DE1910900B2 - Verfahren zum scharfen klassieren eines in suspension befindlichen feststoffes und zentrifuge fuer dessen durchfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes verschiedener Korngröße in Fraktionen einheitlicher Korngröße, insbesondere zum Klassieren von Schleifmitteln, mit Hilfe einer Trägerflüssigkeit und auf eine Zentrifuge zur Durchführung dieses Verfahrens.

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 Oberlauf in den folgenden Behälter abgedrängte feinere Fraktion wird in diesem zwecks weiteren Klassierens den gleichen Maßnahmen unterzogen. Infolge der geringen Sinkgeschwindigkeit feinstkörniger Feststoffe in statischen Behältern ist jedoch der zeitliche und infolge der Kaskadenanordnung der räumliche Aufwand erheblich. Um wenigstens einigermaßen wirtschaftliche Bedingungen einzuhalten, wurde daher bisher die Trennkorngröße auf ein Mindestmaß von etwa 5 μ beschränkt Es besteht aber vielfach und insbesondere beim Klassieren von Schleifmitteln oder Farbfeststoffen der dringende Bedarf, Feststoffteilchen unterhalb der 5-μ<ϊΓβηζβ schnell abzuscheiden.

Hierzu bieten sich ein zentrifugales Schwerefeld benutzende Verfahren an, indessen reicht die Klassierschärfe, die mit den bekannten Hydrozyklonen, Dekantierzentrifugen oder Vollmantelzentrihigen erreicht wird, für das Klassieren von Schleifmitteln nicht aus. Es ist zwar eine Siebzentrifuge bekanntgeworden, bei der eine Erhöhung der Klassierscharfe dadurch erzielt wird, daß die Feinfeststoffe in größerem Ausmaß enthaltende spiegelnahe Suspensionsschicht durch Unterschichten mit einer in die Suspension eingeleiteten Trägerflüssigkeit über einen Oberlauf abgedrängt wird (DBGM 1846 194), aber auch bei diesem Verfahren setzen sich noch an den Grobfeststoffen anhaltende

S Feinfeststoffe mit diesem am Siebmantel ab.

Durch die DT-AS 1120261 ist eine Zentrifuge bekannt, bei der die radial außen sich absetzenden spezifisch schweren Feststoffe mittels einer in diesem Bereich eingeführten Trägerflüssigkeit (Spülflüssigkeit)

ίο abgeführt werden.

Die GB-PS 1036 543 vermittelt die Lehre, einer in einem Fliehkraftfeld und im Aufstrom befindlichen Suspension eine Trägerflüssigkeit zuzuführen, die lediglich zum Transport der bereits von den groben

is Feststoffen befreiten Suspension zu einem zweiten Trennbereich dient

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei hoher Abscheidungsgeschwindigkeit der Kornfraktionen eine möglichst gute Trennschärfe insbesondere der Leichtfraktionen erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß der Erfindung die Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dadurch 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.

Das Ablösen wird in günstiger Weise dadurch beeinflußt daß die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit im Bereich des Eintritts in die Suspension größer gehalten wird als beim Verlassen des Suspensionsbereichs. Außerdem wird dabei eine zu rasche Sedimentation verhindert bei der sich ein festgefügter Filterkuchen mit darin eingeschlossenen und nur schwierig ausschwemmbaren Feinfeststoffen bildet

Um mehrere Trennschnitte in einfacher Weise

auszuführen, werden die Maßnahmen nach Anspruch 3 empfohlen.

Zweckmäßigerweise kann an den Klassiervorgang eine Filtrierperiode !ingeschlossen werden, wozu nach dem Abfließen der Fraktion bzw. Fraktionen mit der jeweils gegenüber der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit niedrigeren Sinkgeschwindigkeit zunächst die Trägerflüssigkeit und anschließend der Ober die als Sieb ausgebildete Engstelle in den Aufnahmeraum geschleuderte flüssige Anteil der zurückbehalte·

so nen 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 Smterplatteri

SS bestehendes Filtermittel durch die durchströmende klare Trägerflüssigkeit gewaschen und hierdurch für das Filtrat gut durchlässig wird.

Da in vielen Fällen das Anwachsen der am Siel abgesetzten Feststoffschicht infolge der feinen Körnunj

fo nur sehr langsam erfolgt, kann nach dem Entwässen der zurückbehaltenen Fraktion von neuem Klassiergu und Trägerflüssigkeit zugeführt und das Abscheiden de unter einer bestimmten TrennkorngröBe liegende) Fraktion einmal oder mehrere Male wiederholt werdet bis der abgesetzte Feststoff fur das Austragen ei» bcsuüüiite SchichtstSrks erreicht hat,

Anspruch 4 gibt eine zweckmäßige Maßnahme ffl den Beginn der einzelnen Chargen an.

