DE1287532B

DE1287532B - Vorrichtung zum Bestimmen des Hochspannungswiderstandes von Materialstuecken

Info

Publication number: DE1287532B
Application number: DES99001A
Authority: DE
Inventors: Hutter James Francis; Kelly Leonard
Original assignee: Sphere Investments Ltd
Current assignee: Sphere Investments Ltd
Priority date: 1963-10-28
Filing date: 1965-08-24
Publication date: 1969-01-23
Also published as: DE1247231B; NL6511109A; MY6700028A; GB1009597A; LU46585A1; BE651366A; BE668278A; FI43056B; CH448934A; GB1116722A; LU49397A1; US3216567A; NL6405302A; CH427701A; FI42195B

Description

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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des In den F i g. 1 und 2 sind eine Reihe von Feder-Hauptpatents 1247 231. Gegenstand des Haupt- elektroden 101, 102, 103 und 104 an einer Isoliertragpatents ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des Hoch- stange 106 befestigt. Die Stange 106 ist über der Leitspannungswiderstandes von unregelmäßig geformten, platte 17 angeordnet, und die Elektroden sind zur nicht brennbaren oder durch elektrische Entladung 5 Platte 17 hin gerichtet. Vorzugsweise sind die Federzerstörbaren Materialstücken, wobei Einrichtungen elektroden 101 bis 104 in der Bewegungsrichtung der vorgesehen sind, um die Einzelstücke je nach ihrer Erzstücke abwärts zur Oberfläche der Platte 17 Leitfähigkeit auf jeweils bestimmte Bahnen zu leiten. geneigt.

Die Vorrichtung ist durch mindestens ein Paar in der Die Federelektroden 101 bis 104 können Schrauben-Sortierzone angeordneter, mit Hochspannungsquellen io federn sein und vorstehende freie Enden aufweisen, die verbundener Hochspannungselektroden gekennzeich- einen Abstand zur Platte 17 aufweisen. Die Elektroden net, die unter einer Leitplatte liegen und genügend sind vorzugsweise kritisch gedämpft, um Schwingungen Abstand voneinander besitzen, um die Bildung einer zu vermeiden.

Luftentladungzwischenihnen zu verhindern, und ferner Am unteren Ende der Leitplatte 17 sind eine Reihe

durch mit den Elektroden verbundene Entladungs- 15 Strömungsmitteldüsen 33, 34, 35 nebeneinander in

detektoren, die auf einen Entladungslichtbogen an- Abständen über die Bahn verteilt angeordnet. Die

sprechen und dabei ein Signal erzeugen, wobei die Düsen sind nahe dem unteren Ende der Leitplatte 17

von diesem Signal gesteuerten Auswerfereinrichtungen angeordnet, wo der aus den Düsen austretende Strahl

die einzelnen Stücke auf jeweils gewünschte Bahnen besonders wirksam ist.

leiten. 20 Die Federelektroden 101 bis 104 können in benach-

Gemäß der vorliegenden Zusatzerfindung sind nun barten Gruppen angeordnet sein, wobei in jeder Gruppe

die aus Schraubenfedern bestehenden Elektroden über wenigstens eine Federelektrode vorgesehen ist. Bei der

der Leitplatte angeordnet, wobei sie einen gewissen in F i g. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform

Abstand von dem unteren leitenden Ende der Platte weisen die Elektroden 101 und 102 eine Gruppe auf

aufweisen. 25 und bilden mit der gemeinsamen Elektrode der Leit-

Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die platte 17 ein Elektrodenpaar. Der eine Pol einer Hoch-Federelektroden mit der Leitplatte elektrisch ver- Spannungsquelle 78 ist mit den Elektroden 101 und 102 bunden, während gegenüber den Federelektroden eine und der andere Pol mit der gemeinsamen Elektrode 17 zweite Elektrodengruppe angeordnet ist. Die freien verbunden. Die übrigen Federelektroden sind in glei-Enden der Elektroden sind in einem solchen Abstand 30 eher Weise angeschlossen.

von dem leitenden Abschnitt der Platte angebracht, Jedes auf der Platte .17 abwärts rutschende Teil überdaß gerade eine ständige Luftentladung aufrecht- brückt den Abstand zwischen wenigstens einer der erhalten bleibt, sofern nicht durch einen sich zwischen Federelektroden und der Platte. Das Stück kann eine den Elektroden hindurchbewegenden isolierenden Lichtbogenentladung einleiten, die eine Ionisation der Körper die Luftentladung unterbrochen und damit 35 Strombahn zwischen den Elektroden bewirkt. Die ein Signal erzeugt wird, welches die Auswerfereinrich- Stärke des Stromflusses hängt von dem Material in der tung betätigt. Nach einer anderen Ausführungsform Bahn zwischen den Elektroden ab. Dabei kann ein ist auf einer Seite der Bahn eine Lichtquelle vor- Detektor auf einen speziellen Wert des Stromflusses gesehen, welche ein Lichtbündel über die Bahn auf eingestellt sein. Bei Erreichen dieses Wertes betätigt eine Mehrzahl von gegenüberliegenden Fotozellen 40 ein Signal eine oder mehrere Düsen, um einen Luftrichtet, von denen je eine einem Elektrodenpaar zu- strahl auf das Stück zu richten und es aus seiner Bahn geordnet ist, wobei jede Fotozelle bei Abschirmung abzulenken.

