DE1087091B - Verfahren und Anlage zum Scheiden koernigen Gutes in zwei Endfraktionen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Scheiden von mit Flüssigkeit vermischtem körnigem Gut in eine Anzahl von Fraktionen (Endfraktionen), wobei, je nach Beschaffenheit des Scheidegutes, entweder nach Klassen oder nach Sorten getrennt werden kann. Die Scheidung vollzieht sich dabei auf nassem Wege mit Hilfe wenigstens eines Horizontalschlämmvorganges. In einem unmittelbar anschließenden zweiten Schritt erfolgt eine Befreiung der absinkenden Fraktion bzw. Fraktionen, welche Endfraktionen darstellen, von in diesen abgesetzter Restflüssigkeit, wobei dieser Flüssigkeitsentzug bis zur völligen Trocknung getrieben werden kann. Unerheblich ist, ob das zu trennende Rohgut an und für sich naß anfällt, oder zum Zwecke der Scheidung eigens mit einer Flüssigkeit — im allgemeinen mit Wasser — vermischt wird.

Es ist seit langem bekannt, körniges Gut in Horizontalschlämmanlagen zu scheiden und die abgesunkene, mit Flüssigkeit vermischte Fraktion den einzelnen Schlämmgefäßen zu entnehmen. Wo eine Befreiung der Endfraktionen von Flüssigkeit notwendig war, geschah dies in eigenen Eindickern, welchen diese Fraktionen zugeführt werden mußten, und in denen sich die festen Bestandteile absetzen konnten. Solche Eindicker, welche oft erhebliche Abmessungen aufweisen und dementsprechend viel Platz beanspruchen, bestehen meistens aus seichten kreisrunden Trögen aus Eisen, bei größeren Durchmessern aus Beton, und aus einer mechanischen Einrichtung, einem Krählwerke, zum Abräumen der zu Boden gesunkenen Körner. Die Nachteile solcher Anordnungen liegen in dem an und für sich -großen, durch die getrennte Anordnung von Trennanlage und Eindicker noch weiter gesteigerten Platzbedarf, in der Notwendigkeit, das Sinkgut von einer Anlage in die andere zu transportieren und in der Anwendung bewegter Einrichtungen, die einen ständigen Leistungsaufwand bedingen und raschem Verschleiß unterworfen sind.

Um diese Nachteile zu vermeiden wird vorgeschlagen, die Scheidung in einem Gefäß vorzunehmen, dessen Boden mit einer verschließbaren Öffnung versehen und dessen Mantel in wenigstens einem Niveau durchbrochen und an seinem oberen Rande zu einem Überlauf gestaltet ist, wobei erfindungsgemäß in das mit Flüssigkeit gefüllte Gefäß das körnige Gutsgemenge eingetragen, das Feinstkorn in dem durch die Gutseintragung bewirkten Überlauf als eine Endfraktion ausgetragen und die abgesunkene Fraktion in dem Gefäß angesammelt wird, sodann durch Abstellen der Rohgutzufuhr der Scheidevorgang unterbrochen, hierauf die Flüssigkeit aus dem Behälter in wenigstens einem Niveau abgezogen und schließlich die abgesunkene und von abgesetzter Restnüssigkeit

Verfahren und Anlage

zum Scheiden körnigen Gutes

in zwei Endfraktionen

Anmelder:

Chemie und Metall

Handelsgesellschaft m.b.H.,

Wien

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzler, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
Österreich, vom 30. Dezember 1955

Dipl.-Ing. Johannes Müllner, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

wenigstens teilweise befreite Fraktion als andere Endfraktion aus dem Gefäß entleert wird. 'Das zu scheidende Gut wird im allgemeinen mit Flüssigkeit vermischt eingetragen. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anlage enthält wenigstens eines der obenerwähnten Gefäße, das erfindungsgemäße sowohl in Nähe der verschließbaren Bodenöffnung als auch in mindestens einem höheren Querschnitt mit einem sich über dessen gesamten Umfang erstreckenden, aufsteigend verlaufenden und zu einem Überlauf führenden Entnahmespalt versehen ist, der in einen das Gefäß umgebenden, ringförmigen und mit Auslässen versehenen Sammelkanal mündet.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich bei der eingehenderen Erläuterung beispielsweiser Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung, in. welcher Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Scheidegefäß im Schnitt und Fig. 2 schematisch eine aus drei Gefäßen aufgebaute Anlage zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte, zur Durchführung von Horizontalschlämmvorgängen eingerichtete Gefäß besteht aus einem aufrecht stehenden zylindrischen Mantel l,.an dessen unteren Rand ein kegelstumpf förmiger Rohrschuß 2 angesetzt ist, den ein zweiter, ebenfalls kegelstumpfförmiger und eine von einem Flansch 5 umgebende Bodenöffnung aufweisender Rohrschuß 3

