SEPARADOR MAGNETICO CON IMANES PERMANENTES DE FERRITA Y TIERRAS RARAS.

Separador magnético con imanes permanentes que comprende un miembro ferromagnético (2) para la conexión del circuito entre,

como mínimo, dos polos magnéticos (3C), caracterizado porque cada polo magnético (3C) está compuesto de imanes de ferrita (12) en la parte inferior en contacto con dicho miembro ferromagnético (2) para la conexión del circuito y de imanes de tierras raras (13) en la parte superior que representa la superficie de entrada/salida (14) de las líneas de flujo magnético (15, 16)

Separador magnético con imanes permanentes de ferrita y tierras raras.

La presente invención se refiere a separadores magnéticos con imanes permanentes y, en particular, a un separador provisto de imanes permanentes de ferrita y elementos de tierras raras, capaz de mejorar y optimizar el efecto de atracción de los materiales ferromagnéticos variables. La presente solicitud se refiere específicamente a un separador de polea, pero es evidente que lo que se dice también se aplica a otros tipos de separadores magnéticos (tambores, placas, cintas, etc.) que pueden estar provistos de los imanes permanentes descritos en este documento.

Se conoce que los separadores magnéticos se utilizan en todas aquellas aplicaciones en las que es necesario atraer y separar materiales ferromagnéticos de cualquier forma y tamaño a partir de material mezclado. La capacidad de atracción del separador depende del campo magnético que éste puede generar (intensidad y gradiente) y de la inducción intrínseca del objeto a separar como resultado de su factor de forma (por ejemplo, la esfera tiene el peor factor de forma) y de su grado de permeabilidad.

Los circuitos de atracción (es decir, imanes permanentes) de materiales cerámicos tales como ferrita de bario, e incluso mejor, ferrita de estroncio, son conocidos desde hace más de cuarenta años. Estos imanes tienen una energía intrínseca y magnética residual media, y son capaces de atraer dentro de cierta distancia materiales ferromagnéticos con factor de forma elevado y/o permeabilidad media-alta.

Otros circuitos de atracción de materiales sinterizados con energía magnética residual intrínseca elevada, conocidos como elementos de tierras raras (samario-cobalto, hierro-boro-neodimio), se han utilizado más recientemente, en los últimos 15-20 años. Estos imanes pueden atraer dentro de una distancia relativamente corta, aún con gran eficacia, incluso materiales con factor de forma bajo y/o permeabilidad media-baja y muy baja. Sin embargo, su eficacia está concentrada dentro de unas pocas decenas de milímetros.

Recientemente, algunos documentos tales como US 6149014 y US 2003/196935 han considerado ensamblajes de imanes con una combinación de ferrita y materiales magnéticos de tierras raras, pero siempre en una disposición alterna, es decir, en paralelo, y el documento US 6104271 aún fue más allá al plantear que una disposición apilada, es decir, en serie, sería perjudicial para la intensidad magnética de dicha combinación.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es dar a conocer un separador magnético que supere las limitaciones de los separadores conocidos. Este objetivo se alcanza mediante un separador en el que cada polo magnético está compuesto de imanes de ferrita en la parte inferior en contacto con el miembro ferromagnético para la conexión del circuito entre los polos e imanes de tierras raras en la parte superior, que representa la superficie de entrada/salida de las líneas de flujo magnético.

La principal ventaja es la de combinar las características magnéticas de los dos tipos de imanes permanentes descritos anteriormente (ferrita y tierras raras) a fin de hacerlos complementarios y, de esta manera, mejorar la eficacia de atracción tanto de los materiales ferromagnéticos con alto o bajo factor de forma como de los materiales con permeabilidad alta o baja y algunas veces muy baja.

En este sentido, el intervalo de atracción de estos imanes se amplifica enormemente y el separador puede funcionar con una productividad casi dos veces mayor que un separador similar con imanes de tierras raras y con una calidad de separación muy alta con respecto a una eficacia media-baja de un separador similar con imanes de ferrita.

Otra ventaja significativa proviene de la estructura muy simple de dichos circuitos de atracción, que resulta fácil de fabricar y de aplicar a cualquier tipo de separador.

Otras ventajas y características del separador según la presente invención serán evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de una realización del mismo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista de la sección transversal de un separador de polea de la técnica anterior con imanes de ferrita;

La figura 2 es una vista de la sección transversal de un separador de polea de la técnica anterior con imanes de tierras raras;

La figura 3 es una vista de la sección transversal de un separador de polea de la técnica anterior con imanes de ferrita y de elementos de tierras raras según la presente invención;

La figura 4 es una vista esquemática ampliada, que muestra en detalles la estructura de un circuito de atracción, según la presente invención;

La figura 5 es una vista en planta parcial de una primera disposición posible de las polaridades para el separador de la figura 3; y

La figura 6 es una vista en planta parcial de una segunda posible disposición de las polaridades para el separador de la figura 3.

