-
Diese Erfindung betrifft einen elektrostatischen Hochspannungsklassifizerer für die Aufbereitung oder Trennung von aus einzelnen Teilchen bestehenden Materialien und insbesondere einen elektrostatischen Hochspannungsseparator, welcher eine Korona-Klassifiziersektion zur Klassifizierung von aus einzelnen Teilchen bestehenden Materialien entsprechend der Größe enthält.
-
Die elektrostatische Separation basiert auf der Fähigkeit, aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien mit unterschiedlich leitenden Eigenschaften elektrisch aufzuladen und dann derartige aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien zu trennen, wenn ein externes elektrisches Feld daran angelegt wird. Die drei wichtigsten, auf elektrisch zu trennende Materialien angewandte Auflademechanismen sind Induktion, Triboelektrifizierung und Ionenbeschuss. Da die durch diese Mechanismen erzeugte elektrostatische Kraft proportional zu der Oberflächenladung der verfügbaren Oberfläche der aus einzelnen Teilchen bestehenden Materialien und der Intensität des elektrischen Feldes ist, beeinflussen physikalische Charakteristiken, wie zum Beispiel Größe, Form und relative Dichte diesen Prozess.
-
Im Allgemeinen sind die Größen der einzelnen Teilchen, die durch einen elektrostatischen Hochspannungsseparator effektiv getrennt werden, gröber als etwa 100 μm. In der Praxis bietet eine gleichförmige Größe des zugeführten, aus einzelnen Teilchen bestehenden Materials eine bessere Trenneffizienz. Sieben ist ein Verfahren zur Trennung von aus einzelnen Teilchen bestehenden Materialien nach Korngrößen. Die Effizienz verringert sich allerdings schnell für aus feinen Teilchen bestehende Materialien. Für aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien mit Größen feiner als 250 μm wird die Trennung nach Korngrößen normalerweise mittels Klassifiziertechniken durchgeführt. Größenklassifizierung basiert zum Beispiel auf der Geschwindigkeit, mit der solche Materialien durch ein Medium wie zum Beispiel Luft und Wasser fallen.
-
In einen konventionellen elektrostatischen Hochspannungsseparator werden besagte Materialien üblicherweise auf einer Trommelelektrode eingeführt. Die Position einer Entladungs-(Korona)-Elektrode und einer statischen Elektrode, als auch die Trommelrotationsgeschwindigkeit werden durch die Charakteristik von aus einzelnen Teilchen bestehenden Materialien beeinflusst. Für besagte Materialien mit breiter Größenverteilung benötigt der Trennprozess mehrere Nachbehandlungsstufen, um eine zufrieden stellende Trennung zu erreichen. Dementsprechend ist es von der Verarbeitung her gesehen notwendig, derartige Materialien vor der Trennung in kleinere Größenfraktionen zu klassifizieren, um eine höhere Trennungseffizienz zu erreichen.
-
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein elektrostatisches Hochspannungsseparations-Verfahren eine bessere Trenneffizienz hat, wenn die besagten Materialien eine geringere Größenverteilung haben. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass Hochspannungsseparatoren vom Trommel- bzw. Walzentyp besser zur Trennung von feineren besagten Materialien geeignet sind, während Induktionsseparatoren vom Plattentyp besser zur Trennung von gröberen besagten Materialien geeignet sind. Ein Trommelseparator ist beispielsweise in der
US 4,326,951 gezeigt. Hier werden aus einer Teilchenmischung mit zu extrahierenden Metallbestandteilen letztere aufgeladen und sodann durch ein elektrostatisches Feld geschickt, dessen eine Elektrode eine rotierende Trommel ist. Die aufgeladenen wertvollen Metallteilchen werden von der Trommel angezogen und haften an deren Oberfläche, während nicht aufladbare Teilchen aufgrund ihrer Schwerkraft vertikal durch das elektrische Feld fallen. Nachfolgend werden die geladenen Teilchen von der Trommeloberfläche abgestreift.
-
Ein wesentliches Problem mit elektrostatischen Hochspannungsseparatoren vom Trommeltyp ist, dass die feinen leitenden besagten Materialien auf der äußeren Trommelfläche der Trommel verbleiben und mit nichtleitenden besagten Materialien an eine falsche Stelle verlegt werden. Dies kann darauf zurück zu führen sein, dass feine aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien eine höhere Oberflächenladung haben, weniger Trägheits-/Zentrifugalkräfte, und auch für das Einfangen von Partikeln anfällig sind.
-
Feine aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien können höhere Ladungen erreichen, da ihre spezifische Oberfläche größer ist, als die spezifische Oberfläche eines groben Materials. Dementsprechend sollte die zur Trennung von feinen Materialien verwendete Elektrodenanordnung ein engeres Koronafeld, weniger Koronastrom, und ein weiteres und stärkeres statisches Feld bieten. Zusätzlich sollten höhere Trommelrotationsgeschwindigkeiten verwendet werden, um sicher zu stellen, dass feine leitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien die äußere Trommeloberfläche der Elektrode so früh wie möglich verlassen.
-
Andererseits haben grobe, aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien kleinere spezifische Ladungen. Derartige grobe aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien haben allerdings größere Zentrifugalkräfte, welche an ihnen wirken, da ihre Zentrifugalkräfte proportional zu der dritten Potenz ihrer Radien sind. Daher ist es bei der Trennung von groben Materialien ein wesentliches Problem, dass die groben nichtleitenden Teilchen die äußere Trommeloberfläche der Trommeltypelektrode zu früh verlassen. Außerdem können derartige grobe nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien mit leitenden Materialien an eine falsche Stelle verlegt werden, wenn ihre Oberflächenladungen nicht ausreichend sind. Demnach sollte die zur Trennung von groben Materialien verwendete Elektrodenanordnung ein breiteres Koronafeld bieten, um die Ladung derselben zu verstärken. Zusätzlich sollte die Trommelrotationsgeschwindigkeit niedriger sein, um den negativen Effekt der Zentrifugalkraft, welche auf die groben besagten Materialien wirkt, zu minimieren.
-
Um eine optimale Trennwirkung zu erreichen, sollten dementsprechend feinere und gröbere Fraktionen von besagten Materialien klassifiziert und nachfolgend mit verschiedenen Arten von elektrostatischen Separatoren getrennt werden. Allerdings ist die Klassifizierung nach Größe eine Aufgabe, die man vermeiden will, wenn es nicht unbedingt notwendig ist. Größenklassifizierung mittels elektrostatischen Techniken wurde in der Literatur beschrieben. Diese Techniken beschäftigen sich hauptsächlich mit der Klassifizierung von trockenem, feinem Pulver, wenn konventionelle Größenklassifizierverfahren keine zufrieden stellende Trennung bieten. Ein Versuch aus dem Stand der Technik zur Trennung von feinem, staubähnlichen, aus einzelnen Teilchen bestehendem Material ist zum Beispiel im
US Patent Nr. 3,222,275 von Breakiron et al. offenbart. Gemäß diesem Patent sind sehr feine, aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien, welche eine Korngröße von –200 haben, einer Hochspannungstrennung mit einem Spray von mobilen Ionen zugänglich, welche mittels einer Koronaentladung erzeugt werden.
