<Desc/Clms Page number 1>
S HvdH/GT/Mach. 2
Werkwijze en inrichting voor het scheiden van een korrelvormig materiaalmengsel
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het scheiden van een vloeistof/korrelvormig materiaalmengsel in een aantal componenten waarbij de korrelgrootten van verschillende componenten van elkaar verschillen.
Een bestaande werkwijze voor het scheiden van een vloeistof/korrelvormig materiaal-mengsel in een aantal componenten wordt gevormd door zeven. Onder een component wordt hier verstaan een deel van het mengsel waarbij de korrelgrootten van het korrelvormig materiaal tussen een maximum en een minimum gelegen zijn. Het mengsel wordt bijvoorbeeld opgedeeld in verschillende componenten waarbij de extreme waarden van de korrelgrootten van de verschillende componenten zo gekozen zijn dat de afmetingen van de korrels van verschillende componenten niet met elkaar overeenkomen. Een bestaande inrichting voor het zeven van zand wordt gevormd door een aantal boven elkaar liggende zeven waarbij de maaswijdte van een hoger gelegen zeef groter is dan de maaswijdte van een lager gelegen zeef.
In een andere inrichting voor het zeven van zand zijn een aantal zeven met elkaar verschillende maaswijdten achter elkaar geplaatst en wordt het zand over de zeven gevoerd totdat het door de zeef valt. Om een goede zevende werking te verkrijgen worden dergelijke zeven veelal bewogen. Zo bestaan er trilzeefinrichtingen, schudzeefinrichtingen en roterende trommelzeven.
Een nadeel van de bestaande werkwijzen en inrichtingen voor het zeven van zand wordt gevormd door de vaste opdeling van zandkorrels in de verschillende componenten. Door het
EMI1.1
variëren van de maaswijdte van de zeven is het weliswaar mogelijk de opdeling in bepaalde componenten te variëren maar dit is een discrete instelmogelijkheid waarbij zeven vervangen dienen te worden. Andere nadelen van het gebruik
<Desc/Clms Page number 2>
van zeven zijn de relatief snelle slijtage ervan en hun grote gevoeligheid voor vervuiling.
De onderhavige uitvinding heeft tot doel een werkwijze en inrichting te verschaffen waarmee korrelvormig materiaal in componenten verdeeld kan worden, waarbij iedere component materiaal wordt bepaald doordat de korrels een minimale en een maximale afmeting hebben en deze minimale en maximale afmeting continu instelbaar zijn. De uitvinding heeft voorts tot doel een werkwijze te verschaffen voor het energie-zuinig scheiden van korrels en een inrichting die weinig slijtagegevoelig is en niet zal vervuilen tijdens gebruik.
De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze voor het scheiden van een vloeistof/korrelvormig materiaal-mengsel door het in een instelbare opwaartse vloeistofstroom brengen van het te scheiden mengsel, welke vloeistofstroom tenminste een component van het korrelvormige materiaal in opwaartse richting meevoert en een inrichting omvattende tenminste een ruimte voorzien van een toevoer voor te scheiden mengsel, middelen voor het opwekken van de opwaartse vloeistofstroom en een afvoer. Door bij deze werkwijze en inrichting de snelheid van de opwaartse vloeistofstroom te variëren is het mogelijk de maximale grootte van met de opwaartse vloeistofstroom meegevoerde korrels te variëren.
De zo verkregen componenten korrelvormig materiaal, bij voorkeur genormaliseerde componenten, kunnen vervolgens in een gewenste verhouding gemengd worden tot een korrelmengsel met een samenstelling die overeenkomt met de wensen van de afnemer ervan. Zo is het mogelijk een mengsel samen te stellen dat afwijkt van het gewonnen mengsel.
Een mengsel wordt bij voorkeur nabij het midden in een ruimte gebracht waarin de opwaartse vloeistofstroom aanwezig is. Zo is het mogelijk het mengsel nabij het midden te scheiden en de afzonderlijke componenten, eventueel versneld, af te voeren.
Een voorkeurswerkwijze wordt gekenmerkt doordat de zwaardere korrels in de ruimte dalen en de ruimte aan de onderzijde via een aldaar aangebrachte afvoer verlaten. De
<Desc/Clms Page number 3>
snelheid van de opwaartse vloeistofstroom is bij voorkeur constant. Weer een andere voorkeurswerkwijze wordt gekenmerkt doordat er meerdere ruimten aan elkaar worden gekoppeld waarbij een component verder scheidbaar is in een op de component verlatende ruimte volgende ruimte. Door deze maatregelen is het mogelijk een continu scheidingsproces te realiseren waarbij de samenstelling van de twee verschillende componenten korrelvormig materiaal die een ruimte verlaten, zolang de snelheid van de opwaartse vloeistofstroom constant is, steeds hetzelfde zal zijn.
Weer een andere voorkeurswerkwijze wordt gekenmerkt door de volgende stappen :
A) het in de ruimte brengen van een hoeveelheid te scheiden korrelvormig materiaal,
B) het in de ruimte brengen van een vloeistofstroom waarmee de lichtste component korrelvormig materiaal zich laat meevoeren naar een afvoer aan de bovenzijde van de ruimte,
C) na het afvoeren van de component korrelvormig materiaal het zodanig vergroten van de stroomsnelheid van de vloeistofstroom dat deze een zwaardere component korrelvormig materiaal meevoert,
D) het herhalen van stap C totdat de stroomsnelheid van de vloeistofstroom een maximale waarde heeft bereikt.
Op deze wijze is het mogelijk met een enkele ruimte een mengsel in meer dan twee componenten te scheiden. Een dergelijk scheidingsproces verloopt discontinu.
De inrichting wordt bij voorkeur gekenmerkt doordat de ruimte aan de bovenzijde en de onderzijde versmald is. Door de versmallingen zal de snelheid van de vloeistofstroom nabij de bovenzijde en de onderzijde toenemen waardoor de gescheiden componenten versneld worden afgevoerd.
Een andere voorkeursuitvoering van de inrichting wordt gekenmerkt doordat de ruimte nabij het midden ringvormig is, het te scheiden mengsel via een ringinjekteur wordt ingebracht en de ringvormige ruimte boven de injekteur breder is dan de uitlaatopening van de injekteur. Met een
<Desc/Clms Page number 4>
dergelijke inrichting is het mogelijk een te scheiden mengsel met relatief hoge snelheid in de ringvormige ruimte te brengen waarna de opwaartse stroomsnelheid door het breder zijn van de ringvormige ruimte dan de uitlaatopening van de injekteur zal afnemen zodat de zwaardere componenten langs de injekteur kunnen dalen. De ringvormige ruimte heeft als voordeel dat het stromingspatroon van de opwaartse vloeistofstroom in een dergelijke ruimte overal goed beheersbaar
EMI4.1
is.
De ruimte heeft bij voorkeur een aantal van afsluiters voorziene afvoeren. Zo wordt het mogelijk afhankelijk van de snelheid van de opwaartse vloeistofstroom een buffer naar keuze of volgend proces naar keuze aan te koppelen.
De inrichting omvat bij voorkeur tasters, automatisch bedienbare kleppen en een gegevensverwerkende eenheid.
Zo wordt het mogelijk de inrichting volautomatisch te laten werken waarbij het proces wordt gestuurd afhankelijk van de geregistreerde meetwaarden. Voorts is het bijvoorbeeld mogelijk afhankelijk van de in de gegevensverwerkende eenheid in te geven gewenste eindprodukt een optimale procesaansturing te realiseren. Het is ook mogelijk een meting van het uitgangsmateriaal vooraan in het proces, zoals beschreven in de onderhavige werkwijze, plaats te laten vinden en de aansturing van het proces af te stemmen op de gevonden meetwaarden. Door deze sturing (voorwaartse koppeling) is de kwaliteit van de resulterende componenten, of het daaruit samengestelde mengsel, constant beheersbaar.
De uitvinding wordt navolgend onder verwijzing naar de in de figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden verklaard. Hierin toont : figuur 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht op een inrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 2 een schematisch weergegeven alternatieve uitvoering van een inrichting overeenkomstig de uitvinding,
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 3 een aanzicht op een aantal gekoppelde in een zandwinningproces opgenomen inrichtingen overeenkomstig figuur 1, en figuur 4 een aanzicht op een schematische weergave van een in een zandbindingsproces opgenomen inrichting over- eenkomstig figuur 2.
Figuur 1 toont een ruimte 1 voor het scheiden van door middel van aanvoer 2 en een ringinjekteur 3 aangevoerd vloeistof/korrelvormig materiaal-mengsel. Op de ringinjek- teur 3 is ook een vloeistoftoevoer 4 aangesloten. De op- waartse stroomsnelheid van het de ringinjekteur 3 verlatend vloeistof/korrelvormig materiaalmengsel is door het regelen van de toevoer van vloeistof door middel van vloeistoftoe- voer 4 zodanig instelbaar dat de opwaartse vloeistofstroom een lichte component korrelvormig materiaal met zich mee- voert en via een afvoeropening 5 aan de bovenzijde de ruimte
1 verlaat. Een zware component korrelvormig materiaal zal langs de ringinjekteur 3 afdalen om de ruimte 1 via een afvoer 6 te verlaten.
Aan de onderzijde van de ruimte 1 is een extra vloeistoftoevoer 7 aangebracht voor het vergemak- kelijken van de afvoer van de zware component korrelvormig materiaal. De onderzijde van de ruimte 1 is eveneens voor- zien van een afsluiter 8 voor het afvoeren van de totale inhoud van de ruimte 1 indien de opwaartse stroomsnelheid in i bepaalde minimum waarde onderschreden heeft.
