DE1910900A1 - Verfahren zum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes - Google Patents

Description

• Verfahren zum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes Die Erfindung bezieht sich suf ein Verfahren zum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes verschiedener Korngröße in Fraktionen einheitlicher Korngröße, insbesondere zum Klassieren von Schleifmitteln, in einer Zentrifuge mit Hilfe einer in den mit Suspension gefüllten Klassierraum eingeleiteten Trägerflüssigkeit.
• Bei möglichst scharfen Klassierungen war man bisher auf statische Verfahren angewiesen. Hierzu dienen in Kaskaden hintereinander angeordnete Behälter, von denen der am höchsten angeordnete zuerst mit dem rohen Klassiergut gefüllt wird. Anschließend wird durch dieses Gut eine Trägerflüssigkeit im Aufstrom geleitet, bis lediglich die grobe Fraktion in dem Behälter verbleibt. Die über einen Überlauf in den folgenden Behälter abgedrängte feinere Fraktion wird in diesem zwecks weiteren Klassierens den gleichen Maßnahmen unterzogen. Infolge der geringen Sinkgeschwindigkeit feinstkörnigen Feststoffe in statischen Behältern ißt Jedoch der zeitliche und infolge der Kaskadenanordnung der räumliche Aufwand erheblich. Un wenigstens einigermaßen wirtschaftliche Bedingungen einzuhalten, wurde daher bisher die Trennkorngröße auf ein Mindestmaß von etwa 5 µ µ beschränkt. Es besteht aber vielfach und insbesondere beim Klassieren von Schleifmitteln oder Farbfeststoffen der dringende Bedarf, Feststoffteilchen unterhalb der 5 µ Grenze schnell abzuscheiden.
• Hierzu bieten sich ein zentrifugales Schwerefeld benutzende Verfahren an, indessen reicht die Klassierschärfe, die nit den bekannten Hydrozyklonen, Dekantierzentrifugen oder Vollmantelzentrifugen erreicht wird, für das Klaszieren von Schleifmitteln nicht aus. Es ist zwar eine Siebzentrifuge bekanntgeworden, bei der eine Erhöhung der Klassierschärfe dadurch ersielt wird, daß die Feinfeststoffe in größerem Ausmaß enthaltende spiegelnahe Suspensionsschicht durch Unterschichten mit einer in die Suspension eingeleiteten Trägerflüssigkeit über einen Überlauf abgedrängt wird (DBGM 1 846 194), aber auch bei diesen Verfahren setzen sich noch an den Grobfeststoffen anhaftende Feinfeststoffe mit diesen am Siebmantel ab.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingang. genannten Art so weiterzubilden, daßpbei hoher Abscheidungsgeschwindigkeit der Korffiirsktionon eine möglichst gute Trennschärfe erzielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Trägerflüssigkeit in einen sich radial außerhalb des Klassierraumes erstreckenden Aufnahmeraum zu leiten und ans diesem über ein. Engstelle, s.B. ein Sieb oder eine Bohrung geringen Durchmessers in den Klassierraum zu drücken, wobei in an sich bekannter Weise die eine niedrigere Sinkgeschwindigkeit als die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit aufweisende Fraktion Uber ein den Klassierraum begrenzendes Überlaufwehr abfließt.
• Durch diese Maßnahme wird ein gleichmäßiges Durchströmen des geschichteten Klassiergutes entgegen der Einwirkung der Fliehkraft und entgegen der Bewegungsrichtung der sedimentierenden Grobfraktion erzielt, wodurch an diesen anhaftende Feinfeststoffe abgelöst und mitgenommen werden.
• Ilas Ablösen wird in günstiger Weise dadurch beeinflußt, daß die Aufströmgeschwindigkeit der TrägerflUssigkeit im Bereich des Eintritts in den Klassierraum größer gehalten wird, als im Bereich des Überlaufwehres. Außerdem wird dabei eine su rasche Sedimentation verhindert, bei der sich ein festgofugter Filterkuchen mit darin eingeschlossenen und nur schwierig ausschwemmbaren Feinfeststoffen bildet.
• Um mehrere Trennschnitte in einfacher Weise auszuführen, wird empfohlen, die Sinkgeschwindigkeit der Feststoffe bzw. die Aufströmgwschwindigkeit der Trägerflüssigkeit beispielsweise durch schrittweises Vermindern der Zentrifugendrehzahl und/oder Erhöhen der Zulaufmenge der Trägerfltlssigkoit zu ändern; wobei nacheinander verschiedene Fraktionen über das Überlaufwehr abfließen, von denen sich jede von der vorhergehenden durch eine höhere Korngröße der Feststoffe unterscheidet. Zweckmäßigerweise kann an den Klassiervorgang eine Piltrievperiode angeschlossen werden, wozu nach dem Abfließen der Fraktion bzw. Fraktionen nit der Jeweils gegenüber der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflussigkeit niedrigeren Sinkgeschwindigkeit zunächst die Trägerflüssigkeit und anschließend der über die als Sieb ausgebildete Engstelle im den Aufnahmeraum geschleuderte flüssige Anteil der zurückbehaltenen Fraktion ausgeschält und danach der am Sieb abgesetzte Feststoff ausgetragen wird. Dieser Feststoff weist einen hohen Trocknungsgrad auf, weil das in üblicher Weise den Siebboden abdeckende Filtertuch oder ein anderes beispielsweise aus Sinterplatten bestehendes Filtermittel durch die durchströmende klare Trägerflüssigkeit gewaschen und hiedurch ftlr das Filtrat gut durchlässig wird.
• Da in vielen Fällen das Anwachsen der am Sieb abgesetzten Feststoffschicht infolge der feinen Körnung nur sehr langsam erfolgt, kann nach den Entwässern der zurückbehaltenen Fraktion von neuen Klassiergut und Trägerflüssigkeit zugeführt und das Abscheiden der unter einer bestimmten Trennkorngröße liegenden Fraktion einmal oder mehrere Male wiederholt werden, bis der abgesetzte Feststoff für das Austragen eine bestimmte Schichtstärke erreicht hat.
• Zum iurohführen des Verfahrens wird eine Zentrifuge mit einem beispielsweise an einem Ende der Schleudortrommel angeordneten, als Ringstirnwand oder Stirnwand mit Duzchbrechungen ausgebildeten Überlaufwehr für die abfließende Fraktion und einem unter den Suspensionsspiegel reichenden Einlaufkanal für eine Trägerflüssigkeit vorgeschlagen, deren Schleudertrommel gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise als Vollmanteltrommel ausgebildet und mit einem, einen Siebboden aufweisenden Einsatz versehen ist, der den Schleuderraum in zwei durch diesen Siebboden miteinander verbundene Räume unterteilt, von denen der eine als Klassierraum vorgesehen ist und der andere Raum (Aufnahmeraum) radial außerhalb des Klassierraumes liegt und mit dem Einlaufkanal für die Trägerflüssigkeit verbunden ist. In weiterer Ausgestaltung der Zentrifuge gemäß der Erfindung soll der Einsatz als eine zur Achse der Schleudertrommel offene Rinne ausgebildet und der im Bereich der Rinnenschle vorgesehene Siebboden im weseitlichen parallel und in geringem Abstand zum Trommelmantel angeordnet werden.
• Um die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit im Bereich des Eintritts in den Klassierraum gegenüber der Geschwindigkeit am Überlauf um ein Mehrfaches zu erhöhen, wird empfohlen, den Einsatz zur Rinnensohle hin zu verengen, wozu dieser mindestens eine einwärts geneigte Seitenwand aufweisen kann.
• In konstruktiv einfacher Ausführung der Zentrifuge mit einer als Überlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Ringstirnwand kann die dem Einlaufkanal abge wandte Seitenwand des Einsatzes von der Ringstirnwand selbst gebildet werden. Ferner wird vorgeschlagen, die andere Seitenwand des Einsatzes über den Bereich der Ringstirnwand hinaus zu verlängern, so daß sie eine Wand des Einlaufkanals für die Trägerflüssigkeit bildet.
• Die Zuführung der Trägerflüssigkeit in den Aufnahmeraum kann bei der Zentrifuge mit als Überiaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Durchbrechungen in der Trommelstirnwand aueh so vorgenommen werden, daß der Einlaufkanal von dem anderen als Ringstirnwand ausg.bilderen Trommelende und einer im Abstand von dieser an ordneten Zwischenwand mit Durchflußöffnungen gebildet wird. Dabei kann dio Ringstirnwand als Wehr für die Trägerflüssigkeit vorgesehen werden, wobei es sich empfiehlt, dieses höhenverstellbar auszubilden, wodurch eine besonders genaue Regelung der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit in den Klassierraum erzielt werden kann.
• Um ein nachteiliges Zirkulieren der Trägerflüssigkeit im Umfangsrichtung der Schleudertrommel zu vermeiden, ist es auch günstig, den rinnenförmigen Einsatz, z.B.
• durch Querwände in mehrere Abschnitte zu unterteilen.
