CN108480054A - 一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置，包括给料装置、摩擦起电室和高压分离室；摩擦起电室设有壁面摩擦材料调节系统，包括由至少两种摩擦材料构成的摩擦面，以及动力调节系统；不同的摩擦面能够在动力调节系统的带动下转动更换，使摩擦起电室的壁面满足捕收多种组份不同的粉体的需求。与现有摩擦电选装置相比，本发明适用性更广泛，分选不同物料时，不需要拆卸并更换摩擦材料；摩擦材料连续旋转运动，摩擦室间距可调，符合不同物料的要求可以增强颗粒的荷电效果；与现有摩擦电选装置相比，本发明具有操作简单、便于更换，成本低廉、省时省力等特点的优点。

Description

一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置

技术领域

本发明涉及粉体分离收集领域，特别涉及一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置。

背景技术

电选技术是一种清洁、环保、高效、廉价的分选提纯微细粒级矿物的干法分选技术，是利用各种矿物和物料在高压电场内电性的差异而进行分选的一种很有效的物理选矿方法。其在分选过程中没有水的参与，使得其在我国水资源缺乏的地区具有巨大的应用价值，并且由于具有流程简单、经济、不产生废水、没有环境污染等特点，日益为许多国家所重视。

电选的其工作原理主要是利用两种矿物互相接触、碰撞和摩擦，或使之与某种材料做成的给矿槽摩擦，产生大小不同而符号相反的电荷，然后给入到高压电场中，由于颗粒带电符号不同，产生运动轨迹也明显不同，从而使两种矿物分开。同时摩擦过的颗粒或者材料具有吸引轻小物体的现象，其也可以作为微细粉体捕收设备安置在气体或细颗粒排放装置的尾部，以减小排放到大气中的微细颗粒，从而达到环保的作用。

电选的一个重要环节是摩擦起电，不同材料的物体之间相互摩擦都可以产生电荷,物体摩擦起电后所带电荷性质及带电量与相互摩擦物体的材料和碰撞次数有关，物体摩擦后所带电荷的性质最终由物体的原子核束缚电子的本领决定，不同材料的物体原子核束缚电子本领不同，直接影响物体摩擦后所带电荷的性质。当摩擦起电室横截面积小时，空气流速大，颗粒在摩擦起电室停留的时间短，碰撞次数少，但同时颗粒的碰撞强度大，单次碰撞时电荷转移量多，故在分选收集不同的粉体时需要调节摩擦起电室的体积。

在目前电选设备的摩擦起电室，摩擦棒以及壁面材料固定在摩擦起电室内，在科学研究中或设备有需求地分选甚至捕收三种及以上组分的粉体时，需要频繁地更换不同的摩擦材料。目前解决这一需求的方法为制造不同材料和大小的摩擦起电室，当分离不同的粉体时，其更换不同的摩擦起电室，在更换过程中，需要停机清洗、拆装，费时费力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明是提供一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置，以解决现有电选分选装置在科学研究中或设备有需求地分选甚至捕收三种及以上组分的粉体时，需要频繁地更换不同的摩擦材料时只能更换不同材料和大小的摩擦起电室的问题。该装置不用更换摩擦起电室就能更换摩擦材料并且调节摩擦起电室的大小，具有操作简单、便于更换，成本低廉、省时省力等特点。

本发明采用了如下的技术方案：一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，包括给料装置、摩擦起电室和高压分离室；摩擦起电室设有壁面摩擦材料调节系统，包括由至少两种摩擦材料构成的摩擦面，以及动力调节系统；不同的摩擦面能够在动力调节系统的带动下转动更换，使摩擦起电室的壁面满足捕收多种组份不同的粉体的需求。

所述摩擦起电室的动力调节系统设置两组，对称设于摩擦起电室的两侧，分别包括滚轮组、绞带和调节装置；所述各滚轮组的其中一个滚轮设置为主动轮，通过调节装置控制转动；所述绞带由滚轮组支承，能够在调节装置的作用下沿滚轮组传动，绞带至少设置为两段，每段的外表面设置不同的摩擦材料，且每段铰带的长度不小于摩擦起电室内径的高度。所述铰带设置为4段。

所述各滚轮组至少位于摩擦起电室内侧的滚轮按能够使绞带形成一个长方形平面的方式排布，使铰带能够作为摩擦起电室的壁面。

所述调节装置为手动调节扳手或电机。

所述摩擦起电室内设置毛刷，毛刷的刷头与绞带的内侧面相接触。

所述摩擦起电室还设有摩擦室壁面距离控制系统，使摩擦起电室的壁面为内径可调的结构，摩擦起电室包括位于中部的固定室壁和两侧的活动室壁，所述活动室壁能够在摩擦室壁面距离控制系统的作用下，作相向或反向运动。