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teilweise übergreift, wobei zwischen den beiden Kegelflächen ein ringförmiger Entnahmespalt 4 offen bleibt. Gegen den Flansch 5 ist mit Hilfe eines Ringes 6 und von Schrauben 7 ein aus Gründen des Verschleißes vorzugsweise aus Gummi bestehendes Mundstück 8 gepreßt, das den Sinkgutauslaß des Gefäßes bildet. Ein bei 9 schwenkbar gelagerter Querträger 10 ist mittels eines ausschwenkbaren Hakens 11 in horizontaler Lage gehalten und trägt in einer zentralen und mit Gewinde versehenen Nabe eine an einem Ende mit einem Handrad od. dgl. versehene Schraube 12., die zum dichten Anpressen eines Deckels 13 an eine ringförmige Sitzfläche an einem Ring 14 dient. Mit Hilfe dieses Deckels ist das Gefäß* fallweise dicht verschließbar. Sowohl in Nähe der Bodenöffnung, zwischen dem Mundstück 8 und dem Ring 14, als auch in dem höheren Niveau des unteren Randes des Rohrschusses 2 befinden sich Austrittsöffnungen, welche als sich über den ganzen Umfang erstreckende Ringspalte ausgebildet sind, an die sich aufsteigende Stromwege in Gestalt der Entnahmespalte 15 bzw. 4 anschließen, die je zu einem Überlauf 16 bzw. 17 führen. Beide der aufsteigenden Entnahmespalte sind von das Gefäß ringförmig umschließenden Sammelkanälen 18 bzw. 19 umgeben, welche gegen die Horizontale geneigte Böden 20 bzw. 21 aufweisen. Diese sind im vorliegenden Fall aus je zwei, als rechts bzw. linksgängige Schraubenflächen ausgebildeten Hälften zusammengesetzt, die an den höchsten und an den tiefsten Stellen zusammengeschlossen, z.B. zusammengeschweißt sind. An der tiefsten Stelle ist je eine Abflußleitung 22 bzw. 23 mit eingeschaltetem Absperr- und Drosselorgan 24 bzw. 25 angeordnet. In den Entnahmespalt 4 sind Lochbleche 26 eingeschaltet. Solche den freien Durchflußquerschnitt beschränkende Maßnahmen können auch in dem unteren Entnahmespalt getroffen sein. Der Zylindermantel 1 ragt in einen Ringkanal mit zylindrischer Außenwand 27 und geneigtem Boden 28, der wieder aus zwei schraubenflächenförmigen Hälften besteht. Auf den oberen Rand ist ein Deckel 29 dicht aufgesetzt, der konisch ausgebildet ist und an einer zentralen Kreisöffnung einen zylindrischen Ansatz 30 aufweist, der mit in Reihen angeordneten Löchern von gegebenenfalls unterschiedlichen Durchmessern versehen ist, ein Wehr bildet und zusammen mit dem Ringkanal einen oberen Überlauf des Gefäßes für überlaufendes Feingut darstellt, das aus einem am tiefsten Punkt angesetzten Abzugsrohr 37 entnommen werden kann. Ein dreiarmiger Stern 31 aus Profileisen trägt einen in üblicher Weise aufgebauten und mit Lochwänden versehenen Einlauf 32 mit Zulaufrohr 33. Eine mit einem Absperrorgan 35 versehene Rohrleitung 34 führt von dem ringförmigen Sammelraum 19 in den ebenso gestalteten Sammelraum 18. Von diesem führt eine Rohrleitung 36 in den oberen Überlauf.

