RO109038B1

RO109038B1 - Process and installation of separation in electric field of granular materials with different electric conductivities

Info

Publication number: RO109038B1
Application number: RO9201101A
Authority: RO
Inventors: Iuga Alexandru-Iuliu; Dascalescu Lucian-Doru; Morar Roman; Samuila Adrian-Paun; Svarasan Ilie; Rafiroiu Dan-Viorel; Neamtu Vasile
Original assignee: Alexandru Iuliu Iuga; Lucian Doru Dascalescu; Morar Roman; Adrian Paun Samuila; Svarasan Ilie; Dan Viorel Rafiroiu; Neamtu Vasile
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1994-11-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu și o instalație de separare, în câmp electric intens, a materialelor cu conductivități electrice diferite, din compunerea unor amestecuri granulare: minerale, deșeuri industriale refolosibile, semințe etc. Prin procedeul conform invenției se realizează încărcarea cu sarcină maximă a granulelor, cu o conductivitate electrică mică (2), într-o zonă de câmp electric cu descărcare corona (5), printr-un flux de ioni, de valoare medie, riguros constantă, iar a celor cu o conductivitate electrică mare (3), într-o zonă de câmp electrostatic (6), a cărui intensitate, într-un punct dat, are valoare medie invariabilă, în timp. Instalația de separare dispune de două surse de înaltă tensiune, una cu o caracteristică externă, de tip generator de curent constant (13), care alimentează unul sau mai mulți electrozi, cu rază de curbură mică (10) și alta cu o caracteristică externă, de tip generator de tensiune constantă (14), la care sunt conectați unul sau mai mulți electrozi cu raza de curbură mare (11).The invention relates to a process and a separation plant, in intense electric field, a materials with different electrical conductivities, from composition of granular mixtures: minerals, reusable industrial waste, seeds etc. Through the process according to the invention is carried out the maximum load of the granules, with a low electrical conductivity (2), in an area of electric field with corona discharge (5), through a ion flux, medium value, rigorously constant, and those with high electrical conductivity (3), in an area of electrostatic field (6), of which intensity, at a given point, has an average value invariable in time. The separation facility has of two high voltage sources, one with one external feature, type of current generator constant (13), which supplies one or more electrodes, with a small radius of curvature (10) and another with a external feature, type voltage generator constant (14), to which one or more are connected many electrodes with large radius of curvature (11).

Description

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație de separare, în câmp electric intens, a materialelor cu conductivități electrice, diferite, din compunerea unor amestecuri granulare: minerale, deșeuri industriale refolosibile, semințe etc.The invention relates to a process and an installation for the separation, in intense electric field, of materials with different electrical conductivities, from the composition of granular mixtures: minerals, reusable industrial waste, seeds, etc.

în vederea separării dintr-un amestec de materiale granulare, a componentelor cu conductivități electrice, diferite, sunt cunoscute mai multe procedee și instalații cu cilindru purtător și câmp corona-electrostatic. Acestea prezintă dezavantajul că puritatea produselor obținute și eficiența electroseparării sunt afectate de orice modificare, în timpul procesului, a debitului, a conductivitții electrice, a temperaturii sau a umidității materialelor granulare.In order to separate from a mixture of granular materials, components with different electrical conductivities, several processes and installations with carrier cylinder and corona-electrostatic field are known. These have the disadvantage that the purity of the obtained products and the efficiency of the electrospray are affected by any changes, during the process, the flow rate, the electrical conductivity, the temperature or the humidity of the granular materials.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este controlarea indirectă a fenomenelor de încărcare cu sarcină electrică și a forțelor de electroseparare, care determină calitatea produselor obținute.The technical problem, which the invention solves, is the indirect control of the phenomena of electric charge charging and of the electrospray forces, which determine the quality of the obtained products.

Procedeul de electroseparare înlătură dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că realizează încărcarea cu sarcină maximă, a materialelor granulare, cele cu conductivitate electrică mică, printr-un flux de ioni, de valoare medie, riguros constantă, iar materialele cu conductivitate electrică mare, într-o zonă de câmp electrostatic, de intensitate medie, invariabilă în timp.The electrospray process removes the disadvantages mentioned above, in that it achieves the maximum load, of granular materials, those with low electrical conductivity, through an ion flux, of medium value, rigorously constant, and the materials with high electrical conductivity, in - an area of electrostatic field, medium intensity, invariable in time.

