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Title:
PROCESS AND PLANT FOR SORTING COMPONENTS FROM AGGLOMERATES FORMED OF COMPONENTS OF VARIOUS SUBSTANCE QUALITIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/002355
Kind Code:
A1
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.

Inventors:
FERENCZY GYULA (HU)
SENDULA TIBOR (HU)
LEHOCZKY LASZLO (HU)
SZENDROE PETER (HU)
VINCZE GYULA (HU)
KOLTAY JENOE (HU)
Application Number:
PCT/HU1984/000056
Publication Date:
June 06, 1985
Filing Date:
November 29, 1984
Export Citation:
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Assignee:
BACSALMASI ALLAMI GAZDASAG (HU)
International Classes:
B03C7/00; B03C7/06; (IPC1-7): B03C7/00; B03C7/06
Foreign References:
DE1274532B1968-08-08
US4251353A1981-02-17
US3641740A1972-02-15
AT262185B1968-06-10
US3970546A1976-07-20
US3969225A1976-07-13
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Claims:
Verfahren und Einrichtung zum Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoff qualität bestehenden Aqqlomeraten in ihre KomponentenP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Komponenten, wobei das Agglomerat ( die Agglome ratcharge) der Wirkung eines elektrostatischen Feldes aus gesetzt wird und durch abweichendes Aufladen der Partikel ihre Weiter beweguπg in unterschiedlicher Bewegungsrich¬ tung hervorgerufen wird, dann die Partikel in einem ent¬ sprechend angerodnθten jeweils anderen Auf fanggefäss ge¬ sondert nach Komponenten aufgefangen werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass gegenüber der Trägerfläche (dielektrisches Medium) einer auf an sich bekannte Weise gebildeten geraden bzw. krummen, zweckmässig kreisför¬ migen Traπsportbahn in einem bestimmten Abstand eine Elektrodenschar in einer der Krornaeπtladuπg entsprachen den Form angeordnet wird und an dem Punkt, der der Be wegungsrichtuπg entsprechend letzten Elektrode folgt, der die Traπsportbahπ umgehende Raum durch eine Trennwand zweckmässig mit veränderlicher Lage in zwei Teile unter¬ teilt wird, auf der Trägerfläche eine elektrostatische La duπg zweckmässig mit positiver Polarität erzeugt wird und zwischen die Trägerfläche und die Elek rodeπschar Glθichspaπnu.ngsimpulse gescjaltet werden, deren Intensität zum Ionisieren des von der Trägerfläche und der Elektroden OMPI schar umfassten Luftraums ausreicht, mit einer geeigneten Zuführeinrichtuπg die geschüttet gelagerten Agglomerat¬ partikel kontinuierlich auf die Trägerfläche gebracht werden und in jedem Teil des in Teile unterteilten Auf nahmeraumes die ankommenden Partikel aufgefangen und zweck¬ mässig die im Teil nach der Trennwand noch an der Träger¬ fläche haftenden Partikel an einem geeignet gewählten Punkt mit einem mechanischen Ξingrif fsiπstrumeπt , z.3. einer Bürste, von der Trägerfläche abgetrennt und ebeπ falls aufgefangen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n z e i c h n e t , dass je nach den Stof feigeπschaften der Komponenten des jeweiligen Agglomerats der Abstand zwischen der Elektrodenschar und der Trägerfläche und/oder ein oder mehrere characteristische Merkmale der Impulse (Frequenz, Ladungsiπtegral , Breite usw.) und/oder die Winkellage der mindestens teilsweise drehbar eingebetteten Trennwand und/oder die Betriebstemperatur im Arbeitsraum geändert werden.
3. Einrichtung für das Verfahren nach dem An¬ spruch 1 oder 2 zum Trennen von aus Komponenten unterschied licher Stoffqualität bestehenden Agglomeraten in ihre Kom poneπten 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 An¬ trieb (9) zweckmässig veränderbarer Richtung bzw. Umlauf¬ geschwindigkeit verbundene Traπsportbahπ (3), deren Trä¬ gerfläche ein dielektrisches Medium ist, eine gegenüber der Trägerfläche angeordnete Elekt rodeπschar, deren Form den Bedingungen der Koronaentladuπg entspricht und deren Lage zweckmässig mindestens in senkrechter Richtung auf die Transportbahn (3) veränderlich ist, mindestens jeweils ein hinter der in 3ewegungsrichtuπg letzten Elektrode (3) und an deb zwei Seiten der Leitplatte (5) deren Lage zweck¬ mässig veränderlich ist angeordnetes Auf f anggefäss , eine mit der Trägrfläche bzw. der Elektrodenschar verbundene Im pulsquelle und einen sich am Punkt vor der ersten Elekt¬ rode (8) in Bewegungsrichtuπg befindenden Zuführer (12) mit einer zur. Trägerfläche zeigenden Mündungsöffnung be¬ sitzt .
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 Transport¬ bahn (3) nach der Leitplatte (5), gegenüber der Träger¬ fläche, in Berührung damit ein mechanisches Trenngerät, z.B. eine Fort reissbürste (4), befindet.
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 Schalter (703), einen Hochspanungstransformator (706) und eine an den Steuereiπgaπg das elektronischen Schalters (703) ange¬ schlossene Funktionseinheit (704) besitzt.
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 Netztranf ormatorGleichrichterstufe (712) und einen Hoch f requenzinvert r (722) und zweckmässig ein Pegeleiπstell organ (732) besitzt.
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 Periodeπeinstellorgan (724) verfügt.
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 Primär spule des Hochspannuπgstraπsformators (706) durch eine Pe¬ gelklemmdiode (705) überbrückt wird. , __ OMPI.
Description:
Verfahren und Einrichtung zum Sortieren von aus Komponen¬ ten unterschiedlicher Stof qualität bestehenden Agglomera- zert in ihre Komponenten

