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Klassierverfahren Die Erfindung betrifft ein Klassierverfahren, bei
welchem eine Flüssigkeit zusammen mit den darin befindlichen festen Teilchen behandelt
wird.
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Es ist bekannt, derartige Klassierverfahren mittels Siebvorrichtungen
durchzuführen. So können mit festen Sieben grobkörnige Produkte zufriedenstellend
abgesiebt werden. Beispielsweise werden in Erzwäschen oft feste Stabsiebe verwendet,
die in der Richtung des Materialstromes aufgestellt sind. Beim Absieben feinkörniger
Produkte stellen sich jedoch Schwierigkeiten ein. Es treten leicht Verstopfungen
auf, und die Leistungsfähigkeit eines solchen festen Siebes für feinkörnige Produkte
ist dadurch gering.
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Aus diesem Grunde werden für feinkörnige Produkte zumeist bewegte
Siebe, wie Schüttelsiebe, Schwingsiebe und Drehsiebe, verwendet. Derartige Siehe
benötigen jedoch größere Energiemengen und weisen zudem noch den Nachteil auf, daß
bewegliche Teile vorhanden sind, die einem Verschleiß unterliegen. Darüber hinaus
sind die Siebbeläge, die häufig aus sehr feinem Material hergestellt sind, gegen
Schäden stark empfindlich. Alle diese Siebvorrichtungen weisen gemeinsam noch den
Nachteil auf, daß sie sehr leicht verstopfen können.
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Es sind weiterhin Vorrichtungen zum Klassieren von Mineralien bekannt,
welche aus Stäben, aus verflochtenem Metalldraht oder aus perforierten Blechen bestehen.
Bei diesen Klassierern wurde eine Erhöhung der Wirksamkeit dadurch versucht, daß
die Neigung der Oberfläche der Stab-, Flecht- oder Blechsiebe allmählich oder stoßweise
geändert wurde. Dabei wurde dem Sieb eine derartige Form gegeben, daß das Wasser
regelmäßiger über die Sieboberfläche sich verteilen konnte. Man gab dem Sieb am
oberen Ende eine größere Neigung als am unteren Ende. Durch diese größere Neigung
wird die wirksame Oberfläche der Öffnungen im ersten Siebteile kleiner, so daß weniger
Wasser durch diese Öffnungen hindurchströmen kann.
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Weiterhin wurde das zu siebende Gut infolge der größeren Neigungen
gezwungen. schneller abwärts zu strömen, so daß dem Wasser weniger Gelegenheit geboten
wurde, sich abzuscheiden. Das Ziel dieser bekannten Vorrichtung war schließlich.
eine möglichst große Menge der kleinen Teilchen, deren Feinheitsgrad durch die Sieböffnungen
bestimmt war. abzuscheiden.
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Ein Entschlämmungssieb für Steinkohle mit konkav gekrümmter Siebfläche
wurde auch bereits verwendet, bei welchem zwecks Reinigung einer durch Schlammwasser
oder durch Suspension verunreinigten Steinkohle die Siebfläche auf ihrem ersten
Teil steil abfallend geformt war und dann in stetiger Krümmung in einen etwa waagerechten
Teil überging, wobei über diesem zweiten Teil eine Brauseeinrichtung derart geneigt
angeordnet war, daß die Flüssigkeitsstrahlen gegen die rückwärtige Böschung des
auf dem Sieb angehäuften Gutes gerichtet waren.
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Die beiden im vorstehenden beschriebenen Vorrichtungen weisen den
Nachteil auf, daß sie nur mit sehr geringer Kapazität wirken können, da sonst die
Zufuhrgeschwindigkeit derart groß wird, daß am Zufuhrende des Siebes die Suspension
parabelartig über den Rand hinausfließt, wodurch sich auch die Wirkungsfläche des
Siebbodens verringert und eine Verstopfungsgefahr auftritt.
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Bemerkt sei, daß bereits eine Siebvorrichtung für feines Gut, beispielsweise
für Kartoffelbrei, bekannt ist, die einen geschlossenen Zylinder aus gelochtem Blech
aufweist. Das Siebgut wird der konkaven inneren Fläche des Zylinders tangential
zugeleitet, und zwar mit einer derartigen Geschwindigkeit, daß sich das Siebgut
spiralförmig über die Siebfläche fortbewegt. Bei dieser Siebweise beeinflussen die
verschiedenen Gänge des spiralförmigen Flüssigkeitsstromes einander derart, daß
eine dicke Schicht gebildet wird, in der sich ein Stau aufbaut, der das Trenngut
durch die Löcher preßt, wodurch die Löcher verstopft werden können.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein völlig neues Klassierverfahren
geschaffen, das die Nachteile der im vorstehenden aufgeführten bekannten Verfahren
nicht aufweist. Gemäß der Erfindung wird eine Flüssigkeit zusammen mit den darin
befindlichen festen Teilchen der Konkavseite einer teilzylindermantelartig gekrümmten,
mit Öffnungen versehenen Oberfläche tangential und in Richtung senkrecht zur
Erzeugenden
dersell>en zugeführt wobei die Öffnungen der Bewegungsrichtung des Gutes zugewandte
Ahscherkanten und in der Richtung des Trenngutstromes eine Weite aufweisen, die
kleiner ist als die senkrecht zu dieser Richtung, höchstens jedoch gleich dieser,
und wobei die Flüssigkeit mit den festen Teilchen in einer solchen Geschwindigkeit
der genannten Oberfläche zu und über diese hinweggeführt wird, daß die Abscherkanten
jeweils von der Flüssigkeit und den darin befindlichen Teilchen eine dünne, im wesentlichen
nur Unterkorn kleiner als etwa die halhe Öffnungsbreite tragende Schicht abscheren.
