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Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von körnigen Materialien nach
der Wichte in einem Waschtrog Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen
von kömigen Materialien nach der Wichte in einem Waschtrog, -der einer asymmetrischen
Hin- -und Herbewegung in einer im wesentlichen horizontalen Ebene unterworfen wird.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Die Erfindung bezweckt beispielsweise die Trennung von zermahlenem
bzw. zerkleinertem Erz in seine Mineralbestandteile, -aus denen es zusammengesetzt
ist.
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Dafür ist bereits eine Vorrichtung verwendet worden, die im wesentlichen
einen Tisch oder eine Mulde be-sitzt, die das Material trägt und diesem eine schnelle
hin- und hergehende Bewegung erteilt. Diese Bewegung ist in der Vorwärts- und Rückwärtsriehtung
verschieden. In einer Bewegungsrichtung werden die Partikeln in Abhängigkeit von
ihrer Masse verschiedene Strecken bewegt. Schwere Partikel wandem weiter als leichtere
Partikel. Hierdurch wird eine allmähliche bzw. stufenweise Trennung erreicht. Die
Bewegungin der anderen Richtung ist am Anfang sehr schnell, um mit Hilfe der Massenträgheit
zu vermeiden, daß sich die Partikel überhaupt mit der Mulde bewegen.
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Es ist bekannt, bei diesem Verfahren Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser,
zuzugeben, um die Reibung zwischen den Partikeln herabzusetzen und die Treunungswirkung
zu erhöhen.
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Ferner ist eine Erz-Waschmaschine mit untereinander angeordneten Siebböden
bekannt, um Fremdbestandteile abzuscheiden. Der Siebkasten wird quer zur Durchgangsrichtung
des Erzes hin- und herbewegt, um den Siebdurchgang der kleinen Partikel zu erleichtern.
Die eigentliche Materialbewegung wird in erster Linie durch Zuführung weiteren Materials
bewirkt.
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Die Hin- und Herbewegung ist in beiden Bewegungsrichtungen gleich,
so daß die obengenannte Wirkung nicht eintritt.
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Im übrigen - sind - an Schüttelantrieben Nockenscheiben und Kurbeltriebe
mit'Schlitzlochverstellung, um den Stoßhub zu verändern, bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das obengenannte Verfahren
zur Trennung von körnigen Materialien von verschiedenen spezifischen Gewichten zu
verbessern, um die Trennung schneller und vollständiger ausführen zu können,
d. h. auch innerhalb einer Zeiteinheit -eine größere Materialmenge
verarbeiten zu können..Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da!durch gelöst, daß Druckwasser
oder Druckluft in einer Folge von Impulsen durch den wenigstens teilweise porösen
Trogboden zugefÜhrt wird.
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Zweckmäßig werden abwechselnd Druck- und Saugimpulse angelegt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt
einen sich in der Richtung der Hin- und Herbewegung verjüngenden, vom breiten Ende
schräg nach oben verlaufenden Behälter, eine Schüttrinne zur Zuführung des Materials
zusanimen mit einer geeigneten Flüssigkeit und die Anordnung einer öffnung am Behälter
nahe dem schmalen Ende zur Ausgabe schwerer Partikel, wobei ein überlauf am breiten
Ende zur Ausgabe' leichterer Partikel -und überschüssiger Flüssigkeit und eine Pumpe
zum Anlegen von Druckimpulsen an den porösen Boden des Behälters vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispi#elen
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt F ig.