des Lichtbündels durch einen Körper ein Steuersignal In F i g. 3 ist der Stromverlauf (in Milliampere) erzeugt, das die entsprechende Auswerfervorrichtung gegenüber der Elektrodenspannung (in Kilovolt) grabetätigt, falls dies nicht durch ein weiteres Signal der 45 phisch dargestellt. Die in der graphischen Darstellung Detektoreinrichtung verhindert wird. Die Elektroden- angegebenen Werte wurden bei Verwendung eines gespannung soll dabei vorzugsweise mit hoher Puls- streiften Spiegeleisenerzes erzielt, wobei die Amplitude frequenz anliegen, wodurch eine Anzahl kurzer Luft- der Hochspannungsimpulse während der Beobachtung stoße aus den Auswerferdüsen in Abhängigkeit von des Stromflusses verändert wurde. Die Kurve ist nur der Größe des auszuwerfenden Körpers und seiner 50 als Beispiel einer Beziehung zwischen Spannung und Leitfähigkeit erzeugt wird. Strom (effektiver Widerstand) gegeben und zeigt das

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Auftreten einer ionisationsartigen Entladung. Die

Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Kurve gilt nur für die spezielle Erzprobe.

F i g. 1 eine Teilvorderansicht einer Ausführungs- Bei niedrigen Werten der Elektrodenspannung ist

form gemäß der Erfindung, 55 der Strom proportional zur Spannung gemäß dem

F i g. 2 eine Teilseitenansicht der Ausführungs- Ohmschen Gesetz. Dieser lineare Abschnitt der Kurve

form nach Fig. 1, 110 erstreckt sich von Null bis zu einem Glimmspan-

F i g. 3 eine zur Erklärung der Erfindung dienliche nungspunkt 111. Die Spannung, bei der die Ionisationsgraphische Darstellung, entladung beginnt, ist ein enger Spannungsbereich.

F i g. 4 eine Teilseitenansicht einer gegenüber den 60 Auf Grund des verwendeten Maßstabes ist der lineare

F i g. 1 und 2 abgeänderten Ausführungsform, Abschnitt 110 der Kurve etwas geneigt dargestellt.

Fig. 5 eine Teilvorderansicht der Vorrichtung Wenn die Spannung über den ersten Glimmspannungs-

nach F i g. 4, punkt 111 hinaus erhöht wird, nimmt die Ionisation

F i g. 6 eine Teilvorderansicht einer weiteren Aus- zu, wie dies durch Abschnitt 112 der Kurve gezeigt ist.

führungsf orm der Erfindung mit einer anderen Elek- 65 In diesem Abschnitt ist die Beziehung zwischen Strom-

trodenanordnung und stärke und Spannung nicht mehr linear, und bei der-

F i g. 7 eine Teilseitenansicht der Ausführungsform selben Spannungsänderung tritt im Abschnitt 112 eine

nach F i g. 6. größere Stromänderung als im Abschnitt 110 auf. Zur

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Unterscheidung der einzelnen Erzstücke ist es somit wünschenswerter, den Bereich des Abschnitts 112 zu verwenden, da überdies im Abschnitt 112 ein größerer Stromfluß für eine gegebene Spannung besteht.

Mit zunehmender Spannung wird ein zweiter Glimmspannungspunkt 114 erreicht. Eine weitere Zunahme der Elektrodenspannung bewirkt eine Stromzunahme, wie dies durch den Abschnitt 115 gezeigt ist, bis die Zone 116 erreicht wird. Der nutzbare Abschnitt der Kurve für den Erfindungszweck erstreckt sich nur bis zur Zone 116.

In der folgenden Tabelle sind die Glimmspannungen und effektiven Widerstände im linearen Bereich für einige verschiedene Erzproben angegeben. Die Werte hängen von verschiedenen Faktoren außerhalb der Eigenschaften des Gesteinsmusters ab. Die Messungen sind unter Verwendung eines hohen Spannungsimpulses an den Elektroden erfolgt und nicht bei einer konstanten, gleichgerichteten Spannung. Infolgedessen ist der errechnete, effektive Widerstand in der Niederspannungszone nicht genau linear, wie er entsprechend dem Ohmschen Gesetz sein sollte.

