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Equipage d'aimant@.
La présente invention concerne des équipages d'ainanti permanents qui offrent un intérêt particulier, par exemple, dans des séparateurs magnétiques pour séparer de la gangue la fraction utile de minorais magnétiques, ainsi que des appareils comportant ces équipages d'aimants permanents.
De nombreux types différente de séparateurs magnétiques existent actuellement sur le marché. Dans ces appareils* des aimants permanents et des pièces polaires sont disposés par rapport à une surface, dite la surface de séparation, de manière à exercer une action magnétique le long de cette surface afin d'attirer et de maintenir sur celle-ci des minerais magnétiques, ce qui permet de séparer la minerai proprement dit des autrer son
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stituants généralement appelés gangue.
Le transporteur ou la surface magnétique décrit en général un mouvement rotatif par rapport à l'équipage d'aimante et les matières triées sont retirées de la gangue pour être envoyées vers un endroit où on peut les recueil- lir.
Une analyse des équipages d'aimants de ces appareils connue montre que ceux-ci présentent de notables inconvénients à cause desquels environ la moitié ou le tiers du flux magnétique n'est pas utilisé. Par exemple, dans un grand nombre de ces appa- reils, il reste entre les aimants permanents des vides importants où le flux magnétique passe. Comme ces vides sont a l'intérieur du tambour et autre des aimants adjacents, il est évident que ce flux interne constitue un flux de fuite ou un flux perdu relativement au flux total dont on devrait pouvoir disposer pour effec- tuer la séparation magnétique.
Dans d'autres appareils, ces vides entre aimants ont été évités en y plaçant les pièces polaires; ceci permet de supprimer le flux interne entre les aimants.
Dans ce cas cependant, le flux magnétique passe entre les pièces polaires à l'arrière des aimants. Par conséquent, si une partie du flux passe à l'extérieur de la surface du transporteur et est donc utile ; une autre partie importante du flux apparaît à l'arrière des aimants et des pièces polaires et est donc entièrement loin de tout endroit pouvant exercer une influence utile au point de vue du but poursuivi. Cette solution déplace simplement le problème du flux de fuite interne mais ne l'élimine pas. Les mêmes difficultés affectent les équipages d'aimants utilisés dans les transporteurs, dans les appareils à dégerber les tôles et dans d'autres applications.
La présente invention a pour but principal de procurer une disposition d'aimants et de pièces polaires particulièrement intéressante pour des a pareils magnétiques et grâce à la-, quelle le rendement magnétique, mesuré en pourcent de flux magnétique appliqué à un endroit utile, se rapproche de cent pour cent.
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L'1nvtnt1on... aussi pour but de procurer un séparateur masn6ttQ:118, un appareil de transport et d'étalement comportant un équipage d'aimante permanent. et de pièces polaire ayant ottte disposition.
L'invention Mesoptift olairement de la 4..a,iption donnée à, apra, titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 représente schàaatiqueaent un 'séparateur à tambour magné tique
La figure 2 est une vue en perspective, avec arra-
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chements, d'un équipage d'aimanta permanents destiné à un sépara teur à tambour, l'équipage d'airaants étant conforme à la présente invention.
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La figure 3 est une coupe suivant la ligne ziz-ziz de la figure 4.
La figure 4. est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 out une vue en bout d'un équipage d'ai- mants permanenta et de places polaires montrant une façon particulière de réunir ces éléments, et
La figure 6 est une vue en coupe d'une autre forme d'exécution de l'invention, xes buta de la présente invention sont atteints en utilisant un équipage comportant soit une ou plusiours paire*
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4'aantl permanent., soit une ou plusieurs pairea d'empila...