Zum Durchführen des Verfahrens wird eine Zentrifuge mit einem beispielsweise an einem Ende der Schleudertrommel angeordneten, als Ringstirnwand oder Stirnwand mit Durchbrechungen 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 Vollmanteltromihel ausgebildet und mit einem, einen Siebboden aufweisenden Einsatz ₎₀ versehen ist, der den Schleuderraum in zwei durch diesen Siebboden miteinander verbundene Räume unterteilt, von denen der eine al« Klassierraum vorgesehen ist und der andere Raum (Aufnahmeraum) radial außerhalb des Klassierraumes liegt und mit dem Einlaufkanal für die Trägerfiüssigkeit 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 Rinnensohle vorgesehene: Siebboden im wesentlichen parallel und in geringem Abstand zum Trommelmantel angeordnet werden.

Um die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerfiüssigkeit im Bereich des Eintritts in dein Klassierraum gegenüber der Geschwindigkeit am Oberlauf um ein Mehrfaches zu erhöhen, wird empfohlen, den Einsatz zur Rinnensohle hin zu verengen, wozu dieser mindestens eine einwärts geneigte Seitenwand aufweisen kann.

Jn konstruktiv einfacher Ausführung; der Zentrifuge mit einer als Oberlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Ringstirnwand kann die dem Einlaufkanal abgewandte Seitenwand des Einsatzes! von der Ringstirnwand selbst gebildet werden. Ferner wird vorgeschlagen, die andere Seitenwand des Einsatzes Ober den Bereich der Ringstirnwand hinaus zu verlängern, so daß sie eine Wand des Einlaufkanals für die» Trägerfiüssigkeit bildet Die Zuführung der Trägerfiüssigkeit in den Aufnahmeraum kann bei der Zentrifuge mit als Überfallwehr für die abfließende Fraktion dienenden Durchbrechungen in der Trommelstirnwand auch so vorgenommen werden, daß der Einlaufkanal von dem anderen als Ringstimwand ausgebildeten Trommelende und einer im Abstand von dieser angeordneten Zwischenwand mit Durchflußöffnungen gebildet wird. Dabei kann die 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 so erzielt werden kann.

Um ein nachteiliges Zirkulieren der Trägerflüssigkeit in 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 Stützring verteilte und vorzugsweise lösbar angeordnete Behälter aufweisen. Diese lassen sich leicht reinigen, was beim Klassieren von Farbfeststoffen von besonderer Bedeutung ist Ferner sollen die Behälter zumindest einen kegeligen Teil aufweisen, dessen Höhe etwa das 5- bis 8fache des mittleren Durchmessers beträgt Durch diese Maßnahme wird eine im wesentlichen turbulenzfreie und gleichmäßig verteilte Aufströmung der Trägerflüssigkeit bewirkt 6s

Es ist im Hinblick auf günstige Strömungsverhältnisse der Trägerflüssigkeit auch empfehlenswert, 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 Grenzkorns durch die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit gerade aufgehoben, wodurch die Feststoffe in diesem Bereich der Behälter im wesentlichen schwebend gehalten werden. Um die einzelnen Behälter möglichst gleichmäßig mit Trägerflüssigkeit zu versorgen, wird weiter vorgeschlagen, in deren Boden ein Filtermittel mit einem relativ großen Strömungswiderstand, ζ. Β. Sinterplatten, vorzusehen.

Ein Umstand, der sich beim kontinuierlichen Betrieb einer Schleudertrommel mit einem in Abschnitte unterteilten rinnenförmigen Einsatz oder einzelnen Behältern a!s 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 vorgeschlagen, 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 — z. B. kraterförmigen — Einsenkung versehen ist. Dadurch wird ein Verspritzen des Klassiergutes beim Zuführen weitgehend vermieden und durch das infolge der wirkenden Zentrifugalkraft 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 Schleudertrommel fest verbundene und koaxial in dieser angeordnete Verteilertrommel vorgesehen ist, in deren Mantel — vorzugsweise 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 zeigt

Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem ringförmig zusammenhängend ausgebildeten Einsatz,

Fig.2 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem in Abschnitte unterteilten Einsatz,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch die Schleudertrommel nach Fig.2, der die Einstellung der Spiegelhöhe der Trägerflüssigkeit zeigt

F i g. 4 eine Ansicht des verstellbaren Überlaufwehrs für die Trägerflüssigkeit

F i g. 5 einen Längsmittelschnitt durch die Schleudertrommel mit einem Einzelbehälter aufweisenden Einsatz und

F i g. 6 einen Schnitt durch einen der Behälter.

Zum Klassieren von Feststoffe 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 nachfolgenden Filtrieren der in diesem zurückbleibenden groben Fraktion ist eine Klassierzentrifuge mit einer als Vollmanteltrommel ausgebildeten Schleudertrommel 1 vorgesehen, an

deren einem Trommelende eine ais 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 Trommelende eine offene Ringstirnwand 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. Γ rinnenförmig ausgebildeten und nach den F i g. 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 S 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.

Gemäß Fig. 1 erstreckt sich der Einsatz 7 ringartig über den Umfang des Schleuderraumes und entspricht im Querschnitt einer zur Trommelachse offenen Trapezriiine, in dessen Sohle der Siebboden 10 eingesetzt ist Eine der beiden Seitenwände dieser Trapezrinne wird von der dem Trapez entsprechend ebenfalls schräg ausgebildeten Ringstirnwand 5 selbst gebildet und dient als ein Überlaufwehr für die überschüssige Trägerflüssigkeit bzw. für die ablaufende Fraktion. Die andere Seitenwand des Einsatzes 7 dagegen bildet zusammen 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 des 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 etwas 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 ausgebildet. Zur Entleerung dient ein Schälrohr 15, das in eine an der äußersten Stelle dieses Raumes angeordnete Mulde 16 einschwenkbar ist

Die Zentrifuge gemäß F i g. 2 bis F i g. 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dadurch, 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 ist 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 zum 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 kann, wozu der Stützring 18 zu dieser Stirnwand leicht geneigt vorgesehen ist.

Des weiteren ist der Einlaufkanal 11 für die Zuführung der Trägerflüssigkeit bei der Zentrifuge gemäß Fig.2 von der Ringstirnwand 5 und einer im Abstand von dieser angeordneten Zwischenwand 20

■ο gebildet, die im Bereich des Trommelmantels 13 eine Reihe von Durchflußöffnungen 21 zum äußeren Raum 9 aufweist. Diese Anordnung des Einlaufkanals 11 eignet sich in konstruktiv einfacher Weise dazu, in diesem ein verstellbares Wehr vorzusehen, wodurch die Spiegeldif-

iS ferenz zwischen der Trägerflüssigkeit und dem Schleudergut genau eingestellt und eingehalten werden kann. Der überschüssige Anteil der in den Einlauf kanal 11 eingeleiteten Trägerflüssigkeit läuft über die als Wehr dienende Ringstirnwand 5 ab.

Eine einfache Regelung des Trägerflüssigkeitsspiegels, der sich bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 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-förmigen Schlitzen 22 versehen ist, welche in diese öffnung ausmünden. Entsprechend weist eine im Einlauf kanal 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 23 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 äußeren Scheibenumfangs der Ringscheibe 24 ein Zahnsegment 25 angeordnet in das ein Ritzel 26 mit einer durch den Mantelteil des Einlaufkanals U geführten Welle 27 eingreift, die am freien Ende als Vierkant ausgebildet ist wodurch die Ringscheibe 24 leicht von Hand verdreht werden kann.

Die Trägerflüssigkeit kann ebenso wie im Ausführungsbeispiel 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 umlaufender Verteilerstern 28, der das Klassiergut mittels strahlenförmig zu je einem Behälter 17 führenden Verteilerohren 29 gleichmäßig in die einzelnen Behälter 17 verteilt An der Rückwand des Verteilersterns 28 befindet sich eine zentrale kraterförmige Einsenkung 30 in die das Einlaufrohr 6 hineinragt Das sich in dieser Einsenkung stauende Klassiergut steigt am Kratermantel auf und verteilt sich gleichmäßig längs des Umfanges.