1 ein zweckmäßiges Weg-Zeit-Diagramrn für den Trog in Richtung der H#auptachse,
n ' ach welchem die erforderliche Kontur eines Antriebsnockens bestimmt werden
kann, F i g. 2 eine andere Weg-Zeit-Diagramm-Kurve* zur Erläuterung unzweckmäßiger
Abwandlungen,
F i g. 3 bis 5 eine AusfWirung einer
geeigneten Vorrichtung; in diesen Figuren ist insbesondere die Antriebsanordnung
zur Erzeugung einer gewünschten hin- und hergehenden Bewegung gezeigt, nicht jedoch,
wie die Druckiinpulse ausgeübt werden; F i g. 3 ist eine Seitenansicht, F
i g. 4 eine Draufsicht und F i g. 5
eine Teil-Stimausicht, längs der
Linie V-V üi F, i g. 3,
F i g. 6 bis 8 Einzelheiten fles Was(#litro?,es
mit der Einrichtung zur Anlegung von Druckimpulsen, wobei die Hin- und Herbew'egung
wie in denAnürdnungen nach den F i g. 3 bis 5 bewirkt wird; F i
g. 6 ist eine Draufsicht, F i g. 7 eine Seitenansicht und F i
g. 8 eine Stirnansicht im Schnitt längs der Linie VIII-VIII in F i
g. 7,
F ig. 9 bis 11 eine etwas abgeänderte Ausführung der Anordnung
nach den F i g. 6 bis 8, wieder eine Draufsicht, eine- Seitenansicht
und eine Stirnansicht im Schnitt.
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Es ist eine hin- und hergehende Bewegung des Troges erwünscht, bei
der die Beschleunigungs- oder Verzögerungskraft über einen Teil der Bewegung verhältnismäßig
klein sein sollte, so daß das gänze Material der Bewegung des Waschtroges
Qhne, betrÄchtliehen -Schlupf folgt, während sie über den anderen Teil beträchtlich
ist, so daß eine, plötzliche Verzögerungswirkung oder ein »Bremsstoß« bzw. -»Prellstoß«
auftritt, der bewirkt, daß sich das Material relativ zum Waschtrog bewegt und
die dichteren Partikel eine größere Beweg-ung durchführen als'die weniger
dichten Partikel.
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Theoretische, Erwägungen regen an, daß_ das Weg-Zeit-Diagramm im wesentlichen
dem Verlauf in F i g. 1 entsprechen sollte, in welchem sich beispielsweise
bei einer Gesamtzeit OE von vier Zeiteinheiten als zufriedenstellend erwiesen hat,
wem sirli die Kurve OAB über drei Zeiteinheiten, der Abschnitt BC über eine halbe
Zeiteinheit und der Abschnitt DE
über eine halbe Zeiteinheit erstreckt.
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Die F i g. 2 zeigt eine gegenüber der Ausführung der Pig.
1 eiwas abgewandelte Kurve. Diese Figur zeigt die Unzweckmäßigkeit einer
Anderung der Amplitade der Bewegung allein durch die Anwendung eines einstellbaren
Anschlages, der die Bewegung unterhalb der Qingezeichiieten gestrich:,elten Linie
abschneidet. Dadurch wird nicht nur die Am# iplitade, ersichtlich, sondern auch
der Verlauf des Weg-Zeit-Diagramms geändert und eine Abbiegung vonder Höchstleistung
verursacht. -
. Gemäß den F i g. 3 bis
5 ist der Waschtrog 41, in weir,liem eich das körnige, Material befindet,
so auf -einer Staxige, 12 geagert, daß -er auf ihr drehbar, aber an Bewegungen
in LängsriQbtung gehindert ist, Dir, Stange, ist in zwei Lagerblöcken
13 und 14 verschieb-.bar, yQu denen der letztere, mit einer eingeschraubten
13uelise:t5 versehen ist. Durch Drehung des Steuer-Handrades kaim die Buzhs(3
15 gegQnübrr dem Block 14 bewegt und die Zusammenpressung einer Feder
16 verändert werden, die sieh an einem Ende, an der BurJisr, 15 und
-an dem anderen Ende an der Abstützung für den Waschtrog abstiitzt, Hierdurch
ist es möglich, die, ?in den WaschtrogEL angelegte Rückstellkraft zu ändern, wenn
sie in der Richtung der Stange 12 vierIagert wird. Die. Stange- 12 ist bei
17 mit einer KürbeIstange, 18 verbunden, deren an-,deres Ende in einem Bolzen
19 endet. Dieser Bolzen kann bewegt und verriegelt werden, um irgendeine
,geeignete Stellung in einem geschlitzten Lexikgestänge 20 einwuchmen. Dieses Lenkgestänge
ist eine Ver-14ngemg eines Hebgls 21, der bQ1 22 drehbar ge,-lagert ist und an seinöra
endg#,ren Ende eine Rolle 23
trägt, die mit dem Noucken 24 zusammenarbeitet.
