DE187677C - - Google Patents
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- DE187677C DE187677C DENDAT187677D DE187677DA DE187677C DE 187677 C DE187677 C DE 187677C DE NDAT187677 D DENDAT187677 D DE NDAT187677D DE 187677D A DE187677D A DE 187677DA DE 187677 C DE187677 C DE 187677C
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
- B03C7/02—Separators
- B03C7/06—Separators with cylindrical material carriers
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 187677 KLASSE 1 b. GRUPPE
Bei den bekannten Verfahren, verschiedenartige Körper auf elektrostatischem Wege zu
scheiden, wird Wert darauf gelegt, daß die Ladung der Elektroden möglichst gleich bleibt.
Dabei hat sich aber der Nachteil herausgestellt, daß, wenn die Spannung an den Elektroden so
weit erhöht wird, daß eine wirksame Fortschleuderung derjenigen Teilchen stattfindet,
welche die größte . Leitungsfähigkeit haben
ίο bezw. am schnellsten geladen werden, auch
weniger leitungsfähige Teilchen geladen und mit fortgeschleudert werden, wodurch natürlich
die Leistungsfähigkeit der bekannten Verfahren erheblich eingeschränkt wird. .
Das die Erfindung bildende Verfahren unterscheidet sich von den bekannten Verfahren
dadurch, daß während des Durchgangs des zu scheidenden Gutes, z. B. eines Erzgemenges,
durch das elektrische Feld die Spannung der statischen Ladung der Elektroden schnell geändert
wird, und zwar arbeitet das Verfahren am vorteilhaftesten, wenn zwischen den Höchst-Spannungen
spannungslose Zeitzwischenräume liegen, wodurch die einzelnen Ladungen der Elektroden sehr kurz und nachdrücklich werden.
Auf den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens veranschaulicht.
Fig. ι ist eine Vorderansicht einer solchen Vorrichtung.
Die Fig. 2 und 3 sind senkrechte Querschnitte durch die Vorrichtung, Fig. 3 in vergrößertem
Maßstabe.
Die Fig. 4, 6 und 8 sind verschiedene Stromkreisschemata, die die Stromquelle und die
mit ihr verbundenen Elektroden zeigen.
Die Fig. 5, 7, 9 und 10 zeigen die Form der an den Elektroden auftretenden Stromwellen
entsprechend den Fig. 4, 6 und 8.
In den Figuren bezeichnet E die auf einer drehbar gelagerten Welle befindliche Elektrode.
Die Drehrichtung der Elektrode ist durch den Pfeil in Fig. 3 angedeutet. E' ist die Gegenelektrode.
Diese besteht vorteilhaft aus einem in einer Glasröhre E2 eingeschlossenen Kupferdraht.
Die Glasröhre ist zum Schutz gegen die Ansammlung von Feuchtigkeit auf ihr mit einem
Überzug von Schellack versehen. Die Elektrode E erhält am besten einen Durchmesser
von 19 bis 25 mm, während der die Elektrode E1 bildende Kupferdraht einen Durchmesser von
1,5 mm oder sogar einen geringeren Durchmesser erhält; der Durchmesser der Gläsröhre E2
kann 4,75 bis 6,5 mm betragen.
Die die Elektrode E1 enthaltende Glasröhre E2
ist an jedem Ende in einem Block befestigt. Die Blöcke sind in Schlitzen e5 von Armen E3
einstellbar gelagert und werden durch Schrauben e4 in ihrer Lage festgestellt, während die
lose auf einer Stange ee sitzenden Arme Es
durch Schrauben e1 in jeder Lage festgestellt werden können. Die Elektrode E1 kann also in
jede beliebige Stellung zur Elektrode E eingestellt werden.
Die Elektrode E1 dient dazu, die Kraftlinien des zwischen den beiden Elektroden bestehenden
elektrischen Feldes zu sammeln. Zwischen den beiden Elektroden ist eine Scheidewand D
aus Glas, Hartgummi, Holz oder anderem Isolierstoff angeordnet. Diese Scheidewand ist
durch Flügelschrauben Z)2 einstellbar an Ständem D1 befestigt, deren Füße D3 in entsprechenden
Rinnen -D4 der Grundplatte der Vorrichtung in der Querrichtung verschoben
werden können. Die Elektrode E wird durch eine sich drehende Bürste C rein gehalten,
deren Drehrichtung durch einen Pfeil in Fig. 3 angedeutet ist.
