SU1592046A1

SU1592046A1 - Corona-electrostatic separator

Info

Publication number: SU1592046A1
Application number: SU884496919A
Authority: SU
Inventors: Ilgam M Yusifli; Igor P Vereshchagin; Maya I Morozova; Sergej A Krivov; Valerij S Morozov; Boris M Zhuravlev; Daniyar A Dosabaev
Original assignee: Mo Energeticheskij Institut; Sp K B N Proizv Obedineniya Ge
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1990-09-15

Description

Изобретение касается электросепарации по проводимости и может использоваться при обогащении полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение эффективности разделения. Под питате* лем 1 с возможностью вращения установлен заземленный осадительный электрод (Э) 2 в виде барабана. Над поверхностью Э 2 по

ходу его вращения установлены коронирующий Э 3 и отклоняющий электростатический Э 4, подключенные к источнику 5 высокого напряжения. Симметрично относительно Э 3 между Э 3 и 2 эквидистантно поверхности Э

2 с возможностью перемещения в радиальном от оси Э 2 направлении установлены дополнительные отклоняющие Э 9. Подключены Э 9 к дополнительному источнику 8 высокого напряжения и заземлены посредством регулируемого сопротивления 10. Выполнены Э 9 в Биде проводов 11 с цилиндрическим сечением или с овальным поперечным сечением. При этом сечение каждого последующего Э 9 выполнено больше предыдущего, а расстояние между ними меньше предыдущего. Проводящие частицы отрываются от Э 2 и попадают в приемник

7. Элехтростатическое поле Э 4 способствует отрыву проводящих частиц за счет индукционной зарядки частиц. Диэлектрические частицы снимаются щеткой 6 с поверхности

3 2 и попадают в другой приемник 7. 2 з.л.ф-лы, 3 ил.

СП

г

«ОП

Фие 1

пммк

СЛ

о

ю

о

>

3

1592046

4

Изобретение относится к использованию сильных электрических полей в технологических процессах (электронно-ионная технология), а именно к электросепарации по проводимости, и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, например при обогащении титаносодержащих концентратов.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения,

На фиг.1 схематично показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - устройство с проводами в виде овала, поперечное сечение; на фиг.З - графики зависимости, поясняющие работу устройства.

Сепаратор включает установленный под питателем 1 с возможностью вращения заземленный электрод в виде барабана 2, коронирующий 3 и отклоняющий электростатический 4 электроды, установленные над поверхностью осадительного электрода 2 и подключенные к источнику 5 высокого напряжения, щетку 6 и приемники 7 фракций разделения. Устройство снабжено дополнительным источником 8 высокого напряжения и подключенной к нему дополнительной системой электростатических отклоняющих электродов 9, заземленных через регулируемое сопротивление 10, выполненных из проводов 11 в виде цилиндров разного сечения 5 и установленных· симметрично относительно коронирующего электрода 3 между коронирующим 3 и осадительным 2 электродами эквидистанцйонно поверхности осадительного электрода 2 с возможностью перемещения в радиальном от оси барабана 2 направлении, причем по мере удаления от оси симметрии дополнительной системы электростатических электродов 9 сечение проводов 5 увеличи- вается, а расстояние между проводами б уменьшается.

Провода 11 могут быть выполнены с поперечным сечением в виде овала и установлены с возможностью изменения угла их наклона относительно поверхности осадительного электрода 2. Сепаратор, в котором предусмотрен второй коронирующий электрод 12, обратный первому коронирующему электроду 3 полярности 5, подключенный к источнику 13 высокого напряжения, для облегчения снятия налипших на осадительный электрод 2 частиц, расположенный на противоположной стороне барабана 2 перед щеткой 6, может быть снабжен еще одним дополнительным источником 14 высокого напряжения и подключенной к нему дополнительной системой электростатических электродов 15, заземленных через регулируемое сопротивление 16, выполненных из

проводов в виде цилиндров разного сечения 5 и установленных симметрично относительно коронирующего электрода 12 между коронирующим 12 и осадительным 2 электродами эквидистанционно поверхности осадительного электрода 2 с возможностью перемещения в радиальном от оси барабана направлении, причем по мере удаления от оси симметрии дополнительной системы электростатических электродов 15, сечение 5¹ проводов увеличивается, а расстояние между проводами б¹ уменьшается.

Провода могут быть выполнены с поперечным сечением в виде овала и установлены с возможностью изменения угла а¹ их наклона относительно поверхности осадительного электрода 2.

Устройство для разделения сыпучих смесей на фракции работает следующим образом.

