DE19743653A1

DE19743653A1 - Sandwaschvorrichtung

Info

Publication number: DE19743653A1
Application number: DE1997143653
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Saito
Original assignee: Nihon Genryo Co Ltd
Current assignee: Nihon Genryo Co Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: DE19743653C2; NL1007199C2; NL1007199A1; SG54572A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Waschvorrichtung zum Waschen verschmutzten Sandes, der von einem Filtermedium in einer Filterwanne oder vom Boden eines Abwasserbeckens oder eines Sedimentierbeckens abgekratzt wird, oder von die Oberfläche bedeckenden Sandes, um Unrat darauf oder Mate rialien, die die Oberfläche des Sandes bedecken, zu ent fernen.

STAND DER TECHNIK

Filtersand, der in einer Wasserreinigungsanlage verwendet wird, wird vom Grund eines Flusses oder einer Flußmündung gesammelt, aber die Menge dieser Resource ist begrenzt, so daß schon einmal verwendeter Sand nach einem Reinigen oder einem ähnlichen Verarbeiten wieder verwendet wird. In Verbindung mit einer schnellen Verschmutzung des Re sourcenwassers oder unter dem Einfluß von Verunreinigun gen, die in ein Filterbecken fließen, wurden Phänomene beobachtet, wie das, daß der Korndurchmessers des Filter materials sich durch das Ablagern von Schlamm vergrößert hat, oder daß Schlamm vom Filtermedium getrennt wurde. Wenn der Korndurchmesser des Filtermaterials größer wird, wie das oben beschrieben wurde, wird der Raum zwischen dem Filtermedium vermindert und die Filterleistung wird geringer. So wird es notwendig, periodisch das Filterma terial aus dem Filterbecken zu nehmen und Unrat von der Oberfläche des Filtermediums durch eine Waschvorrichtung zu entfernen.

Konventionellerweise wurde beim Verfahren des Waschens des Filtermediums allgemein eine Waschvorrichtung, die Rührschaufeln hat, um verunreinigten Sand und Reinigungs wasser zu mischen und die Mischung umzurühren, verwendet, wobei jedoch, wenn eine große Menge verschmutzten Sandes stark umgerührt wird, die Sandkörner durch eine Kollision mit den Rührschaufeln oder eine Reibung zwischen dem Filtermedium selbst pulverisiert werden, und somit der Teil zunimmt, der nicht wiederverwendet werden kann, und wobei, wenn weiterhin die Menge des Reinigungswassers gering ist, die getrennten Verunreinigungen wieder auf den Sandkörnern abgelagert werden, was es für uns schwie rig macht, eine hohe Leistung bei der Reinigungsverarbei tung zu erwarten.

Als eine sogenannte Waschvorrichtung für Sand wurde auch eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen Sandaufkratzab schnitt an einer zentralen Position des Grundkörpers für das Umrühren und Waschen von Sand durch Verwendung der Drehung eines Schraubenförderers, der im Sandaufkratzab schnitt vorgesehen ist, hat. Diese Sandwaschvorrichtung ist eine Vorrichtung, die hauptsächlich für das Entfernen von Salz, das sich auf der Oberfläche eines Meersandes abgesetzt hat, verwendet wird, und die eine Konstruktion hat, bei der der Schraubenförderer Sandaufkratzschaufeln in seinem unteren Abschnitt und ebenso Umrührschaufeln in seinem oberen Abschnitt aufweist, wobei Schaufeln für die Verteilung im oberen Abschnitt des Sandaufkratzabschnitts vorgesehen sind.

Bei diesem Typ einer oben beschriebenen Sandwaschvorrich tung wird Sand, der in einen Reinigungstank gebracht wurde, durch die Wirkung der Sandaufkratzschaufeln in den Umrührschaufelbereich angehoben, wo der Sand mit hier einströmendem Reinigungswasser gemischt wird, wobei der Sand im Reinigungswasser umgerührt, verdünnt, gewaschen und durch die Verwendung der Drehung der Umrührschaufeln weiter nach oben gehoben wird, wobei dann der Sand homo genisiert und unter Krafteinwirkung vom Sandaufkratzab schnitt in den Reinigungstank bewegt wird. Durch diese Konstruktion ist es notwendig, Sand in den Reinigungstank bis mindestens zur Höhe der Verteilungsschaufeln einzu füllen, und weiterhin wird das Reinigungswasser in einem Abschnitt geliefert, wo die Rührschaufeln sich drehen, und es wird nach der Reinigung Salzwasser von einem Was serabgaberohr in den oberen Abschnitt des Reinigungstan kes überlaufen gelassen, so daß der Reinigungstank immer mit Reinigungswasser gefüllt werden muß.

