, 35 by curved zones, so that there is no angular transition between the end face 31 and the lateral faces 33, 35.
  • the convex face 31 typically presents a radius of curvature less than the radius of curvature of the inner surface of the ferrule.
  • each magnetic element 7, 9 has an end face 31 having a flat area 37 and two curved areas 39 connecting the flat area 37 to the side faces 33, 35.
  • the flat area 37 is a strip extending over the entire axial length of the magnetic element.
  • the shell 11 is a hollow cylinder with a substantially horizontal central axis C.
  • the hemispherical surface 25 and the shell 11 are substantially coaxial.
  • the fixed support 5 is placed in the internal volume delimited by the ferrule 11. It is arranged so as to place the hemispherical surface 25 opposite the inner peripheral surface 41 of the ferrule.
  • the outer peripheral surface 43 of the ferrule is covered by a layer 45 of an elastic material, for example rubber.
  • the connection 13 of the ferrule to the fixed support is arranged to drive the ferrule 11 in rotation around the axis C relative to the fixed support 5.
  • the link 13 comprises for example a geared motor not shown.
  • the link 13 is provided to drive the shell 11 clockwise in the representation of the figure 1 each point of the ferrule thus traveling with respect to the fixed support 5 from the upper edge 27 to the lower edge 29 along the hemispherical surface 25.
  • the feeding device comprises, for example, a conveyor belt or a vibrating conveyor 47 and a chute 49.
  • the products to be treated 3 are loaded on the conveyor belt 47 at a first end thereof (not shown), and are transported by the conveyor belt to a second end 51. At the end 51, they are discharged by the band at the top of the chute 49.
  • the chute 49 is arranged to guide the products 3 from the end 51 to a separation zone 53 of the outer peripheral surface 43 of the ferrule. The products fall gravitarily along the chute 49 from the end 51 to the zone 53.
  • the zone 53 is located at the right of a first group 55 of magnetic elements located near the upper edge 27.
  • the tray 17 for collecting the magnetic products is placed, in the vertical direction, under the shell 11, and more precisely under a second group 57 of magnetic elements located near the lower edge 29.
  • the second tray 19, intended to collect non-magnetic products is located to the right of the tray 17 on the figure 1 . It is placed so as to collect the products falling on the reception zone 53 of the ferrule, which are ejected from this ferrule under the effect of the centrifugal force resulting from the rotation of the ferrule. If necessary, a flap (not shown) is placed between the trays 17 and 19, so as to guide the non-magnetic products ejected to the tray 19.
  • the blowing device 21 comprises a nozzle 59, and a compressor 61 provided for supplying the nozzle 59 with compressed air.
  • the nozzle 59 is oriented to blow a air curtain 63 from bottom to top on the outer peripheral surface of the shell. More specifically, the nozzle 59 blows the air curtain on an area 65 of the outer peripheral surface located substantially at half height of the ferrule. This zone is located between the first and second groups of magnetic elements. Area 65 is located to facilitate the ejection of non-magnetic products to tray 19.
  • the plane P1 is the radial plane containing the central axis C, median of the two lateral faces 33, 35 of the magnetic element 7.
  • the plane P2 is the radial plane containing the axis C, median of the two faces 33, 35 of the magnetic element 9.
  • a magnetic element constituting a north pole and a magnetic element constituting a south pole are alternately placed around axis C alternately.
  • the magnetic flux lines resulting from such an arrangement are represented on the figure 3 .
  • magnetic products consisting of particles of elongated shapes, of small sizes. These particles are referenced 67.
  • the particles of magnetic materials which are immersed in the magnetic field each have a north pole and a south pole.
  • the north pole of the particle is turned towards the magnetic element.
  • the particle moves circumferentially to the neighboring magnetic element, the particle turns back along the magnetic field lines.
  • it is at the right of a north pole, it is the south pole of the particle which is turned towards the magnetic element.
  • the magnetic elements 7, 9 of the first group 55 are radially separated from the inner peripheral surface 41 of the shell by a gap d1.
  • this gap is between 1 and 3 mm.
  • certain magnetic elements of the second group 57 are separated from the inner peripheral surface 41 by radial spacings d2, d3, greater than d1.
  • d2 is for example d1 plus 5%
  • d3 is d1 plus 10%.
  • the magnetic elements 7, 9 of the first group are separated from each other angularly by a constant angle ⁇ .
  • the three magnetic elements 69, 71, 73 closest to the lower edge 29 are separated from each other by an angle greater than the angle ⁇ .
  • the two magnetic elements 71, 73 closest to the edge 29 are separated by an angle equal to ⁇ + 5 °.
  • the magnetic elements 69 and 71 are separated from each other by an angle of ⁇ + 3 °.
  • ⁇ is between 5 and 15 °.
  • the operation of the magnetic separator described above will now be detailed.
  • the products 3 to be separated are poured onto the conveyor belt at a first end thereof. At the second end 51, they fall into the chute 49 which guides them to the receiving zone 53 of the ferrule.
  • the products of magnetic materials are locked against the shell by the magnetic field created by the magnetic elements 7, 9.
  • the products of non-magnetic materials are not locked against the shell.
  • the ferrule 11 rotates clockwise in the representation of the figure 1 .
  • the products of non-magnetic materials are ejected from the outer peripheral surface of the ferrule 11 under the combined effect of the elasticity of the layer 45 and the centrifugal force resulting from the rotational movement of the ferrule. They fall into the tray 19.