Частицы сыпучей смеси проводников и диэлектриков, загруженные в питатель 1, поступают из него на поверхность вращающегося заземленного осадительного электрода (барабана) 2, При вращении барабан 2 переносит частицы, находящиеся на ее поверхности к месту расположения высоковольтных электродов: коронирующего 3, отклоняющего 4, подключенных к источнику 5 высокого напряжения и дополнительной системы электростатических электродов 9, подключенных к дополнительному источнику 8 высокого напряжения. Подачей потенциала от источника 5 высокого напряжения на коронирующий электрод 3 между коронирующим 3 и осадительным 2 электродами накладывается электрическое поле (поле коронного разряда). Подачей потенциала от источника 5 высокого напряжения на отклоня•'щий электрод 4, между отклоняющим 4 и осадительным 2 электродами накладывается электростатическое поле. Подачей потенциала от дополнительного источника 8 высокого напряжения на дополнительную систему электростатических электродов 9, в области основного электрического поля накладывается дополнительное электростатическое поле.

Процесс разделения сыпучей смеси на фракции в электрическом поле на поверхности осадительного электрода 2 определяется балансом сил, действующих на частицы смеси

Бэл + Бмех — 0 , (-1)

где Бмех - механическая сила, действующая на частицы, в случае разделения на барабанном коронно-электростатическом сепараторе, складывается из силы тяжести Кт тд, центробежной силы Б_ц = ту²/Рб_ар и

5

1592046 6

силы адгезии (прилипания частицы к поверхности электрода) Ё_а; Еэл - электрическая сила, действующая на частицу Р_Эл = Е_ч. Е напряженность поля в зоне зарядки, ц заряд частицы, полученной в электрическом 5 поле.

Выполнение условия (1) означает отрыв частицы от поверхности осадительного электрода 2 под действием отрывающей равнодействующей сил Ё_Мех и Е_Эл. Для осу- 10 ществления разделения частиц на фракции необходимо создать такое электрическое поле, (напряженность и ток разряда в зоне зарядки частиц), чтобы условие (^выполнялось для проводящих частиц и не выполни- 15 лось для диэлектрических частиц. Этого можно добиться, если направления электрической силы, действующей на проводящие и диэлектрические частицы, будут разными, что, в свою очередь, возможно, 20 если заряды, приобретаемые проводящими и диэлектрическими частицами в электрическом поле, будут разными по знаку.

Заряды, получаемые частицами в электрическом поле, согласно (4), определяются 25 из выражения

ц — ца> + {цо - цоо)е /г, (2)

30

„ - £2 -£1 ^4θ-εΐ 6а +62(1 -бз)

ε о л ЬсЕ

цоо

УУ2~УУ1 + уУ₂(1 ~ <1_а)

ЕолЬсЕ ,

(3)

35

где ц оо - предельный заряд частицы;

Цо - начальный заряд частицы; до

Ь,с - размеры частицы;

с1а - коэффициент деполяризации;

у ν2 - проводимость среды в зоне зарядки, у ν2 = 1/Е;

1 - плотность тока заряда, 45

Гкор ~ радиус коронирования;

Е - напряженность электрического поля в зоне зарядки;

ε ©- электрическая постоянная;

' у ν<-проводимость частицы; · 50

Г- постоянная времени зарядки;

£( - диэлектрическая постоянная частицы;

х - текущее время.

Заряды проводящих диэлектрических 55 частиц будут разными по знаку при выполнении условия

Удиэл. < γ \>2 < Упров (5)

Выполнение условия (5) означает, что заряды проводящих и диэлектрических частиц будут иметь разные знаки, тем самым, >

электрическая сила для проводящих частиц

будет отрывающей, а для диэлектрических

частиц - прижимающей к электроду.

Однако выполнение условия (5), при котором заряды и электрические силы проводящих и диэлектрических частиц будут противоположного знака, не гарантирует выполнение условия (1) баланса действующих на частицу сил. Электрическая сила может быть недостаточной для отрыва проводящей частицы от электрода или недостаточной для прижатия диэлектрической частицы к электроду.

Отрывающую и прижимающую электрические силы можно увеличить, увеличив напряженность поля в зоне зарядки, так как Рэл - Однако увеличение напряженности поля Е приводит к увеличению тока разряда, следовательно и проводимости среды и условие (5) может быть нарушено.

Таким образом, для эффективного разделения необходима достаточно высокая напряженность поля в зоне зарядки для выполнения условия (1), одновременно при этом проводимость среды в зоне зарядки должна быть такой, чтобы выполнялось условие (5). Этого можно добиться лишь раздельно регулируя Е и I в зоне зарядки.

Изменение потенциала коронирующего электрода 3 и потенциала дополнительной системы электростатических электродов 9 позволяет осуществить раздельное регулирование напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки, добиться выполнения условий (1) и (5) для частиц смеси и высокой эффективности разделения.