4' aimants permanents ois manÓt1quoent en parallèle D'une façon générale, l'équipage magnétique t!e la présente invention se compose de pièces polaires en une Mtiere magnétique douoe et de aatibres magnétiques l aimantation permanente conforaéta, agencées et asaeublées decaniere à présenter une préfère face polaire oblongue d'une polarité ainsi qu'une paire de faces polaires oblongues de la polarité opposée, dispo-
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ados de part et d'autre de cette première face polaire et en sub- stance parallèlement à celle-ci. Les trois faces polaires, qui déterminent la face utile de l'équipage magnétique, sont habi- tuellement disposées parallèlement à un plan ou suivant une sur- face courbe à grand rayon de courbure.
Plus précisément, les pièces polaire@ de l'équipage suivant la présente invention ont la forme d'une culasse en U dont les branches constituent à leurs extrémités une paire de faces polaires, et d'un barreau magnétique dont un coté constitue une face polaire qui est le pôle médian. La culasse en U et le barreau sont maintenus espaces et fixes l'un par rapport a l'autre, le vide qui les sépare étant occupé par de la matière à aimantation permanente à grains orienté., la matière à aimantation permanente étant disposée de façon qu'un pôle se concentra sur la' pièce polaire médiane.
La culasse entoure les surfaces arrière des aimants et le barreau est loge dans le vide délimité par les faces avant des aimanta. Les aimants sont aimantés dans une direction perpendiculaire aux plans de ces surfaces.
Si on utilise l'équipage de base décrit, on combinera ordinairement plusieurs de ces équipages suivant le nombre de pôles désiré. Par exemple, on peut obtenir un dispositif à cinq pôles en utilisant deux des équipages décrits. Grâce à ce moyen simple, le rendement magnétique est voisin de cent pour cent si on 1' exprime en pourcentage de flux magnétique présent sur la surface utile, car cette construction et ce montage magnétique permettent de supprimer les vides entre les aimants permanents et de concen- trer le flux magnétique en le guidant vers la surface utile où il est utilisé aux fins désirées, par exemple effectuer une sé- paration magnétique.
Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, l'équipage magnétique a une forme que l'on appellera en "V".
Dans ce cas, la culasse a une section transversale en "V" et le barreau magnétique a une section transversale triangulaire dont
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vu .00.t est en alignement avec le socmet de la culasse, te.,,4m qu'une paire d'aimants ou une paire dtesapilagea d'aimants plats sont logés entre la culasse et 14 barreau, le tout Bagnetiquenent en parallèle.
L'invention sera décrite ci-Apres dans son application
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à l'utilisation d'équipages matndtiques en "Vw dans dos séparatours magnétiques à t=bourp en vue du triage de minorais magndtiques. Il va de soi cependant que cette description est donnée un1qu8fent à titre d'axtp3s et ne li::.ite pas l'invention.
Lv :,aratour magnétique ro.:4.on;' cohorte un bftti 10 sur lequel est conta le séparateur proprcaent dit portant la rétdrenae générale 12. Cossue cela ressortira de la description détaillée donnée ci-après, le séparateur est construit de façon
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à conprendre un tambour cylindrique 13 en une cat1ro non magnétique qui entoure un 4quipate... d'aicants et de pièces polaires disposés le long d'une partie de la surface intérieure 14 (voir
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figures 3 et 4) de la paroi cylindrique 15 du taabour 13# tout en étant espace de cette surface* L'équipage t:
.angn6tique est tupporté 3nddpendam,r.ont du tambour 13, de façon quo le tambour puisse tourner alors que l'équipage d'aimants rente fixe,
A cet effets le tambour 13 est conté ur le bats, 10
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au moyen d'un arbre 16. Le bâti 10 porte aussi un noteur 17 au tambour 13 par une transmission 18 à chaîne et pignon attaquant
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la paroi d'about 19 du tazbour 13. L'arbre 16 porte le labour 13 dont les parois d'about 19 sont =nits de coussinets 19a.