Con referencia a la figura 1, se ha visto que una polea de imanes permanentes (1) consiste esencialmente en un cilindro ferromagnético (2) alrededor del que se aplican masas magnéticas de ferrita (3A), estando dicho cilindro (2) rodeado por una carcasa protectora (4) de material no magnético (por ejemplo, acero inoxidable) que se llena preferentemente con una resina de bloqueo (5). Este ensamblaje se une mediante bridas finales a un eje transportador o libre, de manera que pueda utilizarse, preferentemente, como un rodillo transportador para un transportador (6) provisto de lamas (7) en las que se retira el material (8) a tratar.

La dimensión H1 indica la altura de trabajo efectiva con respecto a la capa de material (8) a tratar y un valor indicativo del diámetro para una polea de 400 mm es H1 ? 80-90 mm para las partes ferromagnéticas con factor de forma medio-alto y buena permeabilidad.

En la figura 2 se ilustra una polea de similar forma y tamaño que la anterior, con masas magnéticas (3B) de elementos de tierras raras, en la que la altura de trabajo H2 es de 40-50 mm para las partes ferromagnéticas con factor de forma medio-bajo y baja permeabilidad y de 30 mm de distancia desde la superficie activa para las partes con permeabilidad muy baja.

En la figura 3 se ilustra una polea de similar forma y tamaño que las anteriores, con masas magnéticas mezcladas (3C) según la presente invención, en la que con una finalidad meramente a forma de ejemplo, se utilizan en concreto en cada polo dos bloques de ferrita (12) de una altura aproximada de 25 mm ubicados en contacto con el cilindro ferromagnético (2) y un bloque de tierra rara (13) también de una altura aproximada de 25 mm ubicado en la parte superior de los bloques de ferrita (12) y en contacto con éstos y cerca de la carcasa no magnética (4).

En el detalle de la figura 4 se ilustra un circuito magnético permanente según la presente invención que comprende, como mínimo, dos polos (3C) Norte-Sur cada uno de los cuales está compuesto en la parte inferior, en contacto con el cilindro ferromagnético (2) para la conexión del circuito entre los polos, de imanes de ferrita (12) (preferentemente de ferrita de estroncio) y en la parte superior, que representa la superficie de salida (14) de las líneas de flujo magnético (15) cuando es el polo Norte, o la superficie de entrada (16) cuando es el polo Sur, de los imanes de tierras raras (13) (preferentemente hierro-boro-neodimio) capaces de aumentar los valores del campo magnético y en particular del gradiente del campo magnético.

En las figuras 5 y 6 se ilustran con fines de ejemplo dos posibles disposiciones de polaridades en dirección longitudinal a las poleas magnéticas; en particular, la figura 5 muestra un arreglo a cuadros de varios polos magnéticos Norte-Sur mientras que la figura 6 muestra el arreglo con filas alternas longitudinales de polaridades Norte-Sur.

Para una comparación entre el campo indicativo y los valores de gradiente de campo que se pueden obtener en los tres separadores anteriores, se hace referencia a la siguiente tabla. En esta tabla, D es la distancia a la que se mide el campo magnético, mientras que G es el gradiente de campo medido en el intervalo de distancia especificado.

(Tabla pasa a página siguiente)

Este nuevo tipo de circuito de atracción aplicado,...

1. Separador magnético con imanes permanentes que comprende un miembro ferromagnético (2) para la conexión del circuito entre, como mínimo, dos polos magnéticos (3C), caracterizado porque cada polo magnético (3C) está compuesto de imanes de ferrita (12) en la parte inferior en contacto con dicho miembro ferromagnético (2) para la conexión del circuito y de imanes de tierras raras (13) en la parte superior que representa la superficie de entrada/salida (14) de las líneas de flujo magnético (15, 16).

2. Separador magnético, según la reivindicación 1, caracterizado porque en cada polo magnético (3C) la relación entre la longitud magnética efectiva de los imanes de ferrita (12) y los imanes de tierras raras (13) está entre 1:1 y 3:1, siendo preferentemente 2:1.

3. Separador magnético, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque consiste en un cilindro ferromagnético (2) alrededor del cual se aplican los polos magnéticos (3C), estando dicho cilindro (2) rodeado por una carcasa protectora (4) de material no magnético relleno con una resina de bloqueo (5), estando este ensamblaje unido a un eje de manera que puede utilizarse para un transportador (6) sobre el que se retira el material (8) a tratar.

4. Separador magnético, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los imanes de ferrita (12) son de ferrita de bario o ferrita de estroncio.

5. Separador magnético, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los imanes de tierras raras (13) son de samario-cobalto o hierro-boro-neodimio.