-
Die meisten Techniken zur Klassifizierung von besagten Materialien nutzen das Phänomen, dass diese Materialien mittels Induktion aufgeladen werden, wenn sie einem starken elektrischen Feld ausgesetzt sind. Eine Größentrennung kann dadurch erreicht werden, indem geladene Teilchen durch elektrifizierte Siebe geleitet werden.
US Patent Nr. 5,484,061 von Dunn offenbart zum Beispiel eine elektrostatische Siebvorrichtung zur Klassifizierung von besagten Materialien nach Größe.
US Patent Nr. 5,161,696 von Seider offenbart eine Vorrichtung zur Trennung von Schleifkörnern nach Form, indem auf frei fallende, aus einzelnen Teilchen bestehende Schleifmaterialien eine Hochspannungs-Koronarinduktionsladung aufgebracht wird.
-
Zusätzlich zu der Größe der Teilchen beeinflussen Betriebsparameter die Leistung eines elektrostatischen Separators. Solche Betriebsparameter sind Trommelgeschwindigkeit, die Anzahl von Koronaelektroden und ihre entsprechende Position bezüglich der geerdeten Elektrode, Intensität und Polarität des angelegen Potentials, Zufuhrrate des besagten Materials, die Reinigung der Elektrodenoberfläche, die Temperatur der besagten Materialien und Trennelement-Positionen.
-
In Anbetracht des vorhergehenden Hintergrunds ist es daher ein Ziel der Erfindung, einen elektrostatischen Hochspannungsklassifizerer oder Separator zu schaffen, der einen Korona-Klassifizierbereich zur Klassifizierung von zugeführten besagten Materialien beinhaltet, um diese in eine feine bis mittelgroße Größenfraktion und eine mittlere bis grobe Größenfraktion zu klassifizieren, bevor derartige Fraktionen mittels eines Trommelelektrodenseparators bzw. Plattenelektrodenseparators getrennt werden. Dieses und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in einem elektrostatischen Separator zur Klassifizierung und Trennung von besagten Materialien basierend auf Größe und Leitfähigkeit geboten, der einen Koronaklassifizierer beinhaltet, der einen langgestreckten Durchgang hat, welcher im Allgemeinen plane Seitenwände hat, welche ein erstes Ende zur Aufnahme von besagten Materialien definieren, und ein zweites Ende, um die besagten Materialien in zwei Fraktionen nach Größe zu leiten. Der Koronaklassifizierer weist weiter Koronamittel auf, welche angrenzend an einer der Seitenwände angeordnet sind, um einen Ionenbeschuss in einer horizontalen Richtung für die besagten Materialien zu bieten, welche durch den Durchgang fallen, so dass besagte Materialien mit Teilchen von mittlerer bis grober Größe in einer eher allgemein vertikalen Richtung wandern und diese Materialien mit Teilchen von feiner bis mittlerer Größe in einer weniger allgemein vertikalen Richtung wandern, während sie durch den Durchgang strömen.
-
In dem Durchgang ist flussabwärts des Koronamittels ein Trennelement angeordnet, um besagte Materialien mit Teilchen von mittlerer bis grober Größe auf eine erste Bahn zu der einen Seitenwand zu leiten und diese Materialien mit Teilchen von feiner bis mittlerer Größe auf einer zweiten Bahn zu einer anderen der Seitenwände. Das Trennelement kann auf einer Achse einstellbar sein, welche sich im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden und senkrecht zu einer Längsachse des Durchgangs erstreckt. Darüber hinaus kann der Separator Mittel zur Aufnahme von besagten Materialien mit Teilchen von feiner bis mittlerer Größe und besagten Materialien mit Teilchen von mittlerer bis grober Größe enthalten, um die besagten Materialien in eine Vielzahl von getrennten Fraktionen zu teilen.
-
Das Koronamittel kann eine Vielzahl von Abstandhaltern beinhalten, welche sich von der einen Seitenwand in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung und zwischen entgegen gesetzten Seitenwänden des Durchgangs erstrecken. Die Seitenwände des Durchgangs können leitfähig sein. Eine Vielzahl von beabstandeten Koronaelektroden erstreckt sich angrenzend zu und entlang der einen Seitenwand und kann an entgegen gesetzten Enden an der Vielzahl von Abstandhaltern angebracht sein, so dass die Vielzahl von Koronaelektroden von der einen Seitenwand beabstandet ist. Die Vielzahl von Abstandhaltern ist nichtleitend, um die Vielzahl der Koronaelektroden von der einen Seitewand zu isolieren.
-
Oberhalb des Durchgangs ist ein Reservoir (12) angeordnet, um die Teilchen mittels der Schwerkraft in den Durchgang zuzuführen, welche Zufuhr in einem dünnen Strom von im Wesentlichen gleicher Breite entlang und von der einen Seitenwand des Durchgangs beabstandet erfolgt. Der Koronaklassifizierer kann weiter einen Sieb beinhalten, welcher innerhalb des Durchgangs angeordnet ist und an dem Trennelement angeschlossen ist, um eine verbesserte Trennung von besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe von den besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe zu erreichen. Das Sieb hat eine Maschenoberfläche, um aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe durchzulassen und um aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von mittlerer bis grober Größe am Durchgang durch das Sieb zu hindern. Das Sieb kann nichtleitend sein.
-
Das Trennelement kann einen oberen Randbereich enthalten, um das Sieb zu tragen. Darüber hinaus kann sich das Sieb im Wesentlichen zwischen entgegen gesetzten Seitenwänden des Durchgangs erstrecken. Das Trennelement kann eine rotierbare Basis haben, welche im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem oberen Randbereich ist, um das Trennelement und das Sieb zu der einen Seitenwand hin und weg zu drehen und um das Trennelement nach oben und nach unten zu bewegen. Der Koronaklassifizierer kann weiter eine Vielzahl von Leitblechen beinhalten, welche sich entlang der Länge des Durchgangs erstrecken und voneinander in der üblichen Bahn der besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe beabstandet sind. Die Vielzahl von Leitblechen hilft beim Zurückhalten des Falls der besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe.
-
Der Koronaklassifizierer kann weiter ein Gehäuse umfassen, welches leitfähig sein kann.
-
Die vorliegende Erfindung bietet damit ein Verfahren zur Klassifizierung und Sammlung von besagten Materialien gemäß der Größe. Das Verfahren beinhaltet das Durchleiten von besagten Materialien durch einen Durchgang in großer Nähe zu einer Koronaquelle, um dieselben aufzuladen. Das Verfahren beinhaltet weiter die Klassifizierung gemäß der Größe von besagten Materialien, welche durch den Durchgang strömen, so dass aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien in divergierende Bahnen geleitet werden, wobei eine erste Bahn für aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe ist und eine zweite Bahn für aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von mittlerer bis grober Größe ist. Die getrennten Größenfraktionen von feiner bis mittlere Größe und mittlerer bis grober Größe können dann gesammelt oder weiter verarbeitet werden.