Изменение величины заземленного регулируемого сопротивления 10 и потенциала дополнительной системы электростатических электродов 9 позволяет осуществить раздельно дополнительное регулирование напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки без изменения потенциала коронирующего электрода 3 добиться выполнения условий (1) и (5) для частиц смеси и высокой эффективности разделения.

Проводящие частицы отрываются от осадительного электрода 2 и попадают в приемник 7 проводниковой фракции разделения. Электростатическое поле отклоняющего электрода 4 способствует отрыву проводящих частиц за счет индукционной зарядки частиц. А диэлектрические частицы снимаются щеткой 6 с поверхности осадительного электрода 2 и попадают в приемник 7 непроводниковой фракции разделения. Таким образом, осуществляет7

1592046

8

ся разделение частиц сыпучей смеси на фракции проводников и диэлектриков.

Характеристики внешнего поля, напряженность Е и ток разряда I в зоне зарядки имеют изменяющийся (плавно убывающий) характер (фиг.З кривая 1), тем самым, выполнение условий (1) и (5) будет изменяться вдоль зоны зарядки и эффективность разделения будет низкой. Для эффективного разделения необходимо выравнить величины напряженности и тока разряда в зоне зарядки, тем самым добиться постоянного выполнения условий (1) и (5) в зоне зарядки.

Выполнение дополнительной системы электростатических электродов 9 из проводников 11 разного сечения 5, установленных симметрично относительно коронирующего электрода 3 между коронирующим 3 и осадительным 2 электродами эквидистанционно поверхности осадительного электрода 3 с возможностью перемещения в радиальном от оси барабана направлении, позволяет осуществить раздельное регулирование напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки, выравнить величины напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки, тем самым увеличить эффективность разделения. Выравнивание тока разряда в зоне зарядки обеспечивается тем, что сечения проводов 5 увеличиваются, а расстояние между проводами ά уменьшаются по мере удаления от оси симметрии дополнительной системы электростатических электродов 9. Это видно из кривых на фиг.З, на которой 1 - распределение тока разрыва на поверхности осадительного электрода в зоне зарядки при коронирующем электроде без дополнительной системы электростатических электродов; 2 - распределение тока разряда по поверхности осадительного электрода при коронирующем электроде и дополнительной системе электростатических электродов, выполненных в виде цилиндров разного сечения: 3 - распределение тока разряда на поверхности осадительного электрода в зоне зарядки при коронирующем электроде и дополнительной системе электростатических электродов, выполненных из проводов одинакового сечения. Кривые получены экспериментально.

Как видно из кривой 2 на фиг.З крайние провода большого сечения с малыми расстояниями между ними экранируют ионный поток (ток разряда) вне зоны коронной зарядки и позволяет получить резкий спад тока разряда вне зоны коронной зарядки, тем самым, четко выделить зону зарядки. Провода в средней части дополнительной системы электростатических электродов, малого сечения с большими расстояниями между ними, растягивают силовые линии поля, беспрепятственно пропускают ионный поток в зону зарядки и формируют распределение тока разряда на поверхности осадительного электрода в зоне зарядки, При этом распределение тока разряда в зоне зарядки имеет более равномерный характер, чем при коронирующем электроде без дополнительной системы электростатических электродов (кривая 1 на фиг.З). Выполнение проводов дополнительной системы электростатических электродов одинаковыми по сечениям не приводит к желаемому результату, выравниванию тока разряда в зоне зарядки (кривая 3 на фиг.З). Сечения проводов 5 и расстояние между ними ό устанавливаются предварительно. Потенциал коронирующего 3 и отклоняющего 4 электродов дополнительной системы электростатических электродов 9 и величина регулируемого сопротивления 10 могут быть установлены предварительно в зависимости от исходного сырья и в ходе процесса разделения в зависимости от качества выделенных фракций разделения.

При выполнении проводов 11 с поперечным сечением в виде овала и установка их с возможностью изменения угла их наклона а относительно поверхности осадительного электрода 2 становится возможным регулирование формы распределения тока разряда в зоне зарядки в ходе процесса разделения, выравнивание распределения тока разряда в зоне зарядки. Величина угла а максимальна на оси симметрии дополнительной системы электростатических электродов 9 и уменьшается по мере удаления от оси симметрии. Действие та.чОй дополнительной системы электростатических электродов 9, выполненных из проводов с поперечным сечением в виде овала с возможностью изменения угла наклона а, эквивалентно действию дополнительной системы электростатических проводов 9, выполненных из проводов в виде цилиндров разного сечения 5 (действующие на ионный поток сечения увеличиваются, а расстояние между проводами уменьшается по мере удаления от оси симметрии). Тем самым крайние провода экранируют ионный поток (ток разряда) вне зоны зарядки и позволяют получить резкий спад тока разряда вне зоны коронной зарядки и четко выделить зону зарядки. Провода в средней части дополнительной системы электростатических электродов 'растягивают силовые линии поля, беспрепятственно пропускают ионный поток в зону зарядки и

9

1592046

10

формируют выравненное распределение тока разряда в зоне зарядки. Установка проводов с поперечным сечением в виде овала, без возможности изменения угла их наклона а относительно поверхности осадительного электрода приведет к тому, что форма распределения тока разряда в зоне зарядки не будет регулируемой и нельзя будет добиться выравнивания тока разряда в зоне зарядки.

