<Desc/Clms Page number 1>
TAMBOURS TRIEURS A AIMANT PERMANENT.
On connaît depuis longtemps des tambours trieurs électromagnéti- ques à aire latérale ou enveloppe rotative rotative et à champ magnétique fixe à excitation électromagnétique, situé à l'intérieur du tambour, pour la séparation de parcelles aimantables ou magnétisables, par exemple du fer, des oxydes de fer, etc..., à partir de matières en vrac à l'état solide., pâteux ou liquide. Pour le fonctionnement de tels dispositifs on est obligé d'appliquer constamment un courant électrique et de prévoir à cette fin des accessoires électriques, tels que dynamos, redresseurs, transformateurs, re- lais, instruments indicateurs, etc. Dans les trieurs électromagnétiques, l'aire latérale du tambour par exemple est souvent composée de barres ai- mantables séparées par des éléments non aimantables.
Ces barres magnétisa- bles, séparées les unes des autres sur l'aire latérale du tambour sont par- courues et aimantées par le flùx électromagnétique engendré dans l'intérieur du tambourlors de leur passage par le champ électromagnétique. Lorsque la matière à trier est dirigée sur le tambour, ses constituants non magnétiques tombents tandis que les constituants magnétisables adhèrent aux barres magné- tisables de l'aire latérale jusqu'au point où la force d'attraction magnéti- que devient si faible que les matières magnétiques se détachent.
Outre les frais d'acquisition des accessoires électriques et les dépenses permanentes pour le courant, les trieurs électromagnétiques présen- tent encore le désavantage qu'ils deviennent très facilement défectueux, par suite de court-circuits, notamment dans une atmosphère humide,, et provo- quent ainsi constamment des perturbations dans le service. En outre, les bo- binages électromagnétiques s'échauffent de plus en plus en service continu, de sorte que la puissance active disponible pour le triage diminue constam- ment par suite de l'affaiblissement du champ de force., et devient de ce fait illusoire.
Pour éliminer ces inconvénients de la séparation électromagnéti- que, on construit depuis quelque temps des tambours trieurs à aimant perma- nent. Le fait que ces dispositifs n'ont pas encore été adoptés par l'indus- trie considérée est dû d'une part à l'imperfection des constructions magné-
<Desc/Clms Page number 2>
tiques et d'autre part aux caractéristiques magnétiques relativement peu favorables des aciers magnétiques connus à ce jour, qui n'étaient pas en mesure de développer les champs de force nécessaire pour ces applications.
Après l'établissement de nouveaux alliages magnétiques Al-Ni et Al-Ni-Co, la question du triage de matières en vrac de tous genres à l'aide d'ai- mants permanents a été remise à nouveau à l'ordre du jour, et l'on con- naît déjà des constructions aimant permanent qui, par les ca-ractéristi- ques d'ensemble de leur conception, répondent plus ou moins aux conditions requises.
Par exemple, on connaît un tambour trieur à aimant permanent, à aire latérale non magnétique et à aimant permanent disposé dans l'intérieur du tambour sur des éléments conducteurs en fer doux, ce trieur étant carac- térisé par un ou plusieurs éléments conducteurs en fer, établis sous la for- me de flasques circulaires, semi-circulaires ou quart circulaires et dispo- sés concentriquement sur l'axe du tambour, flasques auxquels sont fixés des aimants permanents magnétisés perpendiculaires à l'axe du tambour et orien- tés parallèlement aux flasques, ces aimants étant soit fixés suivant la di- rection du tambour à des taquets qui sortent du plan des flasques conduc- teurs,soit vissés à des renflements des flasques par suite de cette dispo- sition des NS des aimants, et des flasques circulaires, semi-circulaires et quart-circulaires,
le champ magnétique s'établit depuis le pôle nord des barreaux magnétiques ou aimants droits au pôle sud dévié des flasques en fer perméable doux, suivant la direction longitudinale de l'axe. Du fait que la polarité sud des barreaux magnétiques doit se propager dans la totalité du flasque circulaire, semi-circulaire ou quart-circulaire, que son rayonnement se répartit sur tout le pourtour de ce flasque et qu'elle tend à se refermer sur le pôle nor de ces barreaux, il se produit une déformation par aplatis- sement du champ magnétique, lequel n'exerce qu'un faible effet en profondeur.
