WO1985002355A1 - Process and plant for sorting components from agglomerates formed of components of various substance qualities - Google Patents

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WO1985002355A1
WO1985002355A1 PCT/HU1984/000056 HU8400056W WO8502355A1 WO 1985002355 A1 WO1985002355 A1 WO 1985002355A1 HU 8400056 W HU8400056 W HU 8400056W WO 8502355 A1 WO8502355 A1 WO 8502355A1
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WO
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components
carrier surface
expediently
transport path
electrode
Prior art date
Application number
PCT/HU1984/000056
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German (de)
French (fr)
Inventor
Gyula Ferenczy
Tibor Sendula
László LEHOCZKY
Péter SZENDRO^"
Gyula Vincze
Jeno^" KOLTAY
Original Assignee
Bácsalmási Állami Gazdaság
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/06—Separators with cylindrical material carriers

Definitions

  • An advantageous field of application of the invention is the separation of granular media used in agriculture, for example in seeds and petrified agglomerates containing agglomerates, in the cleaning of seeds, in the qualitative classification of seeds, and the invention is therefore illustrated in connection with such an example.
  • the invention can be used advantageously when contaminating particles have to be separated from ore and other mineral powders. Having described the essential features of the method, it will become clear to a person skilled in the art that the application of the invention can also be advantageous in other fields, ie in such cases when the different components differ due to the deviation between the material properties of granular and small-piece components behave differently in the case of transient electric fields.
  • the field of application taken as the basis in the description can also be referred to as sorting technology.
  • the sorting methods and devices corresponding to the state of the art generally distinguish those substance quality differences which are expressed in a deviation (s) from the stationary effects resulting from the constant physical properties of the components.
  • So z. B. Components of different density with respect to a gravitational field and in centrifugal fields show different behavior; Components with deviating dielectric constants show an acceleration of deviating dimensions and / or deviating directions etc. in electrostatic fields.
  • the stationary character of the force fields triggering the deviating behavior can in a sense mean an advantage, because it also sets limits.
  • the device depot can be separated according to the sub-functions, etc .;
  • this can have disadvantages, since the production of the force effect that triggers the physical behavior, the perception of the phenomena and, accordingly, the intervention require different means, the device depot is more complicated and requires more expenditure.
  • Another disadvantage is that the methods corresponding to the prior art are unsuccessful in such components, in which the behavior of the components to be separated is identical to the excited force field or does not differ sufficiently enough.
  • the separation is basically based on the fact that the static dielectric polarization caused by the electrostatic field also depends on the type of component speaking certainty differs from each other. If the electrostatic high-voltage field leads to deviating polarization in the case of deviating components, an electrostatic accelerating force of different sizes acts as a result on the deviating components, the components follow a different path by designing the path features accordingly and can thus be absorbed in deviating path points. However, if not only the static dielectric polarization is different, but also the density and the dimensions differ significantly, the separation can be carried out with a negative corona charge and subsequent discharge.
  • the charged substance is separated from the positive electrode by a layer, the conductivity of which is significantly worse than the own static surface conductivity.
  • the speed of the discharge process is determined by the conductivity of the interface and the electrical contact resistance, which depends on the geometry of the contact with the trench.
  • the invention is based on the knowledge that the mixtures occurring in practice, the components of which have a similar behavior to the stationary electrostatic fields, are not necessary behave similarly in transient electrostatic fields; In such a case, the fact can be used that the conductivity and the dielectric polarization state of the components in the event of a sudden field change only change to the static value belonging to the new field conditions after a certain delay time, which is characteristic of the material type.
  • the deviating transient electrical properties of the components to be separated can be used in such a way that the agglomerate is exposed to such transient effects as it moves.
  • the mixture is carried out between electrodes of opposite polarity in such a way that DC voltage pulses are now switched to the electrodes;
  • the field conditions are adjusted by a suitable choice of their pulse characteristics, which optimally adapt to the transient behavior of the components of the respective agglomerate.
  • an electrode array is arranged at certain intervals with a shape corresponding to the corona discharge and at the point which, according to the Direction of movement of the last electrode follows, the field surrounding the transport path is divided into two parts by a partition, which is expediently with a variable position, an electrostatic charge is generated on the carrier surface, expediently with positive polarity, and such DC voltage pulses are switched between the carrier surface and the array of electrodes , the intensity of which is sufficient to ionize the air space enclosed by the support surface and the electrode array.
  • the respective optimal boundary conditions can be set so that, depending on the material properties of the respective components, the distance between the electrode array and the carrier surface (possibly also the distance between the electrodes) and / or one or more features ( Frequency, charge integral width, etc.) of the impulses and / or the (angular) position of the partition, which is expediently at least partially rotatably embedded, can be changed.
  • Figure 1 shows a sketch of the example of a device with a circular transport path.
  • Figures 2-5 illustrate the mechanism of action of the electrostatic field used according to the invention
  • Figure 6 demonstrates the parameters of the DC voltage pulses
  • Figure 7 shows an embodiment of the field-exciting circuit arrangement of the device according to the invention.
  • a circular transport path is generally the most expedient, but depending on the application location, instead of a cylinder jacket support surface, a conveyor belt support surface, a support surface designed as a wall of a shaking trough, etc. can be expediently used. Knowing the mode of operation presented for the circular transport surface, the design with a support surface of a different type which adapts to the local conditions can be expected by a person skilled in the art.
  • the drive 9 is an electric motor, which is connected to the axis of the drum with a transmission belt; the motor has a continuously variable number of revolutions, which is continuously variable, as opposed to the circumferential surface of the conveyor track 3 - the carrier surface - along one suitably chosen arc length arranged an electrode array.
  • Their electrodes 3 are designed in accordance with the requirements of the field excitation mechanism to be described below, and their distance from one another is selected according to the conditions of the action mechanism; within the arrangement of electrodes is equidistant in the first approximation, but depending on the specific laws of motion it is conceivable that the distances between the adjacent electrodes 3 are not the same along the direction of rotation.
  • the distance between the arc connecting the axes of the electrodes 8 and the carrier surface of the transport path 3 is expediently adjustable, and the distances between the adjacent electrodes 8 can also be set (in accordance or individually).
  • a large collecting vessel is shown sketchily, it being divided by the partition 57 into two collecting runners 6, 7.
  • a rotatably embedded guide plate 5 which forms the extension of the dividing wall 67, is arranged in such a way that its end protrudes behind the last electrode 3 - according to the direction of movement - into the vicinity of the support surface, so in the embodiment presented the angular position can be changed the guide plate 5 embedded in a joint.
  • the feeder 12 located above the transport path 3 consists in the embodiment of the geraisch container 1 and the vibration feeder 2 adapting to its outlet opening, the mouth opening of which is located at the upper cutting plane of the transport path 3 with the vertical half-plane, so the vector bends by the acceleration force communicated by the particles falling on the carrier surface from the horizontal tangent downwards.
  • a tear-away brush 4 which grazes the carrier surface.
  • the white-area particles represent one component of the agglomerate, the black-area particles the other component.
  • the source of the pulse see FIG.
  • the point with a common potential is a ground point (earth), and in this case there is the carrier surface of course at the positive potential and the electrode 8 at the negative potential.
  • the components of the mixture to be separated are as follows: sunflower husks or sclerotinia sclerotiorura (petrified mushroom structure).
  • the agglomerate is filled into the mixture container 1, from there it falls continuously through the vibratory feeder r 2 to the circumferential point 3a of the transport path 3.
  • the carrier surface is positively charged, and since in section I of the arc the vector of the gravitational field towards the inside of the drum shows, the particles conveyed by the rotary movement remain in contact with the carrier surface and are charged.
  • the degree of charging is determined by the electrical conductivity of the components.
  • the medium flow enters the air space enclosed by the support surface and the electrode array, which is excited by the pulse source and ionized.
  • the components with different transient electrical properties behave differently.
  • the healthy sunflower shells move on - adhering to the positively charged carrier surface - then get out of the ionized space, the gravitational force field gradually becomes overweight, and the particles fall into the collecting trough 6.
  • the particles moving on the carrier surface finally become separated from there by the advancing brush 4, whereby the gravitational force finally becomes overweight.
