Стрічкова сепараторна система з покращеною геометрією стрічки

1 Система стрічкового сепаратора для розділення складових суміші частинок, яка включає перший електрод (16) і другий електрод (12), які розташовані на протилежних боках від поздовжньої осьової лінії (25) і створюють між собою електричне поле, стрічку (ЗО), проникну для складових суміші частинок, і призначену для пересування складових суміші частинок, що мають подібну середню здатність піддаватися впливу електричного поля, у ВІДПОВІДНИХ протилежно спрямованих потоках вздовж поздовжнього напрямку між першим і другим електродами, яка відрізняється тим, що стрічка (ЗО) у множині позицій на ній має напрямні елементи з відхильною поверхнею (46), яка контактує з частинками, що складають суміш, і надає їм поперечного імпульсу у напрямку, поперечному поздовжньому руху стрічки і до поздовжньої осьової лінії (25) сепаратора 2 Система за п 1, яка відрізняється тим, що напрямну відхильну поверхню виготовлено з зносостійкого неелектропровідного матеріалу 3 Система за п 1, яка відрізняється тим, що напрямну відхильну поверхню виготовлено з матеріалу, який включає в себе продукти полімеризації принаймні одного олефінового мономера 4 Система за п 1, яка відрізняється тим, що напрямну відхильну поверхню виготовлено з матеріалу, який включає в себе продукти полімеризації, з групи, що складається з фторполімерів та поліамідів 5 Система за п 1, яка відрізняється тим, що в будь-якій точці кожна напрямна відхильна поверх ня утворює кут (99) відносно напрямку руху стрічки, що становить 10-60° 6 Система за п 5, яка відрізняється тим, що вказаний кут дорівнює 15-45° 7 Система за п 1, яка відрізняється тим, що в будь-якій точці кожна напрямна відхильна поверхня утворює кут відносно напрямку руху стрічки, який вибирають так, щоб зменшити контакт між протиспрямованими сегментами (19) і (17) стрічки 8 Система за п 1, яка відрізняється тим, що в будь-якій точці кожна напрямна відхильна поверхня утворює кут відносно напрямку руху стрічки, який вибирають так, щоб отримати одну чи більше з таких характеристик максимальна пропускна здатність системи стрічкового сепаратора, максимальна технологічність системи стрічкового сепаратора впродовж часу, максимальна здатність розділяти конкретну суміш частинок 9 Система за п 1, яка відрізняється тим, що суміш частинок, що розділяється, вибирається з групи вуглець і леткий попел, нерозчинні в кислотах мінерали і карбонати, забарвлені мінерали та карбонати і тальк, попіл та сірковмісні мінерали і вугілля, залізовмісні мінерали і сировина для виготовлення скла, луг і сировина для виготовлення цементу, залізовмісні мінерали і ВИХІДНІ матеріали для кераміки, пшеничне борошно і висівки 10 Система за п 7, яка відрізняється тим, що протиспрямовані сегменти стрічки відхиляються ВІД ПОЗДОВЖНЬОЇ ОСЬОВОЇ ЛІНИ 11 Спосіб розділення суміші частинок в камері розділення, яка має поздовжній розмір такий, що перевищує відстань між поверхнями пари протилежних електродів (50 і 51), між якими створюється електричне поле, при якому суміш частинок переміщують конвеєром двома потоками у протилежних напрямках між протилежними поверхнями електродів, при цьому суміш вздовж поздовжнього розміру механічно пересувається конвеєрним елементом (ЗО), що є проникним для суміші частинок, який відрізняється тим, що суміші частинок надають компонент швидкості в напрямку, поперечному напряму конвеєрного елемента (ЗО) і до поздовжньої осьової лінії (25) конвеєра, між поверхнями протилежних електродів за допомогою відхильних поверхонь (46), розташованих у ряді О 00 00 ю 54488 позицій на конвеєрному елементі 12 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що конвеєрний елемент є безкінечною стрічкою, що має структуру відкритої решітки 13 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що кожна напрямна відхильна поверхня виступає відносно конвеєрного елемента так, що примикає до однієї з поверхонь електродів, і в будь-якій точці кожна напрямна відхильна поверхня утворює гострий кут (99) відносно прилеглої поверхні електрода 14 Спосіб за п 13, який відрізняється тим, що перпендикулярна складова швидкості спрямована від прилеглої поверхні електрода 15 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що конвеєрний елемент в процесі надання перпендикулярної складової швидкості суміші частинок зазнає силу протидії, яка змушує конвеєрний елемент зштовхуватися з прилеглою поверхнею електрода 16 Спосіб за п 15, який відрізняється тим, що сила протидії достатня для того, щоб відвернути контакт між різними сегментами конвеєрного елемента, які рухаються в протилежних напрямкахміж поверхнями протилежних електродів 17 Спосіб за п 13, який відрізняється тим, що кут становить 10-60° 18 Спосіб за п 13, який відрізняється тим, що кут становить 15-45° 19 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що конвеєрний елемент включає протиспрямовані сегменти (17 і 19), які рухаються в протилежних напрямках 20 Спосіб за п 19, який відрізняється тим, що протиспрямовані сегменти відхиляються від поздовжньої осьової лінії (25) між протилежними сегментами конвеєрного елемента Даний винахід стосується в цілому стрічкового сепараторного пристрою, в якому використовується