CN108480053B - 一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其分离室包括分离腔和调节腔；所述分离腔包括进料口，出料口和电极板;调节腔设于分离腔的两侧，分别设有进、排气装置；所述调节腔可通过进、排气装置调节进气量和排气量，在调节腔内形成正压或负压，使电极板发生弯曲变形减小或增大两极板间的距离，实现电极板间距的非线性自动调节，本发明使用的高压发生器为一套，并实现分选过程中对不同场强的要求，降低了设备成本，并且具有分选充分、操作方便、易于管理、成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及细颗粒物的气固两相分离技术领域，特别是涉及一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置。
背景技术
摩擦静电分选技术是一种清洁、环保、高效、廉价的分选提纯微细粒级矿物的干法分选技术。它是利用待分离矿物中各组分的介电性质差异而实现分选的物理分选方法。电选过程中必须首先使待分离颗粒带电，带电的方法主要利用两种矿物及矿物和摩擦棒或壁面之间的互相接触、碰撞和摩擦，产生大小不同而符号相反的电荷。
带电颗粒随气流进入高压静电场中，带电物料在电场力作用下产生运动偏转而相互分离。在高压静电场中，带电物料在电场力及自身重力的作用下向带有与自身电荷种类相反的极板偏转，从而实现带电物料的分离。颗粒受到的电场力不仅与颗粒自身荷质比有关，还与所在电场中的场强有关。当外接高压电源的电压一定时，两极板距离越小，场强越大。
带电颗粒在气流的携带下进入高压电场，其竖直方向收到重力作用，水平方向受到电场力的作用使颗粒朝与自身所带电荷性质相反的极板方向运动，而颗粒水平方向的速度是一个方向任意的速度，可以称这个速度为颗粒的水平初始速度。当这个初始速度的方向与电场力方向相同时，由于电场力的作用，颗粒水平速度一直增加，从而能达到或者偏向高压电极板，以实现分离。
然而，当初始速度与电场力方向相反时，颗粒在水平方向的速度则先减小后增大或者一直减小，从而不能按照理想状况实现运动偏转和分离。在偏转过程中，颗粒受到电场力较小时，带电颗粒不能及偏转，会降低分选效率；颗粒受到电场力较大时，缩短了颗粒向极板偏转的时间，从而减小颗粒下落的距离，造成颗粒不能及时分离，而且在较大电场力作用下，颗粒与极板接触从而粘附在极板上的几率则会增大，从而造成收集损失。这时颗粒在到达分矿板前将不能进入到中矿，甚至进入与自身带有同种性质的电极板所在的矿流中，导致带电颗粒不能及时偏转和分离，降低了分离效率、减小了分选效果。此外在分离过程中，带电颗粒间同样存在相互摩擦、碰撞和接触，导致颗粒表面电荷回流，从而使带电颗粒的荷质比减小，对分选更加不利。
发明内容
本发明是提供一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，以解决现有摩擦分选机分选电场单一而不能有效解决因电场力不合适而造成分选不充分，产品收集损失等问题，具有分选高效、操作简单、易于控制、成本低廉的特点。
本发明采用了如下的技术方案：一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其分离室包括分离腔和调节腔；所述分离腔包括进料口，出料口和电极板;调节腔设于分离腔的两侧，分别设有进、排气装置；所述调节腔可通过进、排气装置调节进气量和排气量，在调节腔内形成正压或负压，使电极板发生弯曲变形减小或增大两极板间的距离，实现电极板间距的非线性自动调节。
所述调节腔内设有竖向挡板，挡板将调节腔分隔成两个空间，挡板上设有气孔，方便气体通过，使气体均匀作用于电极板，从而实现电极板均匀变形，在气体高压或低压状态下，挡板可以有效保护电极板，防止其过度变形而损坏。
所述挡板距离调节腔外侧的壁面3～5cm。
所述进、排气装置包括进气管、排出管以及分别安装于进、排气管上的阀门。
所述阀门为电磁阀，调节腔内设有气压传感器，气压传感器与电磁阀连接，根据调节腔内的压力控制电磁阀的通断，从而使调节腔维持在一定的压力状态下，维持电极板的弯曲度。
所述进、排气管的安装高度位于静电分离室的中部。
所述电极板的厚度为0.5mm，且其工作面的长度大于分离室的室内高度，宽度略小于分离室的室内宽度。
所述电极板的两侧边设置密封条。
所述分离室的上下端以及电极板的上下端分别设置螺栓孔，电极板的与分离室通过螺栓紧固连接。
所述进料口的下部设置螺栓孔，通过螺栓与分离室连接。
所述出料口的中部设有竖向分隔板，将出料口分隔成两个出口，出料口的下方设置收料装置，收料装置设置为两个收料腔，分隔板引导正、负电颗粒由出料口进入不同的收料腔。
所述出料口的上部设置螺栓孔，通过螺栓与分离室连接。
与现有摩擦电选装置相比，本发明使用的高压发生器为一套，并实现分选过程中对不同场强的要求，降低了设备成本，并且具有分选充分、操作方便、易于管理、成本低廉的优点。
附图说明
图1是本发明高压分选室电极板扩张的结构示意图。
图2是本发明高压分选室电极板收缩的结构示意图。
图3是电极板的安装结构示意图。
附图中各部件的标记如下：1. 分离腔，1-1.进料口；1-2.电极板，1-3.出料口；1-4.电场，1-5.分隔板，2. 调节腔，2-1.挡板，2-2.气孔，3.收料装置； 4.进气管，5.排气管，6.电磁阀，7. 连接件，8. 垫片，9. 螺栓，10.螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
用于混合颗粒的分离，如复杂矿物成分、塑料颗粒及金属废弃物颗粒的分选。
