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Magnetscheider Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider, der besonders
für körniges Gut bestimmt ist.
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Bei den bekannten Bauarten wurde hauptsächlich das Augenmerk auf eine
möglichst starke Konzentration der magnetischen Kraft-Linien gerichtet, um den letzten
Rest der Eisenteilchen zu erfassen. Indes gelipgt es auch durch höchst konzentrierte
magnetische Kraftfelder nicht, bei körnigen Stoffen alle magnetischen Teile bei
einem einmaligen Durchgang durch die Kraftfelder zu entfernen, da oft feinere Eisenteile,
die an gröberen unmagnetischen Teilen anhaften, in dem kurzen Augenblick des Durchganges
nicht an die magnetische Trommel oder Finger gelangen und daher in dem unmagnetischen
Gut verbleiben. Man ist daher meist gezwungen, das Gut mehrmals den Scheider durchlaufen
zu lassen.
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Man kennt bereits einen Magnetscheider für in flüssiger Suspension
befindliche Stoffe, bei dem in einem schachtartigen Gehäuse Stufen abwechselnder
Polarität angeordnet sind. Diese Einrichtung ist nur für Flüssigkeiten geeignet
und arbeitet im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung absatzweise, indem nach
Beendigung eines Scheidevorganges das unmagnetische Gut aus dem Behälter zunächst
abgelassen und dann das magnetische Gut mittels eines Wasserstrahls abgespült wird.
Die Anordnung von unmagnetischen, abwechselnd übereinander angeordneten Stufen oder
Rutschflächen ist bei einem umlaufenden Trommelscheider bereits bekannt. Es ist
ferner bereits eine Scheidevorrichtung für staubförmiges Gut beschrieben, bei welcher
eine Reihe von Magneten verschiedener Polarität übereinander angeordnet sind. An
diesen Magneten werden unmagneiische Bänder so vorbeigeleitet, daß ein senkrechter
Schacht entsteht. Der zu scheidende Staub wird in diesem Schacht hoch geblasen,
so daß die magnetischen Teile von den Bändern erfaßt und nach unten abgeführt werden,
während das Unmagnetische mit dem Luftstrom nach oben weggeht und in einem Sammelbehälter
niedergeschlagen wird. Diese Einrichtung unterscheidet sich also ganz erheblich
in Aufbau und Wirkung von der vorliegenden Erfindung. Es ist schließlich auch ein
Magnetscheider beschrieben worden, der aus zwei nebeneinanderliegenden gezahnten
Walzen besteht. Die Walzen sind mit verschiedener Polarität erregt, so daß sich
in dem Spalt zwischen den Walzen ein magnetisches Feld bildet. Bei dieser Vorrichtung
überschneiden sich die von den Zähnen gebildeten Stufen nicht. Wenn die Zähne nur
geringe Höhe besitzen, so ist kaum eine Stufenwirkung vorhanden, und wenn andererseits
die Zähne groß sind, so laufen nur wenige Zähne dicht aneinander vorbei, so daß
die Zone der hauptsächlichen magnetischen Wirksamkeit sehr kurz wird. Auch die magnetische
Erregung kann nur unvollkommen erfolgen, weil die Magnetspulen auf der Achse der
Walzen angebracht sind. Außerdem muß man die Scheibenwalzen auf den nicht benutzten
Seiten durch besondere magnetische Schilder einhüllen, um die magnetische Streuung
und damit das Festhalten des magnetischen Gutes zu vermindern.
Bei
dem Magnetscheider nach der Erfindung wird dagegen eine-gründliche Trennung auch
bei grobem ummagnetischem und feinem magnetischem Material in der- Weise erreicht,
daß das Gut zwischen zwei Reihen gegeneinandergerichteter umlaufender magnetisierter
Vorsprünge herabfällt und daß die Vorsprünge an endlosen Bändern, Ketten oder Hohlkörpern
angeordnet sind, an deren den Arbeitsraum bildende, sich in parallelen 'Bahnen zueinander
und parallel oder quer zu dem herabfallenden Gut bewegende Teile sich die Polschuhe
der feststehenden Magnetkörper dicht anschließen. Ein solcher Scheider stellt also
gewissermaßen eine ganze Reihe von einzelnen Scheidern dar,-die hintereinander folgen
und von dem Gute durchströmt werden. Auf diese Weise wird bei einem einmaligen Durchgang
des Gutes durch den Scheider allen Magnetteilchen, auch den allerfeinsten, Gelegenheit
geboten, mit den magnetischen Teilen des Apparates in Berührung zu kommen und dadurch
ausgeschieden zu werden. Auch wird dem in geneigten oder senkrechten Fall über die
Stufe rieselnden Gut ein erheblich verlängerter Weg vorgeschrieben. Es kommen bei
dem körnigen Gut stets neue Oberflächenteile mit den magnetischen Stufen in Berührung.
