Пластинчастий електростатичний сепаратор

1. Пластинчастий електростатичний сепаратор, що містить живильник (1) для подачі початкової сипкої суміші мінералів, що складається з провідникової і непровідникової фракцій, заземлений осаджувальний електрод (2), виконаний у вигляді похилої пластини, циліндровий ексцентричний нижній електрод (3) і верхній електрод (4), розташовані відповідно знизу і зверху осаджувального електрода (2) і заряджені протилежними електричними зарядами, приймачі (5,7) провідникової і непровідникової фракцій, і ізолятор (8), встановлений між осаджувальним електродом (2) і нижнім електродом (3), який відрізняється тим, що верхній електрод (4), закріплений торцями на вільних кінцях двох одноплечих важелів (9) з можливістю повороту і переміщення уздовж важелів (9) і фіксації, при цьому важелі (9) опорними кінцями шарнірно закріплені на нерухомій опорі (10) з можливістю повороту у вертикальній площині і фіксації. 2. Пластинчастий електростатичний сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що між приймачами (5, 7) провідникової і непровідникової фракцій додатково встановлений приймач (6) проміжного продукту. 3. Пластинчастий електростатичний сепаратор за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що верхній електрод (4) виконаний з алюмінієвого U 2 UA 1 3 електроду і заряджені протилежними електричними зарядами, приймачі провідникової і непровідникової фракцій, і ізолятор, встановлений між осаджувальним електродом і нижнім електродом [«Электростатический сепаратор» SU495089 (Верхнеднепровский горнометаллургический комбинат и Государственный проектно-конструкторский и экспериментальный институт по обогатительному оборудованию) 15.12.75, найбільш близький аналог - прототип]. Верхній електрод шарнірно встановлений середньою частиною на опорах з можливістю повороту у вертикальній площині, внаслідок чого досягається можливість шляхом зміни кутового повороту верхнього електроду щодо похилої пластини осаджувального електроду, регулювати відстань (зазор) між ними. Нижній і верхній електроди по суті є відхиляючими електродами. Недоліком відомого сепаратора є недосконалість кріплення верхнього електроду, внаслідок чого не забезпечується регулювання його положення щодо кромки по довжині похилої пластини осаджувального електроду. Це приводить до неоптимальної траєкторії руху сипкої суміші мінералів в неоднорідному електростатичному полі постійної полярності, створюваним розташованими по обидві сторони похилої пластини осаджувального електроду нижним і верхнім електродами. У результаті не досягається чітке розділення сипкої суміші мінералів на провідникову і непровідникову фракції, внаслідок чого в приймач непровідникової фракції поступає значна кількість провідникової фракції і навпаки, що знижує ефективність розділення і якість отримуваних фракцій. А доочистка засмічених провідникової і непровідникової фракцій вимагає суттєвих виробничих витрат. Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення кріплення верхнього електроду пластинчастого електростатичного сепаратора шляхом додання йому додаткових ступенів свободи для створення можливості регулювання і вибору такого положення верхнього електроду щодо кромки похилої пластини осаджувального електроду, при якому забезпечується ефективніше розділення сипкої суміші мінералів на три фракції: провідникову, непровідникову і проміжний продукт, що підвищує якість провідникової і непровідникової фракцій і знижує виробничі витрати. Поставлена задача вирішується тим, що в пластинчастому електростатичному сепараторі, що містить живильник для подачі початкової сипкої суміші мінералів, що складається з провідникової непровідникової фракцій, заземлений осаджувальний електрод, виконаний у вигляді похилої пластини, циліндровий ексцентричний нижній електрод і верхній електрод, розташовані відповідно знизу і зверху осаджувального електроду і заряджені 31025 4 