ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

2. ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЧНІ УСТАНОВКИ

2.2. Електронно-іонна технологія

2.2.1. Електричні сепаратори зерна, будова, класифікація, принцип дії, технічні характеристики

2.2.2. Електричні іонізатори повітря

2.2.3. Джерела високої напруги для установок ЕІТ

2.2.1. Електричні сепаратори зерна, будова, класифікація, принцип дії, технічні характеристики

В електричних сепараторах зерна використовується його властивість із різних домішок, що в нього потрапляють, одержувати заряд в електричному полі.

Величина заряду в основному залежить від діелектричної проникності, провідності, наповненості, форми та розмірів зерна. Діелектрична проникність зерна зі збільшенням його густини і вологості збільшується. Зерно та домішки розділяються залежно від їх фізичних властивостей. У порівнянні з механічними зерноочисними машинами електричні сепаратори зерна дозволяють отримувати насіння з кращими посівними якостями і за менших витрат електроенергії.

Електросепаратори зерна розрізняють за способом зарядження частинок (електростатичні, електрокоронні, діелектричні, трибоелектричні та за конструктивним виготовленням (камерні, барабанні, транспортерні, решітні).

Сепаратор електростатичний (коронний) типу ЕБС

video не

поддерживается ваши

Лінія рециклінгу електронних друкованих плат

ПРИЗНАЧЕННЯ

Призначений для сухого високоефективного розділення матеріалів, які відрізняються електричними властивостями

ПРИНЦИП РОБОТИ

Продукт розподіляється на компоненти, в залежності від електропровідності, в об'єднаному полі коронного розряду з електростатичним полем.

Вихідний продукт подається на електрод осадження, що обертається і знаходиться під позитивним потенціалом. У міжелектродному просторі всі частинки заряджаються негативними іонами повітря.

Частинки-провідники, вийшовши із зони коронного розряду, перезаряджаються, приймають знак заряду електрода осадження і відштовхуються від нього.

Відхиляючий електрод, який має однаковий з коронуючим електродом потенціал, створює нерівномірне поле, що сприяє більш ранньому відхиленню електропровідної фракції від електроду осадження, збільшуючи ефективність розділення на провідниковий і непровідниковий продукт.

Частинки-непровідники, що мають негативний заряд, утримуються на барабані і знімаються очисним валиком.

СЕПАРАТОР ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИЙ ПЛАСТИНЧАТИЙ ЕПС

ПРИЗНАЧЕННЯ

Призначений для сухого розділення мінеральних сумішей за електричними властивостями

ЗАСТОСУВАННЯ

Застосовується на підприємствах гірничо-збагачувальної промисловості в технологічних схемах збагачення мінеральної сировини.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Підготовлений продукт (подрібнений, розкритий, класифікований, нагрітий, висушений) подається у завантажувальний бункер, після чого продукт подається на поверхню, де відбувається зарядка.

За рахунок тертя частинок суміші об поверхню пластини, вони отримують позитивні чи негативні заряди, після чого розділяються під дією сил електричного поля.

У відповідності із знаком заряду, частинки продукту притягуються або до осаджувального електроду, або до відхиляючого, які з’єднані з джерелами живлення високої напруги.

СЕПАРАТОР ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИЙ (ТРИБОЕЛЕКТРИЧНИЙ) ТИПУ ЕБС-Т

video не

поддерживается вашим

Переробка ПЕТ-пластівців

ПРИЗНАЧЕННЯ

Призначений для сухого розділення сумішей полімерів за електричними властивостями та вилучення алмазів з хвостів рентгено-люмінісцентної сепарації.

ЗАСТОСУВАННЯ

В технологічних лініях переробки полімерів, електровідходів, після подрібнення, сушки та кваліфікації, та кабелю, після стадії вилучення металів

ПРИНЦИП РОБОТИ

Двохкомпонентна суміш полімерів подається в приймальний бункер, далі продукт попадає в спеціальний трибозарядний пристрій.

В трибозарядному пристрої частинки суміші полімерів, за рахунок чисельних зіткнень одна з одною та із стінками пристрою, отримують позитивні чи негативні заряди, а потім розділяються за допомогою сил електричного поля на барабанному сепараторі.