  • the magnetic products are rotated with the ferrule from top to bottom. When they arrive at the right magnetic elements 69, 71, 73, the magnetic force exerted on these products is lower. They then fall from the shell into the tray 17, under the combined effect of the centrifugal force and their weight.
  • Non-magnetic products in low density materials such as wood, plastic or polyurethane, which would not have been ejected from the ferrule by rebound and centrifugal force, are driven with the ferrule to the air curtain 63.
  • This air curtain applied from bottom to top projects these light products into the tray 19.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Abstract

Le séparateur magnétique (1) comprend : - un support fixe (5), portant une pluralité d'éléments magnétiques (7, 9); - une virole (11) disposée autour du support fixe (5) et ayant un axe central (C), la virole (11) présentant une surface périphérique externe (43) et une surface périphérique interne (41), les éléments magnétiques (7,9) ayant chacun une face terminale (31) tournée vers la surface périphérique interne (41); - une liaison (13) de la virole (11) au support fixe (5), agencée pour entraîner la virole (11) en rotation par rapport au support fixe (5) autour de l'axe central (C). Les faces terminales (31) des éléments magnétiques (7,9) présentent chacune au moins une portion bombée vers la surface périphérique interne (41).

Description

  • La présente invention concerne en général les séparateurs magnétiques, destinés à séparer des produits, par exemple des déchets, en une première fraction contenant les produits en des matériaux magnétiques, et en une seconde fraction contenant les produits qui sont en des matériaux non magnétiques.
  • Plus précisément, l'invention concerne un séparateur magnétique du type comprenant :
    • un support fixe, portant une pluralité d'éléments magnétiques ;
    • une virole disposée autour du support fixe et ayant un axe central, la virole présentant une surface périphérique externe et une surface périphérique interne, les éléments magnétiques ayant chacun une face terminale tournée vers la surface périphérique interne ;
    • une liaison de la virole au support fixe, agencée pour entraîner la virole en rotation par rapport au support fixe autour de l'axe central.
  • Dans un tel séparateur magnétique, l'axe de la virole est généralement sensiblement horizontal, les éléments magnétiques étant disposés circonférentiellement autour de l'axe central. Les éléments magnétiques sont répartis sur une surface hémicylindrique. Un premier bord de cette surface est tourné vers le haut, le bord opposé étant tourné vers le bas.
  • Les produits à séparer sont alimentés par le haut et tombent sur une zone de réception de la surface périphérique externe de la virole, située au droit d'un groupe d'éléments magnétiques situés en partie haute de la surface hémicylindrique.
  • Les produits en un matériau magnétique sont plaqués contre la virole du fait de l'attraction exercée par les éléments magnétiques. Les produits en un matériau non magnétique restent libres.
  • Du fait de sa rotation, la virole entraîne les produits vers le bas. Sous l'effet de la force centrifuge, les produits en des matériaux non magnétiques sont éjectés de la virole et tombent dans un bac prévu à cet effet. Au contraire, les produits en un matériau magnétique restent attirés à la virole et sont entraînés par celle-ci jusqu'au second bord de la surface hémisphérique. Ils tombent dans un second bac prévu à cet effet.
  • Le champ magnétique créé par les éléments magnétiques n'est pas uniforme dans l'espace. Il est très élevé en certains points. Certains produits magnétiques, en passant au droit de ces points se trouvent piégés et restent à une position fixe par rapport aux éléments magnétiques. Ils ne sont plus entraînés par la virole et glissent sur celle-ci.
  • Pour s'affranchir de ce problème, il est connu de fixer un tasseau sur la surface périphérique externe de la virole. Ce tasseau fait saillie par rapport à la surface périphérique externe et pousse les produits piégés au fur et à mesure de sa rotation avec la virole.
  • Cette solution n'est toutefois pas satisfaisante, car un volume important de produits peut s'accumuler contre le tasseau, ce qui nuit à la qualité de la séparation.
  • Dans ce contexte, l'invention vise à proposer une solution qui soit plus satisfaisante.
  • A cette fin, l'invention porte sur un séparateur magnétique du type précité, caractérisé en ce que les faces terminales des éléments magnétiques présentent chacune une portion bombée vers la surface périphérique interne.
  • En effet, les éléments magnétiques ont fréquemment, considérés en section perpendiculairement à l'axe central de la virole, une forme rectangulaire. Ils présentent une face terminale plane, deux faces latérales planes parallèles l'une à l'autre, la face terminale et les faces latérales étant raccordées par des arêtes vives. Les zones de fort gradient de champ magnétique correspondent typiquement aux arêtes des éléments magnétiques.
  • Dans l'invention, la géométrie des éléments magnétiques est modifiée, de façon à diminuer les gradients de champ magnétique. Le fait de créer des portions bombées sur la surface terminale des éléments magnétiques permet de réduire significativement ces gradients.
  • Typiquement, la face terminale est entièrement bombée vers la surface périphérique interne. On entend ici par bombée le fait que la face terminale soit convexe vers la surface périphérique interne.
  • En variante, la face terminale n'est pas entièrement bombée. Elle comporte par exemple une bande centrale plane, et deux bandes latérales bombées, de part et d'autre de la bande centrale plane. Typiquement, ces deux bandes latérales bombées correspondent aux zones par laquelle la face terminale se raccorde aux faces latérales.
