DE2351884B2 - Behaelteraggregat zur bildung einer suspension aus teilchenfoermigem gut und wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behälteraggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das sich insbesondere für Kohlebergwerke mit hydraulischer Abbauförderung eignet.

Aus der US-PS 32 60 548 ist bereits eine Einrichtung zur Bildung einer Suspension aus teilchenförmigem festen Gut und Wasser bekannt, die einen nach dem Fliehkraftprinzip arbeitenden Suspensionsbehälter aufweist. Der Suspensionsbehälter umfaßt eine trichterförmige Kammer mit einem Pumpeneinlaß an der Spitze. Oben am Umfang ist ein Wassereinlaß vorgesehen. Das Gut wird von oben durch einen Förderer zusammen mit Wasser in den Behälter eingegeben. Eine Regelung des Wasserstandes im Suspensionsbehälter ist nicht vorgesehen, so daß im Betrieb leicht eine Überfüllung oder ein Leerlauf der Pumpe mit entsprechender Kavitation auftreten können.

Einrichtungen zur Regelung der Wasserstandshöhe sind jedoch aus der US-PS 29 00 176 bekannt.

Bei einer auf dem Fliehkraftprinzip arbeitenden Mischeinrichtung gemäß der US-PS 32 60 548 kann außerdem eine Wirbelbildung eintreten, so daß von der Suspensionspumpe Luft angesaugt wird. Das Ansaugen von Luft setzt jedoch den Wirkungsgrad der Pumpe in unerwünschter Weise herab und verringert außerdem die Förderleistung. Auch die große Bauhöhe eines auf dem Fliehkraftprinzip arbeitenden Suspensionsbehälters ist für viele Anwendungen, z. B. in Kohlebergwerken, nachteilig.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Behälteraggregat anzugeben, das die oben geschilderten Nachteile vermeidet, eine sehr geringe Bauhöhe hat, sehr große Gutmengen pro Zeiteinheit zu Suspension verarbeiten kann und einfach und betriebssicher im Aufbau ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Behälteraggregat gelöst.

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Das Behälteraggregat zeichnet sich durch eine geringe Bauhöhe aus, so daß es auch dort eingesetzt werden kann, wo wenig Platz zur Verfügung steht, wie :. B. in einem Kohlebergwerk. Auch bei großen Durchsätzen wird das Ansaugen von Luft durch die Suspensionspumpe verhindert, da die Bildung von Wirbeln an der Oberfläche der Suspension verhindert, mitgerissene Luft abgeschieden wird, bevor sie den Pumpeneinlaß erreicht; und ein Leerlaufen des Behälters durch die Wasserstandsregelung vermieden wird.

Das eingeführte Wasser bildet eine gerichtete Strömung, die eine wirksame Suspensionsbildung und

Förderung des teilchenförmigen festen Gutes fördert. Ein weiterer Vorteil des Behälteraggrejjats ist darin zu sehen, daß es auch bei starken Schwankungen der Menge des zugeführten festen Gutes einwandfrei arbeitet, also ohne daß der Behälter überläuft oder von der Suspensionspumpe Luft angesaugt wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine hydraulische Abbauförderanlage, bei der die Erfindung Anwendung finden kann;

Fig.2 eine schematische Seitenansicht eines Teiles der Anlage gemäß F i g. 1 mit einem Behälteraggregat gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und einer Wasserpegelregelung und

F i g. 3 in perspektivischer Ansicht das Behälteraggregat gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Anlage enthält eine Abbaumaschine 10, die ein Abbaugut oder Produkt, wie z. B. Kohle abbaut und das Produkt auf einen Förderer 11 liefert Das Produkt 12 fällt in einen Quetscher 13, der ein bekannter Rollen- oder Backenquetscher sein kann. Der Quetscher kann mit Einrichtungen ausgestattet sein, die das feinere Produkt abtrennen, so daß lediglich das grobe Produkt zur Quetschung gelangt Das Material aus dem Quetscher wird in die Wanne eines Behältersystems 14 gefördert, das Wasser enthält und eine Wasserpegelsteuerung 15 aufweist, welche ein ununterbrochenes Signal über eine Leitung 16 an ein mit einer Wasserleitung 18 verbundenes Ventil 17 liefert. An das Ventil 17 ist eine weitere Wasserleitung angeschlossen, die über mehrere, nicht abgebildete Schlitze mit dem Inneren der Wanne des Behältersystems in Verbindung steht. 7,5

