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Verfahren und Vorrichtung zur Scheidung der Bestandteile heterogener Materialien auf elektrostatischem Wege.
Bei den bekannten Verfahren, die Bestandteile heterogener Körper auf elektrostatischem Wege zu scheiden, werden die Elektroden durch einen konstanten elektrischen Strom beeinflusst. Dabei hat sich aber der. Nachteil herausgestellt, dass, wenn die Spannung so weit erhöht wird. dass eine wirksame Fortschleuderung derjenigen Teilchen stattfindet, welche die grösste Leistungsfähigkeit haben bzw. am schnellsten geladen werden, auch weniger leistungsfähige Teilchen geladen und mit fortgeschleudert werden, wodurch natürlich die Leistungsfähigkeit der bekannten Verfahren erheblich eingeschränkt wird.
Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren unterscheidet
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wird, u. zw. kommt das Verfahren am vorteilhaftesten zur Anwendung, wenn zwischen den Maximalspannungen Zeitzwischenräume ligen, wodurch die einzelnen Ladungen der Elektroden sehr kurz und nachdrücklichd werden.
Während die Elektroden bei den bekannten Verfahren mit einem konstanten Potential geladen werden und das Potential bei Unter-
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aufrecht erhalten, die gerade genügt, um die am stärksten leitenden Gutteilchen zu laden und deren Abschleuderung zu bewirken, worauf völlige Entladung der Elektroden statt-
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hältnisse zur Dauer des Potentiales ein ziemlich langer ist, was dadurch erreicht wird, dass. nachdem die Elektroden mittels eines Transformators die höchste Spannung erreicht haben, sie sofort darauf ausgeschaltet werden, so dass die Spannung auf Null zurückgeht, die
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Auf den Zeichnungen, in welchen ein Apparat zur Ausführung des neuen Verfahrens veranschaulicht ist, ist Fig. 1 eine Vorderansicht des Apparates ;
Fig. 2 und 3 sind
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sind verschiedene Stromkre. isschomas, die Stromquelle und die mit derselben verbundenen Elektroden zeigend, während Fig. 5, 7, 9 und 10 die Form der an den Elektroden auf- tretenden Stromwellen entsprechend den Fig. 4, 6 und 8 zeigen.
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trode, deren Drehrichtung durch den Pfeil in Fig. 3 angedeutet ist. E' ist eine zweite Elektrode, welche vorzugsweise aus einem in einer dicken Glasröhre E2 eingeschlossenen
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gebildet wird, ist eine Wand D aus Glas, Hartgummi, Holz oder anderem Isoliermateriale angeordnet, welche durch Flügelschrauben D2 an Ständern D'in verschiedener Hohe fest. gelegt werden kann.
Die Füsse D8 der Ständer D' können ferner in Rinnen D4 der Grundplatte B des Apparates verschoben werden, 80 dass die Wand D der Elektrode E genähert
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den über der Elektrode T ? angeordneten Trichter H, dessen Boden von einen Schlitz Ill- zwischen sich lassenden schräg gestellten verschiebbaren Platten gebildet wird, so dass der Schlitz H' je nach Bedarf verengt oder erweitert worden kann. Die Beförderung des Gutes wird durch an einer Stange A in dem Trichter hin und her bewegte Schaufeln A'unterstützt.
Wenn das zu scheidende Gut nun auf die sich drehende Elektrode E fällt, so werden diejenigen Teilchen, welche elektrisch leicht beeinflusst werden, in der mit M'bezeichneten Flugbahn (Fig. 3) über die Wand D hinweg gegen die Elelktrode E'geschleudert, wo sie in den Behälter R fallen. Die elektrisch weniger leicht beeinflussten, aber doch leitungsfiihigen Teilchen, welche in einem geringeren Grade von der statischen Ladung der Elek- trode E beeinflusst werden, werden in der Flugbahn zu (Fig. 3) gegen die Wand JJ geschleudert, von wo sie in den Behälter 7 ?' fallen.
