<B>Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Trennung von körnigem Gut.</B> Es ist bekannt, für die Trennung und Scheidung des körnigen Gutes einen schüttel bewegten Tisch zu benützen, und zwar inso fern, als zu diesem Zwecke ein Wasser- bzw. Luftstrom benützt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Scheidung und Trennung von körnigem Gut, wie zermahlener Kohle, Erzen usw., bei dem zum Zwecke der Erhöhung des Effektes die elektrischen Eigenschaften aus genützt werden, welche bei ungleich schnel ler Kontaktaufladung der Teilchen in der durch die Gasionen gebildeten Raumladung zum Vorschein treten.
Die Kontaktaufladung hängt von der Leit fähigkeit und der dielektrischen Konstante der Teilchen, die Aufladung in der Raum ladung von ihrer dielektrischen Konstante ab. Bei den verschiedenen spezifischen Eigen schaften des getrennten Gutes ist diese Wir kung verschieden gross. Bei der Trennung kommt wieder der Einfluss der verschiedenen Abmessungen der Teilchen zur Geltung.
In den Fig. 1a bis 3 der beigeschlossenen Zeichnung ist der Grundgedanke des Verfah rens und das Prinzip der Einriehtung zu des sen Ausführung schematisch dargestellt, wo bei Fig. la die Cresamtansicht der Einrichtung darstellt.
Fig.lb stellt. den Querschnitt durch die in Fig. la dargestellte Einrichtung dar.
Fig. 2 stellt schematisch das bei der Tren nung erfolgte Überspringen der einzelnen Teilchen des zu trennenden Gutes und end lich Fig. 3 stellt schematisch die Aufteilung der Förderfläche der Einrichtung dar, das heisst in der angedeuteten Weise wird das getrennte Material nach seiner Beschaffenheit aus der Einrichtung entnommen.
Die Teilchen werden auf die rechteckige Förderfläche ABCD in der Nähe einer ihrer Ecken A gebracht. Die Fläche wird in jener Richtung, welche mit den zwei parallelen Sei ten der rechteckigen Förderfläche AB und <I>CD</I> parallel ist, in Schüttelbewegung ge bracht. Die zu der Schüttelbewegung parallele Richtung wird in folgendem als Längsrich tung bezeichnet. Die zu dieser senkrecht ste hende Richtung, welche sich ebenfalls in der Ebene der Förderfläche befindet, wird in fol gendem als Querrichtung bezeichnet.
Die För- derfläche ABCD liegt<B>zu</B> der waagrechten Ebene derart, dass die Ecke 11, in deren Nähe auf die Förderfläche das Material zugeführt wird, am höchsten liegt, und die Ecke D, wel che in einer Diagonalen gegenüber der Ecke 4 angeordnet ist, liegt am tiefsten.
Die Sei ten der Förderfläehe r18 und<I>CD</I> sind ge genseitig parallel, sind aber zu der horizon talen Ebene derart geneigt, dass die Ecken A und C höher liegen als die Ecken<I>B</I> und<I>D.</I> Die Seiten AC und BD sind ebenfalls parallel, jedoch zur horizontalen Ebene derart geneigt, dass die Ecken A und B höher liegen als die Ecken C und D. Die Förderfläche ist also zur horizontalen Ebene einmal in Richtung<I>AB</I> bzw.<I>CD</I> und einmal in Richtung AC <I>bzw.</I> BD geneigt.
Die Förderfläche, welcher die Schüttel bewegung in der erwähnten Längsrichtung erteilt wird, wird in zwei ungleich aus geführte Teile geteilt, wie dies in den Fig. la und 1b dargestellt ist, und zwar derart, dass in dem Teile AEFC abwechselnd Metall streifen 1 vorgesehen sind, welche mit den Öffnungen 2 versehen sind, durch welche von unten die Druckluft 3 zugeführt wird. Wei ter sind hier die Isolierleisten 4 vorgesehen, welche die Ebene der Förderfläche übergrei fen.
