Электромагнитный сепаратор Советский патент 1992 года по МПК B03C1/10 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях вторичной цветной металлургии при разделении отходов цветных металлов по группам марок сплавов.

Известен электромагнитный сепаратор, включающий электромагнит с установленными на одной оси внутри немагнитного барабана полюсными наконечниками в виде усеченных цилиндров, плоскости сечений которых расположены под углом друг к другу, рабочий орган в виде конвейерной ленты, приемники продуктов разделения и две дополнительные магнитные системы с полюсными наконечниками, каждая из которых расположена над нижней ветвью конвейерной ленты напротив полюсного наконечника неподвижного электромагнита, при этом полюсные наконечники дополнительных магнитных систем выполнены в виде полос из магнитомягкого материала,

которые установлены вдоль конвейерной ленты и имеют одинаковую полярность с соответствующим полюсным наконечником неподвижного электромагнита, причем дополнительные магнитные системы выполнены в виде блоков постоянных магнитов и установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.

Недостатком конструкции такого сепаратора является невозможность создания в рабочей зоне извлекающей магнитной силы, необходимой для сепарации слабомагнитных кусков крупностью до 100 мм, а вследствие этого низкая эффективность разделения из-за недостаточной напряженности и глубины магнитного поля, создаваемого блоками постоянных магнитов.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации кусковых отходов цветных металлов и стлавов по магнитным свойствам путем увеличения напряженно-з

Ё

XI

ЧЭ

о

Ю

ста и создания неоднородности магнитного поля в зоне разгрузки сепаратора.

Эта цель достигается тем, что в электромагнитном сепараторе, включающем электромагнит с полюсными наконечниками, немагнитный барабан, рабочий орган в виде транспортерной ленты, приемники сепарируемого материала, полюсные наконечники, выполненные в виде части цилиндров с многогранным пазом вдоль оси, причем зазор между ними увеличивается к концу зоны разгрузки, за счет увеличения зоны сепарации с помощью дополнительных магнитных полюсов выполненных из магнитомягкой стали, и расположенных с внешней стороны магнитного барабана над нижней ветвью транспортерной ленты вдоль ее напротив каждого из полюсных наконечников, образуют межполюсный зазор переменного сечения. Дополнительные полюса расположены с возможностью перемещения друг относительно друга и по отношению к полюсным наконечникам сепаратора и выполнены в виде полос, которые со стороны немагнитного барабана повторяют его профиль причем поверхность полюса, обращенная к катушке глектромагнита, выполнена по радиусу

Дополнительный полюс имеет переменное сечение по длине, уменьшающейся от немагнитного барабана в сторону разгрузки. Соотношение ширины каждого дополнительного полюса в начале разгрузочной зоны к ширине в конце разгрузочной зоны выбирают 1,1 - 1,5 : 1.

Уменьшение сечения дополнительного полюса по длине разгрузочной зоны обусловлено тем что для разделения слабомагнитных кусков необходимо различное значенир удерживающей силы про разгрузочной зоне, величина которой в зависимости от исходного сырья колеблется как 1:1.4, что возможно при уменьшении сечения дополнительного полюса по длине на 10-50% по сравнению с его сечением в начале разгрузочной зоны. Величина удерживающей магнитной силы будет пропорциональна удельной магнитной восприимчивости сепарируемых материалов.

Удельная магнитная восприимчивость некоторых бронз и латуней, разделение которых планируется на сепараторе предлагаемой конструкции имеет следующие значения, м /кг: БрАЖ9-4-10-27- БрАЖН-10-44- , Л МцЖ55-3-1-4,3-1,2 , Б рАЖМ ц 10-3-1,5-8,5- 11- БрОЦС5-5-0,04 , ЛОС59-2-1-0.25 .

Необходимость выбора ширины изменяющегося сечения дополнительного полюса в начале разгрузочной зоны к ширине в

конце разгрузочной зоны в соотношении 1,1-1,5:1 обусловлена тем, что при сепарации исходного сырья, состоящего из смеси трех марок сплавов на медной основе, обладающих различными магнитными свойствами, создаются магнитные удерживающие силы, обеспечивающие извлечение исходного сыроя определенной марки сплавов. Соотношение ширины дополнительно0 го полюса 1,1-1,5:1 определяется магнитными свойствами сепарируемых сплавов. Так, например, при подаче смеси кусковых отходов, состоящих из алюминиево-железных и марганцовистых бронз, по касательной к не5 магнитному барабану куски оловянистых брсиз разгружаются в приемники, в начале разгрузочной зоны разгружаются куски марганцовистых бронз, а в конце - куски алюминиево-железных бронз.

0 Применение дополнительных полюсных наконечников с упомянутым соотношением обеспечивает разделение исходной смеси на три продукта с использованием одного сепаратора

5В таблице, приведены величины напряженности магнитного поля в зависимости от соотношений величины дополнительного полюса в начале и конце разгрузочной зоны. Как следует из таблицы, равная ширина

0 дополнительного полюса (соотношение 1:1) обеспечивает незначительное изменение Напряженности магнитного поля, а значит, и связанную с ней невозможность гарантированно разделять сепарируемый материал

5 вдоль разгрузочной зоны. За пределами заявляемого соотношения положительный эффект отсутствует в связи с невозможностью получения нескольких продуктов обогащения вдоль разгрузочной зоны за одну техно0 логическую операцию.

При соотношении ширины дополнительного полюса 1,5:1, напряженность, получаемая в конце разгрузочной зоны, является предельной, т.е. за пределами вы5 бранного соотношения ширины дополнительного полюса в начале разгрузочной зоны к ширине в его конце невозможно удержание кусков слабомагнитных материалов

0Толщина стороны дополнительного полюса, обращенной к межполюсному зазору, имеет отношение к толщине противоположной стороны, выполненной по радиусу, 1:1 - 1,35. выбранное из условия, соответствующе5 го коэффициенту насыщения, при номинальном магнитном потоке, характеризующем степень насыщения магнитопровода. Дополнительные полюса образуют между собой тупой угол, обращенный в сторону нижней ветви транспортерной ленты. Благодаря такому конструктивному выполнению дополнительных полюсов и расположению электромагнитных катушек магнитный поток направлен на рабочую зону сепаратора, эффективно используется намагничивающая сила (Н, С.) каждой катушки. Происходит увеличение напряженности магнитного поля и градиента в зоне разгрузки сепаратора и увеличение удерживающей силы, действующей на слабомагнитный материал, а также и перераспределение магнитного потока в зоне разгрузки за счет изменения формы, уменьшения массы полюсных наконечников на 75%, т.е. обеспечивается концентрация магнитного поля и заданный градиент в зоне разгрузки. Величина тупого угла, образованного дополнительными полюсами, выбирается в зависимости от крупности сепарируемого материала. При этом обеспечивается гарантированный охват куска магнитным полем и тем самым устраняется возможность самопроизвольного перемещения его за пределы транспортерной ленты. Выполнение дополнительных полюсов упомянутой конструкции позволяет максимально приблизить их к поверхности немагнитного барабана, что обеспечивает плавный переход от сильного магнитного поля, создаваемого полюсными наконечниками основной магнитной системы, к магнит- лому полю, создаваемому дополнительными полюсными наконечниками, позволяет иметь более низкие значения корцетивной силы, большую проницаемость при высоком магнитном насыщении дополнительных полюсов.

Межполюсный зазор между дополнительными полюсами образован их гранями, расположенными под углом к вертикали, создающим зазор переменного сечения (см. фиг, 4). Это способствует созданию заданного неоднородного магнитного поля в разгрузочной зоне, увеличивает глубину магнитного поля и силу F, способную удерживать крупные слабомагнитные куски обогащаемого материала.

Выполнение по радиусу обращенной к электромагнитной катушке стороны дополнительного полюса (см. фиг. 2) позволяет ослабить в этой части полюса напряженность и градиент магнитного поля, создаваемого основным магнитным полем. При таком конструктивном выполнении дополнительного полюса получают напряженность и градиент магнитного поля в межполюсном зазоре, образованном дополнительными полюсами, значительно большие, чем в зоне между стороной дополнительного полюса, выполненной по радиусу, и катушкой электромагнита Устраняется

возможность перемещения в эту сторону слабомагнитного материала.

Выполнение дополнительных полюсов переменного сечения по длине разгрузоч- 5 ной зоны, вдоль транспортерной ленты (см фиг, 3) позволяет улучшить условия разгрузки слабомагнитных кусков в зависимости от их магнитных свойств, т.е. куски с более сильными магнитными свойствами будут 0 выноситься из магнитного поля сепаратора транспортерной лентой и разгружаться в конце разгрузочной зоны. По мере уменьшения магнитных свойств сепарируемого материала траектория движения кусков бу5 дет уменьшаться, т.е. отрыв слабомагнитных кусков с поверхности транспортерной ленты в зоне разгрузки будет происходить раньше (см. фиг. 1). В каждой отдельно взятой точке вдоль межполюсного зазора раз0 грузочной зоны на поверхности нижней . ветви транспортерной ленты получаем различное значение удерживающей магнитной силы, действующей на слабомагнитный кусок.

5 На фиг. 1 изображено поперечное сечение предложенного сепаратора; на фиг. 2 - общий вид сепаратора, вид А; на фиг. 3 - разрез Б-Б, форма и расположение дополнительных полюсных наконечников; на фиг.

0 4 - разрез В-В, поперечное сечение дополнительных полюсных наконечников и расположение магнитных силовых линий в разгрузочной зоне сепаратора.

Сепаратор включает электромагнитную

5 систему 1 с электрическими катушками 2 и полюсными наконечниками 3, расположенными внутри барабана 4, транспортерную ленту 5 с перегородками 6, питатель 7, загрузочный бункер 8, дополнительные полю0 са 9, а также приемники для немагнитной фракции 10, слабомагнитной фракции 11, слабомагнитной фракции с большими магнитными свойствами 12,

Предложенный сепаратор работает сле5 дующим образом.

Исходный материал из бункера 8 подается питателем 7 на транспортерную ленту 5, проходящую через рабочую зону сепаратора. Немагнитные куски материала, двига0 ясь через зону сепарации, не испытывают воздействия магнитных сил и разгружаются в приемник, 10. Слабомагнитные куски, под воздействием магнитных сил удерживаются на поверхности транспортерной ленты 5 и с

5 помощью перегородок 6 перемещаются в рабочей зоне, образованной дополнительными полюсами 9. Слабомагнитные куски, проходя рабочую зону, в зависимости от магнитных свойств, разгружаются в соответствующий приемник.

Магнитопровод сепаратора выполнен С-образной формы, электрически катушки расположены в непосредственной близости от полюсных наконечников 3. Полюсные наконечники 3 имеют цилиндрическую форму и прикреплены болтами к магнитопроводу; по оси наконечников 3 установлена ось немагнитного барабана 4, Барабан А выполнен цилиндрическим, по краям которого имеются реборды, установленные под углом 45°, пред- назначенные для защиты межполюсного зазора от возможного попадания внутрь различных предметов. Транспортерная лента 5 с перегородками 6 охватывает барабан 4 с внешней стороны. Питатель 7 и разгрузочный бункер 8 установлены над верхней ветвью транспортерной ленты 5 и способствуют равномерной подаче материала. Дополнительные полюса 9 установлены над нижней ветвью транспортерной ленты § в непосред- ственной близости от барабана 4 и закреплены таким образом, что имеют возможность перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях Такое их выполнение позволяет изменять зазор между дополнительными полюсами, а также величину тупого угла между ними. Приемники материалов 10, 11, 12 расположены под сепаратором вдоль его рабочей зоны.

Применение дополнительных полюсов позволяет за счет расширения зоны сепарации увеличить эффективность процесса сепарации при одновременном увеличении крупности разделяемого материала. Формула изобретения

1.Электромагнитный сепаратор, включающий немагнитный барабан с электромагнитом и полюсными наконечниками,, конвейерную ленту, охватывающую барабан, над нижней ветвью которой расположен ферромагнитный шунт, торцовая поверхность котброго примыкает к поверхности барабана, питатель и приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения материала, шунт выполнен из двух частей, расположенных симметрично оси конвейерной ленты, боковые грани которых образуют зазор, торцовая поверхность выполнена эквидистантно барабану, а верхние их грани - в виде прямоугольных трапеций, при этом основания трапеций имеют соотношения (1,1 - 1,6):1 и большее основание сопряжено с торцовой поверхностью, при этом боковые грани, образующие зазор, расположены под острым углом к верхней грани, а противоположные боковые грани выполнены по радиусу.

2.Сепаратор по п. 1,отличающий- с я тем, что шунт установлен с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости

л-yc/t-v с Јл ±ши/ъ /ЯСГ/ ЛГ7 ЬЛ и Ј&&

Использование: обогащение полезных ископаемых, разделение отходов цветных металлов по группам марок и сплавов. Сущность изобретения: над нижней ветвью конвейерной ленты расположен ферромагнитный шунт, выполненный из двух частей, расположенных симметрично оси ленты Боковые грани частей образуют зазор, торцовая поверхность выполнена эквидистантно барабану, а верхние грани - в виде прямоугольных трапеций. При этом основания трапеций имеют соотношения

Фигг

30

5-6

ФЬгЗ

в-в

Фиг.4

JU