RU2018374C1 - Electrostatic separator - Google Patents
Electrostatic separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018374C1 RU2018374C1 SU4885844A RU2018374C1 RU 2018374 C1 RU2018374 C1 RU 2018374C1 SU 4885844 A SU4885844 A SU 4885844A RU 2018374 C1 RU2018374 C1 RU 2018374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- truncated cone
- separation
- electret
- grains
- separator
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 230000012173 estrus Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-BJUDXGSMSA-N Nitrogen-13 Chemical compound [13N] QJGQUHMNIGDVPM-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электросепарации сыпучих материалов, в частности к pазделению тонкозернистых порошков по размеру и вещественному составу. The invention relates to the electrical separation of bulk materials, in particular to the separation of fine-grained powders by size and material composition.
Известен сепаратор [1] , в котором зерна с различной диэлектрической проницаемостью протягиваются к краям ленточных электретов. Для удаления задержанных зерен ленточные электреты подвергаются специальной очистке или полной их замене, что является недостатком, так как процесс прерывается на время очистки электретов. A known separator [1], in which grains with different dielectric constants extend to the edges of tape electrets. To remove the delayed grains, tape electrets are subjected to special cleaning or their complete replacement, which is a drawback, since the process is interrupted for the time of cleaning the electrets.
Известен электростатический сепаратор [2] для разделения зернистых сыпучих материалов. В нем происходит разделение исходного продукта в зависимости от сил взаимодействия зерен с электростатическим полем, образованным цилиндрической поверхностью электрета и противостоящим металлическим электродом. Known electrostatic separator [2] for the separation of granular bulk materials. In it, the initial product is divided depending on the forces of interaction of the grains with the electrostatic field formed by the cylindrical surface of the electret and the opposing metal electrode.
Недостатком этого сепаратора является то, что при подаче тонкозернистых порошков на поверхность электретного барабана, вращающегося с большой скоростью, зерна отскакивают от барабана после касания за счет механических сил. Силы взаимодействия зерен с полем электрета в такой ситуации гораздо меньше механических сил и процесс разделения отсутствует. Если барабан вращать медленно с такой скоростью, чтобы порошок закрепился на поверхности электрета, то зерна не отрываются центробежными силами и процесс разделения также отсутствует. The disadvantage of this separator is that when fine-grained powders are fed to the surface of an electret drum rotating at high speed, the grains bounce off the drum after touching due to mechanical forces. The forces of interaction of grains with the electret field in this situation are much less mechanical forces and the separation process is absent. If the drum is rotated slowly at such a speed that the powder is fixed on the surface of the electret, then the grains do not come off by centrifugal forces and the separation process is also absent.
Цель изобретения - повышение эффективности и обеспечение непрерывности процесса сепарации. The purpose of the invention is to increase efficiency and ensure the continuity of the separation process.
На фиг. 1 показаны электростатический сепаратор и шлюзы; на фиг. 2 - шлюз, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху. In FIG. 1 shows an electrostatic separator and gateways; in FIG. 2 - gateway, side view; in FIG. 3 - the same, top view.
Сепаратор состоит из герметичного корпуса 1, в котором расположен с возможностью вращения и большим основанием вверх усеченный конус 2, внутренняя боковая поверхность которого выполнена в виде электрета 3, выполненного с распределением заряда вдоль образующей в соответствии с математическим выражением
σr= A·σo· где σr - плотность заряда, соответствующая радиусу r, Кл/м2;
σо - плотность заряда на входе усеченного конуса, Кл/м2;
ro - радиус меньшего основания усеченного конуса, м;
rк - радиус большего основания усеченного конуса, м;
А - коэффициент, равный 1-1,2, привод конуса от двигателя 4 осуществляется через герметичный ввод вала двигателя в корпус сепаратора, угол между образующей усеченного конуса и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, определяют с помощью математического выражения α≥αск, где αск - угол скольжения зерен по поверхности электрета, центробежного питателя, выполненного в виде дна усеченного конуса 2. Сепаратор снабжен входными и выходными шлюзами 5-8 для подачи исходного материала и сбора продуктов сепарации.The separator consists of a sealed housing 1, in which a
σ r = A · σ o · where σ r is the charge density corresponding to the radius r, C / m 2 ;
σ about - charge density at the entrance of a truncated cone, C / m 2 ;
r o is the radius of the smaller base of the truncated cone, m;
r to - the radius of the larger base of the truncated cone, m;
A is a coefficient equal to 1-1.2, the cone is driven from the
Схема шлюза показана на фиг. 2 и 3, где входной шлюз состоит из герметичного корпуса 1, в котором установлена большим основанием вверх и с возможностью вращения коническая горелка 2 с кольцевым днищем и зубчатым венцом 3, и сообщенных с корпусом патрубков для подачи сыпучего материала 5, воздуха 6 и 7, азота 8, 9, 16 и 17, элегаза 10, 11, 18 и 19, выходных патрубков для подачи воздуха 12, азота 13 и 14 материала 15. Загрузочный патрубок 5 входного шлюза расположен в зоне воздушных патрубков 6 и 7, а разгрузочный патрубок 15, выполненный в виде цилиндрического желоба, переходящего в выходной патрубок, размещен снизу шлюза так, что сообщается с элегазом: аналогично выполнены выходные шлюзы за исключением того, что входной патрубок расположен в элегазовой зоне, а разгрузочный - в воздушной среде. Привод 4 конической тарелки 2 шлюза выполнен в виде ременной или зубчатой передачи, расположенной в воздушной зоне кинематически соединенной со ступицей, установленной в подшипниках и связанной с кольцевым днищем конической тарелки. The gateway diagram is shown in FIG. 2 and 3, where the entrance gateway consists of a sealed housing 1, in which a
Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.