Mit einem Auslaß 21 des Behältersystems 14 ist der Einlaß einer Suspensionspumpe 20 verbunden. Die Suspensionspumpe 20 weist einen Auslauf 22 auf, der mit einem Suspensionsrohr 23 verbunden ist. Ein weiteres Rohr bzw. ein weiterer Schlauch 24 ist mit der Wasserleitung 18 verbunden. Die beiden Rohre 23, 24 werden durch ein Suspensionstransportsystem getragen, das im wesentlichen mehrere Wagen 25 umfaßt, die durch ein Gestänge 26 miteinander verbunden sind. Ein Fördermechanismus 27 steuert die Bewegung der Wagen, des Gestänges und des Rohraggregats, wenn diese eine 180°-Wende 28 fahren. Das Ende des Suspensionsrohres 23 und des Wasserrohres 24 befindet sich an einem entfernten Auslieferungsterminal 29. Ein Übertage-Trennaggregat 30 kann mit dem entfernten Terminal 29 mittels einer Leitung verbunden werden.

Das beschriebene System arbeitet folgendermaßen:

Während die Abbaumaschine 10 das Produkt 12 abbaut, wird das Produkt durch einen Förderer 11 dem Quetscher 13 zugeführt, von wo es in die Wanne des Behältersystems 14 abgeladen wird. Die Pumpe 20 saugt die Suspension aus dem Behälter an und fördert sie durch das Rohr 23 zum Terminal 29. Sodann wird die Suspension durch die Leitung 31 Übertage gefördert und durch das Trennaggregat 30 getrennt Das Suspensionsrohr muß den Bewegungen der Abbaumaschine 10 in das Kohlefeld und aus diesem heraus beim Abbau folgen können. Die Wagen 25 sind aus diesem Grund mit einem Stellmechanismus ausgestattet, so daß sie den nach innen und nach außen gerichteten Bewegungen der Abbaumaschine folgen können. Ein Teil der Suspensionsleitung, der zwischen dem Förderer 27 und dem entfernten Terminal 29 liegt, dient als Rohrvorrat. Wird demzufolge mehr Rohr benötigt, so bewegt sich der Förderer 27 in der Pfeilrichtung 32, so daß die bevorratete Menge verkürzt und die Länge des Suspensionsrohrs verlängert wird, die in den Abbauraum mit der Abbaumaschine geführt werden kann. Um dies zu verwirklichen, muß jedoch der Förderer 27 die Wagen 25 und das durch diese getragene Suspensionsrohr aus dem Vorrat bewegen können und die Wagen usw. in eine Stellung bringen, wo sie durch die Abbaumaschine benutzt werden können. Der Förderer 27 verwirklicht diesen Übergang von der Aufbewahrung in die Lage der aktiven Benutzung, indem die Wagen durch 180° gedreht werden, während der Förderer selbst sich entweder in der Pfeilrichtung 32, wo ein zusätzlicher Vorrat gebraucht wird, oder in der Pfeilrichtung 32, wo weniger Vorrat benötigt wird, bewegt. Weiterhin beschränkt der Förderer das Rohr derart auf einen bestimmten Radius, daß ein übermäßiges Verbiegen des Rohres vermieden wird.

Das Behältersystem 14 ist genauer in F i g. 2 und 3 gezeichnet. Das System umfaßt eine oben offene Wanne 14a, deren senkrechte Abmessungen die waagerechten unterschreiten, so daß der Behälter auch in Kohlebergwerken eingesetzt werden kann, wo die Höhenabmessungen beschränkt sind. Die Wanne 14a weist Seitenwandungen 300 und 301 auf, die mit Endwandungen 302 und 303 verbunden sind. Der Boden 312 des Behälters ist von der Endwandung 302 in Richtung auf die Endwandung 303 geneigt. Dabei ist der mittlere Abschnitt 312a, d.h. der tiefste Teil des Bodens, in Richtung auf den mittleren Teil der Endwandung 303 zusammengezogen. Die übrigbleibenden Teile des Bodens 312 erstrecken sich nach oben von dem unteren mittleren Teil und sind mit den Seitenwandungen 300 und 301 sowie mit der Endwandung 303 verbunden. Mehrere senkrechte Zwischenwände 304 bzw. Prallplatten erstrecken sich in der Querrichtung über die Wanne zwischen den Seitenwandungen 300 und 301, wobei die unteren Kanten der Zwischenwände 304 etwas oberhalb des Bodens 312 der Wanne liegen.