-
Um beim Klassifizieren der besagten Materialien weiter zu helfen, können ein einstellbares Trennelement und ein daran befestigtes Sieb in dem Durchgang installiert werden, um eine verbesserte Klassifizierung zu erreichen. Eine Vielzahl von beabstandeten Containern wird benachbart zu einer jeweiligen Bahn von besagten leitenden Materialien von mittlerer bis grober Größe und von besagten nichtleitenden Materialien von mittlerer bis grober Größe angeordnet, um dieselben zu sammeln. Genauso wird eine Vielzahl von beabstandeten Containern benachbart zu einer jeweiligen Bahn von besagten leitenden Materialien von feiner bis mittlerer Größe und von besagten nichtleitenden Materialien von feiner bis mittlerer Größe angeordnet, um dieselben zu sammeln. Die Vielzahl von beabstandeten Koronaelektroden sollte mit einem nichtleitenden Polymer beschichtet werden, um einem elektrischen Schlag bei Berührung entgegen zu wirken und um die Bildung eines Lichtbogens zu verhindern.
-
Der erfindungsgemäße Klassifizierer oder Separator enthält neben dem oben beschriebenen Koronaklassifizierer ferner einen ersten Separator. Der erste Separator empfängt von der ersten Bahn des Durchgangs aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe und trennt dieselben gemäß der Leitfähigkeit. Der erste Separatorenbereich enthält einen länglichen, zylindrischen, geerdeten, leitfähigen Körper, welcher eine rotierbare Längsachse hat und eine im Wesentlichen glatte äußere Trommeloberfläche, um darauf aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe aufzunehmen, Mittel zur Rotation des Körpers um die Längsachse und Wellenmittel, welche sich von entgegen gesetzten Enden des Körpers entlang der Längsachse erstrecken. Der erste Separatorenbereich enthält weiter ein Trennelement, welches von demselben beabstandet und im Wesentlichen in dem zweiten Quadranten angeordnet ist, um aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von feiner bis mittlerer Größe von den besagten nichtleitenden Materialien von feiner bis mittlerer Größe zu trennen. Das Trennelement sollte auf einer Achse einstellbar sein, welche sich parallel zu der Längsachse des Körpers erstreckt.
-
Außerhalb von dem Koronaklassifizierbereich und dem ersten Separatorenbereich ist ein Tragrahmen angeordnet. Der Rahmen enthält ein Paar von Lagern, um die Wellenmittel für den rotierenden Körper zu tragen. Der erste Separatorenbereich enthält einen Wechselstromabstreifer zur Entfernung von besagten nichtleitenden Materialien von feiner bis mittlerer Größe von der äußeren Trommeloberfläche, welcher im Wesentlichen in einem dritten Quadranten angeordnet ist. Der erste Separatorenbereich enthält weiter eine rotierbare Bürste zur Entfernung von jeglichen verbleibenden besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe von der äußeren Trommeloberfläche, welche Bürste im Wesentlichen auf halbem Wege zwischen den dritten und vierten Quadranten angeordnet ist. Der erste Separatorenbereich kann auch ein Leitblech enthalten, welches von demselben beabstandet und im Wesentlichen in dem dritten Quadranten angeordnet ist, um aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe in einen entsprechenden Container zu leiten.
-
Ein Koronamittel wird durch den Rahmen getragen, welches beabstandet über der äußeren Trommeloberfläche und schräg stromabwärts von der Ablagerungsstelle auf der äußeren Trommeloberfläche der besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe angeordnet ist. Eine Vielzahl von beabstandeten, länglichen, statischen Elektroden erstreckt sich angrenzend und entlang der äußeren Trommeloberfläche des Körpers und ihre entgegen gesetzten Enden können durch beabstandete gekrümmte Stromschienen getragen sein. Die Vielzahl von statischen Elektroden wird an ausgewählten Positionen innerhalb erster und zweiter Quadranten des zylindrischen Körpers positioniert, um ein statisches elektrisches Feld zur Anziehung von besagten leitenden Materialien von feiner bis mittlerer Größe von der äußeren Trommeloberfläche zu schaffen, während aus einzelnen Teilchen bestehende nichtleitende Materialien von feiner bis mittlerer Größe auf der äußeren Trommeloberfläche anhaften bleiben, um anschließend entfernt zu werden, wenn der Körper rotiert. Jede aus der Vielzahl von statischen Elektroden kann mit einem nichtleitenden Polymer beschichtet sein, um einem elektrischen Schlag bei Berührung entgegen zu wirken und um die Bildung eines Lichtbogens zu verhindern.
-
Die vorliegende Erfindung enthält weiter einen zweiten Separator zur Trennung von Teilchen von mittlerer bis grober Größe von der zweiten Bahn des Durchgangs, um dieselben in leitende und nichtleitende Fraktionen aufzuteilen. Der zweite Separatorenbereich enthält eine gekrümmte, abfallende, geerdete und leitende Platte und eine Vielzahl von beabstandeten Elektroden, welche beabstandet und benachbart über der Platte angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, um aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von mittlerer bis grober Größe von der Platte anzuziehen und anzuheben, während sie es den besagten nichtleitenden Materialien von mittlerer bis grober Größe erlaubt, sich mittels der Schwerkraft auf der geneigten Platte zu bewegen.
-
Der zweite Separatorenbereich enthält ein Trennelement, welches beabstandet zwischen der Platte und den Elektroden angeordnet ist, um aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von mittlerer bis grober Größe von den besagten nichtleitenden Materialien von mittlerer bis grober Größe zu trennen. Das Trennelement ist auf einer Achse einstellbar, welche sich parallel zu der Längsachse der Platte erstreckt.
-
Die vorliegende Erfindung bietet vorteilhaft eine korona-unterstützte Klassifizierung von besagten Materialien, ein verbessertes statisches elektrisches Feld, eine zylindrische, leitende, rotierbare äußere Trommeloberfläche zur Trennung von feinen besagten Materialien und eine Plattenelektrodenoberfläche zur Trennung von groben besagten Materialien. Die vorliegende Erfindung kann weiter eine Vielzahl von Containern enthalten, welche im allgemeinen unterhalb der Ausgänge des elektrostatischen Separators eingerichtet sind, um jeweils aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von mittlerer bis grober Größe und aus einzelnen Teilchen bestehende nichtleitende Materialien von mittlerer bis grober Größe von dem zweiten Separatorenbereich aufzunehmen, und aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von feiner bis mittlerer Größe und aus einzelnen Teilchen bestehende nichtleitende Materialien von feiner bis mittlerer Größe von dem ersten Separatorenbereich. Die Vielzahl von Containern kann nichtleitend sein. Das Gehäuse kann weiter Mittel beinhalten, um den elektrostatischen Separator daran lösbar und im Allgemeinen innerhalb der Hohlraums des Gehäuses zu befestigen.