Wie oben beschrieben wurde, hat im allgemeinen der kon ventionelle Typ einer Sandwaschvorrichtung die Konfigura tion, in welcher Meeressand, der einen Tank füllt, geflu tet und mit Reinigungswasser verrührt wird, um Salz, das auf der Oberfläche eines Sandkorns abgelagert ist, im Reinigungswasser zu lösen, um gereinigten Sand zu erhal ten.

Sogar wenn das Filtermedium unter Verwendung des konven tionellen Typs der Sandwaschvorrichtung gewaschen wird, wie das oben beschrieben wurde, werden jedoch Verunreini gungen, die auf der Körneroberfläche abgesetzt sind, und bei denen es sich nicht um Salz handelt, nicht im Reini gungswasser gelöst, so daß es unmöglich ist, einen hohen Reinigungseffekt zu erwarten. Ebenso wird, wenn die Zu führrate des Reinigungswassers gesenkt wird, um ein Auf schwemmen des zu reinigenden Sandes zu unterdrücken, eine große Menge verunreinigten Sandes durch die Rührschaufeln kräftig umgerührt, was teilweise eine Bruchpulverisierung der Sandkörner bewirkt. Ebenso ist, da die Sandaufkratz schaufeln und die Rührschaufeln sich weiterhin im Sand drehen, die Reibung zwischen den Rührschaufeln und dem Sand unvorteilhaft groß.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sandwaschvorrichtung bereitzustellen, die wirksam Verunreinigungen, die im Sand verteilt sind, und die die Oberfläche von Sandkörnern bedecken, ohne eine Pulveri sierung des eingeführten Sandes entfernen kann, und bei der der Verschleiß der Umrührvorrichtung gering gehalten wird.

Um die obigen Probleme zu lösen, umfaßt die Sandwaschvor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Reini gungstank, der eine Sandeinlaßöffnung in seinem oberen Abschnitt und eine Sandauslaßöffnung in seinem unteren Abschnitt umfaßt, um darin Sand und Reinigungswasser zu speichern; ein Umrührtank in aufrechter Stellung, der Öffnungen in oberen und unteren Kantenabschnitten auf weist; und einen Schraubenförderer, der sich in diesem Umrührtank dreht, wobei der Schraubenförderer von einer oberen Oberfläche einer Schicht aus Sand, die im Umrühr tank abgesetzt ist, als auch von einer oberen Oberfläche des Reinigungswassers vorsteht, und einen Aufwärtsflußab schnitt für fluidisierten Sand für das Fließen des flui disierten, zu waschenden Sandes zum oberen Öffnungsab schnitt des Umrührtanks, umfaßt.

Die Mengen des Sandes und des Reinigungswassers, die in den Reinigungstank eingeführt werden sollen, werden so eingestellt, daß eine obere Hälfte des Schraubenförderers aus dem Sand und dem Wasser innerhalb des Rührtanks vor steht. Wenn der Schraubenförderer gedreht wird, werden der Sand und das Reinigungswasser allmählich von dem unteren Öffnungsabschnitt des Rührtankes nach oben ent lang der Spiralschaufel befördert. Dann wird durch Ein stellen der Drehzahl des Schraubenförderers auf einen hohen Wert, so daß der Sand und das Wasser, die im Tank gespeichert sind, zu einer oberen Kante der Schaufel gelangen können, die Fluidisierung des Sandes verwirk licht, und in diesem Zustand kollidieren die Sandkörner miteinander und reiben sich im aufwärts fließenden Wasser aneinander. Es ist notwendig, die Drehgeschwindigkeit so einzustellen, daß der fluidisierte Sand vom Rührtank in den Reinigungstank abgeführt wird.

Abgesetzter Sand und Reinigungswasser werden dort nach oben in den Zustand geschoben, wo sie durch den Schrau benförderer eingeschränkt werden, so daß ihre freie Bewe gung unterdrückt wird, wohingegen im Aufwärtsflußab schnitt des fluidisierten Sandes keine Einschränkung durch den Schraubenförderer besteht, so daß das Reini gungswasser in einer aktiven Bewegung weiter nach oben fließt. Der fluidisierte Sand bildet einen diskontinuier lichen Wirbelstrom und eine Reibung zwischen den Sandkör nern, wodurch die Waschwirkung erzielt wird.