Die metallischen, elektrischleitenden Streifen 1 sind an der Unterseite mit den Ste gen 5 versehen, welche zusammen mit dem Boden 6 den der Zufuhr der Druckluft die nenden Kasten 7 bilden.
Ein Teil der Fläche EBDF ist metallisch mit den hervorragenden Rippen 8, welche gleich breit wie die Isolierleisten 4 in dem Teile AEPC sind, mit einer Höhe, die bei EF gleich ist wie die bei den Isolierleisten 4, und in Richtung zu BD diese auf Null ab- nimmt.
In Übereinstimmung mit der Gegenelek trode 9, die bezüglich ihrer Durchführung und der Fiuiktion später beschrieben wird, hat die erwähnte Ausführung der Förder- fläche den folgenden Zweck: Das Gemisch des zu trennenden oder zu scheidenden Gutes wird in dem Teil<B>AB</B> der Einrichtung zugeführt.
Unter der alleinigen Wirkung der Schüttelbewegung der Förder- fläche bewegt sich das Gut in der Längs- als auch in der Querrichtung. Die leichteren Teil chen werden durch den Luftstrom hochgeho ben und infolge der erwähnten Neigung über springen sie in der Querrichtung die Isola tionsleisten (Rippen) 4. Die schweren Teil chen verbleiben auf den metallischen Streifen 1. Die Trennung bzw. Scheidung des ver mischten Gutes erfolgt also in diesem Falle je nach seinem spezifischen Gewicht.
Das getrennte bzw. geschiedene Gut be findet sich in einem elektrischen Felde, wel- ches zwischen der beschriebenen Förderfläehe und einer Gegenelektrode 9 gebildet wird. Die Teilchen des Gemisches werden infolge der elektrostatischen Induktion bei der Be rührung mit dem Metallstreifen 1 verschieden rasch geladen, und zwar je nach den Abmes sungen, der Leitfähigkeit und der dielektri- schen Konstante des Materials, da die Zeit konstante der Aufladung von den physika lischen Eigenschaften des Materials abhängt.
Durch Wirkung des elektrischen Feldes wer den die derartig elektrisch geladenen Teil chen von der Förderfläche hochgehoben, wobei wiederum das Gewicht der Teilchen zur Geltung kommt, welches durch die elek trische Kraft überwunden werden muss. So bald ein Teilchen von der Förderfläche hoch gehoben wird, hört natürlich die Aufladung durch Berührung auf.
Zwecks Klarstellung des weiteren Verlaufes ist es notwendig, die Funktion und die Durchführung der in den Fig.1a und 1b dargestellten Gegenelektrode 9 zu beschreiben: Diese Gegenelektrode liegt oberhalb der Förderfläche, und zwar derart, dass sowohl in der Längsrichtung dieser Förderfläche AB bzw. <I>CD</I> als auch in der Querrichtung, das heisst AC bzw. BD, die Entfernung derart vergrö ssert wird, dass sie in der Ecke A die kleinste ist und in der Ecke D die grösste.
Die Gegen elektrode 9 besteht aus den Metallamellen 1.0, welche in der Längsrichtung KZ bzw. ?ITN in 1-Form angeordnet sind, wobei die zur Förderfläche zugeneigten Gurte dieser I- Stücke (Lamellen) enger sind als die oberen Gurte. Der Raum zwischen den Lamellen stegen ist mit einem Isolator 11 ausgeführt, in welchem die Gitterfäden 12 angeordnet sind.
Zwischen die Lamellen 10, welche gegen seitig leitend verbunden sind, und die Gitter fäden 12, die ebenfalls leitend verbunden sind, wird eine Wechselspannung gelegt, durch deren Wirkung es zu einer Gleitentla dung kommt, welche die Quelle der Gasionen bei der Polarität darstellt.
