DE2132366A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Korngroessentrennung in aufeinanderfolgenden Einheiten - Google Patents

Description

Dr. Ing. Predrik Kristian Mogensen, Hjo/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Korngrößentrennung in
aufeinanderfolgenden Einheiten.

Bei einigen Verfahren zur Fraktionierung eines Teilchenhaufwerkes in Gruppen verschiedener Teilchengröße
leitet man einen Teilchenstrom in einen Raum und setzt ihn dort wiederholt der Einwirkung von Kräften aus, die größere Teilchen eher als kleinere Teilchen von der normalen Strömungsrichtung ablenken. Ein solches Verfahren,

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mit der Bezeichnung "Parallelsortierung", ist in der kanadischen Patentschrift Nr. 512 ool, eine weitere Methode in der U.S. Patentschrift Nr. 2 855 191 beschrieben.

Bei beiden Verfahren wird ein Haufwerk von Teilchen verschiedener Größe durch einen Raum geleitet, in dem Hindernisse so angeordnet sind, daß die Abstände, d.h. die freien öffnungen, zwischen diesen größer sind als das zu diesen Öffnungen gelangende größte Teilchen. Es besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, daß ein Teilchen, auch wenn es kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Hindernissen, auf ein Hindernis trifft. Diese Wahrscheinlichkeit hängt von der Teilchengröße in der V/eise ab, daß eine Kollision mit einem Hindernis umso wahrscheinlicher ist, je größer das Teilchen ist. Wenn bei den Kollisionen die Verhältnisse derart sind, daß ein kollidierendes Teilchen mit hohem Wahrscheinlichkeitsgrad abgelenkt oder in eine bestimmte Richtung seitwärts gelenkt wird, werden die größten Teilchen, welche die höchste Kollisionshäufigkeit besitzen, aus dem normalen Teilchenstrom, d.h. dem normalen Strom des Teilchenhauf-Werkes entfernt. Teilchen mit etwas geringerer Größe, also mit geringerer Kollisions-möglichkeit, werden etwas später aus diesem normalen Teilchenstrom entfernt. Polglich wurden in einem unbegrenzten Raum von Hindernissen Teilchen verschiedener Größen sich in verschiedenen Richtungen ausbreiten oder ausstrahlen, wobei jeder - durch seine Richtung bestimmte - Strahl eine Konzentration oder ein Häufigkeitsmaximum von Teilchen einer Größe aufweist, das dieser Richtung entspricht.

Diesen Verfahren ist also gemän, daß die größeren Teilchen früher-, oder höher im Strom, abgelenkt werden als die kleineren Teilchen, und daß diese Ablenkung

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kontinuierlich oder diskontinuierlich allmählich so vor sich geht, daß die gröbsten Teilchen das System -wäre es begrenzt und der Strom abwärtsgerichtet- nahe dem höchsten Punkt, und die feineren Teilchen das System auf einer Höhe verlassen, die umso niedriger ist, je feiner die Teilchen sind.

Pur das Ablenken eines Teilchens ist seine Kollision mit einem Hindernis Voraussetzung. Die Kollisionshäufigkeit, d.h. die Abweichungshäufigkeit, ist somit proportional zv dem Teil eines Teilchenstromquerschnittes, den die Teilchen nicht ungehindert passieren können, d.h. demjenigen Teil, der von den Hindernissen eingenommen wird, und zusätzlich einem Bereich um deren Kanten, der den Radien der Teilchen entspricht. Die Kollisionshäufigkeit hängt somit von dem Verhältnis zwischen der Teilchengröße ρ und der öffnung s zwischen den Hindernissen ab. Dieses Verhältnis p/s wurde in einem Fall untersucht, bei dem die Hindernisse aus dünnen parallelen Blechstreifen bestanden, die in einem Abstand, der das Zehnfache der Streifenbreite betrug, voneinander angeordnet wurden. Das Ergebnis der Untersuchung ist in nachstehender Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Teilchengröße
im Verhältnis
zur öffnung s

Kollisions-	Verhältnis der
wahrschein	Kollisionsmöglich
lichkeit	keiten für Teilchen
	der Größe 2p bzw. ρ
0P	C2p/Cp
1.00
0.818..	I.78
0.454..	I.67
0.272..	1.53
0.181	1.33
0.136..
0.09109	1.001
0.9100 ■-■■.

