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Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Trennung von Gemischen
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur elektrostatischen
Trennung von Gemischen, bei welchen in an sich bekannter Weise durch elektrostatische
Feldkräfte aus dem Gemisch abgetrennte Teilchen an einer durch Umlauf 3ich aus dem
Wirkungsbereich des Trennfeldes herausbewegenden Elektrodenflächen haften. Solche
Elektroden können von beliebigen umlaufenden Körpern, z. B. von rotierenden Walzen,
gebildet werden. Sie bieten den Vorteil, daß die aus dem Gemisch abzutrennenden
Teilchen, welche infolge der elektrostatischen Anziehung und, Abstoßung auf die
Oberfläche eines umlaufenden. Körpers gelangen"durch dessen Drehung ausdem Wirkun-gsbereich
des die Trennung bewirkenden elektrostatischen Feldes herausgebracht und zu
- einer Ab,
na#hmestelle geführt werden, an welcher die Teilchen von
den Walzen, abgesammelt bzw. abgenommen werden.
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Bei diesem bekannten Verfahren besteht jedoch ein gewisser Nachteil
darin, daß die Haftung der Teilchen an den umlaufenden Elektroden um so geringer
wird-, je mehr die Haftfläche sich aus dem elektrostatischen Trennfeld entfernt-.
Auch verindert sich die Haftung der Teilchen während des Abtransportes durch Ausstrahlung
von Elektrizität von. den Teilchen sowie bei Anordnung mehrerer umlaufender gleichpoliger
Elektroden nebeneinander dadurch, daß diese aufeinander einen. abschwächenden Einfluß
ausüben. Haftet
beispielsweise ein Teilchen an dem der Gegenelektrode
zugekehrten Scheitel der Mantelfläche einer walzenförmigen rotierenden. Elektrode,
so ,nähert es sich durch die Drehung der Walze der Mantelfläche der benachbart-en
Walzenelektrode und wird auch von, dieser angezogen, wodurch sich die Haftfestigkeit
anderjenigen Walze, an welcher das Teilchen anäegt, entsprechend) vermindert. Die
vorgenannten Umstände können dazu führen, daß schwach anhaften-de Teilchen von der
Walze abfallen, wodurch sich der Wirkungsgrad der Trennvorrichtung entsprechend
vermindert.
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. Gemäß der Erfindung wird der Wirkungsgrad einer solchen elektrostatischen
Trennvorrichtung dadurch wesentlich erhöht, daß die anhaftenden Teilchen durch den
Umlauf der. die Teilchen tragenden Elektrodenfläche auf ihrem Weg zur
Ab-
nahmestelle in den Wirkungsbereich von Hilfselektroden geführt werden,
welche so angeordnet und geladen sind, daß sie das Anhaften der Teilchen an der
Elektrodenfläche verstärken-.
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Eine zur Durchführung dieses Verfahrens ge-
eignete Vorrichtung,
bei welcher 'mindestens die eine Elektrode, z. B. die oberhalb einer gerüttelten
oder wandern-den Flächenelektrode angeordnete Gegenelektrode ganz oder teilweise
von mehreren im Abstand nebeneinander umlaufenden Körpern gebildet wird, ist erfindengsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß neben bzw.. zwischen den umlaufenden Elektroden gegenpolige-
HilfseIektroden angeordnet sind-, die ein abweichendes Potential aufweisen und so
ausgebildet sind, daß sie einen Teilder umlaufenden Elektrodenfläche im Abstand
umgeben-. Bei gleichsinnig umlaufenden Elektroden kann jeder Elektrode eine etwa
bogenförmig oder winklig profilierte, flächenförmige Hiffselektrode zugeordnet sein.
Bei paarweise #gegenläufig rotierendk--n Elektroden ist zweckmäßig je eine
etwa T-förmig profilierte, in den. Spalt zwischen benachbartien, Elektroden reichende
Hilfselektrode zwischen jedem zweiten Elektro denpaar angeordnet.
