DE19809422A1 - Screening unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Siebvorrichtung zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, mit einem sich nach unten verjüngen den Siebbehälter in der Form eines Rotationskörpers mit vertikaler Achse.The invention relates to a method and a screening device for separation of solid-liquid mixtures, with a tapering downwards the sieve container in the form of a rotating body with a vertical axis.
Solche Siebvorrichtungen werden insbesondere in Kieswerken zum Trennen von Wasser und Sand eingesetzt. Beispiele herkömmlicher Siebvorrichtungen dieser Art werden in DE 39 26 082 C2 und in DE 35 15 891 A1 beschrieben.Such screening devices are used especially in gravel plants for separation used by water and sand. Examples of conventional screening devices This type is described in DE 39 26 082 C2 and in DE 35 15 891 A1.
Bei den bekannten Siebvorrichtungen wird das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch tangential im oberen Bereich des Siebbehälters zugeführt, so daß es sich auf einer schraubenförmigen Bahn an den geneigten, als Siebe ausgebildeten Wänden des Siebbehälters abwärts bewegt. Das Wasser wird dabei durch die kombinierte Schwerkraft- und Fliehkraftwirkung radial nach außen durch die Siebe hindurch abgeführt, während der Sand durch die Flüssigkeitsströmung und durch Schwerkraftwirkung zur Austragöffnung am unteren Ende des Siebbehälters transportiert wird. Bei diesen Vorrichtungen kann es je nach Beschaffenheit des Siebgutes zu einem bereichsweisen Anhaften der Fest stoffanteile an den Wänden des Siebbehälters kommen, so daß der Feststoff transport beeinträchtigt wird und die Siebfläche nicht optimal genutzt wird.In the known screening devices, the solid-liquid mixture fed tangentially in the upper area of the sieve container so that it is on a helical path on the inclined, designed as sieves Walls of the sieve container moved down. The water is through the Combined gravity and centrifugal force radially outwards through the Sieves are discharged through, while the sand through the liquid flow and by gravity to the discharge opening at the lower end of the Sieve container is transported. With these devices it can vary Condition of the material to be screened to adhere the area in certain areas Shares of material come on the walls of the sieve container, so that the solid transport is impaired and the screen area is not used optimally.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Feststofftransport im Siebbehälter zu ver bessern und die Siebleistung zu erhöhen.The object of the invention is to ver the solids transport in the sieve improve and increase the sieving capacity.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den unabhängigen An sprüchen 1 und 6 angegeben.Solutions to this task according to the invention are in the independent An sayings 1 and 6 specified.
Bei der Lösung nach Anspruch 1 ist der Siebbehälter um seine Achse drehan treibbar.In the solution according to claim 1, the sieve container is rotatable about its axis drivable.
Durch die Rotation des Siebbehälters wird die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit durch Zentrifugalwirkung verbessert. Die Wände des Siebbehäl ters können deshalb ohne Beeinträchtigung der Siebwirkung relativ steil an geordnet sein, so daß durch entsprechend hohe Schwerkraftwirkung ein ver besserter Feststofftransport im Siebbehälter erreicht wird. Besonders vorteil haft ist in diesem Zusammenhang, daß die zum Radius proportionale Flieh kraft wegen der Verjüngung des Siebbehälters nach unten hin abnimmt. Im oberen Bereich des Siebbehälters, wo das Siebgut aufgrund des hohen Flüs sigkeitsgehaltes noch eine hohe Fließfähigkeit hat, wird somit die Flüssigkeit wirksam abzentrifugiert. Mit abnehmender Höhe wird die Fliehkraft im Ver hältnis zur Schwerkraft immer kleiner, so daß die resultierende Kraft, die auf den Feststoffanteil wirkt, eine immer größere Vertikalkomponente erhält. Hierdurch ist sichergestellt, daß das zunehmend entwässerte Siebgut an den Wänden des Siebbehälters nach unten rutscht und nicht an den Wänden an haftet. Wenn der Zulauf, über den das Gemisch in den Siebbehälter zugeführt wird, stationär ist, ergibt sich zudem der Vorteil, daß das Siebgut gleichmä ßig auf dem Umfang des Siebbehälters verteilt wird.The separation of solids and Liquid improved by centrifugal action. The walls of the sieve container ters can therefore be relatively steep without affecting the sieving effect be ordered so that a ver by correspondingly high gravity better solids transport in the sieve container is achieved. Particularly advantageous in this context it is important that the flee proportional to the radius force decreases due to the tapering of the sieve container downwards. in the upper area of the sieve container, where the material to be sieved due to the high flow liquid content still has a high fluidity, the liquid centrifuged effectively. The centrifugal force in the ver ratio to gravity getting smaller, so the resulting force is on the solid component acts, receives an ever larger vertical component. This ensures that the increasingly dewatered screenings to the Walls of the sieve container slides down and does not touch the walls is liable. If the inlet through which the mixture is fed into the sieve container is stationary, there is also the advantage that the screenings evenly ß is distributed over the circumference of the sieve container.
