<Desc/Clms Page number 1>
Korte aanduiding : Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het door zeven op grootte scheiden van in een in een vloeistofstroom opgenomen granulaat, omvattende een toevoer voor de te zeven stroom, een onder een helling geplaatst stationair zeefoppervlak, waarvan de lengtedoorsnede in hoofdzaak vlak is, waarbij over de bovenzijde van het zeefoppervlak de stroom onder zeving van het granulaat kan worden getransporteerd, - een afvoer voor de gezeefde stroom.
In het vakgebied zijn zeven van bovengenoemd type bekend. In de zand- en grindwinning laat men als groottescheidingsstap gewonnen granulaat (zand en grind) in een waterstroom over een zeefhelling stromen. Het granulaat wordt hierbij in contact met het zeefoppervlak gebracht, waardoor de te zeven fractie met een hoeveelheid vloeistof door de mazen van de zeef treedt en aldus van het grovere granulaat wordt gescheiden.
Met "lengtedoorsnede" wordt de doorsnede van het zeefoppervlak langs de beoogde stromingsrichting van het granulaat bedoeld. Er zijn aldus in een dergelijk zeefoppervlak geen zich dwars op de stromingsrichting uitstrekkende goten aanwezig.
Gebleken is echter dat het granulaat de neiging heeft in stroom uit te zakken, en op het zeefoppervlak te sedimenteren, waardoor verstopping van de zeef optreedt. Dit probleem wordt in de stand van de techniek vermeden door de hellingshoek van het zeefoppervlak te vergroten, zodat de stroomsnelheid van de granulaat/waterstroom toeneemt ; dit heeft echter het nadeel dat een aanzienlijk deel van de te scheiden fractie niet wordt gezeefd en met de grovere fractie wordt afgevoerd, waardoor het zeefrendement wordt verlaagd. De neiging tot sedimenteren wordt bovendien mede bepaald door de zeefomstandigheden, zoals de water:granulaatverhouding en de korrelgrootteverdeling van het granulaat en de toevoersnelheid.
De uitvinding beoogt bovengenoemd probleem op te heffen en wordt daartoe gekenmerkt, doordat de inrichting voorts ten minste een spleetvormige smooropening voor de stroom omvat, waarvan de
<Desc/Clms Page number 2>
onderzijde wordt begrensd door het zeefoppervlak en de bovenzijde door in de stroom te plaatsen smoormiddelen.
Onder "smooropening" wordt een doorlaat voor de te zeven stroom bedoeld, waarvan de oppervlakte kleiner is dan de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de stroom, wanneer deze onbelemmerd over het zeefoppervlak stroomt. Onder "smoormiddelen" worden middelen bedoeld, die de bovenzijde van de smooropening begrenzen. De smoormiddelen kunnen velerlei vormen hebben, zolang hiermee een geschikte smooropening wordt begrensd en kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een schot- of balkvormig lichaam, dat op afstand van het zeefoppervlak is geplaatst. Bij gebruik van de inrichting bevinden de smoormiddelen zich aldus tenminste gedeeltelijk in de stroom onder de vorming van een smooropening.
Door de aanwezigheid van een smooropening zal ter plaatse van de smooropening stuwing van de granulaatstroom ontstaan en is de stroomsnelheid aldaar verhoogd. Verrassenderwijs is gebleken, dat hierdoor doelmatig sedimentatie van het granulaat op het zeefoppervlak wordt tegengegaan, zonder dat het granulaat sterke menging ondergaat en zonder contact met het zeefoppervlak te verliezen. Door een sterke menging verliezen de te zeven deeltjes namelijk het contact met het zeefoppervlak, waardoor de zeving nadelig wordt beïnvloed. Aldus wordt de granulaatstroom gedurende het transport in een continue stroming gehouden. Optimale zeving zal plaatsvinden wanneer het transport van de granulaatstroom over het zeefoppervlak gaande wordt gehouden, waarbij het granulaat in de stroom het contact met het zeefoppervlak niet verliest.
Aldus kunnen de te zeven deeltjes optimaal met water door de openingen van het zeefoppervlak gevoerd worden.
Er zijn dus geen gootvormige verdiepingen in het zeefoppervlak nodig, die zich dwars op de stromingsrichting van het granulaat uitstrekken. In het vakgebied worden dergelijke goten aangebracht om sedimentatie van het granulaat tegen te gaan. In dit verband wordt gewezen op GB-A-2 015 367 en DE-C-605 477. Desgewenst kunnen er in de inrichting volgens de uitvinding gootvormige verdiepingen in het zeefoppervlak aanwezig zijn, die zich echter in lengterichting, dat wil zeggen in de beoogde stromingsrichting van het granulaat uitstrekken, ofschoon een dergelijke vorm van het zeefoppervlak geen noemenswaardig aanvullend voordelig effect in het kader van de uitvinding met zich meebrengt. Het verdient
<Desc/Clms Page number 3>
derhalve de voorkeur het zeefoppervlak in zowel lengte- als breedterichting vlak uit te voeren.
