Подвесной электромагнитный железоотделитель Советский патент 1993 года по МПК B03C1/16 

Изобретение относится к магнитной сепарации и предназначено для использования на коксохимических заводах, тепловых электростанциях, горно-обогатительных и металлургических предприятиях, в литейных цехах, на цементных фабриках и т.д. - для извлечения ферромагнитных предметов из потока угля, руды, песка, формовочных смесей и других немагнитных материалов, перемещаемых на ленточных или каких-либо других транспортерах.

Целью изобретения является повышение эффективности работы и упрощение

условий разгрузки ферромагнитных включений,.

На фиг. Т изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на. фиг. 1; на фиг. 3 - зависимость относительной величины магнитного потока, замыкающегося через шунты, от относительных геометрических параметров шунтов и пол.ю- сов.

Как видно на фиг. 1-3, устройство состоит из электромагнита, включающего П-об- разный магнитопровод 1, намагничивающие катушки 6 и ступенчатые полюса 15. К

VJ ю со

о о ю

ярму электромагнита прикреплены швеллеры 2 с роликами 4, с помощью которых элек- тромагнит установлен на раме 5 с возможностью перемещения в направлении продольной оси рамы 5. По краям рамы 5 установлены путевые выключатели 12 и амортизаторы, состоящие из уголков 10, жестко прикрепленных к раме, и стальных подпружиненных штоков 9, размещённых в пружинах сжатия 11с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной.плоскости.

Под полюсами электромагнита установлен ленточный транспортер 14 с возможностью перемещения в ортогональном направлении по отношению к продольной оси рамы 5, а рядом странспортером (практически, на расстоянии 0,1 м или более) установлен приемник 13 для извлекаемых металловключе ний. В зоне размещения приемника 13 (т.е. в зоне разгрузки железоотделителя) к раме 5 с помощью уголков 7 прикреплены ферромагнитные шунты 8, выполненные ступенчатой формы и установленные в плоскостях, параллельных плоскостям полюсов 15. Приэтомуро- веиь нижних горизонтальных граней шунтов 8 размещается выше уровня верхних горизонтальных граней полюсов 15 на величину Д (0,05-0,15} д (см. фиг. 2), где 3- ширина рабочего межполюсного зазора между полюсами 15 (см. фиг. 1),

На фиг. 3, где приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных для различных типоразмеров П-образных электромагнитов постоянного тока, приняты следующие обозначения:

Фта - максимальный магнитный поток в магнитопроводе электромагнита, симметрично установленного над шунтами 8 с равномерным зазором Д между верхними горизонтальными гранями полюсов 15 и нижними горизонтальными гранями шунтов 8;

Фш - суммарный магнитйый поток, замыкающийся через шунты 8;

Ьш - ширина шунтов (см. фиг, 2);

In - длина полюсов;

д - ширина рабочего зазора между полюсами (см. фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме катушки 6 подключаются к сети постоянного тока, а ленточный транспортер 14 приводится в движение (по стрелке С на фиг, 2) с одновременной подачей сыпучего материала на ленту 14. В результате в рабочем объеме между полюсами 15 создается стационарное неоднородное магнитное поле, под действием которого

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ферромагнитные металловключения извлекаются из потока сыпучего материала и налипают к полюсам 15. При этом между полюсами 15 образуются сильно намагниченные ферромагнитные прядья из извлеченных металловключений, которые служат дополнительными гибкими концентраторами магнитного поля, повышают интенсивность и степень неоднородности магнитного поля в рабочем межполюсном объеме и, тем самым, повышают надежность извлечения - особенно мелких металловключений крупностью менее 5 мм.

По мере накопления на полюсах извлеченных металловключений осуществляется их периодическая разгрузка. Для этой цели останавливается транспортер и с помощью элёктроили пневмопривода электромагнит вместе с извлеченными металловключениями перемещается по раме в зону разгрузки, т.е. в зону размещения приемника 13, где в результате соударения ярма электромагнита с подпружиненным штоком 9 (фиг. 1) срабатывает соответствующий путевой выключатель 12, автоматически выключающий электромагнит от сети, в результате чего извлеченные металловключения отпадают, т.е. разгружаются в приемник 13. Затем электромагнит вновь подключается к сети, перемещается в исходное положение,-представленное на фиг. 1, и процесс повторяется аналогично предыдущему.

При этом в процессе перемещения электромагнита в зону разгрузки еще до соударения последнего со штоком 9 полюса 15 входят под шунты 7, в результате чего создается дополнительный магнитный поток Фш, замыкающийся через шунты и создающий, как известно, тормозное усилие, действующее на движущийся электромагнит и пропорциональное скорости перемещения электромагнита и квадрату магнитного потока Фш. Под действием этого же усилия электромагнит будет стремиться занять положение, соответствующее максимуму потока Фш, что, в свою очередь, будет иметь место при совмещении оси симметрии электромагнита на фиг. 1 с осью симметрии шунта 7 (т.е. с плоскостью А-А на фиг. 1). Таким образом, наличие ферромагнитных шунтов, размещенных по ходу движения электромагнита описанным выше образом, позволяет получить два положительных эффекта, повышающих эффективность работы и упрощающих условия разгрузки железоотделителя: автоматическое снижение скорости движения, т.е. торможение электромагнита до его соударения со штоком амортизатора; повышение надежности и точности фиксации пространственного положения электромагнита в зоне разгрузки (т.е. над приемником 13).

При этом относительная величина магнитного потока в значительной степени определяется соотношениями геометрических параметров шунтов и полюсов. Как видно из фиг. 3, при Д/(5 0,15 поток Фщ (и соответственно описанные положительные эффекты) резко ослабляется, а при ДЛ5 0,05 величина фу практически не изменяется (вследствие насыщения стали). Практически величина межполюсного зазора в подвесных электромагнитах составляет д 100 мм, поэтому реализация чрезмерно малых соотношений 0,05 (т.е., д 5 мм) нецелесообразно, так как при этом появляются очевидные технологические трудности при конструировании устройства без какого-либо заметного повышения описанных выше положительных эффектов. Таким образом, диапазон А/д 0,,15 является оптимальным с точки зрения достижения описанных выше положительных эффектов.

Предлагаемое устройство может быть использовано и при беспрерывном режиме работы транспортера 14. В этом случае используются два электромагнита, установ.- ленные на двух отдельных и рядом расположенных рамах 5 с шунтами, амортизаторами и путевыми выключателями, установленными на рамах аналогично предыдущему. В рабочем режиме электромагниты отключаются и подключаются к сети постоянного тока поочередно, т.е. в любой момент времени над транспортером 14с потоком сепарируемого материала будет находиться (в исходном положении) тот или другой электромагнит, подключенный к питающей сети, чем и обеспечивается беспрерывное извлечение металловключений из непрерывного движущегося потока сепарируемого материала.

При этом рабочий процесс предлагаемого устройства легко может быть полностью автоматизирован с помощью несложной схемы автоматического управления (по времени) электромагнитами и их приводами. Основой такой схемы могут служить реле времени и путевые выключатели 12, установленные на рамах 5.

На основе предлагаемого технического решения в настоящее время разработана, изготовлена и внедрена в чугунно-литейном цехе Луганского литейно-механического зз- вода экспериментальная установка (с двумя электромагнитами и с полностью автоматизированным режимом работы), установлени

ная над беспрерывно работающим ленточным транспортером с потоком отработанной формовочной смеси. Ширина транспортера - 1000 мм, скорость перемещения ---1,6 м/с. Как показал опыт промышленной эксплуатации этой установки совокупность описанных отличительных признаков обеспечивает надежное извлечение и разгрузку металловключений крупностью от 1 мм и выше. По ориентировочным расчетам эксплуатационная надежность разработанной установки на 20-50% выше, чем у существующих аналогов.

рмулэ изобретения

1. Подвесной электромагнитный желе- зоотделитель, включающий электромагнит с полюсными наконечниками, расположенными с зазором друг относительно друга, установленный на раме, расположенной

над транспортирующим приспособлением и параллельно ему, и приемник ферромагнитных включений, размещенный под рамой и сбоку от транспортирующего приспособления, отличающийся тем.

что, с целью повышения эффективности в работе и упрощения условий разгрузки ферромагнитных включений, он снабжен фер- ромагнитными шунтами, закрепленными на раме над приемником ферромагнитных

включений в плоскости, параллельной плоскости размещения полюсных наконечников, а электромагнит установлен на раме с возможностью возвратно-поступательного движения по ней, при этом нижняя грань

шунтов расположена с зазором Д относительно верхней грани полюсных наконечников, равным

40

. Д-(0,05-0,15) д, м

где д - ширина рабочего зазора между полюсными наконечниками.

2, Железоотделитель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и И с я тем, что, с целью обеспечения

непрерывного режима работы железротде- лителя, он снабжен дополнительным электромагнитом с полюсными наконечниками и дополнительной рамой, установленной параллельно основной раме, дополнительными ферромагнитными шунтами, закрепленными аналогично основным ферромагнитным, шунтам, при этом ДОПОЛНИ тельный электромагнит установлен с возможностью возвратно-поступательного

перемещения по дополнительной раме и поочередного с основным электромагнитом подключения к источнику питания.

S

Использование: магнитная сепарация, извлечение ферромагнитных предметов из потока угля, руды песка, формовочных смесей и других немагнитных материалов, перемещаемых на транспортерах. Сущность изобретения: железоотделитель состоит из электромагнита с полюсными наконечниками, рамы над транспортирующим приспособлением, приемника ферромагнитных включений, сбоку от транспортера и под рамой. На раме над последним в плоскости, параллельной плоскости размещения полюсных наконечников, закреплены ферромагнитные шунты. Электромагнит может совершать возвратно-поступательное движение по раме. Нижняя грань шунтов расположена с зазором относительно верхней грани полюсов. Под действием магнитного поля между полюсами ферромагнитные включения извлекаются из потока и налипают на полюса. Для разгрузки электромагнит перемещается в зону разгрузки и при соударении ярма электромагнита с подпружиненным штоком срабатывает выключатель электромагнита. Процесс может быть непрерывным при наличии дополнительных электромагнита с полюсными наконечниками и ферромагнитного шунта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ел с