Bei der Lösung nach Anspruch 6 ist im oberen Bereich des Siebbehälters eine rotierende Verteilscheibe für das Siebgut angeordnet.In the solution according to claim 6 is in the upper region of the sieve container rotating distribution disc arranged for the screenings.
Durch diese Verteilscheibe wird das Siebgut im wesentlichen radial nach au ßen abgeschleudert und somit gleichmäßig auf dem inneren Umfang des Siebbehälters verteilt. Zugleich erhält das Siebgut auf diese Weise einen Drall, so daß es spiralförmig an den Wänden des Siebbehälters nach unten strömt. Da das Siebgut beim Auftreffen auf die Wände des Siebbehälters eine große radiale Geschwindigkeitskomponente hat, wird die Flüssigkeit rasch nach außen durch das Siebmaterial hindurch abgeführt. Auch bei dieser Lösung können deshalb die Wände des Siebbehälters so steil angeordnet sein, daß ein störungsfreier Transport der Feststoffanteile durch Schwerkraftwirkung sichergestellt wird.Through this distribution disc, the material to be screened is essentially radially outward thrown out and thus evenly on the inner circumference of the Sieve container distributed. At the same time, the screenings get a twist in this way, so that it flows downwards in a spiral on the walls of the sieve container. Because the screenings are large when they hit the walls of the screen container has a radial velocity component, the liquid quickly replenishes discharged outside through the screen material. Even with this solution Therefore, the walls of the sieve container can be arranged so steep that trouble-free transport of the solids by gravity is ensured.
Die beiden oben beschriebenen Lösungen lassen sich vorteilhaft miteinander kombinieren.The two solutions described above can be advantageously used together combine.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate configurations of the device according to the invention are shown in specified in the subclaims.
Bei rotierendem Siebbehälter kann der Drehantrieb aktiv mit Hilfe eines Mo tors oder wahlweise auch passiv durch tangentiale Zufuhr des Siebgutes erfol gen. Ebenso kann bei Verwendung einer rotierenden Verteilscheibe auch der Antrieb der Verteilscheibe wahlweise aktiv oder passiv erfolgen. Für einen passiven Antrieb können beispielsweise geeignet angeordnete Turbinen schaufeln auf der Verteilscheibe und/oder oberhalb der Verteilscheibe auf ei ner mit dieser verbundenen Welle angeordnet sein.When the sieve container is rotating, the rotary drive can be actively activated using a Mo tors or alternatively passively through tangential feeding of the screenings Likewise, when using a rotating distribution disc, the The distribution disk can be driven either actively or passively. For one passive drives can, for example, suitably arranged turbines shovel on the distribution disc and / or above the distribution disc on egg ner be connected to this connected shaft.
Wenn die rotierende Verteilscheibe mit einem rotierenden Siebbehälter kombiniert wird, können die beiden rotierenden Elemente starr miteinander verbunden sein, so daß nur ein einziger Antrieb benötigt wird und somit eine konstruktive Vereinfachung erreicht wird. Andererseits haben getrennte An triebe für die Verteilscheibe und den Siebbehälter den Vorteil, daß die Ver teilung des Siebgutes durch differentielle oder gegenläufige Rotation der Ver teilscheibe und des Siebbehälters verbessert werden kann.If the rotating distribution disc with a rotating sieve container is combined, the two rotating elements can be rigid with each other be connected so that only a single drive is required and thus one constructive simplification is achieved. On the other hand, have separate types drives for the distribution disc and the sieve container the advantage that the Ver division of the material to be screened by differential or counter-rotation of the ver dividing disc and the sieve container can be improved.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen schematischen vertikalen Schnitt durch die Siebvorrichtung.The only drawing figure shows a schematic vertical section through the screening device.
