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Vorrichtung zur gleichzeitigen Trennung von Produkten von verschiedener Dichte mittels mehrerer aufsteigender Flüssigkeitsströme.
Es ist bereits ein Verfahren zur Behandlung der Grösse nach vorsortierter Produkte bekannt, das darin besteht, diese Produkte in lotrechte Schächte mit aufsteigenden Wasserströmen einzuwerfen. Die Geschwindigkeit dieses Wasserstromes wird derart geregelt, dass sie zwischen den Grenzgeschwindigkeiten der grössten Körner von der Dichte 0 und der kleineren Körner von der Dichte A liegt ; so dass alle Körner von der Dichte 0 durch den Wasserstrom mitgenommen werden, während jene von der Dichte A ihre Abwärtsbewegung fortsetzen und von den ersteren getrennt werden.
Unter der Grenzgeschwindigkeit wird die gleichförmige Geschwindigkeit verstanden, welche ein in einer Flüssigkeit fallender Körper nach einer gewissen Zeit annimmt. Diese Geschwindigkeit ist eine Funktion der Dichte und des Durchmessers D des betreffenden Körpers, der als kugelförmig angenommen wird. Die Grenzgeschwindigkeit hängt ausserdem von der Dichte der Flüssigkeit und von einem besonderen Koeffizienten ab, der eine Funktion der allgemeinen Form des Körpers ist.
Die Erfindung betrifft verschiedene Verbesserungen an Vorrichtungen zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens. Eine Waschvorrichtung gemäss der Erfindung besteht dem Wesen nach aus einem einzigen, von lotrechten Auslauf- und Waschschächten mit veränderlichem Querschnitt und Höhe überragten Waschbottich, der durch entsprechend angeordnete Wände in eine Anzahl Kammern unterteilt ist. Der Bottich steht an seinen unteren Teil einerseits mit einem Behälter mit konstantem Wasserspiegel, von dem das Wasser in den Bottich gelangt und anderseits mit dem Einlauf eines Becherwerkes in Verbindung, durch welche Anordnung eine Wasserströmung erzeugt wird, die die am Boden des Bottichs abgelegten schweren Gutteile zu dem Becherwerk befördert.
In den Zeichnungen sind Beispiele mehrerer Ausfühlungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt ; Fig. 1 stellt die gesamte Anlage von oben gesehen dar ; die Anlage besitzt geringes Gewicht und mässige Grösse und ist leicht transportabel. Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 und 4 sind Querschnitte, senkrecht dazu, nach den Linien 3-3 und 4-4 der Fig. 1, Fig. 5 ist eine Einzelansicht in grossem Massstabe.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche darin besteht, dass das zu behandelnde Gemenge während der Abwärtsbewegung Strömen von verschiedener Geschwindigkeit begegnet, so dass nacheinander aus dem Gemisch Anteile von wachsender Dichte ausgeschieden werden können, ist beispielsweise in den Fig. 6-12 dargestellt, u. zw. ist Fig. 6 ein Längsschnitt durch eine Gruppe von drei Schächten Fig. 7, die Teilansichteines Längssehnittes einer andernAusführungsform derselbenEinrichtung.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung mit zusammengebauten Schächten. Fig. 9 ist eine Draufsicht dieser Anordnung, Fig. 10 ein Längschnitt derselben nach den Linien 5-5 der Fig. 8 und 9. Fig. 11 und 12 sind gleichfalls andere Ausführungsformen der gleichen Vorrichtung.
Der Waschbottich 1 ist ein Kasten von parallelopipedischer Form und wird durch senkrechte Scheidewände 5,6... in eine Anzahl von Kammern 2, 3, 4... geteilt, welche am Boden miteinander in Verbindung stehen.
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rechteckigem Querschnitt durchbrochen, welche als Waschkanäle dienen. Sie sind der Reihe nach hintereinander an der Längsseite des Bottichs einzeln oder in Gruppen angeordnet. Beim gezeigten Ausführungs- beipiel besitzt der Waschbottich 1 paarweise angeordnete und in der Längsrichtung des Bottichs aufeinander folgende Schächte, wobei jedes Paar die ganze Breite des Bottichs einnimmt.