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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 graphisch das Ergebnis einer experimentellen Untersuchung,

Pig. 2 schematisch die Verteilung der Teilchengrößen, und

Fig. j5 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des Trennverfahrens gemäß der Erfindung,'wobei die Vorrichtung sowohl in. der Vorderais auch Seitenansicht dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt für eine wechselnde Anzahl von Kollisionen das Verhältnis zwischen den freien Öffnungen zwischen den Hindernissen und einer Teilchen-Grenzgröße p,* die so gewählt'ist, daß sie das Teilehenhaufwerk in zwei Gruppen aufteilt, uzw. in eine feine, in der ein unbedeutender Anteil der Teilchenmenge größer ist als p. , und eine grobe, bei der der überwiegende Teil der Teilchenmenge größer ist als p,.

Es ist offensichtlich, daß zur Trennung von Teilchen, deren Größe wesentlich kleiner ist als die Öffnungen zwischen den Hindernissen, eine sehr große Anzahl von Kollisionen erforderlich ist, was einen sehr großen Trennraum notitfendig macht.

Ein solcher Trennraum ist schx/ierig herzustellen und schwierig zu handhaben. In bestimmten Fällen wünscht man eine gute, saubere Trennung im gröberen Teil eines sich über einen weiteren Größenbereich erstreckenden Teilchenhaufwerkes. Dies bedeutet, daß der Trennraum in dem Teil eine Erweiterung haben müßte, in dem die flachen Strahlen der groben Teilchen verlaufen. In anderen Fällen wünscht man eine gute Trennung im feineren Teil eines solchen -

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Teilchenhaufwerkes. Dies verlangt folglieh einen Trennraum, der sich weit in den Bereich der steilen Strahlen feiner Teilchen erstreckt. Man kann einen solchen Trennraum mit Serien von Hindernissen niemals unendlich groß ausführen. Der Raum kann auch kaum veränderliche Abmaße haben, wenn sich der Zweck der Trennung ändert. Der Trennraum liegt oft innerhalb einer Apparatur oder einer Rüttelmaschine mit begrenzten Abmessungen. Eine solche Maschine deckt sehr oft nur einen Teil des Bereiches, der zur Durchführung einer gewünschten Trennung notwendig ist, auch wenn für eine Verbesserung der Kollisionsmöglichkeiten zur Ablenkung kleiner Teilchen kleinere Öffnungen zwischen den Hindernissen im unteren Teil der Maschine verwendet werden, und auf diese V/eise das Verhältnis zwischen der Teilchengröße und der freien Öffnung, wie in Tabelle 1 gezeigt wurde, erhöht wird.

Zur Erzielung eines optimalen Ergebnisses würde außerdem eine Maschine mit kleineren Öffnungen eine andere Bewegung (höhere Frequenz und geringere Amplitude) als eine Maschine mit größeren Öffnungen zwischen den Hindernissen haben.

Die vorliegende Erfindung löst alle diese Probleme durch Anwendung von Fraktioniermoduln, die so zusammengesetzt werden, daß ein Teilchenstrom, der eine Fraktoniereinheit verläßt, ungestört und ungemischt in eine nächste Einheit weiterströmen kann, die so angeordnet ist, daß sich die Kollisionen in einem bestimmten Teilchenstrahl auf die gewünschte Weise fortsetzen.

Diese Fraktioniereinheiten, auch wenn ihre Form die gleiche ist, können in anderer Hinsicht voneinander abweichen.

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Fig. 2 zeigt die theoretische Verteilung der Teilchengröße in einem unbegrenzten Raum von Hindernissen sowie die Anordnung von drei Moduln zur Fraktionierung von Teilchen, die im Verhältnis zur großen Masse des Materiales in dem Teilchenhaufwerk verhältnismäßig klein sind. Die Figur zeigt ferner zwei Moduln, einschließlich des ursprünglichen, zur Durchführung einer scharfen Trennung im groben Bereich.