Die Menge des Wassers, die von einer Lücke zwischen einem äußeren Kantenabschnitt des Schraubenförderers und einer inneren Wand des Rührtanks herabfließt, ist größer als die des Sandes, so daß die Dichte des Sandes größer wird, wenn er zu einem höheren Abschnitt der Schraube gelangt, verglichen mit der Dichte, wenn er auf dem Grund des Rührtankes abgesetzt ist. Die Wahrscheinlichkeit, sich aneinander zu reiben, wird nämlich für Sandteilchen im fluidisierten Sand auf dem Förderer, der von einer Schicht des abgelagerten Sandes vorsteht, größer als die von Sand, der zusammen mit Wasser im Ablagerungsabschnitt umgerührt wird. Aus diesem Grund wird eine wirksame Waschwirkung durch das Reiben zwischen den Sandkörnern erreicht, und Verunreinigungen, die auf der Oberfläche der Sandkörner abgesetzt sind, oder diesen bedecken, können wirksam entfernt werden.

Wenn der fluidisierte Sand auf einer geneigten Oberfläche des Schraubenförderers nach oben fließt, reiben die Sand körner, die im wesentlichen dieselbe Härte haben, durch einen hier erzeugten Wirbelstrom aneinander, aber die Sandkörner kollidieren selten mit einem Teil, das eine größere Härte aufweist, so daß auf die Sandkörner keine übertriebene Kraft ausgeübt wird, und keine Möglichkeit besteht, daß die Sandkörner pulverisiert werden. Auch wenn die Sandkörner durch die Zentrifugalkraft gegen die innere Wand stoßen, so bewegen sich die Sandkörner zusam men mit Wasser, so daß die Energie, die durch eine Kolli sion erzeugt wird, ziemlich klein ist, und die Wahr scheinlichkeit für die Sandkörner, daß sie pulverisiert werden können, extrem niedrig ist. Weiterhin werden, da immer Wasser zwischen sich aneinanderreibenden Sandkör nern vorhanden ist, getrennte Verunreinigungen im Reini gungswasser gelöst, und eine erneute Ablagerung tritt durch das Reiben niemals auf. Aus diesem Grund wird die Sandreinigungswirkung besser. Im Aufwärtsflußabschnitt des fluidisierten Sandes berühren Sandkörner nur eine obere Oberfläche der Rührschaufel, so daß nur eine leichte Abnutzung des Rührteils erfolgt.

Es sollte angemerkt werden, daß ein Zwischenraum zwischen dem äußeren Kantenabschnitt des Schraubenförderers und der inneren Wand des Rührtankes vorzugsweise mindestens das Dreifache oder mehr eines Korndurchmessers des Sandes betragen sollte, um zu verhindern, daß die Sandkörner pulverisiert werden. Der fluidisierte Sand, der zur obe ren Kantenöffnung des Rührtankes geflossen ist, wird nach und nach in den Reinigungstank gesandt und wird durch die untere Kantenöffnung in den Rührtank rückgeführt, und es wird auch im Reinigungstank ein Wirbelstrom erzeugt und die Waschwirkung durch das Reiben zwischen den Sandkör nern wird auch in diesem Tank erzeugt. Auch im Aufwärts flußabschnitt des fluidisierten Sandes fließt ein Teil des Sandes, der vom äußeren Kantenabschnitt des Schrau benförderers herabfällt, wieder nach oben, so daß der Waschschritt durch das Reiben länger wird, was die Wasch wirkung verbessert.

Die Sandwaschvorrichtung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl flügelförmiger Rühr schaufeln im wesentlichen parallel zur Schraubenförderer oberfläche im Aufwärtsflußabschnitt des Sandes vorgesehen sind. Die Rührschaufel hat eine Form wie ein Flügel und bildet eine im wesentlichen bogenförmige gekrümmte Ober fläche, wobei eine Vielzahl von Rührschaufeln in Rota tionsrichtung des Schraubenförderers vorgesehen sind. Der fluidisierte Sand, der entlang der gekrümmten Oberfläche der Rührschaufel fließt, erzeugt einen Flüssigkeitsfluß und erzeugt dann einen Wirbelstrom. Dieser Wirbelstrom bewirkt eine weitere Förderung des Wirbelstromes, der durch den Hinaufschiebeeffekt des Schraubenförderers erzeugt wird, so daß die Bewegung der Sandkörner, die sich aneinander reiben, weiter gefördert wird, so daß die Waschwirkung verbessert wird.