Die Zentrifuge nach Fig.5 weist zwei Reiher nebeneinander am Umfang verteilter Behälter 17 auf Diese Behälter sind mit zum freien Ende sich kegelig

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erweiternden Mantelflächen vorgesehen, damit am Behälterboden ein Mehrfaches der im offenen Ende vorhandenen Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit erreicht wird. Hierdurch wird verhindert, daß die über dem Trennschnitt liegenden Grobfeststoffe zu rasch sedimentieren, wodurch sich ein stabiler Filterkuchen bilden könnte, in dem noch viele Feinteile eingeschlossen sind. Die erforderliche große Querschriittsdifferenz 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 Tromrnelbreite ergab sich 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 aufwies. Zur Zuführung des Klassiergutes in die einzelnen Behälter 17 ist eine mit der Schleudertrommel 1 fest verbundene und koaxial in dieser angeordnete Verteilertrommel 31 vorgesehen, in deren Mantel mit Trichterausmündungen 32 versehene Verteilrohre 29 eingesetzt sind, die zu je einen Behälter 17 führen. Um die relativ große Anzahl 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 F i g. 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 176 des Behälters 17 dient als Beruhigungszone, in der die 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 sein. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich für den veränderlichen Radius r des Behälters 17 in der Beruhigungszone die Bedingung

r = ro R₀JR

wobei rder Radius des Behälters 17 an der betrachteten Stelle der Beruhigungszone (gekrümmter Teil 176Jl R der Trommelradius an der betrachteten Stelle der Beruhigungszone sowie ro der Ausgangsradius des Behälters 17 an der Übergangsstelle vom kegeligen Teil 17a zum gekrümmten Teil 176 und A₀ 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 äußei en Raum 9 mit Trägerflüssigkeit findet zunächst in beiden Räumen 8, 9 ein Niveausausgleich statt und die Feststoffe beginnen sich je nach Korngröße mit mehr oder 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 Trägerflüssigkeil' durch diesen hindurch, steigt im Aufstrom entgegen der Bewegungsrichtung der sedimentierenden Grobfeststoffe im Klassiergut auf und läuft schließlich über die

ι ο Ringstirnwand 5 bzw. über 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 Aufströmgeschwindig-

keit der Trägerflüssigkeit, von dieser Flüssigkeit mitgetragen. Die Zufuhr an Trägerflüssigkeit ist so lange vorzunehmen, bis alle unter der Trennkorngröße liegenden Feinfeststoffe aus dem im Klassierraum (innerer Raum 8) bzw. in den Behältern 17 befindlichen

klassiergut entfernt sind. Sodann kann die nächst gröbere Kornfraktion 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 Fi g. 2 zeigt — durch Höhenverstellung einer als Wehr vorgesehenen Wand des Einlaufkanals 11, wobei die Zufuhr von Trägerflüssigkeit nicht geregelt werden braucht, wenn diese im Überschuß zugeführt wird.

Nachdem alle unterhalb der Trennkorngröße liegenden Feinstfeststoffe ausgespült sind, kann die zurückbleibende Fraktion einer Filtrierung unterzogen werden. Hierz:·· wird die gesamte Trägerflüssigkeit mittels des Schälrohres 15 aus dem äußeren Raum 9 (Aufnahmeraum) abgezogen. Die abschließende 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 F i g. 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum scharfen Klassieren eines in Suspension befindlichen Feststoffes verschiedener Korngröße in Fraktionen einheitlicher Korngröße, S insbesondere zum Klassieren von Schleifmitteln, mit Hilfe einer Trägerflüssigkeit dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe der Suspension und die Trägerflüssigkeit um die gleiche Achse in Rotation versetzt werden und daß die Trägerfiüssig- ίο keit entgegen der durch die Rotation entstehenden Fliehkraft durch die gesamte Radiaierstreckung der Suspension hindurchgeleitet wird, wobei die Größe der Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit so gewählt wird daß die jeweils gewünschte Kornfraktion zusammen mit der Trägerflüssigkeit auf Grund der Aufströmgeschwindigkeit ausgetragen wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit im Bereich des Eintritts in die Suspension größer gehalten wird als beim Verlassen des Suspensionsbereichs.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Geschwindigkeit der Feststoffe auf Grund der Rotation bzw. die Aufströmgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit durch schrittweises Verändern der Rotationsdrehzahl und/oder Erhöhen der Zulaufmenge der Trägerflüssigkeit geregelt wird

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zum diskontinuierlichen Klassieren, dadurch gekennzeichnet daß zu Beginn der Abtrennung einer bestimmten Kornfraktion eine solche Menge an Suspension und Trägerflüssigkeit genommen wird daß die Suspension und die Trägerflüssigkeit im wesentlichen voneinander getrennt auf den einander gleichen Radien rotieren, und daß dadurch die Abtrennung der bestimmten Kornfraktion eingeleitet wird daß weitere Trägerflüssigkeit zugeführt wird

