DE10351681B4 - Vorrichtung zum Erzeugen von pulsierendem Aufstromwasser - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von pulsierendem Aufstromwasser für einen Aufstromsortierer oder eine Setzmaschine mit einer Systempumpe (12), die aus einem Wasservorrat Wasser als Aufstromwasser fördert, wobei an der Förderleitung (14) eine Abzweigerleitung mit wenigstens einem ersten Ventil (20) vorgesehen ist, das über eine Zeitschaltung getaktet zur Druckveränderung in der Förderleitung (14) angesteuert ist und während des Offen-Zustands Wasser in einen Nebenstrom (16) abzweigt.

Description

• Die Vorrichtung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von pulsierendem Aufstromwasser, die auch in Aufstromsortierern unter Ermöglichung von geschlossenen Prozeßwasserkreisläufen genutzt werden kann.
• Zur Trennung von Materialien, etwa zur Trennung von Erzen und Mineralien, mit Hilfe von Aufstromsortierern oder Setzmaschinen sind bereits mehrere Vorrichtungen zum Erzeugen von pulsierendem Aufstromwasser bekannt (z. B. DE 367 760 A , EP 809 534 B1 , DE 44 36 639 A1 ), wobei wenigstens die zuletzt genannte Druckschrift einen aufwändig umzusetzenden apparativen Aufbau besitzt.
• Allgemein werden zur Erzeugung von Pulsströmen im Aufstromwasser regelmäßig aufwendige Vorrichtungen, wie schwingende membranabgedichtete Unterlaufwannen verwendet, die über mechanische Exzenterwellen angetrieben werden. Weiter werden teilweise Luftpulsvorrichtungen verwendet, die mittels Druckluft ein Wasserbett in Bewegung setzen. Bei beiden Vorrichtungen ist ein großer gerätetechnischer Aufwand erforderlich.
• Exzenter-betriebene Schwingsetzmaschinen erfordern beispielsweise für die Hubverstellung einen Ausbau und Austausch der Exzenterwelle, was ohne weiteres ersichtlich großen Aufwand bedeutet.
• Luftgepulste Setzmaschinen besitzen weiter den Nachteil, dass bei jedem Hub Luft entweicht und daher ein unnötig hoher Energiebedarf für die Drucklufterzeugung notwendig ist. Weiter ist der Frischwasserbedarf bestehender Anlagen mit 1 – 2 m³ je t Aufgabematerial sehr hoch. Zudem werden mindestens zwei Pumpen, nämlich eine Frischwasserpumpe und eine Setzfassunterlaufpumpe benötigt. Aufstromsortierer wurden weiter bisher mit gepulstem Aufstromwasser eingesetzt.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Erzeugung von pulsierendem Aufstromwasser zu erzeugen, die für Setzmaschinen oder Aufstromsortierer eingesetzt werden kann. Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen wieder.
• Die neue Vorrichtung zeichnet sich durch eine von der Förderleitung abzweigende zur Pumpendruckleitung oder zur Überlaufleitung eines Hydrozyklons (zweite Version) führende Leitung aus, in die ein oder mehrere pneumatische Quetschventile oder andere ansteuerbare Ventile geschaltet sind, welche mittels einer zeitlichen einstellbaren Schaltung mit einer vorbestimmten Schließzeit und vorbestimmten Öffnungszeit wechseln. Die Steuerung der Ventile erfolgt über ein elektrisches Zeitrelais oder eine ähnliche Vorrichtung.
• Die Steuerung kann weiter in einer vorteilhaften Ausführungsform die Schließgeschwindigkeit und damit die Druckanstiegsgeschwindigkeit in vorgewählter Weise regeln, zum Beispiel über Pneumatikventile und Regelung von deren Steuerdruck.
• Weiter kann optional über ein dem ersten Ventil nachgeschaltetes, manuell einstellbares Ventil der gewünschte Restdruck eingestellt werden, der in der Öffnungszeit herrschen soll.
• Durch den optionalen Einsatz mehrerer zeitgleich oder zeitversetzt arbeitender Ventile kann die Druckanstiegskurve noch weitergehend aufgabenspezifisch eingestellt werden bzw. Unterpulse erzeugt werden.
• Sofern in einer zweiten vorteilhaften Version der Erfindung ein Hydrozyklon vorgesehen ist, kann im Unterlauf ein Ventil eingesetzt werden, um Druckverluste zu vermeiden, das zeitweise, nämlich optional taktgesteuert oder feststoffbezogen geöffnet werden kann, um den Feststoffaustrag zu ermöglichen.
• Durch das Verfahren kann die vollständige Rezirkulation des Prozesswassers ermöglicht werden, so dass Abwasser- und Frischwasserkosten minimiert werden. Durch die Steuerung der einzelnen Ventile kann eine auf das Material und die Trennungsaufgaben spezifische Pulsation eingestellt werden, wobei gleichzeitig keine schwingenden Unterlaufwannen oder Luftpulsvorrichtungen mehr benötigt werden, was kostengünstig ist, und den Energiebedarf erheblich senkt.
• Weiter werden der Platzbedarf und die Baukosten der Gesamtanlage reduziert, während gleichzeitig durch die Pulsation ein wesentlich besseres Absinkverhalten, insbesondere schwereren Feingutes im Prozess erleichtert wird. Weiter wird es möglich, auf eine zweite Pumpe zu verzichten und das Auslasswasser nach den Bypass-Ventilen kann teilweise oder ganz als Nebenwasser für Querstrom- und Aufstromwasser genutzt werden.
• In Verbindung mit Setzmaschinen besitzt die Vorrichtung dabei den Vorteil, dass höhere Differenzdrucke ermöglicht werden, weil das Setzbett in einer Form eine vertikale Komponente hat und eine größere Setzbetthöhe gefahren werden kann, da sich das Material in und am Setzbett noch besser seitlich verteilt.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:
• 1 eine schematische Skizze eines einfachen Ausführungsbeispiels und
• 2 eine Skizze mit mehreren parallelen Ventilen und einem Hydrozyklon.
• In der 1 ist im rechten Teil der Pumpenzulaufbehälter 10 dargestellt, an dem links die Systempumpe 12 angesetzt ist, die den Förderstrom zum Auslass 14 zur Setzmaschine fördert.
• Mit Bezugszeichen 16 ist ein Nebenlaufstrom oder Querstrom bezeichnet und mit Bezugszeichen 18 der Rücklauf von der Setzmaschine. Das wenigstens eine Ventil 20 ist nun an die Förderleitung zum Auslass 14 angesetzt und mit einem nachgeschalteten Drosselventil 22 versehen, wobei ein weiteres Ventil 24 den Wasserstrom entweder zum Nebenstrom oder zum Pumpenzulaufbehälter 10 steuert. Dieses Ventil wird als Rücklauf-Drosselventil 24 bezeichnet. Im Nebenstrom ist in einer bevorzugten Ausführungsform noch ein Drossel-Ventil 26 eingesetzt.
• In der 2 ist beispielhaft eine Mehrzahl von Bypass-Ventilen 20a bis 20c dargestellt, die wiederum in den Vorlauf zur Setzmaschine bzw. an die Leitung des Hauptaufstromwassers angesetzt sind, während der Hydrozyklon 30 mit einem Impulsdrosselventil 32 im Zyklonunterlauf 34 versehen ist. Darunter ist das Setzbett 28 (beispielsweise mit einem ein schräg angeordneten Sieb zum Austrag der Leichtfraktion) dargestellt.
• Das Nebenstromwasser wird wieder am Ort des Bezugszeichens 16 gesteuert durch ein Ventil 26, – als Abgangsventil bezeichnet –, abgezweigt und kann als Brause- oder Querwasser (Nebenaufstromwasser) genutzt werden. Bezugszeichen 18 zeigt wieder den Rücklauf.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von pulsierendem Aufstromwasser für einen Aufstromsortierer oder eine Setzmaschine mit einer Systempumpe (12), die aus einem Wasservorrat Wasser als Aufstromwasser fördert, wobei an der Förderleitung (14) eine Abzweigerleitung mit wenigstens einem ersten Ventil (20) vorgesehen ist, das über eine Zeitschaltung getaktet zur Druckveränderung in der Förderleitung (14) angesteuert ist und während des Offen-Zustands Wasser in einen Nebenstrom (16) abzweigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drosselventil (22) dem ersten Ventil (20) zur Erhaltung eines Restdrucks in der Förderleitung (14) nachgeschaltet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines Hydrozyklons (30) wenigstens ein drittes Ventil (32) im Unterlauf des Zyklons vorgesehen ist, das Druckverluste vermeidet und zur Impulsdrosselung sowie zum betakteten Austrag von Feststoffen dient.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch weitere Ventile (20b, 20c) in zu der ersten Abzweigerleitung parallelen Leitungen.