A l'intérieur du bâti 10, un dispositif d'alimentation de la matière à trier dirige celle-ci vers la surface extérieure
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de la paroi cylindrique 15 du tambour du séparateur magnétique Craoe auquel les différentes fractions triées peuvent Stre recueillies séparément. A cet effet, une tuyauterie 22 cO:.1t1.\:l11qu. avec une chambra 24 en tome de L d'un côté du cadre 10. Les libres non magnétiques, qui ne sont donc pas influencées par l'équipage
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magnétique# descendent le long de la ol.bre 24 en force d-. >4 et
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sortent par un conduit d'évacuation 25 pour ètre emmagasinées ou autrement traitées, comme on le désire.
Les matières Mgaeti- ques du Minerai entrant sont attirées et maintenues sur la surfa- ce extérieure de la paroi latérale 15 du tambour jusqu'au
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delà de l'endroit ot ces matières pourraient tomber dans le con- duit d'évacuation 25. Une toit ce point dépassé, les matières peuvent tomber dans une truste ou un autre conduit d'évacuation 26 destiné à les recueillir.
L'équipage d'aimants permanent., portant la référence
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30 sur la figure 2, se trouva à l'intérieur du tambour 13. La disposition des aimants permanents et des pièces polaire$ de cette forme d'exécution de l'invention est représentée aux figures 2 et 3. Ce dispositif comporte une paire de flasques de support d'about 32 et 34 qu'un dispositif 35 maintient en toute position fixe
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voulue sur l'arbre 16. Par exemple, le dispositifs peut consie- ter en des colliers solidaires des flasques et comportant des vis de blocage ou d'autres moyens (non représente) pour immobi- liser les flasques sur . l'arbre 16. Les flasques de support re-
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présentes ont la forne' de secteurs et sont en matière non magnétique.
De préférence* les aimants pernanents et les pièces po laires se trouvent aussi prbs de la surface 'intérieure 14 (voir figure 3) de la paroi latérale du tambour que le permet le fait que le tambour tourne par rapport aux aimants. Les aimants peuvent être portés par une paroi cylindrique non magnétique 36 reliant les deux flasques 32 et 34 entre elles. Les aimants permanents, les pièces polaires centrales et les culasses sont placés sur la surface intérieure de la paroi cylindrique 36.
On peut disposer les aimanta permanents de façon qu'ils
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agissent magnétiquement en parallèle suivant l'invention, en alignant au moins deux'aimants permanents ou deux empilages d'aimants permanents de uan1ôre qu'ils f ornent un V renversé. Dans la for- me d'exécution représentée* chaque empilage d'aimants se compose de quatre aimants plats 41, 42, 43 et 44 dont la largeur augmente
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de bas en haut.
La largeur réelle de chaque aimant est déterminât, de préférence, en tenant compte de la largeur de l'aimant auquel il est associé dans l'empilage,.de manière que les vides ou en- trefers éventuels soient réduits au mini = . Une pièce polaire 48 ayant la férue voulue pour venir se loger dans le V délimite par leo aimants est disposée à l'intérieur de ceux-ci, Une culasse SO en acier doux, en forme de V, entoure la surface extérieure des assemblages magnétiques des empilages associée, les extrémités 51 et 52 de la culasse se terminant près de la paroi cylindrique de support 36 et, par conséquent,
près de la surface intérieure 14 de la paroi latérale 15 du tambour.
Dans la t'orme d'exécution représentée la figure 2, on utilise deux de ces équipages d'aimants en V dont l'ensemble grâce à la disposition utilisée, présente cinq pôles. Si on admet que les pièces polaires à l'intérieur du V sont des polos Sud, les extraites des culasses en V sont toutes des pôles Nord.
Lorsque deux de ces extraies se rejoignent, les deux pôles Nord agissent comme un seul pale Nord. Par conséquent, un double V présente cinq pales alors que chaque V simple présente trois pôles.
Le V supplémentaire ajoute deux pôles et, par conséquent, on $@ eut obtenir aisément tout nombre impair de Pôles désire. Lorsqu'on utilise un équipage magnétique couvrant un arc de 360 , on obtient un nombre de pôles pair du fait que le V qui ferme le cercle n' ajoute qu'un pôle.
