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Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut, insbesondere Mineralien,
und zum Aufschwemmen des vermahlenen Gutes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Zerkleinern von Stückgut, insbesondere Mineralien, und zum Aufschwemmen des
vermahlenen Gutes, bei der das Mahlgut in einem ganz mit Wasser gefüllten Mahlraum
unter ständiger Wasserzufuhr und -abfuhr durch umlaufende Zerkleinerungswerkzeuge
vermahlen und durch das abfließende Wasser über einen Stauschieber von einstellbarer
Höhe abgeschwemmt wird.
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Bei diesen Vorrichtungen bildet sich im Mahlraum unter Einwirkung
der umlaufenden, z. B. an einem Drehkörper befestigten Zerkleinerungswerkzeuge eine
sogenannte Wasserwalze, die das Mahlgut im Kreise bewegt und es infolgedessen durch
Abrieb und Stoß sowohl gegen die Mahlraumwände als auch der einzelnen Mahlgutstücke
untereinander in Verbindung mit der schlagenden Wirkung der Zerkleinerungswerkzeuge
vermahlt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung dieser Art die
Korngröße des vermahlenen abgeschwemmten Gutes vorzugsweise stetig abändern bzw.
einstellen zu können. Gleichzeitig soll das abgeschwemmte vermahlene Gut eine möglichst
gleichförmige Korngröße aufweisen. Die Möglichkeit einer stetigen Änderung der Korngröße
des abgeschwemmten Gutes und die gleichzeitige Gleichförmigkeit der Korngröße dieses
Gutes sind insbesondere dann wichtig, wenn das in größeren Stücken in die Vorrichtung
eingeführte Mahlgut in einem einzigen Arbeitsgang bei kontinuierlichem Betrieb zu
.einer bestimmten, meistens unterhalb von 0,3 mm liegenden Feinheit verarbeitet
und das fertig vermahlene, abgeschwemmte Gut direkt als Trübe in Flotationsanlagen
od. dgl. verwendet werden soll. In diesem Fall muß nämlich die Korngröße des abgeschwemmten,
vermahlenen Gutes innerhalb bestimmter Grenzen der verarbeiteten Gesteinsart bzw.
der anschließenden Flotationsanlage angepaßt werden. Außerdem müssen die abgeschwemmten
Teilchen alle eine möglichst gleiche Größe aufweisen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die überlauflcante des Stauschiebers
der eingangs beschriebenen Vorrichtung wesentlich höher liegt als der Mahlraum,
wobei in dem durch eine Zwischenwand gebildeten Wasserauslaufschacht, der sich vor
dem Stauschieber bildet, Mittel zum vorzugsweise kontinuierlichen Abändern des lichten
Strömungsquerschnittes dieses Schachtes vorgesehen sind.
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Bei dieser Anordnung strömt das vom Mahlraum abfließende Wasser zunächst
von unten nach oben in den Auslaufschacht vor dem Stauschieber, wobei es das im
Mahlraum feinzermahlene Gut mitreißt und entgegen der Schwere aufwärts befördert.
Die Korngröße der über die überlaufkante des Stauschiebers beförderten Teilchen
hängt einerseits von der Geschwindigkeit und mithin von der Schleppkraft des aufwärts
strömenden Wassers und andererseits von dem Schleppweg, d. h. von der Höhe der Wassersäule,
ab. Es ist also möglich, die Korngröße durch Abänderung des lichten Strömungsquerschnittes
des Wasserauslaufschachtes, d. h. der Geschwindigkeit des aufwärts strömenden Wassers
einerseits und durch an sich bekannte Höhenverstellung des Stauschiebers andererseits
kontinuierlich abzuändern. Bei passender Abstimmung dieser zwei Größen erweist sich
die eingestellte Korngröße auch genügend gleichförmig.
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Die kontinuierliche Änderung eines Strömungskanals zum Zwecke der
Ausübung einer unterschiedlichen Mitnahmewirkung auf auszuscheidende Teilchen ist
zwar an sich bei Sichtern bekannt, doch handelt es sich dabei um Vorrichtungen grundsätzlich
anderer Art, wobei auch als Strömungsmittel meistens Luft benutzt wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung und die damit erzielten Vorteile sind
aus der Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
zu ersehen. Es zeigt Fig. 1 und 2 eine nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung
im Quer- und Längsschnitt,
Fig.3 und 4 eine abgewandelte Ausführungsform
der Vorrichtung im Quer- und Längsschnitt, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V
der Fig. 3. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem trommelförmigen
Gehäuse M, das auf einem Ständer B befestigt und aus zwei untereinander durch ein
Gelenk 12 verbundenen Gehäuseschalen 11, 111 zusammengesetzt ist. An dem
Gehäuse M ist ein Aufgabetrichter 13 befestigt, der in eine obere öffnung des Gehäuses
einmündet.