  • the sclerotinia sclerotiorura does not adhere to the positively charged air in excited airspace ger Structure, its trajectory is influenced by the corona discharge that takes place on the negative electrode 8.
  • the field force on the surface of the negative electrode 8 becomes greater than the predictable critical (threshold) due to known relationships.
  • the surrounding charge envelope ionizes the air.
  • the attraction of the sclerotinia sclerotiorum to the negative electrode comes into play, and so an acceleration force acts on it, which throws it out of the arc formed by the electrodes 8 over distances of a suitably selected length.
  • these particles primarily due to the direction of flight, finally due to the restricting effect of the guide plate 5 - can only fall into the first collecting trough 7 in the sequence.
  • the angular position of the arc formed by the electrodes 8 along the circle forming the circumference of the drum can be changed; a change in the number of revolutions changes the residence time of the medium in the excited air space; by adjusting the angular position of the guide plate 5, the optimum sharpness of the separation can be set, in accordance with the respective mixture.
  • Electrode 8 is small, a high field force occurs in the tip.
  • the force acting on the ions is proportional to the ion charge and the given field strength.
  • the negative ions move to the positive electrode and the positive ions move to the negative electrode.
  • the negative ions move with decreasing speed and the positive ions move with increasing speed.
  • the positive ions tear off the charge and ionize it accompanied by a light phenomenon. This phenomenon is the corona discharge, which leads to the charge distribution presented in FIG. 3.
  • the number of negative ions in a volume unit of the negative charge cloud arising in the vicinity of the large-beam positive electrode depends on the size of the field force and the switch-on time of the source that excites the field force.
  • the duration of the space charge can e.g. be reduced in such a way that the number of ions with the opposite polarity present in the space to be excited is increased by ultraviolet radiation from the start before the excitation source is switched on.
  • a particular advantage of the mechanism described is that when switched on briefly, a larger field strength can be excited in the same construction without the risk of an electrical flashover.
  • a rollover must be avoided in the mechanism according to the invention, because this makes the distribution of the space charge uniform, regardless of the location, the positive-negative ion distribution per unit volume becomes the same, which is not favorable for the medium sorting mechanism based on the deviation of the transient electrical properties.
  • the size of the negative space charge and the build-up time of the space can therefore be influenced by the intensity of the excitation given the geometrical and material properties, accordingly the on-time and the excitation intensity (charge integral of the impulses) during, without causing a flashover.
  • Figure 4 illustrates the appearance of polarization: in a medium placed in an electrical force field, a division occurs in the manner described, the charges separate.
  • the polarization can be multi-layered.
  • the organic media can be viewed as inhomogeneous, in which - especially with low frequency - the so-called interface polarization is decisive.
  • the inside of the sclerotinia sclerotiorura has a better conductivity than the outer dark shell.
  • the intensity of the electric current is greater inside the particle than in the dark outer shell.
  • the resulting space charge at the edge of the layer is shown in Figure 5.
  • the field strength will be greater on the top of the mushroom formations than on the bottom, and so in the parts closer to the negative electrode the positive charge will be greater than below. It follows that the sclerotinia sclerotiorura particles will be affected by the accelerating force directed towards the negative electrode, which they want to remove from the carrier surface against the gravitational space.
  • the picture sketched in this way concerns a stationary space, but the polarization is a time-consuming process, the polarization is increasing in time while the stationary space conditions occurred; this period of time, which can be designated as a delay, depends to a large extent on the material quality and structure (shape) of the medium brought into the room.
  • the current required to create polarization depends on the characteristic features of the force field that arises inside the particle. This force field depends on the one hand on the characteristics of the outer space, and on the other hand on the inner spatial characteristics arising as a result of the polarization. Since the charges are distributed on the different geometrical surfaces, the last spatial features depend on the shape.
  • the two different particles can be collected in a different room, in the present embodiment in the depressions 6, 7, which are located on the two sides of the partition wall 67 carrying the guide plate 5.
  • FIG. 6 shows the characteristics of the DC voltage pulse, the period T, the width W of the pulse and the average field strength E average, which depends on the electrode distance or on the DC amplitude determining the pulse amplitude.
  • the operating ranges of the parameters are as follows:
  • FIG. 7 shows the circuit arrangement used for space excitation in this device.
  • the derailleur circuit contains a supply unit 702 provided with a mains plug 701, an electronic switch 703 and a high-voltage transformer 706, the primary coil of which is bridged by a level clamping diode 705. To the control input of the electronic switch
  • the supply device 702 expediently contains a mains transformer rectifier stage 712 and a high-frequency inverter 722, with the setting device 732 of which the average field strength E average is set (accordingly, for a given pulse width W and a period T determines the one that can be set with the organ 732 Level of the direct voltage clearly the charge integral falling on the time unit).
  • the inhomogeneous force field and the electrode arrangement causing the corona discharge, the geometry of the support surface and the material quality of its cover, the operating temperature that promotes the optimal separation and an option agent depot that changes the initial ion concentration must be taken into account, inter alia, taking into account the application conditions (e.g. UV lamps etc.) can be selected.

Abstract

Components of various substance qualities may be conveniently separated by an electrostatic field even if the components present in a stationary electrostatic field no difference of behaviour enabling their separation. An electrode mounting (8) is arranged facing the carrier surface based on dielectric material of the transport path (3). Under the transport path (3) there are provided one or a plurality of divided reception containers (6, 7). An electrostatic charge is produced on the carrier surface. The agglomerate stored in bulk is continuously supplied to the carrier surface. Between the carrier surface and the electrode mounting direct voltage pulses are introduced. The plant comprises a transport path (3) with a carrier surface consisting of dielectric material, a mounting of electrodes (8) arranged facing the carrier surface, a correspondingly divided reception space (6, 7), as well as a pulse source and a supply device.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Komponenten Method and device for sorting agglomerates consisting of components of different material quality into their components
Die Erfindung ermöglicht das Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Komponenten mit Hilfe eines Kraftfeldes auch in einem solchen Fall, wenn dem Stand der Technik entsprechende Verfahren wegen der Eigenschaften der gegebenen Stoffqualitäten nicht in dar Lage waren, die Komponenten mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes zu unterscheiden.The invention enables the sorting of agglomerates consisting of components of different material quality into their components with the aid of a force field even in such a case, if the prior art methods were not able due to the properties of the given material qualities, the components using an electrostatic To distinguish field.
Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung iat das Trennen von in der Landwirtschaft genutzten körnigen Medien, z.B. bei Samen und versteinerte Pilzgebilde enthaltenden Agglomeraten, beim Reinigen von Samen, beim qualitativen Klassifizieren von Samen, deshalb wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem solchen Beispiel veranschaulicht. Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft angewendet werden, wenn verunreinigende Partikel von Erz und sonstigen Mineralpulvern getrennt werden müssen. Nach dem Beschreiben der wesentlichen Merkmale des Verfahrens wird einem Fachmann klar, dass die Anwendung der Erfindung auch auf anderen Gebieten vorteilhaft sein kann, d.h. in solchen Fällen, wenn durch die Abweichung zwischen den Stoffeigenschaften von körnigen und aus kleinen Stücken bestehenden Komponenten sich die verschiedenen Komponenten bei transienten elektrischen Feldern jeweils unterschiedlich verhalten. Das bei der Beschreibung als Grundlage genommene Anwendungsgebiet kann auch als Sortierungstechnologie bezeichnet werden. Die dem Stand der Technik entsprechendenSortierungsverfahren und -einrichtungen unterscheiden im allgemeinen solche Stoffqualitätsunterschiede, die sich in einer Abweichung(en) gegenüber den sich aus den ständigen physikalischen Eigenschaften de r Komponenten ergebenden, stationären Einwirkungen äussern. So weisen z. B. Komponenten unterschiedlicher Dichte gegenüber einem Gravitationsfeld und in zentrifugalen Feldern ein unterschiedliches Verhalten auf; Komponenten mit abweichender dielektrischer Konstante zeigen in elektrostatischen Feldern eine Beschleunigung abweichenden Ausmasses und/oder abweichender Richtung usw. Der stationäre Charakter der das anweichende Verhalten auslösenden Kraftfelder kann in gewissem Sinn einen Vorteil bedeuten, er setzt nämlich auch Grenzen. Es ist vortelihaft, dass bei solchen Feldern die überlagerten unabhängigen Veränderlichen gesondert behandelt und so besser in der Hand gehalten werden können, das Gerätedepot nach den Teilfunktionen getrennt werden kann usw.; das kann auch gleichzeitig Nachteile mit sich bringen, da das Hervorrufen der das physikalische Verhalten auslösenden Kraftwirkung, das Wahrnehmen der Erscheinungen und dementsprechend das Eingreifen unterschiedliche Mittel verlangen, das Gerätedepot komplizierter ist und mehr Aufwendungen erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei solchen Komponenten die dem Stand der Technik entsprechenden Methoden nicht erfolgreich sind, bei denen das Verhalten der zu trennenden Komponenten gegenüber dem erregten Kraftfeld identisch ist oder sich nicht bestimmt genug unterscheidet.An advantageous field of application of the invention is the separation of granular media used in agriculture, for example in seeds and petrified agglomerates containing agglomerates, in the cleaning of seeds, in the qualitative classification of seeds, and the invention is therefore illustrated in connection with such an example. Furthermore, the invention can be used advantageously when contaminating particles have to be separated from ore and other mineral powders. Having described the essential features of the method, it will become clear to a person skilled in the art that the application of the invention can also be advantageous in other fields, ie in such cases when the different components differ due to the deviation between the material properties of granular and small-piece components behave differently in the case of transient electric fields. The field of application taken as the basis in the description can also be referred to as sorting technology. The sorting methods and devices corresponding to the state of the art generally distinguish those substance quality differences which are expressed in a deviation (s) from the stationary effects resulting from the constant physical properties of the components. So z. B. Components of different density with respect to a gravitational field and in centrifugal fields show different behavior; Components with deviating dielectric constants show an acceleration of deviating dimensions and / or deviating directions etc. in electrostatic fields. The stationary character of the force fields triggering the deviating behavior can in a sense mean an advantage, because it also sets limits. It is advantageous that in such fields the superimposed independent variables can be treated separately and held better in the hand, the device depot can be separated according to the sub-functions, etc .; At the same time, this can have disadvantages, since the production of the force effect that triggers the physical behavior, the perception of the phenomena and, accordingly, the intervention require different means, the device depot is more complicated and requires more expenditure. Another disadvantage is that the methods corresponding to the prior art are unsuccessful in such components, in which the behavior of the components to be separated is identical to the excited force field or does not differ sufficiently enough.
Das trifft auch für die dem Stand de r Technik entsprechenden, ein elektrostatisches Feld nutzenden Lösungen zu. Das Trennen basiert im Grunde genommen darauf, dass die vom elektrostatischen Feld hervorgerufene statische dielektrische Polarisation je Komponentenart mit ent sprechender Bestimmtheit voneinander abweicht. Wenn das elektrostatische Hochspannungsfeld bei abweichenden Komponenten zu abweichender Polarisation führt, wirkt als Folge eine elektrostatische Beschleunigungskraft unterschiedlieher Grösse auf die abweichenden Komponenten, verfolgen die Komponenten durch entsprechende Gestaltung der Bahnmerkmale jeweils einen anderen Weg und können so in abweichenden Bahnpunkten aufgefangen werden. Wenn jedoch nicht nur die statische dielektrische Polarisation unterschiedlieh ist, sondern auch die Dichte und die Abmessung wesentlich abweichen, kann das Trennen mit negativer Koronaauvladung und darauffolgendem Entladen erfolgen.This also applies to the state-of-the-art solutions using an electrostatic field. The separation is basically based on the fact that the static dielectric polarization caused by the electrostatic field also depends on the type of component speaking certainty differs from each other. If the electrostatic high-voltage field leads to deviating polarization in the case of deviating components, an electrostatic accelerating force of different sizes acts as a result on the deviating components, the components follow a different path by designing the path features accordingly and can thus be absorbed in deviating path points. However, if not only the static dielectric polarization is different, but also the density and the dimensions differ significantly, the separation can be carried out with a negative corona charge and subsequent discharge.
Im allgemeinen werden zwei Varianten des letzteren Mechanismus angewendet. Nach der einen Variante wird der aufgeladene Stoff von der positiven Elektrode durch eine Schicht getrennt, deren Leitfähigkeit wesentlich schlechter als die eigene statische Oberflächenleitfähigkeit ist. So wird die Geschwindigkeit des Entladungsprozesses durch die Leitfähigkeit der Trennschicht und den elektrischen Obergangswiderstand bestimmt, der von der Geomet rie des Kontakts mit der Trannschicht abhängt.In general, two variants of the latter mechanism are used. According to one variant, the charged substance is separated from the positive electrode by a layer, the conductivity of which is significantly worse than the own static surface conductivity. The speed of the discharge process is determined by the conductivity of the interface and the electrical contact resistance, which depends on the geometry of the contact with the trench.
Keines der dem Stand der Technik entsprechenden und darunter auf der Nutzung des elektrostatischen Feldes basierenden Verfahren ermöglicht das Sortieren von in der Landwirtschaft vorkommenden Gemischen, bei denen sich die Reaktion der abweichenden Komponenten gegenüber den obigen Krafteinwirkungen nicht bestimmt genug unterscheidet. Das trifft z.B. für ein Gemisch zu, wobei die eine Komponente Sonnenblumenkerne, die andere sclerotinia sclerotiorum sind.None of the state-of-the-art methods, including those based on the use of the electrostatic field, enables the sorting of mixtures which occur in agriculture and in which the reaction of the deviating components does not differ sufficiently enough from the above effects of force. This applies e.g. for a mixture, the one component being sunflower seeds and the other sclerotinia sclerotiorum.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die in der Praxis vorkommenden Gemische, deren Komponenten gegenüber den stationären elektrostatischen Feldern ein ähnliches Verhalten aufweisen, nicht notwendi gerweise bei transienten elektrostatischen Feldern ähnlich verhalten; in einem solchen Fall kann die Tatsache genutzt werden, dass sich die Leitfähigkeit und der dielektrische Polarisationszustand der Komponenten bei einer sprunghaften Feldänderung nur nach einer bestimmten - für die Materialart characteristischen - Verzögerungszeit auf den zu den neuen Feldverhältnissen gehörenden statischen Wert umstellen. Im weiteren wird kurz auf die Erscheinung hingewiesen, dass die " transiente(n) elektrische(n) Eigenschaft(en)" der zu trennenden Komponenten des Gemisches abweichend ist (sind). Wenn diese Erscheinung im Zusammenhang mit einer anderen Erscheinung berücksichtigt wird, d.h. dass bei Koronaaufladung auch das statische Koronaladen erst nach Ablauf einer Verzöge rungszeit erfolgt und das Mass der Verzögerung durch ein zweckmässiges Wählen der elektrischen Feldmerkmale eingestellt werden kann, kann auf Grund von in der Sortiertechnologie bisher noch nicht genutzten Charaktermerkmalen das Trennen der Geraische auf neue und im Vergleich zu den bisherigen Methoden wirksamere Weise durchgeführt werden. Wir werden sehen, dass das neue Sortierverfahren das Trennen nicht nur wirksamer macht, sondern auch hinsichtlich der Gerätetechnik vorteilhafter ist, da durch in einer einfachen Konstruktion auftretende Wechselwirkungen die Wirkungskombination entsteht, wozu die Aggregation der dem Stand der Technik entsprechenden Trenngeräte erforderlich war.The invention is based on the knowledge that the mixtures occurring in practice, the components of which have a similar behavior to the stationary electrostatic fields, are not necessary behave similarly in transient electrostatic fields; In such a case, the fact can be used that the conductivity and the dielectric polarization state of the components in the event of a sudden field change only change to the static value belonging to the new field conditions after a certain delay time, which is characteristic of the material type. The following briefly points out the fact that the "transient electrical property (s)" of the components of the mixture to be separated is (are) different. If this phenomenon is taken into account in connection with another phenomenon, ie that with corona charging, static corona charging only takes place after a delay time has elapsed and the degree of delay can be set by appropriately selecting the electrical field characteristics, due to in the sorting technology Characteristics not yet used to separate the Geraische in a new and more effective way compared to the previous methods. We will see that the new sorting process not only makes the separation more effective, but is also more advantageous in terms of device technology, since the interactions occurring in a simple construction result in the combination of effects, which required the aggregation of the separation devices corresponding to the prior art.