Die Erfindung ermöglicht das Sortieren von aus Komponenten unterschiedlicher Stoffqualität bestehenden Agglomerateπ in ihre Komponenten mit Hilfe eines Kraftfel¬ des auch in einem solchen Fall, wenn dem Stand der Tech- 5 nik entsprechende Verfahren wegen der Eigenschaften der ge¬ gebenen Stoffqualitäten nicht in dar Lage waren, die Kom¬ ponenten mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes zu unter¬ scheiden.

10 Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung iat das Trennen von in der Landwirtschaft genutzten körni¬ gen Medien, z.B. bei Samen und versteinerte- Pilzgebilde enthaltenden Agglcmieraten, beim Reinigen von Samen, beim qualitativen Klassifizieren von Samen, deshalb wird, die

15 Erfindung im Zusammenhang mit einem solchen Beispiel ver¬ anschaulicht. Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft an¬ gewendet werden, wenn verunreinigende Partikel von Erz und sonstigen Mineralpulvern getrennt werden müssen. Uac dem Beschreiben der wesentlichen Merkmale des Verfahrens wird

20 einem Fachmann klar, dass die Anwendung der Erfindung auch

* auf anderen Gebieten vorteilhaft sein kann, d.h. in sol-

' fr chen Fällen, wenn durch die Abweichung zwischen den Stoff-

* eigeπschaften von körnigen und aus kleinen Stücken beste¬ henden Komponenten sich die verschiedenen Komponenten bei

25 transienten elektrischen Feldern jeweils unterschiedlich verhalten.

O PI

Das bei der Beschreibung als Grundlage genomme¬ ne Anwendungsgebiet kann auch als Sortieruπgstechnologie bezeichnet werden. Die dem Stand der Technik eπtsprecheπ- denSortieruπgsverfahreπ und -einrichtuπgen unterscheiden im allgemeinen solche Stoffqualitätsunterschiede, die sich in einer Abweichung(eπ) gegenüber den sich aus den ständi¬ gen physikalischen Eigenschaften de r Komponenten ergeben¬ den, stationären Einwirkungen äussern. So weisen z. B. Kom¬ ponenten unterschiedlicher Dichte . gegenüber einem Gravita- tionsfeld und in zentrifugalen Feldern ein unterschiedli¬ ches Verhalten auf; Komponenten mit abweichender dielekt¬ rischer Konstante zeigen in elektrostatischen Feldern eine Beschleunigung abweichenden Ausmasses und/oder abwei¬ chender Richtung usw. Der stationäre Charakter der das aπweicheπde Verhalten auslösenden Kraftfelder kann in ge¬ wissem Sinn einen Vorteil bedeuten, er setzt nämlich auch Grenzen. Es ist vortelihaft, dass bei solchen Feldern die überlagerten unabhängigen Veränderlichen gesondert behan¬ delt 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 brin¬ gen, da das Hervorrufen der das physikalische Verhalten . auslösenden Kraftwirkung, das Wahrnehmen der Erscheinungen und dementsprechend das Eingreifen unterschiedliche Mit- tel verlangen, das Gerätedepot komplizierter ist und mehr Aufwendungen erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht da¬ rin, dass bei solchen Komponenten die dem Stand der Tech¬ nik entsprechenden Methoden nicht erfolgreich sind, bei denen das Verhalten der zu trennenden Komponenten gegenüber dem erregten Kraftfeld identisch ist oder sich nicht be¬ stimmt genug unterscheidet.