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Sofein Gemische, deren Teilchen sich infolge guter Leitfähigkeit beim
Anhaften an den umlaufenden Elektroden verhältnismäßig rasch en-tladen, der elektrostatischen
Trennung unterworfen werdien, empfiehlt es sich, daß die Oberfläche -der Haftelektroden
in an sich bekannter Weise isoliert ist. Durch diese Ausbildung der Haftelektroden
wird auch bei gut leitenden. Teilchen ein Abfallen derselben vermieden, zumindest
bis die Teilchen in den Feld-bereich der sie noch fester andrückenden Hilfselektroden
gelangt sind, Es ist an sich bekannt, bei Vorrichtungen zur elektrosta,tischen Trennung
von Gemischen eine Hilfselektrode anzuordnen. Dabei handelt es sich jedoch um Vorrichtungen
mit stillstehenden Elektroden. Auch sind die Wirkungsweise und der angestrebte Zweck
der -bekannten Hilf selektroden wesentlich andere. Bei der bekannten. Vorrichtung
sind zwei gegenpolige Elektroden übereinander angeordnet, und die obere Elektrode
ist mit Durchbrechungen, z. B. mit Schlitzen, versehen und zwischen diesen Schlitzen
muldenförmig gestaltet. Die abzutrennendenTeilchen des Scheidegutes sollen durch
die#chlitzenachobenfliegenundauf-derRückseite der muldenförmigen Gegenelektrode
gesammelt werden. Dabei hat man oberhalb der Gegenelektrode eine Hilfselektrode
angeordnet, deren Potential regelbar sein kann oder dem der untersten Elektrode
entspricht, um durch die abstoßende Wirkung der Hilfselektrode auf die durch die
Schlitze nach oben fliegenden Teilchen. diese mit Sicherheit in die Aufnahmemulden
gelangen zu.lassen. Dieder vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, welche
darin besteht, das Anhaften von Teilchen an solchen Elektrodenflächen zu erhöhen,
welche sich durch Umlauf aus dem Wirkungsbereich des Trennfeldes herausbewegen,
ist bei der bekannten Vorrichtung weder gestellt noch gelöst.
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Die Anordnung der Hilfselektroden nach der Erfindung -hat nicht nur
ein, stärkeres und sicheres Anhaften der Teilchen an den urnlaufenden Elektroden
zur Folge, sondern schirmt diese auch gegeneinander ab, wenn, mehrere =laufende
Elektroden -nebeneinander angeordnet sind. Ferner wird das Ausstrahlen- von Elektrizität
von den anhaftenden Teilchen verhütet, und die Kraftlinien der jeder Hilfselektrode
zugeordneten Walzenelektrode -.werden in Richtung auf die Gegenelektrode
ge-
bogen.
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Die Hilfseilektroden können in an sich bekannter Weise elektrisch
an die Gegenelektrode angesch-lossen sein, so daß sie deren Potential aufweisen.
Statt-dessen können die Hilfselektroden auch geerdet oder über eine bekannte Reguliervorrichtung
mit einer Spannungsquelle verbunden sein.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in drei Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt.
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Fig. i ist die Seitenansicht einer Vorrichtung für die elektrostatischie
Trennung von Gemischen, bei welcher das zu trennende Gut aus einem Bunker i über
eine regulierbare Aufga:bevorrichtung :2 auf ein -über zwei Rollen
3 und 4 geführtes, langsam laufendes, endloses Förderband 3 gelangt,
welches die eine z. B. positive Elektrode der Trennvorrichtung bildet. Die andere,
z. B. negative Elektrode, wird in an sich -bekannter Weise von einer Reihe von Walzen
6 gebildet, welche sich in einem solchen Abstand von dem Band 5 befinden,
daß die elektrostatischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte auf die Teilchen des
zu trennenden Gemisches auf dem Förderband 5 zur Einwirkung gelangen können.
jede Walze besteht aus einem Metallzylinder 7, der über die Achse
8 an eine Hochspannungsquelle angeschlossenist und in langsame Drehung versetzt
wird. Mittels der Speichen 9 ist bei dem gezeichneten Beispiel ein aus hochwertigem
Isoliermaiterial bestehender Walzenmantel io in einem gewissen Abstand konzentrisch
um den Metallzylinder 7 angeordnet, so daß auch aus gut leitenden Stoffen
bestehende an-haftende Teilchen sich anAen walzenförinigen Gegenelektroden nicht
entladen können.