рухома стрічка для розділення сумішей частинок на основі зарядки частинок, а конкретніше, вдосконалення геометричної форми стрічки для надання поперечного імпульсу частинкам, що дозволяє підвищити продуктивність, вихід продукції і/або чистоту розділення Стрічкові сепараторні системи (ССС) використовуються для розділення на складові сумішей частинок на основі зарядки різних складових при контакті з поверхнею (тобто на основі електризації тертям) Б патенті США №3092277 розкритий електростатичний сепаратор 20 Електростатичний сепаратор 20 являє собою подовжений горизонтальний пристрій, що приймає на себе матеріал на одному КІНЦІ первинної конвеєрної стрічки 24 і переміщає частину матеріалу поперек стрічки з метою вивантаження, а решта матеріалу переміщається вздовж стрічки конвеєра з метою вивантаження Несуча пластина 32 підтримує стрічку і утворює електрод яка служить для притягування та утримування металевих складових суміші Можна використовувати також зарядний генератор 110 для передачі статичного заряду на стрічку Металеві сткладові утримуються стрічкою, а псевдозріджений гравій йде вниз через стрічку На фіг 1 показано систему стрічкового сепаратора 10, яку розкрито в патентах США №4839032 та 4874507, що згадані тут для інформації Система стрічкового сепаратора 10 включає паралельні рознесені електроди 12 та 14/16, змонтовані в поздовжньому напрямку вздовж поздовжньої осьової лінії 25, а стрічка 18 рухається в поздовжньому напрямку між рознесеними електродами Стрічка утворює безперервну петлю, що пускається в рух парою торцевих роликів 11, 13 Суміш частинок завантажують на стрічку 18 в зоні подачі 26, між електродами 14 і 16 Стрічка 18 включає протиспрямовані сегменти стрічки 17 і 19, що рухаються в протилежних напрямках і призначені для переміщення складових суміші частинок вздовж електродів 12 і 14/16 Друга пластина електрода 37 змонтована над стрічкою Коли між пластинами створюється електростатична напруга, стрічка утворює діелектричну поверхню між пластинами електрода Під електростатичним впливом матеріал на стрічці стратифікується на шари, залежно від ЩІЛЬНОСТІ І провідності, а також розміру частинок Потік повітря, спрямований поперек стрічки, здуває небажані частинки з конвеєра на відвідну стрічку конвеєра 55 Потрібний матеріал залишається на стрічці 24 для горизонтального переміщення і подальшого вивантаження в лоток 62 В патенті США №4451357 описана безкінечна сепараторна конвеєрна стрічка 14, яка має в основному трапецієподібний закритий канал Електростатичний заряд виробляється поблизу сепараторної конвеєрної стрічки 14 Повітря, що подається, проходить вверх через стрічку, спричинюючи псевдозрідження гравію і забезпечуючи електростатичний заряд або потенціал поблизу стрічки 14, Електричне поле створюється в поперечному напрямку між електродами 12 і 14/16 шляхом прикладання потенціалу на електрод 12, полярного потенціалу на електродах 14/16, наприклад, електрод 12 має позитивний потенціал, а електроди 14/16 мають негативний потенціал Коли складові суміші частинок переміщаються вздовж електродів за допомогою стрічки 18, частинки заряджаються і піддаються дії сили, спрямованої поперечно до поздовжньої осьової лінії 25 системи 10, внаслідок впливу електричного поля Коли електрод 12 заряджений позитивно, а електроди 14/16 - негативно, електричне поле переміщає позитивно заряджені частинки до електродів 14/16, а негативно заряджені частинки рухаються до електроду 12 Врешті-решт кожна частинка переміщається до сектора вилучення продукту 24, і до сектора видалення ВІДХОДІВ 22, залежно від знаку заряду конкретної частинки, а також від знаку заряду електродів 54488 Заряд, що його набувають частинки, визначає полярність електрода, до якого вони будуть притягатися і, таким чином, напрямок, в якому стрічка 18 буде переміщати частинки Заряд залежить від відносної електронної спорідненості матеріалу величини енергії, необхідної для вилучення електрона з поверхнічастинки (тобто роботи виходу частинки) Коли дві частинки вступають в контакт, частинки з більш високою роботою виходу набувають електронів і стають негативно зарядженими, а частинки з більш низькою роботою виходу втрачають електрони і набувають позитивного заряду Наприклад, частинки мінеральних окислів мають відносно високу роботу виходу, а вугілля має відносно низьку роботу виходу, таким чином, в процесі розділення цих двох видів частинок в системі 10 частинки вугілля стають позитивно зарядженими, а частинки окислів мінералів негативно зарядженими Як правило, коли система 10 застосовується для розділення окислів мінералів і вугілля, вона має таку структуру, що стрічка 18 рухається в напрямку проти годинникової стрілки, як показано на фіг 1 Електроди 14/16 (прилеглі до сегменту стрічки 19) мають негативний потенціал, а електрод 12 (прилеглий до сегменту стрічки 17) має позитивний потенціал При такому розташуванні позитивно заряджені частинки вугілля переміщаються до секції вилучення продукту 24 за допомогою секції стрічки 19, а негативно заряджені частинки окислів мінералів переміщаються до секції вилучення порожньої породи 22 за допомогою секції стрічки 17 Стрічкова система 10 може діяти втрьох інших режимах, якщо змінити