RU2713549C1

RU2713549C1 - Eddy current magnetic separator for loose materials

Info

Publication number: RU2713549C1
Application number: RU2019125923A
Authority: RU
Inventors: Станислав Владимирович Котунов; Максим Николаевич Анохин; Виталий Александрович Головашкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭРГА"
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-02-05

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to magnetic separation and separation of mineral mixtures, is intended for enrichment of weakly magnetic materials and can be widely used in mining-dressing, glass, food, light, chemical and other industries. Vortex current magnetic separator for loose materials consists of drum made from non-conductive material, magnetic rotor, which rotates independently from the drum and located inside the drum is eccentrically relative to the drum rotation axis with the possibility of adjusting its location, a feeder located above the drum and devices for receiving separation products. Magnetic rotor is equipped with counterweight, which serves to exclude twisting moments in rotor supports, and simultaneously for adjustment of rotor position relative to non-magnetic drum, rotation of which in turn provides movement of conveyor belt. Magnetic separator is equipped with two knives – dividers, arranged on common bracket. Each dividing knife is connected with its servo drive by means of hinged units intended for control of change of position of knife-divider in radial direction. One of the dividing knives is equipped with a nozzle for fine adjustment of products of fine fractions.

EFFECT: improved efficiency of loose materials separation process.

1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к магнитной сепарации и разделению минеральных смесей, предназначено для обогащения слабомагнитных материалов и может широко использоваться в горно-обогатительной, стекольной, пищевой, легкой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to magnetic separation and separation of mineral mixtures, is intended for the enrichment of weakly magnetic materials and can be widely used in mining, glass, food, light, chemical and other industries.

Известен «Вихретоковый сепаратор для отделения частиц от потока частиц», содержащий барабан сепаратора, выполненный с возможностью формирования из потока частиц по меньшей мере первой фракции частиц, движущейся от барабана по первой траектории, и второй фракции частиц, движущейся от барабана по второй траектории, подающее устройство, размещенное спереди по потоку от барабана сепаратора, для подачи частиц к указанному барабану сепаратора, и разделительный элемент, выполненный сзади по потоку от барабана сепаратора для разделения первой фракции частиц и второй фракции частиц, причем сепаратор дополнительно содержит сенсорное устройство, выполненное с возможностью обнаружения частиц, по меньшей мере их количества и/или свойств материала, по меньшей мере части одной из фракций частиц, причем разделительный элемент установлен с возможностью перемещения на сепараторе таким образом, что расстояние между разделительным элементом и барабаном сепаратора, и/или ориентация разделительного элемента относительно барабана сепаратора, и/или скорость транспортировки подающего устройства являются регулируемыми в зависимости от сигнала сенсорного устройства на основании количества и/или свойств материала обнаруженных частиц, отличающийся тем, что сенсорное устройство содержит передающую часть, такую как оптический излучатель, выполненную с возможностью передачи энергии в форме луча, и принимающую часть, такую как оптический приемник, для измерения отражения и/или затухания при прохождении частицей луча энергии, причем сенсорное устройство содержит третью сенсорную часть, такую как электрическая катушка, выполненную с возможностью обнаружения электромагнитных характеристик частиц, проходящих указанную третью сенсорную часть, при этом сенсорное устройство содержит секцию обнаружения, выполненную с возможностью обеспечения прохождения выборки (т.е. небольшого процента) первой фракции частиц, и при этом сенсорное устройство выполнено с возможностью вычисления содержания металла первой фракции частиц на основании сенсорных подсчетов и заданного отношения средней массы частиц между неметаллическими и металлическими частицами, а сепаратор выполнен с возможностью регулировки положения разделительного элемента, по существу, непрерывно, например каждые несколько секунд, на основании указанного сигнала от сенсорного устройства.Known "Eddy current separator for separating particles from the particle stream", containing a separator drum configured to form from the particle stream at least a first fraction of particles moving from the drum along the first path, and a second fraction of particles moving from the drum along the second path, a device located upstream of the separator drum for feeding particles to the specified separator drum, and a separation element made upstream of the separator drum to separate the first particle fractions and a second particle fraction, the separator further comprising a sensor device configured to detect particles, at least their quantity and / or material properties, of at least a portion of one of the particle fractions, the separation element being mounted to move on the separator such so that the distance between the separator element and the separator drum, and / or the orientation of the separator element relative to the separator drum, and / or the conveying speed of the feed the devices are adjustable depending on the signal of the sensor device based on the number and / or material properties of the detected particles, characterized in that the sensor device includes a transmitting part, such as an optical emitter, configured to transmit energy in the form of a beam, and a receiving part, such as an optical receiver for measuring reflection and / or attenuation when a particle passes an energy beam, the sensor device comprising a third sensor part, such as an electric coil, ying to detect electromagnetic characteristics of particles passing said third sensor portion, the sensor device comprises a detecting section configured to allow the passage of the sample (i.e. a small percentage) of the first fraction of particles, and the sensor device is configured to calculate the metal content of the first fraction of particles based on sensory calculations and a given ratio of the average mass of particles between non-metallic and metal particles, and the separator is configured to adjust the position of the separation element, essentially continuously, for example every few seconds, based on the indicated signal from the sensor device.