Die Siebvorrichtung weist ein im wesentlichen quaderförmiges Gestell 10 auf, das durch vertikale Stützen 12 und mindestens ein Querhaupt 14 gebildet wird. An dem Querhaupt 14 ist mittig ein vertikales Schutzrohr 16 befestigt, in dem mit Lagern 18 eine vertikale Welle 20 gelagert ist. Die Welle 20 ist über ein an ihrem oberen Ende befestigtes Antriebsrad 22, beispielsweise eine Riemenscheibe, mit Hilfe eines nicht gezeigten Elektromotors antreib bar. Am unteren Ende der Welle 20 ist eine Verteilscheibe 24 befestigt, die durch mehrere radiale Rippen 26 versteift ist.The sieve device has an essentially cuboid frame 10 which is formed by vertical supports 12 and at least one crosshead 14 . A vertical protective tube 16 is fastened in the center of the crosshead 14 , in which a vertical shaft 20 is mounted with bearings 18 . The shaft 20 is driven by a drive wheel 22 attached to its upper end, for example a pulley, with the aid of an electric motor, not shown. At the lower end of the shaft 20 , a distribution disk 24 is fastened, which is reinforced by a plurality of radial ribs 26 .
Die Verteilscheibe 24 liegt etwa in Höhe des oberen Endes eines trichterför migen Siebbehälters 28, dessen Wände als Siebe mit Sieböffnungen von bei spielsweise 0,25 bis 0,5 mm ausgebildet sind. Das untere Ende des sich nach unten verjüngenden Siebbehälters 28 bildet einen Auslaufstutzen 30, der in einem Lager 32 drehbar gelagert ist. Am oberen Rand des Siebbehälters 28 ist ein zylindrischer Kragen 34 angebracht, der an seinem äußeren Umfang durch mehrere an dem Gestell 10 montierte Reibrollen 36 abgestützt wird. Mindestens eine der Reibrollen 36 ist durch einen nicht gezeigten Motor an treibbar, so daß der Siebbehälter 28 um seine vertikale, zu der Welle 20 koa xiale Achse in Drehung versetzt werden kann. The distribution disc 24 is located approximately at the top of a trichterför shaped sieve container 28 , the walls of which are formed as sieves with sieve openings of 0.25 to 0.5 mm, for example. The lower end of the sieve container 28 , which tapers downward, forms an outlet nozzle 30 which is rotatably mounted in a bearing 32 . A cylindrical collar 34 is attached to the upper edge of the sieve container 28 and is supported on its outer circumference by a plurality of friction rollers 36 mounted on the frame 10 . At least one of the friction rollers 36 is driven by a motor, not shown, so that the sieve container 28 can be rotated about its vertical axis 20, which is coaxial with the shaft 20 .
Der untere Endbereich der Welle 20 ist von einem an dem Schutzrohr 16 be festigten haubenförmigen Zulauf 38 umgeben, der sich nach unten auf die Verteilscheibe 24 öffnet und an den ein Zulaufrohr 40 angeflanscht ist.The lower end region of the shaft 20 is surrounded by a hood-shaped inlet 38 fastened to the protective tube 16 , which opens downward onto the distributor disk 24 and to which an inlet tube 40 is flanged.
Etwas unterhalb des unteren Endes des Siebbehälters 28 ist auf Traversen 42 des Gestells 10 ein Ablaufblech 44 befestigt, das mit einem Stutzen 46 den Auslaufstutzen 30 des Siebbehälters umgibt und von dem Stutzen 46 aus nach außen hin abfällt. Das Ablaufblech 44 bildet den Boden eines Behälters 48, an den ein Ablaufrohr 50 angeschlossen ist.Slightly below the lower end of the sieve container 28 , a drain plate 44 is fastened on cross members 42 of the frame 10 , which surrounds the outlet connection 30 of the sieve container with a connection piece 46 and drops outwards from the connection piece 46 . The drain plate 44 forms the bottom of a container 48 to which a drain pipe 50 is connected.
Das Lager 32 für den Auslaufstutzen 30 ist in dem Stutzen 46 des Ablaufble ches 44 befestigt. Eine Haube 52, die das untere Ende des Siebbehälters 28 wasserdicht umschließt, übergreift den Stutzen 46 und schützt das Lager 32 gegen Feuchtigkeit.The bearing 32 for the outlet nozzle 30 is fixed in the nozzle 46 of the chuck 44 . A hood 52 , which surrounds the lower end of the sieve container 28 in a watertight manner, engages over the nozzle 46 and protects the bearing 32 against moisture.
