4.1.4 Магнитные поля сепараторов

Магнитное поле может быть однородным или неоднородным. На рисунке 4.1а изображено практически однородное поле, на рисунке 4.1б и 4.1в - неоднородные поля. В магнитных сепараторах применяются только неоднородные магнитные поля.

а - однородное поле; б, в - неоднородное поле
Рисунок 4.1 - Схема образования магнитных полей

В однородном магнитном поле частицы подвергаются воздействию только вращающего момента, ориентирующего их параллельно силовым линиям поля. Однако перемещения частиц к полюсам магнитной системы при этом не происходит. Для того чтобы это осуществить, необходимо иметь направленную магнитную силу, которая может быть получена только в неоднородном поле. Чем выше неоднородность поля, тем сильнее магнитная частица притягивается к полюсу в направлении сходимости магнитных силовых линий. Для получения неоднородных магнитных полей применяются магнитные системы, которые подразделяются на две группы: открытые и замкнутые.

Открытые магнитные системы имеют ряд полюсов, края которых могут быть расположены в плоскости или по цилиндрической поверхности (рисунок 4.2). Такие системы применяются в сепараторах со слабым магнитным полем напряженностью до 240 кА/м для сильномагнитных руд.

Напряженность поля открытых магнитных систем на расстоянии х от поверхности полюсов можно рассчитать по формуле

• 

где H₀ -напряженность магнитного поля непосредственно на поверхности полюса (x=0); В случае расположения полюсных головок на цилиндрической поверхности (рисунок 4.2, а) коэффициент неоднородности поля равен

• 
•  

где s - шаг полюсов магнитной системы; R - радиус цилиндрической поверхности.

Рисунок 4.2 - Схемы расположения полюсов открытой многополюсной магнитной системы по цилиндрической поверхности (а) и в плоскости (б)

Когда R→∞, что соответствует расположению полюсных концов в плоскости (см. рис. 4.2,б), имеем:

• 

Коэффициент неоднородности поля физически представляет собой градиент, приходящийся на единицу напряженности поля, и является функцией только шага s полюсов магнитной системы, а при расположении головок полюсов по цилиндрической поверхности - также и радиуса R этой поверхности. Кроме того, коэффициент с - более удобный параметр для характеристики неоднородности поля, чем grad H, так как последний зависит не только от шага полюсов, но и от значения H поля. Сила магнитного поля (сила магнита) рассчитывается по формуле:

• 

Замкнутые магнитные системы. В этих магнитных системах магнитное поле образуется в пространстве между двумя противоположными полюсами различной формы (рисунок 4.3). Такие системы применяются в сепараторах с сильным магнитным полем для слабомагнитных руд. Напряженность магнитного поля в этом случае может достигать 1600 кА/м.

В магнитных системах большинства сепараторов для слабомагнитных руд применяются сочетания полюсов следующих типов:

плоского и противопоставленного ему закругленного полюса (рисунок 4.3,а);

вогнутого и противопоставленного ему закругленного полюса (рисунок 4.3, б, в);

плоского и противопоставленного ему много зубчатого полюса (рисунок 4.3, г, д, е); желобчатого и противопоставленного ему много зубчатого полюса (рисунок 4.3, ж).

Теоретическое определение напряженности магнитного поля и силы магнита в зазорах, создаваемых полюсами в различных сочетаниях, связано с большими трудностями и требует экспериментальных исследований.

Рисунок 4.3 - Разновидности сочетания полюсов различной формы замкнутой магнитной системы

Например, исследования магнитных полей между гладким и много зубчатым полюсами (рисунок 4.3, г, д, е) показали, что для их характеристики на участке поля х ≤ 0,5s и в плоскости симметрии зубьев можно применять следующие равенства:

где s - шаг зубьев многозубчатого полюса;
Но - напряженность поля вблизи зубьев (x=0);
с - коэффициент, зависящий от шага зубьев, который равен от 0,3 для s ≈ l см до 0,6 для s ≈ 3 см.

предыдущий раздел | содержание| следующий раздел

Поиск в журналах РАЕ:

Авторы Публикации