Während des intermittierenden Betriebes dient das beschriebene Gefäß abwechselnd als Trenneinrichtung bzw. als eine Einrichtung zum Absetzen und Abscheiden von Flüssigkeit aus angesammeltem Sinkgut. Ein Arbeitszyklus beginnt mit dem Füllen des Gefäßes mit Flüssigkeit, im allgemeinen mit Wasser, wobei die Druckausgleichsleitungen 34 und 36 die Entstehung von unerwünschten Luftpolstern in den Sammelräumen unterbinden. Hierauf wird körniges Gut, z. B. ebenfalls mit Wasser vermischter Sand, in den Einlauf eingetragen. Das eingebrachte Gut verdrängt während des Eintragens die Wasserfüllung, wobei der jeweils nach Maßgabe der Zufuhr des Gutes verdrängte Teil der Füllung über den oberen Rand des zylindrischen Ansatzes 30 überfließt oder durch dessen Löcher hindurchtritt. Auf diese Weise entsteht eine Flüssigkeitsströmung, die vermöge der Ausbildung des Einlaufes in weiten Bereichen laminar verläuft und zur Trägerin eines Horizontalschlämmvorganges wird, dem das eingetragene körnige Gut unterworfen ist. Je nach Zusammensetzung des Scheidegutes tritt dann eine Scheidung nach Größe oder Dichte der einzelnen Körner in eine, in den oberen

ίο Überlauf überfließende und in eine absinkende Fraktion auf. Die überlaufende Fraktion wird als eine Endfraktion abgezogen, die absinkende Fraktion in dem Gefäß angesammelt, das aus diesem Grund eine Bauhöhe aufweisen kann, welche die Höhe üblicher Horizontalschlämmgefäße erheblich übertrifft. Wenn sich Sinkgut bis zu einer vorbestimmten Höhe angesammelt hat, bei welcher z. B. eine abträgliche Beeinflussung des Schlämmvorganges einzutreten beginnt, wird die Zufuhr von Scheidegut eingestellt und dadurch der Scheidevorgang unterbrochen. Nach diesem Zeitpunkt wird das Ventil 24 geöffnet, womit die Entwässerungsperiode einsetzt. Es ist ein Vorzug der erfindungsgemäßen Einrichtungen, daß die Entnahme des Wassers in einzelnen Niveaus nicht gleichzeitig

as zu beginnen braucht. Die austretende Flüssigkeit passiert zunächst den Entnahmespalt 4, in den zufolge seines aufsteigenden Verlaufes kein Sinkgut eintreten konnte. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, daß etwa mitgenommene feste Teilchen sich noch absetzen können, wenn der zum Überlauf 17 aufsteigende Flüssigkeitsstrom langsam genug fließt. Es empfiehlt sich daher, den Querschnitt des Entnahmespaltes ausreichend zu bemessen. Die eingebauten Lochbleche bzw. Siebwände 26 helfen dazu bei im Verein mit sorgfältiger Bedienung des Absperrorgans einen anfänglichen Flüssigkeitsaustritt in Gestalt eines heftigen Schwalles zu vermeiden, bei dem ein unerwünschtes Mitreißen von Festbestandteilen erfolgen könnte. Wenn die Entwässerung in dem oberen Niveau beendet ist, wird das Ventil 25 geöffnet, und der Auslauf der Flüssigkeit freigegeben, die in dem Sinkgut enthalten ist, das sich in dem unteren Teil des Gefäßes befindet. Beim Öffnen des Ventils sollen ebenfalls die erwähnten Vorsichtsmaßregeln getroffen werden. Um das Ablaufen der letzten Flüssigkeitsreste zu beschleunigen, können diese abgesaugt werden. Wird durch schon weitgehend, entwässertes Sinkgut Luft, die erwärmt sein kann, hindurchgeblasen, so ist es möglich, die Befreiung der abgesunkenen Fraktion von anhaftender Flüssigkeit bis zur praktisch völligen .Trocknung zu treiben. Die Verbindungsleitungen 34 bzw. 36 werden in diesem Falle abgesperrt. Ist das Sinkgut in dem gewünschten Ausmaß von Flüssigkeit befreit bzw. getrocknet, so wird der Deckel 13 geöffnet, worauf sich die angesammelte Kornfraktion aus dem Gefäß im allgemeinen selbsttätig entleert. Dieser Vorgang kann, wenn nötig, mit Hilfe von Vibratoren od. dgl. eingeleitet oder befördert werden. Die Entleerung erfolgt in einem kurzen Zeitabschnitt, während dessen Dauer dann eine unterhalb der Bodenöffnung angeordnete Fördereinrichtung voll beaufschlagt ist, in den zwischen den einzelnen Entleerungen auftretenden Pausen aber ruhen kann. Dieser intermittierende Betrieb ergibt eine beträchtliche Einsparung an Fördermitteln bzw. eine Verminderung ihres Verschleißes gegenüber einer ständigen Förderung von in geringer oder unregelmäßiger Menge anfallenden Endprodukten.