Die Spitze jeder Rührschaufel hat eine scharfe oder eine leicht gerundete Form, um zu verhindern, daß die ganzen Körner zerstoßen werden. Unter Berücksichtigung der Wahr scheinlichkeit der Pulverisierung von Sandkörnern oder der Belastung der Rührschaufel, ist der Installationswin kel jeder Schaufel im wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des Schraubenförderers ausgestaltet. Vorzugs weise wird die Rührschaufel an einem Stützbalken fixiert, der sich auf der Oberfläche des Schraubenförderers erhebt, und die fluidisierten Sandkörner werden auch exzentrisch entlang der äußeren Peripherie versetzt, wodurch es vor teilhaft ist, wenn die Rührschaufeln in diesem Abschnitt vorgesehen sind. Um eine Pulverisierung der Sandkörner zu verhindern, ist eine runde Stange als Stützbalken wün schenswert, aber es kann alternativ eine Vielzahl von vertikalen flügelförmigen Schaufeln in Rotationsrichtung des Schraubenförderers vorgesehen werden.

Im Aufwärtsflußabschnitt des fluidisieren Sandes berühren die Sandkörner hauptsächlich eine obere Oberfläche der Spiralschaufel und der flügelförmigen Rührschaufel und die Sandkörner fließen entlang diesen Abschnitten, so daß das Rührteil nur wenig abgenutzt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Sandwaschvor richtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Sandwaschvor richtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen oberen Abschnitt des Umrührtankes zeigt;

Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Umrührschaufel; und

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4, die die Umrührschaufel zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Als nächstes erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen. Fig. 1 ist eine Quer schnittsansicht der erfindungsgemäßen Sandwaschvorrich tung. Die Sandwaschvorrichtung 1 umfaßt einen Reinigungs tank 2, einen Rührtank 3, einen Schraubenförderer 4 und eine Antriebseinheit 5, und es werden passende Mengen verschmutzten Sandes 6 und Reinigungswassers bei der Benutzung in den Tank gebracht. Der Reinigungstank 2 hat eine Sandeinlaßöffnung 2a in seinem oberen Abschnitt und eine Sandauslaßöffnung 2b in seinem unteren Abschnitt, wobei die Bodenoberfläche in einem geneigten Zustand ausgebildet ist, so daß der abgesetzte verschmutzte Sand 6 sanft in den Rührtank 3 eingeführt wird.

Der Rührtank 3 ist ein zylindrischer Körper, der in auf rechter Stellung an einer zentralen Position des Reini gungstankes 2 vorgesehen ist, und er hat eine obere Kan tenöffnung 3a und eine untere Kantenöffnung 3b, und eine Drehwelle 4a des Schraubenförderers 4 ist durch einen zentralen Teil von ihm geschoben. Eine Spiralschaufel 4b, die an der Drehwelle 4a befestigt ist, hat eine passende Lücke gegenüber der inneren Oberfläche 3c des Rührtankes 3 und befördert wirksam verschmutzten Sand 6 nach oben zur oberen Kantenöffnung 3a. Wenn diese Lücke zu groß ist, wird die Menge des Sandes, der während des nach Fließens nach oben herunterfällt, größer, und wenn die Lücke zu klein ist, so kann dies eine Verstopfung der Lücke mit Sandkörnern, eine Pulverisierung der Sandkörner oder eine Abnutzung der Schaufel 4b bewirken, so daß die Lücke mindestens das Dreifache des Korndurchmessers der Sandkörner betragen muß. Um von Zeit zu Zeit eine Ein stellung der Lücke auf einen Korndurchmesser des ver schmutzten Sandes, bei dem es sich um den zu waschenden Sand handelt, zu ermöglichen, sollte der Schraubenförde rer 4 oder der Rührtank 3 vorzugsweise austauschbar sein.

Eine Druckkammer 4c ist unter einer Bodenoberfläche 3d des Umrührtanks 3 und einen Kontaktabschnitt der Dreh welle 4a vorgesehen. Ein Hydraulikdruck oder ein Luft druck wird über eine hier nicht gezeigte Düse in die Druckkammer 4c eingeführt, um zu verhindern, daß das Reinigungswasser 7 und der verschmutzte Sand 6 nach außen auslaufen.