Par conséquent, on n'obtient qu'un faible effet de surface sur l'aire laté- rale non magnétique du tambour.
On connaît en outre un trieur à aimant permanent par exemple dans lequel le système magnétique permanent excitateur est monté immobile dans un tambour rotatif, ce trieur étant caractérisé par un nombre pair d'ai- mants permanents en forme de barreau et par une plaque ferromagnétique qui recouvre une partie de la surface interne du tambour à la manière d'un segment, les aimants permanents étant réunis a la plaque ferromagnétique en forme de segment de telle manière que cette dernière est au potentiel 0, tandis que le cir- cuit magnétique se referme par le tambour trieur ou par la matière à trier passant sur celui-ci. Ici également on a proposé de constituer l'aire laté- rale du tambour, tout comme dans les tambours électromagnétiques, par des barres, équerres, etc., individuelles, ferromagnétiques, séparées par des éléments non magnétiques.
Ce tambour est désigné comme tambour d'alimentation pour matières en vrac, le résultat étant tel que la matière antimagnétique à séparer se détache du tambour, tandis que les parcelles magnétisables sont entraînées sur l'aire latérale de celui-ci aussi loin que s'exerce l'action du champ de force, pour se détacher une fois arrivées dans la zône en forme de segment au potentiel 0. Cette construction est avantageuse en elle-même; cependant on peut réaliser un potentiel magnétique 0 dans une partie de l'ai- re latérale du tambour grâce à une autre construction, sensiblement plus simple que celle qui consiste à prévoir une pièce conductrice ou perméable en fer en forme de segment qui recouvre une partie de la paroi interne de l'enveloppe extérieure du tambour.
L'invention a pour but d'établir, à l'aide des différents effets magnétiques et les diverses dispositions des aimants, en combinaison avec des pièces imperméables ferromagnétiques,des tambours à aimant permanent d'un montage facile et économique et donc d'un prix de revient peu élevé, qui peuvent être utilisés universellement pour toutes les applications, tant dans les installations des transports à ruban que comme tambour de renvoi ou d'en- traînement, ainsi que comme appareil de triage préalable et d'alimentation, avec zone neutre, pour installations à bande transporteuse, concasseurs, transporteurs à secousses, etc.
A cela s'ajoute le fait que les polarités
<Desc/Clms Page number 3>
les plus disparates des systèmes magnétiques individuels qui constituent le système d'ensemble du tambour à aimant, peuvent être décalés très simplement les unes par rapport aux autres sur la surface de l'enveloppe du tambour, avec emboîtement ou entrelacement et décalage des champs magnétiques, de telle façon que les parcelles de fer à séparer de la masse exécutent automa- tiquement, à l'intérieur de la masse, lors de la rotation du tambour, un va et vient correspondant à l'alternance des polarités sur l'enveloppe exté- rieure,ce qui a pour effet de désentasser et de faciliter la séparation des parcelles magnétisables de la masse.
Ici également, et afin de favoriser l'ef- fet de séparation par les tambours selon l'invention, ce dernier est utile- ment constitué par des barreaux ferro-magnétiques en fer séparés entre eux par une matière antimagnétique. Ceci n'est cependant pas absolument indispen- sable. L'enveloppe peut consister en une matière antimagnétique, sans barres ferromagnétiques. Dans la construction selon l'invention, l'effet magnétique en profondeur sur la périphérie de l'enveloppe est très importante et, con- trairement à d'autres dispositifs connus de ce genre, à aimant permanent, peut atteindre 300 mm.
Description des tambours à aimant permanent..