Установка дополнительной системы электростатических электродов 9 симметрично относительно коронирующего электрода 3 позволяет получить характеристики электрического поля Е и I симметричными в зоне зарядки частиц без дополнительных усовершенствований.

Установка дополнительной системы электростатических электродов 9 между коронирующим 3 и осадительным 2 электродами делает возможным задание и раздельное регулирование напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки с помощью дополнительной системы электростатических электродов 9. Установка дополнительной системой электростатических электродов 9 в любом другом месте, например за коронирующим электродом 3, не позволяет задать и раздельно регулировать напряженность поля и ток разряда в зоне зарядки с помощью дополнительной системы элёктростатических электродов 9.

Установка дополнительной системы электростатических электродов 9 эквидистанционно поверхности осадительного электрода 2 позволяет выравнить величину напряженности поля в зоне зарядки без дополнительных расчетов по определению расположения дополнительной системы электростатических электродов 9, позволяющих получить одинаковую напряженность.

Возможность перемещения дополнительной системы электростатических электродов 9 в радиальном от оси барабана направлении позволяет осуществлять регулирование характеристик поля и избежать нежелательных явлений {пробей промежутка и т.д.). Кроме того, возможно совмещение дополнительной системы электростатических электродов 9 с отклоняющим электродом 4. При этом роль отклоняющего электрода 4 будут выполнять крайние провода дополнительной системы, электростатических проводов 9.

Сепаратор, в котором предусмотрен второй коронирующий электрод 12, обратный первому коронирующему электроду 3 полярности, подключенный к источнику 13 высокого напряжения, для облегчения снятия налипших на осадительный электрод 2 частиц, работает следующим образом.

Дополнительно подачей потенциала, противоположного потенциалу первого коронирующего электрода 3, от источника 13 высокого напряжения на второй коронирующий электрод 12 обратной полярности, между коронирующим 12 и осадительным 2 электродами перед щеткой 6 накладывается электрическое поле (поле коронного разряда), противоположное первому основному полю направления. Подачей потенциала от дополнительного источника 8 высокого напряжения на дополнительную систему электростатических электродов 9. в области второго основного электрического поля накладывается дополнительное электростатическое поле.

Диэлектрические частицы, налипшие на поверхность барабана 2, вследствие прижимающих к барабану 2 электрических сил изза зарядов, полученных в зоне действия электрического поля первого коронирующего электрода 3, поступают в зону действия электрического поля противоположного направления второго коронирующего электрода обратной полярности 12'. Частицы перезаряжаются в соответствии с выражением (2), определяющем зарядку частиц в электрическом поле. За время подхода частиц к щетке 6 частицы перезаряжаются до значения зарядов, близких к нулю, тем самым уменьшается прижимающая, электрическая сила и облегчается съем частиц с поверхности барабана 2 щеткой 6. Однако во многих случаях частицы перезаряжаются до тех же значений зарядов противоположного знака. Частица опять прижимается к поверхности барабана 2, но уже с противоположным знаком. Снятие частиц щеткой 6 не облегчается.

Наложение дополнительного электрического поля в зоне второго основного электрического поля противоположного направления позволяет осуществить раздельное регулирование напряженности поля Е и тока разряда I в зоне зарядки частиц, Такое раздельное регулирование позволяет добиться того, что предельный заряд частиц будет близок кнулю при Е ~ 0 согласно (2) или же добиться того, что за время подхода частиц к щетке 6, частица перезарядится лишь до значения, близкого к нулю, регулированием тока разряда до значения, при котором постоянная времени перезарядки τ будет равна времени подхода частицы к щетке. Тем самым прижимающая электрическая сила будет мала и снятие ча11

1592046

12

стиц, налипших на барабан 2 щеткой 6. будет облегчено.

Раздельное регулирование напряженности поля и тока разряда будет осуществляться изменением потенциала второго коронирующего электрода 12' и изменением потенциала дополнительной системы электростатических электродов 15 или же изменением величины заземленного регулируемого сопротивления 16.

