CN102836786B - 一种基于摩擦静电的物料分离装置 - Google Patents

Abstract

一种基于摩擦静电的物料分离装置，其包括机架、传动机构、静电发生装置、高压电场分离系统和收料装置，所述传动机构设置于机架上，并连接和驱动静电发生装置旋转，所述静电发生装置设于传动机构上方，所述高压电场分离系统设于静电发生装置下方，所述收料装置设于高压电场分离系统下方。本发明利用不同物料介电常数不同的原理，使之相互摩擦分别产生并带正负电荷，然后在通过高压电场后发生分离。所述基于摩擦静电的物料分离装置具有分离效率高、生产成本低、劳动强度小、无污染、低能耗的优点，能够用于各种物料，尤其是塑料的分选作业。

Description

一种基于摩擦静电的物料分离装置

技术领域

本发明涉及一种物料分离装置，具体涉及一种基于摩擦静电的物料分离装置，属于物料加工技术领域。

背景技术

中国已成为家用电器和汽车的生产和消费大国。国家统计局调查显示，目前我国电视机的社会保有量约3．5亿台，洗衣机约1．7亿台，电冰箱约1．3亿台，机动车1亿辆。而现在平均每年全国需报废的电视机达500万台以上，洗衣机约500万台，电冰箱约400万台，总之，我国每年将淘汰1500多万台废旧家电和200多万辆废旧汽车。由于家电和汽车的零部件大量使用塑料，因此每年报废的家电和汽车会产生大量的废塑料，再加上每年报废的生活塑料，粗略估计我国每年报废的废塑料将超过1500万吨。

废旧塑料可以作为塑料制品生产的再生原料，但废旧塑料成分复杂，常常会有多种塑料、橡胶甚至金属、泥沙等掺杂在一起，无法直接用于成型加工。并且不同种类的塑料的熔点或软化点相差较大，难以在相同温度下加工成型，同时极性不同的塑料混合后的再生制品容易出现分层，制品性能较差。因而为了使废旧塑料得到更好的回收利用，在废旧塑料再利用之前要进行分离、清除杂质，将不同品种的废旧塑料制品分开归类，获得单一品种的塑料再使用。因此，塑料的分选是废旧塑料回收利用最为关键的一步。然而我国绝大多数废塑料加工企业处于低、小、散、乱的状态，一般仍停留在集生产、住宅、仓库为一体的三合一家庭作坊式的落后经营方式，大部分采用手工分选的生产手段，存在着分选速度慢、劳动强度高、生产规模小等问题；少量采用沉浮法分选的生产企业，由于很多塑料制品大量使用添加剂，废料的密度与单纯的塑料原料相比发生了很大变化，因此在分选过程中，不同的废塑料仍然会因密度相近而发生重叠混合，所以使用沉浮法就难以分离这些塑料，产生分选精度不高的不足，此外还会产生大量的废水。鉴于上述情况，开发一种用于废旧塑料的实用的物料分离装置是亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术的不足，提供一种分离效率高、生产成本低、劳动强度小、无污染、低能耗的基于摩擦静电的物料分离装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述物料分离装置包括机架、传动机构、静电发生装置、高压电场分离系统和收料装置，所述传动机构设置于机架上，并连接和驱动静电发生装置旋转，所述静电发生装置设于传动机构上方，所述高压电场分离系统设于静电发生装置下方，所述收料装置设于高压电场分离系统下方。

所述的传动机构包括第一电机、支架、皮带轮、四个第一摩擦轮和两转轴，所述两转轴通过支架前后各一分别安装在机架的前部和后部，每两个第一摩擦轮固定在一转轴上且随该转轴一起转动，所述第一电机安装在机架上并通过皮带轮驱动其中一转轴旋转。

所述的塑料静电发生装置包括摩擦桶且设置于所述两转轴之间，该摩擦桶左侧设有进料口，右侧设有出料口，内壁设有多个肋板，外壁固定有两第二摩擦轮，该两第二摩擦轮在摩擦桶的左右两处分别与两转轴上的第一摩擦轮对接。

所述的摩擦桶由塑料材料制成，该塑料材料的摩擦电序居于两被分离塑料的摩擦电序之间。

所述的摩擦桶呈左高右低倾斜放置，倾斜度为15°。

所述的高压电场分离系统包括通道、矩形电极、圆电极、毛刷、第二电机、正输出高压静电发生器和负输出高压静电发生器，所述通道设置于所述摩擦桶的出料口的外侧，所述毛刷设于该通道末端的下方，所述矩形电极和圆电极分别设置于通道末端的两侧，该矩形电极固定于所述机架上，所述正输出高压静电发生器通过导线与矩形电极相连，所述负输出高压静电发生器通过导线与圆电极相连，所述第二电机固定于所述机架上并带动圆电极和毛刷一起转动。