如图1所示，本发明的高压分离室分为分离腔1和调节腔2两部分。分离室的上下端设有螺栓孔，电极板1-2以及进料口1-1、出料口1-3分别设有相应的螺栓孔，安装时，将电极板1-2的上端、进料口1-1的侧壁夹在连接件7和分离室的室壁之间，将电极板1-2的下端、出料口1-3的侧壁夹在连接件7和分离室的室壁之间，并且电极板1-2的两侧还设置垫片8，起到密封的作用；通过螺栓9和螺母10将电极板1-2、进料口1-1和出料口1-3分别与分离室紧固连接。安装完成后，两电极板1-2之间形成的下料通道与进料口1-1和出料口1-3相通构成分离腔1，接通高压电源时电极板1-2之间形成电场1-4。
电极板1-2与分离室两侧壁之间的空间为调节腔2，调节腔2内由竖向的带气孔2-2挡板2-1分离成两部分，分离室的两侧壁中部对称设有进气管安装孔，进气管安装孔连接进气管4，进气管4分支形成排气管5，进气管4、排气管5的末端连接相应的进、排气设备。气体通过进气管4进入调节腔2形成正压，通过排气管5离开调节腔2形成负压；进气管4和排气管5分别安装电磁阀6，通过调节电磁阀6的开度，控制气体的气量时调节腔2内形成正压或负压，使电极板1-2发生弯曲变形，两电极板1-2间形成非线性电场。挡板2-1的安装距离分离室的侧壁3～5cm，挡板2-1上分布气孔2-2方便气体通过，且使气压均匀作用于电极板1-2，电极板1-2的厚度为0.5mm，常态下电极板1-2的纵截面为S或连续的多个S形，当受到正压压力时，电极板1-2向内弯曲，使两电极板1-2之间的距离变小，当受到负压压力时，电极板1-2向外变曲，使两电极板1-2之间的距离变大。在外接高压电源的电压一定的时，场强与两极板的距离成反比：距离越小，场强越大。在上述方案中，电极板1-2的两侧边设置密封装置，所述密封装置可以为橡胶或树脂密封条，既可以维持调节腔2的气压，又能够防止调节腔2的气压对分离腔1内的颗粒产生影响。
出料口1-3的中部设置分隔板1-5，将出料口1-3分隔成两部分，使正负电极收集的产品便于分离。在出料口1-3的下端设置有收料装置3。
工作时，带电颗粒在气流的携带下从进料口1-进入非线性电场1-4自动调节的分离腔1内，在自身的重力和电场力的作用下进行偏移，向与自身所带电荷相反的极板运动，实现不同带电颗粒的分离。由于非线性电场的场强是非均匀的，带电颗粒所受电场力可以分解为水平方向和竖直方向的分力。带电颗粒靠近与自身极性相反的电极板1-2时，电场力竖直方向的分力可以加速带电颗粒，使其快速分离；带电颗粒靠近与自身极性相同的电极板1-2时，在电场力竖直分力作用下，可以快速向与自身极性相反的电极板1-2偏转，从而实现快速分离。分选完毕后，分离出的同种颗粒产品从出料口1-3排出，进入收集装置3。
以上所述实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其分离室包括分离腔和调节腔；所述分离腔包括进料口，出料口和电极板；调节腔设于分离腔的两侧，分别设有进、排气装置；所述调节腔通过进、排气装置调节进气量和排气量，在调节腔内形成正压或负压，使电极板发生弯曲变形减小或增大两电极板间的距离，实现电极板间距的非线性自动调节。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述调节腔内设有竖向挡板，挡板将调节腔分隔成两个空间，挡板上设有气孔，方便气体通过，使气体均匀作用于电极板，从而实现电极板均匀变形，在气体高压或低压状态下，挡板有效保护电极板，防止其过度变形而损坏。
3.根据权利要求2所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述挡板距离调节腔外侧的壁面3～5cm。
4.根据权利要求2所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述进、排气装置包括进气管、排出管以及分别安装于进、排气管上的阀门。
5.根据权利要求4所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述阀门为电磁阀，调节腔内设有气压传感器，气压传感器与电磁阀连接，根据调节腔内的压力控制电磁阀的通断，从而使调节腔维持在一定的压力状态下，维持电极板的弯曲度。
6.根据权利要求4所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述进、排气管的安装高度位于静电分离室的中部。
7.根据权利要求1所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述电极板的厚度为0.5mm，且其工作面的长度大于分离室的室内高度，电极板的宽度略小于分离室的室内宽度。
8.根据权利要求1所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述分离室的上下端以及电极板的上下端分别设置螺栓孔，电极板与分离室通过螺栓紧固连接。
9.根据权利要求1所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述进料口的下部设置螺栓孔，出料口的上部设置螺栓孔，进料口和出料口分别通过螺栓与分离室连接。
10.根据权利要求1所述的一种摩擦电选的非线性电场自动调节装置，其特征在于：所述出料口的中部设有竖向分隔板，将出料口分隔成两个出口，出料口的下方设置收料装置，收料装置设置为两个收料腔，分隔板引导正、负电颗粒由出料口进入不同的收料腔。
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