Dabei wird zwi schen die Förderfläche ABCD und die Lamel- len 10 der Gegenelektrode KLAN eine Gleich spannung derart zugeführt, dass diese Lamel len 10 negativ sind und die leitenden Strei fen 1 der Förderfläche positiv sind, so dass in den Raum zwischen ABCD und KL31N nur die negativen Ionen abgesaugt werden, welche eine negative Raumladung ausbilden.
Die durch Berührung positiv geladenen und durch die Wirkung des elektrischen Fel des, das gleichgerichtet zwischen ABCD und KLAN wirkt, und auch durch Wirkung des Luftstromes in dem Raume schwebenden Teil chen werden - infolge der Raumladung umgepolt. Die Geschwindigkeit und die Um- polungsstufe hängt von den Abmessungen und der dielektrischen Konstante der Teil chen ab.
Die Bewegung des Teilchens, soweit die ses noch auf der Förderfläche liegt, wird durch das Gewicht der Teilchen und die Be wegungsimpulse bestimmt, welche ihm durch die Förderfläche erteilt werden. Die in dieser Phase durch die Teilchen durchlaufenen Bahnen hängen ebenfalls von der Zeit. ab, in welcher das Teilchen in Berührung mit der Förderfläche verbleibt und welche von der Strömung der zugeführten Luft und von der Geschwindigkeit der Kontaktaufladung ab hängt.
Die Grösse der Ladung, welche das Teil ehen erhalten hat, hängt von dem Gewicht des Teilchens und von der Intensität des Fel des zwischen der Förderfläche und der Gegen elektrode ab. Sobald das Teilchen in dem Raum zwischen der Förderfläche ABCD und der Gegenelektrode KLAN <I>zu</I> schweben be ginnt, wirkt auf dieses die elektrische Kraft in dem elektrischen Felde und das Gewicht des Teilchens. Mit Rücksicht auf die An ordnung der Förderfläche und der Gegen elektrode zueinander, ist die Intensität des Feldes an jener Stelle am grössten, wo die Entfernungen zwischen der Gegenelektrode und der Förderfläche am kleinsten sind und am kleinsten, wo die Entfernungen am gröss ten sind.
Infolgedessen ändert sich auch die Kraftwirkung des elektrischen Feldes auf das elektrisch geladene Teilchen und hat Einfluss auf die Bahn, welche das Teilchen durchläuft.
Das Umpolen des Teilchens in der Raum ladung verkleinert in Abhängigkeit von der Zeit die Ladung des Teilchens, welche dieses durch Berührung erhalten hat. Da die Fähig keit der U mpolung von den Abmessungen und der dielektrischen Konstante abhängt, werden die Teilchen ungleich schnell und auf einen ungleichen Wert der Ladung umgepolt.
Bei vollständiger Umpolung, wobei sich die ur sprüngliche durch Berührung erhaltene La dung, welche positiv war, geändert hat, als sich das Teilchen in dem Raum zwischen der Förderfläche ABCD und der Gegenelektrode KL@1@' auf eine negative Ladung geändert hat, hat sich auch der Sinn der Wirkung des elektrischen Feldes auf das Teilchen derart geändert, da.ss die elektrische Kraft von der Gegenelektrode KLlIN <I>zu</I> der Förderfläche ABCD wirkt und sich mit der Kraftwirkung der Schwere addiert.
Dadurch, dass sieh die Teilchen verschie dener spezifischer Eigenschaften und verschie dener Abmessungen in dem Feld der Schwere als auch in dem elektrischen Feld verschieden verhalten, wie oben angeführt, sind die Bah nen, welche die verschiedenen Teilchen durch-. laufen, auch verschieden. Infolgedessen setzen sich die Teilchen an verschiedenen Stellen der Förderfläche ab und werden in Antei len, welche sich bei der Trennung durch Ab messungen und bei der Scheidung durch die spezifischen Eigenschaften ergeben, abgeführt.
