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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das elektrische Feld: kann mit Wechselstrom betrieben werden, wenn.
die mechanische Erregerfrequenz 5o Hz oder einen Bruchteil bzw. ein Vielfaches davon
beträgt.
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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.
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Die Erfindung ist nicht auf die obenerwähnten Beispiele beschränkt,
sondern erstreckt sich. sinngemäß auch auf andere Kombinationen elektrischer und
mechanischer, vorzugsweise elastischer Stoffeigenschaften.