Электрический сепаратор Советский патент 1984 года по МПК B03C7/00 

Изобретение относится к разделению часгиц электрическими методами, а именно к электрическим сепараторам для разделения зернистых материалов по электрофизическим свойствам, и может быть использовано в горнорудной промышленности, промышленности строительных материалов, переработки вторичного сырья, очистки метал лических порошков.

Известен электрический сепаратор, содержащий питатель, осадительный и высоковольтный электроды, подключенные к разноименным полюсам генератора постоянного высокого напряжения, очистительный проволочный электрод, подключенный к генератору переменного напряжения, приемники для продуктов сепарации. В этом сепараторе осадительным электродом служит вращаюшнйся барабан, а высоковольтным - коронируюш,ий в виде тонкой проволочки. При разделении в этом сепараторе непроводящих и проводящих частиц, непроводящие частицы в зоне действия коронирующих электродов налипают на барабан, а затем при вращении барабана выносятся из этой зоны, разряжаются, отделяются от барабана и попадают в соответствующий приемник. Отделению непроводящих частиц от барабана спо собствует очистительный электрод и ш,етка. Проводящие частицы отталкива;отся от барабана электрическими и центробежными механическими силами. Таким образом, в сепараторе имеется несколько разгрузочных отверстий, в которые разделенные частицы попадают одновременно и по различным траекториям 1.

Недостаток этого сепаратора - низкая селективность процесса, так как. разделяемые частицы материала находятся в поле электродов очень короткое время (сотые доли секунды), цикл зарядки и разрядки осуществляется однократно и на процесс сепарации оказывает влияние ряд случайных факторов: ориентация частиц, экранировка электрического поля одних частиц другими, расстояние частиц от электродов, количество

. частиц в поле электродов, столкновение частиц друг с другом и электродами. В устройстве не удается добиться стабильности и устойчивости процесса разделения в случае частиц с близкими электрофизическими свой. ства.ми ввиду того, что траектории этих частиц после разделения незначительно отличаются друг от друга и, батее того, наблюдается их постоянное перемещение, например, ввиду изменения частоты Ефащения барабана, производительности по исходной загрузке. Кроме того, недостаточная селективность, а также надежность известного устройства вызвана тем, что на процесс сепарации оказывает влияние постепенный износ барабана, щеток и наличие потока воздуха, создаваемого вращающимися узлами (барабаном, щетками).

Известен также электрический сепаратор «Электроцикложет, содержащий питатель с блоком включения, рабочую камеру с О(радительным и высоковольтным электродами и с приспособлением для разгрузки, генератор постоянного высокого напряжения с ключевым элементом, подключенный к электродам, приемные камеры и разгрузочные щиберы с приводом для регулирова.ния подачи разделенных компонентов сепарируемого материала в различные приемники. Схема управления этого сепаратора предусматривает подачу сепарируемого материала в потоке воздуха и одновременно выгрузку разделенных компонентов через несколько разгрузочных отверстий в различные приемники, при этом схема управления обеспечивает беспрерь вное подключение генератора высокого напряжения к высоковольтному электроду во время выгрузки разделенных компонентов 2.

Известное устройство также имеет низкую селективность процесса. В устройстве разделенные частицы находятся во взвешен5 ном состоянии в потоке воздуха, а поток воздуха имеет неодинаковую скорость по сечению трубы, поэтому возникают завихрения и смешивание уже разделенных в электрическом поле частиц. Кроме того, со временем часть частиц оседает на стенках трубы и поверхности электродов, что приводит к изменению режима зарядки и отклонения частиц и, как следствие, к нестабильности и невысокой надежности процесса.

,Недостатки этих устройств обусловлены

тем, что разделенные в электрическом поле частицы попадают из рабочей камеры в приемники одновременно, при этом отсутствуют условия, при которых могут многократно проявляться электрофизические свойства час0 тиц, например электропроводность. В устройствах селективность сепарации резко ухудшается при многослойной подаче частиц, так как в электрическом поле отклоняется только ближайший к электродам слой мате5 риала и повышается вероятность столкновения частиц и их отскока в случайный приемник.

Цель изобретения - повышение надежности и селективности сепарации.

IIocTaBvieHHaH цель достигается тем, что

0 электрический сепаратор, содержащий питатель с блоком включения, рабочую камеру с осадительным и высоковольтным электродами и приспособлением для разгрузки, генератор постоянного высокого напряже, ПИЯ с первым ключевым эле.ментом, подключенный к электродам, прие.мные камеры и разгрузочные шиберы с приводом, дополнительно снабжен блоком синхронизации, блоком задержки, переключателем, генератором

переменного высокого напряжения с вторым ключевым элементом и заземлителем с третьим ключевым элементом, при этом выход блока синхронизации соединен с входом блока включения питателя, второй выход блока синхронизации через блок задержки подключен к приводу разгрузочных шиберов, а третий выход - к входу переключателя, соответствующие выходы которого соединены с входами ключевых элементов, а выходы заземлителя и генератора высокого переменного напряжения соединены с электродами.

На чертеже схематически изображен предлагаемый сепаратор.

Сепаратор имеет трубчатые рабочие камеры 1, внутри которых по центру установлен высоковольтный электрод 2, выполненный в виде тонкой проволоки, закреплен- ной на изоляторах 3, в качестве осадительного электрода 4 служит вся внутренняя однородная поверхность рабочей камеры. Над рабочими камерами смонтированы питатели 5, состоящие из бункера 6 и заслонки 7, подсоединенной к блоку 8 включения и отключения, например электродвигателю с блоком управления. Группы 9 и 10 рабочих камер 1 имеют по общему гтитателю, под каждой из групп 9 и 10 рабочих камер 1 имеется по общему отверстию, в которых установлены щиберы 11 с приводом 12 и блокирующим устройством 13 для поочередного переключения подачи разделенных компонентов в приемник 14 для проводников и приемники 15 и 16 для непроводников. Сепаратор снабжен блоком 17 синхронизации и блоком 18 задержки, которые могут быть собраны из стандартных электромеханических реле (промежуточных и времени) или из стандартных электронных элементов, или может быть применено стандартное программное устройство для управления технологическими процессами, в памяти которого заложена очередность подачи команд и временные интервалы между этими командами (например, контактный электромеханический преобразователь типа КЭП 12У на 12 команд). Первый выход блока 17 синхронизации подключен к блоку 8 включения и питателем 5, второй выход блока 17 синхронизации через блок 18 задержки к приводу 12 шиберов 11. Третий выход схемы 17 синхронизации подключен через переключатель 19 к ключевому элементу 20 генератора 21 постоянного высокого напряжения, высоковольтный ввод которого соединен с коронирующим электродом 2. К переключателю 19 подсоединен также ключевой элемент 22, заземлитель 23 коронирующего электрода и ключевой элемент 24 генератора 25 переменного высокого напряжения, высоковольтные вводы которого также соединены с коронирующим электродом 2. Переключатель 19, который обеспечивает поочередное подсоединение электрода 2 к генератору 21, заземлителю 23 и генератору 25 может быть конструктивно объединен с блоком 17 синхронизации. Переключение генераторов 21 и 25 и заземлителя 23 может осуществляться как с низковольтной стороны, так и с высоковольтной.

Сепаратор работает следующим образом.

Блок 17 синхронизации подает команду

на включение ключевого элемента 20 генератора 21 постоянного напряжения группы рабочих камер 9, на привод 12 щиберов 11 для переключения рабочих камер на приемник 14 и на включение блока 8 заслонки 7 питателя 5. Из бенкера 6 через открытую заслонку 7 частицы материала, состоящего из проводников и непроводников, ссыпаются в группу 9 рабочих камер 1. Порция частиц материала, ссыпаемая в рабочие камеры 1, определяется при наладке, при этом для достижения высоких технологических

0 показателей необходимо, чтобы количество непроводников не превышало число частиц которые могут покрыть одним слоем осадительный электрод 4. Эта порция частиц материала зависит от времени, в течение ко5 торого открыта заслонка 7, и которое регулируется блоком 17 синхронизации. При падении частиц вдоль проволочного коронирующего электрода 2 и внутренних стенок рабочей камеры (осадительного электрода 4) происходит зарядка частиц материала то0 ком короны, частицы приобретают заряд, одноименный коронирующему электроду, и начинают двигаться в сторону осадительного электрода 4. Непроводящие частицы оседают и задерживаются на осадительном электроде 4, покрывая его тонким слоем.

