Oblast techniky
Vynález se týká pásového separačního zařízení, které využívá pohyblivý pás k separaci částic směsi pomocí elektrického náboje částic, zvláště pak se týká zlepšené geometrie pásu k vyvolání složky pohybové energie u částic, a to za účelem zvýšení výtěžnosti, výkonnosti a/nebo čistoty separace.
Dosavadní stav techniky
Systém pásového separátoru (BSS-Belt Separator System) se používá k separaci částic směsi povrchovým dotykem (triboelektrickým efektem). Na obr. I je znázorněn systém pásového separátoru uvedený v U.S. patentech 4,839,032 a 4,874,507, které jsou zde uvedeny pro porovnání. Systém pásového separátoru JO zahrnuje rovnoběžné elektrody prostorově oddělené 12 a 14/16 a orientované podélně a definované podélnou střední čárou 25, dále pás 18, který se pohybuje v podélném směru mezi zmíněnými elektrodami. Pás vytváří nekonečnou smyčku, která je poháněná párem koncových válečků li, J3. Částice směsi se umístí na pás 18 do oblasti zavádění 26, a to mezi elektrody 14 a 16. Pás 18 zahrnuje protiběžné segmenty 17, 19, které se pohybují opačným směrem za účelem dopravy částic směsi podél délky elektrod 12, 14/16.
Elektrické pole se vytváří v příčném směru mezi elektrodami 212, 14/16. přičemž na elektrodě 12 vytváří napětí opačné polarity, než jakou má elektroda 14/16. což znamená, že elektroda 12 má napětí kladné a elektroda 14/16 záporné. Při dopravě částic směsi pásem 18 ve směru podél elektrod se částice nabijí a podrobují se, vlivem elektrického pole vzniklé síle, která působí v pněném směru vůči středové
-2• · čáře 25 systému 10. Jestliže je elektroda 12 nabita kladně a elektroda 14/16 je nabita záporně, elektrické pole pohybuje kladně nabitými částicemi směrem elektrodě 14/16. zatímco negativně nabité částice se pohybují směrem k elektrodě 13. Nakonec je každá částice přenesena směrem k jedné odklízeči sekci 24 produktu a k odklízeči sekci vyřazených částic a to v závislosti na druhu náboje konkrétních částic a druhu náboje elektrod. Druh náboje částic určuje polaritu elektrody ke které mají být částice přitaženy, a tím i směr, kterým bude pás částice přesouvat. Náboj je určen relativní elektronovou afinitou materiálu, což je funkce energie potřebné k odstranění elektronu z povrchu částice (výstupní práce částic v ergách). Při dotyku dvou částic získává částice s vyšší hodnotou výstupní práce elektrony, a tím se nabíjí záporně, zatímco částice s nižší hodnotou výstupní práce elektrony ztrácí aje nabita kladně. Například částice oxidu minerálu mají relativně vysokou hodnotu výstupní práce, zatímco různé odrůdy uhlí mají nízkou hodnotu výstupní práce, takže během separace těchto dvou částic v systému 10, částice uhlí bude nabita kladně a částice oxidu minerálu záporně.
Při separaci částic oxidu minerálu od částic uhlí, jen systém 10 uspořádán tak, že se pás 18 pohybuje proti směru pohybu hodinových ručiček (obr. 1). Elektrody 14/16 (umístěné těsně u segmentu pásu 19) mají záporný potenciál, zatímco elektroda 12 (u segmentu 17) má kladný potenciál. U tohoto uspořádání se kladně nabité částice uhlí pohybují do uklízeči sekce produktu 24 pomocí segmentu pásu 19, zatímco záporně nabité částice oxidu minerálu se pohybují do odklízeči sekce vyřazených částic 22, a to pomocí segmentu pásu 17.
Ovládat systém pásu 10 je možné v dalších třech režimech, a to změnou pohybu pásu a/nebo změnou polarity elektrod. V druhém režimu ovládání se pás 18 pohybuje ve směru pohybu hodinových ručiček, kdy elektroda 12 ie nabita kladně a elektrody 14/16 záporně. Ve třetím režimu ovládání je elektroda 12 nabita záporně a elektrody 14/16 kladně a pás se pohybuje ve směru proti pohybu hodinových ručiček. Ve čtvrtém režimu je elektroda 12 nabitá záporně a elektrody 14/16 kladně a pás se pohybuje ve směru pohybu hodinových ručiček. Pro kladně nabité částice produktu se dává přednost prvnímu režimu, zatímco u záporně nabitých částic produktu se dává přednost třetímu režimu.