.Dieser Nocken ist mit drei gleichen Erhöhungen ge--zeigt, von denen Jee im- wesentliebLen
in übereinstiminung mit di3m,gewibisellte.liWßg-Zeit-Diggromm, wie in F i
g. 1 gezeiit, geformt ist. Der- Nocken 24 ist durch nicht gezeigte Mittel
in Richtung des Pfeiles antreibbar.
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Es ist erkennbar, daß dies eine Hin- und Herbewegung des Waschtroges
11 mit den vorgehend genannten charakteristischen Merkmalen, nämlich eine
gleichmäßige bzw. stoßfreie Bewegung mit verhältnisnfäßig kIgber Besghleunigungskraft
in einer Richtung und einen plötzlichen Rückprall in der anderen Richtun,g, bewirkt.
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Ferner smd Mittel zum Hin- und I-lersrhwingen des Waschtroges quer
zu der Stange IZ vorgesehen. Wie gezeig4 wird dies mittels eines Armes
25 (F i g. 4 und 5) errQicht, der am Wasrhtrog und einer Kurbelstange
26 befestigt ist, deren anderes F-ade, an einem Zapfen 28 angelenkt ist,
der in einem Schlitz. 29 in einer Scheibe, 27 leicht einstellbar ist. Diese
Scheibe, wird zweclunÄßig durch die gleichen Mittel wie der Nocken 24 angetrieben,
und, wie gezeigt, wird der Waschtrog eine Querschwüi,#ung fiir jede. drei Hin-und
Herbewegungszyklen durchführen. Dieses Verhältnis ist aber niclit kritisch und kann
nach Wunsch abgeänArt werden. Natürlich hängt,die Sch-w#npngsamplitude, von der
Stellung des Zapfens 28 in dein Schlitz 29 ab, Gleichermaßen hängt
die Amplitude der Hing -uni Herbewegung vQjid#,r Stellung des Bol-ZeIRS
19 in deM geschützten Lp,.nkgest4n#ge, 20 ab, aber die Art dieser
Hing und HerbewQgung wird nicht verändert, sondern wird noch vollständig durch die
Umsrenzungslinie des Nockeus 24 bestimmt.
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V-Orzugeweise ist der Waschtrog auf einem Träger gelagert, der bei
30 verschwenkbar gelagert ist und mittels einer Spindel 1 eingestellt
werden' Unn, dir, durch ein geeignetes Handiad betätigbar ist. Durch dieses wird
die Lage der Mutter 32 geändert, und daher stellt *s Ge-Stänge 33
die Nvigung des Trägers blicberwrisß wird es R13 höchst zufriedenste -lend angesehen,
daß der Wa.sclitrog nach rechts etwas nach unten geschwenkt ist, wie in F
i g, 3 gezeigt. Während des BPtr-ißbs wird Wasser durch die, Rohrleitung
34 zugetflu#, und der Überschuß kann durch dir Rohrleitung 35 abgesaugt werden
oder. einen überlauf überströmen.
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Wenn ein Waschtrog mit einem geschlossenen Boden, wie gezeigt, benÜtzt
-wird, wird die Materialmasse, nachdem die Vorrichtung eine Zeitlang in Betrieb
ist, annähernd in die bei 36 in F i g. 4 ang(> deutete Form
gezogen werden, wobri das d#izhteste Material an der Spitze 37 konzentriert
wird. Dies kann in Abständen, wie erforderlich, durch geeignete Mittel herausgenommen
werden.
