DE2442972A1 - Vorrichtung zum trennen elektrisch leitender objekte von einer mischung und dafuer geeigneter magnet - Google Patents

Description

DR. CLAUS REINLÄNDER DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT

D-8 München 60 · Orthstraße 12 · Telefon 832024/5
Telex 5212744 · Telegramme Interpatent

^r 6. Sep.'1974

C9 P7 D

Combustion Power Company, Inc., Men!ο Park, CaI., USA

Vorrichtung zum Trennen elektrisch leitender Objekte von
einer Mischung und dafür geeigneter Magnet

Priorität: 17. September 1973 - USA - Serial No. 397,637
Zusammenfassung

Es wird eine Technik beschrieben, mit der elektrisch leitende, uninagneiiscne Partikeln aus einem Materialstrom durch einen zylindrischen Magnet entfernt werden können, der von einem Förderband angetrieben wird, das den Materialstrom führt, wobei Anzugswicklungen in Verbindung mit Erregungswicklungen vorgesehen sind, so daß Anzugszonen für
elektrisch leitende, unmagnetische Partikeln zum Magneten hin entstehen. Elektrisch nicht leitende und nicht magnetische Partikeln werden auf diese Weise vom Magneten nicht angezogen und sind frei, einem anderen Weg zu folgen als elektrisch leitende, unmagnetische Partikeln. Auf diese Weise wird eine Trennung erreicht.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein elektromagnetische Trennverfahren

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und -vorrichtungen und insbesondere elektromagnetische Geräte nach Art einer magnetischen Riemenscheibe.

Neuerdings wird Wert auf "Recycling" und Wiederverwendung von Abfallmaterial in so weitern Umfang wie möglich gelegt, und dadurch ist ein Bedarf entstanden, wertvollere Bestandteile aus Müll und anderem Abfall zu entfernen. Bei der Behandlung von Festkörper-Müll sind Fortschritte gemacht worden. Bei der Verarbeitung von Müll oder Abfall wird jetzt der ankommende Rohmüll zerkleinert, um die Partikelgröße zu verringern. Der zerkleinerte Müll wird dann durch einen Luftsichter geschickt, damit die leichteren Fraktionen, beispielsweise Papier, entfernt werden. Die schwereren Fraktionen, wie Metall, Glas, Holz, Gummi, Kunststoff und Steine bleiben zurück und sollen in ihre verschiedenen Bestandteile aufgetrennt werden. Eisenmetall sind leicht mit vorhandenen Magneteinrichtungen zu entfernen. Die bekannteste handelsübliche Einrichtung für diesen Zweck arbeitet mit einem zylindrischen Magneten, der um die Zylinderachse drehbar ist, und dessen Außenseite als Riemenscheibe oder Trommel für ein Förderband wirkt, das das zu trennende Material trägt, gewöhnlich die schwereren Fraktionen des Abfalls. Die Eisenmetalle werden vom zylindrischen Magneten angezogen, während die unmagnetischen Materialien entweder nicht oder nur sehr geringfügig beeinflußt werden. Es ist deshalb möglich, den Weg der magnetischen Partikeln gegenüber dem durch normale Schwerkraft beeinflußten Weg der unmagnetischen Partikeln zu ändern.

Unter den unmagnetischen Partikeln befinden sich elektrisch leitende Partikeln, d.h. Partikeln aus unmagnetischen Metallen wie Kupfer und Aluminium. Es ist vorgeschlagen worden (US-Patentschrift 3 448 857), eine folgende Magnet-Riemenscheiben-Stufe zum Entfernen der unmagnetischen Metalle aus den schweren Partikeln zu verwenden, die nach der magnetischen Trennung von Eisenmetallen zurückbleibt. Es wird dort die Verwendung eines mit hoher Drehzahl rotierenden Magneten innerhalb eines Zylinders vorgeschlagen, über den ein Förderband läuft. Diese Art einer magnetischen Riemenscheibe

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hat den wesentlichen Nachteil, daß sie mechanisch sehr komplex ist, weil eine Grenzfläche zu einem rotierenden Magnet vorhanden sein muß, der sich notwendigerweise mit wesentlich höherer Drehzahl dreht als ein zugehöriges Förderband, um die unmagnetischen Metalle überhaupt zu beeinflussen. Es wird dort auch ein mit energiereichen Impulsen gespeister Elektromagnet vorgeschlagen, der hinsichtlich des den Abfall führenden Förderbandes stationär bleibt. Sowohl bei der Ausführungsform mit Permanentmagneten als auch bei der mit Elektromagneten ergibt sich ein wesentlicher Nachteil dadurch, daß die unmagnetischen Metalle abgestoßen werden und nicht zum Förderband angezogen werden. Da die Abstoßungsdistanz, die praktisch erreichbar ist, sehr begrenzt und unvorhersehbar ist, können die Wege des unmagnetischen Metalls und des übrigen Mülls nicht ausreichend unterschiedlich gemacht werden, um diese Bestandteile leicht und vollständig voneinander zu trennen.