Dalším důležitým znakem elektrostatického separátoru pásového typu je schopnost pásu čistit elektrody, a tím bránit přichycování vrstev materiálu na elektrody. Pás je v tomto případě, vlivem dotyku s částicemi, elektrodami a opačně se • · ·
-3pohybujícím segmentem pásu, zatížen značnou třecí silou, a je přitom v podélném směru, mezi koncovými válci, značně napínán. Vede to k opotřebení pásu, což může časem negativně ovlivnit kvalitu separace. Oba tyto vlivy způsobené pásem, to je doprava materiálu a čištění elektrod, jsou pro kvalitu separace velmi důležité. Pokud jsou elektrody vybité, je geometrie systému 10 obecně symetrická kolem střední čáry 25, jelikož pás 18 vytváří symetrický tok pole rovnoběžný s elektrodami a probíhající mezi nimi. Pokud jsou elektrody nabité opačnou polaritou, tak jak to již bylo uvedeno, nastane uvnitř systému 10 asymetrie. Kromě toho, i nabíjení částic směsi vytváří zmíněnou asymetrii. Jsou to tyto dvě asymetrie, které mají za následek elektroseparaci složek s opačným nábojem.
Předpokládá se, že symetrické jevy, to znamená ty, které ovlivňují částice bez ohledu na jejich elektrostatický náboj, nedosahují takového asymetrického výsledku, jak je tomu u zlepšené separace.
Podstata vynálezu
Tento vynález poskytuje systém separace pomocí pásu pro separaci částic směsi. U jednoho provedení tento systém zahrnuje rovnoběžnou první a druhou elektrodu, kdy je jedna elektroda umístěná na opačné straně střední čáry než druhá elektroda, což v prostoru mezi elektrodami vytváří elektrické pole. Pás s protiběžným segmentem se může pohybovat podélným směrem mezi první a druhou elektrodou a zahrnuje hlavní vychylujicí povrch. Vychylujicí povrch kontaktuje částice směsi a uděluje jím příčnou složku pohybové energie ve směru k podélné středové čáře.
U specifického provedení hlavní vychylujicí povrch vytváří část v podstatě otevřeného dopravního pásu, která se pohybuje podélně mezi elektrodami a v rámci systému separace zmíněné částice kontaktuje. Hlavní povrch svírá se směrem pohybu pásu ostrý úhel, například v rozmezí 10 až 60θ(3, lépe v rozmezí 15 až 45θ(Ζ Překvapivě se zjistilo, že stabilita systému se časem podstatně zlepšuje, takže se v průběhu prodloužené separace nevyskytuje významnější pokles týkající se výtěžku a čistoty separace.
-4• · · · · · · • · · · · · · • ·· · · ft·· ··· • · · *
Tento vynález rovněž poskytuje způsob separace částic směsi, který zahrnuje krok kontaktování částic systémem separace, a to za účelem poskytnutí příčné složky pohybové energie ve směru k podélné středové čáře systému.
V širším smyslu slova, vynález přestavuje způsob separování různých složek směsi v separační komoře a zahrnuje kroky:
a) přivedení zmíněné směsi do separační komory, kdy separační komora zahrnuje prostředky definující protilehlé povrchy umístěné mnohem blíže, než je hodnota příslušných délek zmíněných protilehlých povrchů,
b) inicializace účinku separace směrem k alespoň jednomu protilehlému povrchu zmíněné separační komory,
c) separace různých složek ve směru účinku separace, a to podle relativní ovlivnitelnosti účinku separace,
d) mechanického pohybu složek, podobné ovlivnitelnosti a nacházejících se blízko sebe, a to příčným směrem ke zmíněnému účinku separace, přičemž zmíněné toky se stýkají ve směru rovnoběžném s účinkem separace tak, aby přenesly část alespoň jedné složky na druhou složku zmíněného příslušného toku, a to pomocí zmíněného účinku separace, jestliže se zmíněné toky pohybují příčně vůči účinku separace.
e) odstranění separovaných toků ze separační komory, přičemž zmíněné toky se mechanicky pohybují po nekonečném dopravním pásu, kdy zmíněný pás zahrnuje příčný hlavní vychylujicí povrch.