La figure 1, planche I représente un tambour à aimant permanent avec système magnétique disposé à l'intérieur constitué par quatre barreaux magnétiques NS relativement longs, de préférence en alliages magnétiques susceptibles de recuit Al-Ni-Al-Ni-Co, ou autres alliages analogues, suscep- tibles de recuit, ces barreaux étant adaptés ou fixés, de façon hétéropolaire, par leurs extrémités polaires N ou S, à une pièce perméable ferromagnétique centrale et commune a. entourant l'arbre ou adaptée à celui-ci et à laquelle les barreaux sont adaptés ou fixés par soudure, brasure, vissage ou tout au- tre mode de fixation de sorte que l'ensemble du système magnétique forme mo- nolithe.
La pièce perméable ferromagnétique sert de culasse aux polarités al- termatives NS des pôles intérieurs des barreaux magnétiques NS, et possède donc au centre du tambour le potentiel magnétique 0, c'est-à-dire qu'elle est complètement non magnétique à l'intérieur, de sorte que seuls les pôles extérieurs provoquent sur l'enveloppe du tambour une dispersion magnétique orientée vers l'extérieur, transversalement au sens de l'axe, et qui se re- ferme par les pôles par dessus l'enveloppe du tambour dans le sens NS, sui- vant la direction des lignes en pointillés. La pièce de fer centrale a for- mant culasse peut présenter un alésage dans lequel peut passer l'arbre du tambour.
Cet arbre peut être établi en une matière magnétisable, sans pour cela devenir lui-même magnétique, étant donné que le centre de la' culasse a est au potentiel magnétique 0. Au lieu de prévoir la pièce a, on peut faire en sorte que l'arbre lui-même, établi en une matière magnétisable, supporte les barreaux magnétiques convenablement disposés et serve-de culasse, sans devenir lui-même magnétique, vu qu'il serait dans ce cas au potentiel 0.
Plusieurs de tels systèmes magnétiques individuels tétrapolaires du type décrit peuvent être enfilés en un nombre voulu, selon la longueur du tam- bour, dans une position centrale contre ou sur l'arbre, de sorte que l'on obtienne un système magnétique composite dans l'intérieur du tambour magné- tique, comme montré par exemple à la figure 10.
Ce système magnétique composite décrit plus haut est contenu dans un tambour b en matière antimagnétique, figure 1, ou figure 10. Dans ce cas,on obtient sur l'enveloppe du tambour 4 pôles magnétiques concentrés dans le sens longitudinal du tambour et qui tendent à refermer le circuit magnétique par NS (voir les lignes en pointillés s'étendant fortement à l'ex- térieur,(figure 1). La densité magnétique des champs de forceà proximité des pôles sera la plus élevée en cet endroit, de fagon à jaillir très loin à l'extérieur, pour se refermer ensuite sur le NS des pôles magnétiques ex- térieurs, relativement écartés de l'enveloppe. La force de jaillissement vers l'extérieur est favorisée par la possibilité d'employer dans ce mode d'exécu- tion des barreaux aimantés NS relativement longs.
La densité magnétique sera sensiblement plus faible à la périphérie de l'enveloppe entre les pôles, no- tamment au milieu entre deux pôles magnétiques extérieurs relativement dis- tants entre eux.
<Desc/Clms Page number 4>
Afin d'obtenir des champs relativement uniformes à la périphérie de l'enveloppe, mais surtout afin d'assurer le transport des parcelles magné- tisables depuis la matière en vrac, on peut en outre disposer uniformément sur le pourtour de l'enveloppe, longitudinalement à celle-ci, des barres de fer doux, que l'on fixera par rivetage, brasage, soudage ou vissage. Les barres en fer doux et à magnétisme mou sont séparées les unes des autres par l'enveloppe antimagnétique. Dans la figure 1, les barres à magnétisme doux sont désignées par c.
Dans ce cas, une partie des lignes de force des pôles magnétiques extérieurs tendra à se refermer dans la zone de l'enveloppe en passant par dessus les barres conductrices ou perméables en fer doux de N à S, ce qui a pour effet que ces barres prévues au pourtour de l'enveloppe sont elles-mêmes parcourues par des lignes-de force et saisissent,, pour les trans- porter., les particules magnétisables à séparer de la masse en vrac.