5 Проводящие частицы после касания осадительного электрода 4 перезаряжаются, не задерживаются на этом электроде 4 и далее после неоднократной перезарядки под действием силы тяжести попадают через ни0 жнее отверстие рабочей камеры в приемник 14 для проводников. После того, как из рабочих камер 1 высыпаются проводники, блок 17 синхронизации подает команду на срабатывание привода 12 шиберов 11, при этом рабочие камеры 1 соединяются с приемником

15 для непроводников, одновременно блок синхронизации 17 подает команду на отключение ключевого элемента 20 генератора 21 постоянного высокого напряжения и включение ключевого элемента 22 заземли0 теля 23. Таким образом, в приемник 15 высыпаются крупные частицы непроводников. Далее с задержкой времени, определяемой при наладке блока 18 задержки, блок 17 синхронизации подает следующую команду на срабатывание привода 12 щиберов II,

5 при этом рабочие камеры 1 соединяются с приемником 16, одновременно блок 17 синхронизации подает команду на отк-тючение элемента 22 заземлителя . 23 и включение

элемента 24 генератора 25 неременного высокого напряжения. При этом происходит очистка осадительного электрода 4 от пыли, которая ссыпается в приемник 16. Далее цикл работы группы 9 рабочих камер повторяется, при этом цикл работы другой грунны 10 рабочих камер может быть сдвинут во времени относительно цикла работы группы 9.

В варианте исполнения предлагаемого сепаратора цикл работы каждой группы рабочих камер состоит из трех стадий. Первая стадия - загрузка частиц сепарируемого материала в рабочую камеру и выгрузка проводников при включенном генераторе постоянного напряжения. Вторая стадия - выгрузка непроводников при отключённом питателе и генераторе напряжения. Третья стадия - очистка рабочей камеры от частиц при включенном генераторе переменного напряжения.

В предлагаемом сепараторе удается добиться высокой селективности разделения

материалов, так как увеличивается время сепарации и за один проход через рабочую камеру происходит многократная перечистка материала. При этом резко снижается влияние случайных факторов на процесс сепарации: случайный унос частиц под действием механических, например центробежных сил, или вихрями воздушного потока. Разгрузка проводников и непроводников в соответствующие приемники четко разграничена не только в пространстве, но и во времени.

Кроме того, в предлагаемом сепараторе удается добиться высокой удельной производительности, так как в процессе сепарации участвует весь объем рабочей камеры и вся ее внутренняя поверхность, причем применение групп, состоящих из большого числа рабочих камер, не приводит к существенному усложнению конструкций. В случае применения большого числа рабочих камер, в процессе разделения одновременно участвует вся их поверхность, площадь которой может быть большой.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР, содержащий питатель с блоком включения, рабочую камеру с осадительным и высоковольтным электродами и приспособлением для разгрузки, генератор постоянного высокого напряжения с первым ключевым элементом, подключенный к электродам, приемные камеры и разгрузочные щиберы с приводом, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и селективности сепарации, он дополнительно снабжен блоком синхронизации, блоком задержки, переключателем, генератором переменного высокого напряжения с вторым ключевым элементом и заземлителем с третьим ключевым элементом, при этом выход блока синхронизации соединен с входом блока включения питателя, второй выход блока синхронизации через блок задержки подключен к приводу разгрузочных шиберов, а третий выход - к I входу переключателя, соответствующие выходы которого соединены с входами ключе(Л вых элементов, а выходы заземлителя и генератора высокого переменного напряжения соединены с электродами. со й