PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10014663A1 12.10.2000
Titel Elektrostatische Trennvorrichtung
Anmelder NEC Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yokoyama, Sadahiko, Tokio/Tokoy, JP;
Shimoda, Masao, Tokio/Tokyo, JP;
Iji, Masatoshi, Tokio/Tokyo, JP;
Kiji, Yoshikazu, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter PAe Splanemann Reitzner Baronetzky Westendorp, 80469 München
DE-Anmeldedatum 24.03.2000
DE-Aktenzeichen 10014663
Offenlegungstag 12.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2000
IPC-Hauptklasse B03C 7/00
IPC-Nebenklasse B07C 5/344   
Zusammenfassung In einer elektrostatischen Trennvorrichtung, welche zugeführte Substanzen, die folienartige Substanzen enthalten, in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen trennt, indem sie elektrostatische elektrische Kräfte zusammen mit Corona-Entladung einsetzt, weist eine Masseelektrodeneinheit (1) einen Förderriemen (3) auf, der über eine Vielzahl von Drehwalzen (2) gespannt ist. Eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit (4) ist mit einer ersten elektrostatischen Elektrode (5), einer Corona-Elektrode (6) und einer zweiten elektrostatischen Elektrode (7) in dieser Reihenfolge von der Zuführseite der zugeführten Substanzen aus betrachtet versehen. Eine Beseitigungseinheit (8) trennt und beseitigt die nichtleitenden substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit (1) gebunden sind.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine elektrostatische Trennvorrichtung, welche zugeführte Substanzen, die folienartige Substanzen enthalten, in leitfähige Substanzen (Leiter) und nichtleitende Substanzen (Isolatoren) trennt, indem sie elektrostatische Ladungskräfte (nämlich Coulomb-Kräfte) und Corona-Entladung zusammen einsetzt.

Diese Art von elektrostatischer Trennvorrichtung wurde bereits in einem Aufsatz (Owada, Electric Selection, "Source and Material" = Elektrische Selektion, "Quelle und Werkstoff", Band 113, Nr. 12, Seite 920 bis 923. 1997) beschrieben.

Eine derartige elektrostatische Trennvorrichtung trennt zugeführte Substanzen (d. h. zu trennende Substanzen) in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen, indem sie elektrostatische Ladungskräfte und Corona-Entladung zusammen einsetzt.

Diese elektrostatische Trennvorrichtung ist im Grunde mit einer Masseelektrode von der Art einer Rolle sowie einer gegenüberliegenden Elektrode mit einer Corona-Elektrode und einer elektrostatischen Ladungselektrode von einer Zuführseite der Substanz aus betrachtet versehen und ferner mit einer Bürste für die Entfernung der an der Masseelektrode gebundenen nichtleitenden Substanzen.

In der Zwischenzeit wurde eine weitere elektrostatische Trennvorrichtung bekannt, in welcher ein Förderband aus Stahl als Masseelektrode verwendet wird, und zwar in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (JP-A) No. Sho. 50-60866.

In der oben erwähnten elektrostatischen Trennvorrichtung werden die zugeführten Substanzen in die nichtleitenden Substanzen und die leitfähigen Substanzen getrennt, indem elektrostatische Ladungskräfte zusammen mit Corona-Entladung eingesetzt werden.

Unter diesem Umstand wird der Trennwirkungsgrad erheblich herabgesetzt, wenn die folienartigen Substanzen in den zugeführten Substanzen enthalten sind.

Genauer gesagt bedeutet dies, daß im Falle der Trennung durch den Einsatz von elektrostatischen Ladungskräften und Corona- Entladung die nichtleitenden Substanzen aufgrund der elektrostatischen Ladungskräfte im elektrostatischen elektrischen Feld, das zwischen der Masseelektrode und der gegenüberliegenden Elektrode erzeugt wird, an die Masseelektrode gebunden werden.

In der Zwischenzeit binden sich die leitfähigen Substanzen nicht an die Masseelektrode, und werden auf diese Weise von den nichtleitenden Substanzen getrennt. Dies erfolgt deshalb, da die leitfähigen Substanzen durch den Kontakt mit der Masseelektrode die gleiche Spannung wie diese aufweisen.

Folglich müssen die zugeführten Substanzen mit der Masseelektrode im elektrostatischen elektrischen Feld in Kontakt gebracht werden, damit die elektrostatische Trennung durchgeführt wird.

Unter solchen Umständen verhindern die folienartigen Substanzen, sobald solche in den zugeführten Substanzen enthalten sind, daß die leitfähigen Substanzen mit der Masseelektrode in Kontakt kommen. Folglich wird der Trennwirkungsgrad beträchtlich vermindert.

