ES2344841T3 - Separador magnetico para materiales ferromagneticos, con rodillo rotativo con deslizamiento controlado y correspondiente procedimiento operativo. - Google Patents
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Abstract
Separador magnético para materiales ferromagnéticos, que comprende una cinta transportadora (1) que forma un bucle cerrado alrededor de un rodillo magnético (2) y, como mínimo, un rodillo de giro libre (3), caracterizado porque dicho como mínimo un rodillo de giro libre (3) es accionado a motor, porque dicha cinta (1) no está arrollada directamente sobre dicho rodillo magnético (2) sino que está arrollada sobre un tubo de giro libre (3') de material no magnético dentro del cual está dispuesto el rodillo magnético (2) y con respecto al cual puede deslizar, y porque comprende medios para controlar la velocidad angular del rodillo magnético (2) dentro de un rango entre 1% y 200%, y en cualquier caso es distinto de 100% de la velocidad angular de la cinta (1).
Description
Separador magnético para materiales
ferromagnéticos, con rodillo rotativo con deslizamiento controlado y
correspondiente procedimiento operativo.
La presente invención se refiere a aparatos para
la separación de materiales de acuerdo con sus características
magnéticas, y en particular a un separador con rodillo rotativo con
deslizamiento controlado.
Es conocido que los separadores magnéticos están
diseñados para separar de un flujo de materiales mezclados todas
las piezas que tienen permeabilidad magnética a efectos de separar
las mismas con respecto al resto de material inerte. Un separador
típico consiste esencialmente en una polea magnética, que actúa como
rodillo de impulsión que acciona una cinta que transporta una
mezcla de materiales, quedando cerrada la cinta formando un bucle
alrededor de un rodillo de giro libre.
Para seleccionar el material se utilizan poleas
magnéticas con diferentes gradientes de campo magnético adecuadas
para separar materiales con alta o baja permeabilidad magnética. Con
un bajo gradiente de campo se atraen solamente materiales con
elevada permeabilidad magnética, mientras que con un elevado
gradiente de campo se atraen tanto los materiales con elevada
permeabilidad magnética como los de baja permeabilidad
magnética.
Un inconveniente de los separadores conocidos,
en particular los que tienen una polea con elevado gradiente de
campo, es que el material atraído por las correspondientes
polaridades permanece fijado a dichas polaridades hasta que la
cinta transportadora se aleja del rodillo, lo que provoca la
liberación del material atraído en un área muy pequeña. Como
consecuencia, tanto los materiales de baja permeabilidad magnética
como los de alta permeabilidad magnética caen en la misma área y
tienen que ser seleccionados a continuación.
Otro inconveniente procede del hecho de que los
materiales magnéticos arrastran una parte del material inerte,
puesto que este último permanece pinzado entre el inductor
(polaridades alternas del rodillo) y el inducido (material
magnético atraído). Por lo tanto, también en este caso se requiere
un perfeccionamiento adicional para incrementar la calidad del
material seleccionado.
Otro tipo de separador magnético es el separador
de corrientes parásitas, que es utilizado para separar materiales
no magnéticos pero conductores eléctricos, tales como aluminio,
cobre, latón, etc. Ver, por ejemplo, el documento US
5.092.986-A. En este caso se prevé un rodillo
magnético que gira a elevada velocidad dentro de un tubo no
magnético, alrededor del cual está arrollada la cinta
transportadora.
La velocidad de rotación del rodillo debe ser
muy elevada (por ejemplo 3000 rpm) para inducir en los materiales
conductores las corrientes parásitas que a su vez, debido a la
variación rápida del campo magnético, provocan la repulsión de
dichos materiales que, por lo tanto, quedan separados con respecto a
la mezcla. Además, a efectos de conseguir el rendimiento operativo
máximo, el intersticio entre el rodillo magnético y el tubo no
magnético debe ser lo más reducido posible, y esto puede provocar
problemas de sobrecalentamiento debido a la elevada velocidad
relativa de rotación entre los dos elementos.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es dar a conocer un separador que carece de los
inconvenientes anteriormente indicados. Este objetivo se consigue
por medio de un separador para materiales ferromagnéticos en el que
el rodillo de giro libre actúa como rodillo impulsor para la cinta,
que está arrollada alrededor de un tubo de giro libre dentro del
cual puede girar un rodillo magnético a una velocidad diferente de
la velocidad del tubo, de manera similar
a lo que ocurre en un separador de corrientes parásitas pero con una gama de velocidades completamente distinta.
a lo que ocurre en un separador de corrientes parásitas pero con una gama de velocidades completamente distinta.
Una primera gran ventaja de este separador
procede del hecho de que el control de la velocidad del rodillo con
respecto a la velocidad de la cinta permite obtener un deslizamiento
relativo que reduce notablemente el efecto de pinzado y por lo
tanto, la probabilidad de arrastre de material inerte junto con el
material magnético.