  • Les faces latérales forment un angle non nul avec la face terminale. Les faces latérales sont typiquement sensiblement perpendiculaires à la face terminale, et parallèles l'une à l'autre. Elles sont sensiblement radiales par rapport à l'axe central. Elles pourraient en variante avoir une autre inclinaison.
  • Comme indiqué ci-dessus, le support fixe présente typiquement une forme hémicylindrique, coaxial à la virole. La virole et le support fixe ont typiquement un axe central horizontal commun.
  • Le support fixe a une forme correspondant à un demi-cylindre coupé suivant un plan vertical contenant l'axe central de la virole. Les éléments magnétiques sont placés sur la surface hémicylindrique du support fixe, s'étendant à proximité de la virole. Cette surface est délimitée circonférentiellement par un bord supérieur tourné vers le haut et par un bord inférieur tourné vers le bas. Elle s'étend sensiblement parallèlement à la surface périphérique interne de la virole.
  • Les éléments magnétiques sont répartis circonférentiellement autour de l'axe central, de manière à constituer alternativement des pôles magnétiques nord et des pôles magnétiques sud. Ils s'étendent, parallèlement à l'axe central C, sur toute la longueur du support fixe. Alternativement, les éléments magnétiques s'étendent seulement sur une fraction de la longueur du support fixe. Plusieurs éléments magnétiques sont placés axialement dans le prolongement les uns des autres pour couvrir toute la longueur du support fixe.
  • La virole présente une forme générale cylindrique. Elle délimite un volume interne dans lequel est logé le support fixe. Les surfaces périphériques interne et externe de la virole sont sensiblement cylindriques et délimitent la virole radialement respectivement vers l'intérieur et vers l'extérieur.
  • La liaison de la virole au support fixe comprend typiquement un motoréducteur adapté pour entraîner la virole en rotation, à vitesse sensiblement constante, ou à une vitesse ajustable sélectivement. En variante, la virole peut être entraînée en rotation par une courroie, une chaîne, etc...
  • Le séparateur magnétique comporte encore un dispositif d'alimentation agencé pour alimenter les produits à séparer suivant la surface périphérique externe de la virole, au droit des éléments magnétiques situés à proximité du bord supérieur de la surface hémisphérique. Le sens de rotation de la virole est choisi pour que la virole entraîne en rotation les produits le long de la surface hémisphérique, du bord supérieur vers le bord inférieur.
  • Le séparateur magnétique comporte également un dispositif de collecte des premiers magnétiques, disposé sous la virole, et plus précisément sous les éléments magnétiques se trouvant à proximité du bord inférieur de la surface hémisphérique. Ce dispositif de collecte est typiquement un bac.
  • Le séparateur magnétique comporte encore un autre bac, destiné à collecter les produits non magnétiques éjectés de la virole.
  • Avantageusement, les éléments magnétiques sont répartis circonférentiellement autour de l'axe central, et sont séparés les uns des autres par un pas compris entre 5 et 100 millimètres, le pas étant pris au niveau des faces terminales des éléments magnétiques. Ce pas, appelé aussi pas polaire, est adapté en fonction du produit à séparer. De préférence, le pas polaire est compris entre 10 et 80 mm, par exemple entre 30 et 50 mm. Ceci est particulièrement avantageux, pour les raisons suivantes.
  • Les produits en un matériau magnétique, une fois placés dans le champ magnétique, se polarisent. Il se créé ainsi un pôle nord et un pôle sud dans chaque particule constituant le produit.
  • Par ailleurs, les éléments magnétiques sont disposés de telle sorte que, quand on suit le support fixe circonférentiellement, les pôles nord et les pôles sud alternent.
  • Un produit en un matériau magnétique qui se trouve au droit d'un ou plusieurs éléments magnétiques définissant un pôle nord va adopter une orientation telle que son pôle sud sera tourné vers le ou les éléments magnétiques, et que son pôle nord sera situé à l'opposé. Au fur et à mesure que la virole se déplace, en entraînant le produit, celui-ci va pivoter sur lui-même, en suivant les lignes de flux magnétiques. Quand le produit arrivera au droit du ou des éléments magnétiques définissant le pôle sud suivant, le produit aura son pôle nord tourné vers le ou les éléments magnétiques, et son pôle sud situé à l'opposé.
  • Ainsi, plus le pas polaire est petit, plus la vitesse de retournement des produits est importante.
  • Ceci a deux effets. D'une part, les produits de grandes tailles en matériau magnétique peuvent bloquer contre la surface périphérique externe de la virole des produits en un matériau non magnétique. Le fait de retourner plus fréquemment ces produits facilite la libération des produits en un matériau non magnétique qui seraient éventuellement bloqués.
  • Par ailleurs, les produits en matériau magnétique, une fois placés dans le champ magnétique, tendent à se rassembler pour former des agrégats appelés floques. Ces floques eux aussi peuvent bloquer des produits en matériau non magnétique, et empêcher que ces produits soient éjectés du cylindre vers le bac prévu pour les collecter. Le fait de choisir un petit pas polaire tend à désintégrer les floques, du fait que le floque se retourne avec une grande fréquence.
  • Ainsi, le fait de choisir un pas polaire réduit permet d'augmenter la qualité de la séparation entre matériau magnétique et matériau non magnétique.