Выполнение и установка проводов дополнительной системы электростатических электродов 9 аналогичны выполнению и установке проводов 1 1 дополнительной системы электростатических электродов 9 первого коронирующего электрода 3, что позволяет осуществить раздельное регулирование и выравнивание величин напряженности поля и тока разряда в зоне зарядки, тем самым .обеспечить облегчение снятия щеткой 6 налипших на осадительный электрод 2 частиц. Это уменьшает истирание щетки 6, поверхности барабана 2 и увеличивает срок службы устройства.

The invention relates to electrical separation by conductivity and can be used in the beneficiation of minerals. The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation. A grounded collecting electrode (E) 2 in the form of a drum is installed rotatably under the power supply * 1. Above surface E 2 by

the course of its rotation installed corona E 3 and deflecting electrostatic E 4 connected to the source 5 of high voltage. Symmetrically with respect to e 3 between e 3 and 2 equidistant surface e

2 can be moved in a radial direction from the axis E 2 and additional deflectors E 9 are installed. E 9 are connected to an additional high-voltage source 8 and grounded by means of an adjustable resistance 10. E 9 is made in a bidet of wires 11 with a cylindrical cross-section or an oval cross-section. In this case, the cross section of each subsequent E 9 is larger than the previous one, and the distance between them is smaller than the previous one. Conductive particles detach from e 2 and enter the receiver

7. Electrostatic field E 4 contributes to the separation of conductive particles due to induction charging of particles. The dielectric particles are removed with a brush 6 from the surface

3 2 and get to another receiver 7. 2 zlfl, 3 ill.

SP

g

"OP

Phie 1

pmmk

SL

about

Yu

about

>

3

1592046

four

The invention relates to the use of strong electric fields in technological processes (electron-ion technology), namely to the electrical separation of conductivity, and can be used in the beneficiation of minerals, for example in the enrichment of titanium-containing concentrates.

The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation,

Figure 1 schematically shows the proposed device; figure 2 - the device with the wires in the form of an oval, cross section; FIG. 3 shows dependency graphs explaining the operation of the device.

The separator includes a grounded electrode in the form of a drum 2 mounted under the feeder 1, corona 3 and deflecting electrostatic 4 electrodes mounted above the surface of the collecting electrode 2 and connected to the high voltage source 5, brush 6 and receivers 7 of the separation fractions. The device is equipped with an additional high-voltage source 8 and an additional system of electrostatic deflecting electrodes 9 connected to it, grounded through adjustable resistance 10, made of wires 11 in the form of cylinders of different cross-sections 5 and installed symmetrically with respect to the corona electrode 3 between the corona 3 and the collecting 2 electrodes equidistantly the surface of the precipitation electrode 2 with the ability to move in a direction radial from the axis of the drum 2, and with increasing distance from the axis of symmetry of the additional system of electrostatic electrodes 9, the cross section of the wires 5 increases, and the distance between the wires b decreases.

The wires 11 can be made with an oval cross-section and installed with the possibility of changing their angle of inclination relative to the surface of the precipitation electrode 2. A separator in which a second discharge electrode 12 is provided, opposite to the first discharge electrode 3 of polarity 5, connected to a high voltage source 13, to facilitate the removal of 2 particles adhering to the precipitation electrode, located on the opposite side of the drum 2 in front of the brush 6, can be equipped with another additional source 14 of high about voltage and an additional system of electrostatic electrodes 15 connected to it, grounded through adjustable resistance 16 made of

wires in the form of cylinders of different section 5 and installed symmetrically with respect to the corona electrode 12 between the corona 12 and the precipitation 2 electrodes equidistant surface of the precipitation electrode 2 can be moved in the direction radial from the drum axis, moreover, as the system of electrostatic electrodes 15 moves away from the axis of symmetry, the section five ^one wires increases, and the distance between the wires b ^one decreases.

The wires can be made with an oval cross-section and installed with the possibility of changing the angle a ^one their inclination relative to the surface of the precipitation electrode 2.

A device for the separation of bulk mixtures into fractions works as follows.

Particles of a loose mixture of conductors and dielectrics, loaded into feeder 1, flow from it to the surface of a rotating grounded precipitating electrode (drum) 2. During rotation, the drum 2 transports particles located on its surface to the location of high-voltage electrodes: corona 3, deflecting 4, connected to a high voltage source 5 and an additional system of electrostatic electrodes 9 connected to an additional high voltage source 8. By applying a potential from a high voltage source 5, a corona-forming electrode 3 between the corona-forming 3 and the collecting 2 electrodes is superimposed on an electric field (a corona discharge field). By applying a potential from a high voltage source 5 to a deflecting electrode 4, an electrostatic field is applied between the deflecting 4 and the collecting 2 electrodes. By applying a potential from an additional high-voltage source 8 to an additional system of electrostatic electrodes 9, an additional electrostatic field is superimposed in the region of the main electric field.

