DE875482C - Verfahren und Anordnung zum elektrostatischen Trennen von Gemengen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zum elektrostatischen Trennen von Gemengen Gegenstand der Erfindung bilden ein Verfahren und eine Anordnung zum elektrostatischen Trennen von organischen oder anorganischen Gemengen verschiedener Leitfähigkeit bzw. Dielektrizitätsk onstanten. Nach der Erfindung wird das aufzubereitende Gemenge auf einem gegebenenfalls geneigten Rütteltisch einer mechanischen horizontalen und gegebenenfalls vertikalen Schwingungserregung inVerbindung mit einem elektrostatischen Hochspannungsfeld ausgesetzt. Dadurch werden die infolge der mechanischen Schwingungserregung wandernden Anteile des Gemenges durch die elektrostatischen Kräfte des Hochspannungsfeldes in ihrer Bewegung positiv und/oder negativ beschleunigt. Es kann also nach dem Verfahren der Erfindung eine oder beide der mechanischen Schwingungskomponenten durch elektrische Anziehungskräfte im positiven oder negativen Sinn beeinflußt werden und dadurch der allgemeine Trennungseffekt beim Rütteln solcher Gemenge noch verstärkt werden. Wird für dieErzeugung des elektrostatischenHochspannungsfeldes hochgespannter Wechselstrom an Stelle von Gleichstrom verwendet, so kann vorteilhaft vorzugsweise die vertikale Schwingungserregung des Rütteltisches synchron mit dem hochgespannten Wechselfeld durchgeführt werden.
• Das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders gut für solche Gemenge, die sowohl elastische als auch unelastische Gemengeanteile besitzen und die infolgedessen bei horizontaler Wanderung auf einem Rütteltisch von der vertikalen Schwingungskomponente verschieden stark erregt werden, indem die elastischen Anteile gegenüber den unelastischen eine größere Schwingungsamplitude erhalten. Bohnen und Schalen von Kaffee oder Kakao, Palmkerwe, Getreidearten und ähnliche organische Stoffe besitzen solche hinsichtlich der Elastizität unterschiedlichen Eigenschaften.
• EfneAnordnung zurDurchführung derVerfahren nach der Erfindung besteht darin, daß über einem mit horizontaler, gegebenenfalls vertikaler Schwingungserregung ausgestatteten Rütteltisch `ein elektrisches Hochspannungsfeld im Raum verstellbar angeordnet ist. Dabei werden entweder dünne Drähte zum Aufbau eines Sprühfeldes oder Platten zum Aufbau eines Kondensatorfeldes in gehörigem Abstand über dem Schwingtisch angeordnet. Zugleich kann auch seitlich eine elektrische oder elektrostatische Beeinflussung am Rütteltisch angeordnet sein.
• Die,Anordnung nach der Erfindung kann mit besonderem Vorteil bei dem bekannten elektrostatischen Scheider der Patentschrift 687 595 vorgenommen werden, der aus zwei übereinanderliegenden gegenpoligen Elektroden besteht, von denen die obere, die leitenden Gutsteile anziehende Elektrode durchbrochen und die untere, die leiten d,en Gutsteile abstoßende Elektrode die Förderflüche für das Gut ist. Nach der Erfindung wird die Förderfläche als schräg gestellter Rütteltisch mit horizontaler und gegebenenfalls vertikaler Schwin gungserregung ausgebildet.
• An Hand der Zeichnung sei das -Verfahren der Erfindung und eine Anordnung zu seiner Durchführung an einem Ausführungsbeispiel des näheren erläutert. Die Abb. i zeigt in, perspektivischer Ansicht einen Schwingtisch mit schematischer Darstellung der Bewegung von federnden und nichtfedernden (elastischen bzw. unelastischen) Anteilen eines Gemenges der gekennzeichneten Art. Die Abb. 2 zeigt ebenfalls schematisch einen überhöhten Querschnitt durch den Schwingtisch mit darüber angeordneten Hochspannungselektroden in einem Schwenkrahmen.