Durch die Erfindung soll deshalb ein Separator für unmagnetische Metalle nach Art einer magnetischen Riemenscheibe verfügbar gemacht werden, der mechanisch einfach ist und eine wesentliche körperliche Trennung der unmagnetischen MetalIpartikein von den übrigem Material im Materialstrom hervorruft.

Unter anderem soll durch die Erfindung weiterhin eine elektromagnetische Technik zur Trennung unmagnetischer Metalle von einem Materialstrom verfügbar gemacht werden, der nur geringe Mengen elektrischer Leistung verbraucht und keine übertriebene Wärme liefert.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz werden diese und weitere Ziele der Erfindung erfindungsgemäß in der Weise erreicht, daß eine Einrichtung zum Führen von zerkleinertem Abfall, beispielsweise ein Förderband, zur Bewegung des zerkleinerten Materials durch ein elektromagnetisches Element ausgestattet ist, das unmagnetische MetalIpartikein anzieht, während Nichtmetalle wie Glas, Holz, Gummi, Kunststoff und Steine nicht

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beeinflußt werden. Der Elektromagnet hat vorzugsweise die Form eines Zylinders, der als Riemenscheibe für das Förderband wirkt, so daß die nichtmetallischen Partikeln am Ende des Förderbandes durch Schwerkraft abfallen, wo das Förderband den Magneten umschlingt, während die unmagreti sehen Metal !partikel η am Förderband gehalten werden, bis es unter den zylindrischen Magneten läuft. Eine sehr merkliche körperliche Trennung der unmagnetischen Metall partikel η von nichtmetallischen Partikeln wird auf diese Weise erreicht, und die unmagnetischen Metalle werden aus dem Abfall wiedergewonnen. Wenn magnetische Partikeln sich auch im Abfallmaterial befinden, werden diese ebenfalls vom Elektromagneten angezogen, es ist jedoch vorzuziehen, daß die magnetischen Metal!partikelη mit üblichen Einrichtungen eine Stufe vor der die Erfindung verwirklichenden Stufe entfernt werden, in der unmagnetische Metalle aus dem Abfall entfernt werden sollen.

Der Elektromagnet-Zylinder weist eine Vielzahl elektromagnetischer Pole (Reaktionszonen) auf, die jeweils eine mit Wechselstrom betriebene Erregungswicklung (oder -wicklungen) aufweisen, die körperlich einem elektrischen Anzugs-Stromweg (oder -wegen) benachbart ist, beispielsweise eine Kurzschlußwindung, eine kurzgeschlossene Spule oder Wicklung mit damit in Reihe geschalteten Phasenschieberelementen, oder einer, die von einer getrennten, phasengesteuerten elektrischen Quelle getrieben wird. Die unterschiedlichen Stromphasen in den Erregungs- und Anzugs-Elementen, gewöhnlich etwa 180°, ergeben in ähnlicher Weise phasenversetzte Magnetfelder, die einander angrenzend an die Oberfläche des Zylinders in der Weise überlappen, daß eine Anzugszone für unmagnetische Metal!partikelη gebildet wird. Stattdessen können die Elektromagneten mehr als eine Spule oder Wicklung aufweisen, die so angeordnet ist, daß die Einflußzonen über größere Flächen verteilt werden. Es wird angenommen, daß die in einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Partikel von der Erregerwicklung erzeugten Wirbelströme die gleiche Richtung

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haben wie die in der Anzugs-Schleife fließenden Ströme, so daß sich eine Anziehung zwischen der Anzugsschleife und dem unmagnetischen Metallpartikel ergibt. Die Verwendung einer Anzugswindung für
Anzug anderer, unmagnetischer Metalle ist bekannt (US-Patentschriften 2 400 869 und 3 054 026). . .

Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der verschiedenen Aspekte

der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 die Hauptelemente eines elektromagnetischen Trennsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; ·

Fig. 2 den Elektromagneten nach Fig. 1 mit abgenommenem Förderband;

Fig. 3 eine Variation der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 eine weitere Variation der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 5 einen zylindrischen Magneten gemäß einer anderen Äusführungsform der Erfindung; und

Fig. 6 die Verwendung eines zylindrischen Magneten nach Fig. 5 mit einem Förderband.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Ein Förderband 11 läuft über eine zylindrische, elektromagnetische Struktur 13, die so gehalten wird, daß sie um eine Mittellinie
des Zylinders rotiert, die durch die Mitte einer Welle 15 verläuft. Das Förderband 11 wird von einem nicht dargestellten Antrieb angetrieben und trägt einen Strom zerkleinerten Abfallmaterials zum
Zylindermagneten 13, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Zylindermagnet wird kraftschlüssig an seiner Außenseite von der Unterseite des
Förderbandes 11 mitgenommen und gedreht. Die unmetallischen Partikeln

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des Abfallmaterialstroms auf dem Förderband 11 fallen vom Förderband ab, wenn dieses unter den Magneten 13 wandert. Der Weg solcher unmetallischer Partikeln (darunter Glas, Kunststoff, Holz usw.) ist durch Pfeil 17 angedeutet. Die metallenen Partikeln werden andererseits vom Magneten 13 angezogen und gegen das Förderband 11 gehalten, bis sie an einer Stelle unterhalb des Magneten 13 gezwungen werden, abzufallen, wo die Schwerkraft die magnetische Anzugskraft übersteigt. Die Metallpartikelη laufen auf einem Weg, der allgemein mit dem Pfeil 19 in Fig. 1 angedeutet ist. Eine körperliche Barriere ist schematisch in Fig. 1 dargestellt, mit dieser werden die nicht metallischen von den metallenen Partikeln getrennt.

Wie bereits erwähnt wurde,ist vorzuziehen, daß die Eisenmetalle, oder magnetischen Teile, vorher aus dem Material entfernt werden, so daß der vom Förderband 11 getragene Strom nur einen sehr kleinen Anteil an magnetischen Metall partikel η aufweist, wenn solche überhaupt vorhanden sind. Da es erwünscht ist, die magnetischen Metalle von den unmagnetischen zu trennen, wird bevorzugt, daß die magnetischen Metalle in einer früheren Stufe entfernt sind, ehe die in Fig. 1 dargestellte Trennung stattfindet. Die einzigen Metalle, die in merklichem Maße im Material auf Förderband 11 enthalten sind, sind also unmagnetische Metalle, beispielsweise kupfer oder Aluminium, und diese werden in einem deutlich markierten Weg abgeleitet, der vom Fall 19 angedeutet ist, und zwar durch den Einfluß des Zylindermagneten 13.

Der zylindrische Magnet 13 wird von einem laminierten Magnetkern gebildet, in dem eine große Anzahl identischer ferromagnetischer Scheiben zusammengehalten wird. Diese Scheiben haben Kreisform, und an dem Außenumfang sind eine Vielzahl von Einkerbungen vorgesehen, die die magnetischen Erregungs- und Anzugs-Spulen aufnehmen können. Bei der Ausführungsform nach Fig.l und 2 sind acht getrennte Elektromagnete um die Außenoberfläche des Zylinders herum angeordnet, einschließlich der drei identifizierten Magnete 23, 25 und 27.

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Diese drei Magnete sind in einer Teil ansicht des Zylinders 13 in· Fig. 2 dargestellt, wo sie erkennbar sind, ohne vom Förderband 11 verdeckt zu sein. Jeder dieser drei Elektromagnete hat seine eigene Polfläche. Die Erregungsspule 35 ist in die mittleren Schlitze 37 und 39 der drei benachbarten Schlitze auf jeder Seite einer Pol fläche gewickelt. Ersichtlich teilen sich die Erregungswicklungen für benachbarte Magnete 23 und 27 die gleichen Schlitze 37 und 39, so daß sich die Erregungswicklungen überlappen. Die Ströme benachbarter Erregungswicklungen, die durch die Pfeile an diesen Spulen in Fig. 1 bezeichnet sind, fließen in entgegengesetzten Richtungen, und damit teilen sich diese Spulen in den gleichen magnetischen Rückflußweg. Alle Erregungswicklungen des zylindrischen Magneten können an eine gemeinsame Einphasen-Wechselstromquelle mit zwei Anschlüssen angeschlossen werden, so daß die Phasen der Erregungswicklungen benachbarter Pole umgekehrt sind.