  • Si on appelle Dmax la plus grande dimension des produits en matériau magnétique à séparer, ou la plus grande dimension des floques susceptibles d'être formés par ces produits, alors on choisira de préférence un pas polaire compris entre Dmax x 3 et Dmax x 7, encore de préférence un pas polaire compris entre Dmax x 4 et Dmax x 6, et par exemple un pas polaire égal à Dmax x 5. Quand les produits se présentent sous la forme de particules, Dmax correspond au plus grand diamètre de ces particules ou au plus grand diamètre des floques constitués par ces particules sous l'effet de la force magnétique.
  • Selon un autre aspect, si l'on considère un premier groupe d'éléments magnétiques situés au-dessus de l'axe central et un second groupe d'éléments magnétiques situés au-dessous de l'axe central, le dispositif de collecte des produits magnétiques étant disposé sous le second groupe d'éléments magnétiques, les éléments magnétiques du premier groupe étant séparés radialement de la surface périphérique interne par un premier écartement, alors au moins un élément magnétique du second groupe est séparé radialement de la surface périphérique interne par un second écartement égal au moins au premier écartement plus 10%.
  • De préférence, le second écartement est supérieur au premier écartement plus 13%, et encore de préférence supérieur au premier écartement plus 15%.
  • En d'autres termes, on choisit d'écarter de manière plus prononcée au moins un élément magnétique du second groupe par rapport à la surface périphérique interne, de manière à diminuer la force magnétique exercée sur les produits en matériau magnétique, et à faciliter la séparation des produits magnétiques avec la virole, quand les produits arrivent en bas de la surface hémicylindrique. Cette séparation se produit sous l'effet conjugué du poids du produit et de la force centrifuge. Comme indiqué plus haut, les éléments magnétiques sont répartis autour de l'axe central sur un secteur angulaire déterminé, par exemple sur 180°. Dans ce cas, l'élément magnétique le plus écarté de la surface périphérique interne est celui qui se trouve à l'extrémité du secteur angulaire, cet élément magnétique est disposé immédiatement à côté du bord inférieur de la surface portant les éléments magnétiques.
  • En variante, deux éléments magnétiques peuvent présenter ce second écartement. Selon encore une autre variante, au moins trois ou plus de trois éléments magnétiques présentent le second écartement. Il est également possible de prévoir une augmentation progressive de l'écartement avec la surface périphérique interne quand on arrive vers l'extrémité du secteur angulaire. On peut par exemple prévoir un élément magnétique avec le premier écartement plus 5%, un second avec le premier écartement plus 10% et un dernier, situé le long du bord inférieur, avec le premier écartement plus 15%.
  • L'écartement est pris ici entre la face terminale et la surface périphérique interne, suivant la direction radiale. Quand la face terminale est bombée, l'écartement correspond au minimum de la distance séparant radialement la face terminale de la surface périphérique interne.
  • Selon un autre mode de réalisation, les éléments magnétiques du premier groupe sont séparés angulairement les uns des autres par un angle déterminé, au moins deux des éléments magnétiques du second groupe étant séparés angulairement l'un de l'autre par un second angle égal au moins au premier angle plus 3°.
  • Ceci a pour effet, comme précédemment, de réduire le champ magnétique à l'extrémité du secteur angulaire où sont disposés les éléments magnétiques. De ce fait, les produits magnétiques se séparent plus facilement de la virole pour tomber dans le bac de collecte des produits magnétiques. De préférence, le second angle est supérieur au premier angle plus 4°, et encore de préférence, est égal au premier angle plus 5°.
  • Les deux éléments magnétiques séparés angulairement par le second angle sont typiquement ceux qui sont à l'extrémité du secteur angulaire, immédiatement à côté du bord inférieur. Comme précédemment, il est possible de prévoir par exemple que les trois derniers éléments magnétiques sont écartés deux à deux du second angle, ou les quatre derniers etc. Il est également possible d'augmenter progressivement l'angle séparant les éléments magnétiques à l'extrémité du secteur angulaire, par exemple de 2° ou de1 °.
  • Il existe encore d'autres moyens pour obtenir un champ magnétique plus faible au niveau du dispositif de collecte des produits magnétiques. Par exemple, on peut choisir des éléments magnétiques créant un champ magnétique plus faible que les éléments magnétiques du premier groupe. On peut également interposer un écran entre certains éléments magnétiques du second groupe et la virole.
  • Selon un autre aspect de l'invention, la liaison de la virole au support fixe est de préférence agencée pour entraîner la virole en rotation par rapport au support fixe autour de l'axe central avec une première vitesse linéaire déterminée prise au niveau de la surface périphérique externe, le séparateur comportant en outre un dispositif d'alimentation agencé pour que les produits à séparer arrivent sur la surface périphérique externe de la virole avec une seconde vitesse linéaire supérieure à 80% de la première vitesse linéaire. De préférence, la seconde vitesse linéaire est supérieure à 90% de la première vitesse linéaire, et encore de préférence à 100% de la première vitesse linéaire.
  • Ceci favorise la séparation des produits en matériau non magnétique.
  • En effet, on choisit généralement des éléments magnétiques tels que la force magnétique soit dix à cinquante fois supérieure au poids du produit, par exemple pour des particules ferromagnétiques. La force centrifuge correspond typiquement à 1,2 à 1,5 fois le poids du produit. Ainsi, même si les produits en matériau magnétique arrivent sur la surface périphérique externe de la virole avec une vitesse linéaire importante, ils sont très fortement attirés contre la virole par les éléments magnétiques et ne risquent pas de rebondir sur la virole pour tomber dans le bac destiné aux produits non magnétiques. En revanche, les produits en matériau non magnétique, du fait de leurs vitesses linéaires élevées à l'arrivée sur la virole, quittent rapidement la zone de séparation des produits et sont rapidement projetés hors de la virole. Ceci évite qu'il y ait un engorgement de la zone de séparation des produits sur la virole. Ceci diminue également le risque que les produits en matériau non magnétique situés dans la zone de séparation soient bloqués contre la virole par les produits en matériau magnétique déversés par le dispositif d'alimentation.