Unter die Elektroden E, E1 sind zum Auffangen der von den Elektroden abfallenden
Gutteile Behälter R und R1 gestellt. Das Gut, dessen Bestandteile getrennt werden sollen,
wird in den über der Elektrode E befindlichen Trichter H eingeschüttet, dessen Boden von
verschiebbaren, einen Schlitz H1 zwischen sich lassenden, schräg gestellten Platten gebildet
wird, so daß der Schlitz H1 entsprechend dem zu behandelnden Gut verengert oder erweitert
werden kann. In dem Trichter H werden an einer Stange A sitzende Schaufeln A1 hin- und
herbewegt, um das Durchtreten des Gutes durch den Schlitz H1 zu unterstützen.
Indem die Teilchen auf die sich drehende Elektrode E fallen, werden diejenigen, welche
für die statische Ladung sehr empfänglich sind, fortgeschleudert, wobei sie in der mit M1 bezeichneten
Flugbahn (Fig. 3) über die Scheidewand D hinweg in die Nähe der Elektrode E1
gelangen, von wo sie in den Behälter R fallen. Die weniger empfänglichen, aber genügend
leitungsfähigen Teilchen, welche in einem gewissen Grade auf die Wirkung der statischen
Ladung der Elektrode E reagieren, werden in der tieferen Flugbahn M2 (Fig. 3) fortgeschleudert,
wobei sie gegen die Scheidewand D geworfen werden, um von da in den Behälter R1
zu fallen.
Die etwa an der Elektrode E haften bleibenden Teilchen werden von der Bürste C abgestrichen
und fallen in der mit Ms bezeichneten Bahn ebenfalls in den Behälter R1, doch können
sie auch in einen besonderen Behälter abgeführt werden.
Die Scheidewand D hat außer dieser mechanischen auch eine elektrische Wirkung. Indem
sie nämlich in dem statischen Felde zwischen den beiden Elektroden liegt, wirkt sie infolge
ihrer hohen spezifischen Induktionsfähigkeit dahin, die Kraftlinien noch weiter zu sammeln
oder zu verdichten und so ihre Wirkung auf die mit der Elektrode E in Berührung kommenden
Teilchen kräftiger zu machen.
Um nun die nachteilige Erregung derjenigen Teilchen, welche für die elektrische Ladung
nur eine geringe Empfänglichkeit zeigen, zu vermeiden, wird anstatt einer nahezu unveränderlichen
Ladung und eines nahezu unveränderlichen Feldes an den Elektroden die Spannung sehr schnell und nachdrücklich geändert,
und zwar vorzugsweise so, daß Perioden von wirklich hoher Spannung mit spannungs losen
Perioden von verhältnismäßig langer Dauer abwechseln, wodurch die Neigung, Teilchen
von geringer Empfänglichkeit fortzuschleudern, erheblich verringert und in vielen
Fällen völlig unterdrückt wird.
Die Spannungsänderung kann auf verschiedene Weise erreicht werden; in den Fig. 4, 6
und 8 sind mehrere Ausführungsformen von Einrichtungen für diesen Zweck dargestellt.
In diesen Figuren bezeichnet 1 eine Wechselstrommaschine
und 2 einen Umformer, während 80 - E, E1 die mit den Polen der Sekundärwicklung
des Umformers verbundenen Elektroden darstellen. Der Zweck des Umformers 2 ist, die
Spannung des von der Wechselstrommaschine 1 erzeugten Stromes zu erhöhen. .