Darüberhinaus binden sich die folienartigen Substanzen, sobald diese eine Vielzahl von nichtleitenden Substanzen aufweisen, fest an eine Oberfläche der Masseelektrode, da ihre Mantelfläche groß ausgebildet ist. Als Ergebnis können die folienartigen Substanzen nicht mit Hilfe der in der herkömmlichen elektrostatischen Trennvorrichtung vorgesehenen Bürste entfernt werden.

Wenn die folienartigen Substanzen in dem Zustand zurückgelassen werden oder zurückbleiben, daß die Substanzen an die Masseelektrode gebunden sind, verhindern die folienartigen Substanzen, daß die leitfähigen Substanzen, welche pausenlos über die zugeführten Substanzen zugeführt werden, in Kontakt mit der Masseelektrode kommen. Ferner wird die Bindekraft für die nichtleitenden Substanzen herabgesetzt. Folglich wird der Trennwirkungsgrad erheblich vermindert.

Aus diesem Grund ist es schwierig, die zugeführten Substanzen, welche die folienartigen Substanzen aufweisen, in der herkömmlichen elektrostatischen Trennvorrichtung auf elektrostatische Weise zu trennen.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Trennvorrichtung zu schaffen, welche dazu fähig ist, die zugeführten Substanzen mit hohem Wirkungsgrad in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen zu trennen, sogar dann, wenn die zugeführte Substanz folienartige Substanzen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine elektrostatische erfindungsgemäße Vorrichtung trennt zugeführte Substanzen, welche folienartige Substanzen enthalten, in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen, indem sie elektrostische elektrische Kräfte zusammen mit Corona-Entladung einsetzt.

Bei einem solchen Aufbau weist die elektrostatische Trennvorrichtung eine Masseelektrodeneinheit, eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit und eine Beseitigungseinheit auf.

In diesem Falle ist die Masseelektrodeneinheit mit einem Förderriemen versehen, der über eine Vielzahl von Drehwalzen gespannt ist. Ferner ist die gegenüberliegende Elektrodeneinheit mit einer ersten elektrostatischen Elektrode, einer Corona- Elektrode und einer zweiten elektrostatischen Elektrode versehen, und zwar in dieser genannten Reihenfolge von der Zuführseite der zugeführten Substanzen aus betrachtet. Darüberhinaus sorgt die Beseitigungseinheit für die Trennung und Wegschaffung der nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit gebunden sind.

Die Drehwalzenanordnung weist ein Paar bestehend aus einer ersten und zweiten Drehwalze auf. In diesem Fall ist die erste Drehwalze auf der Zuführseite angeordnet. Die erste Drehwalze weist einen ersten Radius auf, während die zweite Drehwalze einen zweiten Radius aufweist.

Der erste Radius kann im wesentlichen gleich dem zweiten Radius sein. Alternativ kann der erste Radius auch kleiner als der zweite Radius ausgebildet sein.

Hierbei versteht sich, daß der Förderriemen leitfähig ist. Ferner kann der Förderriemen auch in einer Maschenform ausgebildet sein.

Zudem ist die Beseitigungseinheit bevorzugt innerhalb des Förderriemens angeordnet. Die Beseitigungseinheit umfaßt eine Luftstrom-Ausblas-Vorrichtung, welche einen Luftstrom auf die nichtleitenden Substanzen, die an die Masseelektrode gebunden sind, leitet.

Alternativ kann die Beseitigungseinheit eine Ionen-Erzeugungsvorrichtung aufweisen, welche mindestens ein positives und ein negatives Ion erzeugt.

Anstelle der Ionen-Erzeugungsvorrichtung kann die Beseitigungseinheit auch eine Vorrichtung für die Erzeugung eines abklingenden elektrischen Wechselfelds, oder eine Luftansaug- Vorrichtung, die Luft ansaugt, aufweisen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Kurzbeschreibung von zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die eine elektrostatische Trennvorrichtung entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt; und

Fig. 2 eine Seitenansicht, welche eine elektrostatische Trennvorrichtung entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Erste Ausführungsform

Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die dargestellte elektrostatische Trennvorrichtung trennt zugeführte Substanzen (d. h. zu trennenden Substanzen) in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen, indem sie elektrostatische Ladungskräfte zusammen mit Corona-Entladung einsetzt.

Die elektrostatische Trennvorrichtung umfaßt eine Masseelektrodeneinheit 1, eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 und eine Beseitigungseinheit 8. In diesem Falle setzt sich die Masseelektrodeneinheit 1 aus einem Paar von Drehwalzen 2a und 2b zusammen, über welche ein Förderriemen gespannt ist.