Otra gran ventaja es que el deslizamiento
controlado permite también obtener una selección inmediata de los
materiales que tienen diferente permeabilidad magnética, abriéndolos
en forma de abanico en el área de caída, con una liberación
progresiva de materiales de permeabilidad creciente.
Otras ventajas y características del separador
según la presente invención quedarán evidentes para los técnicos en
la materia de la siguiente descripción detallada de algunas
realizaciones de la misma, con referencia a los dibujos adjuntos en
los que:
la figura 1 es una vista en sección longitudinal
esquemática que muestra el separador de material y el efecto de
selección conseguido por el presente separador;
la figura 2 es una vista frontal esquemática que
muestra una primera realización del sistema con deslizamiento
controlado; y
la figura 3 es una vista esquemática similar a
la figura 1 que muestra una modificación del presente separador
dotado de un dispositivo de adicional para la selección de
materiales de alta permeabilidad magnética.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se
apreciará que un separador magnético de acuerdo con la presente
invención incluye de manera convencional una cinta transportadora
(1) que forma un bucle cerrado alrededor de un rodillo magnético
(2) y un rodillo de giro libre (3) para transportar una mezcla de
materiales (4). En dicha mezcla (4) las características magnéticas
de los materiales han sido indicadas gráficamente del modo
siguiente: la estrella significa material inerte, el círculo
material de baja permeabilidad magnética, el triángulo material de
permeabilidad magnética media y el rectángulo material con elevada
permeabilidad magnética.
El aspecto nuevo de la presente invención es
proporcionado por la parte caracterizante de las reivindicaciones
independientes, y también por el hecho de que en este separador los
materiales ferromagnéticos son utilizados como estructura similar a
un separador para materiales no magnéticos: la cinta (1) no es
impulsada por el rodillo (2) sino por el rodillo de giro libre (3),
que es motorizado, y no está arrollada directamente sobre el
rodillo (2) sino sobre el tubo de giro libre (3') de material no
magnético (por ejemplo acero inoxidable, plástico reforzado con
fibras, etc.) dentro de cuyo rodillo (2) está dispuesto con juego
mínimo.
Tal como se ha mostrado en la figura 2, el
rodillo (2) está soportado al final de su eje por cojinetes (9)
mientras que el tubo (3') está soportado a su vez por el eje del
rodillo (2) sobre el que está montado mediante cojinetes. La
velocidad de rotación del rodillo (2) está controlado por medio de
un motor-reductor (10) o similar, de manera que su
velocidad angular está comprendida entre 1% y 200% de la velocidad
angular de la cinta (1), y en cualquier caso distinta del 100%, de
manera que existe una diferencia que resulta en una rotación
relativa entre el rodillo (2) y el tubo (3').
El objetivo de esta diferencia es obtener dos
superficies con deslizamiento relativo y por lo tanto dos
velocidades distintas, de manera que el material atraído durante la
trayectoria definida por los 180º de tangencia con respecto al área
magnética, debido al retraso o avance de las polaridades magnéticas,
tiende a girar hacia atrás o hacia adelante con respecto a la
dirección de desplazamiento de la cinta.
Esto resulta en que sustancialmente todo el
material inerte es liberado y cae por gravedad en una primera área
de caída (5) situada por debajo de la tangente vertical a la cinta
(1). Además, también se obtiene la antes mencionada liberación
progresiva de materiales con permeabilidad creciente, con una
disposición de tipo abanico que conduce a su caída en distintas
áreas (6), (7) y (8).
En otras palabras, cuanto mayor es permeabilidad
magnética del material, mayor es su capacidad de resistir la acción
combinada de deslizamiento y fuerza centrífuga. Como consecuencia,
el material abandonará la cinta (1) en el punto que corresponde a
sus características magnéticas sin el efecto de pinzado provocado
por materiales con permeabilidad magnética más elevada, que afecta
su área de caída.
Se debe observar que si bien la realización
preferente prevé la utilización del motor reductor (10) para
controlar la velocidad del rodillo (2), dicha velocidad puede ser
controlada también (si bien con una gama de velocidades más
reducida) simplemente por medio de un embrague acoplado sobre el eje
del rodillo (2). En realidad, en ausencia del motor reductor (10),
el propio paso de los materiales ferromagnéticos sobre la cinta (1)
tiende a poner en rotación el rodillo (2) que, al ser de giro
libre, solamente tiene la fricción de rotación de los cojinetes
(9), una vez que se ha superado la inercia inicial.
Evidentemente, esto es posible solamente cuando
la mezcla (4) tiene suficiente concentración de material
ferromagnético, mientras que si la concentración es baja o el
material presente tiene una permeabilidad magnética baja, el
rodillo (2) podría carecer totalmente de medios de impulsión o de
embrague dado que el rozamiento de los cojinetes (9) y/o su inercia
son suficientes para mantener su velocidad por debajo de la
velocidad de la cinta (1).