Instalația care pune în aplicare procedeul de mai sus, în scopul asigurării eficienței maxime a proceselor fizice, de încărcare cu sarcină electrică, dispune de unul sau mai mulți electrozi cu rază de curbură mică, care generează un flux de ioni, de valoare medie invariabilă în timp, prin conectarea la un generator de curent constant și de unul sau mai mulți electrozi cu rază de curbură mare, care produc o zonă de câmp electrostatic, de intensitate medie, riguros constantă în timp, prin conectare la un generator de tensiune constantă.The installation that implements the above procedure, in order to ensure the maximum efficiency of the physical processes, of charge with electric charge, has one or more electrodes with small radius of curvature, which generates an ion flux, of invariable average value in time, by connecting to a constant current generator and one or more electrodes with a large radius of curvature, which produce an area of electrostatic field, medium intensity, rigorously constant in time, by connecting to a constant voltage generator.

Avantajele ce rezultă din aplicarea invenției sunt:The advantages resulting from the application of the invention are:

- creșterea purității produselor;- increasing the purity of the products;

-reducerea procentului de mixt și diminuarea consumului de energie electrică, pe tona de material procesat.- reducing the percentage of mixed and reducing the consumption of electricity, per ton of material processed.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă:The following is an example of embodiment of the invention in connection with FIG. 1 and 2, representing:

- fig.1, schema de principiu a procedeului de electroseparare;- fig. 1, the principle diagram of the electrospray process;

- fig.2, schema de principiu a instalației de electroseparare.- fig.2, the principle diagram of the electrospray installation.

Procedeul de separare, în câmp electric, a materialelor granulare cu conductivități electrice diferite, conform invenției, se distinge prin aceea că, în scopul creșterii purității produselor obținute și al reducerii procentului de mixt, include operația de încărcare cu sarcină maximă, a materialelor granulare, cu conductivitate electrică mică, printr-un flux de ioni, de valoare medie, riguros constantă și operația de încărcare cu sarcină electrică maximă a materialelor cu conductivitate electrică mare, într-o zonă de câmp electrostatic, de intensitate medie, invariabilă în timp.The process of separating, in electric field, granular materials with different electrical conductivities, according to the invention, is distinguished by the fact that, in order to increase the purity of the obtained products and to reduce the percentage of mixing, it includes the operation of loading with maximum load, of granular materials, with low electrical conductivity, through an ion flux, of medium value, rigorously constant and the operation of charge with maximum electrical charge of the materials with high electrical conductivity, in an area of electrostatic field, of medium intensity, invariable in time.

Se dă, în continuare (fig.1) un exemplu de realizare a procedeului, conform invenției.An example of the process according to the invention is given below (fig.1).

Amestecul de materiale granulare 1 este constituit din granule cu conductivitate electrică mică 2 și granule cu conductivitate electrică mare 3. în scopul obținerii unor produse de puritate mare și a reducerii procentuale a mixtului, amestecul de materiale granulare 1 este supus unei succesiuni de opt operații.The mixture of granular materials 1 consists of granules with low electrical conductivity 2 and granules with high electrical conductivity 3. In order to obtain high purity products and to reduce the percentage of the mixture, the mixture of granular materials 1 is subjected to a succession of eight operations.

Prima operație este depunerea amestecului de materiale granulare 1, pe suprafața unui electrod cilindric, rotitor, legat la pământ 4, într-un strat uniform de grosimea unei granule.The first operation is to deposit the mixture of granular materials 1, on the surface of a cylindrical rotating electrode, connected to the ground 4, in a uniform layer of the thickness of a granule.

A doua operație constă în antrenarea amestecului de materiale granulare 1, de către electrodul cilindric 4, cu viteză constantă, spre două zone cu câmp electric, intens.The second operation consists in driving the mixture of granular materials 1, by the cylindrical electrode 4, at a constant speed, towards two areas with an intense electric field.

Cea de-a treia operație este încărcarea cu sarcină maximă a granulelor de conductivitate electrică mică 2, printr-un flux de ioni de valoare medie invariabilă, în timpThe third operation is the maximum charge loading of the small electrical conductivity granules 2, through an invariable mean value ion flow, over time.

5. Intensitatea precisă a fluxului de ioni 5 variază de la o aplicație la alta.5. The precise intensity of the ion flux 5 varies from one application to another.