Es werden somit auch einseitig auf einem groben ummagnetischen Korn befindliche
feine magnetische Teilchen mit Sicherheit angezogen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann man an
Stelle der biegsamen Mittel, wie Bänder oder Ketten, welche die Stufen tragen, hierzu
auch mit festen Wänden versehene trommelartige Körper benutzen. Es handelt sich
also mit anderen Worten um einen Magnetscheider, bei dem die aus Zacken oder Rippen
bestehenden Vorsprünge des einen Ladungssinnes auf der Außenseite des inneren Mantels
und die des anderen Ladungssinnes auf der Innenseite des äußeren Mantels zweier
konzentrischer Trommeln mit senkrechten oder geneigten Achsen befestigt sind. Die
Magnetisierungsspule für die innere Trommel liegt dabei im Innern der inneren Trommel,
während die für die äußere Trommel auf deren Außenseite gegenüber dem Polschuh der
Innentrommel angebracht ist und die Zacken oder Rippen der zwei Trommeln in dem
Fallraum oder mehreren solchen entgegengesetzte Polarität erhalten.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen von Magnetscheidern
nach der Erfindung andeutungsweise bildlich dargestellt. Die, erste Ausführungsform
ist in Fig. i in einem Längsschnitt und in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt. Die
endlosen Bänder 1,'2, die aus Gewebe oder aus einem ummagnetischen biegsamen Metallblech
bestehen können, laufen über je vier Rollen 3 bzw. 4 in der Pfeilrichtung beständig
um. Der Antrieb kann von je einer der Rollen g und 4 : aus erfolgen. Um die Synchronität
des Umlaufes der Bänder zu erzielen, können die Rollen 3 und 4 miteinander durch
zwangsläufige Getriebe oder Übertragungen gekuppelt sein. Die Bänder tragen die
Stufen 5 bzw. 6, welche aus magnetischem Werkstoff, z. B. Eisen, bestehen und vorteilhaft
einen messerartig scharfen Rand besitzen. Die Magnetisierung erfolgt durch die Spulen
13 bzw. 14, die im Innern des von den Bändern gebildeten Hohlraums einseitig Oderart
angeordnet sind, daß entgegengesetzte Pole einander zugewandt sind. Auf der senkrechten
Bahn 7 bzw. 8 der Bänder laufen diese über langgestreckte Polschuhe 15 bzw. 16,
die von den Polen der entsprechenden Spulen 13 bzw. 14 stark magnetisiert werden.
Die Oberflächen der Polschuhe 15, 16 schmiegen sich möglichst dicht an die Innenseite
der Bänder an, so daß auf den senkrechten Strecken 7 und 8 die versetzt gegeneinanderliegenden
Vorsprünge 5 entgegengesetzte Polarität erhalten. Durch Aufgabetrichter 9 wird das
Scheidegut aufgegeben, und der ummagnetische Teil wird von dem Auffangtrichter io
aufgefangen, während die magnetischen Teile mit den Vorsprüngen weiter wandern und
auf dem waagerechten Teil des Bandes unten in die Trichter ii bzw. 12, abfallen,
da die magnetisch erregten Stoffe ihren Magnetismus nur so lange erhalten, als sie
an den Polschuhen vorbeigleiten und, sobald sie das, untere Ende der entsprechend
gestalteten Polschuhe 15,, 16 verlassen haben, den Magnetismus verlieren.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform dadurch, daß statt je einer Spule für jedes Band zwei Magnetisierungsspulen
17, 18 bzw. i9, Zo angeordnet sind. Die Zahl der Vorsprünge 21, 22 ist hierbei eine
größere.
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In Fig. 4 sind statt vier Führungs- bzw. Antriebsrollen nur je zwei
für jedes Band verwendet. Hierbei sind die Rollen oder Scheiben 23, 25 bzw. 24,
26 so groß, daß auch hier ein genügender Hohlraum zur Aufnahme der Spulen und Polschuhe
gebildet wird. Die übrige Anordnung kann bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und
4 die gleiche sein wie in Fig, i.