Das trifft auch für die dem Stand de r Technik entsprechenden, ein elektrostatisches Feld nutzenden Lö- sungen zu. Das ( Treπnen basiert im Grunde genommen darauf, dass die vom elek rostatischen Feld hervorgerufene stati¬ sche dielektrische Polarisation je Komponentenart mit ent-

sprechender Bestimmtheit voneinander abweicht. Wenn das elektrostatische Hochspaπnungsfeld bei abweichenden Kompo¬ nenten zu abweichender Polarisation führt, wirkt als Fol¬ ge eine elektrostatische Beschleunigungskraft uπterschied- lieher Grosse auf die abweichenden Komponenten,- verfolgen die Komponenten durch entsprechende Gestaltung der Bahn- merkmalθ jeweils einen anderen Weg und können so in abwei¬ chenden 3ahnpunkten aufgefangen werden. Wenn jedoch nicht nur die statische dielektrische Polarisation unterschied- lieh ist, sondern auch die Dichte und die Abmessung wesent¬ lich abweichen, kann das Trennen mit negativer Koronaauvla- dung und darauffolgendem Entladen erfolgen.

Im allgemeinen werden zwei Varianten des letz- teren 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 Oberflächenleitfähig- keit ist. So wird die Geschwindigkeit des Eπtladungsprozes- ses durch die Leitfähigkeit der Trenπschicht und den elekt¬ rischen Obergangswiderstaπd bestimmt, der von der Geometrie des Kontakts mit der Traπnschicht abhängt.

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 Krafteinwirkuπgeπ nicht bestimmt genug unterscheidet. Das trifft z.B. für ein Gemisch zu, wobei die eine Komponente Sonneπblumenkerne , die andere sclerotiπia sclerotioru sind.

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 notweπdi-

gerweise bei transieπten elektrostatischen Feldern ähnlich verhalten; in einem solchen Fall kann die Tatsache genutzt werden, dass sich die Leitfähigkeit und der dielektrische Pσlarisatioπszustaπd der Komponenten bei einer.sprunghaf- teπ Feldänderung nur nach einer bestimmten - für die Mate¬ rialart characteristischen - Verzögerungszeit auf den zu den neuen Feldverhältπisseπ gehörenden statischen Wert umstellen. Im weiteren wird kurz auf die Erscheinung hin¬ gewiesen, dass die "transieπte(n) ' elektrische(n) Eigeπschaf- t(θn)" der zu trennenden Komponenten des Gemisches abwei¬ chend 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 Verzögerungszeit erfolgt und das Mass der Verzögerung durch ein ∑weck ässiges Wählen der elektrischen Feld erkmale eingestellt werden kann, kann auf Grund von in der Sortiertechπologie bisher noch nicht genutzten Charaktermerkmalen das Treπndn der Geraische auf neue und im Vergleich zu den bisherigen Methoden wirksame- re Weise durchgeführt werden. Wir werden sehen, dass das neue Sortierverfahreπ das Trennen nicht nur wirksamer macht, sondern auch hinsichtlich der Gerätetechnik vorteilhafter ist, da durch in einer einfachen Konstruktion auftretende Wechselwirkungen die Wirkungskombinatioπ entsteht, wozu die Aggregatioπ der dem Stand der Technik entsprechenden Trenπ- geräte erforderlich war.

Die abweichenden traπsienteπ elektrischen Eigen¬ schaften der zu trennenden Komponenten können so genutzt werden, dass das Agglomerat beim Fortbewegen solchen traπ- sienten Wirkungen ausgesetzt wird, Oas Gemisch wird zwi¬ schen Elektroden mit entgegengesetzter Polarität so durch¬ geführt, dass inzwischen Gleichspannungsimpulse auf die Elektroden geschaltet werden; durch eine geeignete Wahl ihrer Impulsmerkmale werden die Feldverhältnisse eingestellt diesich dem transieπteπ Verhalten der Komponenten des je¬ weiligen Agglomerates optimal anpassen.

OMPI

Gegenüber der Trägerfläche (dielektrisches Medi¬ um) der erfindungsgemäss auf an sich bekannte V/eise gestal¬ teten - geraden bzw. krummlinigen, zweckmässig kreisförmi¬ gen -Transportbahn wird - in bestimmte Abständen, mit ei- ner der Koronaentladxing entsprechenden Form - eine Ξlekt- rodenschar angeordnet und in dem Punkt, der der nach der Bewegungsrichtuπg letzten Elektrode folgt, das die Trans¬ portbahn umgebende Feld durch eine - zweckmässig mit verän¬ derlicher Lage - Trennwand in zwei Teile geteilt, auf der Trägerfläche eine elektrostatische Ladung - zweckmässig mit positiver Polarität - erzeugt und werden zwischen die Trä¬ gerfläche und die Elektrαdeπschar solche Gleichspannung-Im¬ pulse 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 Träger¬ fläche aufgebracht, und in jedem Teil des in Teile getrenn¬ ten Aufnahmeraumes werden die ankommenden Partikel aufge¬ fangen. Im Teil der Transportbahn, der nach der .Trennwand folgt, werden die an der Trägerfläche haftenden Partikel - in einem geeignet gewählten Punkt - mit einem mechani¬ schen Eingriffsgerät , z.B. einer Bürste, von der Träger¬ fläche getrennt und ebenfalls aufgefangen. Wenn in einem Grossbetriθb Agglomerate mit praktisch identischer Zusa - menset∑ung getrennt werden müssen, kann für das Verfahren auch eine Einrichtung verwendet werden, .deren Geräte nach praktisch fixen Parametern gestaltet werden können. Wenn jedoch die Agglomeratzusammeπsetzuπg unterschiedlich sein kann, können die jeweiligen optimalen Randbedingungen so eingestellt werden, dass je nach den Stoffeigenschaften der jeweiligen Komponenten der Abstand zwischen der Elekt¬ rodenschar und der Trägerfläche (eventuell auch der Ab¬ stand zwischen den Elektroden) und/oder ein oder mehrere Merkmale (Häufigkeit, Ladungsiπtegralbreite usw.) de r Im- pulse und/oder die (Winkel) age de r - zweckmässig mindes¬ tens teilweise drehbar eingebetteten - Trennwand geändert werden.

OMPI

Die Erfindung wird ausführlicher durch Figuren veranschaulicht. Figur 1 stellt das Beispiel einer Ein¬ richtung mit einer kreisförmigen Transpαrtbahn skizzen¬ haft dar. Die figuren 2-5 veranschaulichen den erfindungs- gemäss genutzten Wirkungmechaπismus des elektrostatischen Feldes, Figur 6 demonstriert die Parameter der Gleichspan- nuπgsimpulse, Figur 7 eine Ausführungsform der felderre- geπden Schaltuπgsaπordπung der erfiπdungsgemässen Einrich¬ tung *

In Figur 1 ist ersichtlich, dass die Einrichtung eine Transportbahn 3 besitzt, das ist eine drehbar einge¬ bettete Trommel, die mit einem Antrieb 9 verbunden ist und deren Trägerfläche (der U faπgsmantel der Trommel) ein dielektrisches Medium ist.