Bei dieser Anordnung wird der Spannungsunterschied an den Elektroden E, E1 durch
die charakteristische Sinuskurve (Fig. 5) dargestellt, und wenn die Spannung in den Wellenspitzen
oder nahe diesen genügend hoch ist, die Fortschleuderung der empfänglichen Teilchen
zu bewirken, und wenn ferner die Spannungsänderungen hinreichend schnell wiederkehren,
so wird dadurch eine gute Scheidung des mit der Elektrode E in Berührung kommenden
Gutes erzielt. Die Änderung der Spannung in 50 bis 60 Perioden je Sekunde mit einer
Höchstspannung von 25 000 bis 50 000 Volt führt zu guten Ergebnissen, und bei vielen Stoffgemengen,
besonders wenn gute atmosphärische Bedingungen gegeben sind, ist diese einfache Anordnung zur Erzielung guter Ergebnisse ausreichend.
Leistungsfähiger ist aber die Anordnung nach Fig. 6. Bei ihr ist in dem einen Leitungszweig
des Umformstromkreises ein Widerstand 3 eingeschaltet, um nachteilig wirkende Stromschwankungen
zu vermeiden. Ferner ist eine Funkenstrecke 4 eingeschaltet, welche so eingerichtet
werden kann, daß sie bei irgend einer gewünschten in dem Bereich der Wechselstrommaschine
und des Umformers liegenden Spannung den Strom leitet. In Parallelschaltung mit den Elektroden E, E1 sind schließlich
ein Kondensator. 5 sowie ein induktionsloser Widerstand 6 angeordnet. Wenn nun die
Stromspannung steigt, so wird der Kondensator geladen, bis die Spannung den Punkt erreicht,
bei welchem die Funkenstrecke 4 den Strom leitet. In diesem Zeitpunkt werden die Elektroden
E, E1 augenblicklich erregt und eine der Stromspannung entsprechende Feldspannung
—■
wird erzeugt. Der Widerstand 6 dient in dieser Ausführungsform dazu, die Elektroden auszuschalten
und die Spannung an ihnen schnell wieder auf den Nullpunkt zu bringen. Die diesen Vorgang darstellende Wellenkurve ist
in Fig. 7 veranschaulicht. Bei dieser Anordnung können die Spannungserregungen auf
etwa den millionsten Teil einer Sekunde fallen, so daß verhältnismäßig lange spannungslose
ίο Zeitzwischenräume zwischen zwei aufeinander
folgenden Spannungsperioden entstehen.
Es hat sich herausgestellt, daß einige Stoffgemenge so beschaffen sind, daß ihre Trennung
am besten durch statische Erschütterungen oder Spannungsanhäufungen von demselben
Zeichen an den Elektroden herbeigeführt wird. Die Ausführungsform nach Fig. 6 kann zu diesem
Zweck leicht abgeändert werden.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführung ist
ao z. B. ein Gleichrichter η hinter den Widerstand 3
geschaltet, welcher dem Stromdurchgang in der einen Richtung einen wirksamen Widerstand,
dagegen in der anderen Richtung nur einen sehr geringen Widerstand entgegensetzt.
Je nachdem der Gleichrichter mit dem Stromkreis verbunden wird, können die Spannungserschütterungen
an den Elektroden alle positiv sein, wie durch die Wellenkurven in Fig. 9, oder alle negativ, wie durch die Wellenkurven
in Fig. 10 veranschaulicht wird. Bei den in den Fig. 4, 6 und 8 gezeigten Ausführungen
werden an den Elektroden Ladungen erzeugt, welche sich durch schnell wechselnde Spannungen
kennzeichnen, und diese Spannungsänderungen sind bei den Ausführungen nach
Fig. 6 und 8 äußerst kurz und durch verhältnismäßig lange spannungslose Zwischenräume getrennt.
Die Wirkungsweise der Ausführung nach den Fig. 6 und 8 ist durch eine Stromspannung
gekennzeichnet, welche eine charakteristische normale Periodenwelle hat, aber mit Ausnahme
desjenigen Teils, welcher durch einen Bruchteil der genannten Welle dargestellt und welcher
den Elektroden mitgeteilt wird, ganz unter drückt wird.