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In Fig. 5 und 6 endlich ist eine Ausführungsform mit konzentrischen,
um senkrechte Achsen drehbaren Trommeln schematisch dargestellt. Die innere Trommel
2,8 enthält zwei Spulen 30, 31, welche langgestreckte Polschuhe 32, 33 von
segmentförmigem Querschnitt besitzen, deren Außenflächen sich dicht an den Trommel-,
mantel anlegen. Die Trommel trägt außen die stufenbildenden Zacken oder Rippen 39.
Diese können zusammenhängende Ringe bilden oder auch aus einzelnen getrennten Vorsprüngen
bestehen und haben eine obere geneigte Fläche. Die Außentrommel 27 trägt auf der
Innenseite entsprechende Zacken oder Rippen 38 in versetzter Lage zu den Zacken
39 der Innentrommel.
Die Magnetisierungsspulen 34, 35 der Außentrommel
mit ihren Polschuhen 36, 37 liegen gegenüber den Magnetisierungsspulen 3o bzw.
31
der Innentrommel auf einander entgegengesetzten Seiten der Außentrommeln.
Die Aufgabe des Materials erfolgt durch Trichter 4r, 42 in dem Zwischenraum zwischen
beiden Trommeln an den zwischen den Polschuhen 32, 36 bzw. 33, 37 gelegenen Stellen.
Die Trommeln werden in geeigneter Weise angetrieben und sind z. B. durch Stege 29
miteinander verbunden, so daß sie sich synchron in der Pfeilrichtung der Fig. 6
drehen. Das Gut fällt zwischen den magnetisierten Stufen 38 und 39, die entgegengesetzte
Polarität haben, von oben herab und rieselt über die geneigten Oberflächen der Stufen
auf einem Zickzackwege herunter. Die Stufen haben am vorderen scharfen Rand eine
sehr starke Konzentration der magnetischen Kraftlinien, so daß auch die allerfeinsten
magnetischen Teilchen festgehalten werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die
nachströmenden unmagnetischen Teilchen sie wieder abreißen. Solche magnetischen
Teilchen, die von den oberen Stufen nicht erfaßt werden, gelangen auf dem Weg über
die unteren Stufen mit Sicherheit an einer der zahlreichen folgenden Stufen zur
Anziehung. Das Gut wird dabei fortgesetzt während des Herabgleitens über die Stufen
gewendet und durchgemischt, so daß auch einseitig an groben Körnern des unmagnetischen
Gutes vorhandene Eisenteilchen in den Bereich der Kraftlinien gelangen müssen. Am
unteren Ende der Stufenreihe fallen die unmagnetischen Teile in geeignete Sammelbehälter,
während die magnetischen Teile bei der Drehung der Trommeln aus dem Bereich der
Kraftfelder gelangen und dann von den Magnetpolen losgelassen in besondere Behälter
herabfallen. Um eine Reinigung der Trommelzacken von Zeit zu Zeit zu ermöglichen,
können die Trommeln zerlegbar sein. So kann, wie in der Zeichnung bildlich angedeutet,
die Außentrommel 27 aus zwei Halbzylindern bestehen, die in ihrer Verbindungsebene
40 auseinander gerückt werden können, um die Zacken 38 und 39 zugänglich zu machen.
Die Trommeln können aber auch aus streifenförmigen Segmenten bestehen, die eine
Zerlegung gestatten.
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Mannigfache Änderungen können an der Bauart im einzelnen vorgenommen
werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern. So können die Bänder durch Ketten
und die Führungsrollen 3, 4 bzw. 23, 24, 25, 26 durch entsprechende Kettenräder
ersetzt werden. Ferner können an Stelle der magnetisch erregbaren' Eisenstufen auch
entsprechend stufenförmig angeordnete einzelne, erregbare kleine Elektromagneten
verwendet werden, die in gleichem Tempo abwechselnd eine Zeitlang durch Strom erregt
werden, während das Gut darüber rieselt.' Um bei der Verwendung von Bändern das
Gleiten derselben auf den Führungsrollen zu vermeiden, werden zweckmäßig große Rollen
verwendet, die erhebliche Auflageflächen und starke Reibung der Bänder an den Rollen
bewirken. Die Lagerrollen sind vorteilhaft verstellbar angeordnet, um ein Nachstellen
der Scheiben oder Rollen zu ermöglichen, damit der unbedingt erforderliche Synchronismus
des Umlaufes der Stufenbänder erzielt wird.