• Zweckmäßigerweise kann hierzu der Einsatz mehrere, auf einem Sttttzring verteilte und vorzugsweise lösbar angeordnete Behälter aufweisen. Diese lassen sich leicht reinigen, was beim Klassieren von Fahrfeststoffen von besonderer Bedeutung iat. Ferner sollen die Behälter zumindest einen kegeligen Teil aufweisen, dessen Höhe etwa das 5 - 8-fache des mittleren Durchmessers beträgt.
• Durch diese Maßnahme wird eine im wesentlichen turbulenzfreie und gleichmäßig verteilte Aufströmung der Trägerflüssigkeit bewirkt.
• Es ist im Hinblick auf günstige Strömungsverhältnisse der Trägerflüssigkeit auch empfehlenwert, die Behälter mit einem an den kegeligen Teil anschließenden nach außen gekrümmten Teil zu versehen, dessen Mantellinie vorzugsweise einer Hyberbelkurve folgt. In diesem als Beruhigungszone dienenden Teil wird die Sinkgeschwindigkeit des Grenzkerns durch die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit gerade aufgehoben, wodurch die Feststoffe in diesem Bereich der Behälter im wesentlichen sekweb@nd gehalten werden. Um die einzelnen Behälter möglichkeit gleichmäßig mit Trägerflüssigkeit zu versorgen, wird weiter vorgeschlagen, in deren Boden ein Filtermittel mit einem relativ großen Strömungswiderstand, z.B. Sinterplatten, vorzuschen.
• Ein Umstand, der sich beim kontinuierlichen Betrieb einer Schleudertrommel mit einem in Abschnitte unterteilten rinnenförmigen Einsatz oder einzelnen Behältern als schwierig erweist, ist die Zumessung des Klassiergutes in diese Abschnitte bzw. Behälter. Insbesondere soll dabei die bereits ausgebildete Schichtung möglichst wenig gestört werden. Gemäß der Erfindung wird daher vergeschlagen, zur Zuführung des Klassiergutes in die Abschnitte bzw. in die Behälter einen mit der Schleudertrommel koaxial verbundenen Verteilerstern mit im wesentlichen strahlenförmig zu je einem Abschnitt bzw.
• einem Behälter führenden Verteilrohren vorzusehen, in den ein Einlaufrohr frei hineinragt und dessen Rückwand vorzugsweise mit einer zentralen - s.Be kraterfarbigen - Einsenkung versehen ist. Dadurch wird ein Verspritzen des Klassiergutes beim Zuführen weitgehend vermieden und durch das infolge der wirkenden Zentrifuge galkraft entstehende Aufsteigen des zugeführten Gutes auf den Kratermantel wird eine gleichmäßige Verteilung dieses Gutes erzielt.
• Eine besonders gleichmäßige Zuführung des Klassiergutes in die Abschnitte des rinnenförmigen Einsatzes oder in die Behälter kann nach einer bevorzugten Variante auch dadurch bewirkt werden, daß eine mit der Schleudertrem nel fest verbundene und koaxial in dieser angeordnete Verteilertrommel vorgesehen ist, in deren Mantel zugsweise in dessen Bereich trichterförmig ausgebildete -Verteilrohre eingesetzt sind, die mindestens zu Je einem Abschnitt bzw. Behälter führen.
• In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem ringförmig zusammenhängend auagebildeten Einsatz, Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem in Abschnitte unterteilten Einsatz1 Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Schleudertrommel nach Fig. 2, der die Einstellung der Spiegelhöhe der Trägerflüssigkeit zeigt, Fig. 4 eine Ansicht des verstellbaren Uberlaufwehrs für die Trägerflüssigkeit, Pig. 5 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem Finzelbehälter aufweisenden Einsatz und Fig. 6 einen Schnitt durch einen der Behälter.
• Zu Klassieren von Fest stoffe verschiedenster Korngröße enthaltende Schleudergüter in Fraktionen einheitlicherer Korngrößen durch Auswaschen der feinen Fraktionen mittels einer im Aufstrom durch das Klassiergut geleiteten aus Wasser oder Filtrat bestehenden Trägerflüssigkeit und Überlaufen derselben aus dem Schleuderraum sowie zum nachfelgenden Filtrieren der in diesem zurückbleibenden groben Fraktion ist eine Klassierzentrifuge mit einer als Vollianteltrommel ausgebildeten Schleudertrommel 1 vorgesehen, an deren einem Trommelende eine als volle Scheibe ausgebildete Trommelstirnwand 2 angeordnet ist. Diese Stirnwand ist zur Aufnahme des freien Endes der Trommelwelle 3 mit einer Blindnabe 4 versehen, wogegen das andere Trommel ende eine offene Ringstlrnwand 5 aufweist, durch deren Öffnung ein zur Zuführung des Klassiergutes dienendes Einlaufrohr 6 in den Schleuderraum ragt.
• Der Schleuderraum ist durch einen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 rinnenförmig ausgebildeten und nach den Fig. 2 bis 6 mit Behältern versehenen Einsatz 7 in zwei Räume unterteilt, von denen der dem Rinneninnern zugeordnete Raum 8 als Klassierraum und der äußere Raum 9 als Aufnahmeraum für die Trägerflüssigkeit dient. Beide Räume 8, 9 sind durch einen im Bereich der Rinnensohle vorgesehenen Siebboden 10 miteinander verbunden. Zum Füllen des äußeren Raumes 9 ist dieser mit einem Einlaufkanal 11 für die Trägerflüssigkeit verbunden, dem diese Flüssigkeit über ein weiteres durch die Öffnung der Ringstirnwand 5 ragendes Füllrohr 12 zugeführt wird.
• Der Einsatz 7 ist so im Schleuderraum angeordnet, daß er zur Achse der Schleudertrommel 1 geöffnet ist und seine Sohle bzw. sein Boden im wesentlichen parallel und in geringem Abstand zum Trommelmantel 13 verläuft.
• Gesäß Fig. 1 erstreckt sich der Einsatz 7 ringartig über den Umfang des Schleuderraumes und entspricht im Querschnitt einer zur Trommelachse offenen Trapezrinne, in dessen Sohle der Siebboden 10 eingesetzt ist. Eine dar beiden Seitenwände dieser Trapezrinne wird von der den Trapez entsprechend ebenfalls schräg ausgebildeten Ringstirnwand 5 selbst gebildet und dient als ein Üb.rlautwshr fUr die überschüssige Trägerflüssigkeit bzw.
• für die ablaufende Fraktion. Die andere Seitenwand des Einsatzes 7 dagegen bildet zuesinmen mit der benachbarten geschlossenen Trommelstirnwand 2 den Einlaufkanal 11 für die Trägerflüssigkeit. Um die zum Aufströmen der Trägerflüssigkeit erforderliche positive Spiegeldifferenz zwischen dieser und dem Klassiergut sicherzustellen, ist der Innendurchmesser der den Einlaufkanal 11 begrenzenden Seitenwand dee Einsatzes 7 kleiner gehalten als der Öffnungsdurchmesser der Ringstirnwand 5.
• Die Trägerflüssigkeit soll in dem Klassiergut ungestört und möglichst ohne Seitenabdrängung aufströmen können.
• Hierzu dient ein etwa unterhalb des Klassiergutspiegels angeordnetes Gitter 14, wodurch sich im wesentlichen nur oberhalb dieses Gitters eine zur Öffnung der Ringstirnwand 5 gerichtete Querströmung ausbildet.
• Für das Filtrieren ist der äußere Raum 9 entleerbar als gebildet. Zur Entleerung dient ein Schälrohr 15, das in eine an der äußersten Stelle dieses Raumes angeordnete Mulde 16 einschwenkbar ist.
• Die Zentrifuge gemäß Fig. 2 bis Fig. 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch9 daß der als Klassierraum dienende Innenraum 8 des Einsatzes 7 nicht als zusammenhängender Ringraum ausgebildet ist, sondern durch Querwände in mehrere voneinander getrennte Abschnitte unterteilt iat. Diese Querwände können halbzylindrisch ausgebildet werden, so daß eine Anzahl über den Umfang verteilter Behälter 17 entstehen, die in einem den äußeren Raum 9 nach innen abdeckenden Stützring 18 eingesetzt sind. Dadurch wird vermieden, daß das Klassiergut in Umfangsrichtung der Schleudertrommel umläuft. Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist darin zu sehen, daß die über den Rand der Behälter 17 überlaufende Fraktion durch Durchbrechungen 19 in der Trommelstirnwand 2 abfließen tann, wozu der Stützring 18 zu dieser Stirnwand leicht geneigt vorgesehen ist.
• Des weiteren ist der Einlaufkanal 11 fUr die Zuführung der Trägerflüssigkeit bei der Zentrifuge gemäß Fig. 2 von der Ringstirnwand 5 und einer im Abstand von die ser angeordneten Zwischenwand 20 gebildet, die im Bereich des Trommelmantels 13 eine Reihe von Durchflußöffnungen 21 zum äußeren Raum 9 aufweist. Diese An ordnung des Einlaufkanals 11 eignet sich in konstruk tiv einfacher Weise dazu, in diesem ein verstellbares Wehr vorzusehen, wodurch die Spiegeldifferenz zwischen der Trägerfliissigkeit und dem Schleudergut gta stellt und eingehalten werden kann. Dor überschüssige Anteil der in den Einlaufkanal 11 eingeleiteten Pragerflüssigkeit läuft ueber die als Wehr dienende Ringstirnwand 5 ab.
• Eine einfache Regelung des Irerflüssigkeitsspiegels, der sich bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 5 nach Druckdifferenz und Zulaufgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit einstellt, wobei eine genaue Zulaufdosierung erforderlich ist, ist dann möglich, wenn die Ringstirnwand. 5 im Bereich ihrer Öffnung -wie insbesondere Fig. 3 zeigt - mit V-förnigen Schlitzen 22 versehen ist, welche in diese Öffnung ausmünden. Entsprechend weist eine im Einlaufkanal 11 unmittelbar hinter der Ringstirnwand 5 vorgesehene drehbare Ringscheibe 24 Schlitze 23 auf, die zu denen der Ringstirnwand 5 deckungsgleich sind und wie deren Schlitze 22 angeordnet sind. Durch Verdrehen der Ringscheibe 24 können aus einer Endstellung, in der sich deren Schlitze 23 mit denen der Ringstirnwand 5 decken, bis zur anderen Endstellung, in der die Schlitze 25 der Ringscheibe 24 durch den zwischen benachbarten Schlitzen 22 vorgesehenen vollen Teil der Ringstirnwand 5 verschlossen sind,alle Zwischenstellungen eingestellt werden, wobei in Jeder Zwischenstellung V-förmige Schlitze in einer vom Grad der Verdrehung abhängigen Tiefe entstehen und der Trägerflüssigkeitsspiegel entsprechend steigt oder fällt. Zum Verdrehen der Ringscheibe 24 gegenüber der Ringstirnwand 5 ist im Bereich des äuBeren Scheibenumfangs der Ringscheibe 24 ein Zahnsegment 25 angeordnet, in das ein Ritzel 26 mit einer durch den Mantelteil des Einlaufkanals 11 geführten Welle 27 eingreift, die am freien Ende als Vierkant ausgebildet ist, wodurch die Ringacheibe 24 leicht von Hand verdreht werden kann.
• Die Trägerflüssigkeit kann ebenso wie im Ausführungabeispiel nach Fig. 1, vor der Beschickung der Behälter 17 mit neuem Klassiergut mittels eines Schälrohres 15 abgezogen werden. Zum Einleiten des Klassierguts in die Behälter 17 dient ein an der Trommelstirnwand 2 koaxial angeordneter und mit dieser umlauf ender Verteilerstern 28, der das Klassiergut mittels strahlenförmig zu Je einem Behälter 17 führenden Verteilrohren 29 gleichmäßig in die einzelnen Behälter 17 verteilt. An der Rtickwand den Verteilersterns 28 befindet sich eine zentrale kraterförmig Einsenkung 30 in die das Einlaufrohr 6 hineinragt. Das sich in dieser Einsenkung staubende Klassiergut steigt am Kratermantel auf und verteilt sich gleichmäßig längs des Umfanges.
• Die Zentrifuge nach Fig. 5 weist zwei Reihen nebeneinander am Umfang verteilter Behälter 17 auf. Diese Behälter sind mit zum freien Ende sich kegelig erweiternden Mantelflächen vorgesehen, damit am Behälterboden ein Mehrfaches der am offenen Ende vorhandenen Auf strömgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit erreicht wird. Hierdurch wird verhindert, daß die über dem Trennschnitt liegenden Grobfentatoffe zu rasch sedimentieren, wodurch sich ein stabiler Filterkuchen bilden könnte, in dem noch viele Feinteile eingeschlossen sind. Die erforderliche große Querschnittsdifferenz läßt sich günstig in einzelnen kegeligen Behältern 17 erreichen, wobei diese indessen nur schwach kegelig auszubilden sind, um ein störendes Abreißen der Aufströmung in den Behältern 17 zu vermeiden. Bei einer Schleudertrommel 1 mit 100 cm Durchmesser und 50 cm Trommelbreite ergab eich eine Anzahl von 400 in den Stützring 18 eingesetzter Behälter 17, von denen jeder eine Höhe von 20 cm sowie einen oberen Durchmesser von 5,0 cm und einen unteren von 1,0 cm aufwiea. Zur Zuführung des Klassiergutes in die einzelnen Behälter 17 ist eine mit der Schleudertrommel 1 fest verbundene und koaxial in dieser angeordnet. Verteilertrommel 31 vorgesehen, in deren Mantel mit Trichterausmündungen 32 versehene Verteilrohre 29 eingesetzt sind, die zu Je einen Behälter 17 fuhren. Um die relativ große Ansahl der einzelnen Behälter 17 mit Trägerflüssigkeit gleichmäßig zu versorgen, sind Filtermedien mit relativ großem Strömungswiderstand, z.B. Sinterplatten, im Siebboden 10 dieser Behälter angeordnet.
• Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist an den kegeligen Teil 17a eines Jeden Behälters 17 ein sich nach oben kurvenartig erweiternder Teil 17b angeschlossen, dessen Mantellinien nach Art einer Hyperbelkurve nach außen gekrümmt sind. Der Teil 17b des Behälters 17 dient als Beruhigungszone, in der de Geschwindigkeit des Grenzkornes in radialer Richtung nahezu Null wird. Um diese Beruhigung zu erreichen, muß für eine bestimmte Korngröße die Bedingung, daß die Sinkgeschwindigkeit gleich der Aufströmgeschwindigkeit ist, erfüllt ssin. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich für den veränderlichen Radius r des Behälters 17 in der Beruhingungszone die Bedingung r = r0 R0 / R wobei r der Radius des Behältere 17 an der betrachteten Stelle der Beruhigungszone (gekrümmter Teil 17b), R der Trommelradius an der betrachteten Stelle der Beruhigungszone sowie r0 der Ausgangsradius des Behälters 17 an der Übergangsstelle vom kegeligen Teil 17a zum gekrümmten Teil 17b und Rc der Trommelradius an dieser Stelle ist.
• Die mit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Schleudertrommel 1 versehene Zentrifuge arbeitet im Chargenbetrieb.
• Beim Vollfüllen des dem Rinneninnern zugeordneten Raumes 8 bzw. der Behälter 17 mit dem Klassiergut und dem äußeren Raum 9 mit Trägerflüssigkeit findet zunächst in beiden Räumen 8,9 ein Niveauausgleich statt und die Feststoffe beginnen sich Je nach KorngröBe mit mehr ender minder hoher Geschwindigkeit abzusetzen. Nach weiterer Zugabe von Trägerflüssigkeit in gleichmäßigem Strom wird deren Spiegel gegenüber dem des Klassiergutes angehoben. Infolge des entstehenden Druckunterschiedes am Siebboden 10 dringt die Trägerflüssigkeit durch diesen hindurch, steigt im Auf strom entgegen der Bewegungsrichtung der sedimentierenden Grobfeststoffe im Klassiergut auf und läuft schließlich über die Ringstirnwand 5 bzw.
• huber den Rand der Behälter 17 ab. Hierbei werden sowohl an den sedimentierenden Grobfeststoffen anhaftende Feinfeststoffe von diesen abgewaschen, als auch alle Feststoffe, deren Sinkgeschwindigkeit kleiner ist als die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit, von dieser rlüssigkeit mitgetragen. Die Zufuhr an Trägerflüssigkeit ist so lange vorzunehmen, bis alle nter der Trennkorngröße liegende Feinfeststoffe aus dem im Klassierraun (innerer Raum 8) bzw. in den Behiltern 17 befindlichen Klassiergut entfernt sind. Sodann kann die nächst größere Korrnfraktion entweder durch Erhöhen der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit oder durch Vermindern der Trommeldrehzahl bzw. durch beide Einflüsse zusammen abgeschieden werden. Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Trägerflüssigkeit kann in einfacher Weise durch vermehrten Zulauf derselben erfolgen, wobei die Spiegelhöhe im Einlaufkanal 11 weiter ansteigt bzw.
• - wie es Fig. 2 zeigt - durch Höhenverstellung einer als Wehr vorgesehenen Wand des Einlaufkanals 11, wobei die Zufuhr von Trägerflüssigkeit nicht geregelt werden braucht, wenn diese ii Überschuß zugeführt wird.
• Nachdem alle unterhalb der Trennkorngröße liegenden Feinstfeststoffe ausgespült sind, kann die zurückbleibende Braktion einer Filtrierung unterzogen werden. Hierzu wird die gesamte Trägerflüssigkeit mittels des Sehälrohres 15 aus dem äußeren Raum 9 (Aufnahmeraum) abgezogen. Die anschließende Filtrierung setzt mit fallendem Trägerflüssigkeitsspiegel langsam ein und erreicht bei vollständiger Entleerung des äußeren Raums 9 ihr Maximum, wobei das durch den Siebboden 10 austretende Filtrat ebenfalls mittels des Schälrohres 15 abgeleitet wird. Hierdurch setzen sich an dem den Siebboden 10 abdeckenden Filtertuch 33 vorwiegend die gröbsten Feststoffe dieser Fraktion zuerst an, so daß eine für das Filtrat gut durchlässige Schicht gebildet wird, wodurch ein hoher Entwässerungsgrad erreicht werden kann.
• Falls auf das Gitter 14 verzichtet wird, können die Grobfeststoffe auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einer Schälvorrichtung üblicher Bauart kontinuierlich ausgetragen werden. Der abgesetzte Feststoff kann aber auch in besonders einfacher und bei allen Ausführungsbeispielen ohne Einschränkung anwendbarer Weise durch eine stoßartig vermehrte Zufuhr der Trägerflüssigkeit erzielt werden.

