DE2250000A1

DE2250000A1 - Setzmaschine

Info

Publication number: DE2250000A1
Application number: DE19722250000
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Hillmeyer; Fritz Kaiser
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Alpine AG
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1974-04-18

Description

Setzmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Setzmaschinen, wie sie insbesondere in der bergmannischen Aufbereitungstechnik zur Trennung von körnigen Mischgütern nach der Dichte ihrer Bestandteile Verwendung finden. Sie betrifft eine verbesserte Ausführung einer solchen Setzmaschine mit einer Betriebsweise, die eine wesentlich schärfere Trennung ermöglieht.
Bei den bekanntgewordenen Setzmaschinen wird das zu trennende Gutgemisch an einem Ende des Setzgutträgers aufgegeben, von wo aus es sich unter dem Einfluß der Schwerkraft und des das Gutbett von unten pulsierend durchströmenden Setzfluids allmählich zum anderen Ende des Setzgutträgers hin bewegt, Dabei erfolgt innerhalb des Gutbettes eine Trennung der Anteile des Korngemisches in der Weise, daß Körner höherer Dichte nach unten, Körner geringerer Dichte nach oben wandern, so daß schließlich Leichtgut und Schwergut in übereinanderliegenden Schichten erhalten werden, die mit geeigneten Vorrichtungen getrennt abgezogen werden können. Nachteilig ist dabei, daß infolge der pulsierenden Durchströmung laufend eine -teilweise Eückvermischung zwischen den einzelnen Schichten auftritt, so daß immer ein mehr oder weniger ausgeprägter Übergangsbereich zwischen leichterer und schwererer Schicht vorhanden ist. Das führt dazu, daß man entweder eine unsaubere Trennung oder eine aufwendige und komplizierte Anlage in Kauf nehmen muß. Letzteres wegen des für eine saubere Trennung erforderlichen separaten Abzugs der Zwischenschicht, die dann weiteren Trennachritten unterzogen werden muß.
Besonders nachteilig ist dies bei Gütern mit kleinen Dichteunterschieden, da hier die Zwischenschicht besonders dick anfällt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Setzmaschine zu schaffen, die diese schteile nicht aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Anwendung des für Vrennverfahren verschiedenster Art an sich bekannten Gegenstromprnzips und der Ausbildung einer dafür geeigneten Vorrichtung.
Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen werden bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Setzmaschine die beim Setzvorgang entstandenen Schichten aus Leicht- und Schwergut durch geeignete Mittel in zueinander entgegengesetzte Richtung gefördert und auch an entgegengesetzten Enden des Setzgutträgers abgezogen. Dadurch bildet sich ein "leichtes" und ein "schweres Ende" des Setzbettes aus, d.h. am "leichten Ende" besteht das Setzbett von oben her fast über die ganze Betthöhe aus reinem Leichtgut, am "schweren Ende" von unten her fast über die ganze Betthöhe aus reinem Schwergut. Diagonal durch das Setzbett zieht sich ein Ubergangsbereich, der ein Mittelgut aus Leicht-und Schwergut enthält. Das Leichtgut wird am oberen Rand des "leichten Endes", das Schwergut am unteren Rand des "schweren Endes" entnommen also jeweils an einer Stelle, wo es vom Bereich des Mittelgutes am weitesten entfernt ist, so daß auch bei kleinen Dichteunterschieden noch eine sehr saubere Trennung möglich ist.
Um Leicht- und Schwergut in zueinander entgegengesetzte Richtungen bewegen zu können, wird zweckmäßig ein mechanisches Fördergerat verwendet, z.B.
ein Kratzförderer oder eine Schnecke bzw. mehrere Schnecken mit parallelen, in einer Ebene liegenden Achsen, das am Boden des Setzbettes angeordnet ist und zur Förderung des Schwergutes dient. Für das Leichtgut ist kein eigenes Förderorgan erforderlich, da es unter dem Einfluß der Schwe'rkraft von aelbst zum "leichten Ende" des Setzbettes fließt, wobei sich ein leicht geneigter Gut spiegel einstellt.