Wenn das zugeführte Material sich über einen weiten Größenbereich erstreckt, ist es beim gegenwärtigen Stand der Technik üblich, das feine Produkt von der primären Fraktionierienheit erneut zu fraktionieren. Dies wird jedoch immer in der Weise durchgeführt, daß das feine Produkt gesammelt wird - wobei es automatisch gemischt wird, und die Strahlen zerstört werden - und anschließend der Eingabestelle in einer sekundären Fraktioniereinheit zugeführt wird. Bei Anwendung von Fraktioniermoduln gemäß der Erfindung sollen diese so ausgebildet sein, daß das Material nach dem Verlassen einer vorhergehenden Einheit ungestört in eine oder mehrere Folgeeinheiten hineinströmen, oder an ihnen vorüberströmen kann, je nachdem ob das Material erneut behandelt werden soll oder nicht. Eine solche Einheit ist in Fig. j5 gezeigt. Das untere Auslaßende einer Primärmaschine ist in diesem Beispiel mit dem Eingabeteil einer_:Sekündärmaschine nahezu gekoppelt. Das Rüttelsystem zum Bewegen der Maschinen liegt außerhalb des Teiichenflusses, d.h. seitlich der Maschine, kann aber auch unter der Maschine oder sonstwo getrennt vom Fraktionierraum der Maschine angeodnet werden.

Das RUttelsystem umfaßt an den Seitenwänden 3 der Maschineneinheit angeordnete Rüttler 5. Die genannten Seitenwände sind zwecks Anbringung der Rüttler mit Versteifungsstreben 4 versehen. Die Maschineneinheiten sind untereinander gekoppelt bzw. an in den Rüttlern angeordneten

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Federn 6 aufgehängt, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit Halterungen 'J an der Maschineneinehit 1,2 zusammenwirken.

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Claims (1)

1. - 8 Patentansprüche

   1. Verfahren zur Fraktionierung eines Teilchenhaufwerkes in Gruppen verschiedener Teilchengröße bei Anwendung eines Verfahrens, bei dem das Teilchenhaufwerk frei durch eine für das Verfahren kennzeichnende Einrichtung geleitet wird, die einen mit Hindernis, .n versehenen Raum, den Trennraum, einschließt, der als eine Fraktioniereinheit oder als ein Fraktioniermodul angesehen werden kann, und in dem die Abstände zwischen den Hindernissen, d.h. die freien öffnungen zwischen diesen, größer sind als die größten zu diesen öffnungen gelangenden Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere, mehr oder weniger gleiche Moduln mit Hindernissen derart in Beziehung zu einem angrenzenden Modul angeordnet sind, daß der Teilchenstrom ungestört von dem einen Modul zum anderen sich fortsetzen kann.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende Fraktioniereinheiten gleich sind, und diese dieselbe öffnung zwischen den Hindernissen sowie dieselbe Bewegung, oder fehlende Bewegung, haben.

   j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende Fraktioniereinheiten (Raumeinheiten) nicht gleich sind, und diese unterschiedliche öffnungen zwischen den Hindernissen haben.

   - 9 1 0 9 8 8 5 / 1 2 1■ 4 '■-■■■ ^:

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende Einheiten nicht gleich sind, -und diese eine unterschied! iche Beschaffenheit der Hindernisse hinsichtlich Form, Neigung, Richtung usw. aufweisen.

   5- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende Raumeinheiten nicht gleich sind, und diese verschiedene Bewegungs-Charakteristika, wie Richtung, Amplitude oder Frequenz, oder keine Bewegung, aufweisen.

   6. Maschine oder Moduln zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2, 5* ^ und/oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslauf, durch den ein Teil des fraktionierten Materials einen Modul verläßt, so ausgebildet ist, daß er neben dem Einlauf zum nächsten Modul angebracht werden oder sich an diesen anschließen kann, so daß das Material so in diesen eingeführt wird, daß es von dem einen Modul zum anderen ohne Mischung oder ähnliche Störungen sich fortsetzen kann.

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