Aus dem im weiteren ausführlicher beschriebenen Wirkuπgsmechanismus folgt, dass eine kreisförmige Trans¬ portbahn im allgemeinen am zweck ässigsten ist, aber je nach dem Anweπdungsort kann statt einer Zylindermaπtel-Tra¬ gerflache eine Transportbaπd-Trägerflache, eine als Wand eines Schütteltroges gestaltete Trägerfläche usw. zweckmäs¬ sig angewendet werden. In Kenntnis der bei der kreisförmi¬ gen Transportfläche vorgestellten Fuπtktioπsweise kann die Gestaltung mit einer sich den örtlichen Gegebenheiten an¬ passenden Trägerfläche anderen Typs von einem Fachmann er¬ wartet werden. Bei der als Beispiel angegebenen Ausführungs form ist de r Antrieb 9 ein Elektromotor, der mit einem Transmissioπsriemen mit der Achse der Trommel verbunden ist der Motor besitzt uweck ässig eine stufenlos also kontinu¬ ierlich veränderbare Umdrehungszahl.Gegenüber dem Umfangs- mantel der Transportbahn 3 - der Trägerfläche - ist entlang einer geeignet gewählten Bogenlänge eine Elek rαdeπschar angeordnet. Deren Elektroden 3 sind entsprechend den Aπfσr- deruπgeπ des. im weiteren zu beschreibenden Felderregungs- mechaπismus gestaltet, auch ihr Abstand zueinander ist nach den Bedingungen des Wirkuπgsmechanismus gewählt; innerhalb

der Elektrodeπschar ist ' die Anordnung in der ersten An¬ näherung äquidistant, aber je nach den konkreten Bewegungs- geset∑en ist vorstellbar, dass entlang der Drehrichtung die Abstände zwischen den benachbarten Elektroden 3 nicht gleich sind. Der Abstand zwischen dem die Achsen der Elekt¬ roden 8 verbindenden Bogen und der Trägerfläche der Trans- pσrtbahπ 3 ist zweckmässig einstellbar, eventuell können auch die Abstände zwischen den benachbarten Elektroden 8 (übereinstimmend oder individuell)• eingestellt werden.

Bei der als Beispiel angegebenen Ausführungsform wird skizzenhaft ein grosses Auffaπggefäss gezeigt, wobei es durch die Trennwand 57 in zwei Auffangraulden 5,7 ge¬ teilt wird. Am Ende der Trennwand 57 ist eine drehbar eiπ- gebettete, die Verlängerung de r Trennwand 67 bildende Leit- platta 5 so angeordnet, dass ihr Ende hinter der - nach der 3ewegungsrichtuπg - letzten Elektrode 3 in die Umgebung der Trägerfläche ragt, bei der vorgestellten Ausführuπgs- form kann also die Winkellage der geleπkartig eingebetteten Leitplatte 5 geändert werden. Der sich über der Traπsport- bahn 3 befindende Zuführer 12 besteht bei der Ausführungs¬ form aus dem Geraischbehälter 1 und dem sich dessen Austritts¬ öffnung anpassenden Vibrationszuführer 2, dessen Mündungs- öffπuπg sich bei der oberen Schnittebene der Transportbahn 3 mit der senkrechten Halbieruπgsebeπe befindet, so biegt sich der Vektor der durch die auf die Trägerfläche fallen¬ den Partikel mitgeteilten Beschleuniguπgskraft von der waagerechten Tangente nach unten. In der Nähe des Schnitt¬ punktes der Transportbahπ 3 mit der waagerechten Halbierungs- ebene - auf der der Elektrodenschar gegenüberliegenden Sei¬ te - befindet sich eine Fortreissbürste 4, die die Träger¬ fläche streift. In der Figur stellen die weissflächigeπ Partikel die eine Komponente des Agglomerates, die schwarz¬ flächigen Partikel die andere Komponente dar. In der Figur wird die Impulsquelle (siehe Figur 7) nicht dargestellt; sie ist so zwischen der Trägerfläche und der Elektroden¬ schar angeschlossen, dass sowohl der entsprechende Punkt