напрям руху стрічки і/або полярність електродів В другому режимі стрічка 18 рухається по годинниковій стрілці, причому електрод 12 має позитивний потенціал, а електроди 14/16 мають негативний потенціал В третьому режимі електрод 12 має негативний потенціал, а електроди 14/16 мають позитивний потенціал, та стрічка 18 рухається проти годинникової стрілки В четвертому режимі електрод 12 має негативний потенціал, а електроди 14/16 мають позитивний потенціал, та стрічка 18 рухається по годинниковій стрілці Як правило, для позитивно заряджених частинок продукту більш прийнятним є перший режим роботи, а для негативно заряджених частинок продукту більш прийнятним буде третій режим роботи Ще однією важливою ознакою електростатичного сепаратора стрічкового типу є здатність стрічки забезпечувати очищення електродів і, таким чином, запобігати налипанню шарів матеріалу на електродах В цьому відношенні стрічка зазнає значного тертя в ході контакту з частинками, електродами і сегментом стрічки, що рухається в протилежному напрямку, та піддається значному витягуванню в поздовжньому напрямку (між торцевими роликами) в ході використання Це веде до зносу стрічки, що з плином часу починає негативно впливати на якість розділення Ці ДВІ ДІЇ стрічки, а саме перенос матеріалу і очищення електродів - дуже важливі для якості розділення Коли електроди не несуть заряду, геометрія системи 10 в основному симетрична відносно осьової лінії 25, оскільки стрічка 18 ство рює симетричний потік, що йде паралельно до електродів і між ними Однак, коли електроди мають заряд протилежних знаків, як описано вище, система 10 стає асиметричною Далі, зарядка компонентів суміші частинок теж створює асиметрію Саме ці два види асиметрії ведуть до електростатичного розділення компонентів, що мають різні заряди Зазвичай вважається, що симетричні дії, тобто дії, що впливають на частинки незалежно від їх електростатичного заряду, не дають асиметричних результатів, таких як покращене розділення Однак несподівано було виявлено авторами даного винаходу, що те, що можна вважати симетричним зарядом, справляє значну позитивну дію на якість розділення Згідно З ЦИМ винаходом запропонована система стрічкового сепаратора для розділення складових суміші частинок В одному варіанті втілення винаходу система включає паралельні рознесені перший і другий електроди, розташовані на протилежних боках поздовжньої осьової лінії, які створюють електричне поле між електродами Стрічка з сегментами стрічки, що рухаються в протилежні боки, може рухатися в поздовжньому напрямку між першим і другим електродами і має напрямну відхильну поверхню Відхильна поверхня контактує з складовими суміші частинок і надає поперечний імпульс складовим суміші у напрямку до поздовжньої ОСЬОВОЇ ЛІНИ В одному варіанті втілення винаходу напрямна відхильна поверхня утворює частину практично відкритої стрічки конвеєра, яка рухається в поздовжньому напрямку між електродами і контактує з частинками в сепараторній системі Напрямна поверхня утворює практично гострий кут відносно напряму руху стрічки, наприклад, кут в діапазоні від 10 до 60°, більш прийнятне від 15 до 45° Було виявлено, що стабільність системи протягом тривалого часу істотно покращується, так що не спостерігається значного погіршення виходу і чистоти розділення після роботи системи впродовж тривалого часу Запропоновано також спосіб розділення складових суміші частинок за допомогою системи стрічкового сепаратора, причому зазначений спосіб включає в себе етап контактування складових суміші з напрямною відхильною поверхнею з метою надання поперечного імпульсу складовим суміші в напрямку поздовжньої осьової лінії системи Ці та ІНШІ ознаки і переваги даного винаходу будуть більш ясні з подальшого докладного опису Фіг 1 являє собою бокову проекцію в перерізі, на якій зображено загальну конфігурацію відомої системи стрічкового сепаратора Фіг 2 являє собою збільшену частину перерізу системи стрічкового роздільника ВІДПОВІДНО ДО фіг1, в якому використовується стрічка вдосконаленої геометричної форми згідно з цим винаходом Фіг ЗА являє собою вид зверху частини нової стрічки ВІДПОВІДНО до цього винаходу Фіг ЗВ ЯВЛЯЄ собою вид в перерві вздовж ЛІНІЙ ЗВ-ЗВ ВІДПОВІДНО до фіг ЗА Фіг 4 являє собою збільшений частковий вид у перерізі, аналогічний фіг 2, де показане відхилен 54488 ня сегментів стрічки, які рухаються в протилежних напрямках Фіг 5 являє собою схему, що ілюструє порівняння геометричної форми відомої стрічки з стрічкою ВІДПОВІДНО до цього винаходу Фіг 6 являє собою графік, на якому подано вміст забруднювачів у продукті, одержаному в результаті розділення, залежно від сумарної маси суміші, яка пройшла обробку, причому проводиться порівняння між результатами, отриманими для стрічки з відхильною поверхнею згідно з цим винаходом, і для стрічки без цієї поверхні Фіг 7 являє собою графік, на якому подано вміст забруднювачів в продукті, отриманому в результаті розділення, залежно від швидкості руху стрічки, причому зазор між електродами становить 0,380 дюймів (9,652мм), причому проводиться порівняння між результатами, отриманими для стрічки з відхильною поверхнею ВІДПОВІДНО до цього винаходу, і для стрічки без цієї поверхні Фіг 8 являє собою графік, на якому подано вміст забруднювачів в продукті, отриманому в результаті розділення, залежно від швидкості руху стрічки, причому зазор між електродами становить 0,420 дюймів (10,668мм), причому проводиться порівняння між результатами, отриманими для стрічки з відхильною поверхнею ВІДПОВІДНО до цього винаходу, і для стрічки без цієї поверхні Даний винахід ставить за мету створити вдосконалену стрічку, яка застосовується в процесі електростатичного розділення, причому зазначена стрічка має певну геометричну форму, що забезпечує одну чи кілька з таких характеристик підвищену стабільність процесу з плином часу, понижену чутливість робочих характеристик процесу до швидкості стрічки і розмірів зазору між електродами, більш високий вихід продукту більшої чистоти Надалі в тексті характеристики процесу будуть визначені за одним чи кількома з таких параметрів вихід частка потрібного компонента в потоці, що подається, яку добуто з потоку продукту, чистота відсоток потрібної складової в потоці багатокомпонентного продукту, пропускна здатність маса або вага за годину багатокомпонентного потоку, що подається, який надходить в сепаратор Ці параметри є взаємозв'язаними у даному тексті В трибоелектричному розділенні, про який говорилося вище, район між електродами являє собою район, де суміші, що подаються, поділяються на складові Як правило один чи кілька компонентів суміші, що подається, вилучається з продукту (зменшується за КІЛЬКІСТЮ) І збагачується (збільшується КІЛЬКІСНО) у ПОТОЦІ ВІДХОДІВ, ЩО ВІД ВОДИТЬСЯ Зазор між електродами може справляти вплив на точність розділення, вихід і пропускну здатність Електростатичне поле між електродами у вольтах на міл (25,4мкм) зазору є основною силою, що спричинює розділення Однак існують практичні обмеження щодо того, наскільки високу напругу можна створювати між електродами В результаті, у той час, як більш широкий зазор дозволяє забезпечити більш високу пропускну здат 8 ність, інтенсивність електричного поля падає, коли цей зазор розширяють (при ПОСТІЙНІЙ напрузі між електродами), і тому на практиці існують обмеження, які визначають, наскільки можна збільшити ширину зазору Стрічка відіграє роль скребкового конвеєра частинок Потенційний ЛІМІТ пропускної здатності залежить від швидкості стрічки, ширини зазору і захоплення псевдозріджених частинок стрічкою При більших зазорах частинки повинні перетинати район від поверхні електрода до поздовжньої осьової лінії системи, щоб потрапити в потрібний потік (матеріалу, що подається, або матеріалу, що відводиться) ШВИДКІСТЬ, З ЯКОЮ частинки можуть переміщатися через цей район, обмежена їх електричною рухливістю (та їх масою) Чим більший зазор, тим все більша КІЛЬКІСТЬ частинок не може перетинати цю відстань до того, як їх конвеєром доставлять не в той бункер В результаті якість розділення знижується Однак згідно з цим винаходом запропонована стрічка, яка сприяє переносу частинок до поздовжньої осьової лінії Це дозволяє використовувати більш широкі зазори між електродами, що веде до збільшення пропускної спроможності Важливим параметром для застосовуваних в промисловості систем конвеєрного розділення є строк служби конвеєрної стрічки Ідеально в процесі повинна використовуватися довговічна стрічка, яка протягом всього періоду її використання дозволяє здійснити обробку потоку матеріалу, що подається, без втручання людини, забезпечує гарну якість і швидкість розділення впродовж цього періоду, витримує найрізноманітніші матеріали, присутні в потоці матеріалів, що подаються, і може забезпечувати обробку дуже великих кількостей матеріалів, що подаються, - і, таким чином, забезпечує дуже низькі витрати на стрічку в перерахунку на тону матеріалу, що обробляється Таких цілей дуже важко було добитися за допомогою відомих конвеєрних стрічок Стрічки виготовляли з найрізноманітніших матеріалів, використовуючи різноманітні способи Як правило, ВІДОМІ стрічки складалися з тканин, з'єднаних в нескінченну стрічку за допомогою склеювання, термозварювання або інших способів Такі стрічки звичайно можна використовувати для руху як в один бік, так і в зворотний бік Характеристики відомих конвеєрних стрічок мали ряд обмежень, включаючи короткий строк служби стрічки внаслідок абразивного зносу, зниження здатності стрічки здійснювати розділення з плином часу (тобто "нестабільність процесу") неспроможність здійснювати обробку різних типів матеріалів, що подаються Наприклад, значний промисловий інтерес представляє процес відділення незгорілого вугілля від леткого попелу (побічний продукт енергетики) В зв'язку з цим "важкий" матеріал, що подається, може містити дуже високий відсоток незгорілого вугілля в попелі такий матеріал, що подається, вимагав застосування дуже маленького зазору між електродами, дуже низької швидкість подачі матеріалу, більш високої напруги на електродах, або 54488 поєднання цих параметрів В багатьох випадках, коли здійснюється переробка такого матеріалу, що подається, в результаті мають низький вихід продукту, і сам процес є неекономічним Якщо збільшити швидкість стрічки в ході обробки такого "важкого" матеріалу, може підвищитися знос стрічки і скоротитися термін її служби Всі ЦІ проблеми обмежували використання