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Die in den F! g, 6 bis 8 gezeigte, Vorrichtung
enthält eine Abänderung, um,den Arbeitsvorgang kojifinuierli.ch zu gestalten, und
zeigt, wie Druckimpulse ,auf das Waschgut auf gebracht w#fflen, Der allgemeine Arbeitsvorgang
ist wie vorher, und der Waschtrog ist wieder mit 1-1 bezeichnet. Die Mittel zur
Erte . ilung der hin- und bprgellg#,uden und quer schwingenden Bewegungen
sind nicht gezeigt, In -diesem Fall ist jedoch der Teil *s Bodens, der durch
den schraffierten Teil 38 angegeben ist, 4urchL eine Platte, aus porösem
Material gebildet, die aus Metall, Kunststoff
oder Glassinter bestehen
kann. Diese ist an der Unterseite durch ein Becken 39 umschlossen, um einen
wasserdichten Anschluß zu bilden. Das zu trennende Material wird dem Waschtrog
durch eine Rutsche 40 ungefähr in der Mitte des Arbeitsbereiches und auf dem den
porösen Boden enthaltenden Teil zugeführt. Unter dem Einfluß der oben beschriebenen
kombinierten hin- und hergehenden und quer schwingenden Bewegung breitet sich das
körnigeMaterial annähernd zu der durch die gestrichelte Linie 36 angegebenen
Form aus, wobei das schwerste Material an der Spitze 37 konzentriert wird.
41 stellt eine öffnung indem Waschtrog dar, mittels welcher das dichteste Material
forlaufend in einen Trichter 43 gelangen kann. Dieser Vorgang wird durch Flüssigkeit
aus der Sprühdüse 42 erleichtert, die verhältnismäßig dünne Sprühstrahlen erzeugt,
die nicht dazu dienen, den Verlauf des getrennten Materials aufzubrechen, das zuder
Spitze 37 führt.
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Die Häupt-Flüssigkeitszuführung zur Befeuchtung des Materials, das
angereichert werden soll, kann durch die Rutsche 40 zusammen mit dem Material
erfolgen. überschüssige Flüssigkeit und leichtere Fraktionen des Materials werden
so weit angestaut, daß sie über den überlauf 45 gelangen, oder wahlweise können
Saugmittel verwendet werden, um sie zu entfernen.
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Das Becken 39 unterhalb des porösen Bodens 38
ist mittels
eines flexiblen Rohres 44 mit einer Strömungsmittelquelle verbunden, auf die Druckirnpulse
durch eine geeignete, bei 46 dargestellte Pumpe aufgebracht werden können. Diese
Impulse können positiv oder abwechselnd positiv und negativ sein, und sie bewirken
in jedem Falle, daß die Materialbettung in dem Tisch in einer vertikalen Richtung
aufgerührt wird, und dies unterstützt die Trennung der schweren und leichten Partikel.
Die Impulse brauchen offensichtlich nicht solche Stärke zu haben, daß sie :den Verlauf
der getrennten Fraktionen stören, sondern sie unterstützen lediglich seine Entstehung.
Die Amplitude, Frequenz und Phase der Druckirnpulse können bezüglich der hin- und
hergehenden Bewegung verändert werden, um eine Anpassung für bestimmte Anwendungen
zu schaffen, was ebenfalls für die Dauer der positiven und negativen Perioden gilt,
wenn beide verwendet werden. Die bevorzugte Frequenz liegt bei 30 bis
300 Schwingungen pro Minute.
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Die in den F i g. 9 bis 11 gezeigte Anordnung ist im
allgemeinen der in den F i g. 6 bis 8 gezeigten gleich, aber die Anordnung
der Teile weicht etwas ab. Der Waschtrog ist abgeschrägt ausgeführt, so daß das
breite Ende etwa 8mal breiter als das schmale Ende ist, und der poröse Boden senkt
sich unter einem beträchtlichen Winkel, wie gezeigt, wodurch eine wesentlich dickere
Materialbettung angewendet werden kann. Außerdem ist nun die Sprähdüse 42 näher
an der Spitze der Materialbettung angeordnet, wo die schwereren Partikel durch die
öffnung 41 fallen.
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Wenn eine beträchtliche Aufgabemenge verarbeitet werden soll, so daß
es möglich ist, mehrere Waschtröge zu verwenden, haben diese einen gemeinsamen Antrieb.
Dabei wird ihre Schwingungsbewegung mittels einer einzigen Kurbel und getrennten
Kurbelstangen erzeugt. In gleicher Weise kannt#ine gemeinsame Druckhnpulsquelle
verwendet werden.
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Obwohl die beschriebenen Antriebsanordnungen bevorzugt werden, kann
der Waschtrog auch mittels eines Vibrators bewegt werden.