所述动力系统为电动丝杠装置，包括焊接于摩擦起电室活动室壁顶端和底端两侧的螺母，分别与给料装置、高压分离室轴承连接的丝杠滑杆，以及带动丝杠滑杆正、反转动的伺服电机；所述丝杠滑杆，螺母与丝杠滑杆螺纹连接，能够带动活动室壁沿丝杠滑杆左右平移，丝杠滑杆上设有内挡板和外挡板，螺母限位于两挡板之间。

所述给料装置的入料口设置为双层结构，由内壁和外壁构成，外壁与丝杠滑杆上的外挡板固连，内壁底端与摩擦起电室的上壁面在一条水平面上，其内壁设置为对称的两瓣式弹性结构，顶端与外壁固连，底端为自由端，并呈喇叭状向外张开，摩擦起电室的活动室壁内侧与所述内壁之间的最大距离小于螺母能够移动的最大行程，当活动室内壁相向运动至一定范围内，即会与内壁的底端相接，活动室内壁继续相向平移挤压内壁底端，使其向内弯曲，改变入料口形状。

所述摩擦材料为铜、铝材料，塑料高分子材料，橡胶或者玻璃。

与现有摩擦电选装置相比，本发明解决以下问题：

（1）多组分混合颗粒摩擦带电不充分，不易分选；

（2）适用性更广泛，分选不同物料时，不需要拆卸并更换摩擦材料。

（3）摩擦材料连续旋转运动，摩擦室间距可调，符合不同物料的要求可以增强颗粒的荷电效果；

与现有摩擦电选装置相比，本发明具有操作简单、便于更换，成本低廉、省时省力等特点的优点。

附图说明

图1 是本发明一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置的装置示意图。

图2为装置中摩擦起电室收缩时的装置示意图。

附图中各部件的标记如下：1.外挡板，2.内挡板，3.入料口，4.内壁，5.丝杠滑杆，6.螺母，7.毛刷，8.滚轮，8-1.主动轮，9.摩擦起电室，9-1.活动室壁，10.外壁，11.绞带，12.摩擦棒，13.绞带调节扳手，14.紧固螺栓，15.高压负极板，16.负极收料口， 17.正极收料口，18.高压正极板，19.橡胶垫片，20.铰接杆，21.滚轮，22.摩擦材料A，23.摩擦材料B，24.摩擦材料C，25.摩擦材料D，26.带电颗粒，27.铰接长杆，28.伺服电机，29.给料装置，30.高压分离室。

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。下面结合附图，对本发明的实施方式进行进一步。

如图1所示，一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，包括给料装置29、摩擦起电室9和高压分离室30；摩擦起电室9设有壁面摩擦材料调节系统，包括由至少两种摩擦材料构成的摩擦面，以及动力调节系统；不同的摩擦面能够在动力调节系统的带动下转动更换，使摩擦起电室9的壁面满足捕收多种组份不同的粉体的需求。

所述摩擦起电室9的动力调节系统设置两组，对称设于摩擦起电室9的两侧，分别包括滚轮组、绞带11和调节装置；所述各滚轮组的其中一个滚轮设置为主动轮8-1，通过调节装置控制转动；所述绞带11由滚轮组支承，能够在调节装置的作用下沿滚轮组转动，绞带11至少设置为两段，每段的外表面设置不同的摩擦材料，且每段铰带11的长度不小于摩擦起电室9的内部高度。

所述摩擦起电室9还设有摩擦室壁面距离控制系统，使摩擦电电室9的壁面为内径可调的结构，摩擦起电室9包括位于中部的固定室壁和两侧的活动室壁9-1，所述活动室壁9-1能够在摩擦室壁面距离控制系统的作用下，作相向或反向运动，实现摩擦起电室9内径的可调性。

所述动力系统为电动丝杠装置，包括焊接于摩擦起电室9的活动室壁9-1顶端和底端两侧的螺母6，分别与给料装置29、高压分离室轴承连接的丝杠滑杆5，以及带动丝杠滑杆5正、反转动的伺服电机28；所述螺母6与丝杠滑杆5螺纹连接，能够带动活动室壁9-1沿丝杠滑杆5左右平移，丝杠滑杆5上设有内挡板2和外挡板1，螺母6限位于两挡板之间，控制摩擦起电室9的内径变化范围。