Die abweichenden transienten elektrischen Eigenschaften der zu trennenden Komponenten können so genutzt werden, dass das Agglomerat beim Fortbewegen solchen transienten Wirkungen ausgesetzt wird, Das Gemisch wird zwischen Elektroden mit entgegengesetzter Polarität so durchgeführt, dass inzwischen Gleichspannungsimpulse auf die Elektroden geschaltet werden; durch eine geeignete Wahl ihrer Impulsmerkmale werden die Feldverhältnisse eingestellt, diesich dem transienten Verhalten der Komponenten des jeweiligen Agglomerates optimal anpassen. Gegenüber der Trägerfläche (dielektrisches Medium) der erfindungsgemäss auf an sich bekannte Weise gestalteten - geraden bzw. krummlinigen, zweckmässig kreisförmigen -Transportbahn wird - in bestimmte Abständen, mit einer der Koronaentladxing entsprechenden Form - eine Elektrodenschar angeordnet und in dem Punkt, der der nach der Bewegungsrichtung letzten Elektrode folgt, das die Transportbahn umgebende Feld durch eine - zweckmässig mit veränderlicher Lage - Trennwand in zwei Teile geteilt, auf der Trägerfläche eine elektrostatische Ladung - zweckmässig mit positiver Polarität - erzeugt und werden zwischen die Trägerfläche und die Elektrodenschar solche Gleichspannung-Impulse geschaltet, deren Intensität zur Ionisierung des durch die Trägerfläche und die Elektrodenschar eingeschlossenen Luftraumes ausreicht. Mit einem geeigneten Zuführer werden die geschüttet gelagerten Agglomeratpartikel auf die Trägerfläche aufgebracht, und in jedem Teil des in Teile getrennten Aufnahmeraumes werden die ankommenden Partikel aufgefangen. Im Teil der Transportbahn, der nach der Trennwand folgt, werden die an der Trägerfläche haftenden Partikel - in einem geeignet gewählten Punkt - mit einem mechanischen Eingriffsgerät, z.B. einer Bürste, von der Trägerfläche getrennt und ebenfalls aufgefangen. Wenn in einem Grossbetrieb Agglomerate mit praktisch identischer Zusammensetzung getrennt werden müssen, kann für das Verfahren auch eine Einrichtung verwendet werden, deren Geräte nach praktisch fixen Parametern gestaltet werden können. Wenn jedoch die Agglomeratzusammensetzung unterschiedlich sein kann, können die jeweiligen optimalen Randbedingungen so eingestellt werden, dass je nach den Stoffeigenschaften der jeweiligen Komponenten der Abstand zwischen der Elektrodenschar und der Trägerfläche (eventuell auch der Abstand zwischen den Elektroden) und/oder ein oder mehrere Merkmale (Häufigkeit, Ladungsintegralbreite usw.) de r Impulse und/oder die (Winkel) Lage de r - zweckmässig mindestens teilweise drehbar eingebetteten - Trennwand geändert werden. Die Erfindung wird ausführlicher durch Figuren veranschaulicht. Figur 1 stellt das Beispiel einer Einrichtung mit einer kreisförmigen Transportbahn skizzenhaft dar. Die figuren 2-5 veranschaulichen den erfindungsgemäss genutzten Wirkungmechanismus des elektrostatischen Feldes, Figur 6 demonstriert die Parameter der Gleichspannungsimpulse, Figur 7 eine Ausführungsform der felderregenden Schaltungsanordnung der erfindungsgemässen Einrichtung.The deviating transient electrical properties of the components to be separated can be used in such a way that the agglomerate is exposed to such transient effects as it moves. The mixture is carried out between electrodes of opposite polarity in such a way that DC voltage pulses are now switched to the electrodes; The field conditions are adjusted by a suitable choice of their pulse characteristics, which optimally adapt to the transient behavior of the components of the respective agglomerate. In relation to the carrier surface (dielectric medium) of the straight or curvilinear, expediently circular transport path designed in a manner known per se according to the invention, an electrode array is arranged at certain intervals with a shape corresponding to the corona discharge and at the point which, according to the Direction of movement of the last electrode follows, the field surrounding the transport path is divided into two parts by a partition, which is expediently with a variable position, an electrostatic charge is generated on the carrier surface, expediently with positive polarity, and such DC voltage pulses are switched between the carrier surface and the array of electrodes , the intensity of which is sufficient to ionize the air space enclosed by the support surface and the electrode array. The agglomerate particles stored in bulk are applied to the support surface with a suitable feeder, and the incoming particles are collected in each part of the receiving space which is separated into parts. In the part of the transport path that follows the partition, the particles adhering to the support surface - at a suitably chosen point - are separated from the support surface with a mechanical intervention device, for example a brush, and also collected. If agglomerates with a practically identical composition have to be separated in a large company, a device can also be used for the process, the devices of which can be designed according to practically fixed parameters. However, if the agglomerate composition can be different, the respective optimal boundary conditions can be set so that, depending on the material properties of the respective components, the distance between the electrode array and the carrier surface (possibly also the distance between the electrodes) and / or one or more features ( Frequency, charge integral width, etc.) of the impulses and / or the (angular) position of the partition, which is expediently at least partially rotatably embedded, can be changed. The invention is illustrated in more detail by figures. Figure 1 shows a sketch of the example of a device with a circular transport path. Figures 2-5 illustrate the mechanism of action of the electrostatic field used according to the invention, Figure 6 demonstrates the parameters of the DC voltage pulses, Figure 7 shows an embodiment of the field-exciting circuit arrangement of the device according to the invention.
In Figur 1 ist ersichtlich, dass die Einrichtung eine Transportbahn 3 besitzt, das ist eine drehbar eingebettete Trommel, die mit einem Antrieb 9 verbunden ist und deren Trägerfläche (der Umfangsmantel der Trommel) ein dielektrisches Medium ist.In Figure 1 it can be seen that the device has a transport path 3, that is a rotatably embedded drum, which is connected to a drive 9 and whose support surface (the peripheral jacket of the drum) is a dielectric medium.
Aus dem im weiteren ausführlicher beschriebenen Wirkungsmechanismus folgt, dass eine kreisförmige Transportbahn im allgemeinen am zweckmässigsten ist, aber je nach dem Anwendungsort kann statt einer Zylindermantel-Trägerflache eine Transportband-Trägerflache, eine als Wand eines Schütteltroges gestaltete Trägerfläche usw. zweckmässig angewendet werden. In Kenntnis der bei der kreisförmigen Transportfläche vorgestellten Funtktionsweise kann die Gestaltung mit einer sich den örtlichen Gegebenheiten anpassenden Trägerfläche anderen Typs von einem Fachmann erwartet werden. Bei der als Beispiel angegebenen Ausführungs form ist de r Antrieb 9 ein Elektromotor, der mit einem Transmissionsriemen mit der Achse der Trommel verbunden ist der Motor besitzt uweckmässig eine stufenlos also kontinuierlich veränderbare Umdrehungszahl.Gegenüber dem Umfangsmantel der Transportbahn 3 - der Trägerfläche - ist entlang einer geeignet gewählten Bogenlänge eine Elektrodemschar angeordnet. Deren Elektroden 3 sind entsprechend den Anforderungen des im weiteren zu beschreibenden Felderregungsmechanismus gestaltet, auch ihr Abstand zueinander ist nach den Bedingungen des Wirkungsmechanismus gewählt; innerhalb der Elektrodenscha r ist die Anordnung in der ersten Annäherung äquidistant, aber je nach den konkreten Bewegungsgesetzen ist vorstellbar, dass entlang der Drehrichtung die Abstände zwischen den benachbarten Elektroden 3 nicht gleich sind. Der Abstand zwischen dem die Achsen der Elektroden 8 verbindenden Bogen und der Trägerfläche der Transportbahn 3 ist zweckmässig einstellbar, eventuell können auch die Abstände zwischen den benachbarten Elektroden 8 (übereinstimmend oder individuell) eingestellt werden.It follows from the mechanism of action described in more detail below that a circular transport path is generally the most expedient, but depending on the application location, instead of a cylinder jacket support surface, a conveyor belt support surface, a support surface designed as a wall of a shaking trough, etc. can be expediently used. Knowing the mode of operation presented for the circular transport surface, the design with a support surface of a different type which adapts to the local conditions can be expected by a person skilled in the art. In the embodiment given as an example, the drive 9 is an electric motor, which is connected to the axis of the drum with a transmission belt; the motor has a continuously variable number of revolutions, which is continuously variable, as opposed to the circumferential surface of the conveyor track 3 - the carrier surface - along one suitably chosen arc length arranged an electrode array. Their electrodes 3 are designed in accordance with the requirements of the field excitation mechanism to be described below, and their distance from one another is selected according to the conditions of the action mechanism; within the arrangement of electrodes is equidistant in the first approximation, but depending on the specific laws of motion it is conceivable that the distances between the adjacent electrodes 3 are not the same along the direction of rotation. The distance between the arc connecting the axes of the electrodes 8 and the carrier surface of the transport path 3 is expediently adjustable, and the distances between the adjacent electrodes 8 can also be set (in accordance or individually).