Der Schraubenförderer 4 hat einen Abschnitt, der von einer Schicht des verschmutzten Sandes 6, der im Rührtank 3 abgesetzt ist, als auch von einer oberen Oberfläche des Reinigungswassers 7 vorsteht. Die Gesamtmenge des ver schmutzten Sandes 6 und des Reinigungswassers 7, die in den Rührtank 3 eingeführt werden, sollte nämlich so ein gestellt werden, daß dieser vorstehende Abschnitt vorge sehen wird. Ein Gewichtsverhältnis des verschmutzten Sandes gegenüber dem Reinigungswasser 7 sollte auf einen höheren Wert gesetzt werden, um einen höheren Reinigungs effekt zu gewährleisten.

Die Drehzahl des Schraubenförderers 4 sollte auf einen höheren Wert gesetzt werden, so daß das Reinigungswasser 7 zu einer oberen Kante der Schaufel 4b fließen kann.

Wenn die Antriebseinheit 5 ihren Betrieb startet, bewegen sich der verunreinigte Sand 6 und das Reinigungswasser 7, die aufeinanderfolgend von der unteren Kantenöffnung 3b des Umrührtankes 3 geliefert werden, nach oben entlang der Oberfläche der Schaufel 4b und erreichen den vorste henden Abschnitt, und wenn das Reinigungswasser 7 in diesem Schritt immer noch eine Aufwärtsbewegung hat, so wird der kontaminierte Sand 6 aufgeschwemmt, wodurch die Fluidisierung des Sandes verwirklicht wird. Im Aufwärts flußabschnitt 4d des fluidisierten Sandes, wo der fluidi sierte zu waschende Sand nach oben zur oberen Kantenöff nung 3a bewegt wird, erzeugt der fluidisierte Sand einen diskontinuierlichen wirbelnden Strom, und die Sandkörner reiben aneinander im sich aufwärtsbewegenden Wasserstrom, so daß Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche jedes Sandkornes abgesetzt haben und dieses bedecken, wirksam entfernt werden können.

Es sollte angemerkt werden, daß, obwohl es notwendig ist, das Reinigungswasser 7 mindestens bis zu einem Pegel einzuführen, der eine Verwirklichung der Fluidisierung des Sandes im vorstehenden Abschnitt gestattet, wenn die Menge des eingeführten Reinigungswassers 7 zu groß ist, der Wechsel der Sandkörner, die sich aneinander reiben, kleiner wird, so daß die Wirksamkeit der Entfernung der Verunreinigungen kleiner wird. Wenn der vorstehende Ab schnitt klein ist, so wird die Waschleistung ebenfalls kleiner, und im Gegensatz dazu wird, wenn der vorstehende Abschnitt zu groß ist, die absolute Menge des zu waschen den Sandes kleiner, was die Waschleistung erniedrigt. Aus diesem Grund muß die einzuführende Gesamtmenge und das Verhältnis zwischen verschmutztem Sand 6 und Reinigungs wasser 7 unter Berücksichtigung aller oben beschriebenen Faktoren bestimmt werden.

Als nächstes wird eine Sandwaschvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach folgend unter Bezug auf die Fig. 2 bis 5 beschrieben. Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Sandwaschvorrich tung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines oberen Abschnitts des Rührtanks, Fig. 4 ist eine Vor deransicht der Rührschaufel, Fig. 5 ist eine Quer schnittsansicht der Sandwaschvorrichtung entlang der Linie V-V in Fig. 4. Es sollte angemerkt werden, daß die gleichen Bezugszahlen Teilen zugewiesen sind, die die gleiche Konfiguration oder Wirkungen haben, wie die, die in Fig. 1 gezeigt sind, und es wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.

In Fig. 2 ist eine Rührschaufel 8 an der Schaufel 4b des Schraubenförderers 4 befestigt, der von einer oberen Oberfläche des abgesetzten verschmutzten Sandes 6 als auch von einer oberen Oberfläche des Reinigungswassers 7 vorsteht. Die Rührschaufeln 8 sind in symmetrischen Posi tionen um ein Zentrum im äußeren peripheren Abschnitt angeordnet, wobei der Flügel 8a eine im wesentlichen gebogene Oberfläche hat, die im wesentlichen parallel zur Schaufel 4b in Rotationsrichtung des Schraubenförderers 4 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist die Rühr schaufel 8 am Stützbalken 8b befestigt, der zwischen den Schaufeln 4b vorgesehen ist, aber die Rührschaufel 8 kann an einem Stützbalken befestigt werden, der in radialer Richtung von der Drehwelle 4a vorsteht. Weiterhin ist, obwohl der Stützbalken 8b eine vertikale Rührschaufel ist, der eine Form wie ein Flügel aufweist, und der in der gleichen Richtung wie die Rührschaufel 8a angeordnet ist, die Form des Stützbalkens nicht auf die oben be schriebene Form beschränkt, sondern es kann ein runder Stab für diesen Zweck verwendet werden.

Weiterhin erzeugt der fluidisierte Sand, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Schaufel 8a der Rühr schaufel 8a fließt, eine Trennung der Flüssigkeit, wie das in Fig. 4 gezeigt ist, und erzeugt einen Wirbelstrom an deren Rückseite. Dieser Wirbelstrom fördert weiter den Wirbelstrom, der aufgrund der nach oben schiebenden Wir kung durch den Schraubenförderer 4 erzeugt wird, so daß die Reibewirkung zwischen den Sandkörnern gefördert wird, was die Waschwirkung verbessert.

Der fluidisierte Sand, der zur oberen Kantenöffnung 3a des Rührtanks 3 bewegt wurde, wird nach und nach in den Reinigungstank 2 geschickt, und geht dann durch die unte re Kantenöffnung 3b und wird wiederum durch das Eigenge wicht rückgeführt in den Rührtank 3, und während er fällt, wird Luft in den Fluß des Reinigungswassers 7 eingebracht, die Sandkörner bewegen sich durch die einge brachte Luft nach oben und die fallenden Sandkörner er zeugen einen unregelmäßigen wirbelnden Strom, und es wird auch in diesem Abschnitt eine Reibungswirkung zwischen den Sandkörnern erzeugt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung für den Fall, bei dem verschmutzter Sand durch die oben beschriebene Sand waschvorrichtung gewaschen wurde. Die beim Experiment verwendete Sandwaschvorrichtung, war diejenige, die in Fig. 1 gezeigt ist. Der verschmutzte Sand, der durch diese Vorrichtung gewaschen wurde, hatte die Trübung von 1150 Grad, einen wirksamen Durchmesser von 0,513 mm und einen Homogenitätskoeffizient von 1,532, und wurde in einen Kessel, der eine Kapazität von 430 Litern hat, zusammen mit einer spezifizierten Menge Reinigungswasser gebracht. Tabelle 1 zeigt eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Schraubenförderers und der Reinigungstrü bung. Es sollte angemerkt werden, daß die in Tabelle 1 gezeigte Reinigungstrübung 30 Minuten nach dem Rühren gemessen wurde, und die Frequenz von 40 Hz ungefähr 90 Umdrehungen pro Minute entspricht.

Wie oben beschrieben wurde, wurde in jedem der Fälle, bei dem das Verhältnis von Wasser zu Sand geändert wurde, die Reinigungstrübung geringer, wenn die Frequenz höher ge macht wurde. Es wird auch eine Beziehung zwischen einer Frequenz in dieser Vorrichtung und einer Wasserpumphöhe oder einem Sandhochpumpabschnitt in Tabelle 2 gezeigt, und es scheint erwägenswert, den Sand und das Reinigungs wasser bis zu einem Volumen einzuführen, das ungefähr gleich ist der Hälfte oder Zweidrittel der gesamten Kapa zität des Kessels (ungefähr 210 bis 280 Liter), und den Schraubenförderer sich mit einer Frequenz von ungefähr 60 Hz drehen zu lassen, um eine Wasserpumphöhe zu erreichen, die für das Waschen ausreicht (HO/3 bis HO/21; HO = Höhe des Kessels).

Dann wird in Tabelle 3 eine Beziehung zwischen einer Frequenz und der Reinigungstrübung in einem Fall gezeigt, in dem die gesamte Menge des Sandes und des Wassers grö ßer ist und der Aufwärtsflußabschnitt des fluidisierten Sandes extrem klein ist.

