DE1298463C2 - Entwaesserungschoepfrad fuer Sand-Kies-Gewinnungsanlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Entwässerungs- »chöpfrad für Gewinnungsanlagen von Sand und Kies, dessen auf seinem Umfang Hegende Zellen von fegen den Radius des Schöpfrades nacheilend geneigten, tmd mit Siebboden versehenen Schaufeln und kreisringförmigen Scheiben gebildet werden und in Durchlaßrichtung hinter jedem Siebboden einen Raum aufweisen, der von den kreisringförmigen Scheiben und Verlängerungen der Schaufeln gebildet wird und zum Radzentrum hin eine mit der Atmoiphäre in Verbindung stehende öffnung besitzt.

Derartige Entwässerungsschöpfräder sind bekannt zur Abtrennung von Kies oder Kies-Sand-Gemischen weit gefächerter Korngrößen aus Wasser. Bei der Kies- oder Sandgewinnung ist es üblich, den Kies oder den Sand oder ein aus Kies und Sand in verschiedenen Körnungen bestehendes Gemisch vermittels einer Kreiselpumpe und Wasser aus der Kiesgewinnungsanlage zu fördern und einem solchen Schöpfrad zuzuführen. In dem Schöpfrad erfolgt dann die Entwässerung.

Das Schöpfrad ist ein aus zwei kreisringförmigen Scheiben von mehreren Metern Durchmesser bestehendes Rad, wobei zwischen den Scheiben Tasche» angeordnet sind, die ganz oder teilweise aus einem Sieb oder Filtermaterial besteben und bei der Drehung des Scböpfrades in einem Bebalter den Feststoff, beispielsweise Kies, aus dem in dem Behälter befindlichen Wasser berausscbaufeln. Auf Grund der aus Filtermaterial gebildeten Taschen läuft das mit dem Kies geförderte Wasser während des Umlaufs des Scböpfrades ab, so daß an der Abwurfseite des Schöpfrades weitgebend entwässerter Kies abgegeben wird.

Diese bekannten Schöpfräder arbeiten bei Kies verhältnismSßig grober Körnung einwandfrei, sie sind jedoch nicht mit gleichem Erfolg brauchbar, sobald in dem Kies feine Feststoffteile enthalten sind oder sobald das Schöpfrad Sand oder Kies-Sand-Gemische fördern solL Die in solchen Gemischen enthaltenen fernen Teilchen setzen sich in die öffnungen der aus Siebblech usw. bestehender: Taschen und beeinträchtigen den Abfluß des mitgeförderten Wassers, so daß das vom Schöpfrad abgegebene Sandmaterial immer noch erhebliche Mengen Wasser enthält, was zu einer weiteren Behandlung des Materials zwingt, ehe eine Weiterverarbeitung oder ein Abtransport des Materials vorgenommen werden kann.

Es ist auch bekannt, an den voreilenden Wänden der Schöpfbecher schrägverlaufende sogenannte Wasserableitbleche anzuordnen, die an ihren inneren Enden abgekantet sind und zu öffnungen überleiten, die in die Seitenwand des Schöpfrades geschnitten sind, so daß das aus den Bechern abfließende Wasser über das Wasserableitblech und die öffnungen aus dem Innern des Schöpfrades herausströmen kann. Auch durch diese Ausgestaltung wird der obenerwähnte Nachteil nicht beseitigt, weil durch die Wasserableitbleche die Siebwirkung nicht verändert wird.

Diese Nachteile des Ertwässerungsschöpfrades sind natürlich außerordentlich unerwünscht und verlangen eine zusätzliche Investition von baulichem Aufwand und Arbeitskosten. Der schwerwiegendste Nachteil ist aber, daß die Leistung der Anlage ganz beträchtlich verringert wird.

