Электросепаратор

 

Использование: устройство для разделения сыпучих смесей, порошковых материалов по фракциям и может быть использовано в радиоэлектронной, строительной и горнодобывающей промышленности. Сущность изобретения: электросепаратор содержит корпус, бункер, питатель, осадительные электроды, коронирующий электрод, приемники продуктов разделения. Сепаратор снабжен двумя индукционными электродами, расположенными в зоне коронного разряда. Приемники продуктов разделения размещены попарно на корпусе в два яруса или более и сообщены с ним проемами. Осадительные электроды размещены в проемах приемников разделения, разнополярны и подключены к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения. Каждая пара осадительных электродов в сторону основания корпуса подключена к более высоковольтным секциям источника постоянного напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих смесей, порошковых материалов по фракциям и может быть использовано в радиоэлектронной, строительной и горнодобывающей промышленности.

Известен электрический сепаратор (Справочник по обогащению руд, т.2, ч. 1. М. Недра, 1974), содержащий питатель, осадительный и высоковольтный электроды, подключенные к разноименным полюсам генератора постоянного тока высокого напряжения, очистительный проволочный электрод, приемники для продуктов сепарации, воздухопровод для откоса мелких частиц. Недостатком этого сепаратора являются низкая селективность процесса сепарации и невысокая стабильность работы устройства.

Также известен электросепаратор с вращающим электрическим полем (авт.св. СССР N 852346, кл. B 03 C 7/12, 1978). Он содержит питатель, рабочие органы в виде тел вращения с размещенными электродами чередующейся полярности, установленными с возможностью синхронного вращения.

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность процесса сепарации.

Прототипом предлагаемого устройства является электросепаратор, описанный в авт. св. CCCP N 862989, кл. B 03 C 7/12, 1981. Электросепаратор содержит загрузочное устройство, к которому коаксиально прикреплены заземленный и потенциальный электроды, образующие между собою воздушный канал. Под потенциальным электродом размещены осадительный электрод с конусообразным наконечником и коронирующий электрод. Электросепаратор также снабжен осадительной камерой с вентилятором для приема легкой фракции и камерой для приема тяжелой фракции.

Недостатками прототипа являются: 1. Сложная конструкция устройства, включающая двухкорпусную структуру с воздухопроводом и воздушным насосом.

2. Низкая эффективность процесса сепарации, предусматривающая разделение сыпучего материала только на две фракции, при этом в качестве основного элемента разделения используется воздушный поток.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса сепарации.

Поставленная цель достигается тем, что в электросепараторе, содержащем корпус, бункер, питатель, осадительные электроды, коронирующий электрод, приемники продуктов разделения и снабженном двумя индукционными электродами, расположенными в зоне коронного разряда, осадительные электроды размещены попарно на корпусе, разнополярны и подключены к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения, причем каждая пара осадительных электродов в сторону основания корпуса подключена к более высоковольтным секциям источника постоянного напряжения.

Электросепаратор снабжен двумя индукционными электродами, расположенными в зоне коронного разряда, его осадительные электроды размещены попарно на корпусе, разнополярны и подключены к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения, причем каждая пара осадительных электродов в направлении основания корпуса подключена к более высоковольтным секциям источника постоянного напряжения, поэтому достигается поставленная цель - более чем в два раза по количеству разделяемых фракций и качеству их разделения возрастает эффективность работы электросепаратора.

В известных технических решениях признаков, сходных с заявляемым не обнаружено. Поэтому предложенное техническое устройство электросепаратор - обладает существенными отличиями.

Изобретение поясняется чертежом.

Конструктивно электросепаратор содержит корпус 1, на котором установлен бункер 2 для приема разделяемого вещества, и питатель 3, приемники продуктов разделения 4, высоковольтный секционный источник постоянного напряжения 5. Внутри корпуса электросепаратора размещены коронирующий электрод 6, два индукционных электрода 7 и осадительные электроды 8.

Бункер 2 выполняется заданных размеров из твердого материала (металл, диэлектрик) в зависимости от требуемой загрузки исходного вещества. Питатель 3 в виде цилиндра из твердого материала имеет внутреннюю дроссельную заслонку (не показано) для возможности управления процессом подачи вещества в разделительный объем. Рабочий диаметр питателя 3 определяется производительностью электросепаратора и может составлять от 30 до 300 мм. На корпусе 1 за питателем 3 размещен коронирующий электрод 6, который с целью улучшения прохождения сепарируемого вещества в разделительный объем и повышения устойчивости коронного электроразряда выполнен в виде сетки из тонкой металлической проволоки, в ее узлах размещены ориентированные вниз металлические штыри.

Корпус 1 изготавливается из стали, содержит ряд цилиндрических ступеней, верхняя из которых в зависимости от диаметра питателя может иметь рабочий внутренний диаметр от 100 до 500 мм. Снизу от коронирующего электрода 6 внутри верхней ступени корпуса размещены два индукционных электрода 7 в виде полуколец из сплошного металла либо сетчатой металлической конструкции. К коронирующему электроду 6 прикладывается высокое напряжение для возбуждения в верхней секции корпуса 1 тлеющего разряда. К индукционным электродам 7 подводится переменное напряжение требуемой частоты (50 Гц- 50 кГц) и амплитуды (100 В 1 кВ). Прикладываемое к индукционным электродам 7 переменное напряжение обусловливает траектории пролета разделяемых частиц: увеличения длины их перемещения в зоне тлеющего разряда, что обеспечивает эффективную электризацию всех выводящих из питателя 3 разделяемых частиц сыпучего вещества.

