Trennvorrichtung für 'Körner, Samen und dergleichen Materialien. Die Erfindung betrifft die Nutzbarmachung der Zentrifugalkraft für gehäufte Massen von kleinem spezifischem Gewicht, inn besondern für Gemenge, welche in einer Flüssigkeit aus- pendiert sind und aus einer Mischung vor) festen Teilen besteht, die nur wenig Unter schied im spezifischen Gewicht zeigen.
Im besonderen soll die vorliegende Vorrichtung zur Trennung von gemischtem Korn, Samen und dergleichen dienen, zum Zwecke, die ge nannten Körper sowohl ihrer verschiedenen Schwere nach als auch von fremden Bestand teilen, wie Holzpartikelchen oder dergleichen schädlichen Beimengungen zu trennen.
Materialien der genannten Art lassen sich nur schwer trennen, da die einzelnen Be standteile des Gemenges sich nur wenig im spezifischen Gewicht voneinander unterschei den. Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche eine derartige Trennung schnell und bei gleichzeitig hoher Ausbeute durch geführt werden kann; gleichzeitig soll für einen derartigen Betrieb ein Mindestmass an Kraft, ebenso wie ein Mindestmass einer pas senden Schwebeflüssigkeit verwendet werden.
Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dass die in Rede stehenden Materialien der Ein wirkung der Zentrifugalkraft unterworfen wer den, während sie. in einer passenden Flüssig keit von geeignetem spezifischen Gewicht schweben; hierzu werden sie in einem dreh baren Einsatzgefäss untergebracht, wobei die einzelnen Gemengteile je nach ihrem spezi fischem Gewicht in verschiedenem Abstand von der Schleuderachse sich sammeln. Die leichteren Bestandteile werden hierbei nach oben steigen, während die schwereren Ge- mengteile eine Abwärtsbewegung erfahren.
Zwischen diesen beiden entgegengesetzt ge richteten Strömungen ist eine im wesentlichen neutrale Zone vorhanden, in der die Zentri fugalkraft ein ungestörtes Spiel zwecks Tren nung der Materialien entwickeln kann.
Im besonderen kann das angestrebte Ziel dadurch wirksam erreicht werden, dass das . sich drehende Einsatzgefäss in seinem obern Teil nahe seiner Achse eine Abgabeöffnung besitzt, welche zur Entfernung der leichteren Bestandteile der Mischung dient; am Boden ist in gleicher Weise am Umfang ein Aus lass vorgesehen, durch welchen die schwereren Bestandteile der Mischung entfernt werden, wozu das Einsatzgefäss am obern Teile des feststehenden Gefässes drehbar sein muss.
Nahe der Achse des Einsatzgefässes wird eine ent sprechende Menge Flüssigkeit eingeführt, um eine nach aufwärts gerichtete Strömung von geeigneter Geschwindigkeit zu erzeugen, welche die leichteren Bestandteile dem obern Auslass zuführt. Anderseits wird eine genügende Menge Flüssigkeit unter Druck unter einen zweiten Einlass am Boden eingeführt, wobei diese Strömung dazu bestimmt ist, entweder allein für sich oder unter Unterstützung der erst eingeführten Flüssigkeit auf die schwereren Bestandteile der Mischung zu bewirken. Die letztere selbst wird in das Einsatzgefäss zu gleich mit der auf höherem Niveau eintreten den Flüssigkeit zugeführt.
In der beiliegenden Zeichnung ist der Er findungsgegenstand näher beschrieben und zwei Ausführungsbeispiele desselben wieder gegeben.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den ge samten Apparat, Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach Linie a-a von Fig. 1, teilweise abgebrochen; Fig. 3 ist ebenfalls ein Horizontalschnitt nach Linie L-h von Fig. 1; Fig.4 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform.
Sämtliche Teile der Zentrifuge sind in dein Rahmen 1 untergebracht. In diesem Rahmen ist das Gefäss 2, welches sich nach oben hin verjüngt, fest angebracht. Der untere Teil 3 des Gefässes ist zweckmässig konisch gestaltet und mit einem Abschlussverrtil 4 an der Spitze versehen.
In dem obern Gefäss 2 ist ein Einsatzge fäss 5 angebracht, welches im wesentlichen analog dein Einsatzgefäss bei Milchschleudern gestaltet ist; die in der Zeichnung wieder gegebene Forrn hat sich bei diesbezüglichen ersuchen als die geeignete Form erwiesen und das Einsatzgefäss ist an der hohlen Welle 6 befestigt, welche in der Muffe 7 als Lager läuft; dieses Lager wird zweckmässig als Kugel lager ausgebildet und von dem Schleuder rahmen 1 getragen. Durch die Muffe 7 wird ausserdem der Antrieb durch den Federheil 9 bewirkt. Die senkrechte Verstellung der Welle zur Muffe kann auf diese Weise beliebig ge regelt werden.
Die Verstellung selbst erfolgt durch die mit Flanschen versehene Mutter 10, die einerseits auf das obere Ende der Muffe aufgeschraubt ist und anderseits sich gegen den Ansatz 11 des obern Endes der Welle 6 legt.
Durch den Rahmen 1 wird ferner das Zu führungsrohr 13 getragen, zu welchem Zweck der Rahmen einen diesbezüglichen Ansatz er hält. Das Rohr 13 ist in der hohlen Welle 6 nach abwärts geführt und endigt unmittelbar oberhalb den radialem Schlitzen 13, welche am untern Ende der Welle 6 vorgesehen sind und sich nach abwärts bis unmittelbar über den Boden 1.1 des Einsatzgefässes 5 erstrecken.
Um die äussere Kante des Bodens herum ist eine grössere Anzahl von Öffnungen 15 zur Abführung der schwereren Bestandteile der Mischung vorgesehen. Uni den Abfluss der Be standteile nach diesen Öffnungen hin zu er leichtern, ist der Boden 14 schräg nach allen Seiten hin geneigt; gleichzeitig sind zwischen je zwei benachbarten Öffnungen Führungs leisten 16 vorgesehen; die in den Winkel zwischen Boden und Wand eingepa sst sind (s. Fig. 3).
Die obere Halsöffnung 17 des Einsatzge fässes 5 ist durch. die Öffnung 18 des äussern feststehenden Gefässes 2 geführt und mündet in eine Abgabeleitung 19 der gebräuchlichen Art; eine Stopfbüchse 20 sorgt für den dichten Abschluss zwischen dein Hals des Einsatzge fässes 5 und der.. Hals des feststehenden Aussen- gefäPoes 2;
es kann infolgedessen keine Flüs- sigkeit, die durch die Zentrifugalkraft in die Höhe geschleudert wird, nach aussen austreten.
Die Schlitze 13 werden zweckmässig mit radial gerichteten Führungswänden 21 ver sehen. Um ferner die Trennung zu erleichtern, sind mehrere tellerförmige Scheiben 22 vor gesehen, welche von der Welle 6 getragen werden. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass bei der schnellen Drehung des Einsatz gefässes 5 alle festen Körper in der Schwebe flüssigkeit voneinander durch die Zentrifugal- kraftgetrenntsind, wobei dieleichterenTeilchen nach oben streben und sich zwischen den In nenkanten der Teller 22 und der hohlen Welle 6 ansammeln, während die schwereren Teilchen sich auf die Innenwandung des Einsatzgefässes 5 zu bewegen.
Um die Entfernung der schwereren Be standteile aus dem Gefäss 5 zu erleichtern, ist es zweckmässig, Flüssigkeit unter Druck unterhalb des Gefässes 5 eintreten zu lassen, und zwar möglichst nahe dem Umfang des äussern Gefässes 2.
Bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1-3 ist unterhalb des Bodens 14 des dreh baren Einsatzgefässes 5 eine Platte 24 in dem Trichter 3 .angeordnet. Die Platte 24 erhält mehrere Kanalleitungen 25, welche sich radial gegen die Wandungen des äussern feststehen den Gefässes 2 hin erstrecken und in ihrem untern Teil in die gemeinsame Zuleitung 26 münden. Da der mittlere Teil des untern trichterförmigen Gefässes 3 bei der Trennung nicht wirksam ist, so wird mit der Platte 24 ein konischer Sammler 27 verbunden, welcher einen Ringraum zwischen seiner Aussenwandung und dem Trichter 3 freilässt, durch den Flüs sigkeit mit in der Schwebe gehaltenem Mate rial abgeleitet werden kann. Die Platte 24 wird in ihrer Mitte ferner mit einem Fusslager 28 für das Einsatzgefäss 5 versehen.
Um zu verhindern, dass feste Bestandteile der zu tren nenden Mischung in den Raum an der Aussen seite des Einsatzgefässes unter Einwirkung der Zentrifugalkraft gelangen, ist es zweckmässig, den Boden des Einsatzgefässes 5 bezw. dessen Aussenwandung der Innenwand des feststehen den Gefässes 2 nach Möglichkeit zu nähern; zweckmässig geschieht dieses durch Anbringung einer Manschette 29 an der Unterkante des Gefässes 5.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ge schieht die Einführung der Schwebeflüssigkeit durch an dem Aussengefäss in der Nähe der Oberkante desselben angebrachte Rohrstutzen 23. Die Stutzen 23 münden hierbei in den zwischen Einsatzgefäss 5 und Aussengefäss 2 befindlichen Ringraum; durch diesen Ring raum gelangt die eingeführte Flüssigkeit nach abwärts zu den Öffnungen im Boden des Ein satzgefässes 5 und nimmt dadurch die schweren Bestandteile mit, um sie nach dem Auslass 4 zu befördern.
Es ist ersichtlich, dass bei dieser Ausfüh rungsform dieselben Konstruktionsprinzipien zur Anwendung gelangen wie bei der erst beschriebenen Ausführungsform.- Es sind nur bestimmte Armaturen, welche nicht wesent lich sind, obgleich sie in gewissen Fällen gute Dienste leisten, fortgelassen. Die Wirkungs weise der beschriebenen Getreideschleuder ist kurz folgende: Das Einsatzgefäss 5 wird mit einer ge nügenden Geschwindigkeit, von beispielsweise 800 Touren pro Minute, in Bewegung gesetzt, so dass ein bedeutender Zentrifugaldruck ent steht. Darauf wird die Saatmischung, welche getrennt werden soll, zugleich mit der Schwebe flüssigkeit in das Innengefäss 5 eingeführt.
Das spezifische Gewicht dieser Schwebeflüs sigkeit wird so geaicht, dass sie für die ver schiedensten Mischungen verwendbar ist. In etlichen Fällen kann reines Wasser verwendet werden, während als Flüssigkeit von höherem spezifischen Gewicht eine passende Lösung von unschädlichem Salz, wie beispielsweise Salpeter (Natriumnitcat) oder auch Kochsalz (1\Tatriumehlorid) in Wasser in Betracht käme; ein wesentlicher hierbei zu beachtender Punkt ist der, dass das spezifische Gewicht der Schwebeflüssigkeit etwas grösser sein muss als dasjenige der leichtesten Bestandteile der zu trennenden Mischung.
Bei der Drehung werden nun die schwe reren Bestandteile sich nach dem äussern Um fang des Einsatzgefässes hin bewegen, wäls- rend die leichteren Bestandteile der Mitte zu streben. Gleichzeitig mit der Einführung der zu trennenden Mischung wird etwas Schwebe flüssigkeit in das Trennungsgefäss mit einge lassen, und weitere Mengen Schwebeflüssig keit werden dem Trennungsgefäss unter ent sprechendem Druck von der Unterseite durch radial gerichtete Kanäle zugeführt.