Claims (23)

Patentansprüche

1. Verfahren sum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes verschiedener Korngröße in Fraktionen einheitlicher Korngröße, insbesondere zum Klassieren von Schleifmitteln, in einer Zentrifuge mit Hilfe einer in den mit Suspension gefüllten Elassierraum eingeleiteten Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit in einen sich radial außerhalb des Klassierraumes erstreckenden Aufnahmeraum eingeleitet und aus diesem über eine Engstelle, z.B. ein Sieb od. eine Bohrung geringen Durchmessers in den Klassierraum gedrückt wird, wobei in an sich bekannter Weise die eine niedrigere Sinkgeschwindigkeit als die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit aufweisende Fraktion über ein den Klassierraum begrenzendes Überlaufwehr abfließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit im Bereich des Eintritts in den Klassierraum größer gehalten wird als im Bereich des Überlaufwehres.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinkgeschwindigkeit der Feststoffe bzw. die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit beispielsweise durch schrittweises Vermindern der Zentrifugendrehzahl und/oder Erhöhen der Zulaufmenge der Trägerflüssigkeit geändert wird, wobei nacheinander verechiedene Fraktionen über das Überlaufwehr abfließen, von denen sich jede von der vorhergehenden durch eine höhere Korngröße der Feststoffe unterscheidet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, zum diskontinuierlichen Klassieren, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abfließen der Fraktion bzw. Fraktionen mit der jeweils gegenüber der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit niedrigeren Sinkgeschwindigkeit zunächst die Trägerflüssigkeit und anschließend der über die als Sieb ausgebildete Engstelle in den Aufnahmeraum geschleuderte flüssig. Anteil der zurückbehaltenen Fraktion auogeschalt und danach der am Sieb abgesetzte Fest stoff ausgetragen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Entwässern der zurückbehaltenen Fraktion von neuem Klassiergut und Trägerflüssigkeit zugeführt und das Abscheiden der unter einer bestimmten Trennkorngröße liegenden Fraktion einmal oder mehrere Male wiederholt wird, bis der abgesetzte Feststoff für das Austragen eine bestimmte Schichtstärke erreicht hat.

6, Zentrifuge zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem beispielsweise an einem Ende der Schleudertrommel angeordneten, als Ringstirnwand oder Stirnwand mit Durchbrechungen ausgebildeten Uberlaufwehr für die abfließende Fraktion und einem unter den Suspensionsspiegel reichenden Einlaufkanal für eine Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (1) in an sich bekannter Weise als Vollmanteltrommel ausgebildet und mit einem einen Siebboden (10) aufweisenden Einsatz (7) versehen ist, der den Schleuderraum in zwei durch diesen Siebboden miteinander verbundene Räume (8, 9) unterteilt, von denen der eine als Klassierraum vorgesehen ist und der andere Raum (9) (Aufnahmeraum) im wesentlichen radial außerhalb des Klassierraumes liegt und mit dem Einlaufkanal (11) für die Trägerflüssigkeit verbunden ist.

7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) als eine zur Rohes der Schleudertrommel (1) offene Rinne ausgebildet und der im Bereich der Rinnensohle vorgesehene Siebboden (10) ii wesentlichen parallel und in geringem Abstand zum Trommelmantel (13) angeordnet ist.

8. Zentrifue nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rinnenförmige Einsatz (7) zur Rinnensohle hin verengt ist.

9. Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der rinnenförmige Einsatz (7) mindestens eine einwärts geneigte Seitenwand aufweist.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 9, mit einer als Uberlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Ringstirnwand, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Einlaufkanal (11) abgewandte Seitenwand des Einsatzes (7) von der Ringstirnwand (5) selbst gebildet ist.

11. Zentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seitenwand des Einsatzes (7) über den Bereich der Ringstirnwand (5) hinaus verlängert ist und eine Wand des Einlaufkanals (11) für die Trägerflüssigkeit bildet.

12. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 9, mit als Überlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Durchbrechungen in der Trommelstirnwand, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (11) von dem andren als Ringstirnwand (5) ausgebildeten Trommelende und einer im Abstand von dieser angeordneten Zwischenwand (20) mit Durchflußöffnungen (21) gebildet ist.

13. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) -s.B. durch QuerwiLnde - in mehrere Abschnitte unterteilt ist.

14. Zentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) mehrere auf einem Stützring (18) verteilte und vorzugsweise lösbar angeordnete Behälter (17) aufweist.

15. Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (18) zur Überlaufwehr geneigt ist.

16. Zentrifuge nach knspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (17) zumindest einen kegeligen Teil (17a) aufweisen, dessen Höhe etwa das 5- bis 8-fache des mittleren Durchmessers betragt.

17. Zentrifuge nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (17) einen an den kegeligen Teil (17a) anschließenden nach außen gekrümmten Teil (17b) aufweisen, dessen Mantellinie vorzugsweise einer Hyberbelkurve folgt.

18. Zentrifuge nach eine. der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Siebboden (10) der Behälter (17) ein Filtermittel mit einen relativ großen Strömungswiderstand, z.B. Sinterplatten, vorgesehen, sind.

19. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung des Klassiergutes in die Abschnitte bzw. in die Behälter (17) ein keaxial mit der Schleudertrommel (1) verbundener, strahlenförmig zu je einem Abschnitt bzw. einem Behälter (17) führende Vertcilrohre (29) aufweisender Verteilerstern (28) vorgesehen ist, in den ein Einlaufrohr (6) frei hineinragt und dessen Rückwand vorzugsweise mit einer zentralen, z.B. kraterförmigen Einsenkung (30) versehen ist.

20. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung des Xlassiergutes in die Abschnitte des rinnenförmigen Einsatzes (7) oder in die Behälter (17) eine mit der Schleudertrommel (.1) fest verbundene und koaxial in dieser angeordnete Verteilertrommel (31) vorgesehen ist, in deren Mantel - vorzugsweise in dessen Bereich trichterförmig ausgebildete - Verteilrohre (29) eingesetzt sind, die mindestens zu Je einem Abachnitt bzw. Behälter (17) führen.

21. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Regeln der Spiegelhöhe der Trägerflüssigkeit im Einlaufkanal (11) ein höhenverstellbares Wehr vorgesehen ist.

22. Zentrifuge nach Anspruch 21, mit als Überlaufwehr für die Fraktion bzw. die Fraktionen dienenden Durchbrechungen in einer Stirnwand der Schleudertrommel und mit am anderen Trommelende angeordneten Einlaufkanal für die Trägerflüssigkeit, dessen eine Seitenwand aus dem als Ringstirnwand ausgebildeten Trommelende besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Regeln der Spiegelhöhe der Trägerflüssigkeit dienende Wehr von der Ringstirnwand (5) und einer zu dieser verdrehbaren, etwa gleich großen Ringscheibe (24) gebildet ist, von denen beide mit zum inneren Scheibenrand bzw.

zur Öffnung der Ringstirnwand (5) ausmündenden V-förmigen Schlitzen (22, 23) versehen sind.

23. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Iniprilohe, dadurch gekennzeichnet, daß im geringen Abstand unterhalb des Randes des rinnenförmig ausgebildeten Einsatzes (17) ein sich insbesondere Über dessen gesatte Breite erstreckendes Gitter (14) vorgesehen ist.

L e e r s e i t e