Quoique l'assemblage magnétique de la présente invention ait été décrit sous sa fonte en "V", on peut utiliser d'autres dispositions satisfaisantes. La figure 6 représente en coupe une autre forme d'exécution dans laquelle on utilise trois jeux d'empilages d'aimants mis côte à côté avec leurs axes d'aimantation (106,107, 108) convergeant vers le pôle central. Cornue on peut le voir, ces axes sont décalés entre eux de 60 . La culasse 100 se trouve en contact avec les surfaces arrière des piles d'aimants qui se
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@omposent de quatre' aimants différente 101, 102, 103 et 104.
La pièce polaire 120 constitue le pôle magnétique central.
Les extrémités 109, 110 des branches de la culasse constituent une paire de pôles d'une première polarité, tandis que le pôle magnétique central constitue un pôle magnétique de la polarité opposée,
Il va de soi que l'équipage magnétique de base peut comporter de nombreux jeux d'empilages magnétiques dont les axes cimentation convergent tous en substance au pôle central. En outre, la culasse et les aimants peuvent avoir une section transver- sale courbe.
Dans le cas d'un séparateur magnétique du type à tambour comme celui décrite on utilise fréquemment un diqnètre de 76 à 91cm. et la longueur du tambour peut atteindre une longueur de 1,20 à 1,80 m. Les différents aimants permanents utilisés auront fonc- tionnellement en substance la même longueur, quoique cette longueur puisse être obtenue en utilisant plusieurs aimants plus petits dont l'ensemble donne une longueur de 1,20 à 1,80 m. Il est évident que les pièces polaires s'étendent aussi sur toute la longueur et, de façon semblable, on peut utiliser à cet effet plusieurs pièces polaires plus courtes en contact entre elles.
Dans la forme d'exécution représentée où l'équipage d'aimants et de places polaires setrouve à la surface inférieure du séparateur, les aimants et les pièces polaires peuvent être maintenus en place contre la paroi cylindrique 36 en utilisant simplement des bandes mécaniques attachées aux culasses, par soudage par exemple, et que l'on accroche ensuite à la @aroi cylindrique 36.
Il est aussi possible de maintenir les éléments en place à l'aide d'une matière adhésive ordinaire servant à réunir les extrémités, 51 et 52 par exemple, des culasses à la surface intérieure de la paroi cylindrique 36. Une autre façon d'atteindre le même
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but concise à utiliser des colliers 35 d'une dimension et @ @ tome telles qu'ils portent directement sur les culasses.
Une autre forme d'exécution intéressante, dans laquelle la paroi cylindrique
36 peut être omise est représentée à la figure 5 où un boulon 59 traverse les pièces polaires et les aimants de manière * venir se visser, par exemple, dans des colliers 35 solidaires de la culas- se. Il y a un certain avantage à supprimer la paroi cylindrique 36 parce que les assemblages d'aimants peuvent alors se trouver plus près du ta@bour rotatif 13,ce qui augmente le rendement.
D'autres façons de fixer les équipages magnétiques peuvent évide.ment être imaginées.
La matière utilisée pour 14 fabrication des aimant. per- manente et des pièces polaires suivant l'invention peut tire très variable. De préférence, on utilise des matières céramiques à aimantation permanente ayant une force coercitive élevée, comme les ferrites de baryum, les ferrites de strontium ou d'autres matières du marne genre, puisque la disposition adoptée permet d'utiliser une grande surface d'aimant par rapport à sa longueur. On peut cependant aussi utiliser des matières * aimantation perma- nente métalliques comme des alliages d'aluminium-nickel-cobalt ou des alliages d'aluminium-nickel-cobalt-cuivre.
Les pièces po- laires peuvent être construites en toute matière .cinétique douce désirée. Cornue matières convenant spécialement, on peut citer le fer et l'acier doux ordinaire à aimantation non permanente.