Die Wirkung, und zwar besonders bei den Ausführungen nach den Fig. 6 und 8 ist die,
daß an den Elektroden eine Reihe schnell wiederkehrender Spannungsstöße erzeugt wird,
die so kurz sind, daß nur die empfänglichsten Teile der behandelten Masse infolge der statischen
Ladung fortgeschleudert werden. Weniger empfängliche Teile mögen bei Benutzung einer
Vorrichtung in der Ausführung nach Fig. 4 auf die Ladung reagieren, aber die Reaktion
ist sehr schwach, und die Teile werden mit viel geringerer Kraft fortgeschleudert als die
stark empfänglichen Teile, welche eine hohe elektrische Leitungsfähigkeit besitzen.
Bei der neuen Einrichtung kommen die Gutteilchen mit der Elektrode in wirksame Berührung, indem das Gut aus dem Trichter H durch
den Schlitz H1 auf die Oberfläche der sich drehenden Elektrode E fällt. Sobald die Teilchen
auf die sich in der Pfeilrichtung drehende Elektrode'fallen, werden sie mitgerissen und in
dem Augenblick, in welchem sie mit Elektrizität geladen werden, fortgeschleudert, was natürlich
nur in einer Richtung geschehen kann, wobei es ganz gleich ist, ob die Elektrode gerade positive
oder negative Elektrizität hat.
Während die hauptsächliche Anwendung dieser Erfindung in der Trennuug von Stoffen,
die in bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit verschiedenartig sind, beruht, sind bei der
praktischen Anwendung des Verfahrens Erscheinungen beobachtet worden, welche darauf
hinweisen, daß auch andere Verschiedenartigkeiten miteinander gemengter Stoffe die
Scheidewirkung der Vorrichtung herbeiführen können. So haben z. B. Teilchen desselben
Stoffes, welche bei demselben spezifischen Gewicht ein verschiedenes absolutes Gewicht
haben, oder Gutanteile, welche ein verschiedenes spezifisches Gewicht oder eine verschiedene
hygroskopische Fähigkeit haben oder welche von verschiedener Gestalt sind, bei Anwendung
dieses Verfahrens ein verschiedenartiges Verhalten gezeigt.
Hinsichtlich der Periodenfrequenz der Spannungserregungen an den Elektroden und der
wirksamen Höchstspannung kann wenig Bestimmtes gesagt werden. Die bezüglichen Grenzen liegen sehr weit auseinander. Bei der
praktischen -Anwendung ist eine wirkliche Höchstgrenze weder hinsichtlich der Perioden zahl
noch auch der Spannung erzielt worden. Auf Grund einer großen Zahl von Beobachtungen
kann es aber als empfehlenswert bezeichnet werden, daß am besten nicht weniger als zwanzig
Spannungswechsel je Sekunde und während der Zeit, welche ein Teilchen gebraucht, um durch
das elektrische Feld hindurchzugehen, nicht weniger als zehn oder zwölf Stromstöße erfolgen.
Die Höchstspannung sollte vorzugsweise nicht weniger als 12 000 oder 15 000 Volt betragen,
und sie kann bis zu 100 000 Volt anwachsen. Damit soll aber nicht gesagt sein, daß die
Periodenzahl und die Höchstspannung diese Grenzen nicht übersteigen können, um wirksam
zu sein.
Es ist zwar bekannt, die Scheideflächen elektrostatischer Scheider mittels eines Funkeninduktors
zu laden, wobei den Elektroden ein wechselndes oder schwankendes Potential zugeführt
wird. Dabei wird aber der Zweck verfolgt, die Ladung der beiden entgegengesetzten
Elektroden so stark wie möglich zu halten, und zwar bei einem gleichbleibenden Potential.
Die Funkenstrecke des Induktors dient lediglich als eine Sicherheitsvorrichtung und ist nichts
anderes als die Funkenstrecke, wie sie gewöhn-
lieh in Verbindung mit einer Induktionsspule benutzt wird. Die Wirkung einer solchen
Funkenstrecke hängt aber ganz und gar von der erzeugten Spannung ab.