Исходный сепарируемый материал подают через шлюз 5 (фиг. 1) в газонаполненный сепаратор на дно вращающегося усеченного конуса. За счет центробежных сил и сил взаимодействия зерен с поверхностью электрета траектории движения различных по свойствам зерен различны. Зерна поступают в сепаратор без предварительной зарядки, сепарация происходит за счет взаимодействия электрета и наведенных зарядов в зернах за счет электростатической индукции. При отрыве зерен от поверхности электрета во время движения по его поверхности происходит коронный разряд между зерном и поверхностью электрета. В элегазовой среде коронный разряд возникает при больших пробивных напряженностях по сравнению с воздухом. Сепаратор может работать также и с предварительно заряженными зернами. Разделение материала происходит за несколько фракций, которые собираются в соответствующие сборники и поступают через выходные шлюзы 6-8 в разгрузочные емкости 9-11. Сборники представляют собой кольцевой желоб с тремя течками (выпускными патрубками), следующими друг за другом по направлению вращения. Разгрузка фракции в шлюзы происходит за счет центробежных сил, отбрасывающих зерна с верхней кромки конуса в сторону стенки кольцевого желоба, а затем под действием сил тяжести зерна ссыпаются по наклонным поверхностям течки в прямой вертикальный патрубок и дальше на дно конической тарелки шлюза (например, шлюза 6). Шлюзы обеспечивают разграничение воздушной среды от газовой среды сепаратора, заполненной, например, элегазом. Разграничение газовых сред предусмотрено для обеспечения сепарации в среде элегаза. Элегаз - специальный газ, при смешении его с воздухом он утрачивает все свои преимущества, поэтому необходима изоляция газовой среды сепаратора от воздуха с помощью шлюзов. Элегаз первоначально поступает из сосуда для элегаза и подается по отдельным газопроводам к патрубкам 10, 11, 18 и 19 во входном шлюзе и к патрубкам 6 и 7 в выходных шлюзах. В выходной патрубок 15 входного шлюза элегаз поступает за счет подачи его под напором от патрубков 10, 11, 18 и 19 в виде потока газа. Разграничение газовых сред происходит за счет создания пяти газовых потоков поперек вращающейся тарелки 2 (фиг. 2) между входными и выходными патрубками: во входном шлюзе воздушный поток - между патрубками 6, 7 и 12, 16, 17 и 14, элегазовые потоки - между патрубками 10, 11, 18, 19 и 12 (фиг. 2 и 3), азотные промежуточные - между патрубками 8, 9 и 13. The source material to be separated is fed through a lock 5 (Fig. 1) into a gas-filled separator at the bottom of a rotating truncated cone. Due to the centrifugal forces and the forces of interaction of the grains with the surface of the electret, the motion paths of grains of different properties are different. The grains enter the separator without pre-charging, separation occurs due to the interaction of the electret and induced charges in the grains due to electrostatic induction. When the grains are separated from the surface of the electret during movement along its surface, a corona discharge occurs between the grain and the surface of the electret. In a gas-insulated medium, a corona discharge occurs at high breakdown tensions compared with air. The separator can also work with pre-charged grains. The separation of the material occurs in several fractions, which are collected in the appropriate collections and enter through the output gateways 6-8 in the discharge tanks 9-11. The collections are an annular trough with three estruses (exhaust pipes), following each other in the direction of rotation. The fraction is unloaded into the locks due to centrifugal forces dropping the grains from the upper edge of the cone towards the wall of the annular groove, and then, under the action of gravity, the grains are poured along the inclined surfaces of the estrus into a straight vertical pipe and further to the bottom of the conical plate of the lock (for example, lock 6 ) Gateways provide the separation of the air from the gas medium of the separator, filled, for example, with SF6 gas. Differentiation of gaseous media is provided for separation in the environment of SF6 gas. SF6 gas is a special gas; when it is mixed with air, it loses all its advantages; therefore, isolation of the gas medium of the separator from air by means of locks is necessary. SF6 gas initially comes from the SF6 gas vessel and is fed through separate gas pipelines to the
В выходных шлюзах порядок чередования потоков обратный: элегазовые - между патрубками 6, 7 и 12 (фиг. 2 и 3), азотные - между патрубками 8, 9 и 13, 16, 17 и 14, воздушные - между патрубками 10, 11, 18, 19 и 15. Надежная изоляция газовой среды сепаратора от окружающей среды создана тем, что газовые потоки зоны перекрывают друг друга на одну третью часть ширины потока. Система перекачки газовых потоков включает вентиляторы, устройства разделения и очистки газов для дальнейшей рекуперации (не показаны). In the output locks, the order of the alternation of flows is reversed: SF6 - between the
Скорость вращения тарелки и скорость потоков выбирают экспериментально, так чтобы конец траектории движения зерен по боковой конической поверхности приходился за элегазовым потоком по ходу вращения (например, по часовой стрелке) во входном шлюзе и за воздушным потоком в выходном шлюзе. The plate rotation speed and the flow rate are chosen experimentally, so that the end of the grain path along the conical lateral surface falls behind the SF6 flow along the rotation (for example, clockwise) in the inlet lock and behind the air flow in the outlet lock.