Ein elektrischer Anzugs-Stromweg 41 ist um die Polfläche 31 in Schlitzen 43 und 45 geschleift. Zusätzliche Schlitze 47 und 49 sind unmittelbar angrenzend an die Umfangspolflächen 29 und 33 vorgesehen, um den elektrischen Anzugs-Stromweg aufzunehmen, der diesen Polflächen zugeordnet ist. Jeder der elektrischen Anzugs-Stromwege, beispielsweise die Schleife 43, kann eine geschlossene elektrische Leiterschleife mit einer oder mehreren Windungen sein. Das Resultat ist, daß das von der Erregungswicklung 35 erzeugte Magnetfeld in dem Anzugs-Stromweg einen Strom induziert, der etwa 180° phasenverschoben gegen den in der Erregungswicklung 35 ist. Das ist die gleiche Phasenbeziehung wie sie zwischen dem Strom in der Erregungswicklung 35 und einigen unmagnetischen elektrisch leitenden Partikeln herrscht, die vom Förderband 11 getragen werden. Die Magnetfelder, die vom induzierten Strom in einem solchen Partikel und in der Anzugs-Schleife 41 erzeugt sind, haben also im wesentlichen die gleiche Phase, so daß diese sich gegenseitig anziehen. Dieser Anzugsmechanismus für unmagnetische Metalle bildet eine Anzugs-Zone oder ein Anzugs-Volumen 51, wie es strichpunktiert in Fig. 1 dargestellt ist. Jeder der acht getrennten, benachbarten Elektromagnete des zylindrischen Elektromagneten 13 erzeugt seine eigene» getrennte

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Anzugszone. Zwischen benachbarten Anzugszonen liegen Bereiche, in denen unmagnetische Metallpartikeln vom Förderband abgestoßen werden, etwa in den schmalen Bereichen 53 und 55, die die Anzugszone 51 umgeben. Wenn mehrere Elektromagnete vorgesehen werden und ihre Erregungsspulen überlappen, können die "toten" oder die Partikeln abstoßenden Bereich sehr klein gemacht werden. Wenn zusätzlich ein unmagnetisches Metallpartikel vorwiegend innerhalb einer Anzugszone und teilweise außerhalb derselben liegt, ergeben sich Kräfte, die versuchen, das Partikel in die Anzugszone zu ziehen. Zusätzlich ist aus Fig.2 erkennbar, daß die Erregungsspulen und die zugehörigen elektrischen Anzugswege sich in Ebenen im wesentlichen parallel zur Drehachse des Zylinders befinden. Es ist auch eine Anzugswindung für jeden Magneten vorgesehen, d.h . ein Anzugs-Strompfad für jede Erregungswicklung.

Es können viele Variationen der Form der Anzugs-Stromwege 41 verwendet werden. Beispielsweise kann ein anderes stromführendes Metall verwendet werden als normaler elektrischer Draht, um einen Kurzschlußweg zu bilden. Ein Beispiel sind eine oder mehrere Zwischenscheiben, die so angeordnet sind, daß sie Strom in einer Ebene parallel zu der der zugehörigen Erregungswicklung leiten. Zusätzliche Phasenverschiebungseinrichtungen können in Reihe mit dem Anzugs-Stromweg geschaltet werden, um die Anziehung unmagnetischer Metalle zu optimieren. Eine andere Möglichkeit zur Optimierung der Anziehungskräfte ist es, die Anzugs-Wicklung 41 mit einem in unabhängiger Weise phasensteuerbaren elektrischen Strom zu speisen, so daß die relative Phase des darin fließenden Stroms mit Hinsicht auf die Phase des Stroms geregelt werden kann, der in der zugehörigen Erregungswicklung fließt, beispielsweise der Wicklung 35, um die Anziehungskräfte auf unmagnetische Metallpartikeln zu maximieren. Die in einem solchen Partikel durch die Erregungswicklung 35 induzierten Ströme erzeugen ein Magnetfeld, das in Phase mit dem Magnetfeld ist, das von der Anzugswicklung erzeugt wird, beispielsweise der Wicklung 41. Die relativen Phasenwinkel zwischen den in der Anzugswicklung und der Erregungswicklung fließenden Strömen zur Erreichung dieser maximalen Anziehungskraft hängt hauptsächlich von der Beziehung zwischen den Induktivitäten

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und Widerständen der beiden Wicklungen ab.