протилежними електричними зарядами, приймачі провідникової і непровідникової фракцій, і ізолятор, встановлений між осаджувальним електродом і нижнім електродом, згідно корисної моделі, верхній електрод закріплений торцями на вільних кінцях двох одноплечих важелів з можливістю повороту і переміщення уздовж важелів і фіксації, при цьому важелі опорними кінцями шарнірно закріплені на нерухомій опорі з можливістю повороту у вертикальній площині і фіксації. Приведені ознаки корисної моделі є суттєвими, оскільки в сукупності достатні для вирішення поставленої задачі і досягненнявказаного технічного результату, а кожен окремо необхідний для ідентифікації пластинчастого електростатичного сепаратора, що заявляється. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак вдосконаленого пластинчастого електростатичного сепаратора, зокрема відмітних ознак при їх взаємодії із загальними ознаками, в рішенні поставленої задачі і досягненні технічного результату, полягає в наступному. За рахунок того, що верхній електрод закріплений торцями на вільних кінцях двох одноплечих важелів з можливістю повороту і переміщення уздовж важелів і фіксації забезпечується можливість зміни і підбору оптимального положення верхнього електроду щодо важелів і, відповідно, щодо похилої пластини осаджувального електроду і її кромки. А у зв'язку з тим, що важелі опорними кінцями шарнірно закріплені на нерухомій опорі з можливістю повороту у вертикальній площині і фіксації досягається додаткова можливість регулювання повороту важелів і, відповідно, верхнього електроду щодо похилої пластини осадительного електроду і її кромки в широкому діапазоні значень. Можливість кутового повороту і фіксації важелів щодо нерухомої опори у поєднанні з можливістю переміщення, повороту і фіксації верхнього електроду щодо згаданих важелів додає йому додаткові ступені свободи. Це забезпечує можливість регулювання і вибору такого положення верхнього електроду щодо кромки похилої пластини осаджувального електроду, при якому досягається ефективніше розділення сипкої суміші мінералів на три фракції, зокрема провідникову, непровідникову і проміжний продукт. При цьому досягається отримання вищої якості провідникової і непровідникової фракцій і додатково отримання проміжного продукту, що містить, як провідникову, так і не провідникову фракції і який повертається на доочистку в живильник пластинчастого електростатичного сепаратора. Доочистка тільки проміжного продукту знижує виробничі витрати і є економічно і технологічно вигіднішою, чим аналогічна доочистка засмічених провідникової і непровідникової фракцій, як це має місце у відомому прототипі. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, між 5 приймачами провідникової і непровідникової фракцій додатково встановлений приймач проміжного продукту. Це дозволяє ефективно уловлювати проміжний продукт на межі траєкторій руху провідникової і непровідникової фракцій в неоднорідному електростатичному полі постійної полярності, що створюється розташованими по обидві сторони похилої пластини осаджувального електроду нижнім відхиляючим електродом і оптимально встановленим за допомогою важелів верхнім відхиляючим електродом. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, верхній електрод виконаний з алюмінієвого сплаву у формі овалу, велика вісь якого розташована паралельно осаджувальному електроду. Застосування алюмінію для виготовлення верхнього електроду обумовлене його високою електропровідністю і малою питомою щільністю. А виконання верхнього електроду у формі овалу, велика вісь якого розташована паралельно осаджувальному електроду, забезпечує ефективний розподіл електричного заряду на лицьовій поверхні і, у разі технологічної необхідності, надає можливість використання тильної поверхні такого електроду як лицьової шляхом повороту його на 180°. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, на опорних кінцях важелів виконані отвори і криволінійні пази, розташовані по дузі кола, а на вільних кінцях важелів виконані подовжні пази, при цьому через згадані отвори і криволінійні пази, виконані на опорних кінцях важелів, пропущені горизонтально закріплені на нерухомій опорі цапфи, виконані з різьбовими кінцями, забезпеченими гайками, а через згадані подовжні пази, виконані на вільних кінцях важелів, пропущені горизонтально закріплені на торцях верхнього електроду цапфи, виконані з різьбовими кінцями, забезпеченими гайками. Таке конструктивне виконання важелів кріплення верхнього електроду є найбільш простим і раціональним для забезпечення ефективного регулювання положення верхнього електроду щодо похилої пластини осаджувального електроду і її кромки. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, в осаджувальному електроді, виконаному у вигляді похилої пластини, верхня робоча поверхня облицьована пластиною, виконаною з графіту. Графіт володіє високою діелектричною проникністю, що дозволяє в процесі руху шару сипкої суміші збагачуваних мінералів по ньому, частинкам непровідникової фракції отримувати заряд протилежний заряду пластини, а частинкам провідникової фракції отримувати однойменний заряд. Внаслідок цього утворюється розосереджений по ширині пластини графіту потік збагачуваних мінералів, що дозволяє надалі при попаданні в зону дії неоднорідного електростатичного поля постійної полярності, що створюється 31025 6 розташованими по обидві сторони похилої пластини осаджувального електроду нижнім і верхнім відхиляючими електродами, де відбувається ефективне розділення суміші на провідникову і непровідникову фракції і проміжний продукт. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, осаджувальний електрод виконаний у вигляді похилої пластини, розташовано під кутом α=20-40°, переважно α=36°, до горизонтальної площини. Вибраний кут α положення похилої пластини осаджувального електроду визначений дослідним шляхом і є оптимальним для даного сепаратора, оскільки забезпечує оптимальну подачу сипкої суміші мінералів вниз до кромки похилої пластини осаджувального електроду для її розділення на провідникову і непровідникову фракції, а також на проміжний продукт. Вибір цього кута менше нижньої межі недоцільний, оскільки при цьому зростає гальмування потоку сипкої суміші мінералів вниз по похилій площині осаджувального електроду і сепаратор стає непрацездатним. Вибір цього кута більше верхньої межі також недоцільний, оскільки при цьому зростає швидкість потоку сипкої суміші мінералів вниз по похилій площині осадительного електроду, що приводить до суттєвої зміни траєкторії переміщення провідникової і непровідникової фракцій, а також проміжного продукту, їх невиправданому розсіванню, засміченню і зниженню ефективності розділення і якості фракцій. У пластинчастому електростатичному сепараторі, згідно корисної моделі, осаджувальний електрод, виконаний у вигляді похилої пластини, забезпечений кулачками, шарнірно встановленими знизу і по краях вхідної частини осаджувального електроду на нерухомих опорах за допомогою болтів, при цьому на вільних кінцях кулачків на осях встановлені ролики. Згадані кулачки забезпечують регулювання положення похилої пластини осаджувального електроду в межах кута α, як в при настройці, так і під час роботи сепаратора залежно від великості і складу сипкої суміші мінералів, що поступає на розділення. З рівня техніки заявник не виявив рішення, співпадаючі з сукупністю загальних і відмітних суттєвих ознак вдосконаленого пластинчастого електростатичного сепаратора, внаслідок чого можна зробити висновок, що технічне рішення, що заявляється, не є частиною рівня техніки і відповідає критерію корисної моделі «новизна». Надалі вдосконалений пластинчастий електростатичний сепаратор пояснюється докладним описом переважного варіанту його конструкції і роботи з посиланнями на креслення, що додається. Пластинчастий електростатичний сепаратор