• In den Abbildungen ist mit U ein Rüttel- oder Schwingtisch bekannter Bauart bezeichnet, dessen elliptische Schwingungsbewegung durch das seitlich gezeichnete Schwingungsdiagramm D angedeutet ist. Durch die Schwingungserregung mit einer horizontalen, und vertikalen Komponente wandert das links auf den Tisch gegebene Aufbereitungsgut nach rechts und-nimmt infolge der Neigung des Tisches eine parabelförmige Bewegungskurve an (gestrichelt angedeutet).
• Die Hochspannungselektroden- sind anIsolatorenJ (Abb. 2) und dem Querträger bzw. Rahmen E um den Punkt M schwenkbar angeordnet. Die dünnen Elektrodendrähte können in beliebiger Richtung vorteilhaft in Anlehnung an die Kurvenbahn des Gemenges über demselben angeordnet sein. Durch die Schwenkbarkeit des dieElektroden einfassenden Rahmens um einen oder mehrere Schwenkpunkte M kann die Neigung der 'Elektroden zur Neigung der schwingenden Platte U in der Querrichtung und damit die Homogenität des elektrischen Feldes ver-'ändert . werden, wodurch die seitliche Aüsle@nküüg der aufzubereitenden, insbesondere elastischen Anteile zusätzlich begünstigt und eine schnellere und bessere -Sortierung- .erreicht wird. Ebenso kann durch Schwenkung längs der linken Seitenkante des Rütteltisches (nicht gezeichnet) das Elektrodensystem in Längs- d. h. in Transportrichtung gesehen zur Rütteltischebene in seiner Neigung verändert werden, wodurch das elektrische Feld je nach Wunsch am Anfang oder Ende des Tisches verschieden stark eingestellt werden kann. Durch die Verbindung der gekennzeichnetem Schwenkbarkeiten in Quer- und Längsrichtung des Rütteltisches kann das elektrische Feld in seiner Stärke auf die sich herausarbeitende Bewegungskurve des jeweiligen Gemenges eingestellt werden. Durch an sich bekannte Umschaltung der Hochspannung von Plusauf Minuspol und -umgekehrt können die bekannten Effekte der Polaritätsänderung des elektrischen Feldes ebenfalls zur Auswirkung gebracht werden.
• Der rein mechanische Vorgang der Aufbereitung von.Gemengen, die elastische und unelastische Bestandteile enthalten, kann etwa wie folgt erklärt werden (Abb. i). Die unelastischen Teile sind als kleine Rechtecke mit den Buchstaben: a bis k und ,die elastischen Anteile als Kugeln mit den Zahlen i bis io bezeichnet. ,Auf die im Punkt ia ruhenden Teilchen von verschiedenerElastizität werden durch die beispielsweise nach Diagramm D schwingende Unterlage während der aufwärts gerichteten Schwingungsphase gegen die Erdbeschleunigung Kräfte ausgeübt, die sowohl das elastische als auch das unelastische Teilchen zunächst eine gemeinsame Abwurfbahn (Abb. i, ia' bis 2b) beschreiben lassen.
• Beim Wiederauftreffen der Teilchen auf die -Unterlage U in Punkt 2b bleibt das unelastische Teilchen relativ zu U mehr oder weniger in Ruhe, wogegen das elastische Teilchen auf Grund der durch den Aufprall erzeugten Rückfederungskr!äfte (Abb.2) eine mehrmalige seitliche Ablenkung in den Punkten 2b, 3, 4 erfährt, die durch den jeweils schief zur Unterlage liegenden Einfallswinkel bzw. den nach den Gesetzen 'des elastischen Stoßes zugeordneten Ausfallswinkel, d. h. durch die Neigung von U, bedingt bzw. gegeben ist.
• Die aufwärts gerichtete Phase des neuen Schwingungsimpulses erfaßt das elastische Teilchen:, um beide, diesmal jedoch auf getrennten Wurfbahnen, weiter in derTransportrichtung (2b und 2c;.5 und 6) zu befördern.