Bei Anwendung von austauschbaren Deckeln mit Ansätzen 30 von passender Weite, läßt sich ein ein-

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ziges Gefäß ohne Schwierigkeit auf verschiedene Werte des Trennkornes einrichten.

Da sich das erfindungsgemäße Trennverfahren aus mehreren aufeinanderfolgenden Schritten zusammensetzt, ist es vorteilhaft, eine Anzahl, z. B. drei oder vier, vorzugsweise untereinander annähernd gleiche Gefäße gleichzeitig, und zwar in einem Zyklus zu betreiben, in dem die Trennvorgänge in den einzelnen Gefäßen gegeneinander eine passende Phasenverschiebung aufweisen. Ein solcher Parallelbetrieb mehrerer bzw. eine Zuschaltung weiterer Gefäße empfiehlt sich auch dann, wenn bei langsam zu entwässernden, sehr feinkörnigen und beispielsweise tonreichen Materialien längere Entwässerungszeiten erreicht werden sollen. Fügt man z. B. zu einer aus drei Gefäßen bestehenden Anlage, deren Betrieb unter bestimmten Umständen auf Entwässerungszeiten von je IV2 Stunden eingestellt ist, ein viertes gleiches Gefäß hinzu, so können bei gleichgehaltenen übrigen Verfahrensbedingungen die Entwässerungszeiten auf etwa 2V2 Stunden ausgedehnt werden.

In Fig. 2 ist schematisch eine aus drei Gefäßen./!, B und C aufgebaute Anlage dargestellt. Jedes dieser drei Gefäße weist je einen zylindrischen Mantel und je zwei unten an diesen angesetzte konische Rohr-Schüsse auf, zwischen denen je ein aufsteigender Entnahmespalt vorgesehen und von einem ringförmigen Sammelraum umgeben ist. Obere Überläufe mit Abzugrohren 37' bzw. 37" bzw. 37'" umgeben die oberen Ränder der drei Gefäße, von denen die beiden ersten A, B mit dicht aufgesetzten Deckeln 29', 29" mit zylindrischen Ansätzen 30'., 30" von verschiedenem Durchmesser (dß^>d_A) versehen sind und von denen jedes auch mit einem Einlauf ausgestattet ist. Die sonst gleich gestalteten und ausgestalteten Gefäße •— die Ausbildung des Deckels usw. entspricht völlig der Fig. 1 — sind durch die Wahl verschiedener Durchmesser (d_A<d_B<d_c) des Bereiches, in dem der Horizontalschlämmvorgang im wesentlichen vor sich geht, auf verschiedene Werte des Trennkornes eingestellt, dessen Größe für das Gefäß A entsprechend dem kleinsten Durchmesser d_A den höchsten, beim mittleren Gefäß B, einen mittleren, und bei dem letzten Gefäß C, dessen volle Fläche als Schlämmfläche ausgenützt wird, den kleinsten Wert hat. Dementsprechend führt auch das Abzugsrohr 37' in den Einlauf von B und dessen Abzugsrohr 37" in den Einlauf von C.

Eine solche Anlage gestattet die Trennung körnigen Rohgutes in vier Endfraktionen, wobei die einzelnen Verfahrensschritte den vorher beschriebenen durchaus gleich sind. Enthält ein zu scheidendes Korngemisch, das in den Einlauf des mit Wasser gefüllten Gefäßes A aufgegeben wird, Körner mit Durchmesser von z. B. zwischen 0 und 0,4 mm, so wird durch den in diesem Gefäß stattfindenden Horizontalschlämm-Vorgang eine Scheidung bei z. B. 0,2 mm Durchmesser herbeigeführt. Körner mit Durchmesser zwischen 0,2 und 0,4 mm gelangen in die absinkende Fraktion und sammeln sich in dem ersten Gefäß an. Die überlaufende Fraktion mit den Körnern mit Korndurchmesser zwischen 0 und 0,2 mm gelangt in den Einlauf des zweiten, mit Wasser gefüllten Gefäßes B₁ und erfährt dort eine zweite Scheidung bei einem Trennkorndurchmesser von z. B. 0,15 mm. Körner mit Durchmessern zwischen 0,15 und 0,2 mm sinken ab und sammeln sich in B an. Körner von 0 bis 0,15 mm befinden sich in der überlaufenden Fraktion und werden in den Einlauf des dritten, ebenfalls mit Wasser gefüllten Gefäßes C₁ übergeführt, das auf einen Trennkorndurchmesser von z. B. 0,1 mm eingestellt ist. Die dort stattfindende letzte Scheidung liefert eine abgesunkene Fraktion mit Körnern von 0,1 bis 0,15 mm Durchmesser, die überlaufende Fraktion enthält Körner mit Durchmesser von 0 bis 0,1mm und wird abgezogen. Wenn die Gefäße bzw. wenigstens eines von diesen bis zu einer vorbestimmten Höhe gefüllt ist, wird die Rohgutzufuhr eingestellt, und die Entwässerungsphase des Trennverfahrens beginnt. Entwässerung und Entleerung gehen in der vorbeschriebenen Weise vor sich. Die beschriebene Anlage gestattet also die Gewinnung von drei entwässerten Fraktionen eines aufgegebenen Korngemisches, wobei zu den angegebenen Zahlen noch zu bemerken ist, daß, entsprechend einem charakteristischem Merkmal jedes Horizontalschlämmvorganges, in jedem Sinkgut, wenn auch in unbedeutendem Maß, Feinbestandteile enthalten sind.