містить (дивись креслення) живильник 1 для подачі початкової сипкої суміші мінералів, що складається з провідникової і непровідникової фракцій, заземлений осаджувальний електрод 2, 7 виконаний у вигляді похилої пластини, циліндровий ексцентричний нижній електрод 3 і верхній електрод 4, розташовані відповідно знизу і зверху осаджувального електроду 2 і заряджені протилежними електричними зарядами, приймачі 5, 7 провідникової і непровідникової фракцій, і ізолятор 8, встановлений між осаджу вальним електродом 2 і нижнім електродом 3. Нижній і верхній електроди 3, 4 по суті є відхиляючими електродами. Згідно корисної моделі, верхній електрод 4 закріплений торцями на вільних кінцях два одноплечих важелів 9 з можливістю повороту і переміщення уздовж важелів 9 і фіксації, при цьому важелі 9 опорними кінцями шарнірно закріплені на нерухомій опорі 10 з можливістю повороту у вертикальній площині і фіксації. Це забезпечує можливість регулювання і вибору такого положення верхнього електроду 4 щодо кромки похилої пластини осаджувального електроду 2, при якому досягається ефективніше розділення сипкої суміші мінералів на три фракції, зокрема провідникову, непровідникову і проміжний продукт. Між приймачами 5, 7 провідникової і непровідникової фракцій додатково встановлений приймач 6 проміжного продукту. Верхній електрод 4 виконаний з алюмінієвого сплаву у формі овалу, велика вісь якого розташована паралельно осаджувальному електроду 2. На опорних кінцях важелів 9 виконані отвори 11 і криволінійні пази 12, розташовані по дузі кола, а на вільних кінцях важелів 8 виконані подовжні пази 13, при цьому через згадані отвори 11 і криволінійні пази 12, виконані на опорних кінцях важелів 9, пропущені горизонтально закріплені на нерухомій опорі 10 цапфи 14, 15, виконані з різьбовими кінцями, забезпеченими гайками 16, 17, а через згадані подовжні пази 13, виконані на вільних кінцях важелів 9, пропущені горизонтально закріплені на торцях верхнього електроду 4 цапфи 18, виконані з різьбовими кінцями, забезпеченими гайками 19. У осаджувальному електроді 2, виконаному у вигляді похилої пластини, верхня робоча поверхня облицьована пластиною 20, виконаною з графіту. Осаджувальний електрод 2, виконаний у вигляді похилої пластини, розташовано під кутом α=20-40°, переважно α=36°, до горизонтальної площини. Крім того, осаджувальний електрод 2, виконаний у вигляді похилої пластини, забезпечений кулачками 21, шарнірно встановленими знизу і по краях вхідної частини осаджувального електроду 2 на нерухомих опорах 22 за допомогою болтів 23, при цьому на вільних кінцях кулачків 21 на осях 24 встановлені ролики 25. Пластинчастий електростатичний сепаратор працює таким чином. У прикладі конкретного виконання обробці підлягала сипка суміш мінералів, зокрема ільменіт, рутил, лейкоксен, ставроліт, турмалін, дистен, силіманіт, магнетит, хромит, циркон і кварц. 31025 8 Слід зазначити, що ільменіт, рутил, лейкоксен, магнетит і хромит відносяться до провідникової фракції. А ставроліт, турмалін, дистен, силіманіт, циркон і кварц відносяться до непровідникової фракції. Для початкового продукту конкретного складу і великості за допомогою регулювання положення кулачка 21 встановлюють необхідний кут α=20-40°, переважно α=36°, наприклад для титаноцирконієвих руд, похилої пластини осаджувального електроду 2, на якій встановлена пластина 20 графіту. Для установки в необхідне оптимальне положення верхнього електроду 4 проводять регулювання і вибір такого його положення щодо кромки похилої пластини осаджувального електроду 2, при якому досягається ефективніше розділення сипкої суміші мінералів на три фракції, зокрема провідникову, непровідникову і проміжний продукт. Нижній і верхній електроди 3, 4 заряджають протилежними електричними зарядами (+) і (-) або (-) і (+) від джерела електрики. Через живильник 1 початкова сипка суміш мінералів, що включає