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Bei dem in Fig. i gezeigten Beispiel drehen sich die walzenförmigen
E, lektroden paarweise gegen-
läufig, wie durch Pfeile angedeutet.
In dem Raum zwischen zwei benachbarten Walzen ist eine T-förmig profilierte Hilf
selektrode i i angeordnet, welche sich über die ganze Walzenlünge erstreckt. Diese
Hilfselektroden haben ein von den walzenförtnigen Elektroden abweichendes Potential
und können z. B. geerdet oder an die von dem Förderband 5
gebildete Elektrode
oder an eine beliebige regelbare Spannungsquelle angeschlossen sein.
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Durch die von der bandförmigen Elektrode 5
ausgehenden gestrichelten
Linien ist in Fig. i angedeutet, daß die Kraftlinien in Richtung auf die walzenförmigen
Gegenelektroden gebogen sind.
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Die Wirkungsweise der Hilfselektroden ist folgende: Auf dem
z. B. positiv geladenen Förderband 5 liegende Teilchen 12 werden von den
negativ geladenen walzenförmigen Elektroden angezogen und haften an deren isolierter
Mantelfläche io. Durch die gegenläufige Drehung der Walzen gelangen die Teilchen
in den Förderspalt zwischen zwei benachbarten Walzen und werden dabei durch die
Abstoßung von den mit den Teilchen gleichnamig geladenen Hilfselektroden ii fester
gegen die Mantelfläche angedrückt. Gleichzeitig wird die Anziehungskraft, welche
die be-
nachbarte Walze auf die Teilchen ausübt, durch den senkrechten Steg
der zwischengeschalteten Hilfselektrodeii abgesch « irmt. Die anhaftenden
Teilchen 12 werden daher zuverlässig auf die von dem Förderband 5 abgekehrte
Seite der Walzen gefördert und dort in Mulden 13 abgestreift, aus welchen
sie mittels der Schnecken 14 seitlich weggefördert werden.
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In Fig. 2 ist in ähnlicher Darstellungsweise ein Teil der Trennvorrichtung
in Seitenansicht dargestellt, bei welcher jedoch die waIzenförinigen Elektroden
6 gleichs,innig umlaufen. In diesem Fall ist neben jeder Walze anf derjenigen
Seite, auf welcher sich der Walzenmantel bei der Drehung von der bandförmigen Gegenelektrode
5 wegbewegt, eine bogenförmig gestaltete, flächenförmige Hilfselektrode 15
angeordnet. Auch bei dieser Anordnung wird durch das von dem Potential derWalzen
abweichende Potential der Hilfselektroden 15 die Haftung der an die Walzen
6 gelangten Teilchen wesentlich verstärkt und der Wirkungsgrad der Trennvorriehtungentsprechenderhöht.
DieTeilchen werden in diesem Fall an der von dem Förderban,d5 abgekehrten Rückseite
der Walzen6 durch Saugdüsen 16 entfernt und gelangen, wie durch Pfeile angedeutet,
in eine Sammel-Saugleitung 17.
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Fig. 3 zeigt einen Teil einer ähnlichen Trennvor-. richtung,
bei welcher jedoch die Hilfselektroden ig nicht bogen-förmig, sondern winklig profiliert
sind.
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Außer den gezeigten Beispielen können dieHilfselektroden
je nach der Bauart der elektrostatischen Trennvorrichtung auch auf andere
Weise ausgebildet und angeordnet sein. Wesentlich ist, daß die Hilfselektroden durch
ihr abweichendes Potential die Haftung der an die umlaufenden Flächen gelangten
Teilchen. verstärken und schädliche Einflüsse benachbarter Elektroden aibschirmen.
Auch die den Transport bewirkende handförmige Elektrode kann auf beliebige Weise
anders ausgebildet sein, z. B. als Schüttelrutsche.