Экспериментальные исследования предлагаемого сепаратора показали, что по сравнению с прототипом появляется возможность разделения тонкодисперсных материалов до 40 мкм и повышается качество разделения по вещественному составу. Experimental studies of the proposed separator showed that, in comparison with the prototype, it becomes possible to separate finely dispersed materials up to 40 μm and the quality of separation by material composition is improved.
Claims (4)
σr= A·σo· / кл/см2 ,
где σr - плотность заряда, соответствующая радиусу r, кл/м2;
σ0 - плотность заряда на входе усеченного конуса, кл/м2;
rо - радиус меньшего основания усеченного конуса, м;
rк - радиус большего основания усеченного конуса, м;
A - коэффициент, равный 1 - 1,2.2. The separator according to claim 1, characterized in that the electret is made with the distribution of charge along the generatrix in accordance with the mathematical expression
σ r = A · σ o · / cells / cm 2
where σ r is the charge density corresponding to the radius r, cells / m 2 ;
σ 0 - charge density at the entrance of a truncated cone, cells / m 2 ;
r o is the radius of the smaller base of the truncated cone, m;
r to - the radius of the larger base of the truncated cone, m;
A is a coefficient equal to 1 - 1.2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4885844 RU2018374C1 (en) | 1990-11-23 | 1990-11-23 | Electrostatic separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4885844 RU2018374C1 (en) | 1990-11-23 | 1990-11-23 | Electrostatic separator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018374C1 true RU2018374C1 (en) | 1994-08-30 |
Family
ID=21547133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4885844 RU2018374C1 (en) | 1990-11-23 | 1990-11-23 | Electrostatic separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2018374C1 (en) |
-
1990
- 1990-11-23 RU SU4885844 patent/RU2018374C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 891156, кл. B 03C 7/02, 1981. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 109317, кл. B 03C 3/38, 1959. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3493109A (en) | Process and apparatus for electrostatically separating ores with charging of the particles by triboelectricity | |
| CA1321980C (en) | Separating constituents of a mixture of particles | |
| US3806763A (en) | Electrified particles generating apparatus | |
| US3970437A (en) | Electric Dust Separator | |
| US4657567A (en) | Dust separation apparatus | |
| US5845783A (en) | Method and apparatus for treating fly ash | |
| US6789679B2 (en) | Method and apparatus for separating particles | |
| RU2018374C1 (en) | Electrostatic separator | |
| US6365856B1 (en) | Particle separator and method of separating particles | |
| US4325820A (en) | High tension electrostatic separators | |
| SU1217495A1 (en) | Pneumatic classifier | |
| RU188448U1 (en) | Electrostatic separator | |
| RU2108165C1 (en) | Electrostatic precipitator | |
| US3385435A (en) | Electrostatic separation apparatus | |
| US888638A (en) | Apparatus for electrical separation of particles from a fluid stream. | |
| SU1641434A1 (en) | Electrostatic separator | |
| SU1263377A1 (en) | Centrifugal classifier | |
| EP0260995B1 (en) | Particulate material flow control and apparatus therefor | |
| US949041A (en) | Apparatus for separation of particles from a fluid stream. | |
| JPS6393362A (en) | Apparatus for classifying shape of powder | |
| SU1651964A1 (en) | Electromagnetic separator | |
| SU581992A1 (en) | Discharge device of pneumatic classifier | |
| SU927315A1 (en) | Electromagnetic rotor separator | |
| SU1197738A1 (en) | Centrifuge for separating suspensions containing magnetic current-conducting and dielectric particles | |
| SU1562026A1 (en) | Inertia electrostatic dust collector |