  • Typiquement, le dispositif d'alimentation alimente gravitairement la surface périphérique externe de la virole en produits à séparer, sur une hauteur adaptée pour que les produits à séparer arrivent sur la surface périphérique externe de la virole avec la seconde vitesse linéaire recherchée.
  • Ainsi, il est possible d'ajuster facilement la vitesse linéaire avec laquelle les produits arrivent sur la virole.
  • Typiquement, le dispositif d'alimentation comporte un convoyeur et une chute. Le convoyeur déverse les produits à séparer en haut de la chute, celle-ci guidant les produits jusqu'à la zone de réception de la virole.
  • Selon un autre aspect de l'invention, la surface périphérique externe de la virole est couverte par une couche d'une matière élastique.
  • Cette matière est par exemple un caoutchouc naturel ou synthétique, du polyuréthane souple, ou toute autre matière adaptée. Typiquement, la virole est en acier inoxydable, ou en matériau composite. De préférence, toute la surface périphérique externe est recouverte de matériau élastique.
  • La présence de la couche de matière élastique permet de faciliter l'éjection des produits en matériau non magnétique. Ces produits, en tombant sur la virole, rebondissent. Cette action s'ajoute à l'effet de la force centrifuge résultant de l'entraînement des produits par la virole en rotation. Ceci n'empêche pas les produits en matériau magnétique d'être collés à la virole, du fait de la grande différence d'intensité entre la force magnétique et la force gravitaire ou la force centrifuge.
  • La couche de matière élastique présente typiquement une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm, faible en regard du diamètre de la virole (de l'ordre de 20 à 100 cm).
  • Selon encore un autre aspect de l'invention, le séparateur magnétique comporte un dispositif prévu pour souffler un rideau d'air de bas en haut sur la surface périphérique externe de la virole, entre les premiers et seconds groupes d'éléments magnétiques.
  • Ceci facilite la séparation des produits non magnétiques en des matériaux très légers, tels que le bois, le plastique, la mousse de polyuréthane, ou en des matériaux très faiblement magnétiques. En effet, du fait de leur faible densité, ces produits ne vont rebondir que très faiblement sur la virole. Par ailleurs, la force centrifuge sera également réduite du fait de la faible densité des matériaux. Le rideau d'air permet de déloger ce type de produits de la surface de la virole quand ces produits passent au niveau du rideau d'air. L'orientation du bas vers le haut du rideau d'air permet d'éviter que ces produits, une fois délogés, tombent dans le bac destiné aux produits magnétiques, qui est situé sous la virole. Ces produits vont au contraire être projetés par la virole et le rideau d'air vers le bac destiné à collecter les produits non magnétiques.
  • Le dispositif de soufflage comporte typiquement une ou plusieurs buses. Le rideau couvre toute la largeur de la virole, la largeur étant entendue ici comme étant la dimension de la virole parallèlement à son axe central.
  • De préférence, la vitesse et le débit d'air sont réglables. Par ailleurs, la buse peut être montée sur un axe rotatif, sensiblement parallèle à l'axe central de la virole. Il est ainsi possible de régler l'orientation du rideau d'air autour de cet axe.
  • Les produits à séparer sont typiquement des déchets provenant d'un broyeur ou du minerai de fer séparé à sec ou sans eau. La granulométrie de ces déchets est typiquement comprise entre 0,02 et 10 mm. Ces déchets peuvent être en différents matériaux, tels que du bois, des matières plastiques, des métaux divers (fer, acier, câbles électriques, magnétite, etc), des fibres naturelles, etc.
  • Les produits à séparer peuvent également ne pas être des déchets.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
    • la figure 1 est une représentation schématique simplifiée d'un séparateur magnétique conforme à l'invention, destiné à séparer des produits magnétiques (symbolisés par des rectangles) et des produits non magnétiques (symbolisés par des ronds) ;
    • la figure 2 est une représentation schématique de deux types d'éléments magnétiques qui sont susceptibles d'être utilisés dans le séparateur de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une représentation schématique illustrant le comportement de particules en matériau magnétique dans le séparateur de la figure 1 ;
    • la figure 4 est une représentation schématique simplifiée de deux détails de la figure 1 ; et
    • la figure 5 est une représentation schématique simplifiée d'un détail de la figure 1, pour une variante de réalisation de l'invention.
  • Le séparateur magnétique 1 représenté sur la figure 1 est destiné à traiter des produits 3, et à les séparer en une première fraction constituée des produits en des matériaux magnétiques, et une seconde fraction constituée des produits en des matériaux non magnétiques. Sur la figure 1, les produits en matériaux magnétiques sont symbolisés par des rectangles, et les produits en matériaux non magnétiques sont symbolisés par des ronds.
