具有铁氧体和稀土永磁体的磁分离器

摘要

具有永磁体的磁分离器包括铁磁元件(2)，用于至少两个磁极(3C)之间的磁路连接，磁极底部由铁氧体磁体(12)制成，与用于磁路连接的所述铁磁元件(2)接触，磁极顶部由稀土磁体(13)制成，是磁通线(15，16)的进/出表面(14)。铁氧体磁体(12)和稀土磁体(13)的有效磁长度的比率优选为2∶1，前者的优选材料是锶铁氧体，后者的是铁－硼－钕。这样就可能结合两种类型的永磁体的磁特性，使其互补，从而促进分离器对具有高或低形状因子的铁磁材料和具有高或低、并且有时非常低的磁导率的材料的吸引效力。

说明书

本发明涉及具有永磁体的磁分离器，特别是装备了由铁氧体和稀土元素制成的永磁体的分离器，该磁分离器能够促进和优化各种铁磁材料的吸引效力。本申请特别涉及一种滑轮分离器，很清楚所述内容也适用于其它类型可以装有这里描述的永磁体的磁分离器(鼓式，盘式，带式等)。

已知在所有用途中使用的磁分离器必须从混合材料中吸引和分离任意形状和尺寸的铁磁材料。分离器的吸引能力既取决于其所产生的磁场(强度和梯度)，还取决于由其形状因子(例如球体具有最坏的形状因子)和磁导程度引起的要分离的物体的固有感应。

四十多年以来就已知用陶瓷材料，例如钡铁氧体和更好的锶铁氧体制成吸引磁路(也就是永磁体)。这些磁体具有中等固有和残余磁能，可以在一定距离内吸引具有高形状因子和/或中-高磁导率的铁磁材料。

近来在过去的15-20年中，使用由具有高固有残余磁能的烧结材料，被称作稀土元素(钐-钴，铁-硼-钕)，制成的其它吸引磁路。这些磁体甚至可以在相当短的距离内吸引具有低形状因子和/或中-低和非常低的磁导率的材料，仍具有很大的效力。然而它们的效力集中在几十毫米内。

因此本发明的目的是提供克服已知分离器的局限性的磁分离器。这个目的是利用一种分离器实现，其中每个磁极底部由铁氧体磁体制成，与用于磁极之间的磁路连接的铁磁体元件接触；顶部由稀土磁体制成，是磁通线进/出的表面。

主要优点是结合上述两种类型的永磁体(铁氧体磁体和稀土磁体)的磁特性，使其互补，从而促进对具有高或低形状因子的铁磁材料和具有高或低、并且有时非常低的磁导率的材料的吸引效力。

这样，这些磁体的吸引范围大大增加，分离器可以以几乎两倍于类似的具有稀土磁体的分离器的生产率操作，并且相对于具有铁氧磁体的类似分离器的中-低效力，具有非常高的分离品质。

另外一个非常明显的优点是所述吸引磁路的结构非常简单，使得容易加工并容易应用于各种分离器。

通过下面实施例的详细描述，参照附图，根据本发明的分离器的进一步的优点和特性对本领域技术人员来说会很清楚，其中：

图1是现有技术具有铁氧体磁体的滑轮分离器的横截面图；

图2是现有技术具有稀土磁体的滑轮分离器的横截面图；

图3是具有根据本发明的铁氧体磁体和稀土磁体的现有技术的滑轮分离器的横截面图；

图4是详细显示了根据本发明的吸引磁路的结构的放大图；

图5是用于图3的分离器的极性的第一可能排列的部分平面图；和

图6是用于图3的分离器的极性的第二可能排列的部分平面图。

参照图1，可见永磁体滑轮1主要包括铁磁体圆筒2，围绕圆筒放置了铁氧体磁块3A，所述圆筒2被非磁性材料(例如不锈钢)的保护外壳4围起，优选填充有阻隔树脂5。该设备通过端部凸缘固定在驱动轴或空转轴上，使其可以优选作为用于具有狭板7的传送机6的传动辊，狭板7上可以拉动待处理材料8。

尺寸H1指关于待处理材料8的层的有效工作高度，对于具有中-高形状因子和好的磁导率的铁磁体部分，直径400mm的滑轮的指示性值是H1≌80-90mm。

在图2中显示了形状和尺寸相似于上面的滑轮，具有稀土元素的磁体块3B，其中对于具有中-低形状因子和低磁导率的铁磁体部分，工作高度H2是40-50mm，对具有非常低的磁导率的部分，工作高度在活动表面30mm的距离内。

在图3中显示了形状和尺寸相似于上面的滑轮，具有根据本发明的混合磁体块3C，其目的只是用于示例，其中特别在每个磁极有两个铁氧体块12，约25mm高，与铁磁体圆筒2接触放置，一个稀土块13，也是约25mm高，与铁氧体块12接触并置于其顶部，靠近非磁性外壳4。

在图4详细显示了根据本发明的永磁磁路，包括至少两个北-南磁极3C，每个磁极底部由铁氧体磁体12(优选锶铁氧体)制成，与用于磁极之间的磁路连接的铁磁体圆筒2接触，顶部由能够提高磁场值，尤其是磁场梯度值的稀土磁体13(优选铁-硼-钕)制成，当是北磁极时是磁通线15的出表面14，南磁极时是进表面16。

在图5和6中示例性显示了用于磁滑轮纵向上两个可能的磁极排列；特别地，图5显示了各种北-南磁极的错列的排列，而图6显示了北-南磁极的纵向交替列的排列。

为了将上面三个分离器中获得的指示场和场梯度值之间进行对比，参考下表。在表中，D是测量磁场的距离，G是在特定距离间隔测定的场梯度。

  距离和梯度  铁氧体  稀土 铁氧体+稀土  D＝10mm(e)  1015  2000 2500  在10-20mm范围的G(e/cm)  245  820 900  D＝20mm(e)  770  1180 1600  在20-30mm范围的G(e/cm)  150  510 500  D＝30mm(e)  620  670 1100  在30-40mm范围的G(e/cm)  120  310 300  D＝40mm(e)  500  360 800  在40-50mm范围的G(e/cm)  90  160 240  D＝50mm(e)  410  200 560  在50-60mm范围的G(e/cm)  60  - 160  D＝60mm(e)  350  - 400  在60-70mm范围的G(e/cm)  50  - 120  D＝70mm(e)  300  - 280  在70-80mm范围的G(e/cm)  50  - 80  D＝80mm(e)  250  - 200  在80-90mm范围的G(e/cm)  40  - 50  D＝90mm(e)  210  - 150

作为对比例子，这种应用在上述滑轮的新类型的吸引磁路令人惊奇地增进了两种类型的磁体在其低效的距离内的性能，还保持了它们在各自作用良好的区域内的有利性能。

相对于具有差的可磁化材料的铁氧体磁体滑轮，由于更高的梯度在离活动表面超过50mm距离的区域，可能具有更好的性能引起以上的结果；相似地，相对于相似的稀土磁体滑轮，由于更强的磁场在50mm区域内可能具有明显提高的平均性能引起以上的结果。

很清楚，上面描述和显示的根据本发明的磁分离器的实施例只是例子，能有各种变化。特别地，每个磁极的铁氧体和稀土元素的有效磁长度之间的比率可以不同于上面描述的2∶1的比率，指示性地是在1∶1和3∶1之间，显然磁极的数量、形状和排列可以根据需要自由改变。