Накопительные камеры приемники продуктов разделения 4 размещаются попарно на корпусе. Число пар накопительных камер составляет от двух до пяти в зависимости от требуемого числа разделяемых фракций и качества их разделения. Камеры выполнены требуемых размеров (от 10 до 1000 дм³) и неподвижно соединены с корпусом 1. В проемах цилиндрической, овальной либо прямоугольной формы этих камер 4 размещены осадительные электроды 8, форма которых сплошная и определяется формой проема (цилиндрическая, овальная, прямоугольная). Осадительные электроды 8 размещены в проемах накопительных камер 4 наклонно. Их угол наклона к вертикальной оси для получения эффективного разделения частиц, как показали результаты эксперимента, находится в интервале 15 35^o. На последующей ступени корпуса 1 размещена вторая пара приемников продуктов разделения 4 с осадительными электродами 8, причем для уплотнения разделительного объема и снижения габаритов электросепаратора каждая пара накопительных камер 4 может быть смещена к последующей паре на 180^o. Корпус 1 сепаратора завершается нижним приемником продуктов разделения 4, причем для улучшения степени разделения диаметр ступеней корпуса может снижаться к основанию. Каждая пара осадительных электродов 8 подключается к соответствующим секциям высоковольтного секционного источника постоянного напряжения 5, приэтом верхняя пара осадительных электродов 8 подключена к секциям источника 5 с минимальным напряжением, последующая пара осадительных электродов 8 к секциям источника с более высоким напряжением и самая нижняя пара осадительных электродов 8 в сторону основания корпуса подключена к выходным секциям высоковольтного секционного источника постоянного напряжения с максимальным напряжением.

Электросепаратор работает следующим образом.

Сепарируемая смесь из бункера 2 через питатель 3 поступает в верхнюю цилиндрическую ступень корпуса 1. На коронирующий электрод 6 и индукционные электроды 7 подаются питающие напряжения, а на попарно размещенные осадительные электроды 8 подается напряжение от высоковольтного секционного источника постоянного напряжения 5.

Поступающие в область коронного разряда частицы сыпучего материала начинают заряжаться, а поданное на индукционные электроды 7 переменное напряжение обусловливает сложное колебательно-поступательное движение частиц в области коронного разряда, что обеспечивает высокую степень электризации (заряда) распыленных частиц.

Продвигаясь под действием силы тяжести вниз к основанию корпуса 1, частицы попадают в зону действия первой пары осадительных электродов 8, к которым приложено разнополярное напряжение. Под действием сил электрического поля F_i= q_iE_i, где q_i заряд движущихся частиц; E_i напряженность поля в пространстве осадительных электродов 8, наиболее легкие частицы, изменяя траекторию, достигают поверхности осадительных электродов 8, нейтрализуют свои заряды на этих электродах и выпадают в накопительные камеры 4. Оставшиеся частицы попадают в следующую цилиндрическую ступень корпуса 1, где подвергаются действию более сильного поля E_i=U_i/l, возрастающего как за счет повышения приложенного к осадительным электродам 8 напряжения, так и за счет уменьшения межэлектродного расстояния (в случае снижения диаметра цилиндрических ступеней корпуса 1 к основанию). В накопительных камерах 4 в результате нейтрализации частиц на новой паре осадительных электродов 8 конденсируются частицы более крупного размера. В последующих накопительных камерах 4 осаждаются частицы еще более крупного размера.

В последней накопительной камере 4, расположенной у основания корпуса 1, оседают частицы максимального размера либо частицы, которые не подвергаются электризации. На этом процесс сепарации заканчивается. В результате в каждой накопительной камере (приемнике продуктов разделения) 4 выделяется фракция сепарируемого материала соответствующих размеров, а всего при двух парах накопительных камер формируются пять типов разделяемых частиц соответствующих размеров. Вариацию размеров частиц в процессе сепарации можно осуществлять регулированием напряжения секций высоковольтного секционного источника переменного напряжения 5.

Таким образом, достижение поставленной цели повышение эффективности сепарации обеспечивается путем снабжения электросепаратора двумя индукционными электродами, расположенными в зоне коронного разряда, попарно размещения разнополярных осадительных электродов на корпусе, их подключения к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения и ступенчатого повышения напряжения в заданных пределах на парных осадительных электродах в сторону основания сепаратора.

Технико-экономические преимущества предлагаемого электросепаратора в сравнении с базовым устройством прототипом и другими аналогами: 1. Существенно упрощается конструкция устройства электросепаратора.

2. Более чем в два раза возрастает эффективность разделения сепаратора по числу разделяемых фракций при значительном повышении качества их разделения.

Формула изобретения

Электросепаратор, включающий корпус, бункер, питатель, разнополярные осадительные электроды, коронирующий электрод, приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что он снабжен двумя индукционными электродами, расположенными в зоне действия коронирующего электрода, приемники продуктов разделения размещены попарно на корпусе в два или более ярусов и сообщены с ними проемами, осадительные электроды размещены в проемах приемников продуктов разделения и подключены к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения, причем каждая расположенная ниже пара осадительных электродов подключена к более высоковольтным секциям источника постоянного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1