In Fig. Z ist dann die Bahn dargestellt, welche das Teilchen bei gleichzeitiger Wir kung allerKräftekomponentendurehl'äuft.Das Teilchen wird bei dem Punkt x zugeführt. Durch die Schüttelbewegung der Förder- fläche wurde das Teilchen früher noch, als es durch Berührung auf jenen Wert geladen werden konnte, wo es oberhalb der Förder- fläche zu schweben beginnt, zu dem Punkt y gebracht und hat somit einen Teil der Be wegung in der Längs- als auch in der Quer richtung zurückgelegt.
In dem Punkt kommt es zu einem Absprung des Teilchens von der Förderfläche infolge Wirkung der Luftströmung, wobei die nötige Luft durch die Öffnungen 2 (Fig.1a, 1b) zugeführt wird, und infolge der elektrischen Wirkung auf das Teilchen.
Das Teilchen verfolgt unter gleichzeitiger Wirkung der Schwere und des elektrischen Feldes eine RaiunkLtrve, welche annähernd den Feldverlauf zwischen der Förderfläche und der Gegenelektrode ent spricht.
Mit der wachsenden Entfernung von der Ecke 9, wo die Feldintensität am gröss ten ist (Fig.1a. Fig.3), sinkt der Wert der Intensität des Kraftfeldes in der Längs- und Querrichtung, da die Entfernung der Förder- fläche und der Gegenelektrode mit dieser Entfernung wächst.
Es sinkt also auch die Kraftwirkung des Feldes, welche von der Intensität abhängig ist. Ein weiteres Sinken der Kräfte, welches auf die sehwebenden Teil chen einwirkt, wird dadurch bewerkstelligt, dass es zu einem nacheinanderfolgenden Um polen des Teilchens kommt. Auf diese Art kommt das Teilchen sprungweise von einer Stelle zur andern,
und zwar sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung der Förderfläche, bis es endlich in eine solche Entfernung kommt, wo die Feldintensität in folge grosser Entfernung der Förderfläche von der Gegenelektrode derart klein ist, dass es zu einem Hochheben des Teilchens nicht kommen kann.
Die ganze Einrichtung wirkt also folgen dermassen Das Material, welches getrennt oder ge schieden werden soll, wird auf die Förder- fläche ABCD in dem Teile AE zugeführt, wo es mit dem Materialstreifen 1 in Berührung kommt. Durch Schüttelbewegung der Förder- fläche in der Längsrichtung schreitet das Material in dieser Richtung im Sinne von A zu B.
Hierbei wirbt auf dieses von muten die Luftströmung 3, welche Luft durch die Lö cher 2 zugeführt wird. Gleichzeitig wird das Teilchen, solange es auf dem Metallstreifen 1 liegt, durch Berührung geladen, und durch Wirkung des elektrischen Feldes zwischen der Förderfläche und der Gegenelektrode wird es hochgehoben.
Es durchläuft eine Bahn, welche abhängig ist vom Gewicht des Teil- chens und von der Kraft, mit welcher auf das Teilchen das elektrische Raumfeld ein wirkt, welches ungleichförmig verteilt ist und welches durch die auslaufende Lage der Ge genelektrode und der Förderfläche hervor gerufen wird. In dieser Phase kommt auch die Wirkung der Umpolung in der Raum ladung zur Geltung, welche durch ihren Zeit verlauf auf die Form der Bahn, welche das Teilchen bestimmter Abmessungen und spezi fischer Eigenschaften durchläuft, einen Ein fluss ausübt.
Die Anteile des getrennten oder geschiedenen Materials vollführen voneinander verschiedene und von den Eigenschaften des Materialanteils abhängige Bewegungen, wel che fächerartig, wie in Fig. 3 angedeutet, und zwar in den Teilen GIIIJ über die Förder- fläche aufgeteilt werden, von wo sie dann an den Rändern dieser Fläche BD und<I>CD</I> abgenommen werden.