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der Traπsportbahπ 3 als auch der entsprechende Punkt de r Impulsquelle mit einem Punkt eines gemeinsamen Potenti¬ als 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 po¬ sitiven Potential und die Elektrode 8 auf dem negativen Potential.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung wird z.B. für einen solchen Fall untersucht, dass die Kom¬ ponenten des zu trennenden Gemisches wie folgt sind: Soπ- nenblumeπschaleπ bzw. sclerotinia sclerotiorura (versteiner¬ tes Pilzgebilde) . Das Agglomerat wird in den Gemischbehäl- ter 1 gefüllt, von dort fällt es durch den Vibratioπszufüh- re r 2 ständig auf den Umfangspuπkt 3a der Transportbahπ 3. Die Trägerfläche ist positiv geladen, und da im Abschnitt I des Bogeπs der Vektor des Gravitationsfeldes zuπ Innern der Trommel zeigt, bleiben die durch die Drehbewegung be- förderten Partikel in Berührung mit de r Trägerfläche und werden aufgeladen. Der Grad des Aufladeπs wird durch die elektrische Leitfähigkeit de r Komponenten bestimmt. Beim weiteren Bewegen gelangt der Mediumstrom in den von der Trä¬ gerfläche und der Elektrodenschar eingefassten Luftraum, der durch die Impulsquelle erregt ionisiert wird. In dem so entstandenen elektrischen Feld verhalten sich die Kompo¬ nenten mit abweichenden transieπten elektrischen Eigenschaf¬ ten unterschiedlich. Die gesunden Sonneπblumenschaleπ bewe¬ gen sich - an der positiv geladenen Trägerfläche haftend - weiter, gelangen dann aus dem ionisierten Raum heraus, das Gravitatioπskraftfeld erlangt stufenweise das Übergewicht, und die Partikel fallen in die Auffangmulde 6. Die an der Trägerfläche haftend sich weiterbewegeπdeπ Partikel v/erden schliesslich durch die For reissbürste 4 von dort getrennt, wodurch die Gravitatioπskraftwirkung endgültig das Überge¬ wicht erlangt. Die sclerotinia sclerotiorura wiederum haftet im erregten Luftraum nicht an der positiv geladenen Trä-

IR-EΛ,

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gerfläche, seine Bewegungsbahn wird durch das sich auf der negativen Elektrode 8 abspielende Koroπaentladen be- einflusst. Auf der Oberfläche der negativen Elektrode 8 wird die Feldkraft auf Grund von bekannten Zusammenhäπ- gen grosser als der berechenbare kritische (Schwellen)

Wert gewählt, so ionisiert die sie umgebende Ladungshülla die Luft. In dem ionisierten Medium kommt die Anziehung der sclerotinia sclerotiorum zur negativen Elektrode zur Geltung, und so wirkt darauf eine Beschleuniguπgskraft, 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 Leit¬ platte 5 - nur in die in der Reihenfolge erste Auffaπgmul- de 7 fallen.

Durch eine Änderung der Lage der entlang des Bogens angerodπeteπ Elektroden 3 können der Abstand zwi¬ schen der Trägerfläche und der Elektrode 8, die Winke11a- ge des von den Elektroden 8 gebildeten Bogens entlang des den Umfang der Trommel bildenden Kreises geändert werden; durch eine Änderung der Umdrehungszahl wird die Aufenthalts- ∑eit des Mediums im erregten Luftraum verändert; durch ein Einstellen der Winkellage der Leitplatte 5 kann die opti- male Schärfe des Treπneπs - entsprechend dem jeweiligen Gemisch - eingestellt werden.

Im weiteren soll der erfindungsgemäss hervorge¬ rufene ' Wirkuπgsmechanismus eingehender untersucht werden.

Sehen wir uns das inhomogene elektrische Feld (mit unterschiedlicher Raumdichte) in Figur 2 an. Die An¬ zahl der sich auf einer Einheit Fläche fortbewegenden elekt¬ rischen Kraftlinien bildet die Feldstärke (auf eine Einheit Länge fallende Spannung). Wenn der Abrunduπgsbogen der

Elektrode 8 klein ist, tritt in der Spitze eine hohe Feld¬ kraft auf. Infolge der kosmischen Strahlung und der radio-

OMPI

aktiven Abläufe befinden sich im Luftraum immer Ionen mit entgegengesetzter Polarität. Die auf die Ionen wirkende Kraft ist proportional zur Iσπeπladung und der gegebenen Feldstärke. Im Raum nach Figur 2 bewegen sich also die negativen Ionen zur ~ ρositiveπ Elektrode und die positiven Ionen zur negativen Elektrode und zwar in der gegebenen Anordnung die negativen Ionen mit abnehmender und die po¬ sitiven Ionen mit zunehmender Beweguπgsgeschwiπdigkeit. Beim Zusammenstoss mit den neutralen Luftmolekülen reisseπ die positiven Ionen davon die Ladung ab und ionisieren sie in Begleitung einer Lichterscheinung. Diese Erscheinung ist die Koronaeπtladuπg, die zu der in Figur 3 vorgestell¬ ten Ladungsverteilung führt. Die Zahl der sich in einer Volumeπeinheit der in der Nähe der grosstrahligen positi- ven Elektrode (de r Trägerfläche de r Trommel) entstehenden negatoven Ladungswolke befindenden negativen Ionen hängt von der Grosse der Feldkraft und der Eiπschaltzeit der'die Feldkraft erregenden Quelle ab.

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 Erreguπgsquelle erhöht wird.

Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Me ha- πismus besteht darin, dass bei kurzem Einschalten eine grös sere Feldstärke ohne die Gefahr eines elektrischen Ober¬ schlages in der gleichen Konstruktion erregt werden kann. Ein Überschlag muss im erfinduπgsgemässen Mechanismus ver¬ mieden werden, weil das das Verteilen der Raumladung gleich massig macht, unabhängig vom Ort die positive-negative Io- nenverteiluπg je Volumeπeinheit übereinstimmend wird, was für den auf dem Abweichen der traπsieπteπ elektrischen Ξi- geπschafteπ basierenden Mediumsortiermechanismus nicht günstig ist.

Die Grosse der negativen Raumladung und die Auf¬ bauzeit des Raumes können also bei gegebener geometrischer und Stoffeigenschaftsgestaltung durch die Intensität des Erregens beeiπflusst werden, dementsprechend die Eiπ- schaltdauer und die Ξrregungsintensität (Laduπgsintegral der Impulse) während, ohne dabei einen Überschlag hervor¬ zurufen.

Figur 4 veranschaulicht die Erscheinung der Po- larisation: in einem in ein elektrisches Kraftfeld gesetz¬ ten Medium tritt auf die beschriebene Weise eine Teilung auf, die Ladungen trennen sich. Die Polarisation kann je nach StoffStruktur vielschichtig sein.

Vom elektrischem Gesichtpuπkt können die orga¬ nischen Medien als inhomogen betrachtet werden, darin ist - insbesondere bei Niederfrekquenz - die sogenannte Interface-Polarisation bestimmend. Nach eigenen Messungen besitzt das Innere des sclerotinia sclerotiorura eine bes- sere 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 in¬ folgedessen 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 πäherliegenden Teilen die po¬ sitive Ladung grösser als unten. Daraus folgt, dass auf die sclerotinia sclerotiorura Partikel die zur negativen elektrode gerichtete Beschleuniguπgskraft wirken wird., die sie - gegen den Gravitatioπsraum - von der Trägerfläche entfernen wollen.

Das so skizzierte Bild betrifft einen stationä¬ ren Raum, die Polarisation ist jedoch ein zeitaufwendiger Prozess, die Polarisation ist zeitlich zunehmend, während die stationären Raumverhältnisse eintraten*, diese als V r¬ zögerung bezeichenbare Zeitdauer hängt in grossera Mass von

OMPI

der Stoffqualität und Struktur (Form) des ' .π den Raum ge¬ brachten Mediums ab. Der zum Entstehen de r Polarisation notwendige Strom hängt nämlich von den kennzeichnenden Merkmalen des im Innern des Partikels entstehenden Kraft- feldes ab. Dieses Kraftfeld hängt einerseits von den Cha- rakteristika des äusseren Raumes, andererseits von den in¬ folge der Polarisation entstehenden inneren Raummerkmaleπ ab. Da sich die Ladungen auf den unterschiedlichen Geomet¬ rieflächen verschieden verteilen, hängen die letzteren Raummerkmale von der Form ab.