Ainsi, l'action des lignes de force des pôles magnétiques extérieurs sur l'enveloppe du tambour s'exerce dans deux sens, à savoir, d'abord la pénétration en pro- fondeur des lignes de force dans la masse à proximité immédiate des pôles, afin d'attirer des particules de fer plus distantes, et ensuite l'alimenta- tion des barres conductrices de l'enveloppe en lignes de force, afin d'assu- rer-le transport des parcelles attirées.
Au lieu d'être disposées directement sur l'enveloppe les barres peuvent être insérées ou coulées dans des gorges ou évidements de celle-ci, ou bien, cette enveloppe peut être constituée par des barres individuelles, antimagnétiques, et magnétiques, séparées les unes des autres. Quelques unes de ces possibilités sont indiquées dans la figure 20, en c, d, e, f, g, et ho Dans les solutions c, d et H, le tambour présente une enveloppe à surface unie. Ces tambours sont avantageux pour le fonctionnement dans le ruban mo- bile d'une installation de transport. Les variantes e, f et g concernent des tambours à surface non unie.
De tels tambours sont particulièrement avatageux en tant que tambours de chargement et de triage préalable dans les installa- tions à ruban transporteur, de concasseurs, de couloirs à secousses, etc.:, c'est-à-dire là où la matière en vrac tombe directement sur le tambour et su- bit en outre un freinage mécanique supplémentaire.
La distribution des lignes de force magnétiques pourrait encore être favorisée davantage en munissant les pôles extérieurs des barreaux ai- mantés NS de places polaires appropriées d qui assurent la répartition de ces lignes, (figure 5).
Au lieu de prévoir quatre barreaux aimantés NS, on peut disposer un multiple pair quelconque,, à savoir, six, huit,, dix, douze ou un plus grand nombre de barreaux magnétiques ou aimants droits d'une manière identique dans l'intérieur de l'enveloppe du tambour. La figure 3, montre par exemple un système magnétique à huit barreaux NS,où les pôles intérieurs contraires des barreaux aimantés sont disposés., comme indiqué plus haut, sur la culasse de fer appliquée ou fixée dans une position centrale sur ou contre l'arbre.. Grâ- ce à cette disposition., on obtient des champs encore plus concentrés sur le pourtour extérieur du tambour entre les pôles extérieurs des aimants et à des intervalles plus rapprochés.
Lorsque les aimants NS sont en nombre conve- nable, on peut omettre les barres en fer doux prévues sur le pourtour du tam- bour,étant donné que les champs rapprochés assurent déjà le transport des parcelles magnétisables dans la masse. Dans tous les cas, les barres conduc- trices prévues sur le pourtour du tambour favorisent cependant la séparation, dans le sens décrit plus haut.
La figure 2, montre un système magnétique prévu dans l'intérieur du tambour et qui permet d'économiser l'acier magnétique précieux, tout en réalisant sur le pourtour du tambour, et comme décrit plus haut, des champs magnétiques multiples et concentrés. Ici on rencontre à nouveau la disposi- tion à quatre barreaux NS de la figure 1; toutefois, dans la nouvelle varian- te, les pôles intérieurs S, donc de même nom, des barreaux aimantés sont so- lidaires de la culasse centrale commune, de sorte que, dans cette disposition, également quatre pôles de même nom, à savoir les pôles N, des barreaux aiman- tés, se présentent sur 1'enveloppe du tambour.
Les quatre poles intérieurs S de même nom, des aimants droits, qui se réunissent dans la culasse centrale
<Desc/Clms Page number 5>
commune,sont dérivés vers l'extérieur, depuis cette culasse, en direction de l'enveloppe du tambour, par les pièces conductrices ou perméables en fer e, en forme de languettes, également à magnétisme mou et dont la section n'est pas plus grande que celle nécessaire pour livrer passage aux lignes de force des pôles S, les quatre pôles précités formant alors sur l'enveloppe quatre pôles S'. Les lignes de force jaillissant des quatre pôles extérieurs N des aimants droits NS situés sur l'enveloppe se refermant ensuite d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus, par les quatre pôles S' des languettes en fer doux en passant par l'enveloppe extérieure.