Wie oben beschrieben wurde, kann beim Umrühren, wenn der Aufwärtsflußabschnitt des fluidisierten Sandes die Größe HO/4 oder kleiner annimmt, die Reinigungstrübung nicht erniedrigt werden, sogar wenn die Frequenz erhöht wird, wobei man kaum eine Trübung von unter 19 Grad erreicht. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, um die Reinigungs trübung dieser Meßprobe wirksam auf ungefähr 14 Grad oder niedriger zu senken, einen Gesamtwert des Sandes und des Reinigungswassers im umgerührten Zustand im Bereich von ungefähr 1/2 bis 2/3 der Gesamtkapazität des Kessels zu halten, und auch die Frequenz auf ungefähr 60 Hz einzu stellen.

Durch die Verteilung der Körnigkeit der Sandkörner nach der Reinigung ändert sich die Körnung nicht, sogar wenn das Waschen mit einer hohen Geschwindigkeit mit der Fre quenz von 90 Hz erfolgt. Wie oben beschrieben wurde, verursacht die Vorrichtung, die verschmutzten Sand mit einem Schraubenförderer umrührt, zumindest keine Pulveri sierung der Sandkörner.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Beispiels, in welchem verschmutzter Sand unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Sandwaschvorrichtung gewaschen wurde. Der verschmutzte Sand, der durch diese Vorrichtung gewaschen wurde, hat die Reinigungstrübung von 1150 Grad, eine Lösbarkeit in Salzsäure von 2,93%, einen wirksamen Korn durchmesser von 0,583 mm und einen Homogenitätskoeffi zienten von 1,420. 200 kg verschmutzter Sand und 100 kg Reinigungswasser wurden in einen Kessel mit einer Kapazi tät von 420 Litern eingeführt, und der verschmutzte Sand wurde mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 159 Umdre hungen pro Minute (70 Hz) während 30 Minuten gewaschen. Für einen Vergleich wurde das gleiche Experiment unter denselben Bedingungen mit einer Sandwaschvorrichtung konventionellen Typs und der Sandwaschvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, die keine Rührschaufel hat, durch geführt. Es sollte angemerkt werden, daß der konventio nelle Typ der Sandwaschvorrichtung ein Typ war, in wel chem verschmutzter Sand zusammen mit Wasser in einem Rührtank kräftig umgerührt wurde.

Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, betrug die Reinigungstrü bung nach dem Waschen mit der erfindungsgemäßen Sand waschvorrichtung 4,7, was ungefähr 1/13 dessen ist, wenn eine Waschung mit dem konventionellen Typ der Sandwasch vorrichtung durchgeführt wurde, und die Hälfte oder weni ger als die Trübung, die erzielt wird, wenn die Sand waschvorrichtung ohne Rührflügel verwendet wird. Auch die Lösbarkeit in Salzsäure betrug beim Waschen mit der er findungsgemäßen Sandwaschvorrichtung die Hälfte dessen, was mit einem konventionellen Typ der Sandwaschvorrich tung erreicht werden konnte und ungefähr 1/1,5 dessen, was mit der Sandwaschvorrichtung ohne Rührschaufel er reicht wird, was anzeigt, das die Trennung des ver schmutzten Sandes gefördert wurde. Andererseits vermin dert sich, wenn der konventionelle Typ der Sandwaschvor richtung verwendet wird, der wirksame Korndurchmesser von 0,592 auf 0,570, während der Homogenitätskoeffizient von 1,419 auf 1,445 steigt, was anzeigt, daß die Sandkörner pulverisiert wurden, und die Homogenität nach dem Waschen verloren ging, wohingegen in den Fällen der erfindungsge mäßen Sandwaschvorrichtung und der Sandwaschvorrichtung ohne Rührschaufel sowohl der wirksame Durchmesser als auch der Homogenitätskoeffizient nicht wesentlich geän dert wurden, was anzeigt, daß keine Pulverisierung aufge treten ist.

AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG

Wie oben beschrieben wurde, hat die Sandwaschvorrichtung gemäß der folgenden Erfindung einen Aufwärtsfließab schnitt fluidisierten Sandes, der im Schraubenförderer bereitgestellt ist, so daß der fluidisierte Sand einen diskontinuierlichen Wirbelstrom erzeugt, der eine Reibung zwischen Sandkörnern erzeugt, wodurch eine Reinigungswir kung erzielt wird. Aus diesem Grund können Verunreinigun gen, die sich auf der Oberfläche eines körnigen Sandes abgelagert haben, oder diese Oberfläche bedecken, wirksam entfernt werden. Auch der fluidisierte Sand zeigt die Reibungswirkung zwischen den Sandkörnern, aber die Sand körner kollidieren nur wenig mit Teilen, die eine höhere Härte aufweisen, so daß keine übermäßige Kraft, die eine Pulverisierung verursachen würde, auf die Sandkörner ausgeübt wird. Zusätzlich befindet sich immer Reinigungs wasser zwischen den Sandkörnern, so daß Verunreinigungen, die von einer Oberfläche jedes der Sandkörner getrennt werden, im Wasser gelöst werden und mit ihm wegfließen. Weiterhin kontaktiert nur eine obere Oberfläche der Schaufel im Aufwärtsfließabschnitt des fluidisierten Sandes den Sand, so daß die Rührvorrichtung nur einem geringen Verschleiß unterworfen ist.