Operația a patra implică fixarea granulelor de conductivitate electrică mică 2, încărcate cu sarcină, pe suprafața electrodului cilindric rotitor, legat la pământ 4, sub acțiunea forței electrice imagine, a cărei valoa109038 re este superioară forței centrifuge.The fourth operation involves fixing the small electrical conductivity granules 2, charged with load, on the surface of the rotating cylindrical electrode, connected to the ground 4, under the action of the electric force image, whose value 109038 re is superior to the centrifugal force.

A cincea operație a procedeului este încărcarea cu sarcină electrică maximă, prin inducție, electrostatică, a granulelor de conductivitate electrică mare 3, aflate în contact cu electrodul cilindric rotitor, legat la pământ 4, într-o zonă de câmp electrostatic, de intensitate medie, riguros constantă în timp 6, uneori la limita rigidității dielectrice. Extensia zonei de câmp electrostatic 6 și intensitatea maximă a acestuia depind de aplicație.The fifth operation of the process is the charge with maximum electrical charge, by induction, electrostatically, of the granules of high electrical conductivity 3, which are in contact with the rotating cylindrical electrode, connected to the ground 4, in an area of electrostatic field, of medium intensity, rigorously constant over time 6, sometimes at the limit of dielectric rigidity. The extension of the electrostatic field zone 6 and its maximum intensity depend on the application.

Cea de-a șasea operație constă în desprinderea de pe electrodul cilindric, rotitor 4 a granulelor de conductivitate electrică mare 3, sub acțiunea forțelor mecanice (centrifugă și gravitațională) și a forței exercitate de câmpul electric.The sixth operation consists in detaching from the cylindrical, rotating electrode 4 the granules of high electrical conductivity 3, under the action of mechanical forces (centrifugal and gravitational) and of the force exerted by the electric field.

Operația a șaptea este deplasarea granulelor de conductivitate electrică mare 3, în sensul îndepărtării lor de electrodul cilindric rotitor 4, spre dreapta, sub acțiunea forței câmpului electric, de intensitate medie, riguros constantă în timp.The seventh operation is the displacement of the granules of high electrical conductivity 3, in the sense of their removal from the rotating cylindrical electrode 4, to the right, under the action of the electric field force, of medium intensity, rigorously constant over time.

Ultima operație a procedeului este desprinderea de pe electrodul cilindric, rotitor 4 a granulelor de conductivitate electrică mică 2, fie în momentul când efectul forțelor centrifuge și gravitaționale este superior forței electrice imagine, fie sub acțiunea unei perii de ștergere 7.The last operation of the process is the detachment from the cylindrical electrode, rotary 4 of the granules of low electrical conductivity 2, either when the effect of the centrifugal and gravitational forces is higher than the electric force image or under the action of a wipe brush 7.

Instalația cu electrod cilindric, rotitor, legat la pământ, pentru separarea în câmp electric intens, a materialelor granuiare, cu conductivități electrice diferite, conform invenției, se distinge prin aceea că, în scopul asigurării eficienței maxime a proceselor fizice de încărcare cu sarcină electrică, dispune de unul sau mai mulți electrozi cu rază de curbură mică, care creeză un flux de ioni de valoare medie, invariabilă în timp, prin conectare la un generator de curent constant, și de unul sau mai mulți electrozi cu rază de curbură mare, care produc o zonă de câmp electrostatic de intensitate medie, riguros constantă în timp, prin conectare la un generator de tensiune constantă. Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a instalației, conform invenției. Instalația din fig.2 asigură realizearea procedeului descris de invenție (fig.l), prin aceea că dispune de un buncăr de alimentare 8, care conține amestecul de materiale granuiareThe installation with a cylindrical electrode, rotary, connected to the ground, for the separation in intense electric field, of the granular materials, with different electrical conductivities, according to the invention, is distinguished by the fact that, in order to ensure the maximum efficiency of the physical processes of electric charge charging, it has one or more electrodes with a small radius of curvature, which creates a flux of medium value, invariable in time, by connecting to a constant current generator, and one or more electrodes with a radius of large curvature, which produce a medium intensity electrostatic field area, rigorously constant over time, by connecting it to a constant voltage generator. The following is an example of making the installation according to the invention. The installation in fig.2 ensures the accomplishment of the process described by the invention (fig.l), in that it has a feed hopper 8, which contains the mixture of granular materials