所述给料装置29的入料口3设置为双层结构，由内壁4和外壁10构成，外壁10与丝杠滑杆5上的外挡板1固连，内壁4底端与摩擦起电室9的上壁面在一条水平面上，其内壁4设置为对称的两瓣式弹性结构，顶端与外壁10固连，底端为自由端，并呈喇叭状向外张开，摩擦起电室9的活动室壁9-1顶面的内侧与所述内壁4之间的最大距离小于螺母6能够移动的最大行程，当活动室壁9-1相向运动至一定范围内，即会与内壁4的底端相接，活动室壁9-1继续相向平移挤压内壁4底端，使其向内弯曲，改变入料口3形状。

实施例1

如图1所示，一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，包括摩擦起电室9和高压分离室30以及风机、给料装置29、高压发生器、变频器和收料装置，给料装置29设于设备的最顶端，向下依次为摩擦起电室9和高压分离室30，高压分离室30的底部设有正极收料口17和负极收料口16，高压分离室30内设有高压正极板18和高压负极板15，高压正极板18和高压负极板15分别接在正高压发生器和负高压发生器上。在摩擦起电室9的中间部位按一定的排列方式分布着摩擦棒26，在具体实施方式中，壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置，其中，摩擦起电室9中的摩擦棒26的形状和排列分布方式多样，其形状可以但不仅限是三角形，圆形、椭圆形、菱形、正方形。排布方式也可以但不仅限是正方形、三角形、菱形。所述摩擦起电室9还设有摩擦室壁面距离控制系统和壁面摩擦材料调节系统。

从图1上可以看出，壁面摩擦材料调节系统由两条铰带11和两个滚轮组组成，每个滚轮组包括五个滚轮8，其中有四个滚轮8，两两对称，分别设于摩擦起电室9一侧的上下端，并分别由铰接杆20与摩擦起电室9的活动室壁9-1壁面连接，第五个滚轮8由铰接长杆27悬吊于左右滚轮8之间偏上部的位置；铰接杆20和铰接长杆27的末端均安装有轴承，通过轴承与滚轮8连接；滚轮8上套有绞带11并以带传动的形式带动绞带11，绞带11分成四段，每段绞带11靠近摩擦棒12的一面涂有不同种类的摩擦材料，形成四段不同的摩擦面。其中，摩擦材料A22为铜，摩擦材料B23为高硼硅玻玻璃制品，摩擦材料C24为丁苯橡胶，摩擦材料D为铝，且每段摩擦面的长度均长于上下两个滚轮8之间的最大距离。其中一个为主动滚轮8-1连接有铰带调节扳手13，通过操作扳手控制主动轮8-1带动绞带11传动，从而带动绞带11顺时针运动，这样就达到调节摩擦材料的目的。铰带调节扳手13也可替换为电机，使电机减速传动主动轮8-1，控制绞带11的转动更换。无论是调节扳手还是电机均设于摩擦起电室9的外部。所述摩擦起电室9内设置毛刷7，毛刷7尾端与摩擦材料接触，当绞带11转动时，毛刷7可以清除摩擦材料上的粉尘附着物，使设备内部保持清洁。上述铰接杆20、铰接长杆27以及滚轮8的数量及分布根据摩擦材料的数量决定。

结合图1和图2可以看出，摩擦起电室9的壁面设置为距离可调的结构，摩擦室壁面距离控制系统设置四组，分居于摩擦起电室9上下两侧，安装在摩擦起电室9的活动室壁9-1上，并上面两组连接给料装置29，下面两组连接高压分离室30，呈轴对称分布。位于上部的两组摩擦室壁面距离控制系统的外挡板1与给料装置29固连，螺母6与活动室壁9-1固连，丝杠滑杆5穿过外挡板1和螺母6伸入至给料装置29内，外端连接有伺服电机28，里面连接有内挡板2；丝杠滑杆5与内挡板2和外挡板1分别通过轴承连接，与螺母6螺纹连接。位于下部的两组摩擦起电室9的活动室壁9-1壁面距离控制系统的外挡板1通过紧固螺栓14与高压分离室30连接，螺母6与活动壁9-1的底面固连，并在连接处设置如橡胶垫片、弹簧等弹性减震装置。

如图2所示，给料装置29的内壁4底端呈现略向外张开的状态，具有一定的弹性，当活动室壁9-1与内挡板2接触时，内壁4可以向内弯曲一定角度，这样可以调节两内壁4间的横截面。

本发明的工作过程如下：粉尘由给料装置29入料口3的内壁4依次进入摩擦电选室9和高压分离室30，经摩擦电选后分离出料；在此过程中，当有捕收三种以上组分的粉体需求时，不需要更换设备，通过调节扳手，对绞带11进行转动调节，即可实现摩擦壁面的更换；并可以通过伺服电机28控制摩擦起电室9的空间大小。