Die Ge schwindigkeiten in der Zuführung der Flüs sigkeiten werdest ausserdem so geregelt, dass genügend Flüssigkeit unter Druck eintritt, welche nach aufwärts geführt und die leich teren Bestandteile am obern Halsende des Einsatzgefässes entfernt, dass aber auch gleich zeitig noch genügend Flüssigkeit nach ab wärts strömt, um die schwereren Bestandteile am Boden des Einsatzgefässes austreten zu lassen.
Durch entsprechende Regelung des spezi fischen Gewichtes der Schwebeflüssigkeit kann die Genauigkeit der Trennung der Massen be wirkt werden.
Es ist bekannt, dass bereits mehrfach Ver suche in der angegebenen Richtung gemacht sind, um körnige 1ATischungen fester Körper, welche in einer Flüssigkeit schweben, durch Ausschleudern zu trennen; alle diese Versuche waren jedoch fruchtlos, da die einzelnen von einander zu trennenden Massen stets mit Luft umhüllt waren und weil ferner verschiedene Saatkörner die Neigung zeigten, unter dem Einfluss der Oberflächenspannung der Schwebe flüssigkeit sich zu Klumpen und Kügelchen zusammenzuballen, so dass sie später nicht wieder auseinanderzureifen waren.
Es hat sich nun herausgestellt, dass diese Schwierigkeit dadurch umgangen werden kann, dass man, wie in der obigen Beschreibung erwähnt, einen verhältnismässig hohen Zentrifugaldruck an wendet, wodurch die einzelnen Saatkürrrer auch von der Luft getrennt werden und die etwa sich bildenden Klumpen wieder aufge- brochen werden. Infolgedessen wird die Tren- nung im vorliegenden Falle sich genau ent sprechend den spezifischen (,ewichterr der Einzelbestandteile vollziehen.
Mit Hilfe des vorbeschriebenen -Apparates kann man praktisch Trennungen aller Art vornehmen, wie beispielweise die folgenden a) Unkraut, wie beispielsweise wilder Senf, Fuchsschwanz, Kardendistel, getrockneter Klee von Getreidesaat; 1b) Tirnothy-C-Tras, sowie andere Grassamen von Kleesaat: c) Mit Hülsen versehener (Trassamen von enthülstem Samen;
d,) Gerste und Weizen von ]'ei-lgr-aupen e) Weizen und Perlgraupen von Gerste; f) Gerste und Perlgraupen von Weizen; Samen der gleichen Getreidegattung von verschiedenem spezifischem Gewicht. und endlich h) Brandsporen und anderes leichtes Un kraut von den verschiedenen Samenga.ttungs- arten.
Separating device for grains, seeds and similar materials. The invention relates to the utilization of the centrifugal force for heaped masses of low specific gravity, in particular for mixtures which are suspended in a liquid and consist of a mixture of solid parts that show little difference in specific gravity.
In particular, the present device is intended to be used for the separation of mixed grain, seeds and the like, for the purpose of dividing the ge named bodies both according to their different gravity and from foreign constituents, such as wood particles or the like to separate harmful additions.
Materials of the type mentioned are difficult to separate because the individual components of the mixture differ only slightly in terms of specific weight. The purpose of the present invention is to create a device by which such a separation can be carried out quickly and at the same time with high yield; at the same time, a minimum amount of force, as well as a minimum amount of pas send suspended liquid should be used for such an operation.
This purpose is achieved in that the materials in question are subjected to the action of centrifugal force while they are. float in a suitable liquid of suitable specific gravity; for this purpose, they are housed in a rotatable insert vessel, with the individual batches collecting at different distances from the centrifugal axis depending on their specific weight. The lighter components will move upwards, while the heavier counterparts will move downwards.
Between these two oppositely directed currents there is an essentially neutral zone in which the centrifugal force can develop an undisturbed game for the purpose of separating the materials.