所述正输出高压静电发生器通过导线与圆电极相连，所述负输出高压静电发生器通过导线与矩形电极相连。

所述的收料装置包括第一收料斗、第二收料斗和第三收料斗，该第一收料斗、第二收料斗和第三收料斗并列地固定于所述毛刷下方的机架上。

本发明利用不同物料的介电常数不同的原理，使之相互摩擦分别产生并带正负电荷，由于带有正负电荷的物料颗粒在高压电场中的运动轨迹不同，因而使两种物料在通过高压电场后发生分离。

本发明具有如下优点：

1、作业效率高。本发明的倾斜的摩擦桶在转动过程中，物料颗粒自进料口进入，自动从出料口流出进入高压电场，从而实现自动分选，所述物料分离装置能够连续运转，分选效率高。

2、物料分离效果好。分选后所得物料的纯度可达95%以上。

3、符合环保要求。本发明在分选过程中不产生废水、废气或废渣，不会造成环境二次污染。

4、能耗低。所述装置虽然设有高压电场，但由于是静电不产生电流，因而耗能很少。

5、本发明结构紧凑、占地面积小，1～2人即可操作，适合中小企业使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，所述基于摩擦静电的物料分离装置包括机架1、传动机构、静电发生装置、高压电场分离系统、收料装置和控制箱2。所述传动机构设置于机架1上，用于传递运动和动力，其连接和驱动静电发生装置旋转；所述静电发生装置设于该传动机构上方，其通过旋转使其中的物料发生碰撞并分别产生正负电荷；所述高压电场分离系统设于静电发生装置下方，用以产生高压静电场；所述收料装置设于高压电场分离系统下方，用于收集分离后的纯料和中间料；所述控制箱2设置于机架1上，用于控制传动机构、静电发生装置和高压电场分离系统的运行。

所述的传动机构包括第一电机20、支架4、皮带轮6、四个第一摩擦轮5和两转轴3。所述一转轴3通过支架4安装在机架1的前部，另一转轴3通过支架4安装在机架1的后部，每两个第一摩擦轮5固定在一转轴3上，并且随该转轴3一起转动，前后第一摩擦轮5、前后转轴3和前后支架4的位置呈前后对称；所述第一电机20安装在机架1上并通过皮带轮6驱动其中一转轴3旋转（图中所示为前转轴3）。

所述的塑料静电发生装置主要包括摩擦桶9，其且设置于所述两转轴3之间。所述摩擦桶9左侧中部设有进料口8，右侧中部设有出料口10，其呈左高右低倾斜放置，倾斜度为15°左右；该摩擦桶9的内壁设有多个肋板，该肋板能增加物料颗粒之间的摩擦；摩擦桶9的外壁固定有两第二摩擦轮7，该两第二摩擦轮7在摩擦桶9的左右两处分别与两转轴3上的第一摩擦轮5对接，从而由传动机构的第一摩擦轮5通过第二摩擦轮7带动摩擦桶9转动，附图所示实施例中，前面的第一摩擦轮5既给摩擦桶9传递运动又起到支撑摩擦桶9的作用，后面的第一摩擦轮5仅起到支撑摩擦桶9的作用。

当本发明用于塑料的分选时，所述的摩擦桶9由塑料材料制成，该塑料材料的摩擦电序应居于两被分离塑料的摩擦电序之间。常用塑料的摩擦电序是：（正电）PU>POM>PC>PA>ABS>PS>PE>PP>PET>PVC (负电)。例如：如果分离POM和PA，摩擦桶9的材料选用PC分选效果最好；如果分离ABS和PP，摩擦桶9的材料选用PE分选效果最好；如果分离PVC和PP，摩擦桶9的材料选用PET分选效果最好；如果分离PS和PA，摩擦桶9的材料选用ABS分选效果最好。

所述的高压电场分离系统包括通道11、矩形电极13、圆电极14、毛刷15、第二电机16、正输出高压静电发生器21和负输出高压静电发生器22。所述通道11设置于所述摩擦桶9的出料口10的外侧，所述毛刷15设于该通道11末端的下方，所述矩形电极13和圆电极14分别设置于通道11末端的两侧。所述矩形电极13由对称布置的4个螺栓12固定悬挂于所述机架1上，呈45°倾斜静止不动放置，所述圆电极14距离矩形电极13约7㎝。所述正输出高压静电发生器21通过导线与矩形电极13相连，所述负输出高压静电发生器22通过导线与圆电极14相连。所述第二电机16固定于所述机架1上并带动圆电极14和毛刷15一起转动，毛刷15用来刷掉粘附在圆电极14上的物料颗粒。