Im gewöhnlichen Betrieb wird also den Elektroden bei dem bekannten Verfahren zwar ein wechselndes oder schwankendes Potential zugeführt, aber das an den Elektroden selbst auftretende Potential ist im wesentlichen unveränderlich, da die geladenen Elektroden sich in der gewöhnlichen Weise entladen, und die Zahl der Entladungen ist so gering im Verhältnis zur Zahl der Schwankungen m der Induktionsspule, daß die Elektroden beständig mit ungefähr demselben Potential geladen bleiben müssen. Das bekannte Verfahren arbeitet also mit einem gleichbleibenden Potential.
Im gewöhnlichen Betrieb wird also den Elektroden bei dem bekannten Verfahren zwar ein wechselndes oder schwankendes Potential zugeführt, aber das an den Elektroden selbst auftretende Potential ist im wesentlichen unveränderlich, da die geladenen Elektroden sich in der gewöhnlichen Weise entladen, und die Zahl der Entladungen ist so gering im Verhältnis zur Zahl der Schwankungen m der Induktionsspule, daß die Elektroden beständig mit ungefähr demselben Potential geladen bleiben müssen. Das bekannte Verfahren arbeitet also mit einem gleichbleibenden Potential.
Anders ist es bei dem neuen Verfahren. "Hier bildet die Funkenstrecke keine Sicherheitsvorrichtung,
um irgend einen Teil der Vorrichtung vor einer Beschädigung zu schützen, sondern mit der Funkenstrecke wird bei dem
neuen Verfahren gerade dasjenige beabsichtigt, was bei dem bekannten Verfahren vermieden
werden soll. Die Funkenstrecke bei dem neuen Verfahren dient nämlich dazu, schnelle Wechsel
in den Potential w e r t e η an den Elektroden selbst herbeizuführen, nicht einfache Änderungen
des zuzuleitenden Potentials von Positiv zu Negativ und umgekehrt. Bei der Vorrichtung
zur Ausführung des neuen Verfahrens bildet also die Anordnung der kurzen Funkenstrecke
und des nicht induktiven Widerstandes ein Mittel, wodurch die Elektroden in wirksamster
Weise augenblicklich geladen und wieder entladen werden, indem das Potential an den
Elektroden nur für einen Augenblick auftritt, um sofort wieder gänzlich zu verschwinden.
Während mithin bei dem bekannten Verfahren die Funkenstrecke nur in gegebenen Fällen in
Tätigkeit tritt, muß sie bei dem neuen Verfahren immer in Wirkung treten, da sonst die Einrichtung
nicht leistungsfähig wäre.
Claims (4)
1. Verfahren zur Trennung verschiedenartiger Körper, z. B. verschiedenartiger Erze,
auf elektrostatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß während des Durchgangs der Körper durch das elektrische -Feld die
Spannung der statischen Ladung der Elektroden schnell geändert wird.
2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Höchstspannungen der Elektroden mit verhältnismäßig langen spannungslosen Zeitzwischenräumen
abwechseln.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis, der die Elektroden (E, E1) mit der einen
Strom von normaler Phasenkurve liefernden Stromquelle (1) verbindet, eine Vorrichtung
angeordnet ist, mittels welcher die Ladung der Elektroden nur durch einen einen Bruchteil
der normalen Phasenkurve darstellenden Betrag der von der Stromquelle (1) erzeugten
Stromspannung erfolgt und sogleich wieder aufgehoben wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Elektroden
(E, E1) mit der Stromquelle (1) verbindenden Stromkreis eine Funkenstrecke
(4), durch welche die Elektroden (E, E1) 75' vorübergehend mit der Stromquelle verbunden
werden, und ein induktionsloser Widerstand (6), durch den die Elektroden unmittelbar darauf ausgeschaltet werden,
eingeschaltet sind.
. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE187677C true DE187677C (de) |
Family
ID=451351
Family Applications (1)
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DENDAT187677D Active DE187677C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE187677C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1195421B (de) * | 1958-09-08 | 1965-06-24 | Clemens Jungeblodt Dipl Ing | Befestigung der Fuehrung an elektrischen Wider-standsstumpfschweissmaschinen |
-
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---|---|---|---|---|
DE1195421B (de) * | 1958-09-08 | 1965-06-24 | Clemens Jungeblodt Dipl Ing | Befestigung der Fuehrung an elektrischen Wider-standsstumpfschweissmaschinen |
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