The process of separating the bulk mixture into fractions in an electric field on the surface of the precipitation electrode 2 is determined by the balance of forces acting on the mixture particles.

Bel + Bmeh - 0, (-1)

where Bmeh is the mechanical force acting on the particles, in the case of separation on a drum-type corona-electrostatic separator, consists of the gravitational force Kt td, the centrifugal force B _c = that ² / Rb _but p and

five

1592046 6

adhesion forces (sticking of a particle to the surface of an electrode) E _but ; Eel - the electric force acting on the particle P _Uh l = E _h . E is the field strength in the charging zone, c is the charge of a particle produced in an electric 5 field.

Fulfillment of condition (1) means the separation of the particle from the surface of the precipitation electrode 2 under the action of the tearing resultant force E _M ex and e _Uh l To carry out the separation of particles into fractions, it is necessary to create such an electric field (intensity and discharge current in the charging zone of particles) so that the condition (^ holds for conducting particles and does not hold for dielectric particles. This can be achieved if the electric force acting on the conductive and dielectric particles will be different, which, in turn, may be 20 if the charges acquired by the conductive and dielectric particles in an electric field will be different in sign.

The charges received by particles in an electric field, according to (4), are determined by 25 of the expression

q - tsa> + {tso - tsoo) e / r, (2)

thirty

„- £ 2 - £ 1 ^4θ- εΐ 6a +62 (1 -bz)

ε about l bce

tsoo

UU2 ~ UU1 + UU ₂ (1 ~ <1 _but )

ELSE,

(3)

35

where c oo is the limiting charge of the particle;

Tso - the initial charge of the particle; before

B, c — particle size;

с1а - depolarization coefficient;

at ν2 - the conductivity of the medium in the charging zone, at ν2 = 1 / Е;

1 - charge current density, 45

Gkor ~ corona radius;

E is the electric field strength in the charging zone;

'y v <-conductivity of the particle; · 50

G is the charging time constant;

£ (is the dielectric constant of the particle;

x - current time.

The charges of the conducting dielectric 55 particles will be different in sign when the condition

Udiel <γ \> 2 <Uprov (5)

The fulfillment of condition (5) means that the charges of conducting and dielectric particles will have different signs, thereby,>

electrical force for conductive particles

will be tearing, and for dielectric

particles - pressing to the electrode.

However, the fulfillment of condition (5), in which the charges and electric forces of conducting and dielectric particles are of opposite sign, does not guarantee the fulfillment of condition (1) of the balance of forces acting on the particle. The electric force may be insufficient for the separation of the conductive particle from the electrode or insufficient for pressing the dielectric particle to the electrode.

Tearing and pressing electric forces can be increased by increasing the field strength in the charging zone, since Rel - However, an increase in the field strength E leads to an increase in the discharge current, and therefore the conductivity of the medium and condition (5) can be violated.

Thus, for effective separation, a sufficiently high field strength in the charging zone is necessary to satisfy condition (1), while the conductivity of the medium in the charging zone must be such that condition (5) is fulfilled. This can only be achieved separately by adjusting the E and I in the charging zone.

Changing the potential of the discharge electrode 3 and the potential of the additional system of electrostatic electrodes 9 allows separate control of the field strength and discharge current in the charging zone, to achieve conditions (1) and (5) for the mixture particles and high separation efficiency.

Changing the value of the grounded adjustable resistance 10 and the potential of the additional system of electrostatic electrodes 9 allows separately additional control of the field strength and discharge current in the charging zone without changing the potential of the discharge electrode 3 to achieve the fulfillment of conditions (1) and (5) for the mixture particles and high separation efficiency.

The conductive particles are detached from the precipitation electrode 2 and enter the receiver 7 of the conductive fraction of separation. The electrostatic field of the deflecting electrode 4 contributes to the separation of conductive particles due to induction charging of particles. And the dielectric particles are removed with a brush 6 from the surface of the precipitation electrode 2 and enter the receiver 7 of the non-conductor fraction of separation. Thus, the exercise7

1592046

eight

separation of particles of a loose mixture into fractions of conductors and dielectrics.

The characteristics of the external field, the intensity E and the discharge current I in the charging zone have a changing (smoothly decreasing) character (Fig. 3 curve 1), thus, the fulfillment of conditions (1) and (5) will vary along the charging zone and the separation efficiency will be low . For effective separation, it is necessary to equalize the magnitude of the voltage and discharge current in the charging zone, thereby ensuring that conditions (1) and (5) are constantly met in the charging zone.