1, un vibrotransportor electromagnetic 9, care realizează depunerea uniformă a granulelor pe electrodul cilindric, rotitor, legat la pământ 4, doi electrozi cu raza de curbură mică 10, care generează un flux de ioni de valoare medie invariabilă în timp 5, un electrod cu raza de curbură mare 11, care produce o zonă de câmp electrostatic, de intensitate medie, riguros constantă 6, o perie de ștergere 7 și un colector de produse 12. Electrozii cu rază de curbură mică 10 se conectează la un generator de curent constant 13. în felul acesta, este posibilă menținerea constantă în timp a valorii fluxului de ioni emiși de electrozii 10 și implicit, stabilizarea procesului de încărcare cu sarcină electrică a granulelor de conductivitate electrică mică 2, în raport cu perturbațiile externe. Electrodul cu rază de curbură mare 11 se conectează la un generator de tensiune constantă 14. Prin această conexiune, se realizează invarianța în raport cu perturbațiile externe ale potențialului electrozilor 11 și, implicit, a intensității medii, a câmpului electrostatic, ce determină încărcarea cu sarcină electrică a granulelor de conductivitate electrică mare 3 și îndepărtarea acestora de pe electrodul rotitor 4, spre dreapta.1, an electromagnetic vibrotransporter 9, which achieves uniform deposition of the granules on the cylindrical, rotary, grounded electrode 4, two electrodes with a small radius of curvature 10, which generates an invariable mean value ion flux over time 5, an electrode with large radius radius 11, which produces an area of electrostatic field, of medium intensity, rigorously constant 6, a deletion brush 7 and a product collector 12. The electrodes of small radius 10 are connected to a constant current generator 13 In this way, it is possible to maintain the value of the ion flux emitted by the electrodes 10 in a constant time and, implicitly, to stabilize the process of charge with electric charge of the small electrical conductivity granules 2, in relation to the external disturbances. The electrode with large radius of curvature 11 is connected to a generator of constant voltage 14. Through this connection, the invariance with respect to the external perturbations of the potential of the electrodes 11 and, implicitly, of the average intensity, of the electrostatic field is determined, which determines the charge charge. electric conductors of high electrical conductivity 3 and their removal from the rotating electrode 4, to the right.

Claims

Claim

1. Process of separation in the electric field of the granular materials, with different electrical conductivities, characterized in that, in order to increase the purity of the obtained products and to reduce the mixed percentage, it consists of the following succession of operations, the deposition of the mixture of granular materials (1 ), on the surface of a cylindrical, rotating electrode, connected to the ground (4), in a uniform layer, with the thickness of a granule, entraining the mixture of granular, with constant speed, towards two areas with intense electric field, charging with maximum load of granules of low electrical conductivity (2), by means of an ion flux of medium value, invariable in time (5), fixation of granules of low electrical conductivity (2), charged, on the surface of the rotating cylindrical electrode, connected to the ground ( 4), under the action of the electric force image, whose value is higher than the centrifugal force, the charge with maximum electric charge, by electrostatic induction, the granules of high electrical conductivity (3), which are in contact with the rotating cylindrical electrode, grounded (4), in an area of electrostatic field, of medium intensity 5, rigorously constant over time (6), sometimes at the limit of the dielectric rigidity, the detachment from the rotating cylindrical electrode (4) of the high electrical conductivity granules (3), under the action of the mechanical forces (centrifugal and gravitational) and of the force exerted by the electric field, the displacement of the high electrical conductivity granules ( 3), in the sense of their removal from the rotating cylindrical electrode (4), to the right, under the action of the electric field force of 15 medium intensity, rigorously constant over time, detachment from the cylindrical, rotating electrode (4) of the small electrical conductivity granules ( 2), either when the effect of the centrifugal and gravitational forces is greater than the electric force image, or under the action of a wiping brushes (7).

2. An installation for applying the process of claim 1, characterized in that, in order to ensure the maximum efficiency of the physical processes, of charge with electric charge, it has one or more electrodes (10) with small radius of curvature, which generates a ion flux (5), medium value, invariable over time, by connecting to a constant current generator (13), and one or more electrodes (11) with a large radius of curvature, which produce an area of electrostatic field (6), medium intensity, rigorously constant over time, by connecting to a constant voltage generator (14).