Mit besonderem Vorteil können das Feststoffgemenge und die Flüssigkeit separat am
Zufuhrende der Trennvorrichtung zugeführt werden, und zwar so, daß der tangential
zugeleiteten Flüssigkeit das Feststoffgemenge in beliebiger Richtung zugeführt wird.
Auch kann es zweckmäßig sein, daß die am Ahfuhrende der Trennoberfläche durchgelassene
Fraktion des zu trennenden Gutes in steuerbarem Umfang für sich gesammelt und der
gleichen Trennvorrichtung wieder zugeführt wird.
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Da das Verfahren nach der Erfindung ein völlig neues Verfahren darstellt,
soll es zum Unterschied zu den bisher bekannten Klassierverfahren als Abscherklassierverfahren
bezeichnet werden. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll Abscherklassierer
genannt werden.
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Gemäß der Erfindung weist ein Abscherklassierer eine gekrümmte, teilzylindermantelartige,
aus Stäben oder aus einem mit Öffnungen versehenen Blech gebildete Oberfläche auf,
wobei die Öffnungen zwischen den Stäben bzw. in dem Blech senkrecht zur Erzeugenden
der Oberfläche einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der parallel zu
dieser Erzeugenden, höchstens jedoch gleich diesem, und weiterhin eine Zufuhrvorrichtung,
welche eine Flüssigkeit mit den darin befindlichen festen Teilchen oder wenigstens
die Flüssigkeit tangential zur Oberfläche und senkrecht zur Erzeugenden der Konkavseite
der Oberfläche zuführt. Ist erfindungsgemäß der Abscherklassierer aus Blech gebildet,
so sind die Öffnungen zweckmäßigerweise spaltförmig, wobei die Spalte parallel zur
Erzeugenden des Abscherklassierers verlaufen. Es kann aber auch zweckmäßig sein,
den Abscherklassierer aus Stäben herzustellen, wobei diese Stäbe ein rechtwinkliges
oder trapezförmiges Profil aufweisen und ihre dem Abscherklassierer zugewandten
Seiten im wesentlichen tangential zur Abscherklassiereroberfläche angeordnet sind.
Vorteilhafterweise kann dabei der Abscherklassierer symmetrisch oder annähernd symmetrisch
ausgehildet sein.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, unter dem Abscherklassierer Auffangvorrichtungen
anzubringen, wobei in an sich bekannter Weise ein bewegliches Organ zwischen den
Auffangvorrichtungen angeordnet ist, mit dem die Auffangbereiche der Auffangvorrichtungen
in Abhängigkeit voneinander eingestellt werden können. Der Abscherklassierer kann
auch weiterhin an der Zufuhrseite eine separate Zufuhrrichtung für das Substanzgemenge
aufweisen. Auch kann die Zufuhr mittels eines Überlaufgefäßes vorgenommen werden,
dessen Überlaufrand mit dem Zufuhrende des Abscherklassierers zusammenfällt, wobei
ein Begrenzungsblech vorgesehen ist, das im wesentlichen parallel zur Tangentialebene
des Zufuhrendes des Abscherklassierers verläuft und das sich in der Nähe des Zufuhrendes
an der Oberseite des Abscherklassierers über dessen ganze Breite hinweg erstreckt.
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Beim Verfahren nach der Erfindung unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß das Trenngut
auf eine Korngröße getrennt werden kann, die bedeutend kleiner ist als die Breite
der spaltförmigen Öffnungen. Das Trenngut muß mit einer ausreichend großen Geschwindigkeit
zugeführt werden, die sich zumindest auf 0,5 m/Sek. belaufen soll. Auf diese Weise
ist es möglich, mit einem erfindungsgemäßen Abscherklassierer, welcher beispielsweise
1,3 mm breite Spalte aufweist, auf eine Korngröße von 0,5 mm zu trennen und bei
der Verwendung einer Spaltbreite von beispielsweise 0,5 mm auf eine Korngröße von
0,2 mm. Es tritt nun keine Verstopfungsgefahr mehr auf, weil durch die Öffnungen
keine Teilchen hindurchgehen, deren Größe der Spaltbreite in etwa entsprechen. Unter
der Bezeichnung »Spaltbreite« soll die in Richtung des Trenngutstromes gemessene
Abmessung des Spaltes oder der Öffnung verstanden werden.
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Die zu trennenden festen Teilchen können bereits von vornherein in
der Flüssigkeit enthalten sein. Es ist jedoch gemäß der Erfindung auch möglich,
ein Gemisch von zu trennenden Teilchen und eine Flüssigkeit dem Zufuhrende der Trennvorrichtung
getrennt zuzuführen, wobei die Flüssigkeit im wesentlichen tangential zur Trennfläche
zugeleitet wird und die Geschwindigkeit und die Kapazität des Flüssigkeitsstromes
genügend groß gewählt sein muß, um das Mitreißen des zu trennenden Gemisches zu
gewährleisten. Das Festteilchengemisch kann hierbei sogar in einem Winkel zur Zufuhrrichtung
sowohl der dem Abscherklassierer zugewandten Seite der zugeleiteten Flüssigkeit
wie auch der von diesem abgewendeten Seite zugeleitet werden.