Um die Einwandung 302 und die ihr benachbarten Teile der Seitenwandung 300 und 301 erstreckt sich ein Verteiler 305 zum Zuführen von Wasser. Der Verteiler

305 steht mit dem Inneren der Wanne 14a über Schlitze

306 in der Endwandung 302 und den ihr benachbarten Teilen der Seitenwandung 300 und 301 in Verbindung. Die Schlitze 306 liegen nahe dem Boden 312 der Wanne unterhalb deren Zwischenwände 304, derart, daß das Wasser der Wanne unterhalb der Zwischenwände 304 zugeführt wird. Das oben bereits erwähnte Wasserrohr 19 steht mit dem Verteiler 305 in Verbindung. Eine Ausiaßöffnung 307 ist in der Endwandung 304 gebildet und weist eine solche Höhe auf, daC sie sich von dem mittleren Abschnitt der Endwandung 303 bis zu der nächstliegenden Partie des Bodens 312 der Wanne erstreckt, so daß in der Wanne gebildete Suspension frei durch die öffnung 307 fließt. Die Breite der öffnung wird so gewählt, daß die Seitenkanten der öffnung die benachbarten Seitenwandungen 300 und 301 nicht berühren. Mit anderen Worten gesagt, entspricht die Breite der öffnung 307 der Breite des entsprechenden Endes des mittleren Teiles 312a des Wannenbodens, wo sich die tiefste Stelle des Wannenbodens befindet. Eine Zwischenwand 308 erstreckt sich von der Seitenkante der öffnung 307 bis zu der entsprechenden Seitenwandung 301 mit einem gewissen Abstand von der Endwandung 303, während eine entsprechende Zwischenwand 310 sich von der gegenüberliegenden Seite

der öffnung 307 bis zur Seitenwandung 300 mit einem Abstand von der Endwandung 303 erstreckt. Die Zwischenwände 308 und 310 bilden einen Trichter, um die unter der Wirkung der Schwerkraft durch die Wanne 14a fließende Suspension durch die Auslaßöffnung 307 zu leiten. Eine weitere Zwischenwand 309 kann von einer Stelle etwas oberhalb der öffnung 307 in das Innere der Wanne hinein reichen, um die Suspension durch die Auslaßöffnung 307 nach außen zu leiten. Die Auslaßöffnung 307 ist mit dem Einlaß der Suspensions- ίο pumpe 20 (F i g. 2) verbunden.

Die Pegelsteuerung 15 enthält einen Pegelgeber 15a, der sich an einer Stelle zwischen den unteren Kanten der Zwischenwände 304 und dem oberen Teil der Wände der Wanne 14a in diese erstreckt, und, wie oben erwähnt, steuert die Steuerung 15 das öffnen und Schließen des Wasserventils 17, um einen ausreichenden Wasservorrat im Behältersystem zu gewährleisten. Die Lage des Gebers 15a gewährleistet einen ausreichenden Wasservorrat im Behältersystem, so daß keine Gefahr von Kavitationserscheinungen in der Auslaßöffnung 307 besteht.

Das teilchenförmige, feste Produkt wird dem Behältersystem durch einen geeigneten Förderer entweder unmittelbar oder mittelbar vom Quetscher zugeführt. Ein solcher Förderer 45 ist in F i g. 2 schematisch dargestellt, um die Lage des Förderers mit Bezug auf die Wanne 14a zu verdeutlichen. Der Förderer 45 verläuft oberhalb der Wanne 14a und endet etwas hinter der Endwandung 302, so daß das feste Produkt 46 in die oben offene Wanne an einer von der Auslaßöffnung 307 entfernt liegenden Stelle eingeführt wird. Beim Betrieb der Anlage wird Wasser durch die Schlitze 306 der Wanne des Behältersystems zugeführt, wonach das feste Produkt in die obere öffnung der Wanne abgeladen wird, und zwar so, daß der Feststoff und das Wasser wirksam miteinander vermischt werden, während das Wasser und das Produkt nach unten durch die Wanne entlang des Bodens 312 fließen, um eine Suspension zu bilden, die die Wanne durch die öffnung 307 verläßt. Die Zwischenwände 304 beeinträchtigen die Bewegung der Suspension entlang des Bodens und durch die Auslaßöffnung 307 nicht, weil sie oberhalb des Bodens 312 angeordnet sind. Sie reduzieren jedoch die Aufwirbelung des Wassers, das in die Wanne hineingeführt wird auf ein Mindestmaß, wenn das System mit einer Höchstkapazität betrieben wird.