Das Gegenstromprinzip läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch weiter verbessern, daß sowohl Leicht- als auch Schwergut durch geeignete Mittel gezwungen werden, einen inneren Umlauf innerhalb des Setzbettes zu vollführen. Dieser innere Umlauf gestattet - ähnlich wie beim Rektifikationsverfahren der Rücklauf - eine Verbesserung der Trennschärfe, allerdings auf Kosten des Durchsatzes.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Setzmaschine wird das Schwergut am Boden des Setzgutträgers entlang gefördert, während das Leichtgut im Bereich des Gutspiegels sich unterem Einfluß der Schwerkraft in einer dazu entgegengesetzten Richtung bewegt. Dieses Gegenstromprinzip bleibt auch in den Bereichen zwischen Boden und Gut spiegel an allen Stellen des Setzbettes erhalten.
Die Betriebsweise mit innerem Umlauf ermöglicht such das Setzen von Gütern, die nur eine sehr geringe Entmischungsneigung aufweisen, denn die Trennschärfe der Vorrichtung kann durch die Höhe des Umlaufs und die Länge des Betzbettes-beliebig gesteigert werden, natürlich nur auf Kosten des Durchsatzes.
Der innere Umlauf im Setzbett kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß die Förderorgane, mit aenen die Gegenstrombewegung des Gutes erzeugt wird, über ihre Länge unterschiedliche Förderleistung aufweisen. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, daß die im Innern des Setzbettes geförderte Gutmenge ein Vielfaches der aus der Setzmaschine ausgetragenen Menge ist.
Diese unterschiedliche Fördermenge kann erzielt werden z.B. durch Anderung von Steigung, Gangvolumen oder Durchmesser der Schnecken über ihre Länge oder Unterteilung der Schnecken in Umlauf- und Austragsachnecken, ggf. mit unterschiedlich einstellbarer Drehzahl.
Eine Änderung der Austragsnenge bei gleichbleibender Innerer Umlaufmenge läi3t sich in einfacher Weise durch das ZusammenwIrken einer Schnecke mit unterschiedlicher Förderleistung mit einer sie umfassenden, innen in Förderrichtung konisch erweiterten Büchse erreichen, welche axial verschiebbar am Austragsende der Schnecke angeordnet ist. Die ausgetragene Schwergutmenge entspricht dann jeweils dem Fördervolumen an der Stelle der Schnekkewo das geförderte Gut in diese Büchse eintritt.
Das Setzfluid wird dem Setzbett in üblicher Weise durch den durchlässig ausgebildeten Boden des Setzgutträgers zugeführt. Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemaßen Setzmaschine ist dieser Boden trogförmig um jede einzelne Schnecke herum ausgebildet, um Toträume oder unkontrollierbare Ströxun6en vermeiden zu können.
Von Vorteil ist es, wenn die Fluidzufuhr zu den Schneckentrögen am "schweren" und "leichten Ende" des Setzbettes in unterschiedlicher Weise erfolgt.
Am "leichten Ende" wird das Fluid neben den Schnecken eingeleitet, um ein Aufwirbeln des im tiefsten Teil des Troges geförderten Schwergutes tu vermeiden. Am "schweren Ende" dagegen wird das Fluid unterhalb der Schnecken zugeführt, um das hier geforderte Schwergut von Leichtgutanteilen freizuspülen.
Die günstigste Stelle für die Aufgabe des zu trennenden Gutes ist bei der beschriebenen Anordnung das "schwere Ende" des Setzbettes, denn hier ist das Aufgabegut relativ am weitesten von den Austragstellen für Leicht- und Schwergut entfernt.
Zur Erzielung einer geordneten Strömung des Fluids im Setzbett kann es vorteilhaft sein, den Setzgutträger an seinem "leichten Ende" durch ein in der Höhe einstellbares Oberlaufwehr abzuschließen. Als Abßchluß für das "schwere Ende" hat sich ein an sich bekannter einfacher syphonartiger, in der Höhe einstellbarer Überlauf als besonders zweckmäßig erwiesen, durch den verhindert wird, daß weder Fluid noch fluidisiertes Gut aus dem Setzbett durch die Schneckengänge nach außen schießt.
Wegen des großen Dichteunterschiedes zwischen "leichtem" und"schwerem Ende" des Setzbettes ist es besonders wichtig, den Boden des SetzguttrZgers in der bei Setzmaschinen bekannten Weise in einzelne Abschnitte zu unterteilen und die jedem Abschnitt zugeführte Setzfluidmenge einzeln einstellbar zu machen.