所述矩形电极13和圆电极14的极性可以根据所分离的两种物料成份的比例而交换，即正输出高压静电发生器21通过导线与圆电极14相连，所述负输出高压静电发生器22通过导线与矩形电极13相连。

所述的收料装置包括第一收料斗17、第二收料斗18和第三收料斗19，该第一收料斗17、第二收料斗18和第三收料斗19并列地固定于所述毛刷15下方的机架1上。第一收料斗17收集带正电的物料颗粒，第二收料斗18收集的是两种物料的混合料，第三收料斗19收集带负电的物料颗粒。

本发明的工作过程如下：

接通控制箱2上面控制第一电机20的开关，启动第一电机20，第一电机20通过皮带轮6带动前面的转轴3旋转，前面的第一摩擦轮5随着前面的转轴3转动。前面的第一摩擦轮5通过摩擦带动摩擦桶9上的第二摩擦轮7转动，从而摩擦桶9与第二摩擦轮7一起转动。

接通控制箱2上面控制正输出高压静电发生器21和负输出高压静电发生器22的开关，把正输出高压静电发生器21和负输出高压静电发生器22的电压分别升至+7万伏和-7万伏。

接通控制箱2上面控制第二电机16的开关，启动第二电机16，第二电机16带动圆电极14和毛刷15转动。

把干燥后的两种混合物料（湿度<1%）从摩擦桶9的进料口8输入，混合物料随着摩擦桶9转动，在摩擦桶9中转动、翻滚、碰撞、摩擦，分别带上正负电荷。

带有正负电荷的混合物料颗粒不停地从摩擦桶9的出料口10输出，经过通道11进入高压电场。带有正负电荷的物料颗粒在高压电场中的运动轨迹不同，带正电荷的物料颗粒受到圆电极14（负极）的吸引，进入第一收料斗17，带负电荷的物料颗粒受到矩形电极13（正极）的吸引进入第三收料斗19，少量的没有被分离的物料颗粒进入第二收料斗18。第二收料斗18中没有分离的物料颗粒可以重新输入摩擦桶9进行第二次分离。

Claims (6)

1.一种基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述物料分离装置包括机架(1)、传动机构、静电发生装置、高压电场分离系统和收料装置，所述传动机构设置于机架(1)上，并连接和驱动静电发生装置旋转，所述静电发生装置设于传动机构上方，所述高压电场分离系统设于静电发生装置下方，所述收料装置设于高压电场分离系统下方；所述的传动机构包括第一电机(20)、支架(4)、皮带轮(6)、四个第一摩擦轮(5)和两转轴(3)，所述两转轴(3)通过支架(4)前后各一分别安装在机架(1)的前部和后部，每两个第一摩擦轮(5)固定在一转轴(3)上且随该转轴(3)一起转动，所述第一电机(20)安装在机架(1)上并通过皮带轮(6)驱动其中一转轴(3)旋转；所述的静电发生装置包括摩擦桶(9)且设置于所述两转轴(3)之间，该摩擦桶(9)左侧设有进料口(8)，右侧设有出料口(10)，内壁设有多个肋板，外壁固定有两第二摩擦轮(7)，该两第二摩擦轮(7)在摩擦桶(9)的左右两处分别与两转轴(3)上的第一摩擦轮(5)对接。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述的摩擦桶(9)由塑料材料制成，该塑料材料的摩擦电序居于两被分离塑料的摩擦电序之间。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述的摩擦桶(9)呈左高右低倾斜放置，倾斜度为15°。

4.根据权利要求1所述的基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述的高压电场分离系统包括通道(11)、矩形电极(13)、圆电极(14)、毛刷(15)、第二电机(16)、正输出高压静电发生器(21)和负输出高压静电发生器(22)，所述通道(11)设置于所述摩擦桶(9)的出料口(10)的外侧，所述毛刷(15)设于该通道(11)末端的下方，所述矩形电极(13)和圆电极(14)分别设置于通道(11)末端的两侧，该矩形电极(13)固定于所述机架(1)上，所述正输出高压静电发生器(21)通过导线与矩形电极(13)相连，所述负输出高压静电发生器(22)通过导线与圆电极(14)相连，所述第二电机(16)固定于所述机架(1)上并带动圆电极(14)和毛刷(15)一起转动。

5.根据权利要求4所述的基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述正输出高压静电发生器(21)通过导线与圆电极(14)相连，所述负输出高压静电发生器(22)通过导线与矩形电极(13)相连。

6.根据权利要求4所述的基于摩擦静电的物料分离装置，其特征在于：所述的收料装置包括第一收料斗(17)、第二收料斗(18)和第三收料斗(19)，该第一收料斗(17)、第二收料斗(18)和第三收料斗(19)并列地固定于所述毛刷(15)下方的机架(1)上。