Патент РФ на изобретение №2576415, МКИ: В03С 1/10; д. публ. 10.03.2016 г.RF patent for the invention No. 2576415, MKI: B03C 1/10; D. publ. 03/10/2016

Известен «Магнитный сепаратор», содержащий внешний барабан и расположенную внутри него магнитную систему, отличающийся тем, что внешний барабан выполнен из диэлектрического материала в виде рабочего органа с фасонным профилем и возможностью фиксации его в разных положениях относительно магнитной системы, а магнитная система выполнена с возможностью вращения и содержит внутренний магнитный барабан, на котором закреплены радиально расположенные с чередующейся полярностью ряды блоков постоянных магнитов, и внешний барабан, выполненный из немагнитного материала. Патент РФ на изобретение №2294243, МКИ: В03С 1/12; д. публ. 27.02.2007 г. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является «Магнитный сепаратор вихревого тока», состоящий из барабана, выполненного из неэлектропроводного материала, магнитного ротора, вращающегося независимо от барабана и расположенного внутри барабана эксцентрично по отношению к оси вращения барабана с возможностью регулировки его местоположения, питателя, и устройств для приема продуктов сепарации, отличающийся тем, что питатель расположен непосредственно над барабаном, причем радиальная плоскость, пересекающая линию подачи материала из питателя на барабан образует с вертикальной осевой плоскостью угол, находящийся в пределах 20-40°.The known "Magnetic separator" containing an external drum and a magnetic system located inside it, characterized in that the external drum is made of dielectric material in the form of a working body with a shaped profile and the possibility of fixing it in different positions relative to the magnetic system, and the magnetic system is made with the possibility rotation and contains an internal magnetic drum on which are mounted radially arranged with alternating polarity rows of blocks of permanent magnets, and an external drum, made th of non-magnetic material. RF patent for the invention No. 2294243, MKI: B03C 1/12; D. publ. 02/27/2007 The closest technical solution to the invention is the "Magnetic eddy current separator", consisting of a drum made of non-conductive material, a magnetic rotor rotating independently of the drum and located inside the drum eccentrically with respect to the axis of rotation of the drum with the possibility of adjustment its location, feeder, and devices for receiving separation products, characterized in that the feeder is located directly above the drum, and the radial plane, per The cutting line of material supply from the feeder to the drum forms an angle with a vertical axial plane in the range of 20–40 °.

Патент РФ на ПМ №88581, МКИ: В03С 1/00; д. публ. 20.11.2009 г.RF patent for ПМ №88581, MKI: В03С 1/00; D. publ. November 20, 2009

К техническому результату относится улучшение эффективности процесса разделения сыпучих материалов путем использования в устройстве высоко скоростного магнитного ротора, снабженного противовесом, что обеспечивает исключение скручивающих моментов в опорах ротора, и одновременно регулирует положение ротора относительно немагнитного барабана, а также использование в конструкции устройства двух ножей-делителей, связанных каждый со своим сервоприводом, предназначенных для регулирования изменения положения ножа-делителя в радиальном направлении, и снабжение одного из ножей-делителей насадкой для тонкой регулировки продуктов мелких фракций, что способствует четкому разделению сепарируемого сыпучих материалов на отдельные фракции.The technical result includes improving the efficiency of the process of separation of bulk materials by using a high-speed magnetic rotor equipped with a counterweight in the device, which eliminates torsional moments in the rotor bearings, and at the same time adjusts the position of the rotor relative to the non-magnetic drum, as well as the use of two divider knives in the design of the device each connected with its own servo drive, designed to regulate changes in the position of the knife-divider in the radial direction, and supplying one of the divider knives with a nozzle for fine adjustment of the products of small fractions, which contributes to a clear separation of the separated bulk materials into separate fractions.