Zum Betrieb der Setzma6chine sind unbedingt Regeleinrichtungen zum Einstellen und Festhalten der Höhenlage des Trennspiegels, d.h. des Grenzbereichs zwischen Leicht- und Schwergut erforderlich. Nur so ist eine einwandfreie Trennung möglich. Für die meßtechnische Erfassung der Höhenlage des Trennspiegels können alle geeigneten Verfahren eingesetzt werden. Bekannte Verfahren sind z.B. Einsatz von Schwimmern, Messung des Setzfluiddruckes oder der elektrischen LeitlBhigkeit des Setzbettes, Durchstrahlung mit Röntgen-oder r-Strahlen Für das Konstanthalten des Trennspiegels bieten sich hier zwei Möglichkeiten an, wobei es von Einfluß ist, ob bei der jeweiligen verfahrenstechnischen Aufgabenstellung die Leistungsfãh.gkeit der Setzmaschine vom Schwergut- oder vom Aurgabegut-Mcngenstrom her begrenzt Ist, bzw. welcher dieser beiden Ströme konstant gehalten werden muß Entweder wird das Austragsorgan für das Schwergut auf einen festen Durchsstz entsprechend der Leistungsfähigkeit der Maschine eingestellt, wobei der Trennspiegel durch Ändern der Autgabemenge konstant gehalten wird, oder die Aufgabemenge wird auf einen konstanten Wert eingestellt, wobei die Austragsmenge des Schwergutes geandert wird. In beiden Fällen ist infolge des verhältnismaßig großen Setzbettvolumens die einfache Ein - Aus - Regelung möglich.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Setzmaschine ist vorzugsweise ein gasförmiges Setzfluid, vor allem Lurt, vorgesehen. Jedoch läßt sie sich auch leicht mit einem flüssigen Setzfluid, beispielsweise Wasser, betreiben, wobei allerdings geringe, dem Fachmann bekannte Änderungen erforderlich werden.
Auch kann man die Maschine zur Unterstützung des Setzeffekte mit einem feinkörnigen Hilisgut beschicken, dessen Dichte zwischen der Dichte der zu trennenden Bestandteile des Setzgutes liegt. Diese. Hilfsgut bildet dabei eine Grenzochicht zwischen Leicht- und Schwergut, so daß diese beiden Produkte sauberer voneinander getrennt werden können. Im Gegensatz zu den bekannten Setzmaschinen verbleIbt das Hilfsgut im wesentlichen dauernd in der Maschine, vas einen Vorteil hinsichtlich seiner späteren Abscheidung aus den Produkten bedeutet. Ein gewisser unvermeidlicher Verlust sn Hilfsgut muß natürlich laufend ersetzt werden.
Der Anwendungsbereich der Maschine erstreckt sich auf alle Güter, bei denen eine Trennung durch Setzen möglich ist. Insbesonders wurde die Maschine für die Trennung von zerschnittenen Mtkabeln in Isolation und Kupfer entwickelt.
In den Figuren ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt.
Es zeigen: fig I einen Längsachnitt durch eine Setzmaschine mit schematisch angedeuteten Bewegungsbahnen von Leicht- und Schwergut; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Setzmaschine nach Fig. 1 mit zwei Schnecken zur Förderung des Schwergutes; Fig. 3 das Austragsende einer Schnecke mit einer Einrichtung zur Änderung der Austragsmenge; Fig. 4 eine perspektivische Ubersichtszeichnung der Maschine nach Fig. 1 und 2.
Nach Fig. 1 und 2 sind oberhalb des trogförmigen Bodens 1 des Setzgutträgers 2 zwei gleichartig ausgebildete Förderschnecken 3 angeordnet, die in Fig. 1 von links nach rechts, Also zum Antrieb 4 hin fördern. Das zu trennende Gut wird über den Trichter 5 der Setzmaschine aufgegeben, wo es das Setzbett 6 bildet. Das Setzfluid 7 wird über die Sa:mnelleitungen 8, die Drosselventile 9 und die Leitungen 10 in den in einzelne Abschnitte 11 aufgeteilten Sammelkasten 12 geführt, von wo es durch den Boden 1 des Setzgutträgers 2 in das Setzbett 6 eintritt, und nach dessen Passieren schließlich die Maschine durch die Öffnung 13 wieder verläßt. Die notwendige pulsierende Strömung des Setzfluids wird durch ein Pularentil erzeugt, das in der am Flansch 26 (Fig. 4) angeschlossenen1 hier nicht gezeichneten Leitung vom Druckerzeuger eingebaut ist.
