DE2513478C3

DE2513478C3 - Vorrichtung zur Erzeugung einer Suspension aus einem Feststoff, wie Kohle, und einer Flüssigkeit, wie Wasser

Info

Publication number: DE2513478C3
Application number: DE2513478A
Authority: DE
Inventors: Eston Farrell Mcmurray Pa. Petry; Ronald William Ponca City Okla. Umphrey
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2273592B1; DE2513478B2; GB1468781A; US3931936A; AU7924775A; DE2513478A1; FR2273592A1; AU473164B2; ZA751813B; CA1064880A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur F.rzeugung einer Suspension aus einem Feststoff, wie Kohle, und einer Flüssigkeit, wie Wasser, mit wenigstens einem Paar von zylindrischen, mit Brechzähnen bestückten Brechwalzen, die in einer zumindest annähernd horizontalen Ebene liegen und einziehend drehangetrieben sind, mit einem wannenförmigen Suspensionsbehälter mit geneigtem Boden, welchem Behälter der Feststoff und die Flüssigkeit kontinuierlich /ugL-uihrt werden und an dessen tiefster Stelle die Suspension kontinuierlich abgezogen wird, und mit einer Einrichtung zur Steuerung eines konstanten Flüssigkeitsniveaus im Behälter durch Beeinflussung der Flüssigkeitszufuhr zum Behälter.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 23 51 884) sind die Brechwalzen mit Abstand oberhalb des .Suspensionsbehälters angeordnet. Dies führt /u einem zufriedenstellenden Durchsat/, jedoch auch /u einer Belastung der Umgebung durch Staub und Lärm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung unter Beibehaltung des guten Durchsatzes derart weiter/uentwickeln, daß sich die Lärm- und .Staubbelastungen vermindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalzen im Suspensionsbehälter angeordnet und gelagert sind, und daß das Flüssigkeilsniveau im Bereich zwischen Ober- und Unterseite der Brechwälzen gehalten ist.

Dabei muß berücksichtigt Werden, daß es bekannt ist (US-PS 16 20 838), Brechwalzen mit beträchtlichem Abstand Unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in einem Behälter anzuordnen, Der Zweck dieser Konstruktion besteht darin, nach dem Brechen eine Beschädigung der Kohle beim Herabfällen auf den viel weiter unten liegenden Behälterboden zu verhindern. Ganz abgesehen davon, daß diese Vorrichtung relativ kompliziert im Aufbau ist, spielt das Problem der Lärm- und Staubbelastung keine Rolle. Auch soll keine Suspension ϊ entstehen.

Vor allen Dingen wurde nicht erkannt, daß ein kritisches Verhältnis zwischen der Höhe des Flüssigkeitsniveaus und der Anordnung der brechwalzen besteht Diese Erkenntnis ist das Verdienst der IQ Erfindung. Werden nämlich die Brechwalzen im Suspensionsbehälter versenkt, so ergibt sich eine beträchtliche Durchsatzverminderung. Es wird angenommen, daß diese auf übermäßige Lufteinschlüsse zurückzuführen ist. Erfindungsgemäß entfällt dieser ti Nachteil, und es wird außerdem eine ausreichende Benetzung der Feststoffe erzielt, um die Lärm- und Staubbelastungen zu vermindern.

Zu besonderen guten Ergebnissen kommt man dadurch, daß die Steuereinrichtung das Flüssigkeitsniveau auf Höhe der Drehachsen der Brechwalzen oder etwas tiefer hält.

Ferner läßt sich eine Verbesserung der Arbeitsergebnisse dadurch erreichen, daß die Brechwalzen so ausgerichtet sind, daß die Neigung des Behälterbodens 2Ί in deren Längsrichtung verläuft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig.] eine Draufsicht einer fahrbaren Vorrichtung Jn nach der Erfinciung mit den zum Betreiben erforderlichen Pumpen und Motoren;

Fig. 2 eine entlang den Linien 2-2 teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1:

Fig. 3 eine Schrägansicht eines abgewandelten fs Suspensionsbehälters und der darin angeordneten Brechwalzen;

Fig.4 einen Schnitt des in Fig. 3 dargestellten Suspensionsbehälters mit den Veränderungen des Flüssigkeitsniveaus be/ügiich der tirechwal/en.
■to Gemäß Fig. I und 2 ist auf einem Rahmen 10 ein Suspensionsbehälter 11 mit .Seitenwänden 12. einer Endwand 13. einer /weiten Fndwand 14 und einem Behälterboden 15 befestigt. Wasser wird durch ein Einlaßrohr 16 n\ einem Ventil 17 und durch ein Rohr i8 4¹J zu einem Vei.ciler 19 geführt, der das Wasser in den Suspensionsbehälter eingibt und entlang der Bodenfläche verteilt. Ein Auslaß 20 ist am unteren Ende des Suspensionsbeh.-Jters 11 angeordnet und an ein Rohr 21 angeschlossen, das /u einer Pumpe 22 führt. Der Auslaß ">« der Pumpe 22 verläuft über ein Rohr 23 /u einem Venti! 24 und /u einem Rohr 25. Das vorliegende Suspensionswannensvstem ist in der DFOS 23 51 884 mit dem Titel »Suspensions-Behältersystem« eingehend beschrieben Innerhalb des Suspensionsbehälters Il sind Brechele