Технический результат достигается благодаря тому, что Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов состоит из барабана, выполненного из неэлектропроводного материала, магнитного ротора, вращающегося независимо от барабана и расположенного внутри барабана эксцентрично по отношению к оси вращения барабана с возможностью регулировки его местоположения, питателя, расположенного над барабаном, и устройств для приема продуктов сепарации. При этом магнитный ротор снабжен противовесом, служащим для исключения скручивающих моментов в опорах ротора, и одновременно для регулирования положения ротора относительно немагнитного барабана. Вращение немагнитного барабана в свою очередь обеспечивает перемещение ленты транспортера. Причем магнитный сепаратор снабжен двумя ножами - делителями, размещенными на общем кронштейне. Каждый нож-делитель с помощью шарнирных узлов связан со своим сервоприводом, предназначенным для регулирования изменения положения ножа-делителя в радиальном направлении. Кроме того, один из ножей-делителей снабжен насадкой для тонкой регулировки продуктов мелких фракций.The technical result is achieved due to the fact that the Magnetic eddy current separator for bulk materials consists of a drum made of non-conductive material, a magnetic rotor rotating independently of the drum and located inside the drum eccentrically with respect to the axis of rotation of the drum with the possibility of adjusting its location, the feeder located above the drum, and devices for receiving separation products. In this case, the magnetic rotor is equipped with a counterweight, which serves to eliminate torsional moments in the rotor bearings, and at the same time to regulate the position of the rotor relative to the non-magnetic drum. The rotation of the non-magnetic drum, in turn, ensures the movement of the conveyor belt. Moreover, the magnetic separator is equipped with two knives - dividers placed on a common bracket. Each knife-divider with the help of hinged nodes is connected with its own servo drive, designed to regulate changes in the position of the knife-divider in the radial direction. In addition, one of the divider knives is equipped with a nozzle for fine adjustment of products of small fractions.

Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов поясняется чертежом-схемой на Фиг. 1.The magnetic eddy current separator for bulk materials is illustrated by the drawing in FIG. 1.

Фиг. 1 - Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов (общая схема).FIG. 1 - Magnetic eddy current separator for bulk materials (general diagram).

Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов согласно Фиг. 1 состоит из магнитного ротора 1, вращающегося независимо от барабана 2, выполненного из немагнитного материала, причем магнитный ротор 1 расположен внутри барабана 2 эксцентрично по отношению к оси вращения барабана и с возможностью регулировки его местоположения, магнитный ротор 1, снабжен противовесом 3, при этом вращение барабана 2 обеспечивает перемещение ленты транспортера 4, кроме того устройство снабжено двумя ножами - делителями, 5 и 6, Ножи - делители 5 и 6 связаны каждый со своим сервоприводом 7 и 8, причем нож-делитель 5 снабжен насадкой 9 для тонкой регулировки продуктов мелких фракций. Связь ножей - делителей 5 и 6 с сервоприводами 7 и 8 осуществляют с помощью шарнирных узлов поворота 10 и 11. Основанием для крепления ножей - делителей 5 и 6 служит общий кронштейн 12.The eddy current magnetic separator for bulk materials of FIG. 1 consists of a magnetic rotor 1, rotating independently of the drum 2, made of non-magnetic material, and the magnetic rotor 1 is located inside the drum 2 eccentrically with respect to the axis of rotation of the drum and with the possibility of adjusting its location, the magnetic rotor 1 is provided with a counterweight 3, while the rotation of the drum 2 allows the conveyor belt 4 to move, in addition, the device is equipped with two knives - dividers, 5 and 6, the Knives - dividers 5 and 6 are each connected to its own servo drive 7 and 8, and the knife-divider 5 is equipped with a nozzle 9 for fine adjustment of products of small fractions. The connection of the knives - dividers 5 and 6 with the servos 7 and 8 is carried out using the swivel knots of rotation 10 and 11. The basis for mounting the knives - dividers 5 and 6 is a common bracket 12.

Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов работает следующим образом: ротор 1, который установлен с эксцентриситетом в выполненном из немагнитного материала барабане 2, начинает вращаться с частотой 7000 об/мин, также начинает вращаться барабан 2, при этом вращение последнего вызывает перемещение ленты транспортера 4, по которой поступает продукт. На продукт воздействует вращающееся магнитное поле, создаваемое магнитной системой вращающего ротора1 за счет возникновения в электропроводящих частицах ЭДС траектория частицы отклоняется от нормальной, таким образом происходит разделение. Для разделения частиц в магнитном сепараторе используются 2 ножа-делителя 5 и 6. Каждый нож делитель имеет возможность регулировки, которая осуществляется оператором за счет сервоприводов 7 и 8, что облегчает удобство обслуживания и ускоряет процесс обслуживания. Нож-делитель 5 снабжен дополнительной насадкой 9, которая осуществляет тонкую регулировку для продуктов мелких фракций.The magnetic eddy current separator for bulk materials works as follows: the rotor 1, which is installed with an eccentricity in the drum 2 made of non-magnetic material, starts to rotate at a frequency of 7000 rpm, the drum 2 also starts to rotate, while the rotation of the latter causes the conveyor belt 4 to move by which the product arrives. The product is affected by a rotating magnetic field created by the magnetic system of the rotating rotor1 due to the occurrence of EMF in the electrically conductive particles, the path of the particle deviates from the normal, thus separating. For separating particles in a magnetic separator, 2 divider knives 5 and 6 are used. Each divider knife has the possibility of adjustment, which is carried out by the operator due to servos 7 and 8, which facilitates ease of maintenance and speeds up the maintenance process. The knife divider 5 is equipped with an additional nozzle 9, which performs fine adjustment for products of small fractions.

Известен принцип работы вихретоковых сепараторов производящих разделение продуктов с разной электропроводимостью. Однако эффективное разделение возможно до фракции продукта не менее 5,0 мм. Для разделения более мелких классов ввиду меньшей площади частиц нужна большая отталкивающая электродвижущая сила. Для данной задачи был спроектирован и испытан магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов с частотой вращения ротора 7000 об/мин, что позволило получить эффективное разделение на классах крупности -1+0,5 мм, а на классе крупности -0,5+0 мм получить эффективность 85% на дробленной меди.The principle of operation of eddy current separators producing separation products with different electrical conductivity is known. However, effective separation is possible up to a product fraction of at least 5.0 mm. For the separation of smaller classes due to the smaller particle area, a large repulsive electromotive force is needed. For this task, a magnetic eddy current separator for bulk materials with a rotor speed of 7000 rpm was designed and tested, which made it possible to obtain effective separation in particle size classes -1 + 0.5 mm, and in particle size -0.5 + 0 mm get an efficiency of 85% on crushed copper.

Сравнительная таблица по разделению разных продуктов разной крупности см. Приложение 1.Comparison table for the separation of different products of different sizes, see Appendix 1.

Применение предлагаемого в качестве изобретения «Магнитный сепаратор вихревого тока для сыпучих материалов позволяет обеспечить повышение эффективности процесса разделения сыпучих материалов, исключить скручивающие моменты в опорах ротора, осуществить тонкую регулировку для продуктов мелких фракций, и способствует четкому разделению сепарируемых сыпучих материалов на отдельные фракции.The use of the proposed “Magnetic eddy current separator for bulk materials allows to increase the efficiency of the process of separating bulk materials, to eliminate torsional moments in the bearings of the rotor, to make fine adjustments for products of fine fractions, and contributes to a clear separation of the separated bulk materials into separate fractions.

Claims

Magnetic eddy current separator for bulk materials, consisting of a drum made of non-conductive material, a magnetic rotor rotating independently of the drum and located inside the drum eccentrically with respect to the axis of rotation of the drum with the possibility of adjusting its location, the feeder located above the drum, and devices for receiving separation products, characterized in that the magnetic rotor is equipped with a counterweight, which serves to eliminate torsional moments in the bearings of the rotor, and at the same time In order to regulate the position of the rotor relative to the non-magnetic drum, the rotation of which in turn ensures the conveyor belt, while the magnetic separator is equipped with two knives - dividers placed on a common bracket, each divider knife is connected with its own servo drive to adjust the change the position of the divider knife in the radial direction, in addition, one of the divider knives is equipped with a nozzle for fine adjustment of the products of small fractions.