Wenn auch als Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Trenneinrichtungen nur im wesentlichen rotationssymmetrische Gefäße beschrieben sind, so leuchtet doch ein, daß auch etwa rechteckigen Querschnitt aufweisende Horizontalschlämmgefäße erfindungsgemäß ausgestaltet und dementsprechend verwendet werden können.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Scheiden körnigen Gutes in zwei Endfraktionen in einem Gefäß, dessen Boden mit einer verschließbaren öffnung versehen und dessen Mantel in wenigstens einem Niveau durchbrochen und an seinem oberen Rande zu einem Überlauf gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in das mit Flüssigkeit gefüllte Gefäß das körnige Gutsgemenge eingetragen, das Feinstkorn in dem durch die Gutseintragung bewirkten Überlauf als eine Endfraktion ausgetragen und die abgesunkene Fraktion in dem Gefäß angesammelt, sodann durch Abstellen der Rohgutzufuhr der Scheidevorgang unterbrochen, hierauf die Flüssigkeit aus dem Behälter in wenigstens einem Niveau abgezogen und schließlich die abgesunkene und von abgesetzter Restflüssigkeit wenigstens teilweise befreite Fraktion als andere Endfraktion aus dem Gefäß entleert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verringerung wenigstens der in einem Niveau pro Zeiteinheit entnommenen Flüssigkeitsmenge das Mitreißen von Festbestandteilen in diesem. Niveau im wesentlichen unterbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit wenigstens zwei Trennvorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die überlaufende Fraktion eines Gefäßes einem folgenden Gefäß zugeführt, in diesem neuerlich in eine absinkende und eine überlaufende Fraktion getrennt, die überlaufende Fraktion des letzten Gefäßes als eine Endfraktion und die in diesem und den anderen Gefäßen abgesunkenen Fraktionen als andere Endfraktionen abgezogen werden.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit wenigstens einem, ein Überlaufwehr aufweisenden, mit einer verschließbaren Bodenöffnung versehenen Gefäß, dessen Mantel in mindestens einem Niveau Austrittsöffnungen zur Entnahme von in abgesunkenem Gut abgesetzter Restfmssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gefäß sowohl in Nähe der verschließbaren Bodenöffnung als auch in mindestens einem höheren Querschnitt mit einem sich über dessen gesamten Umfang erstreckenden, auf-

steigend verlaufenden und zu einem Überlauf (16 bzw. 17) führenden Entnahmespalt (15 bzw. 4) versehen ist, der in einen das Gefäß umgebenden ringförmigen und mit Auslässen versehenen Sammelkanal (19 bzw. 18) einmündet.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung wenigstens eines Entnahmespaltes (4) mit dem Gefäß inneren durch Lochbleche (26) od. dgl. abgedeckt ist.

6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß an wenigstens einen Sammelkanal (18, 19) eine ein eingeschaltetes Drosselorgan (24, 25) enthaltende Abflußleitung (22, 23) angeschlossen ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des zu-

gehörigen Überlaufes (16, 17) liegenden Räume von Sammelkanälen (18, 19) mit gegebenenfalls absperrbaren Verbindungsleitungen (34) verbunden ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Gefäße (A, B) mit je einem Überlauf und einer verschließbaren Bodenöffnung, welche durch Verbinden des Überlaufes (37', 37") je eines Gefäßes (A bzw. B) mit dem Einlauf des folgenden Gefäßes (B bzw. C) zusammengeschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 53 328;
belgische Patentschrift Nr. 497047;
USA.-Patentschriften Nr. 2 564963, 1118 614.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen