Конусно-цилиндрический электростатический сепаратор

Полезная модель относится к сепарации сыпучих материалов, а именно к разделению или сортировке по размеру или вещественному составу многокомпонентных дисперсных материалов, таких как песок, в электрических полях. Полезная модель может быть использована в горно-обогатительных процессах для экспресс-анализа при обработке крупных проб в полевых условиях геологоразведочных партий, для обогащения полезных ископаемых, приготовления сухих смесей и подготовки порошков для последующего использования в строительной, химической и других отраслях промышленности.
Цель: разработка простого, мобильного, производительного и надежного прибора, пригодного для работы в полевых условиях.
Сущность полезной модели: известны сепараторы дисперсных материалов в сильном электростатическом поле, работа которых основана на электризации частиц материала посредством воздействия электрического разряда, в частности коронного, и их разделение в электростатическом поле, создаваемом системой электродов.
Аналог и прототип: наиболее близким по совокупности существенных признаков является лотковый наклонный электростатический сепаратор, (см., например, RU 671850 В03С 7/02) в котором исходная смесь сепарируемых минеральных частиц, подаваемая на заземленный электрод-лоток, подвергается электризации коронирующим электродами последующим их разделением в сильном электростатическом поле, создаваемым системой отклоняющих электродов. Процесс сепарации осуществляется в устройстве, включающем дозатор, систему электризующих (коронирующих) и отклоняющих электродов и приемник продуктов разделения, соединенных последовательно вдоль направления движения разделяемого материала. Схема движения перерабатываемого материала в таких сепараторах «сквозная» («проходная»), в этом их преимущество, которое позволяет легко встраивать аппараты в высокопроизводительные линии переработки россыпного материала.
Со схемой лоткового наклонного электростатического сепаратора можно ознакомиться на фиг. 1, где
1 - дозатор, 2 - осадительный электрод (пластинчатый наклонный), 3 - коронирующий электрод, 4 - отклоняющий электрод, 5 - дополнительный отклоняющий электрод, 6 - приемник продуктов разделения.
Недостатки: сепарационные характеристики электростатических сепараторов сильно зависят от влажности перерабатываемого материала.
Задачей, решаемой полезной моделью, является: изменение конструкции, уменьшение габаритов и веса аппарата, а также расширение области применения устройства.
Указанные технические результаты достигают за счет трансформации плоской линейной конструкции сепаратора в объемную конусно-цилиндрическую.
Со схемой конусно-цилиндрического электростатического сепаратора можно ознакомиться на фиг. 2.
В результате преобразования дозатор 1 и наклонный (осадительный) электрод 2 превращены в объемную конструкцию, образованную двумя коническими поверхностями: внешняя планка дозатора теперь представляет собой поверхность усеченного конуса вершиной вниз, осадительный электрод (пластинчатый наклонный) превращен во внутренний конус вершиной вверх. Корпус сепаратора 11 - цилиндр, на внутренней поверхности которого кронштейнами закреплен конус дозатора. Причем кронштейны допускают перемещение вдоль оси по стенке цилиндрического корпуса и фиксацию конуса дозатора. Т.к. конус осадительного электрода неподвижен, перемещение наружного конуса дозатора делает возможной регулировку ширины кольцевой рабочей щели 12.
Коронирующий электрод 3 представляет собой проводящее кольцо с остриями 8, расположенными на кольце на одинаковых расстояниях друг от друга и направленными к центру кольца. Коронирующий электрод смонтирован на изоляторах 7, также на внутренней поверхности цилиндрического корпуса. Через один из изоляторов на коронирующий электрод введен «минус» высокого напряжения.
Отклоняющий электрод 4 выполнен в виде профилированного кольца, повернутого выгнутой поверхностью к внутренней поверхности корпуса сепаратора, а плоской - к поверхности осадительного электрода. Отклоняющий электрод 4 так же, как и коронирующий электрод, подключен к «минусу» высокого напряжения.
Дополнительным отклоняющим электродом 5 служит цилиндрическая сетка, установленная на изоляторе 10 у нижней кромки (схода) осадительного электрода. Сетка (дополнительный отклоняющий электрод) подключена к «плюсу» высокого напряжения.
Приемник продуктов разделения 6 выполнен в виде трех соосных, вложенных друг в друга полых цилиндров, дно каждого из которых скошено и переходит в округлую горловину для вывода из сепаратора разделенных продуктов так, что их смешения не происходит.
Для работы в полевых условиях внутри цилиндрической поверхности осадительного электрода установлен электрический нагреватель 9, обеспечивающий и поддерживающий низкую влажность разделяемого материала и атмосферы внутри корпуса сепаратора.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом:
Исходный материал подают на вершину конуса осадительного электрода так, чтобы он равномерно заполнял рабочую щель между конусами электрода и дозатора. Попавший в щель материал, двигаясь по поверхности осадительного электрода, попадает под воздействие коронного разряда и получает отрицательный заряд, при этом проводящие частицы отдают осадительному электроду отрицательный заряд и сходят с него незаряженными. Непроводящие частицы заряд сохраняют, сходят с кромки осадительного электрода заряженными отрицательно и под воздействием положительно заряженной сетки (дополнительного отклоняющего электрода) отклоняются к центру корпуса сепаратора во внутренний цилиндр приемника продуктов. Нейтральные (проводящие) частицы, свободно падают к внешней стенке корпуса во внешний цилиндр сборника продуктов. В средний цилиндр сборника попадают частицы, не полностью отдавшие заряд осадительному электроду (промежуточный продукт).
Предлагаемая конструкция позволяет за один проход сокращать исходный материал примерно в пять раз, и выделять примерно 80% проводящих частиц мелких и тонких классов крупности, что вполне достаточно при исследовании и опробовании месторождений. Высокая производительность и возможность контроля влажности материала и атмосферы внутри корпуса сепаратора позволяют перерабатывать пробы больших объемов в полевых условиях.