Les quatre languettes con- ductrices en fer forment avec la culasse centrale un ensemble unique et rigi- de en forme d'étoile. En adoptant la même construction, on peut former sur l'enveloppe du tambour un multiple pair- de tels pôles magnétiques N, de même nom, d'aimants droits NS et un même multiple pair de tels pôles de même nom S' de languettes en fer doux. Tous les autres éléments, décrits jusqu'ici, de tambours exerçant un effet magnétique s'appliquent également pour la dis- position décrite en dernier lieu.
Les tambours faisant l'objet de l'invention, tels que décrits jusqu'ici, sont employés utilement et le plus avantageusement dans les rubans d'installation de transport comme tambours de renvoi ou de commande, vu que les champs magnétiques se forment uniformément sur tout le pourtour de l'en- veloppeo La matière en vrac chargée sur le ruban transporteur se détache du tambour magnétique au point de déviation du ruban, tandis que les parcelles magnétisables de la matière sont maintenues appliquées contre ce ruban, sous l'effet du tambour s'exerçant à travers celui-ci, jusqu'au point où le brin inférieur du ruban quitte le tambour, ce qui provoque la chute des parcelles magnétisables.
Le tambour magnétique, avec son système magnétique intérieur et son arbre, peuvent former un ensemble rigide qui tourne solidairement, ou bien, les systèmes magnétiques intérieurs et l'arbre forment un ensemble fixe, tandis que seule l'enveloppe est montée mobile sur l'arbre et est entraînée en rotation.
Les figures 4, 7, 8, 9, 14, 15, 16, 17, 18 et 19 représentent des systèmes magnétiques disposés dans l'intérieur des tambours décrits, systèmes dans lesquels seul un fragment (segment) de l'enveloppe est constitué en sys- tème magnétique, tandis que la partie non garnie de l'enveloppe forme dans certains cas une zone absolument neutre, et dans d'autres cas, une zone pra- tiquement neutre.
La figure 7 montre un système magnétique couvrant un segment du tambour et comportant 4 aimants droits NS, c'est-à-dire un nombre pair de paires d'aimants. Ici, tout comme dans les tambours entièrement magnétiques décrits ci-dessus, les pôles intérieurs de nom contraire des aimants droits NS sont solidaires de la culasse centrale de l'arbre.
L'allure des lignes de force dans le circuit magnétique dans la région des pôles extérieurs NS de nom contraire des aimants droits, faisant partie du segment de l'envelop- pe, est ici la même que celle décrite à propos des tambours entièrement ma- gnétiques, sauf qu'il y aura en outre une dérivation partielle de lignes @ ¯ de force à partir des deux pôles extérieurs N et S des deux aimants droits extérieurs NS du segment, lignes de force qui tendront à se refermer sur le pourtour de l'enveloppe à travers les barres en fer doux, dans la partie du tambour non couverte par le système magnétique.
Toutefois, ce tra- jet est très long, de sorte que, notamment au milieu de la partie médiane de l'enveloppe, non couverte par le système magnétique,.il ne subsistera rien ou très peu du champ magnétique, et les parcelles magnétisables qui doi- vent être éliminées de la masse et qui parviennent dans cette z8ne neutre se détachent du tambour.
Le même effet se produit dans la disposition de la figure 4. Ici également, et tout comme il a été décrit à propos de tambours entièrement magnétiques, deux pôles magnétiques S de même nom, appartenant à deux aimants droits NS, ont été déviés vers l'extérieur en direction de l'enveloppe en passant par la culasse entrale disposée sur l'arbre et par l'intermédiaire de languettes conductrices en fer, pour former deux pôles S'.
En outre, on peut
<Desc/Clms Page number 6>
disposer dans ces segments, conformément aux figures 4 et 7, et afin de ren- forcer lapuissance magnétique de l'enveloppe, un nombre pair voulu de paires d'aimants de polarités contraires ou de même polarité avec languettes conduc- tricesô
La figure 8 montre 2 aimants droits NS dont les pôles de même nom sont encastrés dans le. segment du tambour, tandis que les pôles intérieurs de même nom solidaires de la culasse centrale sont déviés dans la région de la culasse vers l'extérieur, en direction de l'enveloppe, par une languette con- ductrice située entre les deux aimants droits NS.