当入料的风量一定时，如果启动伺服电机28使活动室壁9-1相向运动，挤压内壁4使其横截面减小，经过此截面的风速增大，会增大粉体颗粒运动的无序性，从而增大水平面的速度分量，使颗粒与摩擦材料碰撞时减小了竖直方向的位移量，即与摩擦材料碰撞的次数增加，从而增大颗粒碰撞结束的带电量，使颗粒在高压分离室30中更易分选；

并且摩擦起电室9内径减小时，由于气流量一定，其风速增大，增大粉尘颗粒的动能，故在粉尘与粉尘的碰撞、粉尘与摩擦材料之间的碰撞的强度增大，从而增大其单次碰撞的电荷转移量，但内壁距离减小，粉尘在起电室之间的运动时间变小，减小了其碰撞次数，通过对摩擦起电室9内壁距离的调节可以达到一个适宜的距离使粉体带电量达到最大化；

颗粒在摩擦起电室运动时，除了水平方向的位移，还将做竖直方向上的运动，这时，向下运动的粉体与摩擦棒12碰撞后，会向不同方向运动，从而转变成水平方向的速度，并加大了与壁面摩擦材料碰撞的概率，进而增大粉体的带电量；

粉体经过在摩擦起电室9的运动后成为带电颗粒26，进入高压分离室30，带电颗粒26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，带电粉体颗粒在电场力及自身重力作用下向其竖直方向受到重力作用，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，与自身运动偏转和分离，从而实现组分的分离。

上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)

1.一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，包括给料装置、摩擦起电室和高压分离室；摩擦起电室设有壁面摩擦材料调节系统，包括由至少两种摩擦材料构成的摩擦面，以及动力调节系统；不同的摩擦面能够在动力调节系统的带动下转动更换，使摩擦起电室的壁面满足捕收多种组份不同的粉体的需求。

2.根据权利要求1所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述摩擦起电室的动力调节系统设置两组，对称设于摩擦起电室的两侧，分别包括滚轮组、绞带和调节装置；所述各滚轮组的其中一个滚轮设置为主动轮，通过调节装置控制转动；所述绞带由滚轮组支承，能够在调节装置的作用下沿滚轮组传动，绞带至少设置为两段，每段的外表面设置不同的摩擦材料，且每段铰带的长度不小于摩擦起电室内径的高度。

3.根据权利要求2所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述铰带设置为4段。

4.根据权利要求2所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述各滚轮组至少位于摩擦起电室内侧的滚轮按能够使绞带形成一个长方形平面的方式排布，使铰带能够作为摩擦起电室的壁面。

5.根据权利要求2所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述调节装置为手动调节扳手或电机。

6.根据权利要求2所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述摩擦起电室内设置毛刷，毛刷的刷头与绞带的内侧面相接触。

7.根据权利要求1所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，述摩擦起电室还设有摩擦室壁面距离控制系统，使摩擦起电室的壁面为内径可调的结构，摩擦起电室包括位于中部的固定室壁和两侧的活动室壁，所述活动室壁能够在摩擦室壁面距离控制系统的作用下，作相向或反向运动。

8.根据权利要求7所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述动力系统为电动丝杠装置，包括焊接于摩擦起电室活动室壁顶端和底端两侧的螺母，分别与给料装置、高压分离室轴承连接的丝杠滑杆，以及带动丝杠滑杆正、反转动的伺服电机；所述丝杠滑杆，螺母与丝杠滑杆螺纹连接，能够带动活动室壁沿丝杠滑杆左右平移，丝杠滑杆上设有内挡板和外挡板，螺母限位于两挡板之间。

9.根据权利要求8所述的一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选收集装置，其特征在于，所述给料装置的入料口设置为双层结构，由内壁和外壁构成，外壁与丝杠滑杆上的外挡板固连，内壁底端与摩擦起电室的上壁面在一条水平面上，其内壁设置为对称的两瓣式弹性结构，顶端与外壁固连，底端为自由端，并呈喇叭状向外张开，摩擦起电室的活动室壁内侧与所述内壁之间的最大距离小于螺母能够移动的最大行程，当活动室内壁相向运动至一定范围内，即会与内壁的底端相接，活动室内壁继续相向平移挤压内壁底端，使其向内弯曲，改变入料口形状。

10.根据权利要求2所述一种壁面摩擦材料旋转可调的粉体电选环保收集装置，其特征在于，所述摩擦材料为铜、铝材料，塑料高分子材料，橡胶或者玻璃。