Gemäß einer typischen Ausführungsform der Erfindung können die einzelnen Schlitze 306 eine Länge von 6 Zoll aufweisen, während die Wanne solche Abmessungen aufweisen kann, daß der Durchsatz 11 t Kohle je Minute beträgt. Es ist zu bemerken, daß der Wasserpegelgeber 15a an einer Stelle liegt, die von der Stelle des Wassereinlasses zwischen der Trennwand 304, nahe der Endwandung 303 entfernt ist, so daß der Geber in dem am wenigsten aufgewirbelten Bereich des durch die Wanne strömenden Wassers liegt, und der Geber sowie die Steuerung 15 einen ausreichenden Wasservorrat in der Wanne aufrechterhalten können, Das Behältersystem ist insbesondere für Stellen geeignet, wo ein gewisser Platzmangel herrscht. Dei Wasserpegel der Wanne des Behälters läßt sich genau steuern. Es tritt keine Kavitation in der Suspensionspumpe auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Behälteraggregat zur Bildung einer Suspension aus teilchenförmigem festem Gut und Wasser in einem Behälter, der je eine Einrichtung zum Zuführen von Gut und Wasser sowie einen zu einer Förderpumpe führenden Anschluß für das Gut-Wasser-Gemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14a, F i g. 3) aus einer oberen, offenen, miteinander verbundene Endwandüngen (302, 303) und Seitenwandungen (300, 301) aufweisenden Wanne besteht, deren Abmessungen in horizontaler Richtung die in vertikaler Richtung übersteigen und deren Boden (312) zur einen Endwandung (303) hin abfällt und sich verjüngt; daß die Zuführungseinrichtungen (11 bzw. 19^ 305, 306) für das feste Gut (12) bzw. das Wasser beim höheren Ende des Bodens und der Anschluß (21,307) für das Gut-Wasser-Gemisch beim unteren Ende des Bodens angeordnet sind; daß die Wanne eine die Wasserströmung durch ihren oberen Teil beschränkende und die Turbulenz verringernde Vorrichtung

(304) aufweist, und daß die Wanne ferner mit einer bekannten, den Wasserstand auf einer vorgegebenen Höhe haltenden Anordnung (15, 16, 17) versehen ist.

2. Behälteraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Wasser in den Behälter {\Aa) einen Verteiler

(305) enthält, der sich um die Endwandung (302) am oberen Ende des Bodens (312) sowie die an diese angrenzenden Teile der Seitenwandungen (300,301) erstreckt und am Boden des Behälters mit Schlitzen

(306) in der Endwandung (302) und den angrenzenden Teilen der Seitenwandungen (300, 301) in Verbindung steht.

3. Behälteraggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (14a,) mindestens eine Zwischenwand (304) vorgesehen ist, die sich oberhalb der Schlitze (306) von der einen zur anderen Seitenwandung (300,301) erstreckt.

4. Behälteraggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß für das Gut-Wasser-Gemisch eine in der betreffenden Endwandung (303) angeordnete Öffnung (307) enthält, die sich von einem mittleren Teil der Endwandung bis an den Boden (312) des Behälters (14a^ erstreckt und eine kleinere Breite als der Behälter hat, und daß von beiden Seiten der Öffnung

(307) jeweils eine Führungswand (308, 310) in den Behälter hinein zu den betreffenden Seitenwandungen (300,301) geführt ist.

5. Behälteraggregat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Trennwand (309), die sich vom oberen Rand der Öffnung (307) in den Behälter hinein erstreckt.

6. Behälteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Gut und Wasser in den Behälter (Ha) einen Förderer (45) enthält, der oberhalb des Behälters angeordnet ist und nahe des höheren Endes des Bodens (312) des Behälters so endet, daß das Gut in eine vom Auslaß (307) für das Gut-Wasser-Gemisch entfernte Stelle des Behälters eingeführt wird.

7. Behälteraggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wasserstand auf einer vorgegebenen Höhe haltende Anordnung (15, 16,

17) einen Pegelgeber (15) enthält, der beim auslaßseitigen Ende des Behälters (14a,}oberhalb der öffnung (307) angeordnet ist.

8. Behälteraggregat nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Zwischenwand oder -wände (304) oberhalb der Schlitze (306) liegt.

9. Behälteraggregat nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelgeber (15) zwischen der die Öffnung (307) aufweisenden Endwand (303) und der dieser Öffnung am nächsten benachbarten Zwischenwand (304) angeordnet ist.