Die beim Setzvorgang mit Hilfe des Setzfluid6 entstandenen schichten aus Leichtgut 14 und Schwergut 15 werden durch die Schnecken 3 und den Einfluß der Schwerkraft in zueinander entgegengesetzte Richtungen gefördert, so daß sich innerhalb des Setzbettes 6 ein "leichtes Ende" 16 und ein schweres Ende" 17 ausbildet. Das sich dabei einstellende Strömungsbild ist in Fig. 1 schematisch durch die Linien mit Pfeilen für Leichtgut 14 (gestrichelt) und Schwergut 15 (Kreise) angedeutet. Es fällt auf, daß sich die Bahnen beider Güter in sonst bei Stromlinienbildern nicht üblicher Art kreuzen oder einander entgegenlaufen; dies deutet hier den Trennvorgang an.
Die Schnecken 3 weisen einen über ihre Linge unterschiedlichen Kerndurchmesser und damit unterschiedliche Förderleistung auf, wobei die Förderleistung an den Enden der Schnecken nur einen Bruchteil derjenigen im übrigen Teil beträgt. Dadurch wird erreicht, daß das Gut innerhalb des Setzbettes 6 ungevälzt wird, also einen inneren Umlauf vollführt. Dabei bewegt sich das aufgegebene Schwergut 15 schräg abwärts zum "leichten Ende" 16 hin, wo es zusammen mit dem Leichtgut aus dem inneren Umlauf in die Schnecken 3 ein tritt. Dieses Gemisch bewegt sich in den Schnecken zum "schweren Ende" 17 hin> wobei laufend Leichtgut aus der Schnecke nach oben steigt und durch abs in kendes Schwergut ersetzt wird, bis am "schweren Ende" nur reines Schwergut übrig ist. Dieses wird zum Teil durch den syphonartigen Überlauf 18 mit dem in der Höhe einstellbaren Schieber 19 aus der Setzmaschine ausgetragen, zum Teil als innerer Umlauf nach oben gedrUckt. Dadurch bildet sich am "schweren Ende" ein relativ hohes Bett reinen Schwergutes. Das Leichtgut 14 bewegt sich vom Aufgabetrichter 5 unter dem Einfluß der Schwerkraft im oberen Bereich des Setzbettes 6 zum "leichten Ende hin, läuft hier zum Teil über das in der Höhe einstellbare Uberlaufwehr 20 aus dem Setzbett heraus, zum Teil kehrt es im inneren Umlauf um. Dadurch ergibt sich am "leichten Ende" ein relativ hohes Bett von reinem Leichtgut. Durch diese Gutführung wird also eine sehr exakte Trennung von Leicht- und Schwergut erreicht. Für die Zufuhr des Setziluids 7 ist der Boden 1 des Setzgutträgers 2 am 11schweren', und "leichten Ende" in unterschiedlicher Weise ausgebildet. Am "leichten Ende" 16 wird das Setzfluid 7 neben den Schnecken 3 durch die durchlässigen Partien 21 eingeleitet, um ein Aufwirbeln des im tiefsten Teil des trogförmigen Bodens 1 geförderten Schwergutes 15 zu vermeiden. Diese Anordnung zeigt die rechte Halte der Fig. 2, entsprechend dem Schnitt I - I in Fig. 1. Am "schweren Ende" 17 wird das Setzfluid 7 unterhalb der Schnecken 3 durch den durchlässigen Abschnitt 22 zugeführt, um das hier geförderte Schwergut 15 von Leichtgutanteilen freizuspülen. Die dem Schnitt II - II der Fig. 1 entsprechende linke Hälfte der Fig. 2 stellt diese Anordnung dar.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Setzmaschine, bei der eine Änderung der Schwergut-Austragsmenge bei gleichbleibender innerer Umlaufmenge in einfacher Weise durch das Zusssmenwirken der Schnecken 3 mit einer sie umfassenden, innen in Förderrichtung konisch erweiterten Büchse 23 erzielt wird, wobei diese Büchse axial vershiebbar am Austragsende der Schnecken 3 angeordnet ist. Die ausgetragene Schwergutmenge wird dabei jeweils durch das Fördervolumen an der Stelle der Schnecke bestimmt, wo das geförderte Gut in die Büchse 23 tritt.
In Fig. 1 ist im oberen Bereich des innerhalb des Setzbettes 6 schrag nach unten laufenden Schwergutes 15 ein Meßfühler 24 zur Erfassung der Lage dieses Grenzberelchs zwischen Leicht- und Schwergut angedeutet. Eine analoge Größe für die jeweilige Lage des Grenzbereichs kann am Meßwandler 25 (Fig. l) abgenommen und zur Regelung des Durchsatzes verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Setzmaschine für die Trennung von körnigen Mischgütern nach der Dichte, g e k e n n z e i c h n e t durch Mittel zur Förderung von Leichtgut (14) und Schwergut (15) innerhalb des Setzbettes (6) in zueinander entgegengesetzte Richtungen und zum Abziehen der beiden Produkte an entgegengesetzten Enden des Setzguttragers

2. Setzmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zur Förderung des Schwergutes (15) mindestens eine Schnecke (3) und des Leichtgutes (14) die Schwerkraft vorgesehen ist.

3. Setzmaschine nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t durch Mittel zur Erzeugung eines inneren Umlaufs im Setzbett (5) mit vorzugsweise der mehrfachen Menge des Gutdurchsatzes.

lt. Setzmaschlne nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schnecke oder die Schnecken (3) zur Förderung des Schwergutes (15) über ihre Länge unterschiedliche Förderleistung aufweisen, wobei die Förderleistung am Schwergutaustrag (13) nur einen Bruchteil derjenigen im übrigen Teil betragt.

5. Setzmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zur Änderung der Schwergut-Austragsmenge am Austragsende der Schnekke (3) e.ne die Schnecke umfassende und axial verschiebbare, innen in Förderrichtung konisch erweiterte Büchse (23) vorgesehen ist.

6. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Boden (1) des Setzgutträgers (2) trogförmig tun jede einzelne Schnecke (3) herum ausgeführt ist.

7. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die für das Setzfluid (7) durchlissigen Teile (21, 22) des Bodens (1) des Setzgutträgers (2) sm 'leichten Ende' (16) des Setzbettes (6) neben, am 'tachweren Ende" (.17) unterhalb der 8chnecke bzw. Schnecken (3) angeordnet sind

8. Setzmaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch R e k e n n -z e i c h n e t , daß die Autgabevorrichtung (5) für das zu trennende Gut (14, 15) am "schweren Ende" (17) des Setzbettes (6) angeordnet ist.

9. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, g e k e n n z e i c h -n e t durch ein in der Höhe einstellbares tjberlaufvehr (20) am "leichten Ende" des Setzbettes.

10. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h -n e t durch einen yphonartigen, in der H6he einstellbaren Überlauf (19) am Austrag (18) rür das Schwergut.

11. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n -2 e i c h n e t , daß der Setzfluid-Sammelkasten (12) unterhalb des Bodens (1) des Setzguttrigers (2) in bekannter Weise in einzelne Abschnitte (11) mit separater und einstellbarer Setzfluidzufuhr (9, 10) aufgeteilt ist.

12. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Schwergut-Austragsmenge durch Änderung der Aufgabemenge.

13. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Aufgabenenge durch Anderung der Austragsmenge des Schwergutes.

14. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Hilfagut mit einer Dichte zwischen der Dichte der zu trennenden Bestandteile des Setzgutes im Setzgutträger (2) eingefüllt ist.

L e e r s e i t e