  • Le dispositif 1 comprend :
    • un support fixe 5, portant une pluralité d'éléments magnétiques 7, 9 ;
    • une virole tournante 11 disposée autour du support fixe ;
    • une liaison 13 de la virole 11 au support fixe 5, agencée pour entraîner la virole 11 en rotation par rapport au support fixe autour de l'axe central C de la virole ;
    • un dispositif 15 d'alimentation de la virole en produits à séparer ;
    • un bac 17 de collecte des produits en matériaux magnétiques ;
    • un bac 19 de collecte des produits en matériaux non magnétiques ; et
    • un dispositif 21 pour projeter un rideau d'air sur la virole.
  • Le support fixe 5 présente une forme générale semi-cylindrique. Il est délimité vers la gauche de la figure 1 par une surface 23 sensiblement plane et verticale, et vers la droite de la figure 1 par une surface hémicylindrique 25. La surface 23 s'étend selon un diamètre de la virole. La surface 25 est sensiblement parallèle à la virole 11 et s'étend à proximité de celle-ci.
  • Comme visible sur la figure 1, la surface 25 s'étend à partir d'un bord supérieur 27 tourné vers le haut jusqu'à un bord inférieur 29 tourné vers le bas. Les éléments magnétiques 7, 9 sont répartis circonférentiellement autour de l'axe C, sur la surface 25. Les éléments 7 constituent les pôles nord (symbolisés par des signes +) et les éléments 9 des pôles sud (symbolisés par des signes -). Ils sont disposés alternativement autour de l'axe C, chaque pôle nord étant encadré circonférentiellement par deux pôles sud et inversement. Chaque élément magnétique 7, 9 s'étend, parallèlement à l'axe C, sur toute la longueur de la surface 25.
  • Comme visible sur la figure 2, chaque élément magnétique 7, 9 est délimité vers la virole 11 par une face terminale bombée 31, et est délimité latéralement par deux faces latérales 33, 35, sensiblement parallèles l'une à l'autre. Les faces latérales 33, 35 d'un élément magnétique donné sont tournées vers les deux éléments magnétiques encadrant l'élément magnétique donné. Elles sont sensiblement radiales par rapport à l'axe C. Comme visible sur la partie gauche de la figure 2, la face bombée 31 se raccorde aux faces latérales 33, 35 par des zones bombées, de telle sorte qu'il n'existe pas de transition anguleuse entre la face terminale 31 et les faces latérales 33, 35. La face bombée 31 présente typiquement un rayon de courbure inférieur au rayon de courbure de la surface interne de la virole.
  • Selon une autre variante de réalisation, illustrée sur la partie droite de la figure 2, chaque élément magnétique 7, 9 présente une face terminale 31 ayant une zone plane 37 et deux zones bombées 39 raccordant la zone plane 37 aux faces latérales 33, 35. La zone plane 37 est une bande s'étendant sur toute la longueur axiale de l'élément magnétique. Ici encore, il n'y a pas de transition formant un angle vif entre la face terminale 31 et les faces latérales 33, 35.
  • La virole 11 est un cylindre creux, d'axe central C sensiblement horizontal. La surface hémisphérique 25 et la virole 11 sont sensiblement coaxiales.
  • Le support fixe 5 est placé dans le volume interne délimité par la virole 11. Il est disposé de manière à placer la surface hémisphérique 25 en vis-à-vis de la surface périphérique interne 41 de la virole. La surface périphérique externe 43 de la virole est recouverte par une couche 45 d'un matériau élastique, par exemple du caoutchouc. La liaison 13 de la virole au support fixe est agencée pour entraîner la virole 11 en rotation autour de l'axe C par rapport au support fixe 5.
  • La liaison 13 comporte par exemple un motoréducteur non représenté. La liaison 13 est prévue pour entraîner la virole 11 suivant le sens horaire dans la représentation de la figure 1, chaque point de la virole défilant donc par rapport au support fixe 5 du bord supérieur 27 jusqu'au bord inférieur 29 le long de la surface hémisphérique 25.
  • Le dispositif 15 d'alimentation comporte par exemple une bande transporteuse ou un transporteur vibrant 47 et une chute 49. Les produits à traiter 3 sont chargés sur la bande transporteuse 47 à une première extrémité de celle-ci (non représentée), et sont transportés par la bande transporteuse jusqu'à une seconde extrémité 51. A l'extrémité 51, ils sont déversés par la bande en haut de la chute 49. La chute 49 est agencée pour guider les produits 3 depuis l'extrémité 51 jusqu'à une zone de séparation 53 de la surface périphérique externe 43 de la virole. Les produits tombent gravitairement le long de la chute 49 de l'extrémité 51 jusqu'à la zone 53.
  • La zone 53 se trouve au droit d'un premier groupe 55 d'éléments magnétiques situé à proximité du bord supérieur 27.
  • Le bac 17 destiné à collecter les produits magnétiques est placé, suivant la direction verticale, sous la virole 11, et plus précisément sous un second groupe 57 d'éléments magnétiques situé à proximité du bord inférieur 29. Le second bac 19, destiné à collecter les produits non magnétiques, est situé à droite du bac 17 sur la figure 1. Il est placé de manière à collecter les produits tombant sur la zone de réception 53 de la virole, qui sont éjectés de cette virole sous l'effet de la force centrifuge résultant de la rotation de la virole. Si nécessaire, un volet (non représenté) est placé entre les bacs 17 et 19, de manière à guider les produits non magnétiques éjectés jusqu'au bac 19.