-
Der elektrostatische Hochspannungsklassifizierer oder Separator kann vorteilhaft Fraktionen von besagten Materialien mit geringer Größenverteilung in mehr Fraktionen gemäß der Leitfähigkeit aufteilen. Die vorliegende Erfindung bietet auch eine verbesserte statische Elektrodenanordnung, welche eine verbesserte Anziehungskraft zur Trennung von feinen besagten Materialien bietet. Die Seite an Seite angeordneten ersten und zweiten Separatorenbereiche verbessern die Trenneffizienz und die Durchsatzkapazität.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren weist das Durchleiten von besagten Materialien durch einen Durchgang in großer Nähe zu einer Koronaquelle zur Aufladung derselben auf. Durch den Durchgang strömende, aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien werden entsprechend der Größe klassifiziert, so dass die besagten Materialien auf voneinander abweichende Bahnen gelenkt werden, wobei eine erste Bahn für aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe ist und eine zweite Bahn für aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von mittlerer bis grober Größe ist.
-
Die Trennung von besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe in leitende und nichtleitende Fraktionen unter Verwendung einer rotierenden, zylindrischen und geerdeten äußeren Trommeloberfläche ist hier offenbart. Aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien von feiner bis mittlerer Größe werden entlang einer Koronaladungsstelle geführt, so dass leitendes Material von besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe von der äußeren Trommeloberfläche durch eine Vielzahl von beabstandeten statischen Elektroden entfernt wird. Als ein Ergebnis verbleiben die Nichtleiter der besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe auf der rotierenden äußeren Trommeloberfläche, bis sie abfallen oder von der äußeren Trommeloberfläche vor einer vollen Umdrehung der äußeren Trommeloberfläche entfernt werden.
-
Das Verfahren beinhaltet die Trennung der besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe in leitende und nichtleitende Fraktionen mit einer gekrümmten, abfallenden, geerdeten Platte, so dass auf der Platte strömende aus einzelnen Teilchen bestehende leitende Materialien von mittlerer bis grober Größe aufgrund eines elektrischen Felds davon abgehoben werden, welches Feld durch eine Vielzahl von beabstandeten statischen Elektroden erzeugt wird, welche oberhalb und entlang der Platte angeordnet sind und von nichtleitenden besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe getrennt werden, welche auf der Platte verbleiben und davon herunterfallen. Das Verfahren enthält weiter das Sammeln der getrennten leitenden Fraktion von feiner bis mittlerer Größe von der nichtleitenden Fraktion von feiner bis mittlerer Größe, und das Sammeln der getrennten leitenden Fraktion von mittlerer bis grober Größe von der nichtleitenden Fraktion von mittlerer bis grober Größe. Andere Verfahrensschritte werden durch den Inhalt der unten folgenden Vorrichtungsansprüche offenbart.
-
Die vorliegende Erfindung bietet vorteilhaft ein Verfahren zur Klassifizierung und Trennung von besagten Materialien, das die Durchsatzkapazität maximieren kann, Fehlzuordnung von Teilchen minimiert, und die Effektivität der durch die Vielzahl von statischen Elektroden erzeugten Intensität des statischen Feldes verbessert. In dem der Koronaklassifizierbereich mit dem ersten Separatorenbereich (Trommelelektrodenseparator) und dem zweiten Separatorenbereich (Plattenelektrodenseparator) gemeinsam untergebracht wird, kann ein weiter Bereich von besagten Materialien effektiv und effizient mit einem Durchgang durch die vorliegende Erfindung getrennt werden.
-
Die als für diese Erfindung als die neuen Merkmale angesehenen, werden im Einzelnen in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung selbst kann allerdings, sowohl was ihre Organisation als auch ihre Betriebsweise angeht, zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen derselben, am Besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
-
1 eine bildliche Aufrissansicht des elektrostatischen Hochspannungsklassifizierers oder Separators gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
-
2a eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Koronaklassifizierbereichs ist;
-
2b eine vergrößerte bildliche Aufrissansicht des in 2a gezeigten Koronaklassifizierbereichs ist;
-
3a eine vergrößerte bildliche Aufrissansicht des elektrostatischen Hochspannungsklassifizierers und Zweibereichsseparators ist, und die Trennung von besagten Materialien gemäß Größe und Leitfähigkeit zeigt;
-
3b eine perspektivische Ansicht des in 3a gezeigten elektrostatischen Hochspannungsklassifizierers und Separators ist;
-
4 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht ist, und hauptsächlich den in 3b gezeigten Trommelseparatorbereich zeigt; und
-
5 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht ist, und hauptsächlich den in 3b gezeigten Plattenseparatorbereich zeigt.
-
Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann allerdings in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und soll nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Diese Ausführungsformen werden vielmehr geboten, so dass diese Anmeldung gründlich und vollständig ist, und den wahren Rahmen der Erfindung dem Fachmann vollständig offenbart. Gleiche Nummern beziehen sich durchgängig auf gleiche Elemente, und gestrichene (prime) und doppelt gestrichene Bezeichnungen werden genutzt, um ähnliche Elemente in alternativen Ausführungsformen anzuzeigen.
-
Zu Beginn wird auf 1 Bezug genommen, worin ein hybrider elektrostatischer Klassifizierer und Separator 11 gezeigt ist. Der elektrostatische Klassifizierer und Separator 11 enthält ein Reservoir 12, einen Koronaklassifizierer 13, und einen ersten Trommelseparator 14 und einen zweiten Plattenseparator 15. Das Reservoir 12 enthält aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 16 und ist in der Lage dieselben in unterschiedlichen Raten abzugeben. Die besagten Materialien 16 werden so ausgegeben, dass den Koronaklassifizierer 13 ein gleichmäßig verteilter Strom aus besagten Materialien erreicht. Das Reservoir 12 ist über ein Gehäuse 17 in einer bekannten Weise beabstandet angeordnet.
-
Das Gehäuse 17 umgibt den elektrostatischen Klassifizierer und Separator 11 und enthält eine Vielzahl von parallelen und beabstandeten länglichen Bauteilen 22 und ein daran befestigtes Basisteil 23, um einen Hohlraum 24 zur Aufnahme der ersten und zweiten Separatoren 14, 15 zu bilden. Das Gehäuse 17 bietet ein externes Rahmenwerk, um den elektrostatischen Klassifizierer und Separator 11 zu schützen, während es auch eine ungehinderte Ansicht der Separatorenbereiche erlaubt. Der elektrostatische Klassifizierer und Separator 11 ist innerhalb des Gehäuses 17 so getragen, dass er über dem Basisteil 23 getragen und aufgehängt ist. Somit existiert ein Spalt 25 zwischen dem elektrostatischen Klassifizierer und Separator 11 und Basisteil 23. Der Spalt 25 erlaubt den Zugang unter den elektrostatischen Klassifizierer und Separator 11, um Unterteilungen und/oder Trennelemente anzuordnen, um zum Beispiel aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien in beabstandete Container 27 zu leiten. Derartige Container sind unterhalb des Spalts 25 zur Sammlung von bestimmten, in 3a gezeigten Fraktionen 73–76 von besagten Materialien platziert.