Die an der Elektrode E haftenden Teilchen werden von der Bürste C in der mit M3 bezeichneten Bahn in den Behälter R' abgestrichen, doch können sie auch in einen besonderen Behälter abgeführt werden.
Die Wand D dient also in erster Linie einem rein mechanischen Zwecke, indem sin die Teilchen, welche eine geringere Leitungsfäingkeit besitzen, also nicht mit voller Kraft von der Elektrode E fortgeschleudert werden, zurückhält, so dass sie gesondert von den elektrisch stärker beeinflussten oder eine höhere Leitungsfähigkeit besitzenden Teilchen in einem anderen Behälter als diese gesammelt werden.
Da die Wand D aber aus Glas, Hartgummi oder einem ähnlichen dielektrischen Materiale besteht, so werden die in dem elektrischen Felde zwischen den beiden Elektroden auftretenden elektrischen Kraftlinien durch die dielektrische Wand stärker konzentriert,
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mit grösserer Kraft von der Elektrode E abgeschleudert werden.
Um nun die nicht gewünschte Ladung derjenigen Gutteilchen, welche elektrisch weniger leicht beeinflusst, d. h. nicht so sehne) (loll geladen werden, zu vermeiden, wird anstatt einer nahezu konstanten Ladung und eines dadurch erzeugten nahezu konstanten Feldes die Spannung an den Elektroden sehr schnell und bestimmt geändert u. zw. vorzugsweise so, dass hohe Spannungen durch Spannungslose Perioden von verhältnismässig langer Dauer unterbrochen werden, so (laM solche ieilchen, welche wenig leitungstllig sind, nicht geladen und daher mit den Teilchen von höherer Leitungsfähigkeit nicht zusammen fortgeschleudert werden.
In Fig. 4, ss und 8 sind beispielsweise drei Einrichtungen zur Unterbrechung der Spannung veranschaulicht.
In Fig. 4 bezeichnet 1 eine Wechselstrommaschine und 2 einen Transformator, während
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leitungsfähigen Gutteilchen zu bewirken, und wenn ferner die Wechselzahl hinreichend gross ist, so wird dadurch die Absonderung oder Konzentrierung des mit der Elektrode E in Be- rührung kommenden Gutes erheblich vergrössert. Eine Maximalspannungvon 25.000-50.000 Volt und eine Spannungsänderung von 50-60 Perioden per Sekunde führen zu guten Ergebnissen, und bei vielen Materialien, besonders wenn gute atmosphärische Bedingungen gegeben sind, ist die in Fig. 4 gezeigte einfache Anordnung ausreichend.
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maschine und 2 einen Transformator bezeichnet.
Nach dieser Anordnung ist aber in der einen Leitung des Transformatorstromkreises ein Widerstand 3 eingeschaltet, um nachteilig wirkende Stromschwankungen in dem Transformator zu vermeiden. Der Erfinder hat die Beobachtung gemacht, dass Schwankungen von hoher Frequenz das Bestreben zeigen, die nachdrückliche selektive Abschleuderung der Gutteilchen von der erregten Elektrode nachteilig zu beeinflussen oder zu vereiteln, da es aber für eine gute Arbeitsweise der Einrichtung erforderlich ist, dass das Hervorbringen und Verschwinden des Potentiales an der Elektrode so schroff und kurz als möglich eintreten, so werden Schwankungen während der kurzen Erregungsperiode die Herstellung dieses dwünschenswerten Zustandes störend beeinflussen.
Der die Sekundär-
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wicklung des Transformators und den Kondensator 5 einschliessende Stromkreis kann aber in sich selbst solche Schwankungen hervorbringen, u. zw. wegen der Zwischonwirkung der durch den Kondensator und die Induktanz der gestellten Kapazität. 4 ist eine Funkenstrecke, welche für die in dem Beteicho der Wechsetatrommaachino und des Transformators liegende Spannung eingestellt wird. Der Kondensator 5 wird von der Stromquelle aus geladen.