Die gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 umfaßt eine erste elektrostatische Elektrode 5, einen Corona-Elektrode 6 und eine zweite elektrostatische Elektrode 7, und zwar in dieser Reihenfolge, von einer Einbringseite der zu trennenden Substanzen aus betrachtet. Die Beseitigungseinheit 8 trennt und beseitigt die nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit 1 gebunden sind.

Bei diesem Aufbau ist ein Auffangbehälter 9 für die nichtleitende Substanz unter der Drehwalze 2a angeordnet, während ein Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz 2b unter der Drehwalze 2b plaziert ist. In diesem Zusammenhang sollte berücksichtigt werden, daß der Radius der Drehwalze 2a im Vergleich zum Radius der Drehwalze 2b kleiner ist.

Auf alle Fälle dreht sich die Drehwalze 2b in eine mit "M" bezeichnete Richtung, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Ferner ist der Förderriemen 3 maschenförmig ausgebildet und ist leitfähig. Die Beseitigungseinheit 8 ist innerhalb des Förderriemens 3 angeordnet.

Beispielsweise weist die Drehwalze 2a einen Radius von 75 mm und eine Länge von 300 mm auf, während die Drehwalze 2b einen Radius von 150 mm und eine Länge von 300 mm aufweist. Der Abstand zwischen den Drehachsen der Drehwalzen 2a und 2b entspricht 500 mm und die Drehzahl einer jeden Drehwalze 2a und 2b entspricht 50 Drehungen pro Minute.

Beispielsweise weist der leitfähige Förderriemen 3, welcher maschenförmig ausgebildet ist, eine Maschengröße von 5 mm auf, und ist aus einem herkömmlichen rostfreien Stahl hergestellt. In der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 sind sowohl die erste elektrostatische Elektrode 5 als auch die elektrostatische Elektrode 7 stabförmig ausgebildet und aus dem rostfreien Stahl hergestellt. Die Corona-Elektrode 6 ist ebenfalls aus dem rostfreien Stahl hergestellt und ist drahtförmig mit einem Durchmesser von 1 mm ausgebildet.

Die Beseitigungseinheit 8 ist z. B. mit einer Luftstrom-Ausblas-Vorrichtung versehen, welche einen Luftstrom auf die an die Masseelektrodeneinheit 1 gebundenen nichtleitenden Substanzen bläst, und ferner mit einer Ionen-Erzeugungseinheit, welche positive Ionen mit Hilfe der Corona-Entladung erzeugt. In diesem Fall verwendet die Luftstom-Ausblasvorrichtung Druckluft, während die Ionen-Erzeugungsvorrichtung ein Ionisierungsmittel verwendet, welches auf dem Markt zur Beseitigung von elektrischer Ladung erhältlich ist.

Die Beseitigungseinheit 8 kann eine Ionen-Erzeugungsvorrichtung aufweisen, welche negative Ionen erzeugt, oder anstelle der Ionen-Erzeugungsvorrichtung für positive Ionen eine Ionen- Erzeugungsvorrichtung umfassen, welche positive und negative Ionen erzeugt.

Alternativ kann die Beseitigungseinheit 8 wahlweise eine Vorrichtung für die Erzeugung eines elektrischen Wechselfelds aufweisen, welche ein abklingendes elektrisches Wechselfeld erzeugt, und ein Luftansaug-Vorrichtung, welche Luft ansaugt. Bei diesem Aufbau ist die Spannung zwischen der Masseelektrodeneinheit 1 und der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 bevorzugt auf 20 kV eingestellt.

In der oben genannten elektrostatischen Trennvorrichtung wird die Masseelektrodeneinheit 1 angetrieben, und der Förderriemen 3, welcher zwischen den Drehwalzen 2a und 2b gespannt ist, wird in Richtung der gegenüberliegenen Elektrodeneinheit 4 entsprechend der Drehrichtung M bewegt.

In diesem Zustand, wenn die Substanzen über einen Trichter 11 in die Masseelektrodeneinheit 1 zugeführt werden, gelangen die eingebrachten Substanzen nacheinander in das elektrische Feld, das von der ersten elektrostatischen Elektrode 5, der Corona- Elektrode 6 und der zweiten elektrostatischen Elektrode 7 in die gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 gebildet wird.

Auf alle Fälle sind die nichtleitenden Substanzen in den zugeführten Substanzen an den Förderriemen 3 gebunden und werden mit Hilfe der Beseitigungsvorrichtung 8 entfernt. Dabei fallen die beseitigten nichtleitenden Substanzen nahe einem Seitenende nach unten und werden im Auffangbehälter 9 für die nichtleitende Substanz aufgefangen.

Auf der anderen Seite werden die leitfähigen Substanzen in der zugeführten Substanz nicht an den Förderriemen 3 gebunden und fallen nahe dem anderen Seitenende aufgrund der Schwerkraft nach unten und werden in dem Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz aufgefangen.