  • Le dispositif de soufflage 21 comprend une buse 59, et un compresseur 61 prévu pour alimenter la buse 59 en air comprimé. La buse 59 est orientée pour souffler un rideau d'air 63 de bas en haut sur la surface périphérique externe de la virole. Plus précisément, la buse 59 souffle le rideau d'air sur une zone 65 de la surface périphérique externe située sensiblement à mi hauteur de la virole. Cette zone est située entre les premiers et seconds groupes d'éléments magnétiques. La zone 65 est située de manière à faciliter l'éjection des produits non magnétiques vers le bac 19.
  • Comme visible sur la figure 3, deux éléments magnétiques 7, 9 consécutifs sont séparés par un pas polaire P compris entre 5 et 100 millimètres. Ce pas polaire correspond à la distance circonférentielle entre les deux éléments magnétiques, prise au niveau des faces terminales 31. Plus précisément, cette distance est prise entre le plan moyen P1 de l'élément magnétique 7 et le plan moyen P2 de l'élément magnétique 9. Le plan P1 est le plan radial contenant l'axe central C, médian des deux faces latérales 33, 35 de l'élément magnétique 7. De même, le plan P2 est le plan radial contenant l'axe C, médian des deux faces 33, 35 de l'élément magnétique 9.
  • Comme indiqué plus haut, on place autour de l'axe C alternativement un élément magnétique constituant un pôle nord et un élément magnétique constituant un pôle sud. Les lignes de flux magnétique résultant d'une telle disposition sont représentées sur la figure 3. On voit également sur la figure 3 des produits magnétiques, constitués de particules de formes allongées, de petites tailles. Ces particules sont référencées 67. On voit sur la figure 3 que les particules de matériaux magnétiques qui sont plongées dans le champ magnétique présentent chacune un pôle nord et un pôle sud. Quand la particule est située au droit d'un élément magnétique constituant un pôle sud, le pôle nord de la particule est tourné vers l'élément magnétique. Au fur et à mesure du déplacement de la particule circonférentiellement vers l'élément magnétique voisin, la particule se retourne en suivant les lignes de champ magnétique. Quand elle est au droit d'un pôle nord, c'est le pôle sud de la particule qui est tourné vers l'élément magnétique.
  • Comme visible sur la figure 4, les éléments magnétiques 7, 9 du premier groupe 55, et plus généralement pratiquement tous les éléments magnétiques, sont séparés radialement de la surface périphérique interne 41 de la virole par un interstice d1. Typiquement, cet interstice est compris entre 1 et 3 mm.
  • En revanche, de manière à faciliter le détachement des produits magnétiques de la virole, certains éléments magnétiques du second groupe 57 sont séparés de la surface périphérique interne 41 par des écartements radiaux d2, d3, supérieurs à d1. Par exemple, dans l'exemple de la figure 4, si on considère les trois éléments magnétiques 69, 71, 73 circonférentiellement les plus proches du bord inférieur 29, les deux éléments 71, 73 les plus proches du bord 29 sont séparés de la surface 41 par un écartement d3, et le troisième par un écartement d2. d2 vaut par exemple d1 plus 5% et d3 vaut d1 plus 10%. Ainsi, le champ magnétique est plus faible dans la zone de la surface périphérique externe située au droit de ces trois éléments magnétiques, et est plus forte dans les zones de la surface périphérique externe située au droit des autres éléments magnétiques.
  • Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, les éléments magnétiques 7, 9 du premier groupe, et plus généralement pratiquement tous les éléments magnétiques, sont séparés les uns des autres angulairement par un angle α constant. En revanche, pour faciliter la séparation des produits magnétiques de la virole, les trois éléments magnétiques 69, 71, 73 les plus proches du bord inférieur 29 sont séparés les uns des autres par un angle supérieur à l'angle α. Par exemple, les deux éléments magnétiques 71, 73 les plus proches du bord 29 sont séparés par un angle égal à α + 5°. Les éléments magnétiques 69 et 71 sont séparés l'un de l'autre par un angle valant α + 3°.
  • Typiquement, α est compris entre 5 et 15°.
  • Le fonctionnement du séparateur magnétique décrit ci-dessus va maintenant être détaillé. Les produits 3 à séparer sont déversés sur la bande transporteuse à une première extrémité de celle-ci. A la seconde extrémité 51, ils tombent dans la chute 49 qui les guide jusqu'à la zone de réception 53 de la virole. Les produits en matériaux magnétiques sont bloqués contre la virole par le champ magnétique créé par les éléments magnétiques 7, 9. Les produits en matériaux non magnétiques, au contraire, ne sont pas bloqués contre la virole.
  • La virole 11 tourne en sens horaire dans la représentation de la figure 1. Les produits en matériaux non magnétiques sont éjectés de la surface périphérique externe de la virole 11 sous l'effet combiné de l'élasticité de la couche 45 et de la force centrifuge résultant du mouvement de rotation de la virole. Ils tombent dans le bac 19. Les produits magnétiques sont entraînés en rotation avec la virole du haut vers le bas. Quand ils arrivent au droit des éléments magnétiques 69, 71, 73, la force magnétique exercée sur ces produits est plus faible. Ils tombent alors de la virole dans le bac 17, sous l'effet conjugué de la force centrifuge et de leur poids. Les produits non magnétiques en matériaux de faibles densités, tels que le bois, le plastique ou le polyuréthane, qui n'auraient pas été éjectés de la virole sous l'effet du rebond et de la force centrifuge, sont entraînés avec la virole jusqu'au rideau d'air 63. Ce rideau d'air appliqué de bas en haut projette ces produits légers jusque dans le bac 19.