Quoique l'invention ait été décrite principalement dans le cas d'utilisation d'une Matière magnétique orientée, ce qui constitue en fait la matière préférée il est envisagé aussi d'uti- liser une Matière à aimantation permanente isotropique ayant une force coercitive élevée dans les assemblages magnétiques de la présente invention. Quand on utilise une telle matière, l'agen- cernent est tel que les directions de forte ainantation de la ma- tière magnétique à aimantation permanente convergent essentiellement
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avec une polarité vers la pièce polaire central..
Comme précité, les paires d'aimants ou de piles d'aimante sont magnétiquement couplées en parallèle. Par conséquent, le pâle Sud de chaque aimant (ou empilages d'aimants)est voisin d'une pièce polaire tandis que le pôle Nord est voisin de l'autre pièce polaire.
Dans la tome d'exécution représentée* le pôle Nord de chaque ompilage d'aimante se présente à hauteur de la face en contact avec la culasse alors que le yole Sud est à hauteur de la face en contact avec la pièce polaire centrales Bien qu'il soit nécessaire qu'il y ait un parallélisme magnétique entre les aidants ou les @iles d'aimants d'une paire, on comprendra que les aimants do n'importe quel empilage donné se trouvent en série;
par conséquent, la face de l'aimant il se trouvant contre la pièce polaire centrale 48 est un pôle Sud, sa face opposée est un pôle Nord, la face de l'aimant 42 en contact avec l'aimant 41 est un pale Sud, et ainsi de suite.
Avec la disposition de pièces polaires et d'aimants qui vient d'être décrite, il n'y a en substance pas de flux de fuite interne puisqu'il n'y a pas de vides entre aimants associes* En outre, il y a peu de flux de fuite à l'arrière des aimants parce qu'à cet endroit, le flux est concentré dans les culasses et est rasent par cellea-ci aux extrémités. Par conséquent, le flux se trouve principalement à l'avant des aimants le long d'un arc joignant les pièces polaires, de sorte qu'en substance tout le flux est utilisable en pratique pour la séparation du minerai.
Un séparateur magnétique comme celui décrit ci-avant découle du fonctionnement des séparateurs connus.Par exemple, un minerai à trier est broyé en des particules de dimensions relati., ver.ent petites allant, par exemple, de la dimension des tinta . celles de particules de 6,35 mm à 12,7 mm ou davantage. Dans le cas de la voie humide, le minerai finement broyé est mis en dis- persion dans un fluide porteur, de l'eau normalement, et est in- troduit dans le séparateur par le conduit d'entrée. Le transpor-
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teur ou la surface du tambour étant en rotation, le minerai vient en contact avec elle et la matière magnétique est attirée et maintenue sur la surface du tambour.
Les.autres Ratières avan- cent jusqu'au premier conduit d'évacuation. La surface du tam- bour et son équipage magnétique ont des dimensions telles que la force Magnétique continue à s'exercer sur les particules se trou- vant à la surface jusque ce qu'elles aient dépassé l'endroit où elles pourraient être entraînées vers l'extérieur avec la gangue. Une fois ce point dépassé, elles cessent d'être atti- rées par l'équipage magnétique et se détachent de la surface du tambour sous l'effet de la pesanteur et du fait qu'à cause de 1' éloignèrent* la force magnétique n'est plus suffisante pour les retenir.
Les particules magnétiques qui se détachent sont dirigées vers un conduit d'évacuation séparé prévu spécialement pour elles. Cornue les polarités des p8les magnétiques in- fluençant les particules alternent au fur et à mesure 'que la surface du tambour se déplace par rapport à l'équipage magnétique, les particules se trouvant sur la surface tendent à vibrer, à se réorienter et à laisser ainsi tomber de la matière non magnétique occluse. L'utilisation, dans l'équipage d'aimants à arêtes vives, semble contribuer à ce phénomène de déplacement ou de réorientation.