In diesem Fall ist, wenn eine oder mehrere Arten von folienartigen Substanzen in den zugeführten Substanzen enthalten sind, ein Längsstück der folienartigen Substanz in der zugeführten Substanz von der Masseelektrodeneinheit 1 aus hauptsächlich in Richtung zur ersten elektrostatischen Elektrode 5 aufgrund des zwischen der ersten elektrostatischen Elektrode 5 in der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 und der Masseelektrodeneinheit 1 gebildeten elektrostatischen elektrischen Felds ausgerichtet.

Folglich werden die anderen Bestandssubstanzen, welche in der zugeführten Substanz enthalten sind und welche mit Hilfe der folienartigen Substanzen davon abgehalten werden, mit der Masseelektrodeneinheit 1 in Berührung zu kommen, nicht in Mitleidenschaft gezogen, und kommen wirksam mit der Masseelektrodeneinheit 1 in Kontakt.

Daraufhin erfahren die nichtleitenden Substanzen in den zugeführten Substanzen weiterhin eine starke Polarisierung durch die Wirkung der negativen Ionen der Corona-Entladung, welche von der Corona-Elektrode 6 erzeugt werden, und werden an die Masseelektrodeneinheit 1 gebunden.

Auf der anderen Seite weisen die leitfähigen Substanzen in den zugeführten Substanzen das gleiche elektrische Potential wie die Masseelektrodeneinheit 1 auf, da die leitfähigen Substanzen mit der Masseelektrodeneinheit 1 in Kontakt kommen.

Folglich werden die leitfähigen Substanzen in Richtung zur zweiten elektrostatischen Elektrode 7 gezogen. Die leitfähigen Substanzen werden nicht an die Masseelektrodeneinheit 1 gebunden, sondern sinken aufgrund ihrer Schwerkraft und werden im Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz aufgefangen.

Ferner werden die nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit 1 gebunden sind, sorgfältig durch den Einsatz einer Beseitigungsfunktion (wie z. B. Ionen, Luftstrom, Beseitigungswirkung für elektrische Ladung des elektrischen Wechselfelds, Sogwirkung) der Beseitigungseinheit 8 beseitigt, und im Auffangbehälter 9 für die nichtleitenden Substanzen aufgefangen.

Im folgenden wird der Grund für die Ausbildung des Förderriemens 3 in der Maschenform erklärt. Die starke Sogkraft nämlich, welche zwischen der Oberfläche der folienartigen Substanz und dem Förderriemen 3 erzeugt wird, wird wirksam an einem nichtleitenden Abschnitt aufgrund der Maschenform vermindert. Aus diesem Grund können die folienartigen Substanzen leicht von der Masselektrodeneinheit 1 in der Beseitigungseinheit 8 entfernt werden.

In einer derartigen elektrostatischen Trennvorrichtung ist der Förderriemen 3 der Masseelektrodeneinheit 1 aus einem leitfähigen Werkstoff gebildet, beispielsweise einem maschenähnlichen Metall. Auf diese Weise wird die Sogkraft des bandartig ausgebildeten Förderriemens 3 auf einen relativ geringen Wert gedrückt, und die folienartigen Substanzen können leicht mit Hilfe der Beseitigungseinheit 8 entfernt werden.

Darüberhinaus weist die Beseitigungsvorrichtung 8 die Luftstrom-Ausblasvorrichtung für das Ausblasen des Luftstroms, die Ionen-Erzeugungsvorrichtung für die Erzeugung von mindestens einem positiven und einem negativen Ion, die Erzeugungsvorrichtung für die Erzeugung des abklingenden elektrischen Wechselfelds und die Luftansaug-Vorrichtung für das Ansaugen der Luft auf. Folglich können die nichtleitenden Substanzen, welche aufgrund der elektrostatischen Ladungskräfte gebunden sind, leicht von der Masseelektrodeneinheit 1 entfernt werden.

Ferner ist die Beseitigungsvorrichtung 8 innerhalb des Förderriemens 3 angeordnet. Folglich werden die gebundenen Substanzen weiter wirksam entfernt. Aus diesem Grund können die zugeführten Substanzen wirksam und sorgfältig in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen getrennt werden und können somit auch dann wiedergewonnen werden, wenn die zugeführten Substanzen die folienartigen Substanzen enthalten.

Bei der oben erwähnten elektrostatischen Trennvorrichtung können sowohl die erste elektrostatische Elektrode 5 als auch die zweite elektrostatische Elektrode 7, welche in der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 stabförmig ausgebildet sind, auch eine andere Form, beispielsweise Drahtform oder eine elliptischen Form aufweisen.