Hut er das Potential erreicht, auf das die Funkenstrecke eingestellt wurde, so entladet er sich Über den Widerstand 6 durch die Funkenstrecke. Der Entladestremkreis bringt an den Enden dieses Widerstandes eine Potentialdifferenz hervor, welche die mit den Enden des Widerstandes verbundenen Elektroden E, annehmen. Ist der Entladestrom abgelaufen, so herrscht keine Spannungsdifferenz zwischen E und E. Die diesen Vorgang darstellende Wellenkurve ist in Fig. T veranschaulicht. Nach dieser Anordnung kann die Maximalspannung auf etwa den millionsten Teil einer Sekunde fallen, so dass zwischen zwei aufeinander folgenden Maximalspannungen verhältnismässig lange spannungslose Zeitzwiscbenr1iume entstehen.
Einige Materialien sind so beschaffen, dass eine Trennung der Gutteilchen @am besten durch Ladungen mit demselben Vorzeichen herbeigeführt wird. Für diesen Zweck kann die Ausführungsform nach Fig. leicht abgeändert worden.
Nach der in Fig. 8 gezeigten Ausführung ist z. B. hinter dem Widerstande ein Gleichrichter 7 eingeschaltet, welcher dem Stromdurchgange in der einen Richtung einen wirk- samen, dagegen in der anderen Richtung nur einen sehr geringen Widerstand entgegensetzt Je nach der Verbindung des Gleichrichters können alle Ladungen der Elektroden positiv sein, wie durch die Wellen kurven in Fig. 9 veranschaulicht, oder alle negativ, wie durch die Wellenkurven in Fig. 10 veranschaulicht.
Nach den Ausführungen in Fig. 6 und 8 wird an den Elektroden eine schnell wiederkehrende Reihe von Spannungsstössen erzeugt, welche so kurz sind, dass nur die leitungsfähigsten Teilchen von der Elektrode E fortgeschleudert werden. Weniger leitungsfähige Teilchen werden bei Benützung eines Apparates nach Fig. 4 auf die Ladung reagieren, aber die Reaktion ist sehr schwach und die Teilchen werden daher mit viel geringerer Kraft fortgeschleudert, als die stark leitungsfähigen Teilchen.
Obwohl das Verfahren in erster Linie zur Trennung von in bezug auf ihre elektrische Leitungsfähigkeit verschiodenartig gebildeten Materialien dient, sind bei der praktischen Anwendung des Verfahrens Erscheinungen beobachtet worden, welche darauf hinweisen, dass auch andere Verschiedenartigkeiten die selektive Betätigung des Apparates herbei- führen können. So hat sich z. B. bei Teilchen desselben Materiales, welche bei demselben spezifischen Gewichte ein verschiedenes absolutes Gewicht haben, oder Partikel, welche ein verschiedenes spezifisches Gewicht oder eine verschiedene hygroskopische Fähigkeit haben. oder welche von verschiedener geometrischer Gestalt sind, gezeigt, dass man bei Anwendung dieses Verfahrens gleichartige Teilchen sammeln kann.
Hinsichtlich der Periodenfrequenz der an den Elektroden erzeugten Spannungen und der wirksamen Maximalspannung kann wenig Bestimmtes gesagt werden. Die bezüglichen
Grenzwerte sind sehr weitgehend, indem in der praktischen Anwendung sowohl hinsichtlich der Periodenzahl als auch der Spannung eine effektive Höchstgrenze nicht erzielt worden ist. Als das Ergebnis einer grossen Zahl von Beobachtungen wird jedoch empfohlen, dass die Periodenzahl am besten nicht weniger als zwanzig Spannungswechsel per Stunde betrat und dass während der Zeit, welche ein Teilchen gebraucht, um durch das elektrische Feld
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Trennung der Bestandteile heterogener Materialien, z. B. metallhaltiger Erze auf elektrostatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass während der Be- handlung des Gutes die Spannung der statischen Ladung der Elektroden schnell geändert wird.