МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ РОЛИКОМ С УПРАВЛЯЕМЫМ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕМ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ РАБОТЫ Российский патент 2008 года по МПК B03C1/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам для разделения материалов в соответствии с их магнитными свойствами и в частности к сепаратору с вращающимся роликом с управляемым проскальзыванием.

Уровень техники

Известен магнитный сепаратор, разработанный для выделения из потока смешанных материалов всех частиц, обладающих магнитной проницаемостью, для отделения их от остального инертного материала. Типичный сепаратор, по существу, состоит из магнитного шкива, который действует как приводящий ролик, который приводит в движение ленту, на которой перемещают смесь материалов, причем лента замкнута в виде петли вокруг натяжного ролика.

Для разделения материала используются магнитные шкивы с разным значением градиента магнитного поля, предназначенные для разделения материалов с высокой или низкой магнитной проницаемостью. При низком значении градиента поля притягиваются только материалы с высокой магнитной проницаемостью, в то время как при высоком значении градиента поля притягиваются как материалы с высокой магнитной проницаемостью, так и материалы с низкой магнитной проницаемостью.

Недостаток известных сепараторов, в которых используется шкив с высоким значением градиента поля, состоит в том, что материал, притягиваемый соответствующими полюсами остается притянутым к этим полюсам, пока конвейерная лента перемещается вдоль ролика, в результате чего отсоединение притянутого материала происходит на очень малой площади. В результате этого, как материалы с низкой магнитной проницаемостью, так и материалы с высокой магнитной проницаемостью падают в одной области, и их требуется после этого сортировать.

Другой недостаток связан с тем фактом, что магнитные материалы переносят вместе с собой часть инертного материала, поскольку последний остается зажатым между индуктором (чередующимися полюсами ролика) и индуцированным материалом (притянутым магнитным материалом). Поэтому в этом случае также требуется дополнительная обработка для повышения качества отделенного материала.

Другой тип магнитного сепаратора представляет собой сепаратор на вихревых токах, который используют для разделения немагнитных, но электропроводных материалов, таких как алюминий, медь, латунь и т.д. В этом случае предусмотрен магнитный ролик, который вращается с высокой скоростью внутри немагнитной трубы, вокруг которой намотана конвейерная лента.

Скорость вращения ролика должна быть очень высокой (например, 3000 оборотов в минуту) для индуцирования в электропроводных материалах вихревых токов, которые, в свою очередь, в результате быстрых вариаций магнитного поля создают отталкивание указанных материалов, которые таким образом отделяют от смеси. Кроме того, для обеспечения максимальной эффективности работы зазор между магнитным роликом и немагнитной трубой должен быть как можно меньшим, и это создает проблему перегрева из-за высокой скорости вращения между двумя элементами.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании сепаратора, которому не свойственны указанные выше недостатки. Эта задача достигается посредством сепаратора для ферромагнитных материалов, в котором натяжной ролик действует как приводящий ролик для ленты, которая намотана вокруг натяжной трубы, внутри которой магнитный ролик может вращаться со скоростью, отличающейся от скорости трубы, аналогично тому, что происходит в сепараторе на вихревых токах, но в совершенно другом диапазоне скоростей.

Первое существенное преимущество этого сепаратора следует из того, что управление скоростью ролика относительно скорости ленты позволяет получить относительное проскальзывание, которое существенно уменьшает эффект зажима и вероятность переноса инертного материала вместе с магнитным материалом.

Другое существенное преимущество состоит в том, что управляемое проскальзывание также позволяет получить немедленное разделение материалов, имеющих разное значение магнитной проницаемости, благодаря их веерообразному сбросу в области сброса с последовательным высвобождением материалов с повышенной проницаемостью.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и характеристики сепаратора в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны для специалистов в данной области техники из следующего подробного описания некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на предложенные чертежи, на которых представлено:

фиг.1 - продольный разрез, демонстрирующий разделение материала и эффект разделения, обеспечиваемый настоящим сепаратором;

фиг.2 - вид спереди, согласно первому варианту выполнения системы с управляемым проскальзыванием;

фиг.3 - вид, аналогичный фиг.1, демонстрирующий модификацию настоящего сепаратора, который снабжен дополнительным устройством для отделения материалов с высокой магнитной проницаемостью.

Осуществление изобретения

На фиг.1 и 2 показано, что магнитный сепаратор в соответствии с настоящим изобретением обычно содержит конвейерную ленту 1, которая формирует замкнутую петлю вокруг магнитного ролика 2 и натяжного ролика 3, для переноса смеси 4 материалов. В указанной смеси 4 магнитные свойства материалов графически обозначены следующим образом: звездочка - инертный материал, кружок - материал с низкой магнитной проницаемостью, треугольник - материал со средней магнитной проницаемостью и прямоугольник - материал с высокой магнитной проницаемостью.