Tabelle

Gestein oder Erz	Glimmspannung in Kilovolt	Zugeführte Feldspannung in Kilovolt	Errechneter effek tiver Widerstand in Megohm
Basischer Dyke-Intrusionskalkstein Kalkstein	1,1 3,5 2,5 (8,5) 0,9 (1,9)	0,1 bis 1 0,1 bis 3 4 bis 9 0,1 bis 2 3 bis 8 9 bis 10 0,1 bis 0,8 1 bis 1,8 2 bis 2,5	33 bis 44 33 bis 47 20 bis 6 50 bis 69 20 bis 4 3 bis 0,04 40 bis 48 3 bis 1,1 0,71 bis 0,16
Quarzsulfiderz (stark erhöhter Strom 9 bis 10 kV) ... Lagenförmiges Spiegeleisenerz

Je nach den Eigenschaften des zu untersuchenden Erzes kann z. B. eine hohe Gleichstromspannung verwendet oder die Frequenz des pulsierenden Stroms verändert werden. Auch kann man für die Impulse unterschiedliche Wellenformen verwenden.

Die Auswerfereinrichtung gemäß der Erfindung kann auf das Vorhandensein oder das Fehlen eines Signals von den Detektorvorrichtungen ansprechen. Es kann auch die Spannung erhöht werden, bis eine dauernde ionisationsartige Entladung zwischen den Elektroden besteht, wobei der Luftstrahl so lange unterbunden wird, bis die Entladung unterbrochen wird. Dielektrische Körper werden dann abgelenkt. Auch können ein Lichtstrahl und eine gegenüberliegende Fotozelle verwendet werden, um die stetige Entladung unmittelbar vor der Annäherung eines Körpers einzuleiten. Der Lichtstrahl und die gegenüberliegende Fotozelle können so angeordnet sein, daß die Unterbrechung des Lichtstrahls durch einen Körper die Abgabe eines Luftstrahls einleitet, falls nicht der Luftstrahl durch ein Signal von den Detektorvorrichtungen unterbunden wird. Eine entsprechende Vorrichtung ist in den F i g. 4 und 5 dargestellt.

Wie zuvor sind eine Reihe von Federelektroden 101 bis 104 an einer Stange 106 aus Isoliermaterial über der Leitplatte 17 angeordnet. In den F i g. 4 und 5 sind jedoch die Blasdüsen 33 bis 35 mit Abstand vom unteren Ende der die Wurfbahn bestimmenden Platte 17 angeordnet, wobei eine Lichtquelle 120 (F i g. 2) und eine Mehrzahl von gegenüberliegenden Fotozellen 121,122,123 auf den gegenüberliegenden Seiten der Teilbahn unmittelbar unter dem Ende der Platte 17 vorgesehen sind. Die Lichtquelle 120 erstreckt sich über die ganze Breite der Sortierzone und wirft ein Lichtbündel quer über die Bahn der fallenden Stücke. Vorzugsweise ist eine Fotozelle für jede Blasdüse vorgesehen. Vorteilhaft besitzen die Fotozellen 121 bis 123 schmale Öffnungen, und die Lichtquelle gibt ein entsprechend schmales Lichtbündel ab. Dadurch wird eine genauere Bestimmung des Zeitpunktes ermöglicht, in dem die Kanten eines Stückes die Fotozelle passieren.

Die Spannung, bei welcher eine Ionisationsentladung auftritt, kann erhöht werden, wenn man die Körper in einem flüssigen Medium, wie z. B. Öl, an den Elektroden vorbeibewegt.

Wenn eine Hochspannung mit hoher Frequenz verwendet wird, wird ein bestimmter Körper entsprechend der Zahl der Hochspannungsimpulse bei seinem Durchgang durch die Hochspannungselektroden viele Male elektrisch geladen werden. Die Anzahl der Hochspannungsimpulse, welchen ein Körper ausgesetzt wird, hängt also von der Länge des Körpers, der Geschwindigkeit, mit der er sich an den Elektroden vorbeibewegt, und der Frequenz der Hochspannungsimpulse ab. Wenn der die Elektroden überbrückende Gesteinsbrocken genügend leitend ist, findet eine Ionisation statt, und es fließt ein kurzer Stromstoß des Ionisierungsstroms. Wenn dagegen der die Elektroden überbrückende Teil des Gesteinsbrockens nichtleitend ist, wird kein Stromstoß oder jedenfalls kein genügend starker Stromstoß auftreten. Während also die Hochspannungsimpulse an den Elektroden kontinuierlich anliegen, wird ein Stoß eines Ionisierungsstroms nur dann fließen, wenn der Gesteinsbrocken eine genügende Menge an leitendem Material aufweist, und nur ein solcher Stromstoß wird einen Luftstrom erzeugen.