-
Im Folgenden wird auf die 2a und 2b Bezug genommen, in denen der Koronaklassifizierbereich 13 gezeigt ist. Dieser Bereich kann unabhängig und separat von den ersten und zweiten Separatorenbereichen 14, 15 betrieben werden. Somit kann ohne Trennung derartiger aus einzelnen Teilchen bestehender Materialien in leitende und nichtleitende Fraktionen eine Koronaklassifizierung von besagten Materialien 16 gemäß der Größe erreicht werden. Der Koronaklassifizierer 13 hat ein Paar von Längsseitenwänden 40, 42 und ein Paar von beabstandeten Endwänden 41, 43, welche einen Durchgang 33 zur Aufnahme von besagten Materialien 16 von feiner bis grober Größe bilden. Eine Öffnung 20 erlaubt es den von Reservoir 12 fallenden besagten Materialien 16 in den Durchgang 33 einzutreten, um entsprechend der Größe klassifiziert zu werden.
-
Jede Wand 40–43 ist elektrisch leitfähig und geerdet, um ein Koronafeld zu bilden, welches durch eine Korona-Ionisationsquelle 36 erzeugt wird. Der Durchgang 33 hat einen Freifallraum oder eine Höhe 37, die zum Beispiel 51 cm (= 20 g Inch) beträgt, durch welche besagte Materialien 16 fallen. Eine solche Höhe 37 ist ausreichend, um die Materialien 16 in zwei getrennte Fraktionen 31, 32 entsprechend der Größe trennen zu können. Natürlich kann die Höhe 37 eingestellt werden, um mehr oder weniger Freifallraum für verschiedene Typen von Materialien zu schaffen.
-
Die Korona-Ionisationsquelle 36 ist entlang der ersten Seitenwand 40 eingerichtet und erstreckt sich entlang der Länge 34 derselben. Insbesondere ist die Korona-Ionisationsquelle 36 in Hohlraum 21 eingerichtet, welcher durch die erste Seitenwand 40, obere und untere Winkelbauteile 40, 40a und Endwinkelbauteile (nicht abgebildet) geformt ist. Die Bolzen 29 sichern eine Platte 38 an Tragbauteilen 22, 22a, welche sich zwischen Bauteil 19 und Querbauteil 19a erstrecken, um die Korona-Ionisationsquelle 36 daran zu befestigen. Eine Vielzahl von länglichen und im Wesentlichen parallelen Koronaelektroden 39 sind entlang der Länge 34 der geladenen Koronaplatte 30 über eine Vielzahl von jeweils passenden leitenden Elementen 44 befestigt. Diese leitenden Elemente 44 tragen entgegen gesetzte Enden von jeder Koronaelektrode 39 und halten dieselben in beabstandeter Beziehung zueinander. Die Elemente 44 führen durch die Koronaplatte 30, so dass ein erster Teil innerhalb des Durchgangs 33 angeordnet ist und ein zweiter Teil zwischen Koronaplatte 30 und Platte 38. Eine Vielzahl von beabstandeten Keramikabstandhaltern 28 befestigt die Koronaplatte 30 an der Platte 38. Es können auch andere nichtleitende Materialien, wie zum Beispiel Gummi genutzt werden, um die Abstandhalter 28 herzustellen.
-
Ein im Stand der Technik bekanntes universelles Einstellbauteil 45 ist an entgegen gesetzten Enden fest an entsprechenden Endwänden 41, 43 befestigt. Das Einstellbauteil 45 steuert den Ausstoß der Fraktion 31, die aus dem Durchgang 33 austritt, wo sie auf der äußeren Trommeloberfläche 54 abgelagert wird. Indem die Position von Bauteil 45, insbesondere Führungsbauteil 45a, in einer im Wesentlichen Auf- und Abrichtung und/oder Seitwärtsrichtung bewegt wird, bewegt sich eine Auffangeinsatz 46 zu einer entsprechenden Stelle, um die Fraktion 31 auf die äußere Trommeloberfläche 54 zu leiten. Insbesondere greift die kurze Platte 95 lösbar an der langen Platte 96 an. Eine solche lange Platte enthält eine Vielzahl von Nuten 97, woran eine Vielzahl von entsprechenden Befestigungsmitteln 98 die kurze Platte 95 befestigen. Diese kurze Platte kann in einer parallelen Richtung entlang der Nuten 97 durch Lösen der Befestigungsmittel 98 und Entlanggleiten der kurzen Platte 95 bewegt werden. Die kurze Platte 95 kann dann durch Festziehen der Befestigungsmittel 98 in ihrer Position gesichert werden. Wenn die Fraktion 31 auf der kurzen Platte 95 landet, kann die Fraktion 31 vorteilhaft auf verschiedene Stellen der äußeren Trommeloberfläche 54 zur Trennung entsprechend der Leitfähigkeit geführt und abgelagert werden.
-
Wie in 2a und 3a gezeigt, verlaufen über die Länge 34 des Durchgangs 33 Trennwände oder Leitbleche 48, um den Fall der groben Fraktion 32 zu verzögern. Derartige Leitbleche 48 erzeugen Ablagerungen von besagten Materialien 16 innerhalb des Durchgangs 33. Die Ablagerungen sammeln die besagten Materialien 16 und helfen dabei, das Aufprallen der groben Fraktion 32 auf die Leitbleche 48 und das Erodieren des die Leitbleche 48 bildenden eigentlichen Stahlmaterials zu verhindern.
-
Die Korona-Ionisationsquelle 36 setzt die passierenden besagten Materialien 16 einem Ionenbeschuss aus, welcher mobile Ionen effektiv im Wesentlichen horizontal zu den besagten Materialien 16 sprüht, während letztere im Wesentlichen vertikal durch den Durchgang 33 wandern. Da eine Ladungsdichte von besagten Materialien proportional zu ihrer Oberfläche und der Intensität der elektrischen Quelle (Korona-Ionifizierer) ist, ist die räumliche Versetzung eines besagten Materials in der x-Achse während seines freien Falls in der y-Achse proportional zu seiner Größe und Oberflächenladung. Dementsprechend haben die aufgrund der Schwerkraft fallenden besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe eine größere horizontale Bewegung als die besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe, wenn sie der Koronaentladungen ausgesetzt sind.
-
Genauer gesagt fallen die besagten Materialien 16 in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, während eine Koronaionisierung in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erzeugt wird. Der Nettoeffekt von Schwerkraft und elektrischer Kraft auf die Freifallflugbahn von besagten Materialien 16 ist deutlich spürbar und sorgt dafür, dass die besagten Materialien von feiner bis mittlerer Größe im Wesentlichen unter dem Einfluss der elektrischen Kraft in der Richtung der x-Achse driften, während die Schwerkraft die Freifallflugbahn der besagten Materialien von mittlerer bis grober Größe dominiert, und dadurch dieselben dazu bringt, im Wesentlichen in der Richtung der y-Achse zu fallen. Dadurch wird eine Größenklassifizierung von besagten Materialien 16 erreicht und ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht, im Gegensatz von zum Beispiel Siebklassifizierern.
