[發(fā)明專利]一種基于磁-阿基米德的塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810463642.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN108789944B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙朋;張雪純;顧復(fù);張承謙;頡俊;馮統(tǒng)帥;傅建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B29B17/02
• 分類號(hào): B29B17/02
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種利用基于磁-阿基米德的塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置對(duì)塑料廢棄物進(jìn)行分離的方法，其特征在于，所述基于磁-阿基米德的塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置包括：

分離池；

磁鐵投放裝置，所述磁鐵投放裝置接于所述分離池的一側(cè)壁外側(cè)，所述磁鐵投放裝置設(shè)有磁鐵投放腔，所述磁鐵投裝置的底部與所述分離池的底部處于同一平面內(nèi)；

磁鐵，所述磁鐵放置于所述磁鐵投放腔內(nèi)，高度與所述分離池內(nèi)腔高度相同；

樣品投放道，所述樣品投放道為長方體形狀，貼附于所述分離池上靠近所述磁鐵投放裝置的一側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述樣品投放道的側(cè)壁上開設(shè)有樣品出口；所述樣品投放道的任意側(cè)壁的上部開設(shè)有若干個(gè)通孔，用于排放所述樣品投放道內(nèi)的順磁性介質(zhì)溶液；

所述分離池長度方向上兩側(cè)壁的頂部?jī)?nèi)側(cè)面上裝有第一卡槽件，所述第一卡槽件上設(shè)有多個(gè)卡槽，以支撐固定多個(gè)分類隔板；所述第一卡槽件一體成型于所述分離池長度方向上兩側(cè)壁的頂部?jī)?nèi)側(cè)面，或可拆卸地貼附于所述分離池長度方向上兩側(cè)壁的頂部?jī)?nèi)側(cè)面；

所述分離池的底部?jī)?nèi)可拆卸地安裝有第二卡槽件，所述第二卡槽件的對(duì)稱邊緣上設(shè)有多個(gè)卡槽，以支撐固定多個(gè)分類隔板；

所述塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置用于對(duì)直徑要大于等于4mm，且要小于等于相鄰塑料廢棄物的落點(diǎn)之間的距離的塑料廢棄物的分離；

與所述樣品投放道挨著的所述分離池的一側(cè)壁為玻璃體，所述玻璃體通過所述分離池寬度方向上兩側(cè)壁內(nèi)側(cè)的滑軌設(shè)置；

所述塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置還配設(shè)有樣品投放勺；

對(duì)塑料廢棄物進(jìn)行分離的方法包括：

根據(jù)待分離樣品的密度差異，配制合適濃度的順磁性介質(zhì)溶液，以保證不同密度的待分離樣品在順磁性介質(zhì)溶液中達(dá)到比較明顯的分離效果，并將配置好的順磁性介質(zhì)溶液注入分離池；

利用投放勺將待測(cè)物品通過樣品投放道投放到分離池內(nèi)；

靜置一段時(shí)間后，將不同區(qū)域的待分離樣品取出，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料廢棄物的分離；

所述塑料廢棄物動(dòng)態(tài)分離裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料廢棄物分離的原理為：置于順磁性介質(zhì)溶液中的塑料廢棄物會(huì)在磁場(chǎng)力、重力、浮力作用下在溶液中向上或向下運(yùn)動(dòng)，其具體運(yùn)動(dòng)形式與塑料廢棄物的密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，對(duì)于放入順磁性介質(zhì)溶液中的塑料廢棄物，其受到的磁場(chǎng)力F_mag、浮力F_b、質(zhì)量m和加速度a可分別表示為：

F_b＝-ρ_mVg (2)

F_g＝mg (3)

ma＝F_mag+F_b+F_g (4)

m＝ρ_sV (5)

其中，χ_s為塑料廢棄物磁化率，χ_m為順磁性溶液磁化率，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，為向量梯度算子，g為重力加速度，μ₀＝4π×10^-7N/A²，為真空磁導(dǎo)率，V為塑料廢棄物體積，ρ_s為塑料廢棄物密度，ρ_m為順磁性溶液密度，

綜合以上公式(1)～(4)，在忽略溶液曳力的情況下，被測(cè)塑料廢棄物所受合力為：

F＝F_mag+F_g+F_b (6)

在忽略溶液曳力的情況下，利用牛頓第二定律聯(lián)立上述(1)～(5)，得到加速度a為：

由公式(7)可得，加速度a與塑料廢棄物的密度ρ_s有關(guān)，與體積V無關(guān)，因此，在保證相同初速度的前提下，密度不同的塑料廢棄物，會(huì)產(chǎn)生不同的加速度從而導(dǎo)致差異化的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料廢棄物的分離。

2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)塑料廢棄物進(jìn)行分離的方法，其特征在于，所述磁鐵投放裝置的相對(duì)的兩側(cè)壁上設(shè)有通孔。