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Im folgenden soll unter »Trennboden« ein mit Öffnungen versehener
teilzylindermantelartiger Körper verstanden werden, dessen Konkavseite zur Durchführung
des Abscherklassiererverfahrens verwendet wird.
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Als Zufuhrvorrichtung für die festen Teilchen läßt sich ein Förderband
oder eine Förderrinne verwenden.
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Es kann auch sogar das Abfuhrende eines Siebes bzw. einer anderen
Klassiervorrichtung, wie beispielsweise das Abfuhrende eines Abscherklassierers
gemäß der Erfindung, sein.
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Die Vorteile, die mit der getrennten Zufuhr verbunden sind, bestehen
darin, daß man die festen Teilchen in geringer Höhe zuleiten kann, daß sich die
Verwendung einer Vorrichtung, die die Flüssigkeit den festen Teilchen beimischt,
erübrigt und daß die Vorrichtung, die die Zuleitung der Flüssigkeit besorgen soll,
ganz einfach sein kann.
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Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Abscherklassierer,
der aus Stäben gebildet ist, und zwar senkrecht zu den Erzeugenden des Ahscherklassierers.
Die Erscheinung des Abscherens erklärt sich daraus, daß sich eine Flüssigkeitsschicht
mit den in dieser befindlichen Teilchen bewegt und hierbei eine Polygonbahn beschreibt,
da diese Trenngutschicht dem Polyeder folgt, der von den Abscherkanten und den spaltförmigen
Öffnungen gebildet wird. Dabei wird an der Stelle eines jeden Spaltes eine dünne
untere Schicht des Trenngutstromes, die an die dem Strome zugekehrte Abscherkante
prallt, durch die Scherwirkung der oberen Abscherkante abgeschert.
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Diese abgetrennte untere Schicht kann durch die Spaltöffnung abgehen.
Feststoffteilchen, die nun vollständig in dieser unteren Schicht untergetaucht sind,
werden von dieser mitgeführt, während Teilchen, die
sich teilweise
in der unteren Schicht und teilweise außerhalb dieser befinden, gegen die Abscherkante
prallen. Dabei werden nun diejenigen Teilchen, die sich zumindest zur Hälfte ihres
Durchmessers in der abgescherten unteren Schicht befinden, von dieser mitgerissen,
wohingegen Teilchen, die mit mehr als der Hälfte ihres Durchmessers sich außerhalb
der unteren Schicht befinden, über die obere Abscherkante hinwegschnellen und ihren
Weg über den Abscherklassierer fortsetzen. Diese Erscheinung wiederholt sich bei
jedem folgenden Spalt bzw. jeder Abscherkante, so daß der Trenngutstrom allmählich
dünner wird. Dadurch, daß sich diese Erscheinung immer wiederholt, gelangt fast
jedes in der gesamten Flüssigkeitsschicht vorhandene Teilchen in die untere Lage
dieser Schicht und unterliegt dort der Einwirkung des Abscherklassierers. Die am
Ende des Klassierers von diesem abgeführte Fraktion enthält die gröberen Teilchen,
die infolge ihres größeren Durchmessers nicht durch die Spaltöffnung hindurchgegangen
sind, und die restliche, vorhandene Flüssigkeit mit einem entsprechenden Teil derjenigen
Teilchen, die von vornherein darin enthalten waren.
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Die Stärke der abgescherten Schicht ist von verschiedenen Faktoren
abhängig, beispielsweise von der Geschwindigkeit, mit der sich die mit Festteilchen
beladene Flüssigkeit über den Ahscherklassierer bewegt, und vom Profil der Abscherkanten
zwischen die Spalte.
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Es wurde festgestellt, daß die Dicke der abgescherten unteren Schicht
etwa ein Viertel der Spaltbreite beträgt. Die dem Abscherklassierer verliehene Krümmung
ist erforderlich, um unter allen Umständen die Berührung der Flüssigkeitsschicht
mit dem Abscherklassierer aufrechtzuerhalten. Wenn die Zufuhrgeschwindigkeit nicht
niedriger ist als 0,3 m/Sek., so übt die Schwerkraft kaum einen Einfluß auf die
Dicke der abgescherten Schicht aus. Es ist von größter Wichtigkeit, daß der Abscherklassierer
eine möglichst glatte Oberfläche aufweist. Mit anderen Worten, der Abscherklassierer
soll zwischen die Spalte bzw. den Öffnungen mit seinen Abscherkanten seine Krümmungskreise
möglichst eng berühren. Klassierer aus einem Drahtgewebe können aus diesem Grunde
nicht verwendet werden. Um Unregelmäßigkeiten in der Bewegung der Flüssigkeit zu
vermeiden, ist dafür zu sorgen, daß die Seitenwände der Abscherkanten keinerlei
Grate aufweisen.