Contrairement aux variantes des figures 4 et 7, on obtient ici dans la partie de l'enveloppe du tambour non couverte par le système magnétique un 0 magnétique complet, vu que les deux pôles extérieurs NN des 2 aimants droits ne peuvent plus se refermer par les barres conductrices de l'enveloppe.
La figure 9 montre trois aimants droits NS dont les pôles de mê- me nom sont situés sur le segment magnétique du tambour, tandis que les 3 pô- les intérieurs de même nom de ces aimants sont déviés de la culasse centrale commune située sur l'arbre, vers l'extérieur en direction de l'enveloppe, par l'intermédiaire de deux languettes conductrices en fer.
Ici également, les deux pôles extérieurs de même nom NN des deux aimants extérieurs NS, pôles situés dans le segment du tambour, ne peuvent pas se refermer à travers la partie de l'enveloppe du tambour non couverte par le système magnétique en passant par les barres conductrice{:! de cette enveloppe, de sorte que cette partie non garnie de l'enveloppe constitue également un 0 magnétique absolu, c'est-à-dire une zône magnétique absolument neutre.De même, on peut prévoir dans le segment du tambour un multiple d'un nombre impair 5, 7, 9, 11, 13 et plus d'aimants droits NS, dont les pôles de même nom sont situés sur l'enve- loppe, tandis que les pôles intérieurs de même nom peuvent être déviés vers l'extérieur en direction de l'enveloppe, depuis la culasse centrale commune disposée sur l'axe,
par l'intermédiaire d'un nombre pair 4, 6, 8, 10, 12 et plus de languettes conductrices en fer, de sorte que l'on obtient dans la partie de l'enveloppe non couverte par le système magnétique un 0 magnétique absolu, c'est-à-dire une zône magnétiquement neutre.
Comme déjà indiqué plus haut, le système d'ensemble à aimant per- manent situé à l'intérieur du tambour est constitué, suivant la longueur du tambour, par un ou plusieurs systèmes magnétiques des types décrits, disposés côte à côte et concentriquement sur l'arbre commun. Ces systèmes individuels, des types décrits peuvent être déplacés à gauche et à droite les uns par rap- port aux autres, c'est-à-dire être décalés angulairement les uns par rapport aux autres,comme montré par exemple en coupe transversale et longitudinale dans la figure 12, pour un système tétrapolaire ou dans la fige 14 pour un système bipolaire, également en coupe transversale et longitudinale, ou en coupe dans la figure 6.
Grâce à cette disposition, on réalise un recouvrement réciproque des champs des pôles, ce qui a pour effet d'imprimer aux parcelles magnétisables qui doivent être séparées de la masse et qui passent sur l'en- veloppe du tambour un mouvement de va et vient conformément aux polarités changeantes, ainsi qu'un détassement supplémentaire qui favorise la sépara- tion des parcelles magnétisables de la masse.
Les figures 16, 17, 18 et 19 montrent des systèmes magnétiques bipolaires et tétrapolaires des types décrits, disposés dans le segment du tambour, où la culasse de fer est fixée à l'arbre et où les extrémités de la culasse centrale sont déviées par des languettes, de la manière indiquée, vers l'extérieur, jusqu'à l'enveloppe, de sorte que la partie du segment du tambour non couverte par le système magnétique constitue une zone pratiquement neutre ou une zone magnétique absolu.
Les tambours des types décrits, où le système magnétique se pré- sente sous la forme d'un secteur du tambour, peuvent être appliqués comme trieur-séparateur automatique aussi bien dans le système à ruban d'installa- tions de transport, sous la forme d'un rouleau de renvoi ou de commande, que comme tambours à chargement direct fonctionnant sans ruban et comportant un système magnétique et un arbre fixes et une enveloppe mobile.