Přehled obrázků na výkrese
Tyto a jiném znaky a výhody tohoto vynálezu budou lépe pochopeny z následujícího podrobnějšího popisu a z přiložených výkresů, na kterých:
obr. 1 znázorňuje boční řez, který zobrazuje hlavní konfiguraci známého systému pásového separátoru, obr.2 znázorňuje zvětšený řez systémem pásového separátoru, který je podobný systému z obr. 1, obr.3 A znázorňuje půdorys nového pásu podle tohoto vynálezu, obr.3B znázorňuje příčný řez vedený podél čáry 3B-3B na obr.3A, • ·
-5·♦ · ··« obr.4 znázorňuje zvětšený řez podobný řezu na obr.2, který ale zobrazuje sklonění protiběžných dopravních segmentů pásu, obr.5 schematicky znázorňuje porovnání geometrie pásu podle dosavadního stavu techniky, s geometrií pásu podle tohoto vynálezu, obr. 6 znázorňuje graf obsahu nečistot u produktu separace, který je funkcí kumulativního zpracování hmotnosti, přičemž se porovnávají výsledky u pásu s vychýleným povrchem, podle tohoto vynálezu, s výsledky u pásu bez vychýleného povrchu, obr.7 znázorňuje graf obsahu nečistot u produktu separace, který je funkcí rychlosti pohybu pásu s mezerou mezi elektrodami 9.65 mm, přičemž se porovnávají hodnoty u pásu s vychýleným povrchem, podle tohoto vynálezu, s hodnotami u pásu bez vychýleného povrchu, obr. 8 znázorňuje graf obsahu nečistot u produktu separace, který je funkcí rychlosti pohybu pásu s mezerou mezi elektrodami 10.6 mm, kdy se porovnávají hodnoty u pásu s vychýleným povrchem, podle tohoto vynálezu, s hodnotami u pásu bez vychýleného povrchu.
Příklady provedení vynálezu
Tento vynález se zaměřuje na získání zlepšeného pásu, který se používá u procesu elektrostatické separace, kdy je zmíněný pás charakteristický požadovanou geometrickou úpravou, která poskytuje:
vyšší stabilitu zpracování v čase, sníženou citlivost výkonu procesu na rychlost pohybu pásu a mezeru mezi elektrodami, vyšší výtěžnost a vyšší čistotu.
Postup bude dále definován vzhledem k jednomu, nebo více ze tří atributů: výtěžnost: část specifikované složky vstupního proudu, která je obnovena v proudu produktu, čistota: procento multičásticového proudu produktu, který je tvořen požadovanými částicemi, ·· ·«
-6···· propustnost (kapacita): hmotnost/h multičásticové náplně vstupující do separátoru.
Tyto parametry mají z hlediska zachování hmoty vzájemný vztah.
V triboelektrickém procesu separace, tak jak byl zde prodiskutován, je místem, ve kterém dochází k separaci částic směsi, oblast mezi elektrodami. Obvykle se redukuje jedna částice, ale i více částic produktu, jejichž množství se zvyšuje v odpadním toku. Rozmístění elektrod může ovlivnit intenzitu separace, výtěžnost i propustnost zařízení (kapacitu). Elektrostatické pole mezi elektrodami vyjádřené hodnotou napětí V na velikost mezery v mm, je primární hnací silou separace.
Existují ale praktická omezení napětí, které se má mezi elektrodami realizovat. Výsledkem je, že zatímco větší mezera umožňuje větší propustnost, intenzita elektrického pole při rozšíření mezery klesá (při konstantním napětí na elektrodách), tím je stanoveno jisté omezení, pokud jde o šířku nastavení mezery.
Pás funguje jako dopravník, vlekoucí jednotlivé částice, propustnost je limitována rychlostí pásu, šířkou mezery, a schopností vlečení fluidizovaných částic pásem. Při velké mezeře musí částice překonat oblast od povrchu elektrody k podélné středové čáře systému, aby se dostaly do správného toku produktu (přívodního nebo odpadního). Rychlost posunu částic přes tuto vzdálenost je omezena jejich elektrickou pohyblivostí (a jejich hmotou). Čím je mezera větší, tím více částic nedokáže tuto vzdálenost, před zavedením do nesprávné výsypky, překonat. Výsledkem je zhoršený průběh separace.