Performing an additional system of electrostatic electrodes 9 of conductors 11 of different section 5, installed symmetrically with respect to corona electrode 3 between corona 3 and precipitation 2 electrodes equidistant surface of precipitation electrode 3 with the ability to move in the direction radial from the drum axis, allows separate control of field strength and discharge current in the charging zone, to equalize the values of the field strength and discharge current in the charging zone, thereby increasing effectively separation. The equalization of the discharge current in the charging zone is ensured by the fact that the cross sections of the wires 5 increase, and the distance between the wires ά decreases with distance from the axis of symmetry of the additional system of electrostatic electrodes 9. This can be seen from the curves in FIG. 3, where 1 shows the discontinuity current distribution on the surface of the precipitation electrode in the charging zone at the corona electrode without an additional electrostatic electrode system; 2 - distribution of the discharge current over the surface of the precipitating electrode with a corona electrode and an additional system of electrostatic electrodes made in the form of cylinders of different cross-sections: 3 - distribution of the discharge current on the surface of the precipitation electrode in the charging zone with a corona electrode and an additional system of electrostatic electrodes made from wires of the same section. The curves are obtained experimentally.

As can be seen from curve 2 in FIG. 3, the outermost wires of large cross-section with small distances between them shield the ion current (discharge current) outside the corona charging zone and allow for a sharp drop in the discharge current outside the corona charging zone, thereby clearly identifying the charging zone. Wires in the middle part of an additional electrostatic electrode system, of small cross section with large distances between them, stretch the field lines, freely pass the ion flux into the charging zone and form the distribution of the discharge current on the surface of the precipitation electrode in the charging zone. At the same time, the discharge current in the charging zone has a more uniform character than when the corona electrode without an additional system of electrostatic electrodes (curve 1 in FIG. 3). Making the wires of the additional system of electrostatic electrodes identical in cross sections does not lead to the desired result, leveling the discharge current in the charging zone (curve 3 in FIG. 3). The cross-section of the wires 5 and the distance between them ό are set in advance. The potential of the corona 3 and the deflecting 4 electrodes of the additional system of electrostatic electrodes 9 and the value of the adjustable resistance 10 can be preset depending on the feedstock and during the separation process depending on the quality of the separated separation fractions.

When performing wires 11 with a cross section in the form of an oval and installing them with the ability to change their angle of inclination and relative to the surface of the precipitation electrode 2, it becomes possible to control the shape of the discharge current in the charging zone during the separation process, equalizing the distribution of the discharge current in the charging zone. The angle a is maximal on the axis of symmetry of the additional system of electrostatic electrodes 9 and decreases with distance from the axis of symmetry. The action of an additional system of electrostatic electrodes 9 made of wires with a cross section in the form of an oval with the ability to change the angle of inclination a is equivalent to the action of the additional system of electrostatic wires 9 made of wires in the form of cylinders of different sections 5 (the sections acting on the ion flux increase , and the distance between the wires decreases with distance from the axis of symmetry). Thus, the extreme wires shield the ion flow (discharge current) outside the charging zone and allow you to get a sharp drop in the discharge current outside the corona charging zone and clearly highlight the charging zone. The wires in the middle part of the additional electrostatic electrodes' system stretch the field lines of force, freely pass the ion flux into the charging zone and

9

1592046

ten

form a uniform distribution of the discharge current in the charging zone. The installation of wires with a cross section in the form of an oval, without the possibility of changing the angle of inclination and relative to the surface of the precipitating electrode will lead to the fact that the form of distribution of the discharge current in the charging zone will not be adjustable and it will be impossible to equalize the discharge current in the charging zone.

Installing an additional system of electrostatic electrodes 9 symmetrically with respect to corona electrode 3 allows to obtain the characteristics of the electric field E and I symmetrical in the charging zone of the particles without additional improvements.

Installing an additional system of electrostatic electrodes 9 between the corona-forming 3 and precipitating 2 electrodes makes it possible to set and separate control of the field strength and discharge current in the charging zone using an additional system of electrostatic electrodes 9. Install an additional system of electrostatic electrodes 9 in any other place, for example, behind the corona electrode 3, does not allow setting and separately adjusting the field strength and discharge current in the charging zone with the help of an additional electric system electrostatic electrodes 9.

Installing an additional system of electrostatic electrodes 9 equidistant surface of the precipitation electrode 2 allows you to equalize the magnitude of the field strength in the charging zone without additional calculations to determine the location of the additional system of electrostatic electrodes 9, allowing to obtain the same intensity.

The possibility of moving an additional system of electrostatic electrodes 9 in the direction radial from the axis of the drum makes it possible to regulate the field characteristics and to avoid undesirable phenomena (gap breaks, etc.). In addition, it is possible to combine an additional system of electrostatic electrodes 9 with a deflecting electrode 4. In this case, the role of the deflecting electrode 4 will be performed by the extreme wires of the additional system, electrostatic wires 9.