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Da durch die Öffnungen des Abscherklassierers nur Teilchen abgehen,
deren Größe nicht über das Zweifache der Dicke der abgescherten Schicht hinausgeht
und die Dicke dieser Schicht höchstens ein Viertel der Spaltbreite beträgt, werden
nur Teilchen mit einer die halbe Spaltbreite unterschreitenden Korngröße oder solche,
die eine Korngröße aufweisen, die der halben Spaltbreite entspricht, durch die Spalte
bzw. Öffnungen abgehen, so daß die Gefahr, daß sich die Spalte verstopfen, völlig
ausgeschlossen ist. Leitet man über den Abscherklassierer eine Flüssigkeit mit Festteilchen,
deren Größe die halbe Spaltbreite übersteigt, so erzielt man eine Trennung, bei
der reine, d. h. eine teilchenfreie Flüssigkeit abgeschieden wird.
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Wirkt das zugeleitete Trenngut mehr oder weniger abreibend, so unterliegen
die der Richtung des Trenngutstromes zugewandten Abscherkanten durch das häufige
Aufprallen der Festteilchen einem Verschleiß, der stärker ist, als der an den hinteren
Kanten, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Abscherklassierer unterliegt an der Zufuhrseite
am stärksten diesem Verschleiß da im weiteren Fortgang der Trennung immer weni-
ger
feste Teilchen an die Abscherkanten prallen. Der Verschleiß verringert sich im weiteren
Verlauf allmählich. SIit der Zeit wird durch die Verschleißwirkung der anprallenden
Teilchen das Abscherkantenprofil sich ändern, und die abgescherten Schichten werden
infolge dieser Änderung immer dünner. Daraus ergibt sich, daß die in diesen Teilen
des Abscherklassierers abgescherten Teilchen einen immer kleiner werdenden Durchmesser
aufweisen. Es tritt also hier die neuartige Erscheinung auf, daß ganz im Gegensatz
zu den bisher bekannten Siebverfahren, bei denen infolge des Verschleißes des Siebbodenmaterials
die Siebe auf eine immer gröbere Korngröße absieben, beim Verfahren und der Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung auf eine immer feinere Korngröße klassiert wird.
Da der Verschleiß des Klassierers am Zufuhrende am stärksten ist, wird die Trennung
an dieser Stelle feiner sein als an anderen Stellen des Abscherklassierers. Aus
diesem Grund wird daher erfindungsgemäß der Siebdurchgang getrennt aufgefangen.
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Um fortlaufend eine regelmäßige Trennung zu erzielen, kann gemäß
der Erfindung der Trennboden umgekehrt werden, und zwar derart, daß der eintrittsseitige
Teil und der austrittsseitige Teil ihren Platz wechseln.
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Fig. 3 stellt in graphischer Form die Wirkung dar, die der Verschleiß
auf die Korngröße, bezogen auf die Zeit, während der der Abscherklassierer verwendet
wurde, hatte, sowie auch die Einwirkung des Wendens des Abscherklassierers auf die
Trennkorngröße.
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An denjenigen Stellen, an denen die Kurve Unterbrechungen aufweist,
wurde der Abscherklassierer gewendet. Die abgenutzten vorderen Abscherkanten wurden
durch dieses Wenden zu hinteren Kanten.
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Dies hatte zur Folge, daß nunmehr bei jeder Öffnung bzw. bei jedem
Spalt eine dickere Flüssigkeitsschicht abgeschert wurde.
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Vor dem Wenden des Abscherklassierers befinden sich die von dem Verschleiß
am stärksten betroffenen Abscherkanten an der Eintrittsseite des Klassierers, nach
dem Wenden an dessen Abfuhrseite; und infolgedessen wird an dieser Abfuhrseite auch
eine stärkere untere Lage der Flüssigkeitsschicht abgeschert. Es wird also abfuhrseitlich
auf ein größeres Korn getrennt als zufuhrseitlich.
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Sind auf dem Abscherklassierer Grate vorhanden, so wird zunächst
an den Stellen, an denen sich diese Grate befinden, die Korngröße, auf die getrennt
wird, zu Anfang eine Änderung erfahren. Wenn das zu trennende Gut hart beschaffen
ist, wird der Verschleiß an Ort und Stelle der Grate am größten sein, und deshalb
wird die Trennung nach einiger Zeit wieder eine gleichmäßige. An den Stellen, an
denen die Öffnungen am größten sind, wird anfangs auf eine gröbere Korngröße getrennt.
Da diese Stellen aber auch am stärksten einem Verschleiß unterliegen, wird die Korngröße,
auf die an diesen Stellen getrennt wird, rasch kleiner; auf diese Weise wird die
Trenngröße des Korns nach einiger Zeit überall die gleiche sein. Der erfindungsgemäße
Abscherklassierer hat somit eine selbstregelnde Wirkung, was bei den bisher bekannten
Siebvorrichtungen nicht der Fall ist.
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Vorzugsweise wird der Abscherklassierer aus Stäben gebildet. Besonders
wenn es sich um das Trennen eines Materials handelt, welches eine stark reibende
Wirkung aufweist. Es hat sich gezeigt, daß Abscherklassierer, die aus Stäben gebildet
sind, fast völlig aufgebraucht werden können, ohne daß die Klassierwirkung hierdurch
eine Beeinträchtigung erfährt.