In der Sandwaschvorrichtung nach Anspruch 2 wird auch eine flügelförmige Rührschaufel im Aufwärtsflußabschnitt des fluidisierten Sandes bereitgestellt, so daß der flui disierte Sand, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Rührschaufel fließt, einen Wirbelstrom erzeugt, der weiterhin einen Wirbelstrom unterstützt, der durch die Wirkung des Nach-Oben-Schiebens des Schraubenförderers erzeugt wird, und somit wird auch das Reiben zwischen den Sandkörnern gefördert, was den Reinigungseffekt weiter verbessert.

Die Rührschaufel nach Anspruch 3 wird an einem Stützbal ken befestigt und ist in einem äußeren peripheren Ab schnitt des Förderers vorgesehen, so daß sie den fluidi sierten Sand, der exzentrisch durch die Zentrifugalkraft versetzt wird, wirksam umrühren kann. Der Stützbalken nach Anspruch 4 ist eine vertikale Rührschaufel, die eine flügelartige Form hat, und sie kann die Wahrscheinlich keit für die Erzeugung eines Wirbelstromes erhöhen.

TABELLE 1

TABELLE 2

TABELLE 3

TABELLE 4

Bezugszeichenliste

1 Sandwaschvorrichtung
2 Reinigungstank
2a Sandeinlaßöffnung
2b Sandauslaßöffnung
3 Rührtank
3a Obere Kantenöffnung
3b Untere Kantenöffnung
3c innere Oberfläche des Rührtanks
3d Bodenoberfläche des Rührtanks
4 Schraubenförderer
4a Drehwelle
4b Schaufel
4c Druckkammer
4d Aufwärtsflußabschnitt des fluidisierten Sandes
5 Antriebseinheit
6 Verschmutzer Sand
7 Reinigungswasser
8 Rührschaufel
8a Flügel
8b Stützbalken

Claims

1. Sandwaschvorrichtung (1) mit einem Reinigungstank (2), der eine Sandeinlaßöffnung (2a) umfaßt, die in einem oberen Abschnitt vorgesehen ist, und eine Sandauslaßöff nung (2b), die im unteren Abschnitt vorgesehen ist, um hierin den Sand und das Reinigungswasser (7) zu spei chern, einen Rührtank (3), der in aufrechter Position in diesem Reinigungstank (2) vorgesehen ist, und Öffnungen (3a, 3b) in den oberen und unteren Kantenabschnitten aufweist, und einen Schraubenförderer (4), der sich in diesem Rührtank (3) dreht; wobei der Schraubenförderer (4) von einer oberen Oberfläche einer Schicht Sand, die im Rührtank (3) abgelagert ist, als auch von einer oberen Oberfläche des sich darin befindlichen Wassers vorsteht, und einen Aufwärtsflußabschnitt (4d) des fluidisierten Sandes für das Aufwärtsfließenlassen des zu waschenden Sandes hinauf zu einer oberen Kantenöffnung (3a) des Rührtanks (3) aufweist.

2. Sandwaschvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sie eine Vielzahl flügelförmiger Rührschaufeln (8) hat, die im wesentlichen parallel zu einer Schraubenfördereroberflä che des Aufwärtsflußabschnittes (4d) des fluidisierten Sandes vorgesehen sind.

3. Sandwaschvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Rühr schaufeln (8) an Stützbalken (8b) befestigt sind, die in aufrechter Stellung auf einer Oberfläche des Schrauben förderers (4) vorgesehen und auf einem äußeren peripheren Abschnitt des Förderers angeordnet sind.

4. Sandwaschvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Stütz balken (8b) flügelförmige vertikale Rührschaufeln sind, die in Rotationsrichtung des Schraubenförderers (4) ange ordnet sind.