Zur Entwässerung und zum Eindicken von faserhaltigen Trüben mit großen Wassermengen ist es z. B. in der Zellstoffindustrie bekannt, mit Zellen versehene Siebtrommeln zu verwenden. Die Siebtrommel dreht sich dabei in einem Trog. Von jeder Zelle führt ein gekrümmtes Rohr oder eine Saugtasche zur Mitte der Trommel. Diese tauchen mit ihren offenen Enden kurz vor der Kuchenentnahme aus dem Flüssigkeitsspiegel auf.

Durch die Wassersäule im Rohr oder in der Saugtasche wird eitle die Entwässerung unterstützend« Saugwirkung erzeugt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher dit Schaffung eines Entwässerungsschöpfrades der eingangs geschilderten Art, welches bei vergrößertei Durchsatzleistung einen höheren Entwässerungsgrac des Materials an der Abgabestelle erzeugt, gleichviel welche Korngrößenzusammensetzung das Materia hat, ob es sich dabei um Kies mit Feinanteil, un Sand oder um ein Sand-Kies-Gemisch handelt.

Erreicht wird das erfindungsgemäß dadurch, da£ der Siebboden L-förmig ist, wobei der lange Schenke des L einen Teil der nachlaufenden Zellenwand bildet, und daß der Raum hinter dem Siebboden durcl einen Zylinderschuß gebildet ist, der Ausflußöffnun

gen enthält so daß sieb in dem Raun» eine einen Unterdruck erzeugende Wassersäule bildet.

In jeder ZeOe des Entwässerungsschöpfrades kann eine zusätzliche Kammer gebildet sein, deren der Zelle zugekehrte Wand ein Sieb ist und die Über einen Rohrstutzen mit der Atmosphäre in Verbindung steht

Der Rohrstutzen der Kammer kann auch durch den Zyünderschuß biadurcbgeführt sein.

In Veiiolg des Erfindungsgedanken«!, können vor w die Ausflußöffuungen im Zylinderschuß schmale, lange und rechteckige Strömungskanäle gesetzt sein, welche von dem Zylräderschuß, über den Zylinderschuß zur Mitte des Schöpfrades hinausstehende kreisringförmige Scheiben und einem weiteren Blech gebildet werden.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert

Wie Fig. 1 zeigt, besteht das Entwässerungs- ao schöpfrad aus dem eigentlichen Schöpfrad 1 und einem Behälter 2. Das Schöpfrad J ist mit einer Achse 3 versehen, die auf dem oberen Rand 4 des Behälters 3 gelagert ist und durch eine Antriebsvorrichtung in Richtung des Pfeils 6 in Umdrehun- as gen versetzt wird. Der Behälter 2 hat auf jeder Seite einen kastenförmigen Ansatz 7. Das von der Kreiselpumpe geförderte Feststoff-Wasser-Gemisch wird über den Rohrstutzen 8 in den Behälter 2 befördert, und das überschüssige Wasser kann aus den seitliehen Ansätzen 7 mit den Überlaufleitungen 9, an die weitere Rohrleitungen angeschlossen werden, abfließen.

Bei der Drehung des Schöpfrades 1 in Richtung des Pfeils 6 nehmen die Schaufeln 10 den auf dem Boden 11 des Behälters 2 liegenden Feststoff mit und geben ihn auf der Abgabeseite 12; auf eine Rutsche 13 ab. Da bei der Förderung des Feststoffes eine Trennung von dem Wasser stattfinden muß, sind zwischen den Schaufeln 10 taschenförmige Siebeinsätze angeordnet, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Der soweit beschriebene Aufbau des Entwässerungsschöpfrades ist bekannt und soli nur zum besseren Verständnis der Erfindung dienen. Das von den tabellenförmigen, zwischen den Schaufeln 10 liegenden Siebeinsätzen geförderte Material soll dadurch entwässert werden, daß das Wasser unter dem Einfluß der Schwerkraft durch das Material und durch das Sieb hindurch abfließt. Wie eingangs geschildert worden ist, ist diese Entwässerung aber nur dann wirksam, wenn das Material verhältnismäßig grobkörnig ist und keine Feinteilchen oder Sand enthält.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schöpfrades V dargestellt. Auch dieses Schöpfrad dreht sich in Richtung des Pfeils 6 und kann, wie in Fig. I gezeigt, gelagert und in einem Behälter 2 angeordnet sein. Das erfiiidungsgemäße Schöpfrad nach F i g. 2 ist, wie bekannt, aus zwei kreisringförmigen, axial voneinander getrennten Scheiben 14 gebildet, deren Innenränder 15 im Gegensatz zur Bauweise nach Fig. 1 auf einem Zylinderschuß 16 beispielsweise durch Schweißen befestigt sind, dessen axiale Länge dem Abstand der kreisringfönnigcn Scheiben 14 voneinander entspricht. Auf dies* Weise ergibt sich ein an drei Seiten geschlossenes Rad. In dem so gebildeten

55 kreisringförmigen Hohlraum, der durch den Zylinderechußlö nach irotea und durch die Jcrefenng-/örmigen Scheiben 14 nach den Selten Wn begrenzt ist, sind SchaufehUO to bekannter Weise angeordnet, die, wie bei 17 gezeigt, geknickt sein können und die sowohl mit dien die Seitenwände bildenden krelsringförraigen Scheiben X4 als auch mit dem Zylinderschuß 16 verschweißt sind, so rtaß steh Taschen oder Zellen XiI ergeben. Die Schaufeln 10 sind, wie ebenfalls bekannt, vorzugsweise durch ein auswechselbares Verschleißteil 19 über den äußeren Umfang 20 des Schöpfrad«» hinaus verlängert. Die Schaufehl 10 verlaufen in einer Richtung, die zwischen einer radialen und einer tangentialen Richtung liegt, was gleichfalls bekannt ist Die Eintauchtiefe des Schöpfrades ist durch den Wasserspiegel 21 angedeutet

Innerhalb einer jeden Zelle 18 ist ein Sieb 22 angeordnet, das ein Maschen- oder Spaltsieb sein kann und etwa L-förmig gekrackt ist, so daß eine schmale Siebwand 23 und eine breitere Siebwand 24 entsteht, welch letztere sich vorzugsweise in der Nähe des äußeren Umfangs des Schöpfrades an die Schaufel 10 anlegt. Durch dieses Sieb ist jede Zelle 18 in zwei Räume Λ und B unterteilt, wobei der Raum 22, der zur Mitte des Schöpfrades hin liegt, über eine öffnung 25 im Zyünderschuß 16 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Ehe nun die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 3 und 4 erfolgt, soll zunächst die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Entwässerungsschöpfrades gemäß F i g. 2 im Rahmen einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 erfolgen. Dreht sich das Schöpfrad 1' in Richtung des Pfeils 6, dann nimmt jede Zeile 18 beim Durchgang durch den Behälter 2 mit ihrem Verschleißteil 19, das wie eine Schaufel wirkt, eine bestimmte Menge Sand oder Sand-Kies-Gemisch mit, der sich, wie durch die gestrichelte Linie bei 26 gezeigt, in der Zelle 18 oberhalb des Siebes 22 anhäuft. Dieses Material enthält natürlich Wasser in großer Menge, und auch oberhalb desselben wird noch Wasser stehen, weil beim Durchgang der Schöpfzelle durch den Wasserspiegel 21 oberhalb des Fesistoffgeinisches noch Wasser aufgenommen wird. Sobald nun eine Zelle 18 sich mit ihrem unteren Raum B mehr und mehr über den Wasserspiegel 21 hinausbewegt, wird das in dem Raum B befindliche Wasser, was beim Eintauchen der Zellen 18 in der linken Hälfte der Figur in diesen Raum eindringen kann, durch die öffnungen 25, wie die Pfeile 27 zeigen, ohne Behinderung abströmen, so daß in dem Raum B, der nach oben hin durch das Sieb 22 und den darauf liegenden Feststoff abgedeckt ist, ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck bewirkt, daß das über und innerhalb des Sand-Kies-Materials befindliche Wassc durch das Sieb hindurch in den Raum B gesaugt wird und durch die öffnung 25 abfließt. Ehe noch die Zellen 18 ihre höchste Stelle auf der Umlaufbahn in dem Schöpfrad erreicht hauen, ist der auf dem Sieb 22 liegende Feststoff auf diese Weise vollständig entwässert, so daß er auf der Abgabeseite 12, wenn er aur die Rutsche 13 fällt, weitestgehend entwässert ist.

Die einseitige Anordnung, d. h. die L-förmige Ausbildung des Siebes 22, hat den Zweck, daß dieses bei dem Weg einer Zelle aus dem Behälter 2 nach oben immer mit Feststoff abgedeckt ist, so daß ein Ein-

dringen von Falschluft sicher vermieden ist, was aber der Fall wäre, wenn beispielsweise auch ein Siebteil wie das Siebteil 24 auf der gegenüberliegenden Seite vorhanden wäre, so daß das Sieb im Querschnitt etwa U-förmige Gestalt hätte.

Es hat sich gezeigt, daß mit einem solchermaßen ausgestatteten Entwässerungsschöpfrad auch reiner, einen großen Feinanteil enthaltender !Sand in kürzester Zeit vollständig entwässert werden kann, ehe noch die betreffende Zelle ihren Gipfelpunkt auf der kreisförmigen Umlaufbahn erreicht hat. Durch die Erzeugung des Unterdruckes in dem Raum β durch das freie Ablaufen des Wassers aus diesem Raum wird das in dem Feststoff bzw. darüber befindliche Wasser in kürzester Zeit durch das Sieb hindurch in den Raum B abgesaugt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung, die ebenfalls von dem Prinzip Gebrauch macht, welches in F i g. 2 dargestellt ist, ist eine zusätzliche Ausgestaltung vorgesehen, durch die Wasser abgeleitet werden kann, was oberhalb des festen Materials mit hochgeschöpft wird, ohne durch das Material hindurchzufließen.

Zudem ist das Sieb in den Zellen im Querschnitt etwa U-förmig, wobei die Siebwände 30 und 31 divergierend verlaufen und die Siebseite 31 eine Wand einer weiteren kleinen Kammer 32 bildet, die über einen Rohrstutzen 33, der durch den Zylinderschuß 16 hindurchführt, mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Strömungsweg für dieses Überschußwasser ist durch die Pfeile 34 angedeutet Bei dieser Ausgestaltung ist der Knick 17 der Schaufeln 10 etwas weiter zur Mitte verlegt, damit die Anordnung der kleinen Kammer 32 besser durchführbar ist. Die in F i g. 3 gezeigte Ausgestaltungsform des Schöpfrades entspricht zunächst in der Wirkungsweise der Ausführungsfonn gemäß F i g. 2, indem das in dem Material enthaltene Wasser durch das in dem Raum B enthaltene und durch die öffnungen 25 in Richtung der Pfeile 27 abfließende Wasser vakuumartig abgesaugt wird, während das auf dem Material stehende Wasser frei durch die Siebwand 31, die Kammer 32 und den Rohrstutzen 33 abfließt. Zu dieser Wirkungsweise soll angenommen werden, daß das Material, welchis von dem Schöpfrad gefördert wird, etwa die durch die gestrichelte Linie 35 angedeutete Lage in der Zelle 18' hat. Die punktierte Linie 36 soll den Wasserspiegel des auf dem Material 37 stehenden Wassers darstellen. Durch die Anordnung der Kaminer 32 kann jetzt dieses Wasser, ohne durch das Material 37 hindurchfließen zu müssen, durch die Siebwand 31 in die S Kammer 32 gelangen und aus dieser über den Rohrstutzen 33 ausfließen. Trotz dieser Ausgestaltung kann das aus dem Raum B der Zelle 18 ausströmende Wasser weiterhin seinen Unterdruck erzeugen und das Material 37 über den restlichen Teil

ίο des Siebes 22 entwässern. Da bei dieser Ausgestaltung nicht nur das auf dem Material stehend« Wasser über den Rohrstutzen 33 trad die Kammer 33t abfließt, sondern sicher auch ein Teil des in de» Material selbst enthaltenen Wassers, ist die Ent·

is Wässerung mit dieser Ausgestaltung etwas schneller bewerkstelligt als bei der Ausgestaltung nach F i g. 2. Anstatt die Räume B der Zellen über die Öffnungen 25 im Zylinderschuß 16 direkt in die Atmosphäre zu entwässern, können die öffnungen auch

ao durch Rohre runden oder rechteckigen Querschnitts zur Erhöhung der Wassersäule und zur Vergrößerung des Unterdrucks versehen sein.

In F i g. 4 ist ein solche Ausgestaltung dargestellt. Es ist zu erkennen, daß diese Ausgestaltung im

»5 wesentlichen der der Fig. 2 entspricht, mit dem Unterschied, daß der Zylinderschuß im Durchmesser vergrößert ist. so daß die kreisringföiTnigen Scheiben 14 über den Zylinderschuß zur Mitte des Rades hinausstehen und daß vor die öffnungen 25, die vorzugsweise die Gestalt eines Schlitzes haben, ein Blech 38 gesetzt ist, das mit seinem oberen waagerechten Rand bei 39 mit dem Zylinderschuß und mit seinen seitlichen Rändern mit dem inneren Rand 40 der kreisringförmigen Scheiben 14 verschweißt ist, so

daß sich, im Querschnitt gesehen, schmale, lange, rechteckige Strömungskanäle ergeben. Es ist zu erkennen, daß durch diese Ausgestaltang die Wassersäule unterhalb des Siebes 22 nahezu auf das Doppelte verlängert wird. Bei dieser Ausgestaltung sind ähnlich wie in F i g. 3 auch wieder kurze Rohvstücke 41 eingeordnet, die aus dem Raum A jeder Zelle 18 Wasser, welches auf dem auf dem Sieb liegenden Material steht, in den sich durch die vorgesetzten Bleche 38 ergebenden Kanal 42 befördern.

Die Einlauföffnung in das Rohrstück 41 aus dem Raum A der Zelle 18 ist vorzugsweise durch ein Sieb 43 verdeckt. Die Auslaßöffmmgen de/ Räume E der Zellen 18 befinden sich nun bei 25'.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Entwawenrogsschöpfrad für Gewinnungsanlagen von Sand und Kies, dessen auf seinem Umfang liegende Zellen von gegen den Radius S des Schöpfrad*» nacheilend geneigten und mit Siebböden versebenen Schaufeln und kreisring· föraugen Scheiben gebildet werden und in Durch» flußricbtung hinter jedem Siebboden einen Raum aufweisen, der von den kreisringförmigen Scheiben xo und Verlängerungen der Schaufeln gebildet wird und zum Radzentrum bin eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende öffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (22) L-förmig ist, wobei der lange Schenkel des L einen Teil der nachlaufenden Zeltenwand bildet, und daß der Raum (B) hinter dem Siebboden durch einen Zyirnderschuß (16) abgeschlossen ist, der Abflußöffnungen (25, 2S') enthält, so daß sich in dem Raum (B) eine einen Unterdruck erzeugende Wassersäule bildet.

2. Entwässerungsschöpfrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zelle (18) des Entwässerungsschöpfrades (I^ eine zusätzliche Kammer (32) gebildet ist, deren der Zelle (18) zugekehrte Wand ein Sieb (31) ist, und die über einen Rohrstutzen (33) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

3. Entwässerungsschöpfrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (33) der Kammer (32) durch den Zylinderschuß (16) hindurchgeführt ist.

4. Entwässerungsschöpfr d nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor die öffnungen (25) im Zylinderschuß (16) schmale, lange und rechteckige Strömungskanäle (42) gesetzt sind, welche von dem Zylinderschuß (16), über den Zylinderschuß (16) zur Mitte des Schöpfrades hinausstehenden kreisringförmigen Scheiben (14) und einem weiteren Blech (38) gebildet werden.