У відповідності із знаком заряду, частинки притягуються або до осаджувального електроду, або до відхиляючого електроду, який з'єднаний з джерелом живлення високої напруги.

Принцип дії решітних електричних сепараторів наступний. Зерно з бункера надходить на похилу коливну решітку, яка приєднана до позитивного полюса джерела високої напруги. До негативного полюса приєднані електрод та решето. Продовгуваті зерна культурних рослин заряджаються й орієнтуються довшою віссю вздовж ліній електричного поля перпендикулярно до решітки з круглими отворами. Завдяки цьому значно зростає продуктивність сепаратора.

Решітний електричний сепаратор зерна має продуктивність до 1 т/год і до 2 т/год пшениці.

Рис 2.2.1. Решітний електричний сепаратор зерна

1 – приймальний бункер; 2 – вхідний пневмоканал; 3 – вхідний канал аспірації; 4 – впускна заслінка;

5 – решета; 6 – вібраційні двигуни; 7 – поворотні кріплення; 8 – вихідний пневмоканал;

9 – вихідний канал аспірації; 10 – жорстка рама; 11 – пружинний блок;

12 – вихід крупного сору; 13 – вихід мілкого сору; 14 – кришка доступу до решет.

video

не поддерживается вашим

Сепаратор зерна – принцип дії

У камерному електричному сепараторі (рис. 2.2.2. а) зерно з бункера надходить у сепараційну камеру між коронувальним 1 і осаджувальним 2 електродами. Осаджувальним електродом є металева пластинка, а коронувальним – металева сітка з тонкого дроту. Під час подачі високої напруги відбувається коронний розряд, іони рухаються від коронувального до осаджувального електрода, заряджають їх та зерно. Різні за розмірами, формою і властивостями частинки отримують різні заряди. Траєкторія руху заряджених частинок визначається значенням і напрямом результуючої сили Få, яка є геометричною сумою сили тяжіння Р та електричною сили F_Е

Р=тg ,

де т – маса частинки, кг;

g – земне прискорення, м/с².

F_Е = QЕ,

де Q – заряд , Кл;

Е – напруженість електричного поля, В/м.

Рис. 2.2.2. Схеми електричних сепараторів зерна:

а – електрокоронний камерний; б – діелектричний барабанний;

1 – коронуючі провідники; 2 – осаджувальний електрод;3 – сепараційні відсіки;

4 – провідники-електроди; 5 – діелектричний барабан; 6 – кільця з щітками; 7 – трансформатор

Коронувальні електроди мають форму тонкого (0,2 – 0,3 мм) горизонтально натягнутого дроту, до якого підводять напругу 40 – 50 кВ.

Сепаратор (рис. 2.2.2 б) – це барабан із діелектричного матеріалу, на якому розміщена біфілярна обмотка з ізольованого дроту, яка утворює систему електродів. Напруга живлення (1 – 5 кВ) подається від трансформатора, розміщеного в середині барабана. Трансформатор живиться від автотрансформатора через кільця та щітки. Між електродами утворюється неоднорідне електричне поле, під дією якого зернини, потрапивши у барабан, поляризуються.

Виникла при цьому електрична сила притискує зернини до електродів. Кут відривання зернин від поверхні барабана залежить від електрофізичних властивостей зерна їх частинок та маси.

video

не поддерживается ваши

Сепаратор зерна – модельний ряд

Сепаратор ІСМ-50-ЦОК
Сепаратори магнітні барабанні

Рис. 2.2.3. Схема барабанного електрокоронувального сепаратора:

3 – бункер; 4 – коронувальний електрод; 5 – металевий барабан (осаджувальний електрод)

У барабанному електричному сепараторі (рис. 2.2.3) зерно з бункера 3 падає на барабан 5, який обертається. Барабан є осаджувальним електродом, а коронувальним – металева сітка 4. Іони рухаються від сітки до барабана і заряджають зерна. Зерна прилипають до поверхні барабана на певний час і відриваються від неї під час виходу з електричного поля внаслідок нейтралізації поверхні барабана. Кут відривання зернин (та інших частинок) від поверхні барабана залежить від електрофізичних властивостей зерна, їх частинок та маси.

