JP6283084B2 - Improved material separation and recovery matrix for dry vibratory magnetic filters - Google Patents
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Description
粉末から微細な強磁性および常磁性粒子を除去するのに使用される多くの種類の磁気分離装置がある。１つの特定の種類の分離器である乾式振動磁気フィルタ（ＤＶＭＦ）は、マトリックスアセンブリを形成するように共に積み重ねられた様々な磁化可能なグリッドを利用する。このマトリックスアセンブリは、非常に強い磁場勾配を生成し、それは、ＤＶＭＦを通る粉末から微細な強磁性および常磁性粒子を除去する。ＤＶＭＦは、開口ボアを有する、鉄‐クラッド、ＤＣ、電磁コイルである。このボアにあるのは、マトリックスアセンブリを保持するキャニスタである。マトリックスアセンブリは、積み重ねられた一連の積層マトリックスを備え、それは、典型的に定位置に保持され、マトリックスアセンブリの中心を通る単一ロッドによってつるされる。キャニスタは、ＤＶＭＦを通る微粉の流れを促進するように振動する。ボアに存在する磁場は、マトリックスアセンブリに高い磁場勾配を誘起し、それは磁性粒子を捕捉および保持する。 There are many types of magnetic separators used to remove fine ferromagnetic and paramagnetic particles from powders. One particular type of separator, a dry oscillating magnetic filter (DVMF), utilizes a variety of magnetizable grids stacked together to form a matrix assembly. This matrix assembly produces a very strong magnetic field gradient that removes fine ferromagnetic and paramagnetic particles from the powder passing through the DVMF. The DVMF is an iron-clad, DC, electromagnetic coil with an aperture bore. Located in the bore is a canister that holds the matrix assembly. The matrix assembly comprises a series of stacked laminate matrices that are typically held in place and suspended by a single rod that passes through the center of the matrix assembly. The canister vibrates to facilitate the flow of fines through the DVMF. The magnetic field present in the bore induces a high magnetic field gradient in the matrix assembly that captures and retains the magnetic particles.
提示されるものは、改良金属グリッドマトリックスおよびＤＶＭＦのマトリックスアセンブリ用容器を備える。マトリックスは、多数の回収点を提供する。マトリックスの開口断面領域は、高い処理能力を可能にする。容器は、汚れたまたは摩耗したマトリックスアセンブリの迅速な交換を可能にする。マトリックス構築は、自動構築技術に容易に適合するようになっている。 What is presented comprises a container for an improved metal grid matrix and a matrix assembly of DVMF. The matrix provides a number of collection points. The open cross-sectional area of the matrix allows for high throughput. The container allows for quick replacement of a dirty or worn matrix assembly. Matrix construction is easily adapted to automated construction techniques.
提示されるのは、乾式振動磁気フィルタであって、積層マトリックススタックを含むキャニスタアセンブリと、キャニスタアセンブリをつるすスプリングサスペンションと、キャニスタアセンブリを振動させる振動駆動と、を備える乾式振動磁気フィルタである。積層マトリックススタックは、複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備える。それぞれの磁化可能なマトリックスグリッドは、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のうちの１つである外周リングを備える。それぞれの磁化可能なマトリックスグリッドは、複数の被切断管を備え、それぞれの被切断管が、外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、外周リングの断面領域を充填する。外周リングは、第１の長さを有し、それぞれの被切断管は、前記の第１の長さ未満である第２の長さを有する。この長さの差は、外周リングの外縁と、それぞれの被切断管の上下と、の間に間隙を作り出す。それぞれの被切断管は、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられる。積層マトリックススタックは、磁化可能なマトリックスグリッドの交互層を備え、磁化可能なマトリックスグリッドの交互層は、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のいずれか一方を備える。被切断管は、円形、正方形、長方形、または他の形状のうちの１つである断面を有する。乾式振動マトリックスフィルタのキャニスタアセンブリは、積層マトリックススタックを収容するマトリックスケースを備えてよい。 Presented is a dry oscillating magnetic filter comprising a canister assembly including a laminated matrix stack, a spring suspension that suspends the canister assembly, and a vibration drive that oscillates the canister assembly. The laminated matrix stack comprises a plurality of magnetizable matrix grids. Each magnetizable matrix grid comprises an outer ring which is one of ferritic stainless steel or austenitic stainless steel. Each magnetizable matrix grid includes a plurality of tubes to be cut, and each tube to be cut is arranged in a single layer in a vertical direction suspended in the outer ring and fills a cross-sectional area of the outer ring. The outer ring has a first length, and each tube to be cut has a second length that is less than the first length. This difference in length creates a gap between the outer edge of the outer ring and the top and bottom of each cut tube. Each tube to be cut is attached to at least one other tube to be cut or to an outer ring. The laminated matrix stack comprises alternating layers of magnetizable matrix grids, the alternating layers of magnetizable matrix grid comprising either ferritic stainless steel or austenitic stainless steel. The tube to be cut has a cross-section that is one of circular, square, rectangular, or other shape. The canister assembly of the dry vibration matrix filter may comprise a matrix case that houses the laminated matrix stack.