відомих сепараторних систем При використанні відомих стрічок втручання оператора було необхідним періодично або навіть часто (тобто потрібно було регулювати зазор між електродами, швидкість стрічки, швидкість подачі матеріалу, робочу напругу тощо), щоб підтримувати якість розділення Однак дуже бажано здійснювати розділення в автоматичному режимі без втручання оператора, оскільки це дозволить скоротити трудовитрати або використовувати малокваліфіковану робочу силу, що в свою чергу, знизить виробничі витрати Даний винахід пропонує конвеєрну стрічку з потрібними геометричними характеристиками, призначену для вирішення названих вище проблем В цілому стрічка забезпечує більш ефективне розділення, що веде до підвищення чистоти продукту при більш високому виході Винахід може забезпечити також більш високу стабільність процесу, тобто збереження якості розділення з плином часу Винахід забезпечує також понижений знос стрічки і більш довгий термін и служби Винахід забезпечує меншу залежність процесу від зазору між електродами і від швидкості стрічки Окрім цього винахід забезпечує обробку матеріалів при більш широкому зазорі між електродами, що дозволяє прискорити обробку і знизити витрати на обробку тони матеріалу для машини даного розміру Потрібні геометричні характеристики конвеєрних стрічок в даному тексті називаються "напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні", зазначена геометрична форма стосується елементів стрічки і не пов'язана з напрямком руху стрічки Названі поверхні мають середній поперечний компонент відносно напрямку руху стрічки, і тому в даному тексті для зручності вони називаються "поперечними" елементами Такі елементи лежать під гострим кутом до площини стрічки При нульовому куті напрямна поверхня розташовується в площині стрічки При куті 90° напрямна поверхня розташовується перпендикулярно відносно площини стрічки При кутах між цими значеннями напрямна поверхня нахилена до напрямку руху стрічки Найрізноманітніші конфігурації стрічок можуть забезпечувати напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні Однак спільним для них є здатність спрямовувати частинки від поверхонь електродів у напрямку до ділянки, що знаходиться між сегментами стрічки, які рухаються в протилежних напрямках Всі вони надають поперечну швидкість, тобто у напрямку, перпендикулярному до площини електродів Для порівняння, ВІДОМІ конвеєрні стрічки змушували частинки рухатися паралельно напрямку руху стрічки Стрічки з напрямними відхильними поверхнями не забезпечують однакових робочих характеристик, якщо стрічку змушують рухатися в протилежних напрямках Конкретно, стрічки з 10 напрямними відхильними поверхнями забезпечують набагато більшу продуктивність, коли напрямні поверхні "націлені" у напрямку руху стрічки, а робочі характеристики стрічки, що рухається в протилежному напрямку, не підвищуються, або, як правило, вони дорівнюють робочим характеристикам відомих конвеєрних стрічок Можна провести аналогію із снігоочисником, який краще працює лише коли враховуються конфігурація і напрям руху напрямної поверхні відносно поверхні, яку очищають Стрічки з напрямними відхильними поверхнями можуть підвищувати робочі характеристики розділення з низки причин, серед них такі відбувається вискрібання поверхонь електродів, їх очищення, завдяки чому підвищується ефективність електричного поля, що діє на частинки між електродами, створюються гідродинамічні зусилля, коли стрічка рухається з високою швидкістю, ці зусилля прикладаються до частинок, які проходять через сепаратор так, що частинки рухаються від поверхонь електродів до ділянки, що знаходиться між сегментами стрічки, які рухаються в протилежних напрямках, де електростатичне розділення здійснюється найбільш ефективно, створюється гідродинамічне зусилля при високій швидкості руху стрічки, що змушує два сегменти стрічки, які рухаються в протилежних напрямках, поділяти ("відхилятися") ВІД осьової лінії системи, що зменшує частоту їх взаємних контактів На фіг 2 зображено збільшений фрагмент системи стрічкового сепаратора, аналогічної системі за фіг1, яка, проте, використовує нову стрічку ЗО ВІДПОВІДНО до цього винаходу Вид зверху частини стрічки подано на фіг ЗА, а вид у перерізі, що показує напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні, наведено на фігЗВ Конкретно, верхній сегмент стрічки 19 рухається праворуч (у напрямку стрілки 28) поруч з верхнім електродом 16 Стрічка має верхню поверхню 31, яка, хоча і показана на відстані від поверхні верхнього електрода 50, часто контактує з поверхнею 50 Аналогічно, нижній сегмент стрічки 17 рухається в напрямку стрілки 29, поруч з нижнім електродом 12 І знову, нижня поверхня 31 сегменту стрічки 17 часто контактує з поверхнею 51 електрода 12 На фіг ЗА подано вид згори верхньої поверхні 31 частини стрічки, яка буде входити в контакт з поверхнями електродів 50 і 51 Стрічка має форму в основному прямокутної відкритої решітки або квадратної матриці з паралельними рознесеними сегментами 31, які йдуть практично поперечно стрічці і до рознесених сегментів 33, що перетинаються з ними Квадратні отвори 34 являють собою проміжки між сегментами 31 і 33, що перетинаються, вони дозволяють частинкам рухатися через стрічку в напрямку поздовжньої осьової лінії 25 системи Сегменти 31 обмежують напрямний відхильний край 46 ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, який, як показано на фіг 2, утворює по суті гострий кут Э (під номером 99) відносно поздовжньої осьової лінії 25, у напрямку руху стрічки (показано стрілками 28 або 29) Саме ці поверхні 46 служать для 12 11 54488 очищення поверхонь електродів 50 і 51 та надакістю потоку матеріалу, що подається, при ПОСТІЙють поперечний імпульс частинкам в напрямку НІЙ ШВИДКОСТІ подачі, потім змінюють типи стрічок і осьової лінії 25 вибирають, в якій системі розділення відбувається точніше, і вихід продукту вищий в результаті оброНа фіг ЗБ показаний конкретний сегмент стрічбки матеріалу, ки 31 в перерізі, причому напрямна відхильна поверхня 46 йде від самої нижньої точки 47 до самої другий спосіб полягає в тому, що вимірюють верхньої точки 48, а короткими ЛІНІЯМИ ВЗДОВЖ якість розділення протягом строку служби даної напрямної відхильної поверхні 46 показаний імстрічки, і визначають, чи погіршується вихід або пульс сили, що передається частинкам (контактуякість розділення з плином часу, або вони залиючою) напрямною поверхнею 46 За напрямною шаються на одному рівні, поверхнею 46 йде поверхня 44 Незважаючи нате, третій спосіб полягає втому, що спостерігають що кут напрямної поверхні 46 відносно напрямку за чистотою електродів, порівнюючи, яка стрічка руху стрічки (28 на фіг ЗВ) змінюється вздовж довпри своєму русі більш ефективно зчищає частинки жини поверхні 46, все ж наявна сумарна поперез поверхні, що тягне за собою підвищення якості чна складова сили, показана стрілкою 42 поперек розділення, напрямку руху стрічки 28 Це буде докладніше четвертий спосіб передбачає визначення поописано нижче з посиланням на фіг 5 трібної чистоти продукту розділення для процесу з певною стрічкою, потім монтування іншої стрічки, На фіг 4 показані описані вище гідродинамічні щоб встановити, чи спостерігається підвищення сили, які змушують сегменти стрічки, що рухаютьшвидкості обробки матеріалу, ся в протилежних напрямках, поділятися або відхилятися від поздовжньої осьової лінії 25, що знип'ятий спосіб передбачає встановлення макжує частоту контактів між сегментами стрічки, і, симальної КІЛЬКОСТІ забруднення (яке необхідно таким чином, зменшує знос Фіг 4 аналогічна фіг 2, усунути) в даному матеріалі, що подається, здійсале тут показано, що між парами торцевих валків нення обробки такого матеріалу за допомогою 52 і 53 верхній та нижній сегменти стрічки 19, 17 наявної стрічки так, щоб добитися певної чистоти відхиляються від осьової лінії 25 до поверхонь продукту, зміну стрічки, і потім визначення того, чи електродів 50 і 51 можна використовувати матеріал, що подається, з більш високим рівнем забруднення, Конкретно, як відомо і повідомлялося в публікаціях, майже для всіх матеріалів в цілому харакшостий спосіб полягає в тому, щоб виміряти терно, що знос при контакті пластика з пластиком строк служби стрічки (за умови, що точність розді(тобто пластиковий сегмент стрічки 19 стирається лення, вихід і пропускна здатність приблизно одо пластиковий сегмент стрічки 17) відбувається накові) набагато швидше, ніж знос при контакті пластика з Графіки, подані на фіг 6 - 8 і розкриті в навеіншим матеріалом, наприклад, пластиковий сегдених нижче прикладах, показують, як вдосконамент стрічки 19 буде повільніше стиратись при лена геометрична форма стрічки - ВІДПОВІДНО ДО контакті з матеріалом, з якого виготовлено електцього винаходу забезпечує зазначені переваги род 16 Для систем стрічкових сепараторів конфіПриклад 1 гурація стрічки у вигляді безкінечної петлі обов'язСтрічка ВІДПОВІДНО до цього винаходу забезпеково призводить до ситуацій, коли витирання чує значно більш стабільну роботу електростатичпластика о пластик, якщо такий контакт відбуваного сепараторного пристрою стрічкового типу в ється, призводить до більш швидкого зносу, ніж лабораторних умовах, порівняно з ізотропними знос, який виникає при контакті стрічки з електрострічками відомих типів На фіг 6 показаний графік дом 3 фізики зносу відомо, що знос залежить від вмісту забруднення в продукті, отриманому в ретиску продукту і швидкості ковзання Зокрема, зазультаті серії випробувань, проведених з викорислежно від механізму зносу швидкість зносу даного танням чотирьох різних стрічок Кожен символ a b матеріалу може залежати від P V , де Р являє представляє результати аналізу продукту, здійссобою тиск, а V - відносна швидкість двох ковзних неного в ході одного випробування На осях відматеріалів Показники степеня а і Ь, один чи обидкладені сукупна маса матеріалу, який піддали обва, залежать від режиму зносу робці, і вміст забруднення в очищеному продукті Випробування проводилися на ДОСЛІДНІЙ сепараТаким чином, внаслідок надлишкового контакторній, установці таким чином, щоб якомога точніту пластикової стрічки з пластиковою стрічкою в ше змоделювати реальні робочі умови на повносистемі стрічкового сепаратора, може набагато масштабній сепараторній установці Чотири лінії збільшуватись швидкість зносу і скорочуватися показують сукупну тенденцію рівня чистоти продустрок служби стрічки Завдяки тому, що геометрикту, по мірі її зміни впродовж часу чна форма стрічки ВІДПОВІДНО до цього винаходу дозволяє здійснювати протиспрямований рух сегСхематичне зображення в перерізі двох проментів стрічки в процесі використання так, що вони тиспрямованих сегментів стрічки 97/98, які рухарухаються один від одного, стрічка зазнає меншоються в протилежних напрямках між верхнім і ниго зносу при контакті пластика з пластиком і тому жнім електродами 95/96 подане на фіг 5Е, термін и служби збільшується причому напрямну (контактну) поверхню заштриховано Перерізи чотирьох стрічок А, В, С і D, які Існують різні способи експериментальної пепіддалися випробуванням, показані, ВІДПОВІДНО на ревірки переваг стрічки ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винафіг 5В - 5D Стрічки А та С являють собою дві стріходу, яка має певну геометричну форму, включачки з одного і того самого матеріалу, які, проте, ючи такі діють в різних робочих умовах Аналогічно, стрічки один спосіб полягає в тому, що виготовляють В і D виготовлені з одного матеріалу, але діють в систему стрічкового сепаратора з постійною швид 14 13 54488 різних робочих умовах Геометрична форма стрізмінними і є джерелом деякої ЗМІННОСТІ робочих чок А, В та С аналогічна в тому, що напрямні похарактеристик, які зафіксували під час окремих верхні в основному скруглені і утворюють тупий прогонів Очевидно, що ЗМІННІСТЬ результатів накут напрямної поверхні в напрямку руху стрічки багато менша при використанні вдосконаленої Стрічка D, навпаки, утворює відхильиу напрямну стрічки D, ніж при використанні стрічки А Інші поверхню, що відхиляє частинки від ділянки поЗМІННІ параметри, які справляють менший вплив близу електродів до центральної частини роздільна результати, включають швидкість подачі, волоника гу, розташування точки подачі, зазор між стрічкою та електродом, забруднення стрічок, і КІЛЬКІСТЬ Чотири лінії на фіг 6 ясно показують ІСТОТНІ забруднень, присутніх в матеріалі, що подається ВІДМІНИ між різними стрічками Стрічки (А - С) з тупокутовою напрямною поверхнею характеризу4 Стрічки ВІДПОВІДНО до цього винаходу заються істотним погіршенням якості розділення з безпечують меншу ЗМІННІСТЬ робочих характерисплином часу Стрічка D, з напрямною поверхнею тик, зумовлену відомими і невідомими параметрапід гострим кутом, не характеризується таким погіми ршенням якості розділення, і навіть показує деяке Стрічки ВІДПОВІДНО до цього винаходу демонпокращення, незважаючи на те, що розкид даних струють підвищення стабільності процесу щодо по ускладнює інтерпретацію такого покращення Відсуті всіх виміряних змінних параметрів Проте, сутність погіршення якості розділення є очевидним існують і невідомі фактори, які впливають на розі підтримується приблизно протягом 50 випробуділення, і складається враження, що зменшення вань, які відображено на цьому графіку розкиду робочих характеристик при використанні вдосконаленої стрічки D грунтується на меншій Випробування здійснювали при ретельній ПІДзалежності від змінних параметрів, що не піддаГОТОВЦІ окремих зразків леткого попелу з одного ються контролю джерела, які зібрали водночас і зберігали в контрольованих умовах до проведення випробувань Слід відзначити, що при використанні будьЗразки готували індивідуально і зважували перед якої стрічки, вона зношується, і зазор між стрічкою випробуваннями Випробування проводили на та електродом змінюється По мірі того, як цей ДОСЛІДНІЙ сепараторній установці, причому особзазор змінюється, бажано, щоб робочі характерисливу увагу ввертали на підтримання однакової тики сепаратора залишалися незмінними Стрічки швидкість подачі, швидкості стрічки, напруги на ВІДПОВІДНО до цього винаходу демонструють більш електродах і інших параметрів в межах робочих високу стабільність процесу за наявності зносу допусків для різних випробувань Випробування стрічки, порівняно з відомими стрічками проводили досвідчені оператори, які провели сотні Дані, що використовувалися у цьому прикладі, аналогічних випробувань Отримані зразки піддали отримані при відділенні незгорілого вуглецю від аналізам та провели перевірку надійності резульлеткого попелу Підвищення ефективності процесу татів ВІДМІННОСТІ МІЖ вдосконаленою стрічкою D було настільки високим по величезному числу різта іншими стрічками виявляються цілком помітниних параметрів, що є всі засновки очікувати підми і не є властивостями, привнесеними в ході ексвищеної стабільності процесу при будь-яких видах периментів розділення, включаючи відділення забруднення від мінералів, таких як відділення нерозчинних в Приклад 2 кислотах мінералів від карбонатів, забарвлених Залежність ефективності розділення від зазомінералів від карбонатів і талька, попелу і сіркору між електродами вмісних мінералів від вугілля, залізовмісних мінеНа фіг 7 - 8 показані результати ряду випробуралів від сировини, що йде на виготовлення скла, вань, в яких використовувались стрічки ВІДПОВІДНО для вилучення лугу з сировини для виготовлення до цього винаходу (стрічка D) і ВІДОМІ стрічки (стріцементу, відділення залізовмісних мінералів від чка А), і ці результати показують ряд покращень вихідних продуктів для кераміки, пшеничного бостабільності процесу На фіг 7 порівнюються рерошна ВІД ВИСІВОК ТОЩО зультати численних