Auf ähnliche Weise kann die Corona-Elektrode 6, welche in der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 drahtförmig ausgebildet ist, auch eine andere Form, wie z. B. eine Nadelform, aufweisen.

Darüberhinaus kann der Förderriemen 3, obwohl er in dieser Ausführungsform so konstruiert ist, daß er über zwei Drehwalzen 2 gespannt ist, auch über drei oder mehr Drehwalzen 2 gespannt werden.

Zudem können die Drehwalzen 2 im Vergleich zueinander den gleichen Radius aufweisen, wenn die zwei Drehwalzen 2 gemäß Fig. 1 vorgesehen sind oder wenn drei oder mehr Drehwalzen angeordnet sind.

Zweite Ausführungsform

Mit Bezug auf Fig. 2 wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Die dargestellte elektrostatische Trennvorrichtung weist zwei Stufen separater elektrostatischer Trenneinheiten auf, nämlich eine erste elektrostatische Trenneinheit und eine zweite elektrostatische Trenneinheit.

In diesem Fall ist die zweite elektrostatische Trenneinheit unter der ersten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die erste elektrostatische Trenneinheit weist einen ähnlichen Aufbau wie die zweite elektrostatische Trenneinheit auf.

Die erste elektrostatische Trenneinheit umfaßt eine Masseelektrodeneinheit 1, eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 und eine Beseitigungseinheit 8. Auf alle Fälle weist die Masseelektrodeneinheit 1 ein Paar Drehwalzen 2a und 2b auf, über welche ein Förderriemen 3 gespannt ist.

Die gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 umfaßt eine erste elektrostatische Elektrode 5, eine Corona-Elektrode 6 und eine zweite elektrostatische Elektrode 7 in dieser Anordnung ( Reihenfolge) von einer Einbringseite der zu trennenden Substanzen aus gesehen. Die Beseitigungseinheit 8 trennt und beseitigt die nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit 1 gebunden sind.

Die zweite elektrostatische Trenneinheit umfaßt eine Masseelektrodeneinheit 1', eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4' und eine Beseitigungseinheit 8'. In diesem Falle weist die Masseelektrodeneinheit 1' ein Paar Drehwalzen 2a' und 2b' auf, über welche ein Förderriemen 3' gespannt ist.

Die gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4' umfaßt eine erste elektrostatische Elektrode 5', eine Corona-Elektrode 6' und eine zweite elektrostatische Elektrode 7', und zwar in dieser Reihenfolge von einer Zuführseite der zu trennenden Substanzen aus gesehen. Die Beseitigungseinheit 8' trennt und beseitigt die nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit 1' gebunden sind.

Bei einem solchen Aufbau ist die Beseitigungseinheit 8 innerhalb des Förderriemens 3 der ersten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet, während die Beseitigungseinheit 8' außerhalb des Förderriemens 3' der zweiten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet ist.

In diesem Falleist der Förderriemen 3 leitfähig und in Maschenform in der Masseelektrodeneinheit 1 der ersten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet, während der Förderriemen 3' ebenfalls leitfähig ist, jedoch nicht-maschenförmig in der Masseelektrodeneinheit 1' der zweiten elektrostatischen Trenneinheit ausgebildet ist.

Ferner ist ein Auffangbehälter 9 für die nichtleitende Substanz unter der Drehwalze 2a in der ersten elektrostatischen Trenneinheit vorgesehen. Ein weiterer Auffangbehälter 9' für die nichtleitende Substanz ist unter der Drehwalze 2a' in der zweiten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet, während ein Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz unter der Drehwalze 2b' in der zweiten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet ist.

Hierbei sollte berücksichtigt werden, daß der Radius der Drehwalzen 2a und 2a' im Vergleich zum Radius der Drehwalzen 2b und 2b' kleiner ist. Auf alle Fälle dreht sich die Drehwalze 2b in die mit "M" bezeichnete Richtung, während sich die Drehwalze 2b' in die mit "M'" bezeichnete Richtung dreht.

Über diesen Aufbau werden beide Masseelektrodeneinheiten 1 und 1' angetrieben, und sowohl der Förderriemen 3 als auch der Förderriemen 3', welche über die Drehwalzen 2 bzw. 2' gespannt sind, bewegen sich in Richtung der jeweiligen gegenüberliegenden Elektrodeneinheit 4 bzw. 4' entsprechend der Drehrichtung "M" bzw. "M'".

Unter diesen Umständen werden die zu trennenden Substanzen über einen Trichter 11 von oben auf die Masseelektrodeneinheit 1 zugeführt. Unter dieser Voraussetzung werden die nichtleitenden Substanzen und die leitfähigen Substanzen, welche nicht in der ersten elektrostatischen Trenneinheit aufgefangen werden, an die zweite elektrostatische Trenneinheit weitergeleitet.