当業者は、この発明が示されているのと異なる実施形態が可能であること、およびこの発明の範囲から逸脱することなく装置および方法の詳細を様々な仕方で変更できること、を理解する。従って、図面および説明は、この発明の趣旨および範囲を逸脱しないそのような同等の実施形態を含むと見なされる。 Those skilled in the art will appreciate that the present invention is capable of different embodiments than those shown, and that details of the apparatus and method may be varied in various ways without departing from the scope of the invention. Accordingly, the drawings and descriptions are to be regarded as including such equivalent embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention.
この発明のより完全な理解と評価のために、およびその多くの利点について、添付図面と合わせられて以下の詳細な説明が参照される。 For a more complete understanding and evaluation of the present invention, and for its many advantages, reference is made to the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
図面に関し、符号は、図示および記載されているいくつかの実施形態および図面を通じて同じまたは対応する部分を示すのに使用されるものもある。対応する部分は、小文字を伴って異なる実施形態で表される。図に描かれている形態または機能において対応する部分の変形が、記載されている。実施形態における変形は、本発明から逸脱せずに一般に置き換えることができる。 With reference to the drawings, reference numerals may be used to indicate the same or corresponding parts throughout the several embodiments and drawings shown and described. Corresponding parts are represented in different embodiments with lower case letters. Variations of corresponding parts in the form or function depicted in the figures are described. Variations in the embodiments can generally be substituted without departing from the invention.
図１は、鉱業、調剤、素材、および食品産業で物質を処理するのに使用されるＤＶＭＦ１０を示す。処理物質は、通常は乾燥したままであり、典型的に微細な強磁性および常磁性汚染物を含有し、それは、ＤＶＭＦが除去することを目的とするものである。物質は、ほとんどの場合微細であって自由に流れない。ＤＶＭＦ１０は、スプリングサスペンション１４からつるされているキャニスタアセンブリ１２を備える。振動駆動１６は、乾燥粉末がキャニスタアセンブリ１２を通る際に、スプリングサスペンション１４がキャニスタアセンブリ１２を振動させるようにする。この振動は、乾燥粉末を分離する手段を提供する。ＤＶＭＦ１０内の積層マトリックススタック２２は、振動駆動１６によってキャニスタアセンブリ１２が振動する際に通過する物質内の強磁性および常磁性汚染物を引き付けて除去するように磁化される。本明細書で論じられるシステムは乾燥物質の分離に焦点を合わせているが、高粘度のスラリーに首尾よく適用され得ることが期待される。 FIG. 1 shows a DVMF 10 used to process materials in the mining, dispensing, raw material, and food industries. The treated material usually remains dry and typically contains fine ferromagnetic and paramagnetic contaminants that are intended to be removed by DVMF. The material is mostly fine and does not flow freely. The DVMF 10 includes a canister assembly 12 that is suspended from a spring suspension 14. The vibration drive 16 causes the spring suspension 14 to vibrate the canister assembly 12 as the dry powder passes through the canister assembly 12. This vibration provides a means of separating the dry powder. The laminated matrix stack 22 in the DVMF 10 is magnetized to attract and remove ferromagnetic and paramagnetic contaminants in the material that passes when the canister assembly 12 vibrates by the vibration drive 16. While the system discussed herein focuses on the separation of dry matter, it is expected that it can be successfully applied to high viscosity slurries.