Dans le cas où on veut trier les matières au moyen d'un séparateur suivant la présente invention en utilisant la voie sèche, on fait généralement passer le minerni sur la surface en rotation en le faisant descendre par gravité. Si on travaille par voie sèche, on utilise normalement un plus grand noubre d' équipages magnétiques qui couvre souvent 50% de la surface du tambour séparateur ou davantage. En pareil cas, le minerai peut être mis en contact avec le tambour séparateur à sa partie supérieure et le conduit d'alimentation consiste oridnairecent en un simple entonnoir monté sur la partie du bâti au-dessus du tam-
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bour, auquel on peut adjoindre un vibreur si nécessaire ou désira- ble.
La gangue descend librement sur le Côté du tambour et gagne une sortie prévue pour elle, tandis que les Particules magnétiques sont retenues par la surface du tambour jusqu'en un point plus éloigné.. au delà duquel elles sont évacuées séparément.
Pane une autre forme d'exécution, convenant spécialement pour des opérations de triage par voie sèche ou pour des applications de transport, on utilise un tambour comportant des équipages magnétiques sur toute la surface intérieure de la pa- roi latérale du tambour. En ce cas, la paroi latérale du tambour qui est en mouvement peut fournir tout ou partie de la force motrice du transporteur.
Les équipages magnétiques décrits ci-dessus conviennent pour de nombreuses autres applications industrielles. Par exemple, ils peuvent être utilisés sur des transporteurs qui peuvent retenir des récipients et les déplacer à volonté. En outre, ces équipages peuvent convenir pour dégerber des tôles magnétiques empilées.
Ce qui précède montre que la présente invention apporte un progrès notable dans les assemblages magnétiques.
La forme en V de la forme d'exécution préférée présente, du point de vue mécanique, un avantage de solidité et, du point de vue construction, un avantage de simplicité de montage, en plus des avantages déjà notés du point de vue magnétique. Ces avantages peuvent être obtenus même en apportant des modifications aux détails de l'invention. Il est évident, par exemple, que les dimension., le nombre des éléments et d'autres facteurs peuvent être modifiés.
Pour les applications de transporta l'équipage magnétique peut être disposé relativement au transporteur de façon que les articles transportés rencontrent toujours des pôles de même nom plutôt que des pôles de polarités alternées, ceci étant intéressant dans le cas de séparateurs magnétiques.
En outre., la face de l'équipage
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acétique peut être plate ou même concave au lieu d'être convexe comme représentée pour des applicationsdéterminées. Ses poin- tes pavent être ajoutées aux extrémités de la culasse ou de la pièce polaire centrale pour aidera diriger le flux dans la di- rection voulue En tout cas, les matériaux de construction des différentes partie de l'appareil associas à l'équipage magné- tique doivent Itre choisis de façon qu'ils n'aient aucune influent ce défavorable sur l'utilisation colleté du. flux magnétique dis- ponible.
REVENDICATIONS.
1. Equipage d'aimants permanents ayant au main. trois pôles magnétiques à une face utile de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend une culasse allongée en substance en tome de U, faite en une matière magnétique douce, dontles deux extrémités aboutissent à la face utile de manière à définir une première et une deuxième face polaire., respectivement, à la dite face uti- le, une pièce polaire médiane oblongue parallèle à la culasse et disposée espacée et fixe à l'intérieur de celle-ci de manière à définir une troisième face polaire à la dite face utile, et au moins deux aimants permanents remplissant en substance complète- ment le vide compris entre la face utile,
la culasse et la pièce polaire médiane, la disposition et les directions d'aimantation des aimants permanents étant telles que ces aimants permanents convergent avec une polarité vers la dite pièce polaire médiane et avec leur polarité opp sée vers la culasse, de sorte que la troisième face polaire présente un pôle magnétique et les premiè- re et deuxième faces polaires présentent les pôles magnétiques opposés.