Evidentemente en estos dos casos la velocidad
del rodillo (2) puede ser solamente más baja que la del rodillo
(1), pero en general también con el motor reductor (10) es
preferible hacer girar el rodillo (2) a una velocidad más baja que
la cinta (1), aunque la impulsión por motor pueda permitir que gire
a una velocidad más elevada siempre que ello sea útil para una
selección más efectiva de los materiales.
Con independencia del tipo de rodillo (2)
utilizado (accionado a motor, embrague o giro libre) la selección
del material con mayor permeabilidad magnética se puede incrementar
mediante la realización mostrada en la figura 3.
En este caso, el separador antes descrito ha
recibido la adición de un deflector de inclinación ajustable (11)
para desviar, de acuerdo con la inclinación previamente determinada,
el material con mayor o menor permeabilidad magnética hacia un
tambor magnético (12), preferentemente con imanes permanentes, cuya
cubierta gira en dirección opuesta con respecto al rodillo (2).
La posición del tambor (12) es preferentemente
ajustable, de manera que permite extraer el material con
permeabilidad magnética más elevada con respecto al flujo de
material desviado por el deflector (11) hacia el área de caída (8),
cuyo material es obligado a girar a continuación por el tambor
contrarrotante (12) y de modo subsiguiente liberado en el área de
recogida (13). La adición del deflector (11) y el tambor (12), así
como su capacidad de ajuste, permiten ampliar el campo de
aplicación del presente separador.
\newpage
Es evidente que las realizaciones antes
descritas y mostradas del separador magnético según la invención son
solamente ejemplos susceptibles de diferentes modificaciones. En
particular, el rodillo (2) es preferentemente del tipo de imanes
magnéticos y puede ser realizado mediante imanes de diferente
naturaleza y con diferentes circuitos magnéticos tales como un
circuito con elevado gradiente (50ó300 Oe/cm), con muy elevado
gradiente (300ó1000 Oe/cm) o gradiente
ultra-elevado (1000ó2000 Oe/cm), pero también podría
ser de tipo electromagnético.
De manera similar, la cinta (1), el tubo (3') y
el rodillo impulsor (3) pueden ser modificados de acuerdo con las
necesidades de fabricación específicas, y se podrá disponer más de
un rodillo, dependiendo de la forma y/o longitud de la cinta
(1).
Claims (8)
1. Separador magnético para materiales
ferromagnéticos, que comprende una cinta transportadora (1) que
forma un bucle cerrado alrededor de un rodillo magnético (2) y,
como mínimo, un rodillo de giro libre (3), caracterizado
porque dicho como mínimo un rodillo de giro libre (3) es accionado a
motor, porque dicha cinta (1) no está arrollada directamente sobre
dicho rodillo magnético (2) sino que está arrollada sobre un tubo de
giro libre (3') de material no magnético dentro del cual está
dispuesto el rodillo magnético (2) y con respecto al cual puede
deslizar, y porque comprende medios para controlar la velocidad
angular del rodillo magnético (2) dentro de un rango entre 1% y
200%, y en cualquier caso es distinto de 100% de la velocidad
angular de la cinta (1).
2. Separador magnético, según la reivindicación
1, caracterizado porque los medios para controlar la
velocidad angular del rodillo magnético (2) consisten en un motor
reductor (10).
3. Separador magnético, según la reivindicación
1, caracterizado porque los medios para controlar la
velocidad angular del rodillo magnético (2) consisten en un
embrague acoplado sobre el eje del rodillo magnético (2).
4. Separador magnético, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el rodillo
magnético (2) está soportado en el extremo de su eje por cojinetes
(9) y el tubo de giro libre (3') está montado a su vez con
intermedio de cojinetes sobre dicho eje del rodillo magnético
(2).
5. Separador magnético, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
además un deflector (11) de inclinación ajustable situado por
debajo del rodillo magnético (2).
6. Separador magnético, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
además un tambor magnético (12), preferentemente dotado de imanes
permanentes, cuya cubierta gira en dirección opuesta con respecto
al rodillo magnético (2) y está situada en el área de caída (8) del
material con elevada permeabilidad magnética.
7. Separador magnético, según la reivindicación
6, caracterizado porque la posición del tambor magnético (12)
es ajustable.
8. Procedimiento para el funcionamiento de un
separador magnético para materiales ferromagnéticos, que comprende
una cinta transportadora (1) que forma un bucle cerrado alrededor de
un rodillo magnético (2) y como mínimo un rodillo de giro libre (3)
accionado a motor, estando arrollada dicha cinta (1) sobre un tubo
de giro libre (3') de material no magnético dentro del cual está
dispuesto dicho rodillo magnético (2) y con respecto al cual puede
deslizar, disponiéndose medios para controlar la velocidad angular
del rodillo magnético (2), caracterizado porque el rodillo
magnético (2) es obligado a girar a una velocidad angular
comprendida dentro de un rango entre 1% y 200%, y en cualquier caso
distinta al 100% de la velocidad angular de la cinta (1).
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