図２は、キャニスタアセンブリ１２の分解図であり、キャニスタアセンブリ１２は、キャニスタ１８と、キャニスタアセンブリ１２をＤＶＭＦ１０に取り付けることができるようにするアダプタ２０と、を備える。キャニスタアセンブリ１２は、複数の磁化可能なマトリックスグリッド２４（以下でより詳細に論じられる）を備える積層マトリックススタック２２（図３に示されている）を保持する。この実施形態では、マトリックスケース２６が追加され、積層マトリックススタック２２が、清掃や交換のためにＤＶＭＦ１０から全体として取り付けおよび取り外しができるようになっている。積層マトリックススタック２２を収容するこの配置は、利用できる断面領域を増加させ、乾燥粉末スループットを向上させる。積層マトリックススタック２２を定位置に保持する他の方法があり得る。 FIG. 2 is an exploded view of the canister assembly 12, which includes a canister 18 and an adapter 20 that allows the canister assembly 12 to be attached to the DVMF 10. The canister assembly 12 holds a stacked matrix stack 22 (shown in FIG. 3) comprising a plurality of magnetizable matrix grids 24 (discussed in more detail below). In this embodiment, a matrix case 26 is added so that the laminated matrix stack 22 can be installed and removed from the DVMF 10 as a whole for cleaning and replacement. This arrangement for housing the laminated matrix stack 22 increases the available cross-sectional area and improves the dry powder throughput. There may be other ways to hold the laminated matrix stack 22 in place.
図３に示されるように、積層マトリックススタック２２は、上下に重なった複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備える。図４は、キャニスタ１８の斜視図を示す。キャニスタ１８は、フランジ付き上部３０を有する中空円筒体２８を備え、フランジ付き上部３０は、マトリックスケースをＤＶＭＦ１０に取り付けるのに使用される一連のボルト３２を収容する。図１に見られるように、キャニスタ１８は、ＤＶＭＦ１０の本体に直接取り付けられ、スプリングサスペンション１４および振動駆動１６に接続する。 As shown in FIG. 3, the laminated matrix stack 22 comprises a plurality of magnetizable matrix grids that are stacked one above the other. FIG. 4 shows a perspective view of the canister 18. The canister 18 includes a hollow cylinder 28 having a flanged top 30 that houses a series of bolts 32 that are used to attach the matrix case to the DVMF 10. As can be seen in FIG. 1, the canister 18 is directly attached to the body of the DVMF 10 and connects to the spring suspension 14 and the vibration drive 16.
図５は、ＤＶＭＦ１０に取り付けられるときの積層マトリックススタック２２を保持するマトリックスケース２６の斜視図を示す。マトリックスケース２６は、保持管３４を備え、保持管３４は、キャニスタ１８の中空円筒体２８に入る寸法に作られている。マトリックスケース２６は、一連のボルト開口３８を有するフランジ３６をさらに備える。フランジ３６は、マトリックスケース２６がキャニスタ１８の上部に乗ることができるようにする。ボルト開口３８はキャニスタ１８のボルト３２と整列し、ボルト３２がボルト開口３８を通り、フランジ３６およびフランジ付き上部３０が、ＤＶＭＦ１０が完全に組み立てられたときに、共に固定されるようになっている。積層マトリックススタック２２は、保持管３４の直径に合う寸法に作られている。図５に示されている実施形態では、保持管３４の下部は内側に波形４０にされ、保持管３４の直径を減少させ、積層マトリックススタック２２が滑り落ちるのを防ぐ。これは、単にマトリックスケース２６を取り外しおよび交換することによって、積層マトリックススタック２２をＤＶＭＦ１０から迅速におよび簡単に取り外しおよび交換できるようにする。積層マトリックススタック２２を保持する他の手段が、使用されてよい。 FIG. 5 shows a perspective view of the matrix case 26 that holds the laminated matrix stack 22 when attached to the DVMF 10. The matrix case 26 includes a holding tube 34 that is dimensioned to enter the hollow cylinder 28 of the canister 18. The matrix case 26 further includes a flange 36 having a series of bolt openings 38. The flange 36 allows the matrix case 26 to ride on top of the canister 18. The bolt opening 38 is aligned with the bolt 32 of the canister 18 such that the bolt 32 passes through the bolt opening 38 and the flange 36 and the flanged top 30 are secured together when the DVMF 10 is fully assembled. . The laminated matrix stack 22 is sized to fit the diameter of the holding tube 34. In the embodiment shown in FIG. 5, the lower portion of the retaining tube 34 is corrugated 40 inward to reduce the diameter of the retaining tube 34 and prevent the laminated matrix stack 22 from slipping down. This allows the laminated matrix stack 22 to be quickly and easily removed and replaced from the DVMF 10 simply by removing and replacing the matrix case 26. Other means of holding the laminated matrix stack 22 may be used.