In US-A-5 614 094 wordt een trilzeefinstallatie beschreven, waarin meerdere onder en heftig geplaatste zeefoppervlakken onder elkaar zijn aangebracht. Een op grootte gescheiden granulaat wordt op het bovenste zeefoppervlak gestort, waarna het granulaat langs de helling van het bovenste zeefoppervlak in neerwaartse richting wordt getrild. Boven genoemd zeefoppervlak is een zich dwars op het zeefoppervlak uitstrekkende schraper geplaatst, die het verdere transport van het granulaat over het zeefoppervlak bemoeilijkt, waardoor er ophoping van het granulaat bij de schraper ontstaat.
Door deze ophoping wordt de granulaatfractie met kleine dwarsdoorsnede-afmeting op deze plaats door het zeefoppervlak gedwongen en komt op het tweede, fijnere zeefoppervlak terecht. Het grovere granulaat passeert uiteindelijk de schraper en wordt stroomafwaarts opgevangen. Genoemde schraper is aldus een middel dat de voortgang van het granulaat over het zeefoppervlak belemmert, terwijl de smooropening volgens de uitvinding juist een versnelling van de granulaat over het zeefoppervlak veroorzaakt.
In EP-A-0 015 633 en DE-C-674 863 worden eveneens trilzeven beschreven voor het zeven van korrelvormig materiaal, waarbij schotten dwars op de zeef kunnen zijn geplaatst die het te zeven materiaal tegenhouden om het materiaal door de zeef te dwingen. Er vindt geen versnelde stroom van het te zeven materiaal door de opening tussen de schotten en het zeefoppervlak plaats.
In DE-A-2 329 059 wordt een zeefinrichting beschreven, waarbij het zeefoppervlak onder een steile een hoek van ongeveer 60 ten opzichte van de horizontaal is opgesteld. Om verstoppingen tegen te gaan zijn er onder het zeefoppervlak sproeiers aangebracht waardoorheen vloeistof tegen de onderzijde van de zeef wordt gespoten. Aan de bovenzijde van de zeef kan er tegenover een dergelijke sproeier een keerschot zijn geplaatst, om de door het zeefoppervlak gesproeide vloeistof tegen te houden en naar het zeefoppervlak af te buigen. Een dergelijk keerschot vormt echter geen smoormiddel zoals aanwezig is bij de inrichting volgens de uitvinding. Voorts zijn dergelijke sproeimiddelen bij de inrichting volgens de uitvinding niet noodzakelijk en is deze bij voorkeur vrij van sproeimiddelen die op de onderzijde van de zeef zijn gericht.
<Desc/Clms Page number 4>
Bij de inrichting volgens de uitvinding kan de hellingshoek ook bij niet gelijkblijvende omstandigheden, dat wil zeggen wanneer de korrelgrootteverdeling van het granulaat in de stroom wijzigt, in hoofdzaak gelijk worden gehouden. Doordat de hellingshoek van de zeef niet hoeft te worden vergroot, zal weinig van de te scheiden fractie met de grovere fractie worden afgevoerd, waardoor het zeef rendement wordt vergroot. Men kan de hellingshoek juist aanzienlijk verkleinen om het zeef rendement te verhogen, zonder dat sedimentatie en verstopping van het zeefoppervlak optreedt. De hellingshoek van het zeefoppervlak ten opzichte van de horizontaal ligt doorgaans tussen 15 en 40 ; in een voorkeurs uitvoeringsvorm bedraagt genoemde hellingshoek 25 -30 .
Bij voorkeur zijn de smoormiddelen in hoofdzaak evenwijdig met het zeefoppervlak geplaatst. Aldus wordt een spleet met in hoofdzaak rechthoekige vorm gedefinieerd. Gebleken is dat met een dergelijke spleetvorm een goede stuwing kan worden verkregen, zonder dat er storende turbulentie stroomafwaarts van de smoormiddelen optreedt. Een dergelijke rechthoekige spleet kan worden verkregen door de smoormiddelen in hoofdzaak recht uit te voeren. Men kan echter ook kiezen om de afstand tussen de smoormiddelen en het zeefopperlvak niet constant te kiezen, door de smoormiddelen bijvoorbeeld boogvormig uit te voeren, waardoor de door de smoormiddelen gedefinieerde begrenzing van de smooropening overeenkomstig boogvormig verloopt. Hiermee wordt bereikt, dat de stuwing van de granulaatstroom over de breedte van de stroom niet gelijk is.
Met een dergelijke maatregel kan bijvoorbeeld met het oog op de belasting op de inrichting stuwing ter plaatse van de randen van het zeefoppervlak lager worden gekozen dan op afstand van de randen.
De smoormiddelen zijn bij voorkeur in hoofdzaak dwars op de beoogde stromingsrichting van het granulaat geplaatst, waardoor de smooropening eveneens dwars op de stromingsrichting staat, en het granulaat aldus onder een rechte hoek door de smooropening stroomt.
Hierdoor worden optimale stuwing en verbeterde zeefresultaten verkregen. In een dergelijk geval bedraagt de hoek van de smoormiddelen ten opzichte van de beoogde stromingsrichting van de vloeistofstroom 90 of wijkt daar niet wezenlijk van af. Men kan er echter ook voor kiezen om de smoormiddelen onder een andere hoek te plaatsen, bijvoorbeeld diagonaal op het zeefoppervlak, of onder een geringere hoek dan de diagonaal, waardoor de stuwing aldus
<Desc/Clms Page number 5>
gedeeltelijk eveneens in zijwaartse richting plaatsvindt, hetgeen de stromingsrichting van de vloeistofstroom over de zeef beïnvloedt.
In een volgende uitvoeringsvorm strekken de smoormiddelen zich in hoofdzaak over de volledige breedte van het zeefoppervlak uit, waardoor de smoormiddelen een spleetvormige srnooropening definiëren die zich over de hele breedte van de zeef uitstrekken.
Aldus kan de volledige breedte van de stroom over de zeef worden voortgestuwd en wordt sedimentatie over de volledige breedte tegengegaan. Het is echter ook mogelijk om de smooropening slechts over een gedeelte van de breedte van de zeef te laten uitstrekken.
Men kan er dan bijvoorbeeld voor kiezen om stroomafwaarts een volgende smooropening te definiëren, die een ander gedeelte van de breedte van de zeef bestrijkt.
Met voordeel is de afstand tussen het zeefoppervlak en het smoormiddelen instelbaar. Wanneer sedimentatie lijkt op te treden kan dit eenvoudig worden tegengegaan door de afstand tussen de smoormiddelen en het zeefoppervlak eenvoudig te verkleinen. Door het zeef rendement te controleren is het door de vakman op eenvoudige wijze empirisch na te gaan of de optimale instelling is bereikt.
De hoek tussen het zeefoppervlak en de smoormiddelen, gezien in de beoogde stromingsrichting bedraagt bij voorkeur maximaal 90 , met meer voorkeur 20-70 , en met de meeste voorkeur 40-60 . Genoemde hoek is met voordeel instelbaar. Wanneer genoemde hoek 90 of minder bedraagt, wordt de stroom als het ware in de richting van het zeefoppervlak geperst, hetgeen stuwen bevordert, zonder dat overmatige menging stroomafwaarts van de smoormiddelen optreedt.
Wanneer sedimentatie toch blijkt op te treden, is het van voordeel wanneer de hoek tussen het zeefoppervlak en de smoormiddelen kan worden aangepast om een continue stroming van het granulaat over het zeefoppervlak zonder sedimentatie te waarborgen. Genoemde hoek is eveneens afhankelijk van de hellingshoek van het zeefoppervlak, maar ligt doorgaans in het bovengenoemde gebied. Met voordeel is de hoek tussen de smoormiddelen en de horizontaal in de beoogde stromingsrichting eveneens maximaal 90 .
Smoormiddelen zijn bij voorkeur als langwerpige schotten uitgevoerd, en kunnen star, verstelbaar, scharnierend of buigzaam zijn en desgewenst tezamen in een raamwerk waarvan de hoogte en de
<Desc/Clms Page number 6>
hoek ten opzichte van het zeefdek verstelbaar is, boven het zeefoppervlak zijn gemonteerd. Een continue verstelling is voordelig om bij de bij voortduring optredende variaties van de hoeveelheid en korrelgrootteverdeling van het te zeven toegevoerde granulaat, de stroom gaande te houden. Een belangrijk punt is bijvoorbeeld dat er aan het stroomafwaarts gelegen eind van het zeefoppervlak voldoende water moet zijn om onder alle omstandigheden het daar aanwezige "grof" af te voeren. Met "grof" wordt granulaat bedoeld, dat een grotere diameter heeft dan de mazen van de zeef en aldus niet door de zeef kan treden, en in de vloeistofstroom achterblijft.