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Die Mantelflächen der zwei Gehäuseschalen 11, 111 sind innen mit radialen,
hochkant gestellten Eisenplatten 23 ausgepanzert, die das Gehäuse M vor Abnutzung
schützen. Diese Panzerplatten sind in Umfangsrichtung mit Hilfe von nicht dargestellten
Distanzhaltern untereinander im Abstand angeordnet, so daß sie eine unebene, im
Querschnitt gezähnte Gehäusewand bilden. Außerdem stehen die Panzerplatten 23 in
einem gewissen radialen Abstand vom Gehäusemantel, so daß zwischen dem Panzerplattenkranz
und dem Gehäuse M ein Hohlraum 24 gebildet wird, der durch die offenen Kanäle
zwischen den Panzerplatten 23 mit dem mittleren Gehäuseraum in Verbindung steht.
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In dem Gehäuse M ist ein umlaufender, hohler und kopfseitig offener
Läufer 14 angeordnet, der mit radialen Löchern versehen ist und durch innere
längsgerichtete Distanzrippen 16 an einer koaxialen Welle 15 befestigt ist. An äußeren
vorspringenden Laschen des Läufers 14 sind Hämmer 18 angelenkt, die
vorzugsweise in zwei oder mehreren untereinander versetzten Kränzen angeordnet sind.
Der zylindrische Läufer 14 ist zweckmäßig aus mehreren auswechselbaren Ringabschnitten
1 bis 5 zusammengesetzt, die drehfest auf die mit der Welle 15 zusammenhängenden
Längsrippen 16 aufgeschoben sind und von denen einige (1, 3, 5) einfach gelocht
sind, während die anderen (2, 4) die Hämmer 18 tragen.
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Auf jeder Kopfabschlußwand des Gehäuses M ist außen ein wasserdichter
Kasten 25 befestigt, in den das entsprechende offene Kopfende des Hohlläufers
14 ausmündet. Die Läuferwelle 15 ist mittels Stopf-Büchsen 32 dicht durch
die Kopfwände dieser seitlichen Kästen 25 durchgeführt und läuft in äußeren
Kugellagern 35. Die mit den Dichtungen der Stopfbüchsen 32 in Berührung stehenden
Abschnitte der Welle 15 sind mit Schutzhülsen 30 versehen. Außerdem ist die Läuferwelle
15 auf beiden Seiten des Gehäuses M mit Schwungrädern 6 versehen. Der Antrieb
der Welle 15 erfolgt durch einen nicht dargestellten Motor, z. B. über eine Riemenscheibe
7. Die seitlichen Kästen 25 arm Gehäuse M sind vorzugsweise mit zwei durch
Ventile od. dgl. abschließbaren Einlaufstutzen 31 versehen.
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Der Aufgabetrichter 13 ist durch eine innere vertikale Trennwand
36 in zwei nebeneinanderliegende Abschnitte unterteilt, von denen der eine mit der
oberen Öffnung des Gehäuses M zusammenfällt, während der andere seinerseits durch
einen höhenverstellbaren Stauschieber 28, 128 in zwei nebeneinanderliegende Schächte
26, 126 unterteilt und - auf die Drehrichtung des Läufers 14 bezogen - seitlich
nach hinten gegenüber der oberen Gehäuseöffnung verschoben ist. Der eine Schacht
26 dieses seitlichen Trichterabschnittes steht durch eine untere Öffnung in der
Trennwand 36 mit dem anderen Trichterabschnitt und infolgedessen mit dem Gehäuse
M in Verbindung, während .der andere Schacht 126 mit einem Auslaufstutzen 29 versehen
ist. In dem Schacht 26 ist ein z. B. als Klappventil 27 ausgebildetes Drosselventil
angeordnet. Der obere verschiebbare Teil 128 des Stauschiebers kann durch
eine Flügelmutter 328 und eine Schraubenspindel 228 auf und ab bewegt
werden.
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Im Betrieb wird durch die seitlichen Einlaufstutzen 31 des Gehäuses
M Wasser eingelassen, das durch die offenen Kopfseiten des zylindrischen, schnell
umlaufenden Läufers 14 angesaugt und durch die Mantellöcher der Läuferabschnitte
1, 3, 5 in das Gehäuse M geschleudert wird. In dem Trichter 13 stellt sich ein Wasserspiegel
ein, der durch die Höhenlage des Stauschiebers 28, 128 bestimmt ist. Das
im eigentlichen Gehäuse M enthaltene Wasser wird durch den Läufer 14 in Umlaufbewegung
mitgerissen. Das in größeren und unregelmäßigen Stücken gelieferte Mahlgut wird
in den Hauptabschnitt des Aufgabetrichters 13 eingefüllt und fällt in das Gehäuse
M; wo es durch die umlaufenden Läuferhämmer 16 zerschlagen und gleichzeitig durch
die umlaufende Wasserwalze mit großer Geschwindigkeit in Umlaufbewegung mitgerissen
wird, wobei es infolge der Zentrifugalkraft gegen die innere, rauhe und durch die
Panzerplatten 23 gebildete Wand des Gehäuses M anfliegt. Durch die Schlagwirkung
des schnell umlaufenden Läufers 14 in Verbindung mit dem Abrieb der umlaufenden
Mahlgutstücke untereinander und gegen die feste Gehäusewandung wird das Mahlgut
in kurzer Zeit zerkleinert, wobei die genügend fein, z. B. in Pulverform, verarbeiteten
Teilchen durch das in dem Schacht 26 aufwärts strömende und über den Stauschieber
28, 128 fließende Wasser nach oben mitgerissen und durch den Schacht 126
und
den Auslauf 29 kontinuierlich abgeschwemmt werden. Der Feinheitsgrad dieser
in wäßriger Aufschwemmung (Trübe) auslaufenden Mahlgutteilchen wird durch die Geschwindigkeit
und die Höhe der im Auslaufschacht 26 aufwärts strömenden Wassersäule bestimmt und
kann mit Hilfe des Drosselventils 27 bzw. des höhenverstellbaren Stauschiebers
28, 128
kontinuierlich mit großer Genauigkeit und innerhalb ziemlich weiter
Grenzen gesteuert werden. Die anfallende Trübe kann direkt in Flotationsanlagen
benutzt werden, bzw. die darin aufgeschwemmten Teilchen können durch Filter od.