Bei der als Beispiel angegebenen Ausführungsform wird skizzenhaft ein grosses Auf fanggefäss gezeigt, wobei es durch die Trennwand 57 in zwei Auffangraulden 6,7 geteilt wird. Am Ende der Trennwand 57 ist eine drehbar eingebettete, die Verlängerung de r Trennwand 67 bildende Leitplatta 5 so angeordnet, dass ihr Ende hinter der - nach der Bewegungsrichtung - letzten Elektrode 3 in die Umgebung der Trägerfläche ragt, bei der vorgestellten Ausführungsform kann also die Winkellage der gelenkartig eingebetteten Leitplatte 5 geändert werden. Der sich über der Transportbahn 3 befindende Zuführer 12 besteht bei der Ausführungsform aus dem Geraischbehälter 1 und dem sich dessen Austrittsöffnung anpassenden Vibrationszuführer 2, dessen Mündungsöffnung sich bei der oberen Schnittebene der Transportbahn 3 mit der senkrechten Halbie rungse bene befindet, so biegt sich der Vektor der durch die auf die Trägerfläche fallenden Partikel mitgeteilten Beschleunigungskraft von der waagerechten Tangente nach unten. In der Nähe des Schnittpunktes der Transportbahn 3 mit der waagerechten Halbierungsebene - auf der der Elektrodenschar gegenüberliegenden Seite - befindet sich eine Fortreissbürste 4, die die Trägerfläche streift. In der Figur stellen die weissflächigen Partikel die eine Komponente des Agglomerates, die schwarzflächigen Partikel die andere Komponente dar. In der Figur wird die Impulsquelle (siehe Figur 7) nicht dargestellt; sie ist so zwischen der Trägerfläche und der Elektrodenschar angeschlossen, dass sowohl der entsprechende Punkt der Transportbahn 3 als auch der entsprechende Punkt de r Impulsquelle mit einem Punkt eines gemeinsamen Potentials verbunden sind und der andere Punkt der Impulsquelle mit den Elektroden 8. Im allgemeinen ist der Punkt mit gemeinsamen Potential ein Massepunkt (Erde), und in diesem Fall befindet sich die Trägerfläche natürlich auf dem positiven Potential und die Elektrode 8 auf dem negativen Potential.In the embodiment given as an example, a large collecting vessel is shown sketchily, it being divided by the partition 57 into two collecting runners 6, 7. At the end of the dividing wall 57, a rotatably embedded guide plate 5, which forms the extension of the dividing wall 67, is arranged in such a way that its end protrudes behind the last electrode 3 - according to the direction of movement - into the vicinity of the support surface, so in the embodiment presented the angular position can be changed the guide plate 5 embedded in a joint. The feeder 12 located above the transport path 3 consists in the embodiment of the geraisch container 1 and the vibration feeder 2 adapting to its outlet opening, the mouth opening of which is located at the upper cutting plane of the transport path 3 with the vertical half-plane, so the vector bends by the acceleration force communicated by the particles falling on the carrier surface from the horizontal tangent downwards. In the vicinity of the intersection of the transport path 3 with the horizontal bisecting plane - on the side opposite the electrode family - there is a tear-away brush 4 which grazes the carrier surface. In the figure, the white-area particles represent one component of the agglomerate, the black-area particles the other component. The source of the pulse (see FIG. 7) is not shown in the figure; it is connected between the support surface and the electrode array in such a way that both the corresponding point the transport path 3 and the corresponding point of the pulse source are connected to a point of a common potential and the other point of the pulse source is connected to the electrodes 8. In general, the point with a common potential is a ground point (earth), and in this case there is the carrier surface of course at the positive potential and the electrode 8 at the negative potential.
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung wird z.B. für einen solchen Fall untersucht, dass die Komponenten des zu trennenden Gemisches wie folgt sind: Sonnenblumenschalen bzw. sclerotinia sclerotiorura (versteinertes Pilzgebilde). Das Agglomerat wird in den Gemischbehälter 1 gefüllt, von dort fällt es durch den Vibrationszuführe r 2 ständig auf den Umfangspunkt 3a de r Transpo rtbahn 3. Die Trägerfläche ist positiv geladen, und da im Abschnitt I des Bogens der Vektor des Gravitationsfeldes zun Innern der Trommel zeigt, bleiben die durch die Drehbewegung befö rde rten Pa rtikel in Be rüh rung mit de r Träge rfläche und werden aufgeladen. Der Grad des Aufladens wird durch die elekt rische Leit fähigke it de r Komponenten bestimmt . Be im weiteren Bewegen gelangt der Mediumstrom in den von der Trägerfläche und der Elektrodenschar eingefassten Luftraum, der durch die Impulsquelle erregt ionisiert wird. In dem so entstandenen elektrischen Feld verhalten sich die Komponenten mit abweichenden transienten elektrischen Eigenschaften unterschiedlich. Die gesunden Sonnenblumenschalen bewegen sich - an der positiv geladenen Trägerfläche haftend - weiter, gelangen dann aus dem ionisierten Raum heraus, das Gravitationskraftfeld erlangt stufenweise das Übergewicht, und die Partikel fallen in die Auffangmulde 6. Die an der Trägerfläche haftend sich weite rbewegenden Partikel werden schliesslich durch die Fort reissbürste 4 von dort getrennt, wodurch die Gravitationskraftwirkung endgültig das Übergewicht erlangt. Die sclerotinia sclerotiorura wiederum haftet im erregten Luftraum nicht an der positiv geladenen Trä gerfläche, seine Bewegungsbahn wird durch das sich auf der negativen Elektrode 8 abspielende Koronaentladen beeinflusst. Auf der Oberfläche der negativen Elektrode 8 wird die Feldkraft auf Grund von bekannten Zusammenhängen grösser als der berechenbare kritische (Schwellen)The functioning of the device described is examined, for example, in such a case that the components of the mixture to be separated are as follows: sunflower husks or sclerotinia sclerotiorura (petrified mushroom structure). The agglomerate is filled into the mixture container 1, from there it falls continuously through the vibratory feeder r 2 to the circumferential point 3a of the transport path 3. The carrier surface is positively charged, and since in section I of the arc the vector of the gravitational field towards the inside of the drum shows, the particles conveyed by the rotary movement remain in contact with the carrier surface and are charged. The degree of charging is determined by the electrical conductivity of the components. When moving further, the medium flow enters the air space enclosed by the support surface and the electrode array, which is excited by the pulse source and ionized. In the resulting electrical field, the components with different transient electrical properties behave differently. The healthy sunflower shells move on - adhering to the positively charged carrier surface - then get out of the ionized space, the gravitational force field gradually becomes overweight, and the particles fall into the collecting trough 6. The particles moving on the carrier surface finally become separated from there by the advancing brush 4, whereby the gravitational force finally becomes overweight. The sclerotinia sclerotiorura, in turn, does not adhere to the positively charged air in excited airspace gerfläche, its trajectory is influenced by the corona discharge that takes place on the negative electrode 8. The field force on the surface of the negative electrode 8 becomes greater than the predictable critical (threshold) due to known relationships.
Wert gewählt, so ionisiert die sie umgebende Ladungshülle die Luft. In dem ionisierten Medium kommt die Anziehung der sclerotinia sclerotiorum zur negativen Elektrode zur Geltung, und so wirkt darauf eine Beschleunigungskraft, die sie aus dem ven den Elektroden 8 gebildeten Bogen über Abstände geeignet gewählter Länge hinauswirft. So können diese Partikel - in erster Linie infolge der Flugrichtung, schliesslich infolge der eingrenzenden Wirkung der Leitplatte 5 - nur in die in der Reihenfolge erste Auffangmulde 7 fallen.Value selected, the surrounding charge envelope ionizes the air. In the ionized medium, the attraction of the sclerotinia sclerotiorum to the negative electrode comes into play, and so an acceleration force acts on it, which throws it out of the arc formed by the electrodes 8 over distances of a suitably selected length. Thus, these particles - primarily due to the direction of flight, finally due to the restricting effect of the guide plate 5 - can only fall into the first collecting trough 7 in the sequence.
Durch eine Änderung der Lage der entlang des Bogens angerodneten Elektroden 3 können der Abstand zwischen der Trägerfläche und der Elektrode 8, die Winkellage des von den Elektroden 8 gebildeten Bogens entlang des den Umfang der Trommel bildenden Kreises geändert werden; durch eine Änderung der Umdrehungszahl wird die Aufenthaltszeit des Mediums im erregten Luftraum verändert; durch ein Einstellen der Winkellage der Leitplatte 5 kann die optimale Schärfe des Trennens - entsprechend dem jeweiligen Gemisch - eingestellt werden.By changing the position of the electrodes 3 arranged along the arc, the distance between the support surface and the electrode 8, the angular position of the arc formed by the electrodes 8 along the circle forming the circumference of the drum can be changed; a change in the number of revolutions changes the residence time of the medium in the excited air space; by adjusting the angular position of the guide plate 5, the optimum sharpness of the separation can be set, in accordance with the respective mixture.
Im weiteren soll der erfindungsgemäss hervorgerufene Wirkungsmechanismus eingehender untersucht werden.Furthermore, the mechanism of action produced according to the invention will be examined in more detail.
Sehen wir uns das inhomogene elektrische Feld (mit unterschiedlicher Raumdichte) in Figur 2 an. Die Anzahl der sich auf einer Einheit Fläche fortbewegenden elektrischen Kraftlinien bildet die Feldstärke (auf eine Einheit Länge fallende Spannung). Wenn der Abrundungsbogen derLet's look at the inhomogeneous electric field (with different spatial density) in Figure 2. The number of electric lines of force traveling on a unit area forms the field strength (voltage falling on a unit length). If the fillet of the
Elektrode 8 klein ist, tritt in der Spitze eine hohe Feldkraft auf. Infolge der kosmischen Strahlung und der radio aktiven Abläufe befinden sich im Luftraum immer Ionen mit entgegengesetzter Polarität. Die auf die Ionen wirkende Kraft ist proportional zur Ionenladung und der gegebenen Feldstärke. Im Raum nach Figur 2 bewegen sich also die negativen Ionen zur positiven Elektrode und die positiven Ionen zur negativen Elektrode und zwar in der gegebenen Anordnung die negativen Ionen mit abnehmender und die positiven Ionen mit zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit. Beim Zusammenstoss mit den neutralen Luftmolekülen reissen die positiven Ionen davon die Ladung ab und ionisieren sie in Begleitung einer Lichterscheinung. Diese Erscheinung ist die Koronaentladung, die zu der in Figur 3 vorgestellten Ladungsverteilung führt. Die Zahl der sich in einer Volumeneinheit der in der Nähe der grosstrahligen positiven Elekt rode (de r Träge rfläche de r Trommel) entstehenden negatoven Ladungswolke befindenden negativen Ionen hängt von der Grosse der Feldkraft und der Einschaltzeit der die Feldkraft erregenden Quelle ab.Electrode 8 is small, a high field force occurs in the tip. As a result of cosmic rays and radio active processes there are always ions with opposite polarity in the airspace. The force acting on the ions is proportional to the ion charge and the given field strength. In the space according to FIG. 2, the negative ions move to the positive electrode and the positive ions move to the negative electrode. In the given arrangement, the negative ions move with decreasing speed and the positive ions move with increasing speed. When they collide with the neutral air molecules, the positive ions tear off the charge and ionize it accompanied by a light phenomenon. This phenomenon is the corona discharge, which leads to the charge distribution presented in FIG. 3. The number of negative ions in a volume unit of the negative charge cloud arising in the vicinity of the large-beam positive electrode (the carrier surface of the drum) depends on the size of the field force and the switch-on time of the source that excites the field force.
Die Dauer des Entstehens der Raumladung kann z.B. so gesenkt werden, dass die Anzahl der im zu erregnden Raum vorhandenen Ionen mit entgegengesetzter Polarität durch ultraviolette Bestrahlung von Anfang an vor dem Einschalten der Erregungsquelle erhöht wird.The duration of the space charge can e.g. be reduced in such a way that the number of ions with the opposite polarity present in the space to be excited is increased by ultraviolet radiation from the start before the excitation source is switched on.
Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Me hanismus besteht darin, dass bei kurzem Einschalten eine grös sere Feldstärke ohne die Gefahr eines elektrischen Überschlages in der gleichen Konstruktion erregt werden kann. Ein Überschlag muss im erfindungsgemässen Mechanismus vermieden werden, weil das das Verteilen der Raumladung gleich massig macht, unabhängig vom Ort die positive-negative Ionenverteilung je Volumeneinheit übereinstimmend wird, was für den auf dem Abweichen der transienten elektrischen Eigenschaften basierenden Mediumsortiermechanismus nicht günstig ist. Die Grosse der negativen Raumladung und die Aufbauzeit des Raumes können also bei gegebener geometrischer und Stoffeigenschaftsgestaltung durch die Intensität des Erregens beeinflusst werden, dementsprechend die Einschaltdauer und die Erregungsintensität (Ladungsintegral der Impulse) während, ohne dabei einen Überschlag hervorzurufen.A particular advantage of the mechanism described is that when switched on briefly, a larger field strength can be excited in the same construction without the risk of an electrical flashover. A rollover must be avoided in the mechanism according to the invention, because this makes the distribution of the space charge uniform, regardless of the location, the positive-negative ion distribution per unit volume becomes the same, which is not favorable for the medium sorting mechanism based on the deviation of the transient electrical properties. The size of the negative space charge and the build-up time of the space can therefore be influenced by the intensity of the excitation given the geometrical and material properties, accordingly the on-time and the excitation intensity (charge integral of the impulses) during, without causing a flashover.
Figur 4 veranschaulicht die Erscheinung der Polarisation: in einem in ein elektrisches Kraftfeld gesetzten Medium tritt auf die beschriebene Weise eine Teilung auf, die Ladungen trennen sich. Die Polarisation kann je nach Stoffstruktur vielschichtig sein.Figure 4 illustrates the appearance of polarization: in a medium placed in an electrical force field, a division occurs in the manner described, the charges separate. Depending on the material structure, the polarization can be multi-layered.
Vom elektrischem Gesichtpunkt können die organischen Medien als inhomogen betrachtet werden, darin ist - insbesondere bei Niederf rekquenz - die sogenannte Interface-Polarisation bestimmend. Nach eigenen Messungen besitzt das Innere des sclerotinia sclerotiorura eine bessere Leitfähigkeit als die äussere dunkle Hülle. So ist im Inneren des Partikels die Intensität des elektrischen Stromes grösser als in der äussersn dunklen Hülle. Die infolgedessen entstehende Raumladung am Rand der Schicht wird in Figur 5 dargestellt. Oben auf den Pilzgebilden wird die Feldstärke grösser als unten sein, und so ist in den der negativen Elektrode näherliegenden Teilen die positive Ladung grösser als unten. Daraus folgt, dass auf die sclerotinia sclerotiorura Partikel die zur negativen elektrode gerichtete Beschleunigungskraft wirken wird, die sie - gegen den Gravitationsraum - von der Trägerfläche entfernen wollen.From the electrical point of view, the organic media can be viewed as inhomogeneous, in which - especially with low frequency - the so-called interface polarization is decisive. According to our own measurements, the inside of the sclerotinia sclerotiorura has a better conductivity than the outer dark shell. The intensity of the electric current is greater inside the particle than in the dark outer shell. The resulting space charge at the edge of the layer is shown in Figure 5. The field strength will be greater on the top of the mushroom formations than on the bottom, and so in the parts closer to the negative electrode the positive charge will be greater than below. It follows that the sclerotinia sclerotiorura particles will be affected by the accelerating force directed towards the negative electrode, which they want to remove from the carrier surface against the gravitational space.