Figuur 2 toont een ruimte 9 voor het in meer dan twee componenten scheiden van een vloeistof/korrelvormig materiaalmengsel wat door een slangpomp 10 via een toevoer aan de onderzijde in de ruimte 9 wordt gebracht. Nadat er een hoeveelheid mengsel in de ruimte 9 gebracht is wordt de toevoer van korrelvormig materiaal stopgezet door het slui- ten van een afsluiter 12. Via dezelfde toevoer 11 wordt nu vloeistof 13 aan de onderzijde in de ruimte 9 gevoerd. Door het variëren van de hoeveelheid toegevoerde vloeistof 13 kan ) de opwaartse stroomsnelheid in de ruimte 9 gevarieerd wor- den. Allereerst zal een zodanige kleine opwaartse vloeistof- stroomsnelheid gekozen worden dat alleen de lichtste af te scheiden component korrelvormig materiaal wordt meegevoerd.
<Desc/Clms Page number 6>
De bovenzijde van de ruimte 3 is voorzien van afsluiters 14.
Afhankelijk van het gewenste vervolgtraject van de lichtste component zal tenminste een van de afsluiters 14 geopend zijn zodat het via een afvoer 25 wordt afgevoerd. Indien er bij een bepaalde opwaartse stroomsnelheid geen korrelvormig materiaal meer afgevoerd wordt zal de toevoer van vloeistof zodanig worden vergroot dat de opwaartse stroomsnelheid in de ruimte 9 zo groot is dan een opvolgende lichte component korrelvormig materiaal met de vloeistof wordt meegevoerd.
Afhankelijk van het gewenste vervolgtraject van deze component korrelvormig materiaal zal een andere afsluiter 14 worden geopend terwijl de eerder geopende afsluiter 14 wordt gesloten. Bovengaand beschreven proces zal worden herhaald tot slechts de zwaarste component korrelvormige materiaal in de ruimte 9 achter blijft. Deze zwaarste component korrelvormig materiaal zal via een aan de onderzijde van de ruimte 9 geplaatste afvoer 15 worden afgevoerd. De ruimte 9 is nu leeg en kan opnieuw worden gevuld met de te scheiden mengsel korrelvormig materiaal. De in figuur weergegeven ruimte 9 is nabij de onderzijde voorzien van een aantal extra toevoerinrichtingen 16 voor vloeistof om een bepaald gewenst stromingspatroon in de ruimte 9 op te kunnen wekken.
Figuur 3 toont een aantal gekoppelde ruimten, overeenkomstig de in figuur 1 weergegeven ruimte 1, die zijn opgenomen in een inrichting voor het winnen en scheiden van zand. Van het door een zandzuiger 17 gewonnen mengsel wordt in een inrichting 18 het zand van het slib gescheiden. Via een buffer 19 wordt het zandmengsel aan de ruimte 1 toegevoerd. De lichtste component korrelvormig materiaal wordt afgescheiden en zal vervolgens naar een buffer 20 van deze lichtste component korrelvormig materiaal vervoerd worden.
Het resterende mengsel gaat via een afvoer 6 naar de volgende ruimte 1 alwaar het proces zich herhaalt. De opwaartse stroomsnelheid in de opvolgende ruimten 1 zal steeds verder toenemen. Door een menginrichting 21 kan uit de verschillende componenten zand een mengsel volgens een gewenste specificatie worden samengesteld. Alvorens een component aan da menginrichting 21 wordt toegevoerd wordt op een doseerband
<Desc/Clms Page number 7>
23 door een taster 24 het vochtgehalte ervan gemeten. Zodoende is het mogelijk met behulp van een van het vochtgehalte afhankelijke correctiefactor een juiste hoeveelheid van de betreffende component te doseren. Het is natuurlijk ook mogelijk een met de opwaartse vloeistofstroom meegevoerd korrelvormig materiaal in een daarna geplaatste ruimte 1 verder te scheiden.
Figuur 4 toont een ruimte 9 overeenkomstig figuur 2 die is opgenomen in een inrichting voor het winnen van zand. Het door de zandzuiger 17 opgezogen zand wordt in de inrichting 18 voor het scheiden van zand en slib naar een buffer voor zand 19 gevoerd. Vanuit de buffer 19 wordt de ruimte 9 batchgewijs van zand voorzien. Door het achtereenvolgens stapsgewijs toe laten nemen van de opwaartse stroomsnelheid van de door een pomp 22 toegevoerde vloeistof, meestal water, wordt steeds de lichtst aanwezige component korrelvormig materiaal met de opwaartse vloeistofstroom meegevoerd. Door het bij iedere opwaartse stroomsnelheid openen van slechts een bijbehorende afsluiter 14 wordt de afgescheiden component zand naar de gewenste buffer 20 voor de desbetreffende component korrelvormig materiaal gevoerd.
De verschillende componenten zand kunnen door middel van de menginrichting 21 worden vermengd tot een eindprodukt naar keuze.