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Statt die Stufen nur auf einem breiten Riemen oder Bande anzubringen,
ist es empfehlenswert, .die einzelnen Stufen an beiden Enden mit unmagnetischen
Verlängerungen, z. B. aus Messing, zu versehen und diese Verlängerungen an den Gliedern
einer endlosen Zahnradkette, z. B. einer Stablbolzenkette, zu befestigen, so daß
durch geeignete Zwischenzahnräder der synchrone Lauf der Stufen absolut gesichert
wird. Die Stufen müssen auf dem nicht zu stark zu wählenden Bande, z. B. einem biegsamen
dünnen Metallband, so befestigt sein, daß keine Körner des Gutes zwischen die Stufen
und die Polschuhe springen können. Es ist wesentlich, daß den Stufen eine zwangsläufig
gesicherte Bahn gegeben wird, so daß sie weder die Polschuhe der Magnete berühren,
noch mit den Stufen des Gegenpols zusammenschlagen können, was bei dem sehr stark
wirkenden Magnetismus der Gegenpole sonst leicht geschehen könnte.
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Wenn das Gut sehr feines Eisen enthält, so empfiehlt es sich; die
Stufen nach dem Verlassen des unteren Endes der Polschuhe durch eine geeignete Klopfvorrichtung
leicht zu erschüttern, damit sie die durch den remanenten Magnetismus unter Umständen
noch festgehaltenen Eisenteilchen fallen lassen kann.
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Bei der Ausführungsform mit Doppeltrommel bestehen diese am besten
aus Bronze, Messing oder unmagnetischem Manganstahl und können einzeln oder auch
gemeinsam angetrieben werden. Hierbei können die Stoffe aus flanschenartigen Ringen
gebildet werden, die alle oder zum Teil aus magnetisch erregbarem Eisen bestehen.
Diese Ringe werden vorteilhaft ebenso wie die Stufen bei den andern Ausführungsarten
profiliert. Je nach Größe der Zylindertrommeln kann man dieselben auch nur an einer
oder auch an mehr als zwei Stellen magnetisch erregen. Zwischen diesen erregbaren
Sektoren der Trommeln befinden sich Abschnitte, in denen der Magnetismus wechselt
und das Eisen für kurze Zeit ganz unmagnetisch wird, so daß es hier das in den magnetischen
Sektoren angezogene Eisen fallen läßt. Die inneren und äußeren Magnete stehen an
den Magnetisierungsstellen einander gegenüber und haben entgegengesetzten Magnetismus.
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Die Aufgabevorrichtungen müssen in ihrer Länge entsprechend der Breite
der jeweiligen Polschuhe genau berechnet und ausgeprobt werden, damit das herabrieselnde
Gut nicht
früher an der untersten Stufe anlangt, als sich diese
noch innerhalb des magnetisch erregten Abschnittes befindet, weil sonst die magnetischen
Bestandteile noch festgehalten werden und sich mit den gereinigten mischen könnten.
Denkt man sich einen solchen Zylinder aufgerollt, so erkennt man, daß die Bahn des
herabrieselnden Gutes eine schräge Linie darstellt, deren oberes Ende sogar ein
wenig über das magnetische Polfeld herausragen kann, deren unteres Ende aber unbedingt
innerhalb des Polfeldes liegen muß, am sichersten aber noch ein wenig vor das Ende
des Polfeldes zu verlegen ist. Die Abmessungen der Auffangtrichter für die beiden
getrennten Bestandteile und ihre Anbringung ergeben sich ohne weiteres. Die richtige
Einstellung der Bahn des herabrieselnden Gutes im Verhältnis zur Breite der Polschuhe
bzw. Magnetfeldei kann auch durch die Regelung der Drehgeschwindigkeit der Trommeln
erfolgen. Bei der Ausführung mit Doppeltrommeln können die Zacken auch in schraubenförmig
absteigenden Linien angebracht sein, so daß der Fallraum zwischen den Trommeln wie
eine Wendeltreppe oder Schnecke wirkt.
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Da das herabfallende Gut bei dem Scheider nach der Erfindung in allen-Ausführungsformen
auf zahlreichen aufeinanderfolgenden Stufen der magnetischen Einwirkung unterworfen
wird, tritt eine Vervielfachung der magnetischen Scheidung ein, so daß jeder Scheider
nach der Erfindung in der Wirkung einer größeren Anzahl gewöhnlicher Magnetscheider
gleichkommt, bei denen das Gut nur einmal ein starkes magnetisches Feld durchläuft.
Es hat sich gezeigt, daB der Scheider nach der Erfindung sich ganz besonders zur
Ausscheidung feinster Eisenteilchen aus grob und fein gemischtem Gut eignet, d.
h. gerade für die Fälle, in denen andere Scheider mit einmaligem Durchgang, auch
neuzeitliche Trommelscheider mit strärkster magnetischer Erregung, unbefriedigend
arbeiten.