V souladu s tímto vynálezem se poskytuje pás, který ulehčuje dopravu částic k podélné středové čáře. Umožňuje to použití širší mezery mezi elektrodami, čímž se zvyšuje propustnost systému. Důležitou vlastností komerčně životaschopného pásového separačního systému je jeho životnost. V ideálním případě se používá pás s dlouhou životností, který v době provozu umožňuje bezúdržbové zpracování vstupních proudů materiálů, umožňuje dosažení stálé kvality a rychlosti separace, je tolerantní k široké variabilitě vstupních toků a je schopný zpracovat velmi velkou náplň, čímž se dosahuje velmi nízkých nákladů na tunu zpracovaného materiálu. Tohoto cíle je velmi obtížné s dosavadními pásy dosáhnout.
Pásy se vyrábí z různých materiálů a různým zpracováním. Obecně platí, že dosavadní pásy se vyráběly z tkané látky spojené do nekonečného pásu slepením, tepelným svarem a jinými způsoby. Pás obvykle pracuje stejně v obou směrech pohybu.
• ··· ► · · · ··· ···
-7·· ·· ► · · 4 »·
Dosavadní známé pásy vykazují omezující technické vlastnosti, a to například:
- krátkou životnost vlivem otěru,
- během času vykazují pokles výkonnosti separace (proces nestability),
- neschopnost zpracovávat různé typy náplní.
Zvláštní důležitost se přisuzuje procesu snižování nespáleného uhlíku z popílku, který je vedlejším produktem výroby elektrického proudu v elektrárnách. V tomto směru může obtížná náplň obsahovat vysoké procento nespáleného uhlíku v popílku a proto bude vyžadovat velmi malou mezeru mezi elektrodami, velmi malou rychlost plnění, vyšší provozní napětí a kombinaci těchto faktorů. V mnohých případech se u takové náplně dosahuje velmi malé výtěžnosti a nevýhodné ekonomičnosti zpracování. Jestliže se u takové obtížné náplně zvýší rychlost pásu, může to nepříznivě ovlivnit jeho opotřebení, a tím i životnost.
Všechny tyto problémy omezily použitelnost dosud známých systémů pásových separátorů. U existujících pásu se často vyžaduje k nastavení elektrod, mezer, rychlosti pásu, provozního napětí atd., přítomnost obsluhy, která musí zajistit stálou výkonnost zařízení. Nicméně se vyžaduje bezobsluhový provoz separátorů, který šetří odbornou pracovní sílu, a tím snižuje provozní náklady separačního procesu.
Tento vynález poskytuje pás s požadovanými geometrickými vlastnostmi, které jsou shora schopné uvedené problémy řešit. Umožňuje mnohem efektivnější separaci, při které lze dosáhnout vyšší čistoty produktu při vyšší výtěžnosti. Může rovněž zajistit lepší stabilitu procesu, to znamená stálost separace v čase při použití pásu. Může rovněž zajistit menší opotřebování pásu, a tím i delší životnost. Může rovněž poskytnout menší závislost procesu na nastavení mezery mezi elektrodami a na rychlosti pohybu pásu. Dovoluje realizovat zpracování materiálu s větší mezerou mezi elektrodami, s větší rychlostí zpracování, a rovněž s menšími provozními náklady na jednu tunu zpracovávaného materiálu u dané velikosti zařízení.
Požadované geometrické vlastnosti pásu jsou zde definovány jako hlavní vychylujicí povrchy, které jsou umístěny na prvcích pásu a nejsou spojeny se směrem pohybu pásu. Takové povrchy mají celkově příčnou mřížkovou složku, a to ve vztahu ke směru pohybu pásu, a jsou zde pro zjednodušení uváděny jako příčné prvky Tyto prvky svírají s rovinou pásu ostrý úhel. Jestliže se jejich hodnota rovná ♦ flflfl
-8• fl ·· • · · · • · · · • fl fl·· flfl · • fl flfl • fl ·· • · * fl • · · · • flflfl ··« • · • fl flfl nule, potom leží v rovině pásu. Úhel 90θ znamená, že prvek svírá s rovinou pásu pravý úhel. Úhly mezi těmito hodnotami směrují hlavní povrch do směru pohybu pásu, a to v mezilehlých polohách mezi těmito dvěma extrémy.
