БАРАБАННЫЙ МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2002 года по МПК B03C1/14 

Изобретение относится к магнитной сепарации и может быть использовано для разделения магнитных и немагнитных материалов, таких как руды, шлаки и т. п. , в частности, относится к конструкциям магнитных барабанных сепараторов.

Известен магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения рабочий орган, выполненный в поперечном сечении в виде многогранника, на гранях которого внутри рабочего органа установлены ряды постоянных магнитов, питатель и приемники продуктов разделения, при этом сепаратор снабжен немагнитными клиньями, установленными между рядами постоянных магнитов, и полиградиентными элементами, выполненными в виде плоских ферромагнитных пластин, установленных на поверхности постоянных магнитов, при этом постоянные магниты выполнены прямоугольными шестиполюсными и квадратными восьмиполюсными с чередующейся полярностью в ряду и между рядами (авт. св. СССР 1669557, В 03 С 1/10, "Магнитный сепаратор", опубл. 15.08.91).

Недостатком известного магнитного сепаратора является его низкая эффективность и сложность изготовления его рабочего органа.

Известен также барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения рабочий орган в виде немагнитного барабана, расположенную в нем магнитную систему, состоящую из установленных с зазором блоков постоянных магнитов с чередующейся полярностью, между которыми заподлицо с ними размещены клиновидные вставки, выполненные из диамагнитного материала с установленными на их боковых поверхностях пластинами из постоянных магнитов, питатель и приемники продуктов разделения (авт. св. СССР 1036387, В 03 С 1/10, "Барабанный магнитный сепаратор", опубл. 23.08.83).

Недостатками известного барабанного магнитного сепаратора являются сложность конструкции его магнитной системы и недостаточная эффективность процесса сепарации.

Известен также барабанный магнитный сепаратор, выбранный в качестве прототипа, включающий ванну, рабочий орган в виде немагнитного барабана, внутри которого расположена магнитная система, выполненная из установленных на ярме постоянных магнитов прямоугольного сечения, одноименные полюса которых обращены к поверхности барабана, ферромагнитных пластин, установленных на ярме радиально к поверхности немагнитного барабана, дополнительных постоянных магнитов, выполненных в виде клиньев и установленных между блоками постоянных магнитов и ферромагнитными пластинами, при этом боковые поверхности дополнительных магнитов имеют одноименный полюс с совмещаемой поверхностью блоков постоянных магнитов и ферромагнитных пластин, а торцы ферромагнитных пластин, выходящие на поверхность барабана, выполнены ребристыми, при этом барабанный магнитный сепаратор снабжен питателем и приемниками продуктов разделения, установленными под магнитной системой (авт.св. СССР 1294381, МКИ В 03 С 1/10, "Барабанный магнитный сепаратор", опубл. 07.03.87).

Недостатками известного магнитного сепаратора являются сложность конструкции его магнитной системы и при этом низкая эффективность извлечения магнитного материала за счет недостаточной величины напряженности магнитного поля над поверхностью барабана и невозможностью ее регулирования.

Задачей, стоящей перед изобретателями, является повышение эффективности процесса сепарации за счет увеличения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре, регулирования ее величины, а также упрощение конструкции магнитной системы.

Предложен барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана, ферромагнитные пластины с заостренной кромкой, питатель, приемники магнитного и немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой, новым в котором является то, что постоянные магниты выполнены подковообразной формы и плотно насажены на магнитопровод с интервалом между ними от 0 до 4,5 мм, при этом ферромагнитные пластины с заостренной кромкой установлены с образованием регулируемого рабочего зазора между кромкой пластин и рабочей поверхностью немагнитного барабана в диапазоне от 0,1 до 6 мм.

Новым в барабанном магнитном сепараторе является также то, что магнитная система выполнена с возможностью смещения относительно оси барабана для регулирования зазора между заостренной кромкой пластин и поверхностью барабана.

Испытания предлагаемого устройства показали, что за счет выполнения магнитной системы в виде ряда подковообразных постоянных магнитов, установленных на магнитопроводе без смещения относительно друг друга и либо без зазора, либо с зазором до 4,5 мм относительно друг друга, причем весь набор постоянных магнитов одноименными полюсами направлен по отношению к вращающемуся вокруг магнитной системы барабану, происходит усиление однородного магнитного поля до 4,5 тысяч эрстед в рабочем зазоре между барабаном и магнитной системой за счет вытеснения магнитного поля с трех сторон постоянного магнита в этот зазор, выпучивание равномерного, неискаженного поля. За счет выполнения магнитной системы с возможностью смещения относительно оси барабана, а также за счет ферромагнитных пластин, выполняющих роль концентратов магнитного поля, и возможности регулирования зазора между барабаном и пластиной осуществляются регулирование силы магнитного притяжения до 10 тысяч эрстед и за счет этого увеличивается удельная производительность сепаратора и повышается качество сепарации. Появляется возможность устанавливать ту величину магнитного напряжения, которая необходима для извлечения магнитного продукта из конкретного вида сырья.