Ein Abscherklassierer aus einem Blech
wäre in diesem Fall längst verbraucht. Während, um die Gefahr des Verstopfens der
Öffnungen zu verhindern, bei bisher bekannten Siebböden Stäbe mit trapezförmigem
Profil verwendet werden, kann man bei dem erfindungsgemäßen Abscherklassierer auf
die Anwendung von Stäben mit trapezförmigem Profil verzichten, da ja keine Verstopfungsgefahr
vorliegt. Die Verwendung von Stäben mit rechteckigem Profil dürfte sogar für die
Trennung von Gut mit abreibender Wirkung vorteilhafter sein, weil dann das Größerwerden
der Öffnung infolge des Verschleißes der Stäbe weniger stark in Erscheinung tritt
als bei Stäben mit trapezförmigem Profil.
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Es ist möglich, mittels Stäben Abscherklassierer mit äußerst geringer
Spaltbreite herzustellen, die es gestatten, sehr fein zu klassieren.
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Selbstverständlich lassen sich zum Trennen von weichem Trenngut auch
Abscherklassierer verwenden, die aus einem Blech hergestellt sind. Man hat in diesem
Falle nur dafür zu sorgen, daß der Abscherklassierer glatt beschaffen ist, d. h.
daß keine Grate vorhanden sind.
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Der erfindungsgemäße Abscherklassierer kann in ganz einfacher Weise
hergestellt werden. Bei einer bestimmten Kapazität benötigt dieser nur einen äußerst
geringen Raum und ist in der Lage, feiner zu trennen als die bisher bekannten festen
Siebe. Mit Rücksicht auf diese Eigenschaften ist es möglich, den Abscherklassierer
für besondere Zwecke zu verwenden, wie beispielsweise in der Stärkeindustrie.
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Der Abscherklassierer ist in der Lage, die kostspieligen und für Schäden
sehr anfälligen Siehe, die mit Böden aus Seide oder Nylon ausgestattet sind, zu
ersetzen. Ein Abscherklassierer gemäß der Erfindung mit einer Nutzklassierfläche
von 1 m2 vermag hierbei ein Sieb mit 100 m2 Siebfläche zu ersetzen. Dies gilt auch
für Kohlen- und Erzaufbereitungsanlagen, für das Trennen viskoser Gemische, beispielsweise
für das Trennen von Borschlämmen, Breien aus Zementrohstoffen u. dgl.
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An Hand der Zeichnung sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die
Vorrichtung nach der Erfindung nochmals erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 4 einen
Querschnitt eines erfindungsgemäßen Abscherklassierers in Schrägansicht; Fig. 5
zeigt einen Querschnitt durch zwei Stäbe eines Abscherklassierers; Fig. 6 zeigt
Einzelheiten eines Abscherklassierers; Fig. 7 bis 10 zeigen schematisch den Verschleiß
der Stäbe des Abscherklassierers, und Fig. 11 bis 12 zeigen Ausführungsformen des
Abscherklassierers nach der vorliegenden Erfindung.
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In Fig. 4 stellt 1 ein Blech dar, über welches das zu trennende Gemisch
in einer durch Pfeile a bezeichnenden Richtung zugeführt wird. Dieses Blech 1 kann
beispielsweise den Boden einer offenen Rinne oder eines geschlossenen Kanals oder
eine der flachen Seiten eines mehr oder weniger zusammengepreßten Gummi schlauchs
bilden. Das Blech 1 schließt tangential an die konkave Seite eines gekrümmten Abscherklassierers
2 an, der sich aus einer Anzahl Stäben 3 zusammensetzt, zwischen denen sich spaltförmige
Öffnungen 4 befinden. Der Abscherklassierer ist derart gekrümmt, daß die Stäbe 3
als die Erzeugenden einer Zylinderfläche betrachtet werden können.
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Feine Feststoffteilchen und Flüssigkeit können durch die Spaltöffnungen
abgehen und sammeln sich in einem Behälter 5 und werden aus diesem über ein Rohr
6 abgeführt. Der Behälter 5 umfaßt den Ab-
scherklassierer an dessen konvexer Seite
völlig, so daß keine Verluste auftreten können. Das Grobkorn bewegt sich über den
Abscherklassierer und wird, wie durch die Pfeile b bezeichnet, am Abflußende des
Abscherklassierers tangential und senkrecht zum letzten Stab 3 vom Abscherklassierer
abgeführt. Diese Teile sammeln sich in einem Behälter 7, aus welchem sie durch das
Rohr 8 abgeführt werden. Statt des Behälters 7 kann auch eine an den Abscherklassierer
anschließende Rinne bzw. ein an denselben anschließender Kanal verwendet werden.
Eine Endwand 9 und eine Seitenwand 10 dienen zur Vermeidung von Verlusten durch
Verspritzen und Abfließen. Der gesamte Abscherklassierer kann mittels einer Deckplatte
11 abgeschlossen werden.
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In Fig. 4 sind die Stäbe 3 waagerecht angeordnet und bilden einen
Abscherklassierer mit einem Kreiszylinderabschnitt von etwa 650, wobei das Aufgabeende
höher und das Abschlußende für die tiberlauffraktion tiefer angeordnet ist. Es ist
jedoch durchaus möglich, den Abscherklassierer in anderer Weise aufzustellen. Die
Stellung ist nebensächlich, wenn nur ein guter Abfluß der Durchfallfraktion gewährleistet
ist. Der Abfluß der Überlauffraktion ist abhängig von der Konzentration des Aufgabegutes,
der Zuleitungsgeschwindigkeit, der Menge Aufgabegut je Siebbreite und von der Länge
des Abscherklassiereres. Diese Größen hat man selbstverständlich bei der Konstruktion
und bei der Verwendung des Abscherklassierers zu berücksichtigen. Die Zuleitungsgeschwindigkeit
kann beispielsweise in einfacher Weise dadurch geregelt werden, daß das zu trennende
Gut durch einen Gummi schlauch geleitet wird, der mehr oder weniger zusammengepreßt
ist.