Барабанні сепаратори ЕЗМ-Б-2 мають продуктивність до 2 т/год вівса і 3,5 т/год пшениці під час очищення насіннєвого зерна.

В електричних сепараторах не тільки якісніше розділяються зернові суміші за фракціями, очищаються від пилу, домішок і мікроорганізмів, але ще й відбувається їх передпосівна обробка, яка сприяє життєдіяльності насіння (підвищується енергія проростання). При цьому врожайність зернових культур підвищується на 10 – 24 %.

2.2.2. Електричні іонізатори повітря

Для нормальної життєдіяльності людей, тварин і птиці необхідно, щоб в 1 см³ повітря було близько 1000 легких негативно заряджених іонів. Доведено, що легкі негативні іони проявляють сприятливу і цілющу дію на живі організми. Без них живі організми гинуть.

В атмосфері Землі легкі негативні іони створюються під дією космічних променів та радіоактивних речовин, що містяться в ґрунті, воді та повітрі, під час грозових розрядів тощо.

Проходячи через вікна та вентиляційні канали, зовнішнє повітря втрачає майже половину іонів. Тому люди і тварини, які тривалий час перебувають у закритих приміщеннях, відчувають аеро-іонне голодування, яке спричиняє передчасне старіння і хворобливість.

Іонізатор повітря очищає повітря в приміщенні за допомогою електричного заряду молекул повітря. Багато очищувачів повітря використовують вентилятори та фільтри для видалення забруднень із повітря. Іонізатори повітря використовують іони для видалення з повітря частинок, мікробів та запахів.

Для штучної іонізації повітря у тваринницьких приміщеннях застосовують коронувальні та радіоактивні джерела іонів.

Іонізатори повітря – це специфічні очищувачі повітря, які засновані на виробленні аніонів. Іонізатори повітря безперервно виробляють активний кисень і негативні іони, за допомогою яких повітря в приміщенні стає чистим і свіжим. Іонізатор повітря виробляє іони, які благотворно впливають на організм, а їх відсутність призводить до пригнічення життєвих функцій організму. Встановлено, що іони в повітрі, які виробляє іонізатор повітря, сприяють зміцненню імунітету, тонусу, зниженню стомлюваності, поліпшенню перебігу таких хвороб, як бронхіальна астма, алергія, хронічний бронхіт, стенокардія, невралгія, неврастенія, безсоння, синдром хронічної втоми, грип, аденовірусні інфекції , імунна недостатність, пухлини різного походження і тощо. Також хороші результати виходять під час стимуляції за допомогою аероіонів загоєння ран і опіків. Помічено, що з присутністю іонів значно знижуються кількості бактерій і грибків у приміщенні.

1 КРОК	2 КРОК	3 КРОК
Іони розсіюються в повітрі. Позитивні та негативні іони створюються за допомогою водяної пари в повітрі.	Іони активно приєднуються і розщеплюють забруднювачі. Іони нейтралізують свій заряд, розтягуючи забруднювачі, що потрапляють у повітря, зменшуючи тим самим забруднювачі в повітрі.	Іони повертаються в повітря як невидимі водяні пари.

Електричні іонізатори повітря складаються з джерел високої напруги та металевої сітки з напаяними на неї гострими металевими голками. Позитивний полюс джерела живлення заземлюють, а на металеву сітку подають високу напругу негативної полярності такого значення, під час якого проходить тихий коронний розряд без утворення озону і окислів азоту.

Для іонізації повітря в приміщеннях коронувальні електроди ставлять на виході повітря з трубопроводів вентиляційних установок. На коронувальні електроди подають напругу 35 – 50 кВ постійного струму. Таке поєднання іонізації повітря з вентиляцією приміщення сприяє рівномірному розподілу легких негативно заряджених іонів у повітрі приміщення. Для іонізації повітря в інкубаторах промисловість випускає аероіонізатор ИЗ-1. Голчасті електроди іонізатора виконані з резисторів типу МЛТ-10 на 3,6 МОм для електробезпеки. На електроди подається напруга постійного струму 5 кВ.

Електрокоронні установки застосовують також для очищення газів і повітря. Дрібні частки, які знаходяться в повітрі, заряджаються і під дією електричних сил осідають на електродах.