Das Siebgut, beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und Sand, wird über das Zulaufrohr 40 zugeführt und über den Zulauf 38 zentral auf die rotierende Verteilscheibe 24 aufgegeben. Durch die Reibungswirkung der Verteilscheibe 24 sowie durch die Rippen 26 wird das Siebgut in Drehung versetzt, so daß es durch Fliehkraftwirkung radial nach außen geschleudert wird. Vom Rand der Verteilscheibe 24 fällt das Siebgut in einer auswärts und abwärts gerich teten Bewegung auf die trichterförmige Wand des Siebbehälters 28. Zugleich hat das Siebgut dabei einen Drall um die vertikale Achse, so daß das Siebgut gleichmäßig auf dem Umfang des Siebbehälters verteilt wird. Wenn das Sieb gut auf die als Siebe ausgebildeten Wände des gleichfalls rotierenden Siebbe hälters 28 auftrifft, tritt das Wasser aufgrund der Trägheitskräfte durch das Siebmaterial hindurch und gelangt so in den Behälter 48, aus dem es über das Ablaufrohr 50 abgeführt wird. Der Sand wird durch das Siebmaterial zu rückgehalten und wird durch die ständig über die Verteilscheibe 26 zuge führte Trübe nach unten gespült. Die Abwärtsbewegung wird durch das Ei gengewicht des Sandes unterstützt. Durch Reibung an den Wänden des Sieb behälters wird der feuchte Sand dabei in Drehrichtung des Siebbehälters mitgenommen. Auf seinem Weg nach unten wird daher der feuchte Sand durch die Zentrifugalwirkung zunehmend entwässert. Aufgrund der Verjün gung des Siebbehälters nimmt der Radius der Kreisbahn, auf der sich der Sand bewegt, stetig ab. Da die Fliehkraft linear mit dem Radius abnimmt, ge winnt die Schwerkraft gegenüber der Fliehkraft mehr und mehr die Ober hand, so daß der Sand, obwohl seine Fließfähigkeit abnimmt, durch Schwer kraftwirkung weiter nach unten rutscht und schließlich relativ trocken durch den Auslaufstutzen 30 herabfällt.The material to be screened, for example a mixture of water and sand, is fed in via the feed pipe 40 and fed centrally to the rotating distribution disk 24 via the feed 38 . Due to the frictional action of the distributor disk 24 and the ribs 26 , the material to be screened is rotated so that it is thrown radially outward by the action of centrifugal force. From the edge of the distribution disk 24 , the material to be screened falls in an outward and downward movement onto the funnel-shaped wall of the screen container 28 . At the same time, the material to be screened has a twist around the vertical axis, so that the material to be screened is distributed uniformly over the circumference of the screen container. When the sieve hits the sieve walls of the likewise rotating sieve container 28 well , the water passes through the sieve material due to the inertial forces and thus reaches the container 48 , from which it is discharged via the drain pipe 50 . The sand is retained by the screen material and is flushed down by the slurry that is constantly fed through the distribution disk 26 . The downward movement is supported by the weight of the sand. Due to friction on the walls of the sieve container, the moist sand is taken along in the direction of rotation of the sieve container. On its way down, the damp sand is therefore increasingly drained by the centrifugal effect. Due to the tapering of the sieve container, the radius of the circular path on which the sand moves is steadily decreasing. Since the centrifugal force decreases linearly with the radius, gravity wins over the centrifugal force more and more the upper hand, so that the sand, although its flowability decreases, slides further down due to the force of gravity and finally falls relatively dry through the outlet nozzle 30 .
Durch die oben geschilderten Effekte wird eine äußerst wirksame Trennung von Sand und Wasser und ein zuverlässiger, störungsfreier Betrieb der Sieb vorrichtung erreicht. Durch Variieren der Drehzahl und gegebenenfalls der Drehrichtung der Verteilscheibe 24 und des Siebbehälters 28 (gleich- oder gegenläufig) können die Betriebsparameter im Hinblick auf das jeweils zu verarbeitende Siebgut optimiert werden.The effects described above achieve an extremely effective separation of sand and water and reliable, trouble-free operation of the sieve device. By varying the speed and possibly the direction of rotation of the distribution disk 24 and the sieve container 28 (in the same or in opposite directions), the operating parameters can be optimized with regard to the material to be processed.
In der Zeichnung ist strichpunktiert ein Antriebsrad 54 (Riemenscheibe oder Zahnrad) angedeutet, das am oberen Ende des Kragens 34 des Siebbehälters befestigt ist und den Auslauf 38 umgibt. Dieses Antriebsrad 54 kann wahlwei se für den Antrieb und/oder die Lagerung des Siebbehälters 28 genutzt wer den, sofern der Antrieb bzw. die Lagerung nicht über die Reibrollen 36 er folgt.In the drawing, a drive wheel 54 (pulley or gear wheel) is indicated by dash-dotted lines, which is fastened to the upper end of the collar 34 of the sieve container and surrounds the outlet 38 . This drive wheel 54 can optionally be used for the drive and / or the storage of the sieve container 28 , provided that the drive or the storage does not follow the friction rollers 36 .
Claims (12)
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