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Bei der Aufstellung des Abscherklassierers ist dafür zu sorgen, daß
die konkave Seite desselben möglichst wenig vorspringende Teile aufweist, weil sonst
die Strömung des Trenngutes über diese beeinträchtigt wird. Die Befestigungsmittel
werden deshalb möglichst an der konvexen Seite des Abscherklassierers angeordnet.
Grundsätzlich kann gesagt werden. daß jedes Hindernis an der konkaven Seite des
Abscherklassierers zu vermeiden ist.
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Fig. 5 zeigt im Querschnitt zwei Stäbe 3, die bereits längere Zeit
im Gebrauch sind. Zur Verdeutlichung der Vorgänge sind die Stellung und die Entfernung
der Stäbe zueinander stark übertrieben dargestellt. Die Teilchen, die sich in der
durch die Pfeile c bezeichnenden Richtung über den linken Stab hinwegbewegen, werden
an der Abscherkante des rechten Stabes anprallen und dort einen Verschleiß herbeiführen.
Daraus ergibt sich, daß die linken Abscherkanten sämtlicher Stäbe im Laufe der Zeit
abgerundet werden. Man kann nach einiger Zeit das Gemisch in bezug auf die Stäbe
von der anderen Seite zuleiten, wie durch den Pfeil d angegeben ist. Dreht man also
den Abscherklassierer zu gewissen Zeiten. wodurch die Aufgabeseite zur Abfluß seite
wird, so erreicht man einen gleichmäßigen Verschleiß der Stäbe.
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Fig. 6 zeigt eine besondere Befestigungsart von Stäben in einem Abscherklassierer.
Die Stäbe 3 sind in solcher Weise gebogen, daß eine Schlinge 12 entsteht. Durch
die Schlinge 12 der Stäbe läuft eine Befestigungsstange 13. Jeder Stab 3 macht zumindest
zwei Schlingen 12 um eine Stange 13. Die Zahl der Schlingen kann selbstverständlich
größer sein, und zwar richtet sie sich nach der Länge der Stäbe.
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Fig. 7 zeigt einen neuen Stab mit rechtwinkligem Profil und abgerundeten
Ecken;
Fig. 8 zeigt den Stab eines bereits längere Zeit in Betrieb
befindlichen, aber noch nicht gedrehten Abscherklassierers; Fig. 9 und 10 zeigen
Stäbe von gedrehten Abscherklassierern, bei denen der in Fig. 10 dargestellte Stal:
den größten Verschleiß aufweist. Die Pfeile bezeichnen die Förderrichtung. Die Neigungen
zu der Verschleißfläche sind in den Figuren stark übertrieben.
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Die Erscheinung läßt sich jedoch mit dem bloßen Auge sehr gut beobachten.
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Bei dem in Fig. 11 dargestellten Abscherklassierer wird das zu trennende
Gemisch e in einen Üherlaufbehälter 121 geleitet, der eine Trennungswand 122 und
einen Überlaufrand 123 aufweist. Dieser Überlaufrand erstreckt sich über die gesamte
Breite des Abscherklassierers. Gegenüber dem Überlaufrand 123 befindet sich ein
Blech 124, das zusammen mit der Außenwand 125 des Überlaufbehälters 121 dazu vorgesehen
ist, das Gemisch tangential auf den aus Stäben 127 bestehenden Abscherklassierer
126 zu leiten. Die Befestigungsweise des Abscherklassierers 126 ist in der Figur
nicht dargestellt. Es ist von Bedeutung, daß die Befestigungsmittel symmetrisch
angeordnet sind, so daß der Abscherklassierer in einfacher Weise gedreht werden
kann, wodurch das Aufgabeende zum Abfluß ende und das Abflußende zum Aufgabeende
wird.
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Unter dem ersten Teil des Abscherklassierers ist ein Auffangtrichter
128 aufgestellt. Unter dem letzten Teil des Abscherklassierers befindet sich ein
Auffangtrichter 129, und die Überlauffraktion des Abscherklassierers sammelt sich
in einem Auffangtrichter 130.
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Der Auffangtrichter 129 ist mit einer Abfuhrleitung 131 ausgestattet,
die mittels einer Pumpe 132 mit dem Überlaufbehälter 121 in Verbindung steht. Zwischen
den Auffangtrichtern 128 und 129 ist ein Blech 133 angeordnet, das um eine Achse
134 gedreht werden kann, so daß ein Teil der Durchfall fraktion erforderlichenfalls
in den Auffangbehälter 128 oder in den -Auffanghehälter 129 geleitet werden kann.
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Wird der Abscherklassierer gedreht, so hat dies, wie bereits ausgeführt.
zur Folge, daß das Trennkorn am Abfluß ende größer ist als am Aufgabeende. Durch
eine Nachbehandlung dieser dort erhaltenen Fraktion oder durch eine Nachbehandlung
dieser Fraktion auf einem nachfolgenden Abscherklassierer kann die Trennschärfe
gesteigert werden.