図６は、キャニスタアセンブリ１２の頂部を覆うアダプタ２０の斜視図を示す。アダプタ本体４２は、保持管３４に収まる寸法に作られ、組立キャニスタアセンブリ１２の積層マトリックススタック２２の真上に乗る。上フランジ４４は、一連のねじ４６を有し、一連のねじ４６は、キャニスタ１８にあるボルト３２と整列する。ねじ３６は、アダプタ２０をキャニスタ１８に固定し、キャニスタアセンブリ１２を封鎖する。 FIG. 6 shows a perspective view of the adapter 20 covering the top of the canister assembly 12. The adapter body 42 is dimensioned to fit in the retaining tube 34 and rides directly above the laminated matrix stack 22 of the assembly canister assembly 12. The upper flange 44 has a series of screws 46 that align with the bolts 32 on the canister 18. Screw 36 secures adapter 20 to canister 18 and seals canister assembly 12.
図７は、磁化可能なマトリックスグリッド２４の上面図を示し、図８は、図のように断面を示す。図７および８を比べることによって最も良く理解できるように、それぞれの磁化可能なマトリックスグリッド２４は、外周リング４８を備え、外周リング４８は、外周リング４８内に収まるように配置および固定された複数の被切断管５０を有する。外周リング４８は、第１の長さを有する管であり、それぞれの被切断管５０は、第１の長さ未満である第２の長さであり、それぞれの被切断管５０が、外周リング４８内につるされる縦方向に単層で配置され、図７に示されるように外周リング４８の断面領域を充填するようになっている。長さの差は、外周リング４８の外縁と、それぞれの被切断管５０の上下と、の間に間隙５２を作り出す。それぞれの被切断管５０は、少なくとも１つの他の被切断管５０に、または外周リング４８に、取り付けられる。これは、スポット溶接またはマトリックスを共に保持する他の手段によって実現されてよい。 FIG. 7 shows a top view of the magnetizable matrix grid 24 and FIG. 8 shows a cross section as shown. As best understood by comparing FIGS. 7 and 8, each magnetizable matrix grid 24 includes a peripheral ring 48, the peripheral ring 48 being arranged and secured to fit within the peripheral ring 48. The to-be-cut tube 50 is provided. The outer ring 48 is a tube having a first length, each cut tube 50 has a second length that is less than the first length, and each cut tube 50 is formed by the outer ring. It is arranged in a single layer in the vertical direction suspended in 48 and fills the cross-sectional area of the outer ring 48 as shown in FIG. The difference in length creates a gap 52 between the outer edge of the outer ring 48 and the upper and lower sides of the respective cut pipes 50. Each cut tube 50 is attached to at least one other cut tube 50 or to the outer ring 48. This may be achieved by spot welding or other means of holding the matrix together.
磁化可能なマトリックスグリッド２４の機能にとって重要な特性は、強磁性、鋭角、表面積、充填密度、構造的一体性、コスト、および製品フロースルー能力である。強磁性は、軟鋼または４００系ステンレス（フェライト系）ステンレス鋼の使用で充足されるが、しかしながらそれは適切に適用されなければならない。磁化可能なマトリックスグリッド２４の層をそれらの間にスペースなく共にしっかりと重ねることは、磁力線のシャンティングをもたらし得る。これを防ぐために、積層マトリックススタック２２にあるそれぞれの磁化可能なマトリックスグリッド２４は、フェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の交互の材料の外周リング４８を有する。間隙５２は、シャンティングをさらに防ぎ、磁気集中を増加させる。被切断管５０のそれぞれ１つは、磁気分離ポテンシャルの強化となる多数の磁気集中点を作り出す。丸い被切断管５０は、磁気集中のポイントを提供するのに使用されるが、正方形、長方形、または他の断面形状のような代わりの容易に利用できる管が、使用可能である。 Important properties for the function of the magnetizable matrix grid 24 are ferromagnetism, acute angles, surface area, packing density, structural integrity, cost, and product flow-through capability. Ferromagnetism is satisfied by the use of mild steel or 400 series stainless (ferritic) stainless steel, however it must be applied properly. Laminating the layers of the magnetizable matrix grid 24 together tightly with no space between them can result in magnetic field line shunting. To prevent this, each magnetizable matrix grid 24 in the laminated matrix stack 22 has a peripheral ring 48 of alternating ferritic and austenitic stainless steel materials. The gap 52 further prevents shunting and increases magnetic concentration. Each one of the cut tubes 50 creates a number of magnetic concentration points that enhance the magnetic separation potential. A round cut tube 50 is used to provide a point of magnetic concentration, but alternative readily available tubes such as squares, rectangles, or other cross-sectional shapes can be used.
図９‐１１は、構造化バーグリッド（図９）、ハニカム形状（図１０）、およびエキスパンド金属メッシュ（図１１）である、従来技術の磁化可能なマトリックスグリッドを示す。多くの試験が、エキスパンド金属メッシュ（図１１）およびバーグリッド（図９）と比べて、被切断管（図７）である磁化可能なマトリックスグリッドの利点を示した。 FIGS. 9-11 show a prior art magnetizable matrix grid that is a structured bar grid (FIG. 9), a honeycomb shape (FIG. 10), and an expanded metal mesh (FIG. 11). Many tests have shown the advantages of a magnetizable matrix grid that is a cut tube (FIG. 7) compared to an expanded metal mesh (FIG. 11) and a bar grid (FIG. 9).
この発明は、いくつかの好ましい実施形態を参照して記載された。多くの変更および修正が、前述の明細書を読んで理解することにより他者に思い当たる。本発明は、添付の請求項またはこれらの請求項の同等の範囲内に入る限りにおいて、全てのそのような修正および変更を含むと解釈されるように意図されている。 The invention has been described with reference to several preferred embodiments. Many changes and modifications will occur to others upon reading and understanding the foregoing specification. The present invention is intended to be construed to include all such modifications and variations as long as they come within the scope of the appended claims or their equivalents.
Claims (6)
積層マトリックススタックを含むキャニスタアセンブリと、
前記キャニスタアセンブリをつるすスプリングサスペンションと、
前記キャニスタアセンブリを振動させる振動駆動と、
を備え、
前記積層マトリックススタックは、複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備え、それぞれの前記磁化可能なマトリックスグリッドは、
第１の長さを有する外周リングであって、前記外周リングは、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のうちの１つを備える外周リングと、
複数の被切断管と、
を備え、
前記複数の被切断管は、
それぞれの前記被切断管が、前記第１の長さ未満である第２の長さを有し、
それぞれの前記被切断管が、前記外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、前記外周リングの断面領域を充填し、前記外周リングの外縁と、それぞれの前記被切断管の上下と、の間に間隙を作り出し、
それぞれの前記被切断管が、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられ、
前記積層マトリックススタックは、前記磁化可能なマトリックスグリッドの交互層を備え、前記磁化可能なマトリックスグリッドの交互層は、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のいずれか一方を備える、乾式振動磁気フィルタ。 A dry vibration magnetic filter,
A canister assembly including a laminated matrix stack;
A spring suspension for hanging the canister assembly;
A vibration drive for vibrating the canister assembly;
With
The stacked matrix stack comprises a plurality of magnetizable matrix grids, each of the magnetizable matrix grids being
An outer ring having a first length, wherein the outer ring comprises one of ferritic stainless steel or austenitic stainless steel;
A plurality of pipes to be cut;
With
The plurality of pipes to be cut are
Each of the tubes to be cut has a second length that is less than the first length;
Each of the pipes to be cut is arranged in a single layer in the vertical direction suspended in the outer ring, fills the cross-sectional area of the outer ring, and the outer edge of the outer ring and the upper and lower sides of the cut pipe Create a gap between
Each said cut tube is attached to at least one other cut tube or to an outer ring;
The laminated matrix stack comprises a dry oscillating magnetic filter comprising alternating layers of the magnetizable matrix grid, the alternating layers of the magnetizable matrix grid comprising either ferritic stainless steel or austenitic stainless steel.
第１の長さを有する外周リングと、
複数の被切断管と、
を備え、
前記複数の被切断管は、
それぞれの前記被切断管が、前記第１の長さ未満である第２の長さを有し、
それぞれの前記被切断管が、前記外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、前記外周リングの断面領域を充填し、前記外周リングの外縁と、それぞれの前記被切断管の上下と、の間に間隙を作り出し、
それぞれの前記被切断管が、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられる、
磁化可能なマトリックスグリッド。 A magnetizable matrix grid for dry vibratory magnetic filters,
An outer peripheral ring having a first length;
A plurality of pipes to be cut;
With
The plurality of pipes to be cut are
Each of the tubes to be cut has a second length that is less than the first length;
Each of the pipes to be cut is arranged in a single layer in the vertical direction suspended in the outer ring, fills the cross-sectional area of the outer ring, and the outer edge of the outer ring and the upper and lower sides of the cut pipe Create a gap between
Each said tube to be cut is attached to at least one other tube to be cut or to an outer ring,
Magnetizable matrix grid.
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