• Beim Aufprall der elastischenTeilchen in Punkt6 wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang von neuem, so daß durch weitere Auslenkung der elastischen Teilchen zum rechten Ende des schwingenden Systems U hin so große Bahnverlaufsunterschiede resultieren, daß eine gute Trennung elastischer und unelastischer Teilchen auf diese Weise möglich ist.
• Die Schwingung kann vorteilhaft so eingestellt werden, daß die Aufwärtsbewegung der Unterlage seitlich mit der ersten, zweiten oder weiteren elastischen Prellung der elastischen Teilchen zusammenfällt. Der mechanische Vorgang im elektrischen Feld läuft etwa wie folgt ab: Der vorstehend beschriebene Vorgang kann nach der Erfindung durch ein über dem schwingenden System angeordnetes elektrisches Feld in der Weise unterstützt werden, daß, wenn elastische und unelastische Teilchen etwa gleiche Oberflächenleitfähigkeit aufweisen, das Kondensatorfeld nur während des elastischen Ausklingvorgangs eingeschaltet wird, um die Sprunghöhen der elastischen Teilchen und damit die seitliche Auslenkung zu vergrößern.
• Für den Fall, daß die elastischen Teilchen gegenüber den unelastischen eine höhere Leitfähigkeit besitzen, kann ein Sprühfeld angelegt werden, das wiederum nur während der Dauer des elastischen Ausklingvorgangs eingeschaltetistund die schlechter leitenden unelastischen Teilchen durch die aufgesprühten Ladungen fester mit der Unterlage verhaftet und demzufolge mehr in die Transportrichtung zwingt.
• Das elektrische Feld: kann mit Wechselstrom betrieben werden, wenn. die mechanische Erregerfrequenz 5o Hz oder einen Bruchteil bzw. ein Vielfaches davon beträgt.
• Der erläuterte, rein mechanische Vorgang kann mit dem elektrischen System derart gekoppelt sein, daß die die Wurfparabeln vergrößernde Hochspannung nur während des elastischen Ausklingvorgangs (Rückgang des schwingenden Systems) eingeschaltet wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die obenerwähnten Beispiele beschränkt, sondern erstreckt sich. sinngemäß auch auf andere Kombinationen elektrischer und mechanischer, vorzugsweise elastischer Stoffeigenschaften.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum elektrostatischen Trennen von organischen oder anorganischen Gemengen mit Anteilen verschiedener .Leitfähigkeit bzw. Dielektrizitätskonstanten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge einer mechanischen horizontalen Schwingungserregung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer vertikalen, auf einem zweckmäßig geneigten Rütteltisch in Verbindung mit einem elektrostatischen Hochspannungsfeld ausgesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatischen Kräfte die mechanischen Schwingungserregungen positiv oder negativ beschleunigen.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Feld durch hochgespannten Wechselstrom erzeugt wird, wobei vorteilhaft eine oder beide mechanischen Schwingungserregungen, vorzugsweise die vertikale mit dem Wechselstrom synchronisiert ist. q..
4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3 zurAufbereitung von elastische und unelastische Bestandteile enthaltenden Gemengen, wie beispielsweise Bohnen und Schalen. von Kaffee und Kakao usw.
5. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen: i bis d, dadurch gekennzeichnet, daß über und gegebenenfalls seitlich eines zweckmäßig angeordneten. Schwingtisches ein elektrisches Hochspannungsfeld räumlich verstellbar angeordnet ist.
6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrostatischer Schlitzschei-der so ausgebildet ist, daß von zwei übereinan.derliegenden, gegenpoligen Elektroden, von denen die obere, die leitenden Gutsteile an:-ziehende Elektrode durchbrochen und die untere, die leitenden Gutsteile abstoßende Elektrode die Förderfläche für das Gut ist, die letztere als schräg gestellter Rütteltisch ausgebildet ist.