Устройство для электростатического разделения частиц

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 С 71 зсесонива ИСАНИЕ ИЗОБР Яц " :". ТЕЛЬСТВ ениССР сногоиалов А три ческ 1970(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТ СТАТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАС включающее корпус, размещенные в нем тикально и параллельно установленные чатые электроды, подключенные к источ постоянного напряжения, пластинч электроды, установленные по обе сто от сетчатых электродов параллельно им рядный электрод, питатель, установлен между сетчатыми электродами в верхней ти устройства, и приемники продуктов ра ления, отличающееся тем, что, с целью п щения эффективности процесса раздел ОО 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИ(7,1) Ордена Трудового Кринститут сверхтвердых мате(56) Олофинский Н, ф.ды обогащения. М.: Нрис. 25(б). РОТИЦ, вер- сетнику атые ронызаный час- зде- овы- ения,ЯО 1187885 высокодисперсных частиц, оно дополнительно снабжено источником импульсного напряжения, подключенным к яластинчатым электродам, и плоскими осадительными электродами, а сетчатые электроды подключены к одному полюсу источника постоянного напряжения, при этом зарядный электрод выполнен плоским и расположен горизонтально между сетчатыми электродами в нижней части устройства, а осадительные электроды размещены между сетчатыми и пластинчатыми электродами в одной плоскости с зарядным электродом, причем зарядный электрод имеет одинаковую полярность с сетч атыми электрода ми, а осаднтелън ые электроды - противоположную.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения вылета частиц из межэлектродного пространства, оно снабжено ограждающими электродами, установленными вертикально по обе стороны от зарядного электрода перпендикулярно сетчатым электродам и имеющими одинаковую полярность с последними.генератором импульсного напряжения, расположены осадительные электроды 6.Для устранения влияния свойств среды 40 (газа, жидкости), в которой проводится процесс разделения, т.е. влияния гидродинамического сопротивления, броуновского движения молекул и коагуляции частиц, вызванной этим движением, процесс производится при пониженном давлении.Чтобы выделить из смеси частицы с различными размерами, фракцию частиц с возможно меньшим разбросом размеров, наи 50 55 Изобретение относится к разделеник 1 дисперсных частиц и может быть использовано в порошковой металлургии при производстве абразивных порошков и в микробиологии для разделения электропроводных или заряженных неэлектропроводных частиц по массам, а для частиц одинаковой формы - по массам и размерам.Цель изобретения - . повышение эффективности процесса разделения высокодисперсных частиц.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1.Устройство содержит корпус 1, в котором расположен горизонтальный зарядный электрод 2 и сетчатые электроды 3. В корпусе расположены два вертикальных параллельных между собой электрода 4 пластинчатой формы, связанные с генератором импульсного напряжения (находится вне корпуса и не показан), Между этими электродами расположены параллельные сетчатые электроды 3, размеры ячеек которых больше, чем самая крупная из разделяемых частиц. Эти электроды связаны с источником постоянного напряжения, который находится вне корпуса (не показан) . Между сетчатыми электродами 3 расположен зарядный электрод 2 в виде удлиненной пластины, расположенной горизонтально. Сетчатые электроды и электроды, связанные с генератором импульсного напряжения, расположены вдоль большей стороны электрода 2. Вдоль короткой стороны электрода 2 размещены ограждающие электроды 5. Сетчатые 3 и ограждающие 5 электроды заряжены электрическим потенциалом, знак которого одинаков с знаком заряда зарядного электрода. Между парой электродов, образованной сетчатымэлектродом 3 и электродом 4, связанным с частицы воздеиствуют электростатическим полем с частотой, равной собственной частоте колебаний тех частиц, которые необходимо выделить.Устройство работает следующим образом,В корпусе 1 создают вакуум. Через шлюзовое устройство и бункер (не показаны) частицы попадают на горизонтально расположенный зарядный электрод 2, который ограничен по периметру вертикально распо 10 15 20 25 30 35 ложенными сетчатыми 3 и ограждающими 5 электродами.Электропроводные частицы, получив заряд от электрода 2, отталкиваются от него и располагаются над ним на расстоянии, зависящем от отношения заряда частицы к массе. В случае разделения предварительно заряженных частиц на зарядный электрод электроды 3 и 5 подают электрический заряд, знак которого одинаков с знаком заряда частиц. В дальнейшем разделение неэлектропроводных частиц идет так, как и разделение электропроводных.Так как заряд электродов 3 одинаков с знаком заряда частиц, то последние отталкиваются и от электродов 3 с силой, обратно пропорциональной расстоянию от частицы до электрода, и располагаются в плоскости симметрии устройства.Электростатические поля, создаваемые электродами 3, создают квазиупругие силы воздействия на разделяемые частицы.В этих условиях частицы имеют собственные частоты колебаний, причем для частиц с различными массами они различны. Частицы, имеющие одинаковое отношение массы к площади поверхности, имеют одинаковую частоту собственных колебаний. Если при этом частицы с одинаковой массой имеют и одинаковую форму, а такая корреляция наблюдается для кристаллических частиц и, например, для вирусов одного вида, то такие частицы имеют и одинаковые размеры.На ограждающие электроды 5 подают заряд, одинаковый с знаком заряда частиц, и таким образом препятствуют вылету частиц из межэлектродного пространства в направлении, перпендикулярном электродам 5.На электроды 4 подают напряжение с частотой, равной частоте собственных колебаний тех частиц, которые необходимо выделить. Эти частицы начинают резонансные колебания.Кинетическая энергия тех частиц, которые соответствуют условиям резона нсных колебаний, увеличивается в результате колебаний и достигает таких величин, которые достаточны для преодоления сил отталкивания какого-либо из электродов 3 и полета частиц сквозь электроды 3.Ударяться об электроды 3 и налипать на них частицы не будут, так как знак заряда частиц и сеток электродов 3 одинаков.Пролетев сквозь электроды 3, частицы с размерами а под действием собственного веса и электростатического поля электродов 6, заряженных потенциалом, знак которого различен с знаком заряда частиц, осаждаются на электроде 6.Для выделения больших частиц на электроды 4 подается напряжение с меньшей частотой импульсов, в состояние резонанса попадают большие частицы б и, пролетев1187885 ь А. СенеВерес Составите Техред И. Тираж 524 осударствен ам изобрет ва, Ж - 35,атент, г.ов.Корректор В. ГирияГ 1 одписноеи тета СССРткрытийя наб:, д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор Т. МитейкЗаказ 6582/8 ВНИИПИ Г по дел 113035, Моск илиал ППП Пного ком ений и о Раушска Ужгород, сквозь электроды 3, эти частицы собираются электродами 7, на которые в это время подают напряжение, противоположное по знаку заряду частиц.Разделение частиц с размерами большими 40 - 10 мкм приводится на ситовых аппаратах различных конструкций. Значительные затруднения при эксплуатации таких аппаратов вызываются износом сит и их забиваемостью разделяемыми частицами, что значительно увеличивает себестоимость продукции.Частицы с размерами меньшими 10 - 40 мкм разделяются на жидкостных центрифугах, а также газодинамических аппаратах (циклонах, антициклонах, вихревых камерах). На этих аппаратах невозможно разделение частиц с размерами меньшими 1 - 0,2 мкм и требуется проводить повторные циклы разделения, количество которых доходит до 10 - 20 при длительности каждого цикла 10 - 40 мин.Эти процессы до сих пор не автоматизированы, что приводит к увеличению себестоимости продукции. В предлагаемой установке работа легко может быть автоматизирована. Процесс выделения частиц имеет длительность в несколько секунд и не требует значительного времени для переходов от выделения одной фракции к выделению следующей. Такой переход требует лишь такого времени, которое необходимо для переключения генератора импульсного напряжения на следующую резонансную частоту и переключения напряжения на следующий осаждающий электрод.