Новый аспект настоящего изобретения обеспечивается посредством того, что в данном сепараторе для ферромагнитных материалов используется конструкция, аналогичная сепаратору для немагнитных материалов: привод ленты 1 осуществляется не с помощью ролика 2, а посредством натяжного ролика 3, который имеет привод от двигателя, и лента не намотана непосредственно на ролик 2, а на натяжную трубу 3' из немагнитного материала (например, из нержавеющей стали, стеклопластика и т.д.), внутри которой установлен ролик 2 с минимальным зазором.

Как показано на фиг.2, ролик 2 установлен на концах своей оси на подшипники 9, в то время как труба 3', в свою очередь, установлена на вал ролика 2, на котором она установлена через подшипники. Скоростью вращения ролика 2 управляют посредством двигателя-редуктора 10 или подобного устройства, так чтобы его угловая скорость вращения составляла от 1% до 200% угловой скорости ленты 1 и в любом случае отличалась от 100% так, чтобы образовывалась разность, в результате которой между роликом 2 и трубой 3' возникает относительное вращение.

Цель такой разности состоит в том, чтобы получить две поверхности с относительным проскальзыванием и поэтому два разных значения скорости, в результате чего притягивающийся материал на пути, образованном 180° соприкосновения к области действия магнитного поля, в результате приближения и удаления магнитных полюсов, сохранял тенденцию вращения назад или вперед относительно направления движения ленты.

В результате этого по существу весь инертный материал высвобождается и падает под действием силы тяжести в первой области 5 падения, расположенной под вертикальной касательной к ленте 1. Кроме того, также получают указанное выше последовательное высвобождение материалов с повышенной проницаемостью в виде веерообразного сброса, в результате которого они падают в раздельных областях 6, 7 и 8 сброса.

Другими словами, чем больше магнитная проницаемость материала, тем больше его возможность сопротивляться комбинированному воздействию проскальзывания и центробежной силы. Вследствие этого, каждый материал будет падать с ленты 1 в точке, соответствующей его магнитным свойствам, не создавая эффект зажима, образующийся из-за наличия материалов с высокой магнитной проницаемостью, который влияет на их область сброса.

Следует отметить, что хотя предпочтительный вариант выполнения предусматривает использование двигателя-редуктора 10 для управления скоростью вращения ролика 2, указанной скоростью также можно управлять (хотя и в меньшем диапазоне скоростей) просто, используя муфту сцепления, переключаемую на валу ролика 2. Фактически, в отсутствии двигателя-редуктора 10, только при пропускании ферромагнитных материалов по ленте 1, создается тенденция вытягивания их в ролик 2 вращения, который выполнен в виде натяжного ролика и на который воздействует только трение вращения, создаваемое подшипниками 9, после того как будет преодолена исходная инерция.

Очевидно, что это возможно только, когда смесь 4 имеет достаточную концентрацию ферромагнитного материала, в то время как, если концентрация низка или представленный материал имеет низкую магнитную проницаемость, на ролике 2 можно вообще не устанавливать средство привода или муфту сцепления, поскольку трение подшипников 9 и/или его инерция достаточна для поддержания его скорости ниже скорости ленты 1.

Очевидно, в этих двух случаях скорость ролика 2 может быть только ниже, чем скорость ленты 1, но при использовании двигателя-редуктора 10 предпочтительно вращать ролик 2 с более низкой скоростью, чем скорость ленты 1, даже если привод двигателя позволяет вращать его с более высокой скоростью, если только это является полезным для более эффективного разделения материалов.

Независимо от типа ролика 2 (с приводом от двигателя, со сцеплением или натяжного типа), отделение материала с более высокой магнитной проницаемостью можно улучшить, используя вариант выполнения, представленный на фиг.3.

В этом случае к описанному выше сепаратору был добавлен дефлектор 11 с регулируемым наклоном, предназначенный для отвода в соответствии с заранее установленным наклоном материала с более высокой или более низкой магнитной проницаемостью на магнитный барабан 12, предпочтительно с постоянными магнитами, кожух которого вращается в противоположном направлении относительно ролика 2.

Положение барабана 12, предпочтительно, можно регулировать, что позволяет отделять материал с более высокой магнитной проницаемостью из потока материала, отклоняемого дефлектором 11 в направлении области 8 падения, причем этот материал затем переворачивают посредством барабана 12, вращающегося в противоположном направлении, и затем сбрасывают в области 13 сбора. Кроме того, дефлектор 11 и барабан 12, посредством возможности их регулирования, позволяют расширить область применения настоящего сепаратора.