Die nichtleitenden Substanzen werden an den Förderriemen 3' gebunden, anschließend mit Hilfe der Beseitigungseinheit 8' entfernt und letztlich im Auffangbehälter 9' für die nichtleitende Substanz aufgefangen. Ferner werden die leitfähigen Substanzen im Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz aufgefangen.

Im folgenden werden erste und zweite elektrostatische Trenneinheit genauer beschrieben. Die Radien der Drehwalzen 2a, 2b und der Drehwalzen 2a', 2b' in der Masselektrodeneinheit 1 bzw. der Masselektrodeneinheit 1' werden bevorzugt aus dem Bereich zwischen 15 mm und 500 mm gewählt.

Darüberhinaus ist die Länge vorzugsweise aus dem Bereich zwischen 100 mm und 300 mm gewählt. Die Drehzahl ist bevorzugt im Bereich zwischen 10 Drehungen pro Minute und 300 Drehungen pro Minute angeordnet. Zudem sind die Abstände zwischen den jeweiligen Drehachsen der Drehwalzen 2a, 2b und der Drehwalzen 2a', 2b' aus dem Bereich von 100 mm und 1000 mm gewählt. Die Maschengröße des maschenförmig ausgebildeten leitfähigen Förderriemens 3 ist bevorzugt aus dem Bereich von 1 mm bis 100 mm gewählt.

Falls der Werkstoff des Förderriemens 3 bzw. des Förderriemens 3' ein Leiter ist, entstehen keine Probleme. In diesem Fall ist ein Werkstoff mit einer hohen Leitfähigkeit wünschenswert.

Ferner kann die Anzahl der Drehwalzen 2 und der Drehwalzen 2' drei oder mehr betragen. Auf jedem Falle ist es möglich, die Anzahl derartig zu erhöhen, so daß die Förderriemen 3 bzw. 3' glatt laufen können.

Darüberhinaus kann man bezüglich der Form der ersten elektrostatischen Elektrode 5, 5' und der zweiten elektrostatischen Elektrode 7, 7' aus einer Gruppe bestehend aus Stabform, Drahtform und elliptischer Form auswählen. Die Form der Corona-Elektroden 6, 6' kann drahtförmig oder nadelförmig ausgebildet sein.

Insbesondere wird bevorzugt die elliptische Form für die zweiten elektrostatischen Elektroden 7, 7' gewählt, wenn die Stabform für die ersten elektrostatischen Elektroden 5, 5' gewählt wird, und für die Corona-Elektroden 6, 6' wird bevorzugt die Nadelform ausgewählt.

Zudem können die ersten elektrostatischen Elektroden 5, 5', die Corona-Elektroden 6, 6' sowie die zweiten elektrostatischen Elektroden 7, 7' so aufgebaut sein, daß sie jeweils eine Vielzahl von Elektroden kombinieren. Auf jeden Fall sind die Formen der kombinierten Elektroden nicht immer identisch zueinander, und es können z. B. eine stabförmige Elektrode und eine elliptische Elektrode miteinander kombiniert werden.

Die Beseitigungseinheiten 8, 8' können die nichtleitenden Substanzen, die an den Förderriemen 3 bzw. an den Förderriemen 3' gebunden sind, beseitigen. Jede Beseitigungseinheit 8, 8' weist wahlweise und vorzugsweise eine Luftstrom-Ausblasvorrichtung, welche den Luftstrom ausbläst, eine Ionen-Erzeugungsvorrichtung, welche mindestens ein positives Ion und ein negatives Ion erzeugt, eine Wechselfeld-Erzeugungsvorrichtung, welche ein abklingendes elektrisches Wechselfeld erzeugt, sowie eine Luftansaug-Vorrichtung, die Luft ansaugt, auf.

In diesem Fall ist die Beseitigungseinheit 8 vorzugsweise in einer hinteren Seite des maschenförmig ausgebildeten, leitfähigen Förderrriemens 3 angeordnet. In der Zwischenzeit ist die Beseitigungseinheit 8' bevorzugt in der Oberflächenseite des nicht-maschenförmig ausgebildeten, leitfähigen Förderriemens 3' angeordnet.

Bei einer derartig zweistufig aufgebauten elektrostatischen Trennvorrichtung, wie sie gemäß Fig. 2 dargestellt ist, werden auch dann, wenn eine oder mehrere Arten von folienartigen Substanzen, welche in den zugeführten Substanzen enthalten sind, viele nichtleitende Substanzen aufweisen, beinahe alle folienartigen Substanzen (nämlich nichtleitende Substanzen) in der ersten elektrostatischen Trenneinheit aufgefangen.

Die nichtleitenden Substanzen werden mit Ausnahme der folienartigen Substanzen dem leitfähigen nicht-maschenförmig ausgebildeten Förderriemen 3' in der Masseelektrodeneinheit 1' der zweiten elektrostatischen Trenneinheit zugeführt, und werden wirksam aufgefangen. Folglich kann der Trennwirkungsgrad noch weiter verbessert werden.

Genauer gesagt erfolgt der gleiche Vorgang wie bei der ersten Ausführungsform in der ersten der beiden elektrostatischen Trenneinheiten der zweiten Ausführungsform.

Die nichtleitenden Substanzen und die leitfähigen Substanzen, welche nicht in der ersten elektrostatischen Trenneinheit getrennt werden, werden vermischt und der zweiten elektrostatischen Trenneinheit zugeführt. Unter diesen Umständen werden beinahe alle folienartigen Substanzen (die nichtleitenden Substanzen) in der ersten elektrostatischen Trenneinheit entfernt. Folglich enthalten die nichtleitenden Substanzen, welche der zweiten elektrostatischen Trenneinheit zugeführt werden, einen geringfügigen Anteil an folienartigen Substanzen sowie an nicht folienartigen Substanzen.

In diesem Falle ist eine hohe elektrostatische elektrische Kraft im Vergleich zu den folienartigen Substanzen erforderlich, um die nicht folienartigen Substanzen der nichtleitenden Substanzen an die Masseelektrodeneinheit 1' zu binden. Der leitfähige nicht-maschenförmig ausgebildete Förderriemen 3' erfüllt eine solche Bedingung. Als Ergebnis werden die nichtleitenden Substanzen wirksam aufgefangen.

Obwohl die elektrostatische Trennvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zweiteilig aufgebaut ist und sich aus der ersten und der zweiten elektrostatischen Trenneinheit zusammensetzt, kann sie auch drei- oder mehrteilig konstruiert sein.

Bei diesem Aufbau ist die Masseelektrodeneinheit 1 in der ersten elektrostatischen Trenneinheit bevorzugt mit dem leitfähigen maschenförmig ausgebildeten Förderriemen 3 versehen. Die Masseelektrodeneinheit 1' der zweiten elektrostatischen Trenneinheit ist vorzugsweise mit einem nicht-maschenförmig ausgebildeten, leitfähigen Förderriemen 3' versehen.

Ferner ist die Beseitigungseinheit 8 innerhalb des Förderriemens 3 der ersten elektrostatischen Trenneinheit vorgesehen, während die Beseitigungseinheit 8' außerhalb des Förderriemens 3' der zweiten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet ist.

Darüberhinaus ist der Auffangbehälter 9 für die nichtleitende Substanz bevorzugt unter der Drehwalze 2a in der ersten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet. Ein weiterer Auffangbehälter 9' ist vorzugsweise unter der Drehwalze 2a' in der letzten elektrostatischen Trenneinheit vorgesehen, während der Auffangbehälter 10 für die leitfähige Substanz bevorzugt unter der Drehwalze 2b' in der letzten elektrostatischen Trenneinheit angeordnet ist.

In der Zwischenzeit weist die Masseelektrodeneinheit 1 eine positive Polung (+) auf, wohingegen die gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 eine negative Polung (-) aufweist. Alternativ kann auch die Masseelektrodeneinheit 1 die negative Polung (-) aufweisen, während die gegenüberliegende Elektrodeneinheit 4 die positive Polung (+) haben kann.

Wie es bereits oben erwähnt worden ist, weist die erfindungsgemäße elektrostatische Trennvorrichtung im Grunde die Masseelektrodeneinheit, die gegenüberliegende Elektrodeneinheit sowie die Beseitigungseinheit auf.

In diesem Fall ist der Förderriemen über eine Vielzahl von Drehwalzen in der Masseelektrodeneinheit gespannt. In der gegenüberliegenden Elektrodeneinheit sind die erste elektrostatische Elektrode, die Corona-Elektrode und die zweite elektrostatische Elektrode angeordnet, und zwar in dieser Reihenfolge, von der Zuführseite der zu trennenden Substanzen aus betrachtet. Die Beseitigungseinheit trennt und entfernt die nichtleitenden Substanzen, die an die Masseelektrodeneinheit gebunden sind.

Alternativ kann die elektrostatische Trenneinheit, welche diese Bauabschnitte aufweist, auch eine Vielzahl von Abschnitten oder Stufen aufweisen. Bei einem solchen Aufbau kann der leitfähige Werkstoff, welcher maschenförmig oder nicht-maschenförmig vorliegt, auf geeignete Weise eingesetzt werden.

Darüberhinaus kann die Beseitigungseinheit entweder die Luftstrom-Ausblasvorrichtung für das Ausblasen des Luftstroms, die Ionen-Erzeugungsvorrichtung für die Erzeugung von mindestens einem positiven und einem negativen Ion, die Erzeugungsvorrichtung für die Erzeugung des abklingenden elektrischen Wechselfelds oder die Luftansaug-Vorrichtung für das Ansaugen der Luft, aufweisen.

Bei diesem Aufbau werden die nichtleitenden Substanzen, welche an die Masseelektrodeneinheit gebunden sind, leicht und sorgfältig durch den Einsatz des Förderriemens entfernt.

Folglich können die zugeführten Substanzen auch dann, wenn sie die folienartigen Substanzen enthalten, wirksam in die leitfähigen und die nichtleitenden Substanzen getrennt werden.

Als Ergebnis können die leitfähigen Substanzen und die nichtleitenden Substanzen wirksam aus den zugeführten Substanzen, welche die folienartigen Substanzen enthalten, wiedergewonnen werden.

Insbesondere können kommerzielle Substanzen wirksam von den zugeführten Substanzen, welche mit Substanzen vermischt sind, die eine Vielzahl von Formen aufweisen, beispielsweise Abfall, getrennt werden.

Auf diese Weise kann ein Recycling-Prozeß effizient ausgeführt werden, und darüberhinaus können die Abfälle wirksam verarbeitet werden. Somit ist die erfindungsgemäße elektrostatische Trennvorrichtung in hohem Maße für die Industrie nützlich.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrostatische Trennvorrichtung, welche zugeführte Substanzen, die folienartige Substanzen enthalten, in leitfähige Substanzen und nichtleitende Substanzen trennt, indem sie elektrostatische elektrische Kräfte zusammen mit Corona-Entladung einsetzt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
    1. - eine Masseelektrodeneinheit (1), welche einen Förderriemen (3) aufweist, der über eine Vielzahl von Drehwalzen (2) gespannt ist;
    2. - eine gegenüberliegende Elektrodeneinheit (4), welche mit einer ersten elektrostatischen Elektrode (5), einer Corona-Elektrode (6) und einer zweiten elektrostatischen Elektrode (7) in dieser Reihenfolge von einer Zuführseite der zugeführten Substanzen aus betrachtet, versehen ist; und
    3. - eine Beseitigungseinheit (8), welche die nichtleitenden Substanzen, die an die Masseelektrodeneinheit (1) gebunden sind, trennt und beseitigt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
    1. - die Drehwalzenanordnung (2) ein Paar, bestehend aus erster und zweiter Drehwalze (2a, 2b) aufweist;
    2. - die erste Drehwalze (2a) auf der Zuführseite angeordnet ist, und
    3. - die erste Drehwalze (2a) einen ersten Radius aufweist, während die zweite Drehwalze (2b) einen zweiten Radius aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Radius im wesentlichen gleich dem zweiten Radius ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Radius kleiner als der zweite Radius ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderriemen (3) leitfähig ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderriemen (3) in einer Maschenform ausgebildet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinheit (8) innerhalb des Förderriemens (3) angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinheit (8) eine Luftstrom-Ausblas-Vorrichtung aufweist, welche einen Luftstrom auf die an die Masseelektrodeneinheit (1) gebundenen nichtleitenden Substanzen leitet.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungsvorrichtung (8) eine Ionen-Erzeugungsvorrichtung aufweist, welche mindestens ein positives Ion und ein negatives Ion erzeugt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinheit (8) eine Wechselfeld-Erzeugungsvorrichtung aufweist, welche ein abklingendes elektrisches Wechselfeld erzeugt.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinheit (8) eine Luftansaug-Vorrichtung aufweist, welche Luft ansaugt.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseelektrodeneinheit (1), die gegenüberliegende Elektrodeneinheit (4) sowie die Beseitigungseinheit (8) zusammen eine elektrostatische Trenneinheit bilden, und die Vorrichtung einen derartigen Aufbau aufweist, so daß die elektrostatische Trenneinheit mit einer Vielzahl von Abschnitten versehen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderriemen (3) der Masseelektrodeneinheit (1) leitfähig ist und in Maschenform in der elektrostatischen Trenneinheit eines ersten Abschnitts ausgebildet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderriemen (3) der Masseelektrodeneinheit (1) leitfähig ist und keine Maschenform in der elektrostatischen Trenneinheit eines zweiten und höheren Abschnitts aufweist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Substanzen mindestens eine oder mehrere Arten von folienartigen Substanzen enthalten.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite elektrostatische Elektrode (5, 7) entweder in Stabform, in Drahtform, oder in elliptischer Form ausgebildet sind.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Corona-Elektrode (6) drahtförmig oder nadelförmig ausgebildet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com