Široká varieta uspořádání pásu může poskytovat hlavní vychylujicí povrchy. Společně vykazují schopnost směrovat částice z povrchu elektrody směrem do oblasti mezi protiběžným segmentům pásu. Všechny poskytují příčnou složku rychlosti ve směru kolmém k rovině elektrod. Pro porovnání, pásy podle dosavadního stavu techniky indukují částice tak, aby se pohybovaly rovnoběžně s pohybem pásu.
Pásy s hlavními vychylujicími povrchy nevykazují stejnou výkonnost při dopředném a zpětném pohybu. Konkrétně, pásy s hlavními vychylujicími povrchy poskytují dramaticky zvýšenou výkonnost, jestliže jsou hlavní povrchy směrovány do směru pohybu pásu, zatímco výkonové vlastnosti pásu pohybujícího se v opačném směru se nezlepšují, nebo jsou stejné jako u pásu podle dosavadního stavu techniky. Může se zde použít analogie se sněžným pluhem, který nejlépe funguje, jestliže se bere do úvahy jak uspořádání pluhu, tak i směr pohybu hlavního povrchu, a to s přihlédnutím k pluženému povrchu.
Pásy s hlavními vychylujicími povrchy mohou zvýšit výkonnost separace pásu z různých důvodů, kdy potenciálními důvody mohou být.
- stírání povrchů elektrod a jejich čištění, čímž se zvyšuje efekt působení elektrického pole na částice mezi elektrodami,
- hydrodynamické síly generované při rychlém pohybu pásu, které působí silou na částice pohybující se separátorem tak, že se částice pohybují z povrchů elektrod do oblasti mezi protiběžnými segmenty pásu, kde je elektrostatická separace nej efektivnější,
- hydrodynamické síly generované při vyšších rychlostech pásu způsobují, že se dva protiběžné segmenty pásu oddělují (nebo ohýbají) směrem od střední čáry systému, a tím omezují frekvenci vzájemného kontaktu.
Obr.2 znázorňuje zvětšený příčný řez systémem pásového separátoru, který je podobný separátoru z obr. 1, ale používá nový pás 30 podle tohoto vynálezu. Půdorys části pásu je znázorněn na obr.3A a jeho příčný řez zobrazující hlavní vychylujicí povrchy je znázorněn na obr.3B.
• ••4
44 44 • 4 4 4
4 4 4 4
444 444 « 4
44 44
444 4 •
-944 • 4 4 • 4 4 • 4
4 4
Horní segment pásu 19 se pohybuje směrem doprava (ve směru šipek 28) těsně u horní elektrody 16. Pás zahrnuje horní povrch 31, který je sice znázorněný jako oddělený od povrchu horní elektrody, ale může být s povrchem 50 často v kontaktu. Podobně platí, že se spodní segment pásu 17 pohybuje ve směru šipky 29 v blízkosti spodní elektrody 12. Spodní povrch 13 segmentu pásu 17 je často v kontaktu s povrchem 51 elektrody 12.
Obr.3 A znázorňuje půdorys horního povrchu 31 části pásu s povrchy elektrody 50, 51. Pás je vytvořen jako pravoúhlá otevřená mřížka, nebo jako čtvercová matrice, s rovnoběžně rozmístěnými segmenty 31, která dále zahrnuje v v
příčném směru rovnoběžně rozmístěné a protínající se segmenty 33. Čtvercové otvory jsou mezerami 34 mezi protínajícími se segmenty 31 a 33, které částicím umožňují pohyb pásem směrem ke středové čáře 25 systému. Segmenty 31 definují hlavní vychylujicí okraj 46, podle tohoto vynálezu, který podle obr.2 svírá ostrý úhel ě (označený číslicí 99) vůči podélné středové čáře 25 a ve směru pohybu pásu (znázorněno šipkami 28 nebo 29). Jsou to povrchy 46, které čistí povrchy elektrod 50 a 51 a udělují částicím příčnou složku pohybu směrem ke středové čáře 25.