Claims (9)

  1. Séparateur magnétique (1), comprenant :
    - un support fixe (5), portant une pluralité d'éléments magnétiques (7, 9);
    - une virole (11) disposée autour du support fixe (5) et ayant un axe central (C), la virole (11) présentant une surface périphérique externe (43) et une surface périphérique interne (41), les éléments magnétiques (7,9) ayant chacun une face terminale (31) tournée vers la surface périphérique interne (41);
    - une liaison (13) de la virole (11) au support fixe (5), agencée pour entraîner la virole (11) en rotation par rapport au support fixe (5) autour de l'axe central (C) ; caractérisé en ce que les faces terminales (31) des éléments magnétiques (7,9) présentent chacune au moins une portion bombée vers la surface périphérique interne (41), et en ce que les éléments magnétiques (7,9) sont répartis circonférentiellement autour de l'axe central (C) et sont séparés les uns des autres circonférentiellement par un pas compris entre 5 et 100 mm, pris au niveau des faces terminales (31).
  2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément magnétique (7,9) comprend deux faces latérales (33,35) jouxtant la face terminale (31) et formant un angle non nul avec la face terminale (31), la face terminale (31) étant raccordée aux faces latérales (33,35) par des zones bombées (39).
  3. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que:
    - l'axe central (C) de la virole (11) est sensiblement horizontal, les éléments magnétiques (7,9) étant répartis circonférentiellement autour de l'axe central (C), de telle sorte qu'un premier groupe (55) d'éléments magnétiques est situé au dessus de l'axe central (C) et un second groupe (57) d'éléments magnétiques est situé au dessous de l'axe central (C) ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif d'alimentation (15) agencé pour alimenter les produits à séparer (3) sur la surface périphérique externe (43) de la virole (11), au droit du premier groupe (55) d'éléments magnétiques ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif (17) de collecte des produits en matériaux magnétiques disposés sous le second groupe (57) d'éléments magnétiques ;
    - les éléments magnétiques (7,9) du premier groupe (55) étant séparés radialement de la surface périphérique interne (41) par un premier écartement, au moins un élément magnétique (69, 71, 73) du second groupe (57) étant séparé radialement de la surface périphérique interne (41) par un second écartement égal au moins au premier écartement plus 10%.
  4. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que:
    - l'axe central (C) de la virole (11) est sensiblement horizontal, les éléments magnétiques (7,9) étant répartis circonférentiellement autour de l'axe central (C), de telle sorte qu'un premier groupe (55) d'éléments magnétiques est situé au dessus de l'axe central (C) et un second groupe (57) d'éléments magnétiques est situé au dessous de l'axe central (C) ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif d'alimentation (15) agencé pour alimenter les produits (3) à séparer sur la surface périphérique externe (43) de la virole (11), au droit du premier groupe (55) d'éléments magnétiques ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif (17) de collecte des produits en matériaux magnétiques disposés sous le second groupe (57) d'éléments magnétiques ;
    - les éléments magnétiques (7,9) du premier groupe (55) étant séparés angulairement les uns des autres par un angle déterminé, au moins deux des éléments magnétiques (69, 71, 73) du second groupe (57) étant séparés angulairement l'un de l'autre par un second angle égal au moins au premier angle plus 3°.
  5. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison (13) de la virole (11) au support fixe (5) est agencée pour entraîner la virole (11) en rotation par rapport au support fixe (5) autour de l'axe central (C) avec une première vitesse linéaire déterminée prise au niveau de la surface périphérique externe (43), le séparateur magnétique (1) comportant en outre un dispositif d'alimentation (15) agencé pour que les produits à séparer (3) arrivent sur la surface périphérique externe (43) de la virole (11) avec une seconde vitesse linéaire supérieure à 80% de la première vitesse linéaire.
  6. Séparateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (15) alimente gravitairement la surface périphérique externe (43) de la virole (11) en produits à séparer (3), sur une hauteur adaptée pour que les produits à séparer (3) arrivent sur la surface périphérique externe (43) de la virole (11) avec ladite seconde vitesse linéaire.
  7. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface périphérique externe (43) de la virole (11) est couverte par une couche (45) d'une matière élastique.
  8. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
    - l'axe central (C) de la virole (11) est sensiblement horizontal, les éléments magnétiques (7,9) étant répartis circonférentiellement autour de l'axe central (C), de telle sorte qu'un premier groupe (55) d'éléments magnétiques est situé au dessus de l'axe central (C) et un second groupe (57) d'éléments magnétiques est situé au dessous de l'axe central (C) ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif d'alimentation (15) agencé pour alimenter les produits à séparer (3) sur la surface périphérique externe (43) de la virole (11), au droit du premier groupe d'éléments magnétiques (55) ;
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif de collecte (17) des produits en matériaux magnétiques disposés sous le second groupe d'éléments magnétiques (57);
    - le séparateur magnétique (1) comporte un dispositif (21) prévu pour souffler un rideau d'air (63) de bas en haut sur la surface périphérique externe (43) entre les premier et second groupes d'éléments magnétiques (55, 57).
  9. Séparateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface périphérique interne (41) de la virole (11) présente un premier rayon de courbure, la portion bombée de chaque face terminale (31) ayant un second rayon de courbure inférieur au premier rayon de courbure.
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