5. Zentrifuge zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem beispielsweise an einem Ende der Schleudertrommel angeordneten, als Ringstimwand oder Stirnwand mit Durchbrechungen ausgebildeten Oberlaufwehr für die abfließende Fraktion und einem unter den Suspensionsspiegel reichenden Einlauflcanal für eine Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet daß die Schleudertrommel (1) in an sich bekannter Weise als Vollrr inteltrommel ausgebildet und mit einem einen Siebboden (10) aufweisenden Einsäte (7) versehen ist, der den Schleuderraum in zwei durch diesen Siebboden miteinander verbundene Räume (8, 9) unterteilt, von denen der eine als Klassierraum ss vorgesehen ist und der andere Raum (9) (Aufnahmeraum) im wesentlichen radial außerhalb des Klassierraumes liegt und mit dem Einlaufkanal (11) für die Tragerflüssigkeit verbunden ist

6. Zentrifuge nach Anspioch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) ab eine zur Achse der Schleudertrommel (1) offene Rinne ausgebildet und der im Bereich der Rinnensohle vorgesehene Siebboden (10) im wesentlichen parallel und in geringem Abstand zum Trommelmantel (13) an· 6$ geordnet ist

7. Zentrifuge nach Ansprach 6, dadurch gekenn** zeichnet daß der rinnenförmige Einsatz (7) zur

Rinnensohle hin verengt ist

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

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit einer als Überlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Ringstirnwand, dadurch gekennzeichnet daß die dem Einlaufkanal (U) abgewandte Seitenwand des Einsatzes {7) von der Ringstirnwand (S) selbst gebildet ist

10. Zentrifuge nach Anspruch 9>, dadurch gekennzeichnet daß die andere Seitenwand des Einsatzes (7) über den Bereich der Ringstirnwand (5) hinaus verlängert ist und eine Wand des Einlauf kanals (11) für die Trägerflüssigkeit bildet

11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit als Oberlaufwehr für die abfließende Fraktion dienenden Durchbrechungen in der Trommeistirnwand, dadurch gekennzeichnet daß der Einlaufkanal (11) von dem anderen als Ringstirnwand (5) ausgebildeten Trommelende und einer im Abstand von dieser angeordneten Zwischenwand (20) mit Durchflußöffnungen (21) gebildet ist

12. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Einsatz (7) — z. B. durch Querwände — in mehrere Abschnitte unterteilt ist

13. Zentrifuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß der Einsatz (7) mehrere auf einem Stützring (18) verteilte und vorzugsweise lösbar angeordnete Behälter (17) aufweist

14. Zentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Stützring (18) zum Oberlaufwehr geneigt ist

15. Zentrifuge nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet daß die Behälter (17) zumindest einen kegeligen Teil (t7a) aufweisen, dessen Höhe etwa das 5- bis 8fache des mittleren Durchmessers beträgt

16. Zentrifuge nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (17) einen an den kegeligen Teil (17a) anschließenden nach außen gekrümmten Teil (t7b) aufweisen, dessen Manteiiinie vorzugsweise einer Hyberbelkurve folgt

17. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 13 bis

16, dadurch gekennzeichnet daß im Siebboden (10) der Behälter (17) ein Filtermittel mit einem relativ großen Strömungswiderstand, z.B. Sinterplatten, vorgesehen sind

18. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 12 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung des Klassiergutes in die Abschnitte bzw. in die Behälter (17) ein koaxial mit der Schleudertrommel (I) verbundener, strahlenförmig zu je einem Abschnitt bzw. einem Behälter (17) führende Verteilrohre (29) aufweisender Verteilerstern (28) vorgesehen ist, in den ein Einlauf rohr (6) frei hineinragt und dessen Rückwand vorzugsweise mit einer zentralen, z.B. kraterförmigen Einsenkung (30) versehe« ist

19. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhrung des Klassiergutes in die Abschnitte des rmnenförmigen Einsatzes (7) oder in die Behälter (17) eine mit der Schleudertromuel (1) fest verbundene und koaxial in dieser angeordnete Verteilertrommel (31) vorgesehen ist, in deren Manie! — vcrzügiwdse in dessen Sera» iHchiefförmig ausgebildete — Verteilrohre (29) eingesetzt

sind, die mindestens zu je einem Abschnitt bzw. Behälter (17) führen.

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

21. Zentrifuge nach Anspruch 20, mit als Oberlaufwehr 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 Trommelends 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.

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