Obr.3B znázorňuje částečný příčný řez segmentem pásu 31, kde se vychylujicí vedoucí povrch 46 táhne od nej spodnějšího bodu 47 směrem k nejhořejšímu bodu 48, a kde krátké čárky, nakreslené podél vedoucího vychylujicího povrchu 46, znázorňují přenos složky pohybové energie na částice vedoucím (kontaktním)povrchem 46. Naproti vedoucího povrchu 46 se nachází vlečný povrch 44. Úhel vedoucího povrchu 46 se vůči směru pohybu pásu mění podél délky povrchu 46, přičemž se zde nachází příčná mřížková složka znázorněná šipkou 42, a to příčně vůči směru pohybu pásu. Později to bude mnohem podrobněji popsáno s odvoláním na obr. 5.
Obr.4 znázorňuje zmíněné hydrodynamické síly, které mohou způsobit oddělení protiběžných segmentů pásu, nebo jejich ohnutí, od podélné středové čáry 25, a to za účelem snížení frekvence kontaktů mezi segmenty pásu a tím i snížení rizika opotřebení. Obr.4 se podobá obr.2, ale liší se v tom, že zobrazuje jak se mezi páry koncových válců 52 a 53 horní a spodní segmenty pásu 19, 17 ohýbají směrem od středové čáry 25 směrem k povrchům elektrod 50 a 51·
Obecně lze říct, a platí to pro většinu materiálu, že opotřebení u plastického materiálu při styku s plastickým materiálem (tj. plastický segment pásu 19 proti plastickému segmentu 17) dochází mnohem rychleji než při styku » · · · • · · · · ·
- 10plastického materiálu s jiným materiálem, například při styku plastického segmentu pásu 19 s jiným elektrodovým materiálem elektrody 16. U systému pásové separace uspořádání pásu do tvaru nekonečné smyčky nutně vede k situaci, kdy styk plastu s plastem, pokud k němu dojde, má za následek větší rychlost opotřebení, než je tomu u styku pásu s elektrodou. Poznané fyzikální charakteristiky opotřebování uvádí, že opotřebení závisí na tlaku dotyku a rychlosti klouzání. Konkrétněji, v závislosti na mechanismu opotřebování, může rychlost opotřebování daného materiálu (hmotnost odstraněného materiálu) záviset na produktu: PaV^, kde P je veličinou tlaku a V je relativní rychlost obou klouzajících materiálů. Exponenty a a b víceméně závisí na režimu opotřebování.
Důsledkem nadměrného styku plastového pásu s plastovým pásem, v systému pásového separátoru, může být nadměrná rychlost opotřebení a malá životnost pásu. Jelikož geometrie pásu podle tohoto vynálezu umožňuje protiběžným segmentům pásu pohybovat se při provozu směrem od sebe, projevuje se to, u styku plastu s plastem, velkým snížením opotřebení a zvýšením životnosti pásu.
Existuje mnoho způsobů experimentálního ověření výhod geometrie pásu podle tohoto vynálezu:
- jedním způsobem je poskytnutí systému pásové separace s konstantním tokem dávky při konstantní rychlosti, dále změna typu pásu a hledání způsobu ostřejší separace a zvýšení výtěžnosti při zpracování materiálů,
- druhým způsobem je měření kvality separace v průběhu životnosti pásu a určení, zda se výtěžky separace snižují, nebo jsou v daném čase konstantní,
- třetím způsobem je zachování čistoty elektrod vhodným čištěním, což pohybujícímu se pásu umožní mnohem snadnější odstraňování částic z povrchu, a tím i zlepšení průběhu separace,
- čtvrtým způsobem je je definování potřebné čistoty produktu ze separace u procesu s daným pásem, dále instalace jiného pásu k určení, zda došlo k zvýšení rychlosti zpracování materiálu,
- pátým způsobem je ustanovení maximálního množství nečistot (částice k odstranění) v dané dávce, zpracování toku dávky na existujícím pásu za účelem dosažení definované čistoty produktu, výměna pásu a určení, zda se v dávce objevuje větší množství nečistot, • · • ·
-11• · · ··
- šestým způsobem je určení provozní životnosti pásů (za předpokladu, že ostrost separace, výtěžnost a průchodnost je přibližně stejná).
Grafy na obr.6 až 8 se týkají následujících příkladů a ukazují, jakým způsobem zlepšená geometrie, podle tohoto vynálezu, přispěla k zlepšení procesu separace.
Příklad 1
Pás podle tohoto vynálezu, umožňuje mnohem stabilnější provoz elektrostatického pásového separátoru v laboratorním prostředí, kde se porovnává s izotropním pásem dosavadního stavu techniky. Obr.6 znázorňuje graf obsahu nečistot v produktu získaného během série testovacích běhů u čtyřech různých pásů. Každý symbol představuje analýzu produktu během jednoho testu. Osy grafu představují kumulativní hmotu zpracovaného materiálu a obsah nečistot v čištěném produktu. Test se prováděl na pilotním stupnicovém separátoru a realizoval se tak, aby se v
mohly opakovat provozní podmínky separátoru co nejlépe. Čtyři křivky představují kumulativní trend úrovně čistoty výrobku, tak jak se mění s časem.
Na obr.5E je znázorněn příčný řez dvěma představiteli protiběžných segmentů pásu 97/98, které se pohybují v opačných směrech mezi horní a spodní elektrodou 95/96 se zastíněným hlavním (kontaktním) povrchem. Příčné řezy čtyřmi testovanými pásy A, B, C, D jsou znázorněny na obr.5B až 5D. Pásy A, C jsou zhotoveny ze stejného materiálu, ale pohybují se s jinou orientací. Podobně, pásy B,
D jsou zhotoveny ze stejného materiálu, a rovněž se pohybují s jinou orientací. Geometrie pásů A, B, C je podobná v tom, že hlavní povrchy jsou v podstatě oblé a se směrem pohybu pásu svírají tupý úhel. Pás D naproti tomu má hlavní vychylujicí povrch, který vychyluje částice ven z oblasti, v blízkosti elektrody, a směrem do střední části separátoru.
Čtyři křivky na obr.6 jasně zobrazují podstatné rozdíly mezi jednotlivými pásy. Pásy A-C, s tupým povrchem, vykazují podstatné snížení separace v čase. Pás D, s ostrým hlavním povrchem, takové snížení nevykazuje, ale namísto toho vykazuje mírné zlepšení, ačkoliv rozptyl údajů interpretaci takového zlepšení znesnadňuje. Neexistence zhoršení, které se udržuje poměrně dlouho, lze snadno zjistit po 50-ti testovacích bězích, které jsou v tomto grafu znázorněny.
• · φ φφφφ φφφφ φ φ φφφφ φφφφ φ · φφ φ φφφφ φφφ φφφ φ φ φφφ · · φφφφ φφ φφ φφ ··
-12Test se prováděl po pečlivé přípravě jednotlivých vzorků popílku ze stejného zdroje, sesbíraných ve stejné době a uložených za řízených podmínek až do ukončení testu.
Vzorky byly před zahájením testu připravovány a váženy jednotlivě. Testy se prováděly na pilotním stupnicovém separátoru, zvláštní pozornost se přitom věnovala dodržování poměru dávky, rychlosti pásu, napětí na elektrodách a jiným relevantním parametrům, s přihlédnutím k provozním tolerancím u různých testů.
Testy prováděly vyškolení operátoři, kteří již provedly stovky podobných testů. U vzorků se analyzovala a kontrolovala jejich spolehlivost. Rozdíl mezi zlepšeným pásem D a ostatními pásy je významný, a není pouze experimentálním artefaktem.
Příklad 2: Závislost účinnosti separace na mezeře mezi elektrodami
Obr. 7-8 zobrazuje výsledky několika testů při použití pásů podle tohoto vynálezu (pás D) a pásů podle dosavadního stavu techniky (pás A). Na obr.7-8 jsou rovněž znázorněna zlepšení stability celého procesu. Obr. 7 porovnává množství provedených testů u pásů podle tohoto vynálezu, s pásy podle dosavadního stavu techniky, a to při vzdálenosti elektrod 9,6 mm. Čáry grafu odpovídají plus/minus jedné standardní výchylce od střední hodnoty čistoty produktu při různých rychlostech.
Obr.8 porovnává 12 testů provedených u dvou pásů při vzdálenosti elektrod 10,6 mm. Čáry odpovídají třem horním a třem spodním bodům obou typů pásu. Z uvedeného lze vyvodit několik závěrů:
1. U zlepšeného pásu D je čistota méně závislá na rychlosti pásu.