Оптимальный диапазон величины зазоров между постоянными магнитами и между торцами ферромагнитных пластин и рабочей поверхностью барабана определен экспериментальным путем. Аналогичным образом выявлена зависимость между этими величинами и величиной напряженности магнитного поля.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый барабанный магнитный сепаратор (вид спереди), на фиг.2 - вид сбоку магнитной системы этого сепаратора, на фиг.3 - продольный вид с разрезом по А-А.

Предлагается согласно изобретению барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан 1, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов 2, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана 1, ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4, питатель 5, приемник 6 магнитного и приемник 7 немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой. Постоянные магниты 2 выполнены подковообразной формы и плотно насажены на магнитопровод 8 с интервалом между ними от 0 до 4,5 мм, при этом ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4 установлены с образованием регулируемого рабочего зазора 9 между кромкой 4 пластин 3 и рабочей поверхностью немагнитного барабана 1 в диапазоне от 0,1 до 6 мм.

Постоянные магниты 2 изготовлены из сплава неодим-железо-бор. С торцов магнитопровода 8 имеются поджимные винты 10 для удержания постоянных магнитов 2 в нужном положении. Магнитный сепаратор заключен в корпус 11. Магнитная система снабжена устройством 12 для перемещения ее относительно оси 13 барабана 1. Для вращения барабана имеется привод (не показан). На рабочей поверхности барабана 1 имеются механические съемники 14. Ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4 установлены между корпусом 11 и рабочей поверхностью барабана 1 перпендикулярно поверхности барабана 1, при этом зазор 9 от кромки 4 до барабана 1 составляет 0,1-6 мм и эта условная кривая повторяет конфигурацию барабана 1. Ферромагнитные пластины 3 крепят к корпусу 11 изнутри напротив постоянных магнитов 2 на расстоянии 3 - 5 мм друг от друга.

Устройство работает следующим образом.

Исходный материал (шлаки электрометаллургического, никелевого производства, отходы цветных и черных металлов, руды, содержащие магнитные частицы) подают через питатель 5 в зазор между корпусом 11 и немагнитным барабаном 1, который приводится во вращение любым известным из области техники приводом. Немагнитные частицы под действием центробежных сил разгружаются в приемник 7, а магнитные частицы под действием сил магнитного притяжения притягиваются к поверхности барабана 1, внутри которого расположена магнитная система. За счет того что магнитная система выполнена из ряда постоянных магнитов 2, имеющих форму подковы и плотно нанизанных либо без зазоров, либо с зазором до 4,5 мм относительно друг друга и плотно на магнитопровод 8, магнитные частицы в месте прекращения действия магнитного поля с помощью механических съемников 14 разгружаются в приемник 6 магнитного продукта.

В зависимости от крупности сепарируемого материала и его магнитных свойств величина рабочего зазора 9 регулируется за счет устройства 12, дающего возможность перемещать магнитную систему относительно оси 13 барабана 1. При этом величина напряженности магнитного поля меняется.

Установить нужную величину напряженности магнитного поля в широких пределах - от 4,5 до 10 тысяч эрстед - можно, меняя величину зазора 9 в пределах 0,1-6 мм между заостренной торцевой кромкой 4 ферромагнитной пластины 3 и рабочей поверхностью барабана 1, так как эти пластины играют роль концентраторов магнитного поля.

Использование предлагаемого барабанного магнитного сепаратора позволяет увеличить напряженность магнитного поля в рабочем зазоре до 10 тысяч эрстед, дает возможность регулирования этой напряженности и выбора такого значения, которое соответствует свойствам исходного продукта. Кроме того, упрощается конструкция устройства.

Изобретение может быть использовано для разделения магнитных и немагнитных материалов, таких как руда, шлаки электрометаллургического, никелевого производства, отходы цветных и черных металлов и т.п. Сепаратор включает установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов подковообразной формы, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана и плотно насаженных на магнитопровод с интервалом от 0 до 4,5 мм, ферромагнитные пластины с заостренной кромкой, питатель, приемники магнитного и немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой. Ферромагнитные пластины с заостренной кромкой установлены с образованием регулируемого рабочего зазора между кромкой пластин и рабочей поверхностью немагнитного барабана в диапазоне от 0,1 до 6 мм. Магнитная система может быть выполнена с возможностью смещения относительно оси барабана для регулирования зазора между заостренной кромкой пластин и поверхностью немагнитного барабана. Изобретение повышает эффективность сепарации за счет увеличения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре и возможности регулирования этого зазора. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана, ферромагнитные пластины с заостренной кромкой, питатель, приемники магнитного и немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой, отличающийся тем, что постоянные магниты выполнены подковообразной формы и плотно насажены на магнитопровод с интервалом между ними от 0 до 4,5 мм, при этом ферромагнитные пластины с заостренной кромкой установлены с образованием регулируемого рабочего зазора между кромкой пластин и рабочей поверхностью немагнитного барабана в диапазоне от 0,1 до 6 мм. 2. Барабанный магнитный сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что магнитная система выполнена с возможностью смещения относительно оси барабана для регулирования зазора между заостренной кромкой пластин и поверхностью барабана.