dgl. gewonnen werden.
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Es ist möglich, für das Einfüllen des Rohgutes und das Abführen der
Trübe mit dem feinzerkleinerten Mahlgut zwei verschiedene getrennte Trichter bzw.
Schächte vorzusehen, von denen mindestens einer auch kopfseitig und im wesentlichen
axial in das Gehäuse M einmünden kann. Es ist außerdem möglich, das Wasser nicht
durch den Läufer 14, sondern z. B. durch den Einfülltrichter des Rohgutes bzw. durch
einen beliebigen anderen Einlauf in das Gehäuse M kontinuierlich einzuführen. Die
in Fig.3 bis 5 dargestellte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind. Das Gehäuse M ist in diesem- Fall in Bezug auf den Läufer 14 im Querschnitt
spiralförmig ausgebildet, wodurch zwischen Gehäuse M und Läufer 14 ein sich in der
Umlaufrichtung des Läufers stetig verengender Raum gebildet wird. Das Gehäuse M
ist sowohl an seinem Mantelteil 211 als auch an seinen Kopfteilen mit inneren, auswechselbaren
und untereinander abstehenden Panzerplatten 23 bzw. 123 versehen, die
in
dem dargestellten Beispiel gegen die Gehäusewandung anliegen, jedoch davon - ähnlich
wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und ? - auch in Abstand angeordnet sein
können.
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Der mit radialen Löchern versehene Läufer 14 besteht aus einem oder
mehreren konzentrischen, hohlen Zylindern, die untereinander und an einer mit Längsrippen
115 versehenen Welle 15 durch Schrauben befestigt sind. Außerdem weist der Läufer
14
kopfseitig vorspringende, ringförmige Rippen auf, die in entsprechende
kreisförmige Nuten zweier am Gehäuse M befestigten und auch zum Festhalten der seitlichen
Panzerplatten 123 dienenden Büchsen eingreifen und dadurch eine Labyrinthdichtung
bilden.
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Der Läufer 14 kann, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2,
mit angelenkten Hammerschlägern 118 versehen werden, die in entsprechenden Ausnehmungen
des Läufers angeordnet sind und bei Auslenkung in diese Ausnehmungen innerhalb des
Läuferumfanges zu liegen kommen. Selbstverständlich kann der Läufer 14 sowohl in
diesem Fall als auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 mit verschieden ausgebildeten
Schlägern, z. B. mit festen Schlagleisten 218, versehen werden (siehe linker unterer
Teil der Fig. 3 und oberer Teil der Fig. 4).
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Es ist nicht ausgeschlossen, auch außenseitig vollkommen glatte bzw.
mit niedrigen und nur für die Mitnahme des Wassers in Umlaufbewegung, d. h. für
die Bildung der Wasserwalze, bestimmten Rippen od. dgl. versehene Läufer 14 zu verwenden.
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Zum Einstellen der Geschwindigkeit des im Auslaufschacht 26 aufwärts
strömenden und die zerkleinerten Teilchen mitreißenden Wassers wird bei der Ausführungsform
nach Fig. 3 und 5 der lichte Querschnitt des Schachtes 26 über seine gesamte Höhe
abgeändert. Zu diesem Zweck ist das Klappenventil 27
durch zwei parallele
vertikale Platten 127 ersetzt, die den Auslaufschacht 26 auf entgegengesetzten Seiten
begrenzen und gleichzeitig von- und zueinander z. B. durch quergerichtete Schraubenspindeln
227 mit jeweils zwei gegenläufigen Gewindeteilen in nicht dargestellten Führungen
verschoben werden können. Bei dieser Anordnung kann die Geschwindigkeit der aufwärts
gerichteten Wasserströmung in dem Auslaufschacht 26 kontinuierlich über die ganze
Höhe der entsprechenden Wassersäule und nicht nur punktweise wie mit dem Drosselventil
27 abgeändert werden.