ільменіт, рутил, лейкоксен, ставроліт, турмалін, дистен, силіманіт, магнетит, хромит, циркон і кварц, що складається з провідникової фракції (ільменіт, рутил, лейкоксен, магнетит і хромит) і непровідникової фракції (ставроліт, турмалін, дистен, силіманіт, циркон і кварц) поступає на верхню частину на пластину 20 графіту похилої пластини осаджувального електроду 2 і під дією гравітаційних сил ковзає по поверхні пластини 20 графіту вниз. У випадку коли нижній електрод 3 заряджений електричним зарядом (+), а верхній електрод 4 заряджений електричним зарядом (-) сипка суміш мінералів, що поступає з певною кінетичною енергією, відривається від пластини 20 графіту, закріпленою на похилій пластині осаджувального електроду 2 і поступає в повітряний простір, де діє неоднорідне електростатичне поле постійної полярності, що створюється розташованими по обидві сторони похилої пластини осаджувального електроду 2 нижнім і верхнім відхиляючими електродами 3, 4, де відбувається ефективне розділення суміші на провідникову і непровідникову фракції і проміжний продукт. Механізм розділення сипкої суміші мінералів на провідникову і непровідникову фракції і проміжний продукт полягає в наступній взаємодії провідникової і непровідникової фракцій з верхнім і нижнім електродами 3, 4, заряджених протилежними електричними зарядами, наприклад, відповідно, (+) і (-). Провідникова фракція (ільменіт, рутил, лейкоксен, магнетит і хромит) заряджена в результаті тертя об пластину 20 графіту, закріпленою на похилій пластині осаджувального електроду 2, зарядом (+) притягуватиметься до верхнього електроду 4, зарядженому зарядом (-). Тому траєкторія польоту провідникової фракції має найбільше відхилення від осаджувального електроду 2, а сама провідникова фракція, що 9 володіє високою якістю, поступає в приймач 5 провідникової фракції. Непровідникова фракція (ставроліт, турмалін, дистен, силіманіт, циркон і кварц) заряджена в результаті тертя об пластину 20 графіту, закріпленою на похилій пластині осадительного електроду 2, зарядом (-) притягуватиметься до нижнього електроду 3, зарядженому зарядом (+). Тому траєкторія її польоту непровідникової фракції має найменше відхилення від осаджувального електроду 2, а сама непровідникова фракція, що володіє високою якістю, поступає в приймач 7 провідникової фракції. А на межі траєкторій провідникової і непровідникової фракцій знаходитиметься траєкторія проміжного продукту, який включає як провідникову, так і непровідникову фракції, тобто первинну сипку суміш мінералів, яка поступає в приймач 6 проміжного продукту. З приймача 5 провідникова фракція поступає для подальшого використання в технологічному процесі. З приймача 7 непровідникова фракція поступає у відвал. З приймача 6 проміжний продукт повертається на доочистку і завантажується в живильник 1 пластинчастого електростатичного сепаратора. Доочистка тільки проміжного продукту знижує виробничі витрати і є економічно і технологічно вигідною, чим аналогічна доочистка засмічених провідникової і непровідникової фракцій, як це має місце у відомому прототипі. Приведені відомості підтверджують можливість промислового здійснення вдосконаленого пластинчастого електростатичного сепаратора і свідчать про те, що пропоноване технічне рішення відповідає критерію корисної моделі «промислова придатність». Перелік позначень: 1. Живильник 2. Осаджувальний електрод 3. Нижній електрод 4. Верхній електрод 5. Приймач провідникової фракції 6. Приймач проміжного продукту 7. Приймач непровідникової фракції 8. Ізолятор 9. Важіль 10. Нерухома опора важеля 9 11. Отвір на опорному кінці важеля 9 12. Криволінійний паз на опорному кінці важеля 9 13. Подовжній паз на вільному кінці важеля 9 14. Цапфа опори 10 15. Цапфа опори 10 16. Гайка цапфи 14 17. Гайка цапфи 15 18. Цапфа верхнього електрода 4 19. Гайка цапфи 18 20. Пластина графіту осаджувального електроду 2 21. Кулачок 22. Нерухома опора кулачка 31025 10 23. Болт 24. Вісь 25. Ролик