Очевидно, что описанные выше и представленные варианты выполнения магнитного сепаратора в соответствии с изобретением представляют собой примеры, которые могут быть модифицированы. В частности ролик 2, предпочтительно, выполнен в виде ролика с постоянными магнитами, и он может быть изготовлен с магнитами разного свойства с различными магнитными цепями, такими как цепи с высоким градиентом (50÷300 эрстед/см), с очень высоким градиентом (300÷1000 эрстед/см) и сверхвысоким градиентом (1000÷2000 эрстед/см), но он также может быть выполнен с электромагнитами.

Аналогично лента 1, труба 3' и ролик 3 привода могут быть модифицированы в соответствии с конкретными потребностями производства, и более чем один натяжной ролик может быть установлен в зависимости от формы и/или длины ленты 1.

Изобретение относится к устройствам для разделения материалов в соответствии с их магнитными свойствами. Магнитный сепаратор для ферромагнитных материалов содержит конвейерную ленту (1), которая формирует замкнутую петлю вокруг магнитного ролика (2), и натяжной ролик (3). Натяжной ролик (3) приводится во вращение посредством двигателя. Лента (1) не намотана непосредственно на магнитный ролик (2), а намотана на натяжную трубу (3'), выполненную из немагнитного материала, внутри которой установлен магнитный ролик (2) и относительно которой он может проскальзывать. Магнитный сепаратор содержит средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2) в диапазоне от 1% до 200% угловой скорости ленты (1). Согласно предложенному способу работы магнитного сепаратора внутри натяжной трубы (3') из немагнитного материала устанавливают магнитный ролик (2), относительно которой он может проскальзывать. Устанавливают средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2). Магнитный ролик (2) приводят во вращение с угловой скоростью, находящейся в диапазоне от 1% до 200% угловой скорости ленты (1). Технический результат заключается в уменьшении эффекта зажима и в вероятности переноса инертного материала вместе с магнитным материалом, получении немедленного разделения материалов, имеющих разное значение магнитной проницаемости. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Магнитный сепаратор для ферромагнитных материалов, содержащий конвейерную ленту (1), которая формирует замкнутую петлю вокруг магнитного ролика (2) и, по меньшей мере, один натяжной ролик (3), отличающийся тем, что указанный, по меньшей мере, один натяжной ролик (3) приводится во вращение посредством двигателя, при этом указанная лента (1) не намотана непосредственно на указанный магнитный ролик (2), а намотана на натяжную трубу (3'), выполненную из немагнитного материала, внутри которой установлен магнитный ролик (2) и относительно которой он может проскальзывать, причем магнитный сепаратор содержит средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2) в диапазоне от 1 до 200% угловой скорости ленты (1).2. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2) состоит из двигателя-редуктора (10).3. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2) состоит из муфты сцепления, переключаемой на валу магнитного ролика (2).4. Магнитный сепаратор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что магнитный ролик (2) установлен на концах его оси на подшипники (9), при этом труба (3') натяжения, в свою очередь, установлена через подшипники на указанном валу магнитного ролика (2).5. Магнитный сепаратор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит дефлектор (11) с регулируемым наклоном, расположенный под магнитным роликом (2).6. Магнитный сепаратор по п.4, отличающийся тем, что дополнительно содержит дефлектор (11) с регулируемым наклоном, расположенный под магнитным роликом (2).7. Магнитный сепаратор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит магнитный барабан (12), предпочтительно с постоянными магнитами, кожух которого выполнен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно магнитного ролика (2) и расположен в области (8) сброса материала с высокой магнитной проницаемостью.8. Магнитный сепаратор по п.4, отличающийся тем, что дополнительно содержит магнитный барабан (12), предпочтительно с постоянными магнитами, кожух которого выполнен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно магнитного ролика (2) и расположен в области (8) сброса материала с высокой магнитной проницаемостью.9. Магнитный сепаратор по п.5, отличающийся тем, что дополнительно содержит магнитный барабан (12), предпочтительно с постоянными магнитами, кожух которого выполнен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно магнитного ролика (2) и расположен в области (8) сброса материала с высокой магнитной проницаемостью.10. Магнитный сепаратор по п.7, отличающийся тем, что положение магнитного барабана (12) выполнено с возможностью регулирования.11. Магнитный сепаратор по п.8 или 9, отличающийся тем, что положение магнитного барабана (12) выполнено с возможностью регулирования.12. Способ работы магнитного сепаратора для ферромагнитных материалов, содержащего конвейерную ленту (1), которая образует замкнутую петлю вокруг магнитного ролика (2), и, по меньшей мере, один натяжной ролик (3) с приводом от двигателя, причем лента (1) намотана на натяжную трубу (3') из немагнитного материала, внутри которой устанавливают магнитный ролик (2) и относительно которой он может проскальзывать, причем устанавливают средство для управления угловой скоростью магнитного ролика (2), отличающийся тем, что магнитный ролик (2) приводят во вращение с угловой скоростью, находящейся в диапазоне от 1 до 200% угловой скорости ленты (1).