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Die Durchfallfraktion f des ersten Teils des Ahscherklassierers wird
gesondert abgeführt. Sie bildet die feine Fraktion. Die Durchfallfraktion des letzten
Teils wird zum tfberlaufbehälter 121 zurückgefördert.
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Da sich die Verhältnisse bei fortschreitendem Verschleiß des Ahscherklassierers
ändern, ist es erwünscht, die Trennungswand zwischen den Auffangtrichtern 128 und
129 verstellbar anzubringen.
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Beispiel 1 In Wasser suspendierter Sand, spezifisches Gewicht 2,7,
wurde in einer Vorrichtung nach Fig. 11 klassiert.
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Der Abscherklassierer bestand aus waagerechten Siebstäben, deren
Breite 2 cm betrug, und zwischen denen Spalte von 1 mm Weite vorgesehen waren. Der
Querschnitt des Abscherklassierers hatte die Form eines Viertelkreises mit einem
Halbmesser von 500 min, wobei die Berührungslinie am Aufgabeende senkrecht angeordnet
war. Die Breite des Abscherklassierers betrug 250 mm. Die Auffangtrichter waren
derart aufgestellt, daß die Durchfallfraktion des oberen Abschnitts (mit einer Bogenlänge
von 600) in den
Auffangtrichter 128 geriet und die Durchfallfraktion des unteren
Abschnitts (mit einer Bogenlänge von 30°) in den Auffangtrichter 129 aufgefangen
wurde.
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Der Oberlaufrand 123 hefand sich 500 mm über dem oberen Rand des Siebbodens,
und zwischen dem Blech 124 und der Außenwand 125 war ein 30 mm weiter Spalt vorgesehen.
Es wurden nachstehende Ergebnisse erzielt: Aufgabemenge (e).......................
57,49 m³/Std.
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Feststoff im Aufgabegut ............ 176 g/l Durchfall fraktion (f)
............... 54,47 m3/Std.
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Feststoff in der Durchfallfraktion ... 133 g/l Überlauffraktion (g)
................ 3,02 m3/S td.
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Feststoff in der Überlauffraktion . .. . 949 g/l
Durdifall- des Feststoffes Durchfall- Überlauf- |
Kornverteilung des Feststoffes fraktion (f) fraktion (g) |
in den getrennten Fraktionen |
i10 |
größer als 1000 Mikron . . . 0,01 43,7 |
500 bis 1000 Mikron 0,29 0,29 26,0 |
350 bis 500 Mikron ...... 3,6 18,0 |
210 bis 350 Mikron 22,7 7,2 |
105 bis 210 Mikron 25,4 1,8 |
geringer als 105 Mikron . . . 48,0 3,3 |
100 100 |
Aus diesen Angaben geht hervor, daß die Durchmesser des 50°/o- und des 95%-Korns
400 und 520 Mikron betrugen (die Durchmesser des 50 %- und des 95%-Korns sind die
Durchmesser der Körner, von denen 500/0 bzw. 95% des Aufgabegutes in die Überlauffraktion
geraten sind). Das Verhältnis der Durchmesser des 50 °/o-Korns und des 95 0/o-Korns
war also 400/520 = 0,77, und der »Steinmetzer-Fehler« (s. »Glück Auf«, 77, S. 121
bis 128 und 137 bis 146, Heft 8 und 9, J. Steinmetzer, »Die Windsichtung der Feinkohle«)
belief sich auf 90/0.
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Das Verhältnis der Durchmesser des 500/o und des 950h-Kofl)s sowie
der »Steinmetzer-Fehler« sind Anzeichen für die Trennschärfe. Zwei Versuche, bei
denen die heiden Durchfallfraktionen zusammengefügt wurden und die mit gleichem
Material und unter gleichen Umständen durchgeführt wurden, ergaben Verhältniszahlen
von 0,47 und 0,48 und einen »Steinmetzer-Fehler« von 11 und 130/0.
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In Fig. 12 stellt p eine Trübe dar, die einem Überlaufbehälter 401
zugeleitet wird, dessen Üherlaufrand 402 zugleich als Zuleitungsrand des Abscherklassierers
403 dient. Gegenüber dem Überlaufrand 402 hefindet sich ein Blech 404, das sich
über die ganze Breite des Abscherklassierers erstreckt und parallel zur Ebene angeordnet
ist, die sich mit dem Aufgabeende des Abscherklassierers berührt. Dieses Blech 404
bewirkt, daß die Trübe tangential auf den Abscherklassierer 403 geleitet wird. Im
Uberlaufhehälter ist ein Blech 405 angeordnet, welches sich über die gesamte Breite
des Abscherklassierers erstreckt und eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten
Trübe iiber den Abscherklassierer fördert. Erforderlichenfalls können die Bleche
405 und 404 an der Oberseite durch ein Blech 406 miteinander verbunden sein. Diese
Verbindung ist in der Fig. 12 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
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Beispiel 2 Ein Abscherklassierer 403 wurde verwendet mit einem Kreiszylinderahschnitt
von 900. Der Halbmesser betrug 400 mm. Die Breite des Trennbodens
war
250 mini. I)ie Stäbe wiesen ein trapezförmiges Profil mit abgerundeten Ecken auf.
Die größte Breite der Stäbe betrug 2,5 mm, die Spaltbreite zwischen den Stäben lielief
sich auf 1 min. Der Ahstand zwischen dem Blech 404 und dem Aufgalieende des Trennen
modells war 15 mm.
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Die Aufgabelnenge betrug 23,2 m3 je Stunde und l)estallel aus Wasser
mit 145 g Sand und feinem Kies je Liter. Die Durchfallfraktion helief sich auf 20,6
m3 je Stuiide. die Überlauffraktion auf 2,6 m3 jeStunde.
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Das o0°/o-lÇorn hatte einen Durchmesser von 0,45 mm, das 95 0/o-Korn
wies einen Durchmesser von 0,80 mm auf. (Ntit a0°i0- bzw. 950/o-Korn wird die Korngröße
der Körner l)ezeichnet, von denen 50°/o bzw. 95 0/o in die Überlauffraktion geraten.)
Ohne Anwendung des Bleches 404 ergab sich, daß die Kapazität des Abscherklassierers
infolge Verstopfung nachließ währeiid das Trenukorn größer und die Trennwirkullg
uligellauer wurde.
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Fig. 13 zeigt eine neue Aggregation des Klassierverfahrens, wobei
die Zufuhrrichtung des Feststoffgemenges aus einer vorgeschalteten Klassiervorrichtung
besteht.
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NIit besonderem Vorteil kann dabei die vorgeschaltete Klassiervorrichtung
ein Abscherklassierer sein, wobei die Erzeugenden heider Abscheroberflächen im wesentlichen
parallel zueinander verlaufen.
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Nach Fig. 13 wird ein in Flüssigkeit suspendiertes, aus zu trennenden
Festteilen bestehendes Gemisch bei p einem Üherlaufbehälter 201 zugeführt, der durch
eine Scheidewand 202 in zwei Teile getrennt ist, und zwar derart, daß das Gemisch
unter die Scheidewand hinunter strömen muß, um den Überlaufrand 203 zu erreichen.
Außerhalb des Uberlaufbehälters befindet sich dem Überlaufrand 203 gegenüber ein
Blech 204. das zusammen mit der Wand 205 des Üherlaufbehälters 201 das Gemisch tangential
auf den Abscherboden 206 leitet; der Behälter 201, der Überlaufrand 203 und das
Blech 204 haben die gleiche Breite wie der Abscherboden 206. Die Durchfall fraktion
des Abscherklassierers sammelt sich in einem Sammelbehälter 207 und wird schließlich
bei q abgeführt.
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Bei r fließt Wasser in einen Überlaufbehälter 208; das Wasser strömt
über den Überlaufrand 209 und wird mittels Bleche 210 und 211 tangential auf den
Abscherboden 212 geleitet. Der Oberrand des Abscherbodens 212 schließt unmittelbar
an das Abflußende des Abscherbodens 206 an und fällt soviel wie möglich mit diesem
Abflußende zusammen. Die Uberlauffraktion des Abscherbodens 206 vereinigt sich mithin
mit dem aus dem Überlaufbehälter 208 austretenden Flüssigkeitsstrom, und zwar an
der wirksamen Seite desselben. Das Blech 210 erstreckt sich bis gerade gegenüber
dem Abflußende des Abscherbodens 206, wodurch vermieden wird, daß sich Teilchen
quer durch den Wasserstrom hindurchbewegen.
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Die Teilchen werden von dem Wasserstrom mitgerissen und werden infolgedessen
auf dem Abscherboden 212 ausgewaschen.
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Die Durchfallfraktion des Abscherbodens 212 wird in den Sammelbehälter
213 aufgefangen und bei s ahgeführt. Die t'berlauffraktion des Abscherbodens 212
sammelt sich in dem Behältere 214 und wird bei t abgeführt. Die in Fig. 13 dargestellte
Vorrichtung kann z. B. in einer Schwerflüssigkeitswäsche Anwendung finden, wobei
dann der Abscherboden 206 als Ahtropfsieb und der Abscherhoden 212 als (erstes)
Berieselungssieh dienen kann. Die Vorrichtung gemäß Fig. 14 kommt derjenigen v9n
Fig. 13 gleich, jedoch mit dem Unterschied. daß der Abscherboden 212 1800 um eine
.senkrechte
Achse gedreht wird. so daß, wie diese Figur zeigt. die konvexe Seite des Abscherbodens
212 sich an der rechten Seite und die konvexe Seite des Abscherbodens 206 sich an
der linken Seite befindet. während sich gemäß Fig. 13 die konvexen Seiten beider
Abscherböden an derselben (linken) Seite befinden. Aus diesem Grunde weichen die
in den Fig. 13 und 14 gezeichneten Anschlüsse zwischen beiden Ahscherböden einigermaßen
voneinander ab. Gemäß Fig. 14 befindet sich das Abflußende des Abscherbodens 206
gegenüber dem Aufgaheende des Al>-scherbodens 212. Das Blech 210 endet oberhalb
des Ahflußendes des Abscherbodens 206, so daß dessen Ülierlauffraktion unterhalb
des unteren Randes von Blech 210 abgeführt wird und am Aufgaheende des Abscherhodens
212 von dem aus dem Üherlaufl)ehälter 208 hinaustretenden Wasserstrom mitgerissen
werden kann.
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Das erfindungsgemäße Abscherklassierungsverfahren und der erfindungsgemäße
Abscherklassierer können in beliebiger Weise mit anderen Trenn- oder Aufhereitungsvorrichtungen
in sogenannten Stammbäumen kombiniert werden.