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bare Blech 14 besitzt zwei Langlöcher 26, in welche die Bolzen der Befestigungsschrauben 27 eingreifen.
Die Schächte werden alle gegen unten breiter, um das Eintreten der aufsteigenden Flüssigkeit- ströme zu erleichtern. Auch am oberen Ende besitzt jeder Schacht eine Ausweitung an der dem Überlauf gegenüberliegenden Seite, welche durch eine entsprechend geneigte Rutsche 20, 21, 22, 23, 24, 25... mit dem Auslaufende der Siebe eines Sichters 28 von geeigneter Bauart verbunden ist. Die Sicht. vorrichtung wird durch ein Becherwerk 29 gespeist.
Es ist vorteilhaft, eine leichte und wenig platzraubende Bauart der Sichtvorriehtung zu wählen, die vorher eine möglichst vollständige Entstaubung und sodann eine sehr gute Sortierung gewährleistet.
Bei der Wahl der Breite der Schächte muss auf die mittlere Korngrösse der zugehörigen Sorte des Gutes und auf ihren Anteil in der Gesamtheit des Rohguts Rücksicht genommen werden ; die Breite variiert daher mit diesen beiden Faktoren. Die Höhe der Schächte hängt von der Grenzgeschwindigkeit der zu behandelnden Körnersorte ab.
Ein Klärbottich 30 umfasst den Waschbottich an zwei Seiten. Die Teile, welche den Waschbottich mit Wasser versorgen, bestehen aus einem Behälter 35 mit einem Flüssigkeitsspiegel, der konstant bleibt, auch wenn sich die Leistung der Speisepumpe 36, welche von dem Motor 32 getrieben wird, ändert.
Dieser Behälter weist in seinem oberen Teil eine Reihe von Ausla'1frinnen 37, 38, 39. 40, 41... (Fig. 3) auf, welche als Überläufe wirken und an den Wänden des Behälters befestigt sind. Die Ränder dieser
Rinnen sind in der gleichen wagreehten Ebene angeordnet und jede von ihnen stellt einen Übellauf für sich dar. Ein Schutzblech 42 ist gegenüber dem Auslauf dieser Rinnen angeordnet und führt das überlaufende Wasser in den Klärbottich 30.
Ein wagreehtes durchbrochenes Blech 43 überspannt den gesamten Querschnitt des Beckens 35, vorzugsweise ein wenig unterhalb der Überläufrinnen. Der Behälter 35 ist mit der Speisepumpe 36 durch Einfügung eines Kastens 44 verbunden, welcher den oberen Teil des Behälters verlängert, und in welchen sich bei 45 unmittelbar und ohne besondere Leitungen, die von der Pumpe direkt an einer der Wände des Ansaugebeckens 46 abgesaugten Wassermassen ergiessen. Der Saugraum 46 steht anderseits mit dem unter dem Sichter gelegenen Teil des Klärbottichs 30 in Verbindung. Ein metallisches Gitter 49 dient als Ansaugesieb. Der Speisebehälter mit konstantem Wasserspiegel 35 ist mit dem Wasserbottich 1 durch einen Kanal 47 (Fig. 2) verbunden, der bei 48 auf dem Boden des Bottichs einmündet.
Die verschiedenen Teile, welche die Abführung der ausgewaschenen Produkte besorgen, sind folgende : Ablaufsiebe 50, 51, 52,53..., welche unter den Überläufen 14. 15, 16, 17, 18, 19... der Aus- laufschächte 8, 9, 10, 11, 12, 13... angeordnet sind und sie verlängernde Abtropfsiebe 60, 61, 62, 63..., welche in Rutschen 70, 71, 72,73... auslaufen.
Der Waschbottich 1 steht anderseits an seinem Boden bei 77 mit dem Einlauf eines Becherwerks 78 in Verbindung.
Um die Wirkungsweise der beschriebenen Waschvorrichtung zj verstehen, genügt es, den Weg des Scheideguts und den Umlauf des Wassers zu verfolgen. Das Rohgut wird durch das Becherwerk 29 dem Sortiersieb 28 zugeführt. Am Auslauf dieses Siebes werden die verschiedenen Sorten von verschie- denem Durchmesser durch die Rutschen 20, 21, 22, 23, 24, 25... den entsprechenden Schächten zu- geführt und an der dem Überlauf gegenüberliegenden Seite mit einer Geschwindigkeit in das Wasser
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in eine Zone, wo das Wasser infolge der Ausweitung des oberen Endes des Schachtes verhältnismässig ruhig fliesst.
Die Geschwindigkeit des Wasserstroms in dem Teil mit gleichförmigem Querschnitt des Schachtes liegt zwischen den ä'jssersten Grenzgeschwindigkeiten der grössten Stücke von der Dichte 0 und der kleinsten Stücke von der Dichte A derart, dass alle Stücke von der Dichte 8 von dem Wasserstrom mitgenommen werden, während die von der Dichte A ihre Abwärtsbewegung fortsetzen und von den ersten getrennt werden.
In den Fällen, wo die Waschprodukte eine gewisse Menge von flachen S1ücken enthalten, wie das häufig bei Kohle vorkommt, ist es zweckmässig, zunächst eine doppelte Scheidung, zuerst nach dem
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teilweise auf den Boden des Waschbottichs 1. Diese letzteren befinden sich dann gegenüber der Öffnung 48, welche den Waschbottich mit dem Speisebehälter verbinde'-und werden von dem einfliessmden Wasser- strom in den Einlauf 77 des Becherwerks gespült.
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Der Staub, welcher von dem Sichter 28 kommt, wird nicht gewaschen, sondern fällt unmittelbar auf die Rutsche 75. Das gleiche findet bei der ersten aussortierten Klasse statt, deren leichte Produkte von Hand auf der Rutsche 76 entfernt werden, während die schweren Anteile den Bechern des Becherwerks 78 zufliessen. Die etwa noch von den Abwässern mitgeführten staubfeinen Teile setzen sich in dem Klärbottich 30 ab und werden dann in geeigneter Weise abgeführt.
Der Umlauf des Waschwassers vollzieht sich in folgender Weise : Das Wasser wird bei 46 von der durch den Motor 32 getriebenen Pumpe 36 angesaugt. Dieses Wasser wird durch die Verbindung 45 in den Zwischenbehälter 44 befördert und von dort aus in den Behälter 35 mit konstantem Wasserspiegel. Die aus dem Zwischen behälter 44 und dem Sieb 43 des Behälters 35 gebildete Vorrichtung dient zum Beruhigen und Abdämpfen des Wasserstromes.
Das im Überschuss von der Pumpe 36 gelieferte Wasser, welches an sich das Bestreben hat, den Spiegel im Behälter 35 gegenüber dem vorbestimmten Normalspiegel zu verändern, strömt in die Rinnen 37, 38, 39, 40, 41... über die als getrennte Überläufe
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leichten Produkte von der Dichte 0 über die Überläufe 14, 15, 16, 17, 18, 19..., worauf sie auf den Sieben -50, 51, 52, 53... angehalten werden, während das Wasser durch diese Siebe läuft und in den Klärbecken aufgefangen wird. Da die Überläufe 14... eine beliebig regelbare Höhe besitzen, kann man die Geschwindigkeit der aufsteigenden Wasserströme, welche die senkrechten Schächte durchströmen. regeln.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nehmen die Überläufe die ganze Länge jedes Schachtes ein, aber sie können auch so angeordnet sein, dass sie nur einen Teil der Länge ausfüllen oder der Breite nach angeordnet sind. Für diejenigen Schächte, welche von Wasserströmen mit geringer Geschwindigkeit durchströmt sind, ist es von Wichtigkeit, die Breite der Überläufe klein zu halten, damit die Dicke der über sie strömenden Wasserlamellen eine gewisse Grösse behält, damit etwa auftretende und immerhin mögliche geringe vorübergehende Änderungen der Höhe des Wasserspiegels keinen praktischen Einfluss auf die Geschwindigkeit des Wasserumlaufes in den Schächten und auf die Einstellung der herausnehmbaren Bleche 14 usf., welche den verstellbaren Überlauf bilden, haben.
Die Scheidewände 5,6..., welche den Waschbottich in Kammern 2, 3, 4 scheiden, erleichtern das Ab-
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verschiedener Gutteile besteht. In solchen Fällen wird es manchmal von Wichtigkeit sein, diese Gutteile durch Waschung von einander zu trennen.
Eine solche Trennung kann mit Schächten des Waschapparates nach Fig. 1-5 nicht vorgenommen werden, da in jedem der Schächte dieses Waschapparates die eingeworfenen Produkte nur in zwei Teile geteilt werden können, von denen der eine Teil von den Stücken grösster Dichte gebildet ist, die auf den Boden des Bottichs herabsinken, während der andere Teil aus den Stücken geringerer Dichte besteht, die von den Überläufen aus dem Bottich herausbefördert werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst nun auch eine Ausführungsform eines Waschapparates, die gestattet, in jedem Waschschacht das eingeworfene Gut in mehr als zwei Gruppen von verschiedener Dichte zu trennen.
Bei dieser zweiten Ausführungsform besteht jeder Waschschacht aus einer Gruppe von Abführ- schächten, die untereinander an ihren unteren Teilen frei kommunizieren, während sie an ihren oberen Teilen in ins Freie mündenden, regelbaren und voneinander unabhängigen Überläufen endigen, wobei in einen der Abführschächte das zu behandelnde Gemenge eingebracht wird.
Die Schachtgruppe gemäss Fig. 6 besitzt einen mittleren Kanal 80, der von einem Behälter mit konstantem Flüssigkeitsspiegel gespeist wird, und von dem ein erster Schacht 81 abzweigt, der am oberen Ende einen Überlauf 82 mit regelbarer Höhe besitzt. Die Verlängerung 83 des Mittelkanals 80 teilt sich in zwei abgezweigte Schächte 84, 85, deren jeder einen unabhängig einstellbaren Überlauf 86, 87 umfasst. Eine Rutsche 88 führt das Aufbereitungsgut von dem Sortiersieb dem oberen Teil des Schachtes 84 zu.
Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Das zu behandelnde Gemenge, welches der Grösse nach in dem Sieb entsprechend sortiert wurde, und das aus Stücken von verschiedener Dichte besteht, fällt über die Rutsche in den Schacht 84. Es begegnet dort einem aufsteigenden Strom 89, dessen Geschwindigkeit grösser ist als die Grenzgeschwin-
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digkeit der leichtesten Anteile des Gemisches. Diese leichten Körner werden demgemäss von dem Strom 89 mitgerissen und durch den Überlauf 86 entleert. Die Gesamtheit der schweren Gemischteile setzt ihren Weg nach unten fort bis in die Zone ?. wo der aufsteigende Strom 90 herrscht.
Die nunmehr leichtesten
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herumgewirbelt, bis sie von dem aufsteigenden Strom 91 des Schachtes 85 erfasst und mitgeiissen werden ; sie werden dann über den Überlauf hinausbefördert.
Das Gemenge von schweren Körnern, deren Grenzgeschwindigkeit grösser ist als die Geschwindigkeit des Stromes 90, sinkt diesem Strom entgegen weiter hinab und gelangt in den oberen Teil des Kanals 80. Dort können die leichteren Körner nicht dem Strom entgegenfallen und werden im oberen Teil von 80 umhergewilbelt, bis sie von dem Strom 92 angesaugt und durch den Überlauf 82 fortgeschafft werden.
Die ganz schweren Bestandteile des Gemenges fallen schliesslich dem Strom 93 entgegen weiter hinab und werden in bekannter Weise am unteren Ende des Kanals 80 gesammelt. Die Geschwindigkeiten der aufsteigenden Ströme 89, 90, 91, 92 und 98 werden durch entsprechende Einstellung der Höhe der Überläufe 82, 86, 8'/geregelt.
Auf diese Weise gelingt es, das ursprüngliche Gemenge in vier Sorten von Stoffen verschiedener Dichte zu scheiden, die am Ausgang des zugehörigen Überlaufs bzw. am unteren Ende des Kanals 80 gesammelt werden. Die oben beschriebene Anordnung stellt nur ein Auqführungsbeispiel dar ; man könnte natürlich die Zahl der Schächte erhöhen, um ein Gemisch von mehr Sorten von verschiedener Dichte zu verarbeiten.
Man kann nach Bedarf die besondere Anordnung der Schachtgruppe ändern ; beim Ausführung'sbeispiel gemäss Fig. 7 sind beispielsweise statt der geraden Überläufe 82, 86, 87 zylindrische Überläufe 95, 96, 9/angeordnet, welche die oberen Enden der zylidrischen Schächte 84, 85 umfassen.
Bei den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen nach Fig. 6 und 7 stellen die einzelnen Stromschächte voneinander getrennte Gebilde dar, die nur am unteren Ende in Verbindung stehen. Man kann
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form mit zwei Schächten ist in Fig. 8-10 dargestellt. Diese Anordnung umfasst einen Hauptkanal 97, der sich im oberen Teil in zwei gesonderte Räume 98 und 99 teilt, die zusammengebaute Schächte mit einer gemeinsamen Wand bilden, und an ihrem oberen Ende je einen Überlauf 100 oder 101 aufweisen, der unabhängig von andern geregelt werden kann. Eine Rutsche 102 verbindet da Sortiersieb mit dem oberen Teil des Stromschachtes 98.
Diese Vorrichtung wirkt natürlich ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise. Das grob gekö.'nte Gemenge gleitet auf der geneigten Rutsche 102 abwärts und fällt in den Raum 98. In diesem Raum, der als Stromschacht dient, nimmt der aufsteigende Strom 103 die leichten Gutantoile mit und schafft sie über den Überlauf 100 fort. Die andern Anteile des Gemenges fallen entgegen dem Strom J J herab und gelangen an das obere Ende des Kanals 97, wo ein aufsteigender Strom 104 fliesst. Die Geschwindigkeit dieses aufsteigenden Stromes 104 ist derartig, dass sie die schwersten Anteile weiter fallen lässt.
Die Regelung dieser Geschwindigkeit wird durch Einstellung des Überlaufs. 101 erzielt.
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durch den Strom 105 fortgeführt, dessen Geschwindigkeit grösser i3t als die grösste Grenzgeschwindigkeit dieser Teile von mittlerer Dichte. Der Strom 106 fördert die mittleren Körner durch den Überlauf M heraus. Man erreicht somit die Scheidung des Gemisches in drei Sorten von verschiedener Dichte.
Die aufgezählten Vorrichtungen gestatten auch, ein Gemenge von mehreren Sorten in der Weise zu sondern, dass alle Sorten durch die aufsteigenden Flüssigkeitsströme fortgeführt werden. Es genügt
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schwindigkeit zu geben, dass der Strom 104 eine grössere Geschwindigkeit besitzt als die Grenzgeschwindig- keit des schwersten Anteils des rohen Gemenges.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 8-10 kann natürlich baulich verschiedentlich abgeändert werden.
Beispielsweise kann man statt die beiden Stromschächte 98, 99 auf der gleichen Seite der Ebene der Rutsche 102 anzuordnen, auch diese beiden Räume diesseits und jenseits der Ruteehe anordnen (Fig. 11).
Im übrigen ist natürlich die Wirkungsweise die gleiche wie bei Fig. 8-10.
In den oben beschriebenen Vorrichtungen sind die eine Gruppe bildenden Schächte nebeneinander angeordnet, entweder voneinander getrennt wie in Fig. 6 und 7 oder zusammengebaut, wie in Fig. 8-11. Man kann auch den einen Schacht in den andern einbauen.
Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. 12 gezeigt. Die untere Leitung 105 teilt bien in zwei Schächte 106 und 107, die konzentrisch ineinander gesteckt sind ; die Zuführung des Gutes erfolgt durch eine Rutsche 108. Regelbare Überläufe 109, HO sind im oberen Teil des Kamins 106, 107 angeordnet.
Dieses Verfahren könnte an sich auf Stromapparaten von ganz verschiedener Anordnung aus- geübt werden, jedoch lässt es sich besonders zweckmässig auf den Vorrichtungen gemäss der Erfindung durchführen.
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