In particular, the desired goal can be effectively achieved by the. rotating insert vessel in its upper part near its axis has a dispensing opening which serves to remove the lighter components of the mixture; an outlet is provided on the bottom in the same way on the circumference, through which the heavier components of the mixture are removed, for which purpose the insert vessel on the upper part of the stationary vessel must be rotatable.
An appropriate amount of liquid is introduced near the axis of the liner in order to generate an upwardly directed flow of suitable velocity which feeds the lighter components to the upper outlet. On the other hand, a sufficient amount of liquid is introduced under pressure under a second inlet at the bottom, this flow being intended to affect the heavier components of the mixture either by itself or with the support of the liquid introduced first. The latter itself is fed into the insert vessel at the same time as the liquid entered at a higher level.
In the accompanying drawings, the subject of the invention is described in more detail and two exemplary embodiments are given again.
Fig. 1 is a longitudinal section through the entire apparatus GE, Figure 2 is a horizontal section along line a-a of Figure 1, partially broken away; Fig. 3 is also a horizontal section on the line L-h of Fig. 1; 4 shows a vertical section through a second embodiment.
All parts of the centrifuge are housed in the frame 1. In this frame, the vessel 2, which tapers towards the top, is firmly attached. The lower part 3 of the vessel is expediently designed conically and provided with a closure 4 at the top.
In the upper vessel 2, an Einsatzge vessel 5 is attached, which is designed essentially analogously to your insert vessel in milk extractors; the shape shown in the drawing has proven to be the appropriate shape when requested in this regard and the insert vessel is attached to the hollow shaft 6, which runs in the sleeve 7 as a bearing; this bearing is expediently designed as a ball bearing and supported by the sling frame 1. The sleeve 7 also causes the drive through the spring element 9. The vertical adjustment of the shaft to the socket can be regulated as required in this way.
The adjustment itself is carried out by the flanged nut 10, which is screwed on the one hand onto the upper end of the sleeve and on the other hand lies against the shoulder 11 of the upper end of the shaft 6.
Through the frame 1, the guide tube 13 is also worn, for which purpose the frame a related approach he holds. The tube 13 is guided downwards in the hollow shaft 6 and ends directly above the radial slots 13, which are provided at the lower end of the shaft 6 and extend downwards to just above the bottom 1.1 of the insert vessel 5.
A larger number of openings 15 are provided around the outer edge of the base for discharging the heavier constituents of the mixture. Uni to facilitate the outflow of the Be constituents towards these openings, the bottom 14 is inclined obliquely on all sides; at the same time guide strips 16 are provided between each two adjacent openings; which are fitted into the angle between the floor and the wall (see Fig. 3).
The upper neck opening 17 of the Einsatzge vessel 5 is through. the opening 18 of the outer fixed vessel 2 is guided and opens into a delivery line 19 of the usual type; a stuffing box 20 ensures a tight seal between your neck of the insert vessel 5 and the neck of the stationary outer vessel 2;
As a result, no liquid that is thrown up by the centrifugal force can escape to the outside.
The slots 13 are expediently see ver with radially directed guide walls 21. In order to further facilitate the separation, several plate-shaped disks 22 are seen, which are carried by the shaft 6. It can be seen from the drawing that when the insert vessel 5 rotates rapidly, all solid bodies in the suspended liquid are separated from one another by the centrifugal force, with the lighter particles striving upwards and collecting between the inner edges of the plate 22 and the hollow shaft 6, while the heavier particles move onto the inner wall of the insert vessel 5.
In order to facilitate the removal of the heavier loading components from the vessel 5, it is advisable to allow liquid to enter under pressure below the vessel 5, specifically as close as possible to the circumference of the outer vessel 2.
In the first embodiment according to FIGS. 1-3, a plate 24 in the funnel 3 is below the bottom 14 of the rotatable insert vessel 5. The plate 24 receives a plurality of channel lines 25 which extend radially against the walls of the outer fixed vessel 2 and open into the common supply line 26 in their lower part. Since the middle part of the lower funnel-shaped vessel 3 is not effective in the separation, a conical collector 27 is connected to the plate 24, which leaves an annular space between its outer wall and the funnel 3 through the liq fluid with suspended mate rial can be derived. The plate 24 is also provided in its center with a foot bearing 28 for the insert vessel 5.
In order to prevent solid components of the mixture to be separated from getting into the space on the outside of the insert vessel under the action of centrifugal force, it is expedient to remove the bottom of the insert vessel 5 or the outer wall of the inner wall of the stationary to approach the vessel 2 if possible; This is expediently done by attaching a sleeve 29 to the lower edge of the vessel 5.
In the embodiment according to FIG. 4, the introduction of the suspended liquid occurs through the pipe socket 23 attached to the outer vessel near the upper edge thereof. The socket 23 opens into the annular space located between the insert vessel 5 and the outer vessel 2; the introduced liquid passes through this annular space downwards to the openings in the bottom of the insert container 5 and thereby takes the heavy components with it in order to convey them to the outlet 4.
It can be seen that the same construction principles are used in this embodiment as in the embodiment described above. Only certain fittings, which are not essential, although they serve well in certain cases, have been omitted. The effect of the described grain extractor is briefly as follows: The insert vessel 5 is set in motion at a sufficient speed, for example 800 tours per minute, so that a significant centrifugal pressure is generated. The seed mixture which is to be separated is then introduced into the inner vessel 5 at the same time as the suspension fluid.
The specific weight of this suspension fluid is adjusted so that it can be used for a wide variety of mixtures. In many cases, pure water can be used, while a suitable solution of harmless salt, such as saltpetre (sodium nitrate) or common salt (sodium chloride) in water, could be used as a liquid with a higher specific gravity; An essential point to be observed here is that the specific weight of the suspended liquid must be slightly greater than that of the lightest constituents of the mixture to be separated.
During the rotation, the heavier components will now move towards the outer circumference of the insert vessel, while the lighter components will tend towards the center. Simultaneously with the introduction of the mixture to be separated, some suspended liquid is allowed into the separation vessel, and additional quantities of suspended liquid are fed to the separation vessel under corresponding pressure from the bottom through radially directed channels.
The speeds in the supply of the liquids are also regulated in such a way that enough liquid enters under pressure, which flows upwards and removes the lighter components at the upper end of the neck of the insert vessel, but that at the same time enough liquid flows downwards, to let the heavier components escape at the bottom of the insert vessel.
The accuracy of the separation of the masses can be affected by appropriate regulation of the specific weight of the suspended liquid.
It is known that several attempts have been made in the specified direction to separate granular 1ATischungen of solid bodies floating in a liquid by centrifuging them; All these attempts were fruitless, however, since the individual masses to be separated were always enveloped with air and because various seeds also showed a tendency to clump together into lumps and globules under the influence of the surface tension of the suspended fluid, so that they do not come back later were to rip apart.
It has now been found that this difficulty can be circumvented by applying a relatively high centrifugal pressure, as mentioned in the description above, whereby the individual seeds are also separated from the air and the clumps that may have formed are broken up again. be broken. As a result, the separation in the present case will be carried out exactly in accordance with the specific weight of the individual components.
With the aid of the device described above, practically all kinds of separations can be made, such as, for example, the following a) weeds, such as, for example, wild mustard, foxtail, cardendistel, dried clover from grain seeds; 1b) Tirnothy-C-Tras, as well as other grass seeds from clover seeds: c) Poded (trass seeds from husked seeds;
d,) barley and wheat from egg-barley e) wheat and pearl barley from barley; f) barley and pearl barley of wheat; Seeds of the same grain genus of different specific gravity. and finally h) smut spores and other light weeds from the various types of seed feed.