Durch die Anpassung des Luftstrahls an die Größe der Gesteinsbrocken wird Luft eingespart. Gleichzeitig vermag die Vorrichtung die Gesteinsbrocken entsprechend ihrer Qualität zu sortieren.

Wenn die Anzahl der Luftstrahlimpulse nicht ausreicht, den Körper abzulenken, folgt der Körper der normalen Bahn, indem er beispielsweise auf das Förderband 18 fällt (s. Fig. 7). Die Zeitdauer der einzelnen Luftstrahlen kann von etwa 4 Millisekunden bis zu einer Dauer verändert werden, die für das Passieren der größten Körper ausreichend ist.

Bei der Vorrichtung nach den F i g. 1, 2, 4 und 5

könnte es vorkommen, daß sich eine Federelektrode unter der Wirkung eines fallenden Erzstücks so weit seitwärts bewegt, daß sie eine benachbarte Federelektrode der nächsten Gruppe berührt. Hierdurch könnte ein Luftstrahl aus den beiden Düsen 33 und 34 erzeugt werden, wenn vielleicht nur eine der Düsen betätigt werden soll. Dies wird durch die Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 vermieden. Hier sind eine Reihe von flächigen, länglichen Elektroden 73', 74' vorgesehen, die in einen Block 150 aus Isoliermaterial eingebettet sind. Wie zuvor, sind Federelektroden 101', 102', 103' und 104' mit ihren Befestigungsenden an einer Tragstange 106 angeordnet. Die Stange 106 befindet sich über der Leitplatte 17, und die Federelektroden sind mit ihren freien Enden zur Platte 17 hin gerichtet und enden in einem gewissen Abstand von derselben.

Die Blasdüsen 33 und 34 können ebenfalls im Block 150 eingebettet sein.

Die Federelektroden sind miteinander verbunden, um eine gemeinsame Elektrode zu bilden.

Der eine Pol der Hochspannungsquelle 78 ist mit den Federelektroden 101' bis 104' und ebenfalls mit der Leitplatte 17 verbunden, welche, wie zuvor, wenigstens am unteren Ende aus leitendem Material besteht. Der andere Pol der Hochspannungsquelle 78 ist mit der Elektrode 73' verbunden. Ebenso ist der eine Pol einer weiteren Hochspannungsquelle 79 sowohl mit den Federelektroden 101' bis 104' als auch mit der Leitplatte 17 verbunden, während der andere Pol mit der Elektrode 74' verbunden ist. Die Federelektroden 101' bis 104' und die Leitplatte 17 sind zweckmäßig geerdet. Wenn die Hochspannungselektroden nur auf einer Seite der Bahn angeordnet sind, kann der die Elektroden passierende Gesteinsbrocken, der eine erzhaltige und eine taube Seite aufweist, je nach seiner zufälligen Stellung zwischen den Elektroden angenommen oder ausgeworfen werden. Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den F i g. 6 und 7 ermöglicht zwei Wege zur Erzeugung eines Ionisationsstromflusses und macht die zufällige Stellung des fallenden Brockens weniger kritisch. Hierdurch wird die Wirksamkeit des Sortierens verbessert. Außerdem spielt es bei dieser Elektrodenanordnung keine Rolle, wenn sich zwei Federelektroden berühren.

Mit der Erfindung ist eine einfache, billige und robuste Vorrichtung zum Sortieren von Körpern mit unterschiedlichen, elektrischen Eigenschaften geschaffen.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestimmen des Hochspannungswiderstandes von Materialstücken nach Patent 1 247 231, wobei. Einrichtungen vorgesehen sind, die Einzelstücke je nach ihrer Leitfähigkeit auf jeweils bestimmte Bahnen zu leiten, d adurch gekennzeichnet, daß die aus Schraubenfedern (101 bis 104) bestehenden Elektroden über der Leitplatte (17) angeordnet sind und einen gewissen Abstand vom unteren leitenden Ende der Platte (17) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelektroden (101' bis 104') mit der Leitplatte (17) elektrisch verbunden sind, während gegenüber den Federelektroden eine zweite Elektrodengruppe (73', 74' usw.) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Elektroden (101 bis 104) in einem solchen Abstand von dem leitenden Abschnitt der Platte (17) angeordnet sind, daß gerade eine ständige Luftentladung aufrechterhalten bleibt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Bahn eine Lichtquelle (120) vorgesehen ist, welche ein Lichtbündel über die Bahn auf eine Mehrzahl von gegenüberliegenden Fotozellen (121 bis 123) richtet, von denen je eine einem Elektrodenpaar (101, 102) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenspannung mit hoher Pulsfrequenz anliegt, wodurch eine Anzahl kurzer Luftstöße aus den Auswerferdüsen in Abhängigkeit von der Größe des zu verwerfenden Körpers und seiner Leitfähigkeit erzeugbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen