DE1458593C - Vorrichtung zur Klassierung von Fest Stoffteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klassierung von Feststoffteilchen zwecks Bestimmung der Korngrößenverteilung, die einen im wesentlichen horizontalen Kanal mit einem Einlaß und einem in Längsabstand davon befindlichen Auslaß aufweist sowie einen Flüssigkeitsbehälter, der dem Einlaß zugeordnet ist, ferner eine an der Oberseite des Kanals angeordnete Zugabevorrichtung für eine Feststoffsuspension sowie Entnahmeeinrichtungen für die Körnerfraktionen am Boden des Kanals.

Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt. Sie beruht auf dem Prinzip, die zu klassierenden Feststoffteilchen einer Strömung zuzuführen, in welcher die Teilchen je nach ihrer Größe mehr oder weniger weit mitgeführt werden. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem hohen, schmalen Flüssigkeitsbehälter, an dessen eine Breitseite als Kanal für die Strömung ein längliches, oben offenes Gefäß anschließt, das an der einen Stirnseite einen mit dem Behälter in Verbindung stehenden Einlaß und an der gegenüberliegenden Stirnseite einen Auslaß aufweist. Einlaß und Auslaß sind durch Schieber verschließbar. Beim Öffnen der Schieber entsteht eine Strömung durch die ruhende Flüssigkeit im länglichen Gefäß hindurch. Über deren Flüssigkeitsspiegel und oberhalb des Einlasses ist eine Zugabevorrichtung für die Feststoffsuspension vorgesehen, und am Boden des länglichen Gefäßes sind in Längsrichtung hintereinanderliegende Abschnitte durch hochstehende Querleisten voneinander getrennt, um in diesen Abschnitten die einzelnen Korngrößenfraktionen zu sammeln. Zur Erleichterung der Entnahme ist der Boden jedes Abschnitts trichterförmig gestaltet, und an die einzelnen Trichter können sich gegebenenfalls weitere Klassiervorrichtungen anschließen. Es ist einzusehen, daß eine möglichst gleichförmige und laminare Strömung für eine genaue Klassierung wesentlich ist. Bei der bekannten Vorrichtung enthält der von dem länglichen Gefäß gebildete Kanal jedoch nicht ausschließlich die Scheideströmung, sondern auch stehendes Wasser, so daß sich zwangläufig in der Grenzschicht Wirbel nicht nur ausbilden, sondern auch fortpflanzen und damit Rückwirkungen auf die innerhalb der Flüssigkeit , verlaufende Strömung haben. Ferner bilden Einlaß und Auslaß örtliche Einschnürungen des relativ großen Kanalquerschnitts, so daß durch diese Einschnürungen und die Bodenprofilierung weitere Wirbel entstehen, welche die zwischen Einlaß und Auslaß gebildete Strömung stören.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung für die Klassierung von relativ grobem Material, wie beispielsweise Erz, verläuft die Strömung nicht linear, sondern in einem ringförmig geschlossenen Kanal, der zwar im wesentlichen gerade Seitenabschnitte aufweist, die jedoch durch Rohrkrümmer verbunden sind und wobei die Strömung durch ein Wasserrad in Gang gehalten wird. Der Kanal ist gleichfalls oben offen und weist über seine Länge verteilt eine ganze Reihe von Zuführeinrichtungen auf, die jeweils die Oberfläche der Strömung störend beeinflussen müssen. Außerdem sind am Boden Entnahmevorrichtungen in Form stark vertiefter Trichter mit zusätzlichen, regulierbaren Querleisten vorgesehen. Die zweifellos durch das Wasserrad erheblich gestörte Strömung muß außerdem durch eine große Anzahl νου Leitvorrichtungen beruhigt werden, die jedoch jeweils wieder örtliche Einschnürungen des Querschnitts und damit Ausgangspunkte für zusätzliche Turbulenz bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine wesentlich genauere Klassierung von Feststoffteilchen vorgenommen werden kann, als es mit den bekannten Vorrichtungen möglich ist.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Vorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß der Kanal

ίο ein geschlossenes, über seine ganze Länge und auch im Bereich der Entnahmeeinrichtungen im wesentlichen konstantes Profil aufweist und daß der Flüssigkeitsbehälter gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist, mit Ausnahme einer unter den Flüssigkeitsspiegel ragenden Kapillare, deren unteres Ende in einem bestimmten Höhenabstand über dem Niveau des Kanalauslasses gehalten ist.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung werden demnach alle einer laminaren Strömung schädlichen Einflüsse dadurch vermieden, daß die Strömung innerhalb eines vierseitig geschlossenen Kanals verläuft, dessen Profil, auch über die Bodenfläche, im wesentlichen konstant gehalten ist und dessen Geschwindigkeit lediglich von dem Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter abhängt, wobei dieser Flüssigkeitsstand mittels einer Kapillare, welche in den ansonsten geschlossenen Vorratsbehälter ragt, gleichfalls konstant gehalten wird. Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich daher in optimalem Ausmaß eine für eine genaue Klassierung erforderliche laminare Strömung konstanter Geschwindigkeit und konstanten Querschnitts erzielen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Behälter für die Strömungsflüssigkeit eine zweite Kapillare aufweist, deren unteres Ende tiefer unter das Niveau der Flüssigkeit reicht als das untere Ende der ersten Kapillare. Hierdurch läßt sich das Niveau auf zwei vorgegebene Höhen einstellen und dadurch, wie nachstehend näher beschrieben, die Zugabe der Suspension ohne Absperrglied und dennoch störungsfrei vornehmen.

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher beschrieben, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt darstellt.

Die Vorrichtung weist einen Flüssigkeitsbehälter 1 auf mit einem unteren Auslaß 2, der mit einem langgestreckten Kanal 3 zum Absetzen der Feststoffteilchen in Verbindung steht. Am entgegengesetzten Ende des Kanals 3 ist ein Auslaßrohr 4 angeschlossen, das ein Absperrventil 5 und eine Auslaßkapillare ■ 4α aufweist. Nahe dem Einlaßende des Kanals 3 ist ein Gefäß bzw. eine Kammer 6 vorgesehen, die am oberen Ende zur Atmosphäre offen ist und am unteren Ende mit dem Kanal 3 über einen schmalen Schlitz 7 in Verbindung steht. Am Boden des Kanals, in dem das Absetzen stattfindet, sind eine Reihe von Platten lösbar angeordnet, von denen die erste 8 und die letzte 9 teilweise in der Zeichnung sichtbar sind. Die Länge dieser Platten in Strömungsrichtung ist so gewählt, daß jeweils die gewünschten Korngrößenfraktionen aufgefangen werden. Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist durch ein Absperr organ ίβ hermetisch abgeschlossen. Zwei Kapillaren 11 und 12 erstrecken sich durch das Absperrorgan 10 ta verschiedene Höhen unterhalb des Spiegels der Flüssigkeit 13. Die höhere Kapillare 11 dient zur

Regelung der Flüssigkeitsströmung von dem Behälter 1 durch den Kanal 3, indem ein gleichbleibender Flüssigkeitsdruck zwischen der unteren Öffnung der Kapillare Ii und der öffnung der Auslaßkapillare 4a beibehalten wird, um eine konstante Strömungs- S geschwindigkeit im Kanal 3 zu gewährleisten. Das .Flüssigkeitsniveau in der Kammer 6 ist gleich der Höhe der öffnung der Kapillare 11 auf Grund des gleichen atmosphärischen Druckes, wie aus der Zeichnung hervorgeht.

Wenn die Kapillare 11 geschlossen wird, wird das Flüssigkeitsniveau in der Kammer 6 statt dessen durch die Höhe der unteren Öffnung der Kapillare 12 bestimmt, d. h., das Niveau in der Kammer 6 sinkt dann ab.

Um eine Suspension, die in der Vorrichtung fraktioniert werden soll, einzuführen, wird das Niveau in der Kammer 6 auf die eben beschriebene Weise gesenkt. Daraufhin wird die Suspension in gleichem Volumen in die Kammer 6 eingeführt, wie das VoIu- ao men der Kammer 6 zwischen den Höhen der Enden der Kapillaren 11 und 12 beträgt, und die Kapillare 11 wird gleichzeitig geöffnet. Somit ist die Suspensionsmenge dem System ohne einen Flüssigkeitsstrom durch den Spalt 7 in irgendeiner Richtung zugeführt worden, und der konstante Flüssigkeitsstrom von dem Behälter 1 durch den Durchgang 3 wird so lange fortgesetzt, wie das Ventil 5 offen ist und bis der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 1 das Ende der Kapillare 11 erreicht hat.

Die in der Suspension enthaltenen und wie beschrieben in das System eingeführten Feststoffteilchen gelangen durch den Schlitz 7 in den Kanal 3. Teilchen jeder vorhandenen Größe gelangen dabei zu verschiedenen Zeiten in den Kanal 3, aber alle Teilchen werden ihre Abwärtsbewegung in dem Flüssigkeitsstrom an der gleichen horizontalen Linie mit einem Toleranzbereich beginnen, der von der Breite des Schlitzes 7 im Vergleich mit der Länge des horizontalen Weges in dem Kanal 3 bestimmt ist. Somit wird jedes Teilchen am Kanalboden in einer Entfernung von dem Schlitz 7 abgesetzt, die von der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, der Geschwindigkeit des Absetzens sowie der Höhe des Kanals abhängig ist. Alle Teilchen mit der gleichen Absetzgeschwindigkeit (Größe) setzen sich daher in gleicher Entfernung von dem Schlitz 7 ab.

Nachdem der Absetzvorgang beendet ist und alle Feststoffteilchen, die mit der Suspension zugeführt wurden, sich abgesetzt haben, außer irgendwelchen feinen Teilchen, die zu langsam sind, um sich noch innerhalb des Kanals abzusetzen, wird die verbleibende Flüssigkeit vorsichtig aus der Anlage entfernt. Der auf den Platten wie beispielsweise 8 oder 9 abgelagerte Rückstand wird gewogen und mikroskopisch untersucht. Gegebenenfalls kann die Menge der in der Flüssigkeit verbliebenen feinsten Teilchen bestimmt werden, indem die Flüssigkeit in einem. Gefäß 14 aufgefangen und das feine Material nach der Verdampfung bzw. Filtrierung gewogen wird.

Die am Boden des Kanals angeordneten Platten 8, 9, für die sich Glas sehr gut eignet, .können beispielsweise dadurch entfernt werden, daß die Vorrichtung in der Bodenebene des Kanals 3 teilbar ausgebildet ist, wie in der Zeichnung dargestellt, wobei der gesamte obere Teil abgehoben werden kann.

Um eine laminare Strömung im Kanal 3 zu gewährleisten, ist es empfehlenswert, in der Öffnung 2 einen Leitkörper 15 anzuordnen. Um eine Agglomeration der durch den Schlitz 7 tretenden Partikel zu verhindern, kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, nahe bei dem Schlitz einen Ultraschallerreger vorzusehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Klassierung von Feststoffteilchen zwecks Bestimmung der Korngrößenverteilung, die einen im wesentlichen horizontalen Kanal mit einem Einlaß und einem in Längsabstand davon befindlichen Auslaß aufweist, sowie einen Flüssigkeitsbehälter, der dem Einlaß zugeordnet ist, ferner eine an der Oberseite des Kanals angeordnete Zugabevorrichtung für eine Feststoffsuspension, sowie Entnahmeeinrichtungen für die Körnerfraktionen am Boden des Kanals, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) ein geschlossenes, über seine ganze Länge und auch im Bereich der Entnahmeeinrichtungen (8,9) im wesentlichen konstantes Profil aufweist und daß der Flüssigkeitsbehälter (1) gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist, mit Ausnahme einer unter den Flüssigkeitsspiegel ragenden Kapillare (11), deren unteres Ende in einem bestimmten Höhenabstand über dem Niveau des Kanalauslasses (4) gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalauslaß (4) als Kapillare (4 a) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) für die Strömungsflüssigkeit (13) eine zweite Kapillare (12) aufweist, deren unteres Ende tiefer unter das Niveau der Flüssigkeit reicht als das untere Ende der ersten Kapillare (11).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Feststoffsuspension bestimmte Förderkammer (6) zur Atmosphäre offen ist und über einen Schlitz (7) mit dem Kanal (3) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3)

' in oder parallel zu seiner Bodenebene trennbar ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen