КОРОННЫЙ ЭЛЕКТРОСЕПАРАТОР
CORONA ELECTRIC SEPARATOR

Изобретение относится к электросепарации соразмерных частиц и может использоваться при разделении смеси материалов.
Известен электрокоронный сепаратор (А.С. №484010, М.Кл. В03С 7/02, Бюл. №34, 15.09.75), состоящий из загрузочного бункера, горизонтального ленточного транспортера, коронирующего электрода. Однако известный электрокоронный сепаратор не позволяет разделять соразмерные частицы с одинаковыми диэлектрическими свойствами.
Известен коронно-электростатический сепаратор (А.С. №1592046, МПК В03С 7/02, Бюл. №34, 15.09.90), взятый в качестве прототипа и состоящий из бункера-питателя, металлического электропроводящего заземленного осадительного электрода, коронирующего электрода, классификатора, источника высокого напряжения и щеточки для удаления налипших частиц.
На этом сепараторе веер разделения компонентов смеси определяется электрическими свойствами частиц. За счет различия диэлектрических постоянных, электрической проводимости и коэффициента деполяризации частицы получают различные заряды.
Недостатком прототипа является то, что данный коронно-электростатический сепаратор не разделяет соразмерные частицы с одинаковыми диэлектрическими свойствами.
Целью технического решения является разделение частиц, одинаковых по диэлектрическим свойствам и размерам, но различных по поверхностному сопротивлению.
Для решения этой цели сепаратор имеет ряд конструктивных отличий. Осадительный электрод вместо барабана выполнен в виде транспортерной ленты из электропроводящего материала, натянутой на два заземленных металлических цилиндра. Коронирующий электрод ограничен и выполнен с возможностью изменения размеров и местоположения для регулирования зон зарядки и разрядки, расположенных перед зоной разделения частиц, тем самым создаются две явно выраженные зоны, которые могут изменять свои размеры: зона зарядки и зона разрядки, расположенные перед зоной разделения. Изменение размеров зон позволяет получать необходимое время зарядки и разрядки, это определяет заряд частиц, что дает возможность разделять частицы по остаточному заряду.
Совокупность существенных признаков представленного технического решения, а именно: проводящей ленты, коронирующего электрода, выполненного с возможностью изменения размеров и местоположения для регулирования по продолжительности зон зарядки и разрядки, позволяющих получить новый экономический эффект - разделение соразмерных частиц, одинаковых по диэлектрическим свойствам и размерам, но различных по поверхностному сопротивлению, не известны из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Коронный электросепаратор (см. чертеж) состоит из электродвигателя 6, загрузочного бункера 5, источника высокого напряжения 7, осадительного электрода 2, подвижного и изменяющего свои размеры коронирующего электрода 1, который ограничен зоной зарядки. Коронирующий электрод выполнен из двух параллельных друг другу телескопических направляющих, находящихся на подвижной рамке, между которыми натянуты тонкие проволочки. Осадительный электрод 2, выполненный в виде ленточного транспортера из проводящего материала и вращающийся на двух заземленных металлических цилиндрах, классификатора 4, щеточки для удаления налипших частиц 3.
Сепаратор работает следующим образом.
При подаче напряжения на коронирующий электрод 1 возникает поле коронного разряда. Частицы из бункера 5 поступают в зону зарядки между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами, в результате чего приобретают электрический заряд. После выхода из зоны зарядки частицы попадают в зону разрядки, где они разряжаются. Электрический заряд, полученный частицей в поле коронного разряда, стекает на электропроводящую ленту.
Частицы с разными параметрами будут по-разному заряжаться в зоне зарядки и разряжаться в зоне разрядки. Для получения необходимой разности в зарядах частиц требуется изменять продолжительность зон зарядки и разрядки. Коронирующий электрод выполнен из двух параллельных друг другу телескопических направляющих, находящихся на подвижной рамке, между которыми натянуты тонкие проволочки. При изменении зоны зарядки направляющие выдвигаются или задвигаются, при изменении зоны разрядки подвижная рамка передвигается на салазках. Для изменения зон зарядки и разрядки могут быть предложены другие конструкции коронирующего электрода. Основным условием должно быть то, что коронирующий электрод должен быть подвижным и иметь возможность изменять свои размеры.
Скорость разрядки зависит от контактного сопротивления «частица-электрод», определяется поверхностным сопротивлением частицы и электропроводностью транспортерной ленты. Частицы с меньшим поверхностным сопротивлением разряжаются быстрее, чем с большим сопротивлением.
При выходе из зоны разрядки частицы попадают в зону разделения, где на них действуют сумма сил, которая и определяет угол отрыва частицы от электрода. В этой зоне на частицу действуют три силы: сила взаимодействия заряженной частицы с плоскостью ленты; сила тяжести и центростремительная сила. Первая сила прижимает частицу к ленте, она зависит от величины заряда частицы, центробежная сила отталкивает ее, а сила тяжести в верхнем полуцилиндре прижимает ее к ленте, в нижнем - отрывает от него.
В зависимости от суммарного действия сил распределение частиц образует веер. Частицы с малым контактным сопротивлением успевают разрядиться до зоны разделения и отбрасываются силами инерции с поверхности ленты. Частицы с большим контактным сопротивлением несут на себе заряд, тем самым прижимаются к ней электрическими силами.
Остаточный заряд частиц определяет угол отрыва частицы от вращающегося электрода. Чем меньше электрическое сопротивление частиц, тем быстрее они отрываются от поверхности вращающегося электрода. В зависимости от остаточного заряда частицы распределяются по классам в приемном устройстве после отрыва от транспортерной ленты.
Коронный электросепаратор позволяет проводить разделение соразмерных частиц с одинаковыми диэлектрическими свойствами за счет различий поверхностного сопротивления и тем самым сепарировать трудноразделимые смеси.