-
Die Korona-ionisierende Anordnung innerhalb des Durchgangs 33 unterteilt besagtes Materialien 16 vorteilhaft und effektiv in einem Durchlauf in zwei jeweils größengleiche Fraktionen 31, 32. Die Fraktionen 31, 32 bestehen aus Materialien von feiner bis mittlerer Größe und von mittlerer bis grober Größe. Basierend auf Labortestergebnissen sind besagte Materialien 16, welche der Koronaladungsanordnung der vorliegenden Erfindung ausgesetzt wurden, in der Lage, ausreichend gut in zwei kleinere Bahnen gespalten zu werden, und zwar mit einem Fall von etwa 20 cm (= 8 Inch) vom Reservoir 12 zum Durchgang 33 und mit einem Freifallraum oder einer Höhe 37 von etwa 51 cm (= 20 Inch) im Durchgang 33.
-
Stromabwärts von der Korona-Ionisationsquelle 36 kann im Durchgang 33 ein einstellbares Trennelement 50 auf einer horizontalen Achse 53a, im Wesentlichen parallel zu der Länge 34 rotiert werden. Die Position des Trennelements 50 kann durch Bewegung seines Endes zu oder weg von den Seitenwänden 40, 42 eingestellt werden, indem eine Stange 53 entlang eines etwa 45° Weges durch Bewegung eines Drehknopfs bewegt wird, welcher angrenzend und außerhalb von einer Endwand 41 oder 43 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann ein Sieb 49 installiert und mit dem Trennelement 50 im Durchgang 33 verbunden sein, um bei dem Klassifizierverfahren zu helfen. Das Sieb 49 kann auch entlang der Achse des Trennelements 50 rotiert werden und erstreckt sich vorzugsweise entlang der Länge 34 bis beinahe zur Höhe 37 von dem Durchgang 33. Selbstverständlich können auch Siebe mit verschiedenen Maschengrößen entsprechend der Größe des besagten, zu klassifizierenden und zu trennenden Materials 16 genutzt werden, und insbesondere um zu verhindern, dass übergroße aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien zum Trommelseparator 14 geführt werden.
-
Somit kann eine Charge von verschiedenen besagten Materialien 16, welche einen weiten Größenbereich haben, durch einen Koronaklassifizierbereich 13 in einem Durchlauf effektiv in eine feine bis mittlere Fraktion 31 und eine mittlere bis grobe Fraktion 32 klassifiziert werden. Die Fähigkeit derartige Materialien 16 mit unterschiedlichen Größen klassifizieren zu können, ist der Verbesserung des Arbeitsflusses und der Effizienz dienlich. Darüber hinaus werden die Nachteile der Klassifizierung bei Verwendung von lediglich einem Sieb überwunden, d. h. eine Reinigung und Wartung des Siebs werden unnötig, ebenso wie das Ändern der Maschengröße des Siebs, um Materialien mit unterschiedlichen Teilchen-Größen bearbeiten zu können, als auch die Ausfallzeit hierfür.
-
Bezugnehmend auf die 3a und 3b ist der elektrostatische Klassifizierer und Separator 11 jeweils getrennt vom Gehäuse 17 dargestellt. Nachdem die besagten Materialien 16 durch den Koronaklassifizierbereich 13 in eine feine bis mittlere Fraktion 31 und eine mittlere bis grobe Fraktion 32 klassifiziert wurden, können derartige Fraktionen weiter in leitende und nichtleitende Fraktionen 73–76 getrennt werden. Die Fraktionen 31, 32 werden jeweils auf zwei Bahnen 51, 52 geleitet, welche zu ersten und zweiten, Seite an Seite angeordneten Separatorenbereiche führen, vorzugsweise zu dem Trommelelektrodenseparator 14 und Plattenelektrodenseparator 15. In alternativen Ausführungsformen können andere in der Industrie verfügbare Geräte genutzt werden, um aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 16 aufzunehmen und gemäß der Leitfähigkeit zu trennen, ohne dass von dem Gebiet der vorliegenden Erfindung bezüglich des Koronaklassifizierbereichs 13 abgewichen wird.
-
Mit Bezug auf 3a, 3b und 4 leitet die Bahn 51 die feine bis mittlere Fraktion 31 auf die äußere Trommeloberfläche 54 des ersten Separators 14. Der erste Separator 14 hat einen zylindrisch geformten Körper, nämlich eine Trommel 55, die geerdet ist und um die Längsachse 56 rotiert, die sich zentral durch den Körper 55 erstreckt. Der Durchmesser 57 von Körper 55 beträgt vorzugsweise etwa 51 cm (= 20 Inch). Die Ausbildung des Körpers 55 mit einem solchen Durchmesser bietet einen höheren Flexibilitätsgrad für besagte Materialien 16 von mittlerer Größe, die auf dem Körper 55 abgelagert werden. Selbstverständlich kann der Durchmesser 57 von Körper 55, unter anderem, gemäß der Größe der zu trennenden besagten Materialien 16 eingerichtet werden, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
-
Um den Körper 55 zu rotieren, werden konventionelle Motoren verwendet. Die Welle 58 erstreckt sich entlang der Achse 56 und ist mit jedem Ende von Körper 55 verbunden. An entgegen gesetzten Enden von Körper 55 ist die Welle 58 in Lagerungen 59 gelagert, um an Querbauteil 19A von Gehäuse 17 montiert zu werden. Die Welle 58 kann ein Element sein oder ein Paar von stumpfförmigen Wellen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Körper 55 kann in vier Sektionen aufgeteilt gedacht werden, welche vier Quadranten 63–66 definieren. Das Ende von Körper 55 hat eine vertikale Achse 61 und eine quergerichtete horizontale Achse 62, welche die Quadranten 63–66 definieren. Der erste Quadrant 63 enthält den Raum, welcher beginnend vom 0° Grad Punkt 60 durch eine 90° Drehung im Uhrzeigersinn definiert wird. Die zweiten, dritten und vierten Quadranten enthalten jeweils Räume, welche durch aufeinander folgende 90° Drehungen im Uhrzeigersinn, beginnend von dem 90° Grad Punkt 67, definiert werden.
-
Die Korona-Ionisationsquelle 68 führt der feinen bis mittleren Fraktion 31, welche auf der äußeren Trommeloberfläche 54 rotiert, Ladung zu. Die Korona-Ionisationsquelle 68 ist beabstandet von dem zylindrischen Körper 55 und ungefähr in einem Bereich innerhalb der ersten 45° des ersten Quadranten 63 positioniert. Insbesondere ist die Korona-Ionisationsquelle 68 vorzugsweise etwa bei 30° im Uhrzeigersinn vom 0° Punkt 60 angeordnet. In alternativen Ausführungsformen kann mehr als eine Korona-Ionisationsquelle 68 vorgesehen sein, um eine stärkere Ladung für die Fraktion 31 zu bieten. Zusätzlich kann die Lage der Korona-Ionisationsquelle 68 in verschiedene Positionen eingestellt werden, abhängig von dem aus einzelnen Teilchen bestehendem Material, welches im ersten Quadranten 63 getrennt wird.