Verassenderwijs is gebleken dat "grof" zich in het algemeen beter door een vloeistofstroom laat meevoeren dan "fijn". Met "fijn" wordt de granulaatfractie bedoeld, met een kleinere diameter dan de mazen van de zeef, en aldus gedurende het zeven door de zeef kan treden. Dit is voordelig, omdat aan het begin van het zeefoppervlak, waar het "fijn" gezeefd dient te worden, veel water ter beschikking staat, en aan het eind van de zeef, waar een groot deel van het water reeds door de mazen van de zeef is verdwenen, de resterende hoeveelheid water nog voldoende is om het "grof" te transporteren. Aldus kan sedimentatie van het "grof" reeds bij een geringe hoeveelheid water worden voorkomen. Er is namelijk veel water ter beschikking aan het begin waar het "fijn" uitgespoeld moet worden terwijl het "grof" aan het eind waar weinig water over is zich makkelijker laat meenemen.
Met groot voordeel omvat de inrichting volgens de uitvinding meerdere op afstand van elkaar gelegen smooropeningen om sedimentatie over het gehele zeefoppervlak doelmatig tegen te gaan.
Wanneer de inrichting meerdere na elkaar geplaatste smoormiddelen, zoals schotten omvat, wordt de hoogte van de smoormiddelen resp. schotten bij voorkeur zodanig ingesteld, dat deze in stromingsrichting afneemt. Omdat een gedeelte van het water door het zeefdek afvloeit, neemt de hoeveelheid water van de granulaatstroom in stroomafwaartse richting af. Om het transport van het granulaat gaande te houden en aldus sedimentatie tegen te gaan, en om de snelheid van de stroom te behouden, is het voordelig de doorlaat tussen de schotten en het zeefdek, dat wil zeggen de afmetingen van de smooropeningen, in stroomafwaartse richting af te laten nemen.
De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze, voor het met een zeef onder een helling op grootte scheiden van een in
<Desc/Clms Page number 7>
een vloeistof opgenomen granulaat, waarbij men een stroom in de vloeistof opgenomen granulaat over de zeef laat stromen waarbij men de stroom door een spleetvormige smooropening dwingt, in hoogte begrensd door enerzijds het zeefoppervlak en anderzijds smoormiddelen, waarbij de hoogte van de spleet kleiner is dan de hoogte van de vloeistofstroom, gemeten loodrecht op het zeefoppervlak.
Bij voorkeur stelt men genoemde hoogte en de hoek tussen het zeefoppervlak en de smoormiddelen in de beoogde stromingsrichting in, al naar gelang de hoeveelheid granulaat, de korrelgroottever- deling van het granulaat en de hoeveelheid vloeistof waarmee het granulaat over de zeef wordt getransporteerd. Deze instelling kan handmatig plaatsvinden ; eenvoudige wijze kan door het bedienend personeel worden vastgesteld of het zeefrendement door de instelling toeneemt om aldus de optimale instelling te verkrijgen.
Met voordeel zijn de hoeken en de hoogte van de schotten continue verstelbaar, zodat onder alle omstandigheden van variabele granulaathoeveelheid, korrelgrootteverdeling en de water : granulaatverhouding in de stroom, het zeefrendement optimaal is.
Ook kunnen meerdere smoormiddelen op een geschikte manier met elkaar zijn gekoppeld. Zo kunnen bijvoorbeeld meerdere schotten tezamen in een raamwerk zijn geplaatst, waarbij de hoek en hoogte van de schotten in het raamwerk door de instelling van de positie van het raamwerk kunnen worden gewijzigd teneinde het optimale verloop van het proces te handhaven bij wijziging van beschreven variaties in het toegevoerde granulaat-watermengsel.
Er zijn meerdere mogelijkheden voor het optimaal instellen van de smoormiddelen in relatie tot de genoemde omstandigheden. In een aantrekkelijke uitvoeringsvorm wordt met een sensor vastgesteld of er grof materiaal dat niet door de zeef kan worden doorgelaten, aan het eind van het zeefdek sedimenteert. Wanneer dit plaatsvindt, worden de smoormiddelen bij voorkeur zodanig versteld, dat er meer water doorgelaten wordt. Dit kan bijvoorbeeld door de hoogte tussen de schotten en het zeefoppervlak te verhogen, waarbij men dient te controleren of de gewenste stuwing en daardoor het zeefrendement van de vloeistofstroom voldoende blijft. Om het zeefrendement te meten kan men bijvoorbeeld het gezeefd materiaal per tijdseenheid meten en de instellingen continu instellen om het hoogste zeefrendement te handhaven.
<Desc/Clms Page number 8>
Men kan eveneens een of meerdere sensoren langs het zeef oppervlak plaatsen, die eventuele sedimentatie van het te zeven granulaat registreren. Wanneer sedimentatie wordt geregistreerd, kan daarop de afstand van de schotten tot het zeefoppervlak worden verkleind. Dit kan plaatsvinden door de schotten bijvoorbeeld dichter bij het zeefoppervlak te brengen of door de hoek tussen het zeefoppervlak en het schot, gemeten in de beoogde stromingsrichting, te verhogen. Bovengenoemde instellingen kunnen desgewenst ook computergestuurd worden geregeld. Door het toepassen van geschikte meet- en regeltechniek kan de instelling volledig worden geautomatiseerd.
De uitvinding zal hieronder aan de hand van de tekening nader worden toegelicht.
Figuur 1 is een lengtedoorsnede van een zeef volgens de stand van de techniek,
Figuur 2 is een lengtedoorsnede door een zeef, waarboven schotten zijn geplaatst,
Figuur 3 is een gedetailleerde weergave van figuur 2.
In figuur 1 stroomt over een onder een helling a geplaatst zeefoppervlak 3 een in een vloeistof 1 opgenomen granulaat. Het zeefoppervlak is in de lengtedoorsnede vlak. De stromingsrichting van de stroom is met een pijl weergegeven. Op het zeefoppervlak bevindt zich gesedimenteerd granulaat 2, waardoor een goede werking van de zeef wordt belemmerd.
In figuur 2 zijn op afstand van het zeefoppervlak 3 schotten 4A en 4B geplaatst. De vloeistof/granulaatstroom zal bij het passeren van het stroomopwaarts gelegen schot 4A door een smooropening 10 worden gestuwd, waardoor het granulaat stroomafwaarts van het schot ter plaatse van 5A over de zeef wordt voortbewogen, waarbij het te zeven granulaat het contact met het zeefoppervlak in hoofdzaak niet verliest. Sedimentatie wordt aldus doelmatig tegengegaan. Stroomopwaarts van schot 4A is in het weergegeven geval sedimentatievorming 2 mogelijk. Bij het stroomafwaarts gelegen schot 4B wordt de stroom nogmaals gestuwd en vindt er ter plaatse van 5 zeving met hoog rendement plaats. Om sedimentatie stroomafwaarts van de weergegeven schotten tegen te gaan is het voordelig om over in hoofdzaak de volledige helling op regelmatige afstand van elkaar genoemde schotten op te stellen.
In figuur 3 zijn schotten 4A en 4B van een flexibel materiaal uitgevoerd en bevinden zich op een afstand d van elkaar, welke met
<Desc/Clms Page number 9>
voordeel instelbaar is. De hoek P tussen het zeefoppervlak en de schotten in de beoogde stromingsrichting bedraagt in het weergegeven geval ongeveer 40 . Deze is met voordeel instelbaar en bedraagt in het weergegeven geval ongeveer 20 . De hellingshoek a tussen de horizontaal H en het zeefoppervlak 3 is eveneens met voordeel instelbaar. Met 6 wordt een toevoerstroom van een granulaat-vloeistofmengsel weergegeven. Gedurende het zeven over het zeefoppervlak 3 wordt de fractie ("fijn") 7 met de gewenste maximale korrelgrootte gewonnen. Het grovere granulaat ("grof") 8 kan stroomafwaarts van de zeef verder worden bewerkt of worden afgevoerd.
De afstand tussen schot 4A en het zeefoppervlak is groter dan de afstand tussen het stroomafwaarts gelegen schot 4B en genoemd zeefoppervlak, waardoor respectievelijk twee smooropeningen 10A en 10B van verschillende afmeting worden gedefinieerd. Aldus vindt er stroomafwaarts ondanks het feit dat er minder water beschikbaar is, voldoende stuwing plaats om sedimentatie tegen te gaan.
Het moge duidelijk zijn dat de inrichting volgens de uitvinding niet beperkt is tot grootte-fractionering van zand en grind in een watermengsel. Elk willekeurig granulaat, maar ook elke willekeurige vloeistof kan in de inrichting volgens de uitvinding worden gebruikt voor het verkrijgen van een granulaat met de gewenste korrelgrootte.
Tevens kan de uitvinding worden toegepast voor het voorkomen van sedimentatie op de bodem van kanalen en beddingen, dus voor het verplaatsen van het granulaat dat anders op de bodem zou bezinken op plaatsen waar dit niet gewenst is.