Die Illustration in den Fig. 1 und 2 zeigt eine einzelne Erregungswicklung und eine einzelne Anzugs-Wicklung oder -windung, die jedem Magnetpol zugeordnet sind. Selbstverständlich können jedem Pol zwei, öder mehr Erregungs- und/oder Anregungs-Wicklungen zugeordnet werden, die zusammenwirken, um die beschriebenen Reaktionszonen dieses Pols zu erzeugen.

Um die Flußdichten und damit die Anzugskräfte eines solchen Elektromagneten zu maximieren, werden die Erregungswicklungen auf einem so hohen Strompegel betrieben wie er möglich ist, ohne daß unzulässige Wärmemengen erzeugt werden. Um den Anzugsstrom zu maximieren, der an die Elektromagneten angelegt werden kann, kann der zylindrische Magnet gekühlt oder intermittierend durch Impulsbetrieb betrieben werden. Ein Impulsbetrieb ist jedoch nicht erwünscht, weil der Elektromagnet während der Zeitspannen zwischen den Impulsen keine Trennung durchführen kann. Aus Fig.l ergibt sich jedoch, daß, wenn die einzelnen Elektromagnete der zylindrischen Magnetstruktur 13 nicht mit dem Förderband 11 in Berührung sind, sie für den Trennprozeß nicht benötigt werden. D.h., die Elektromagnete arbeiten in vom Förderband 11 entfernten Positionen nicht. Sie können also während dieses Segments ihrer Umdrehung abgeschaltet werden und damit die erzeugte Wärmemenge reduzieren.Jeder einzelne elektromagnetische Kreis kann mit Halbleiterschaltern gesteuert werden, beispielsweise Triacs, die auf die magnetische Riemenscheibe montiert sind, so daß die Erregung und Aberregung jeder Erregungswicklung in einer Folge gesteuert wird, die mit dem Lauf der Riemenscheibe synchronisiert ist. Sensoren wie Lichtquellen oder magnetisch betätigte Reed-Schalter können dazu verwendet werden, Synchronsignale zur Steuerung der Schaltfunktionen zu erzeugen.

Ein vereinfachtes Verfahren, Wärmeprobleme zu minimieren, ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Gemäß Fig. 3 sind Metallbleche 51 zylindrisch in der Weise geformt, daß ihr Mittelpunkt sich

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im Drehmittelpunkt befindet und sie sich um 120° des Umfangs erstrecken. Dadurch wird der Strom in jedem der Elektromagnete automatisch reduziert, wenn diese durch den Bereich gegenüber dem Eisenmetall-Laminataufbau hindurchwandern. Das laminierte Magnetelement 51 bildet einen Teil des RUckflußweges der Elektromagnete, die diesem gegenüberliegen, so daß ein magnetischer Kreis niedriger Reluktanz gebildet wird. Die elektrische Impedanz der Wicklungen in diesem Teil des Laufweges steigt also, und der daran fließende Strom wird automatisch reduziert.

Um die Zone zu erhöhen, in der die Elektromagnete mit reduziertem Strom arbeiten, kann der Bandwinkel geändert werden, wie in Fig. 4dargestellt, wo ein zylinderförmiges Laminat aus Eisenmetall teilen sich fast 180° um den Weg des zylindrischen Elektromagneten erstreckt. Eine zusätzliche Kühlung des Elektromagneten wird erhalten, jedoch dafür in Kauf genommen, daß der Weg 19 der gewünschten unmagnetischen Metal!partikelη näher zum Weg 17 der nichtmetallischen Partikeln kommt.

Aus Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß die abzutrennenden Metallpartikeln von der Unterseite des Förderbandes 11 abfallen, wenn sie vom Elektromagneten 13 weg bewegt werden. Es ist auch zu erwähnen, daß die Metallpartikeln, die unter dem Einfluß des Elektromagneten eng gegen das Förderband 11 gezogen werden, sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen wie das Förderband 11 und die Bewegung des elektromagnetischen Feldes. Es ist erwünscht, daß der Weg der elektromagnetischen Felder (Anzugszonen) keine Relativgeschwindigkeit mit Bezug auf das Förderband 11 hat, so daß keine Energie damit verbraucht wird, Metall partikel η mit Bezug auf das Förderband zu bewegen.

Eine andere Ausführungsform einer elektromagnetischen Riemenscheibe ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Ein zylindrischer Magnet 65 weist eine große Anzahl von kreisförmigen Eisenmetall flächen auf, die um eine Drehwelle 67 herum zusammenlaminiert sind. Die kreisförmigen Laminate mit großem Durchmesser bilden Wände wie beispielsweise Wände 69 und 71, die von aufeinandergestapelten Laminaten mit kleinerem Durchmesser, beispielsweise den Laminaten .75, die im Abstand

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zwischen den Wänden 71 und 73 liegen, im Abstand voneinander gehalten werden. Auf diese Weise wird eine Reihe von Spulen gebildet, die längs des Zylindermagneten aneinandergrenzen. Jede dritte Spule ist mit einer Erregungswicklung, beispielsweise Wicklungen 77, 79 und (Fig. 5) ausgestattet. Anzugswicklungen sind in den restlichen Spulen gebildet, beispielsweise Anzugswicklungen 83, 85, 87 und (Fig. 5). Die Anzugswicklungen sind entweder kurzgeschlossen, in Reihe mit irgendeinem Phasenschiebermechanismus geschaltet oder unabhängig betrieben, um die Phasen relativ zu der der Erregungswicklungen zu kontrollieren, wie allgemein oben diskutiert. Die Erregungswicklungeη 77, 79 und 81 sind mit der gleichen, einphasigen Wechselstromquelle in der Weise verbunden, daß die Polarität des ' Stromflusses benachbarter Anzugswicklungen, beispielsweise Wicklungen 77 und 79, entgegengesetzt ist, wie durch die Pfeile in Fig. angedeutet. Der Elektromagnet nach Fig. 5 kann so betrachtet werden, als ob er eine Anzahl Elektromagnete aufweist, die jeder eine Erregungswicklung und einen Anzugs-Stromweg aufweisen, wobei es jedoch mit der beschriebenen Erregungspolarität möglich ist, daß eine körperliche Erregungswicklung als Erregungswicklung für benachbarte Anzugswicklungen auf beiden Seiten liegen kann. D.h. zum Beispiel,die Erregungswicklung 79 arbeitet zusammen mit den. Anzugswicklungen 85 und 87 auf beiden Seiten, etwa als ob die Erregungswicklung 79 tatsächlich aus zwei getrennten Spulen bestünde, von denen jede mit einer anderen Anzugswicklung zusammenwirkt. Zwei solche Erregungswicklungen können selbstverständlich verwendet werden, es ist jedoch einfacher, eine einzige körperliche Erregungswicklung zu verwenden, um die Funktionen von zweien zu erfüllen.

Der Magnet nach Fig. 5 erzeugt Anzugszonen 91 und 93, die unmagnetische Metallpartikeln anziehen, während sie Partikeln abstoßen, wenn diese vollständig außerhalb dieser Zonen liegen. Wie jedoch oben erwähnt wurde, ergeben sich Kräfte, die einen unmagnetischen Metall partikel in eine Einflußzone hineinbewegen, so daß dieser dann vom Magneten angezogen wird,

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wenn von einem Partikel der größere Teil der Fläche innerhalb einer der Anzugszonen liegt und der Rest außerhalb derselben. Die Anzugszonen und 93 erstrecken sich vollständig um den Magneten herum. Die Magnete und die resultierenden Anzugszonen sind senkrecht zu einer Drehachse in der Mitte des Zylinders orientiert, im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, v/o die Spulen und Anzugszonen sich im allgemeinen parallel zur Drehachse des zylindrischen Magneten erstrecken.

Selbstverständlich können andere spezielle Erregungs- und Anzugs-Wicklungsanordnungen als in Fig. 5 dargestellt angewandt werden, beispielsweise zusätzliche, mit den dargestellten zusammenwirkende Spulen, um die gewünschten Magnetpole und sich daraus ergebenden magnetischen Reaktionszonen zu bilden, die zusammenwirken, um die Anzugszonen 91 und 93 zu bilden.

Eine bevorzugte Verwendung eines Magneten nach Fig. 5 ist in Fig. mit einem Förderband 95 dargestellt. Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß die Anzugszonen 91 und 93 um den zylindrischen Magneten herum nicht durch Abstoßbereiche unterbrochen sind. Solche Partikeln werden vielmehr nur dann abgestoßen, wenn sie sich außerhalb einer dieser Anzugszonen 91 und 93 in axialer Richtung befinden. Bei der Verwendung eines solchen Magneten, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, werden also vorzugsweise mechanische Führungen 97, 99 und oberhalb des Förderbandes 95 vorgesehen, um das ganze mitgeführte Material in zwei getrennte Ströme 103 und 105 zu kanalisieren, die sich innerhalb der Anzugszonen 91 und 93 befinden."In einem solchen System ergeben sich keine toten oder abstoßenden Flächen, in die Abfallmaterial strömt. Selbstverständlich würde eine kommerzielle Ausführungsform eine große Anzahl von Anzugszonen aufweisen, der Einfachheit halber sind jedoch nur zwei dargestellt. Die zusätzlichen Anzugszonen werden dadurch erhalten, daß dem Elektromagneten nach Fig. 5 eine Anzahl zusätzlicher Erregungsund Anzugs-Wicklungen hinzugefügt werden, die den oben beschriebenen Forderungen entsprechen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist es weiterhin möglich,

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einen einzelnen Stroir Abfall partikel abwechselnd zu einer Vielzahl von Anzugszonen zu leiten, während gleichzeitig die unbenutzten Anzugszonen abgeschaltet werden. Dadurch können größere Strommengen durch eine einzelne Erregungswicklung zu irgendeiner Zeit geschickt werden, ohne daß die Anlage so stark beheizt wird, wie wenn alle Anzugszonen gleichzeitig betrieben wurden.

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Claims (10)

4H Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Trennen elektrisch leitender, unmagnetischer Objekte von-einer Mischung, die andere Arten von Gegenständen enthält, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der die Mischung in einem Strom an einer Trennstation vorbeigeführt wird, einer Magneteinrichtung, die angrenzend an die Stromführungseinrichtung an der Trennstation positioniert ist, um elektrisch leitende, unmagnetische Objekte aus der Mischung bei derem Vorbeilaufen anzuziehen, und Einrichtungen, mit denen die von den Magneteinrichtungen angezogenen Objekte gesammelt werden, so daß die elektrisch leitenden, unmagnetischen Objekte aus dem Strom herausgetrennt werden. .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Magneten, der eine Vielzahl von Anzugszonen für unmagnetische Metallteile aufweist, die einen beträchtlichen Teil der Außenoberfläche des Zylindermagneten überdecken, und ein flexibles, längliches Förderband, das wenigstens einen Teil der Außenoberfläche des zylindrischen Magneten in der Weise berührt, daß die Förderbandrichtung geändertwird, und auch in der Weise, daß dieser Magnet aufgrund der Linearbewegung des Förderbandes in Drehung versetzt wird, so daß unmagnetische Metallteile in einer Mischung, die andere Gegenstandsarten enthält, gegen das Förderband in dem Bereich gezogen werden, der am Zylindermagneten anliegt, während gewisse andere Objektarten nicht angezogen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermagnet in üblicher Weise eine Vielzahl von elektromagnetischen Baueinheiten aufweist, die quer über die Oberfläche des zylindrischen Elektromagneten angrenzend aneinander positioniert sind, wobei jede der elektromagnetischen Einheiten eine Anregungsspule und einen angeregten elektrischen Stromweg aufweisen, die elektrisch gegeneinander isoliert sind, jedoch magnetisch gekoppelt sind,

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und einen Bereich angrenzend an die Zylinderoberfläche aufweisen,' in dem ihre Magnetfelder einander überlappen, um die Anzugszonen zu bilden, wenn die Ströme in der Anregungsspule und dem elektrischen Anzugs-Stromweg außer Phase sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzugsspule jeder der elektromagnetischen Einheiten in Schlitzen angeordnet ist, die an die Oberfläche des Zylindermagneten angrenzen, wobei ein Kern des Zylindermagneten aus ferromagnetic chem Material besteht und die Anzugswicklung und erregte Spule jeder der mehreren elektromagnetischen Einheiten parallel zu einer Drehachse der Zylinderspule in Schlitzen des Magnetmaterialkerns angeordnet sind, die in die Zylinderfläche hinein reichen und sich über deren Länge erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der elektromagnetischen Einheiten zusätzlich zwei voneinander entfernte parallele Schlitze aufweist, in denen der elektrische Anzugs-Stromweg angeordnet ist, wobei die Anregungsspule in zwei Schlitzen angrenzend und parallel zu den Anzugs-Stromschleifen-Schlitzen jedoch außerhalb derselben angeordnet sind, wobei die beiden Anregungsspulenschlitze in jeder der elektromagnetischen Einheiten zusätzlich einen Teil der Anregungsspulen der elektromagnetischen Einheiten auf jeder Seite aufnimmt, so daß Anzugszonen für unmagnetisches Metall im wesentlichen kontinuierlich um den Zylinder herum gebildet werden, wobei sich nur kleine Abstoßungsbereiche zwischen Anzugszonen ergeben.