-
Der Tragrahmen 69 enthält ein Paar von bogenförmigen, stationären und leitenden Platten 70, welche einander zugewandt sind und beabstandet ausgerichtete Schlitze 71 haben, welche um die Welle 58 und den Körper 55 beabstandet angeordnet sind. Der Tragrahmen 69 endet beabstandet über der äußeren Trommeloberfläche 54 vom Körper 55. Eine Vielzahl von beabstandeten statischen Elektroden erstreckt sich entlang der Länge vom Körper 55 und die Elektroden sind zwischen ausgewählten, gegenüber stehenden Schlitzen 71 der Platten 70 positioniert, von welchen sie ihre Ladung beziehen. Eine Vielzahl an statischen Elektroden 72 wird verwendet, weil die höchste Feldintensität einer Konfiguration einer einzelnen statischen Elektrode an der Mittellinie vom Zentrum des Körpers 55 zum Zentrum einer statischen Elektrode vorliegt. Somit verringert sich der Feldgradient rapide, wenn sich der Abstand zwischen der Fraktion 31 und einer einzelnen statischen Elektrode vergrößert. Um eine feine bis mittlere Größenfraktion 31 zu trennen, wird dementsprechend eine Konfiguration mit einer Vielzahl von statischen Elektroden bevorzugt, da sie ein stärkeres und weiteres statisches Feld bietet.
-
Die beabstandeten statischen Elektroden 72 sind vorzugsweise mit Polytetrafluorethylen (nicht abgebildet) beschichtet, um einen elektrischen Schlag bei Berührung zu hemmen und um eine Lichtbogenbildung zu verhindern. Selbstverständlich können auch andere nichtleitende Polymere verwendet werden, um die statischen Elektroden 72 zu beschichten, wie zum Beispiel PFE, Nylon und Gummi. Die Anzahl an statischen Elektroden 72 ist variabel, um verschiedene Feldintensitäten zu bieten. Die Lage von derartigen statischen Elektroden kann auch eingestellt werden, um falls gewünscht ihre jeweiligen Abstände zu der äußeren Trommeloberfläche 54 zu ändern. Während zum Beispiel Fraktion 31 um den Körper 55 rotiert, sollte die Anzahl an statischen Elektroden 72 erhöht werden. Als ein Ergebnis wird eine stärkere Feldintensität erzeugt, um zu verhindern, dass nichtleitendes aus einzelnen Teilchen bestehendes Material 74 von feiner bis mittlerer Größe die äußere Trommeloberfläche 54 vorzeitig verlassen, da von den statischen Elektroden 72 eine stärkere Abstoßungskraft ausgeht. Darüber hinaus können leitende Teilchen 73 von feiner bis mittlerer Größe in einem einzigen Durchlauf effektiv von der äußeren Trommeloberfläche 54 entfernt werden. Die statischen Elektroden 72 sind voneinander beabstandet angeordnet und können in Gruppen 77 etwas weiter voneinander beabstandet sein.
-
Leitende, aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 73 von feiner bis mittlerer Größe werden von den statischen Elektroden 72 angezogen, verlieren aber ihre Ladung an der geerdeten äußeren Trommeloberfläche 54 des Körpers 55. Derartige aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 73 werden dadurch von der äußeren Trommeloberfläche 54 durch Zentrifugal- und Gravitationskräfte entfernt und zur Sammlung zu Containern 27 geworfen, wie dies in 1 abgebildet ist, oder sie fallen zur weiteren Verarbeitung auf entsprechende Förderbänder (nicht abgebildet).
-
Nichtleitende Materialien 74 von feiner bis mittlerer Größe stecken an der äußeren Trommeloberfläche 54 und werden über die statischen Elektroden 72 zurück gehalten. Derartige nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 74 werden an der geerdeten und leitenden äußeren Trommeloberfläche 54 über die statischen Elektroden 72 stecken bleiben. Bei der Rotation über etwa die Mitte des zweiten Quadranten hinweg, werden die nichtleitenden besagten Materialien 74 frei, um unter Gravitations- und Zentrifugalkräften normale Flugbahnen weg von der geerdeten äußeren Trommeloberfläche 54 anzunehmen.
-
Nichtleitende Materialien-Teilchen 74, welche keine normalen Flugbahnen weg von der geerdeten äußeren Trommeloberfläche 54 annehmen, werden davon durch andere Mittel, wie zum Beispiel durch Wechselstromabstreifer 78 und rotierende Bürsten 79, entfernt. Dementsprechend werden derartige nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 74 in entsprechenden nichtleitenden Containern 27 gesammelt und durch ein Leitblech 81 und einstellbares Trennelement 80 von den leitenden Teilchen 73 weg geführt, welche vorher von der äußeren Trommeloberfläche 54 durch statische Elektroden 72 getrennt wurden.
-
Der Wechselstromabstreifer 78 ist üblicherweise im dritten Quadrant 65 und von der äußeren Trommeloberfläche 54 beabstandet angeordnet, und in einem Bereich, welcher von dem Bereich entfernt angeordnet ist, wo die nichtleitenden besagten Materialien 74 von feiner bis mittlerer Größe von der geerdeten äußeren Trommeloberfläche 54 abgeworfen werden. Der Wechselstromabstreifer 78 entfernt somit die meisten der nichtleitenden besagten Materialien 74, welche immer noch an der äußeren Trommeloberfläche 54 anhaften, indem positive und negative Ladungen auf diese besagten Materialien 74 ausgeübt werden, um dieselben zu neutralisieren. Derartige nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 74 werden durch die Positionierung von Leitblech 81 geführt und in einem entsprechenden nichtleitenden Container 27 gesammelt oder sie fallen auf entsprechende Förderbänder (nicht abgebildet), um weiter verarbeitet zu werden.
-
Eine längliche, rotierbare Bürste 79 ist ungefähr zwischen dem dritten und vierten Quadranten angeordnet und greift an der äußeren Trommeloberfläche 54 an, um weiter sehr feine, nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 75 zu eliminieren, welche hinter dem Wechselstromabstreifer 78 immer noch auf der äußeren Trommeloberfläche 54 verblieben sind. Die Bürste 79 ist gegen die Trommeloberfläche 54 vorgespannt, um eine gleich bleibende kleine Widerstandskraft gegen die äußere Trommeloberfläche 54 zu bieten. Die Bürste 79 ist zur Unterstützung derselben auch in Lagerungen 59 gelagert. Es können auch andere im Stand der Technik bekannten konventionellen Möglichkeiten genutzt werden, um die Bürste 79 in kontinuierlichem Kontakt mit der äußeren Trommeloberfläche 54 zu halten. Die Bürste 79 rotiert vorzugsweise in einer zum rotierenden Körper 55 entgegen gesetzten Richtung, um nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 74 in Aufnahmecontainer 27 abzuwerfen. Selbstverständlich kann die Bürste 79 auch ohne Antrieb sein, da die äußere Trommeloberfläche 54 gegen sie reibt, wobei einige Änderungen in dem Leitblech 81 nötig wären, um den Abwurf zu fangen, und möglicherweise müsste auch die Bürste 79 anders positioniert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Bürste 79 eine Ionisationsquelle (nicht abgebildet) enthalten, um eine Ladungsbeaufschlagung zu bieten und dadurch beim Entfernen der Materialien 74 von der äußeren Trommeloberfläche 54 zu helfen.