Das so skizzierte Bild betrifft einen stationären Raum, die Polarisation ist jedoch ein zeitaufwendiger Prozess, die Polarisation ist zeitlich zunehmend, während die stationären Raumverhältnisse eintraten; diese als Verzögerung bezeichenbare Zeitdauer hängt in grossera Mass von der Stoffqualität und Struktur (Form) des n den Raum gebrachten Mediums ab. Der zum Entstehen der Polarisation notwendige Strom hängt nämlich von den kennzeichnenden Merkmalen des im Innern des Partikels entstehenden Kraftfeldes ab. Dieses Kraftfeld hängt einerseits von den Charakteristika des äusse ren Raumes, andererseits von den infolge der Polarisation entstehenden inneren Raummerkmalen ab. Da sich die Ladungen auf den unterschiedlichen Geometrie flächen ve rschieden ve rteilen , hängen die letzte ren Raummerkmale von der Form ab.The picture sketched in this way concerns a stationary space, but the polarization is a time-consuming process, the polarization is increasing in time while the stationary space conditions occurred; this period of time, which can be designated as a delay, depends to a large extent on the material quality and structure (shape) of the medium brought into the room. The current required to create polarization depends on the characteristic features of the force field that arises inside the particle. This force field depends on the one hand on the characteristics of the outer space, and on the other hand on the inner spatial characteristics arising as a result of the polarization. Since the charges are distributed on the different geometrical surfaces, the last spatial features depend on the shape.
De r P rozess des Aufladens wi rd also durch die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Verhältnisse beeinflusst. Die in Figur 4 dargestellten polarisierten positiven Ladungen ziehen die negativen Ionen der in Figur 3 dargestellten Ladungswolke an. Das Partikel verhält sich wie eins mit negativer Ladung, es "klebt" an der hochstrahligen, positiv geladenen Trägerfläche. Der Aufladungsprozess ist zeitabhängig, und zwar ist die Aufladungsdauer umgekehrt proportional zur Anzahl der in einer Einheit Volumen vorhandenen negativen Ionen und zu deren Beweglichkeit, die mit steigender Temperatur zunimmt (beim Optimieren der Betriebsverhältnisse können also auch die Temperaturparameter berücksichtigt werden).The charging process is thus influenced by the conditions shown in FIGS. 3 and 4. The polarized positive charges shown in FIG. 4 attract the negative ions of the charge cloud shown in FIG. 3. The particle behaves like one with a negative charge, it "sticks" to the high-beam, positively charged carrier surface. The charging process is time-dependent, and the charging time is inversely proportional to the number of negative ions present in a unit volume and their mobility, which increases with increasing temperature (the temperature parameters can also be taken into account when optimizing the operating conditions).
Im folgenden werden zwei vom Gesichtpunkt dieses Mechanismus extreme Grundfälle untersucht.In the following two fundamental cases from the point of view of this mechanism are examined.
1. Bei langsamer Polarisation, ausreichend grosser Raumladung und entsprechender Beweglichkeit wird der eine Typ von Partikeln schnell aufgeladen und haftet an de r positiv geladenen Träge rfläche .1. With slow polarization, a sufficiently large space charge and corresponding mobility, one type of particle is quickly charged and adheres to the positively charged carrier surface.
2. Wenn die Polarisation im Verhältnis zur Aufbauzeit schnell ist, siegt beim anderen Partikeltyp infolge des nur geringen Aufladens die Anziehungskraft, die das das Partikel in die Richtung des von den negativen Elektroden 8 gebildeten Bogens treibt.2. If the polarization is fast in relation to the build-up time, the attraction of the other particle type due to the low charge wins, which the which drives particles in the direction of the arc formed by the negative electrodes 8.
Infolge der abweichenden transienten. elekt Tischen Eigenschaften können die zwei verschiedenen Partikel in einem jeweils anderen Raum aufgefangen werden, bei der vorliegenden Audführungsforn in den Mulden 6,7, die sich auf den zwei Seiten von der die Leitplatte 5 tragenden Trennwand 67 befinden.As a result of the deviating transients. In terms of electrical properties, the two different particles can be collected in a different room, in the present embodiment in the depressions 6, 7, which are located on the two sides of the partition wall 67 carrying the guide plate 5.
Eine Voraussetzung des Mechanismus besteht also darin, dass sich die Polarisations- und Koronaaufladungszeitkonstanten der Partikel unterschiedlichen Typs ausreichend unterscheiden. Dieser Unterschied kann erzwungen werden, wenn die Parameter der Raumerragung unter Berücksichtigung der bekannten Stoff- und Struktureigenschaften eingestellt werden. Figur 6 zeigt von den Merkmalen des Gleichspanungsimpulses die Periodenzeit T, die Breite W des Impulses und die durchschnittliche Feldstärke EDurchschnitt, die vom Elekt rodenabstand bzw. vom die Impulsamplitude bestimmenden Gleichspannungspegel abhängt. Bei einer als Beispiel verwendeten Einrichtung sind die Betriebsbereiche der Parameter wie folgt:A prerequisite for the mechanism is that the polarization and corona charging time constants of the particles of different types differ sufficiently. This difference can be enforced if the parameters of the room cantilever are set taking into account the known material and structure properties. Figure 6 shows the characteristics of the DC voltage pulse, the period T, the width W of the pulse and the average field strength E average, which depends on the electrode distance or on the DC amplitude determining the pulse amplitude. In a device used as an example, the operating ranges of the parameters are as follows:
EDurchschnitt: 10-30 kV/cm; T: 100-400/μs; fimp = 10 - 500 Hz.E average : 10-30 kV / cm; T: 100-400 / µs; f imp = 10 - 500 Hz.
Figur 7 zeigt die in dieser Einrichtung zum Raumerregen angewendete Schaltungsanordnung.FIG. 7 shows the circuit arrangement used for space excitation in this device.
Die Kettenschaltung enthält eine mit einem Netzstecker 701 versehene Speiseeinheit 702, einen elektronischen Schalter 703 und einen Hoehspannungstransformator 706, dessen Primärspule von einer Pegelklemmdiode 705 überbrückt wird. An den Steuereingang des elektronischen SchaltersThe derailleur circuit contains a supply unit 702 provided with a mains plug 701, an electronic switch 703 and a high-voltage transformer 706, the primary coil of which is bridged by a level clamping diode 705. To the control input of the electronic switch
703 ist de r Ausgang der Funktionseinheit 704 angeschlossen, der ein die Impulsbreite einstellendes Organ 714 und ein die Periodenzeit einstellendes Organ 724 besitzt, beide Einstellorgane können z.B. ein Potentiometer sein. Das Speisegerät 702 enthalt zweckmässig eine NetztransformatorGleichrichterstufe 712 und einen Hochfrequenzinverter 722, mit dessen Einstello rgan 732 de r We rt de r du rchschnittlichen Feldstärke EDurchschnitt eingestellt wird (demnach bestimmt das bei einer gegebenen Impulsbreite W und einer Periodenzeit T der mit dem Organ 732 einstellbare Pegel der Gleichspannung eindeutig das auf die Zeiteinheit fallende Ladungsintegral).703 is connected to the output of the functional unit 704, which includes an element 714 and a pulse width adjusting element has the period setting element 724, both setting elements can be, for example, a potentiometer. The supply device 702 expediently contains a mains transformer rectifier stage 712 and a high-frequency inverter 722, with the setting device 732 of which the average field strength E average is set (accordingly, for a given pulse width W and a period T determines the one that can be set with the organ 732 Level of the direct voltage clearly the charge integral falling on the time unit).