6.Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der. Zylindermagnet eine große Anzahl von kreisförmigen Magnetmaterialplatten aufweist, die in der Mitte an der Drehachse und senkrecht dazu zusammengehalten sind, wobei diese Platten zwei unterschiedliche Durchmesser haben und so angeordnet sind, daß sie eine Vielzahl von

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Spulen längs dem zylindrischen Magneten bilden, die durch Wände aus den magnetischen Scheiben mit größerem Durchmesser getrennt sind, einer Anzahl Erregungswicklungen einzeln in jeder dritten Spule längs der Längserstreckung des zylindrischen Magneten angeordnet sind, wobei die Anregungswicklungen elektrisch so verschaltetsind, daß in benachbarten Anregungswicklungen der Strom in entgegengesetzten Richtungen fließt, und in jeder der Spulen zwischen zwei Anregungswicklungen eine Anzugswicklung enthalten ist, so daß eine Anzugszone für unmagnetische Metallteile um den zylindrischen Magneten quer über die Anzugswicklungen gebildet wird, wobei Abstoßungsbereiche zwischen diesen Anzugszonen vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Ableiter in der Nachbarschaft des Förderbandes stromaufwärts von dem Zylindermagneten vorgesehen sind, wobei die mechanischen Ableiter so positioniert sind, daß sie einen Material mischungsstrom in einzelne Ströme formen, die über den Zylindermagneten innerhalb der Anzugszonen für unmagnetische Metall partikel η passieren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich magnetisches Material unmittelbar angrenzend an im wesentlichen die gesamte Außenseite des Zylindermagneten vorgesehen ist, die nicht mit dem Förderband in Berührung steht, so daß der Strom in den Anregungswicklungen reduziert wird, wenn sich diese im Bereich des Magnetwegmaterials befinden.

9. Zylindrischer, drehbarer Magnet zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Anzahl enger Schlitze über die Länge der Zylinderoberfläche erstreckt und in dessen Magnetkernmaterial eingeschnitten sind, wobei die Schlitze in Dreiergruppen so angeordnet sind, daß sie einander benachbart sind und um den Umfang des Magnetkernmaterials in der Weise verteilt sind, daß sie magnetische Poloberflächen zwischen sich bilden, jeder Magnetpol fläche eine Erregungswicklung.

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zugeordnet ist, die so gewickelt ist, daß sie eine Spule bildet, die sich zwischen den mittleren Schlitzen jeder-der Dreiergruppen von Schlitzen erstreckt, die an diese Polfläche angrenzen, wobei jede Erregungswicklung, die jeder Magnetpol fläche zugeordnet ist, einen gemeinsamen Schlitz mit der benachbarten magnetischen Erregungswicklung teilt, und ein Anzugs-Stromweg als Schleife um die Magnetpolfläche innerhalb der Schlitze unmittelbar angrenzend an die Polfläche geformt ist, wobei der Anzugsstromweg, der jeder Polfläche zugeordnet ist, zwischen der zylindrischen Fläche und der Erregungswicklung positioniert ist, die dieser Polfläche zugeordnet ist.

10. Zylindrischer Elektromagnet zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine große Anzahl von kreisförmigen Platten aus Magnetmaterial, die in der Mitte an der Drehachse und senkrecht zu dieser zusammengehalten sind, wobei diese Platten zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisen und so angeordnet sind, daß sie eine Vielzahl von Spulen entlang der Länge des Zylindermagneten bilden, die durch Wände aus den Magnetscheiben mit größerem Durchmesser getrennt sind, einer Anzahl Erregungswicklungen, die einzeln in jeder dritten Spule, gesehen längs des Zylindermagneten, angeordnet sind, wobei die Erregungswicklungen elektrisch so geschaltet sind, daß Stronf in benachbarten Erregungswicklungen in entgegengesetzten Richtungen fließt, und eine Anzugswicklung in jeder der Spulen enthalten ist, die zwischen zwei Erregungswicklungen vorhanden sirid, so daß eine Anzugszone für unmagnetische Metallteile um den Zylindermagneten quer über die Anzugswicklungen gebildet wird, und Abstoßungsbereiche zwischen diesen Anzugszonen.

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