Oe r Prozess des Aufladens wird also durch die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Verhältnisse beeiπ- flusst. Die in Figur 4 dargestellten polarisierten positi- ven 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 höchstrah- ligeπ, positiv geladenen Trägerfläche. Der Aufladuπgspro- zess ist zeitabhängig, und zwar ist die Aufladuπgsdauer um- gekehrt proportional zur Anzahl der in einer Einheit Volu¬ men vorhandenen negativen Ionen und zu deren Beweglichkeit, die mit steigender Temperatur zunimmt (beim Optimieren der Betriebsverhältnisse können also auch die Temperatur¬ parameter berücksichtigt werden).

Im folgenden werden zwei vom Gesichtpunkt die¬ ses Mechanismus extreme Gruπdfälle untersucht.

1. Bei langsamer Polarisation, ausreichend gros- ser Raumladung und entsprechender Beweglichkeit wird der eine Typ von Partikeln schnell aufgeladen und haftet an de r positiv geladenen Trägerfläche.

2. Wenn die Polarisation im Verhältnis zur Auf- bauzeit schnell ist, siegt beim anderen Partikeltyp infol¬ ge des nur geringen Aufladens die Anziehungskraf , die das

OMPI

das Partikel in die Richtung des von den negativen Elektro¬ den 8 gebildeten Bogens treibt.

Infolge der abweichenden traπsienteπ. elektTi¬ schen Eigenschaften können die zwei verschiedenen Parti¬ kel in einem jeweils anderen Raum aufgefangen werden, bei der vorliegenden Audführungsforπ in den Mulden 6,7, die sich auf den zwei Seiten von der die Leitplatte 5 tragen¬ den Trennwand 67 befinden.

Eine Voraussetzung des Mechanismus besteht also darin,, dass sich die Polarisations- und Koronaaufladungs- zeitkonstanteπ der Partikel unt rschiedlichen Typs ausrei¬ chend unterscheiden. Dieser Unterschied kann erzwungen wer- den, wenn die Parameter der Raumerragung unter Berücksich¬ tigung der bekannten Stoff- und Struktureigenschafteπ ein¬ gestellt werden. Figur 6 zeigt von den Merkmalen des Gleich- spaπungsimpulses die Periodenzeit T, die Breite W des Im¬ p r ulses und die durchschnittliche Feldstärke Eu_ur„c.πsc„π.,n„i. « t.,t., die vom Elektrodeπabstand bzw. vom die Impulsamplitude be¬ stimmenden Gleichspanπungspegel abhängt. Bei einer als Bei¬ spiel verwendeten Einrichtung sind die Betriebsbereiche der Parameter wie folgt:

Eu-u,rc.ns_c.hnx.t..t..: 10-30 kV/cm;" T: 100-400/,us;'

Figur 7 zeigt die in dieser Einrichtung zum Raumerregeπ angewendete Schaltuπgsanordπung.

Die Kettenschaltuπg enthält eine mit einem Netz¬ stecker 701 versehene Speiseeiπheit 702, einen elektroni¬ schen Schalter 703 und einen Hoehspannungstransformator 706, dessen Primärspule von einer Pegβlklemmdiode 705 überbrückt wird. An den Steuereingaπg des elektronischen Schalters

703 ist de r Ausgang der Funktionseinheit 704 angeschlossen, der ein die Impulsbreite einstellendes Organ 714 und ein

OMPI

die Periodenzeit einstellendes Organ 724 besitzt, beide Ξinstellorgaπe können z.B. ein Potentiometer sein. Das Speisegerät 702 enth lt zweckmässig eine Netztransformator- Gleichrichterstufe 712 und einen Hochfrequenzinverter 722, mit dessen Ξinstellorgan 732 der Wert de r durchschnittli¬ chen Feldstärke Eu-urcns„c,-■n,,„πx„•.t_..t_. eing 3 estellt 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 fal- lende Ladungsintegral).

Zum Einstellen der Be riebsmerkmale der erfiπ- dungsgemässen Einrichtung müssen also unter Berücksichti¬ gung de r Anwenduπgsbedingungen unter anderem das inhomα- gene Kraftfeld und die das Koronaentladen hervorrufende Elektrodenanordnung, die Geometrie der Trägerfläche und die Stoffqualität ihres Bezuges, die das optimale Trennen fördernde Betriebstemperatur, ein die Ausgangsioneπkon— zentratioπ änderndes Optioπsmitteldepot (z.B. UV-Strahler usw.) gewählt werden.




 
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