Zum Einstellen der Betriebsmerkmale der erfindungsgemässen Einrichtung müssen also unter Berücksichtigung de r Anwendungsbedingungen unte r ande rem das inhomogene Kraftfeld und die das Koronaentladen hervorrufende Elektrodenanordnung, die Geometrie der Trägerfläche und die Stoffqualität ihres Bezuges, die das optimale Trennen fördernde Betriebstemperatur, ein die Ausgangsionenkonzentration änderndes Optionsmitteldepot (z.B. UV-Strahler usw.) gewählt werden. To set the operating characteristics of the device according to the invention, the inhomogeneous force field and the electrode arrangement causing the corona discharge, the geometry of the support surface and the material quality of its cover, the operating temperature that promotes the optimal separation and an option agent depot that changes the initial ion concentration must be taken into account, inter alia, taking into account the application conditions (e.g. UV lamps etc.) can be selected.

Claims

Verfahren und Einrichtung zum Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Aqqlomeraten in ihre KomponentenP a t e n t a n s p r ü c h e Method and device for sorting agglomerates consisting of components of different material quality into their component patent claims
1. Verfahren zum Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Komponenten, wobei das Agglomerat ( die Agglomeratcharge) der Wirkung eines elektrostatischen Feldes ausgesetzt wird und durch abweichendes Aufladen der Partikel ihre Weiter bewegung in unterschiedlicher Bewegungsrichtung hervorgerufen wird, dann die Partikel in einem entsprechend angerodneten jeweils anderen Auffanggefäss gesondert nach Komponenten aufgefangen werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass gegenüber der Trägerfläche1. A method for sorting agglomerates consisting of components of different material quality into their components, the agglomerate (the agglomerate batch) being exposed to the action of an electrostatic field and by charging the particles differently causing their further movement in different directions of movement, then the particles in one to be collected separately according to components in accordance with the respective other receptacle, characterized in that opposite the support surface
(dielektrisches Medium) einer auf an sich bekannte Weise gebildeten - geraden bzw. krummen, zweckmässig kreisförmigen - Transportbahn in einem bestimmten Abstand eine Elektrodenschar - in einer der Krornaentladung entsprachenden Form - angeordnet wird und an dem Punkt, der der Bewegungsrichtung entsprechend letzten Elektrode folgt, der die Transportbahn umgehende Raum durch eine Trennwand - zweckmässig mit veränderlicher Lage - in zwei Teile unterteilt wird, auf der Trägerfläche eine elektrostatische Ladung - zweckmässig mit positiver Polarität - erzeugt wird und zwischen die Trägerfläche und die Elekt rodenschar Glθichspannungsimpulse gescjaltet werden, deren Intensität zum Ionisieren des von der Trägerfläche und der Elektroden schar umfassten Luftraums ausreicht, mit einer geeigneten Zuführeinrichtung die geschüttet gelagerten Agglomeratpartikel kontinuierlich auf die Trägerfläche gebracht werden und in jedem Teil des in Teile unterteilten Aufnahmeraumes die ankommenden Partikel aufgefangen und zweckmässig die im Teil nach de r Trennwand noch an de r Träge rfläche haftenden Partikel - an einem geeignet gewählten Punkt - mit einem mechanischen Eingriffsinstrument, z.B. einer Bürste, von der Trägerfläche abgetrennt und ebenfalls aufgefangen werden.(dielectric medium) an electrode array - in a form corresponding to the discharge from the crown - is arranged at a certain distance - in a manner known per se - straight or curved, expediently circular - transport path and at the point which follows the direction of movement corresponding to the last electrode, the space surrounding the transport path is divided into two parts by a partition - expediently with a variable position - an electrostatic charge is generated on the carrier surface - expediently with positive polarity - and switching voltage pulses are switched between the carrier surface and the electrode array, the intensity of which for ionizing of the support surface and the electrodes sufficient air space is sufficient, the agglomerate particles stored in bulk are continuously brought onto the carrier surface with a suitable feed device and the incoming particles are collected in each part of the receiving space divided into parts and expediently the particles still adhering to the carrier surface after the partition - at a suitably chosen point - with a mechanical intervention instrument, eg a brush, separated from the support surface and also caught.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass je nach den Stoffeigenschaften der Komponenten des jeweiligen Agglomerats der Abstand zwischen der Elektrodenschar und der Trägerfläche und/oder ein oder mehrere characteristische Merkmale der Impulse (Frequenz, Ladungsintegral, Breite usw.) und/oder die Winkellage der - mindestens teilsweise drehbar eingebetteten - Trennwand und/oder die Betriebstemperatur im Arbeitsraum geändert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that depending on the material properties of the components of the respective agglomerate, the distance between the electrode family and the carrier surface and / or one or more characteristic features of the pulses (frequency, charge integral, width, etc.) and / or the angular position of the - at least partially rotatably embedded - partition and / or the operating temperature in the work space are changed.
3. Einrichtung für das Verfahren nach dem Anspruch 1 oder 2 zum Trennen von aus Komponenten unterschied licher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Komponenten mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sie eine mit einem Antrieb (9) - zweckmässig veränderbarer Richtung bzw. Umlaufgeschwindigkeit - verbundene Transportbahn (3), deren Trägerfläche ein dielektrisches Medium ist, eine gegenüber der Trägerfläche angeordnete Elektrodenschar, deren Form den3. Device for the method according to claim 1 or 2 for separating agglomerates consisting of components of different material quality into their components with the aid of an electrostatic field, characterized in that they have a drive (9) - expediently variable direction or rotational speed - Connected transport path (3), the support surface is a dielectric medium, a set of electrodes arranged opposite the support surface, the shape of which
Bedingungen der Koronaentladung entspricht und deren Lage zweckmässig mindestens in senkrechter Richtung auf die Transportbahn (3) veränderlich ist, mindestens jeweils ein hinter der in Bewegungsrichtung letzten Elektrode (3) und an deb zwei Seiten der Leitplatte (5) - deren Lage zweckmässig veränderlich ist - angeordnetes Auffanggefäss, eine mit der Trägrfläche bzw. der Elektrodenschar verbundene Im pulsquelle und einen sich am Punkt vor der ersten Elektrode (8) in Bewegungsrichtung befindenden Zuführer (12) mit einer zur Trägerfläche zeigenden Mündungsöffnung besitzt.Corresponds to the conditions of the corona discharge and the position of which is expediently variable at least in the vertical direction on the transport path (3), at least one behind the last electrode (3) in the direction of movement and on two sides of the guide plate (5) - the position of which is expediently variable - arranged collecting vessel, an Im connected to the supporting surface or the electrode family pulse source and a feeder (12) located at the point in front of the first electrode (8) in the direction of movement and having an orifice opening pointing towards the carrier surface.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass sich im Teil der Transportbahn (3) nach der Leitplatte (5), gegenüber der Trägerfläche, in Berührung damit ein mechanisches Trenngerät, z.B. eine Fort reissbürste (4), befindet.4. Device according to claim 3, characterized in that in the part of the transport path (3) after the guide plate (5), opposite the carrier surface, in contact with it a mechanical separating device, e.g. a Fort Rip Brush (4).
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e nn z e i c h n e t , dass sie ein mit einem Netzstecker (701) versehenes Speisegerät (702) und einen darauf in Kette angeschlossenen elektronischen Schalter5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that it comprises a supply device (702) provided with a mains plug (701) and an electronic switch connected to it in a chain
(703), einen Hochspanungstransformator (706) und eine an den Steuereingang das elektronischen Schalters (703) angeschlossene Funktionseinheit (704) besitzt.(703), a high-voltage transformer (706) and a functional unit (704) connected to the control input of the electronic switch (703).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Speisegerät (702) eine Netztranformator-Gleichrichterstufe (712) und einen Hochfrequenzinverter (722) und zweckmässig ein Pegeleinstellorgan (732) besitzt.6. Device according to claim 5, characterized in that the supply device (702) has a mains transformer rectifier stage (712) and a high-frequency inverter (722) and expediently a level adjusting element (732).
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Funktionseinheit (704) über ein die Impulsbreite einstellendes Organ (714) und ein Periodeneinstellorgan (724) verfügt.7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the functional unit (704) has a pulse width adjusting element (714) and a period setting element (724).
8. Einrichtung mach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Primärspule des Hochspannungstransformators (706) durch eine Pegelklemmdiode (705) überbrückt wird. 8. Device make one of claims 5 to 7, characterized in that the primary coil of the high-voltage transformer (706) is bridged by a level clamping diode (705).
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