Розроблено також низьку електрокоронних установок для обезпилювання повітряного середовища вивідних шаф інкубаторів. Ці установки є комплексною системою, яка забезпечує зарядження, осадження, утримання і видалення зібраного пилу.

Для телят віком до одного місяця аероіонізацію проводять кожний день по – 8 годин за концентрації (2 – 3) 10⁵ іон/см²; для корів 15 – 20 днів по 5 – 8 годин на добу тієї ж концентрації аероіонів з наступною перервою 20 – 30 діб. Для поросят і свиней рекомендована концентрація (3 – 5) 10⁵ іон/см². Аероіонізацію проводять упродовж 3 – 4 тижнів два рази на добу по 30 хвилин. Повторюють її через місяць.

Для курчат яйценосних порід аероіонізацію виконують упродовж двох місяців за концентрації (2,5) 10⁴ іон/см². П’ятиденний курс аероіонізації чергується з паузами такої ж тривалості. Тривалість сеансу для курчат віком до 20 днів – 1 – 2 години, віком 20 – 40 днів – 3 години і віком 40 – 60 днів – 4 години.

Для бройлерів аероіонізацію рекомендовано проводити до 18-денного віку сеансами по 30 хв за концентрації (6 – 7) 10⁴ іон/см⁶, періоди тридобової аероіонізації чергуються з паузами такої ж тривалості. Потім поступово збільшують сеанс до 3 годин тривалістю дії до 7 діб, а паузи – до 5 діб.

Для курей-несучок аероіонізацію здійснюють місячними циклами, чергуючи їх з паузами такої ж тривалості за концентрації (1 – 2,5) 10⁵ іон/см² за тривалості сеансу 4 – 12 годин на добу.

Крім сприятливої фізіологічної дії, штучна аероіонізація повітря тваринницьких і птахівницьких приміщень знижує вміст у них пилу і мікроорганізмів. Як результат зменшується захворюваність тварин і птиці, а також підвищується їх продуктивність, особливо в комплексі з іншими заходами щодо поліпшення мікроклімату.

Рис. 2.2 4. Сучасні іонізатори

2.2.3. Джерела живлення установок електронно-іонної технології

Для живлення установок електронно-іонної технології необхідні невеликі за потужністю джерела постійного струму з високою вихідною напругою – від 10 до 100 кВ. Найпоширенішими є випрямлячі з множенням напруги.

Рис. 2.2.5. Принципіальна схема однонапівперіодного випрямляча з множенням напруги

Схеми множення напруги бувають одно- і двонапівперіодними. Однонапівперіодну схему множення напруги зображено на рис. 2.2.5.

Працює вона так: коли електрорушійна сила вторинної обмотки трансформатора направлена від точки 2 до точки 1, то через діод VD1 заряджається конденсатор С1 до амплітудного значення напруги на вторинній обмотці трансформатора. Під час зміни напряму електрорушійної сили заряджається конденсатор С2 по колу 2-С1- VD2-С2-1. Якщо електрорушійна сила знову змінить свій напрям, то заряджається конденсатор С3, а далі під час зміни напряму електрорушійної сили заряджається конденсатор С4.

Схеми випрямлячів з множенням напруги установок електронно-іонної технології повинні мати захист від коротких замикань і зникнення високої напруги, прилади для контролю напруги і струму навантаження. Для захисту людей від ураження електричним струмом високовольтні джерела розміщують у захисному корпусі та заземлюють, передбачають блокувальні вимикачі, які контролюють стан огороджувальних пристроїв, закриття люків і дверей. Елементи установок, що знаходяться під високою напругою, повинні мати автоматичний пристрій, який замикає їх на землю після зняття напруги.

Питання для самоперевірки

1. Від чого залежить величина заряду зерна?

2. Як розрізняються електросепаратори зерна за способом зарядження частинок і конструктивним виконанням?

3. Яка будова та принцип дії електрокоронного решітного сепаратора зерна?

4. Яка будова та принцип дії камерного сепаратора зерна?

5. Яка будова та принцип дії діелектричного барабанного сепаратора зерна?

6. Які переваги електричних сепараторів зерна перед зерноочисними машинами механічного очищення?

Попередня тема

На початок

Наступна тема