випробувань стрічок ВІДПОВІДНО до цього винаходу з відомими стрічками при Приклад З зазорі між електродами 0,380 дюймів (9,652мм) Наведена нижче таблиця демонструє робочі Ліни на графіку враховує стандартне відхилення характеристики двох типів стрічок, змонтованих на плюс/мінус 1 від середніх показників чистоти пропромисловому сепараторі/ що застосовується для дукту при різних швидкостях відділення леткого попелу з продуктивністю близько 20 тон на годину Зазначені показники являють На фіг 8 проводиться порівняння сумарних ресобою середні величини, отримані протягом тризультатів 12 випробувань двох стрічок при зазорі валої роботи багатьох стрічок обох типів Як і раміж електродами 0,420 дюймів (10,668мм) Ліни на ніше, стрічка А являє собою відому стрічку, а стріграфіку проведені з урахуванням трьох верхніх і чка D являє собою стрічку ВІДПОВІДНО до цього трьох нижніх точок для кожного з двох типів стрівинаходу Відразу видно, що стрічка D забезпечує чок На основі названих результатів можна зробибільш ефективне розділення При подачі попелу з ти ряд висновків високими втратами при спалюванні (показник не1 При використанні вдосконаленої стрічки D згорілого вуглецю) стрічка ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО вичистота продукту менше залежить від швидкості находу забезпечує більш чистий продукт (менша стрічки КІЛЬКІСТЬ вуглецю), більш концентровані відходи 2 При використанні вдосконаленої стрічки D (більша КІЛЬКІСТЬ вуглецю) і більш високий вихід чистота продукту менше залежить від відстані між (більше продукту) Таке підвищення робочих хараелектродами ктеристик виявляється в ряді аспектів робочих 3 Ряд параметрів, не відбитих на графіку, є 54488 16 15 характеристик сепаратора Ця таблиця демонвипробувань відбиває результати переробки багаструє покращенні робочі характеристики нової тьох тисяч тон попелу стрічки при тривалому використанні Дана серія Таблиця Типова обробка леткого попелу Коефіцієнт втрат при КІЛЬКІСТЬ стрічок згорянні для матеріа Стрічка А Стрічка D 25 26 лу, що подається 5,88 7,13 Стрічка ВІДПОВІДНО до цього винаходу може застосовуватися в будь-якому конвеєрі чи транспортувальному пристрої з напрямними відхильними поверхнями, які контактують з частинками, що піддаються розділенню Стрічка повинна мати отвори, крізь які можуть проходити частинки, і вона повинна виготовлятись з практично неелектропровідного матеріалу, такого як пластик, тканина, гума тощо Стрічка може бути виготовлена у вигляді тканини, або методом формування або екструдування Стрічка може виготовлятись з окремих компонентів, що відбирають по індивідуальним властивостям Наприклад, поздовжні елементи можна виготовити з матеріалу з потрібною МІЦНІСТЮ на розтяг і опором повзучості, а поперечні напрямні ВІДХИЛЬНІ елементи можуть виготовлятись з матеріалу, який має потрібну ЗНОСОСТІЙКІСТЬ І стабільність під впливом викликаючого ерозію контакту з потоком частинок Розтяжними елементами можуть бути тканини, покриті арамідом або поліефіром для підвищення опору витиранню Поперечні елементи можуть виготовлятись з поліетилену з надвисокою молекулярною масою, який має високу СТІЙКІСТЬ до ерозії, яка спричинюється частинками Напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні можуть бути відносно жорсткими і недеформованими В альтернативному варіанті напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні мо Коефіцієнт втрат при згорянні для попелу 1,46 1,22 Коефіцієнт втрат при згорянні для вуглецю 16,61 31,88 Вважається, що стрічки ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу дадуть змогу вдосконалити процеси розділення з використанням конвеєрної стрічки, які застосовують ІНШІ принципи розділення, як описано в патенті США №4874507 (що згадується тут для інформації), включаючи електрофоретичне розділення рідин, магнітне розділення частинок, розділення частинок зусиллям зрушення тощо Незважаючи на те, що в даному описі розкриті конкретні варіанти втілення винаходу, фахівці можуть удатися до різних модифікацій і вдосконалень, що будуть входити в рамки винаходу 16 Т 24 t 17 ФІГ. 1 11 70% 80% жуть деформуватися при певних швидкостях стрічки, в результаті чого одержують потрібну геометричну форму стрічки в процесі використання Так, стрічка може і не мати потрібної геометричної форми в стані спокою, тобто в момент монтажу на установці Далі, не кожен поперечний елемент повинен мати потрібну геометричну форму з напрямними відхильними поверхнями Результати експериментів показують, що незважаючи нате, що стрічки потрібної геометричної форми зазнають значного зносу в процесі використання в системах стрічкових сепараторів, інколи навіть сильного зносу, потрібний гострий кут, під яким розташовуються напрямні ВІДХИЛЬНІ поверхні зберігається під час всього періоду використання стрічки ІХУУХХХУІ із Вихід // // YVX /У У Фіг.2 17 18 54488 53 52 •53 52 Стрічка А ФІГ. SA Стрічка Б Стрічка С о ФІГ, 5С Ф!Г. 5В Стрічка D / / /. ФІГ. 5D ФІГ. 5Е ФІГ. 5 Q і О • а • — 1S0 Стауо ФІГ. 6 Стрічка А Стрічка Ё Стрічка С Стрічка "О Піщина (стрічка Log (стрижа Q Log (стрічка Б) Log (стрічка А) 19 20 54488 Фіг. 7 . . 4 ООП 3-QQQ S 000 і 000 — _, ГГГГТГ OOIXS Фіг. 8 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24