-
Bezug nehmend auf die 3a und 5 richtet eine zweite Bahn 52 die Fraktion 32 von mittlerer bis grober Größe stromabwärts von dem Koronaklassifizierer 13 zu dem zweiten oder Plattenelektrodenseparator 15. Der zweite Separatorenbereich 15 ist entlang dem ersten Separatorenbereich 14 angeordnet und erstreckt sich in einer entgegen gesetzten Richtung. Der zweite Separator 15 hat eine gekrümmte, abfallende und elektrisch geerdete Platte 85, auf welche die Fraktion 32 von mittlerer bis grober Größe vom Durchgang 33 des Koronaklassifizierbereichs 13 geführt wird. Die Fraktion 32 von mittlerer bis grober Größe wandert auf einer mit Prallflächen versehenen Bahn 52 von der abfallenden Oberfläche der geerdeten Platte 85 aufgrund der Schwerkraft nach unten. Die Platte 85 des zweiten Separators 15 ist in einer sich entlang der allgemeinen Form von Körper 55 des ersten Separators 14 krümmenden Form gezeigt. Selbstverständlich kann die Bahnrichtung von Platte 85 auch geändert werden, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das untere Ende von Platte 85 ist vorzugsweise durch eine einstellbare Nocke 86 getragen, welche gedreht werden kann, indem dieselbe in jeder Richtung rotiert werden kann, um die Neigung der Platte zu ändern. Daher ist das obere Ende von Platte 85 drehbar befestigt, um der Nocke 86 die Einstellung der Neigung von Platte 85 zu erlauben.
-
Leitende Materialien 76 von mittlerer bis grober Größe erhalten durch Induktion Oberflächenladungen, wenn sie dem zwischen den statischen Elektroden 87 und der geerdeten Platte 85 erzeugten elektrischen Feld ausgesetzt werden, wohingegen nichtleitende aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 75 von mittlerer bis grober Größe ungeladen auf der geerdeten Plattenelektrode 85 verbleiben. Die leitenden besagten Materialien 76 von mittlerer bis grober Größe werden aufgrund der elektrischen Anziehungskraft der statischen Elektroden 87 von der geerdeten Plattenelektrode 85 abgehoben und werden dadurch von den nichtleitenden besagten Materialien 75 von mittlerer bis grober Größe getrennt. Diese zwei getrennten Fraktionen 75, 76 werden mittels des Trennelements 18 in zwei separate Bahnen gelenkt und in zwei entsprechenden Containern 27 (nicht abgebildet) gesammelt oder sie fallen auf entsprechende Förderbänder (nicht abgebildet), um weiter verarbeitet zu werden.
-
Die statischen Elektroden 87 werden selektiv positioniert und von nichtleitenden gebogenen Endplatten 90 an ihrem Platz gehalten, von welchen Endplatten die Elektroden ihre Ladung empfangen und welche Endplatten an entgegen gesetzten Enden der geerdeten Platte 85 angeordnet sind und beabstandete Schlitze 91 aufweisen. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die Länge der äußeren Trommeloberfläche 54 entlang ihrer Rotationsachse und die Länge der geerdeten Plattenelektrode 85 auf einer Linie parallel zur Längsachse 56 im Wesentlichen gleich sind, so dass die kombinierten Separatorenbereiche 14, 15 die gesamte ursprüngliche Zufuhr an besagten Materialien 16 aufnehmen können, welche in den Koronaklassifizierbereich 13 eingeführt werden.
-
Indem die Fraktion 31 von feiner bis mittlerer Größe zum ersten Trommelelktrodenseparatorenbereich 14 geleitet wird und die Fraktion 32 von mittlerer bis grober Größe zum zweiten Plattenelektrodenseparatorbereich 15, können derartige Fraktionen 31, 32 vorteilhaft in leitende und nichtleitende Fraktionen 73–76 getrennt werden, bestehend aus der leitenden Fraktion 73 von feiner bis mittlerer Größe, der nichtleitenden Fraktion 74 von feiner bis mittlerer Größe, der nichtleitenden Fraktion 75 von mittlerer bis grober Größe und der leitenden Fraktion 76 von mittlerer bis grober Größe. Dementsprechend werden die Nachteile des Standes der Technik, bei dem die Trennprozesse wiederholt werden mussten, um aus einzelnen Teilchen bestehende Materialien 16 effektiv zu trennen, aufgrund der hohen Effizienz des hierin offenbarten Systems und Verfahrens wesentlich verringert.
-
Während die Erfindung bezüglich bestimmter spezifischer Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte es klar sein, dass viele Modifikationen und Änderungen von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Es ist daher das Ziel, durch die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Änderungen zu umfassen, die in den wahren Gedanken und Rahmen der Erfindung fallen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 11
- Klassifizierer/Separator
- 12
- Reservoir
- 13
- Koronarklassifizierer
- 14
- Trommelseparator
- 15
- Plattenseparator
- 16
- Material (zu verarbeitendes)
- 17
- Gehäuse
- 18
- Trennelement
- 19
- Bauteil
- 19a
- Querbauteil
- 20
- Öffnung
- 21
- Hohlraum
- 22
- Trag-Bauteil
- 22a
- Trag-Bauteil
- 23
- Basisteil
- 24
- Hohlraum
- 25
- Spalt
- 27
- Container
- 28
- Abstandhalter
- 29
- Bolzen
- 30
- Koronaplatte
- 31
- Fraktion
- 32
- Fraktion
- 33
- Durchgang
- 34
- Länge der Ionisationsqu.
- 36
- Ionisationsquelle
- 37
- Höhe/Freifallhöhe
- 38
- Platte
- 39
- Koronaelektrode
- 40
- Längsseitenwand
- 40a
- Winkelbauteil
- 41
- Endwand
- 42
- Längsseitenwand
- 43
- Endwand
- 44
- leitendes Element
- 45
- Einstellbauteil
- 45a
- Führungsbauteil
- 46
- Auffangeinsatz
- 48
- Leitblech
- 49
- Sieb
- 50
- Trennelement
- 51
- Bahn
- 52
- Bahn
- 53
- Stange
- 53a
- horizontale Achse
- 54
- äußere Trommeloberfläche
- 55
- Trommel/Körper
- 56
- Achse
- 57
- Durchmesser
- 58
- Welle
- 59
- Lager
- 60
- 0° Punkt
- 61
- vertikale Achse
- 62
- horizontale Achse
- 63–66
- Quadrant
- 67
- 90° Grad Punkt
- 68
- Korona-Ionisationsquelle
- 69
- Tragrahmen
- 70
- Platten
- 71
- Schlitze
- 72
- statische Elektrode
- 73
- leitendes Material feiner Größe
- 74
- nichtleitendes Material feiner Größe
- 76
- Fraktion
- 77
- Gruppen
- 78
- Wechselstromabstreifer
- 79
- Bürste
- 80
- Trennelement
- 81
- Leitblech
- 85
- geerdete Platte
- 86
- Nocke
- 87
- statische Elektrode
- 90
- Endplatte
- 91
- Schlitze
- 95
- kurze Platte
- 96
- lange Platte
- 97
- Nut
- 98
- Befestigungsmittel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 4326951 [0005]
- US 3222275 [0009]
- US 5484061 [0010]
- US 5161696 [0010]