The separator, in which a second corona electrode 12 is provided, is inverse to the first corona electrode 3 of polarity, connected to a high voltage source 13, to facilitate the removal of 2 particles adhering to the collecting electrode, as follows.

Additionally, applying a potential opposite to the potential of the first corona electrode 3 from the high voltage source 13 to the second corona electrode 12 of reverse polarity, an electric field (corona discharge field) opposite to the first main field is superimposed between the corona-forming 12 and the collecting 2 electrodes. By applying potential from an additional high-voltage source 8 to an additional system of electrostatic electrodes 9. in the area of the second main electric field, an additional electrostatic field is superimposed.

The dielectric particles adhering to the surface of the drum 2, due to the electric forces pressing the drum 2 because of the charges received in the electric field of the first discharge electrode 3, enter the electric field of the opposite direction of the second discharge electrode of reverse polarity 12 '. Particles are recharged in accordance with the expression (2), which determines the charging of particles in an electric field. During the approach of the particles to the brush 6, the particles are recharged to a value close to zero, thereby reducing downforce, electric force and facilitating removal of particles from the surface of the drum 2 by the brush 6. However, in many cases the particles recharge to the same charges of the opposite sign. The particle is again pressed against the surface of the drum 2, but with the opposite sign. Removing particles with a brush 6 is not facilitated.

The imposition of an additional electric field in the zone of the second main electric field of the opposite direction allows separate control of the field strength E and discharge current I in the particle charging zone. Such separate control allows for the limiting charge of particles to be close to E ~ 0 according to (2) or to ensure that during the approach of the particles to the brush 6, the particle will recharge only up to a value close to zero, by regulating the discharge current to a value at which the time constant erezaryadki τ is equal to the time of the approach of the particle to the brush. Thus, the pressing electric force will be small and the removal of cha11

1592046

12

Stiches adhering to the drum 2 brush 6. will be facilitated.

Separate regulation of the field strength and discharge current will be carried out by changing the potential of the second discharge electrode 12 'and changing the potential of the additional system of electrostatic electrodes 15 or by changing the value of the grounded adjustable resistance 16.

The execution and installation of wires of the additional system of electrostatic electrodes 9 is similar to the implementation and installation of wires 1 1 of the additional system of electrostatic electrodes 9 of the first discharge electrode 3, which allows separate control and equalization of field strengths and discharge current in the charging zone, thereby facilitating removal by brushing. 6 2 particles adhering to the collecting electrode. This reduces the abrasion of the brush 6, the surface of the drum 2 and increases the service life of the device.

Claims

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яClaim

1. Коронно-электростатический сепаратор, включающий установленный под питателем с возможностью вращения заземленный осадительный электрод в виде барабана, коронирующий и отклоняющий'1. Corona-electrostatic separator, which includes a grounded collecting electrode in the form of a drum mounted under the feeder with the possibility of rotation, coronaing and deflecting

электроды, подключенные к источнику высокого напряжения и очищающую щетку, установленные над поверхностью барабана последовательно по ходу его вращения и приемники продуктов разделения, о т л и ч ающийс я тем, что, с целью повышения эффективности разделения, сепаратор снабжен дополнительным источником напряжения с подключенными к нему дополнительными отклоняющими электродами, которые заземлены посредством регулируемого сопротивления и установлены над поверхностью барабана симметрично относительно коронирующего электрода перед отклоняющим электродом эквидистантно относительно поверхности барабана с возможностью перемещения в радиальном относительно него направлении, при этом сечение каждого последующего от коронирующего электрода дополнительного отклоняющего электрода выполнено больше предыдущего, а расстояние между ними меньше предыдущего.electrodes connected to a high voltage source and a cleaning brush mounted above the surface of the drum successively along its rotation and receivers of separation products, which, in order to increase the separation efficiency, the separator is provided with an additional voltage source with connected to additional deflecting electrodes, which are grounded by adjustable resistance and are installed above the drum surface symmetrically with respect to the discharge electrode before opening with a bonding electrode equidistant relative to the drum surface with the possibility of moving in a direction radial with respect to it, while the section of each additional deflection electrode from the discharge electrode is larger than the previous one, and the distance between them is smaller than the previous one.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что дополнительные отклоняющие электроды выполнены в виде проводов цилиндрического сечения.2. The separator according to claim 1, characterized in that the additional deflecting electrodes are made in the form of wires of cylindrical section.

3. Сепаратор по п.1,отличающийся тем, что дополнительные электроды выполнены в виде проводов с овальным поперечным сечением, установленных с возможностью вращения вокруг своей оси.3. The separator according to claim 1, characterized in that the additional electrodes are made in the form of wires with an oval cross-section, installed with the possibility of rotation around its axis.

15920461592046