>"> mente angeordnet, die aus zylindrischen ßrechwal/en 30 und 31 bestehen, welche über Wellen 32 b/w. 33 gelagert und an Treibscheiben 34 b/w. 35 angeschlossen sind. Motoren 36 und 37 sind über Treibscheiben 38 b/w 39 an Riemen oder Ketten 40 b/w. 41 angeschlossen

so Die Moloren 36 und 37 können übliche, L B. elektrische öder hydraulische, Motoren sein, die sich zum Antreiben der Brechwalzen eignen. Schwungräder 42 können an jeder Brechwalze angeordnet sein und beim Brechen des Feststoffs mithelfen, Wenn dieser zwischen den Brechwalzen 30 und 31 hindurchtritt. Auf jeder Brechwälze 30 und 31 befindet sich eine Vielzahl von Brechzähnen 43, die von jeder geeigneten Art sein können Und Feststoffe, wie Kohle, erereifen und

brechen. Die gestrichelten Linien 56 geben die Einstellungen wieder, die beim Positionieren der Brechwalzen 31 möglich sind, um den Feststoff auf unterschiedliche gewünschte Größen zu brechen. Unter den übrigen am Rahmen 10 angebrachten Elementen ί befindet sich ein Motor 45, der über eine Treibscheibe 46, einen Riemen 47 und eine Riemenscheibe 48 an eine zur Pump? 22 führende Welle 49 angeschlossen ist. Der Motor 45 ist ferner über eine Welle 50 an eine hydraulische Pumpe 51 angeschlossen, die zum Bewe- to gon des Fahrzeugs (F i g. 2) verwendet wird. Es werden Steuerungen 53 verwendet, die z. B. die Bewegung des beweglichen Rahmens 10, den Betrieb der Pumpe 22 und die verschiedenen Motoren 36 und 37 steuern. Die Steuerungen sind handbetätigt dargestellt, können jedoch bei Bedarf auch ferngesteuert werden.

F i g. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht von F i g. 1 und insbesondere eine Gleiskette 54 für den Vortrieb der auf dem Rahmen 10 angeordneten Vorrichtung. Für den Antrieb der Gleiskette 54 in .'o beliebiger Richtung können HydrauKkmoturen 55 verwendet werden, die über nicht dargestellte Leitungen an die Pumpe 51 angeschlossen sind. Eine Flüssigkeitsniveau-Steuervorrichtung 60 ist an dem Suspensionsbehälter 11 angebracht und steht mit dessen ->'> Innenraum über ein Element 61 in Verbindung. Die auf diese Weise gelieferte Information wird über einen elektrischen Kreis 62 zu einem elektrischen Steuei system 63 übertragen, das seinerseits über eine elektrische Leitung 64 mit dem Ventil 17 in Verbindung steht. Die Jo als Niveausensor arbeitende Steuervorrichtung 60 kann von Schwimmerbauart sein oder aus einem von außen durch die Seitenwand 12 des .Suspensionsbehälters hindurchgehenden Rohr bestehen, so daß der innere Wasserdruck über das außen befestigte Rohr auf eine ^ Membran übertragen wird, die an dem Rohr angebracht ist. Der Druck auf der Membran ist eine Anzeige für den Druck in dem Suspensionsbehälter, der ein Maß für das Flüssig^eitsniveau darstellt.

Das in das Einlaßrohr 16 eintretende Wasser wird 4c vom Ventil 17 gesteuert. Wenn das Ventil offen ist. strömt das Wasser durch das Einlaßrohr 18 in den Verteiler 19. wo es über den gesamten Suspensionsbehälter 11 verteilt wird. Wasser und gebrochener Feststoff werden aus dem Suspe.isionsbehälter 11 durch den Auslaß 20. das Rohr 21 und die Pumpe 22 entfernt, die die Suspension unter Druck setzt und sie aus dem Rohr 23 heraus durch das Ventil 24. in das Rohr 25 und zu dem hier nicht angegebenen Suspensionsfördersy stern drückt. Das Ventil 24 kann bei Bedarf /um v> Abschließen des Roh-es 23 der Pumpe 22 verwendet und von den manuellen Steuerungen 53. automatisch oder von anderen, entfernt vom Ventil 24 angebrachten Fernsteuerungen gesteuert werden. Der Motor 45 dreht die Welle 49 über die Teibscheibc 46, die eine Bewegung >"> auf den Riemen 47 und die an der Welle 49 befestigte Riemenscheibe 48 überträgt. E-in handbetätigter Freiga behebel 66 ist bei 67 angelenkt uhd bei 68 dii einer Schiebekupplung 69 befestigt. Ein Handgriff 70 kann den Hebel in Pieilrichtung 71 bewegen, um die Drehung w> der Riemenscheibe 48 an die Welle 49 anzukuppeln, öder in Pfeilrichtung 72, wenn die Schiebekupplung 69 von der Welle 49 gelöst werden soll. Während der Feststoff in den Zwischenraum zwischen den Brechwälzen 30 und 31 fallt, werden diese von den Motoren 36 ^ bzw, 37 über deren Treibscheiben 38 bzw. 39, Riemen 40 bzw. 41 und Treibscheiben 34 bzw. 35 gedreht. Wenn sich die Treibscheiben M und 35 drehen, drehen sich die Wellen 32 bzw. 33. Jeder Riemen ist so ausgelegt, daß er sich in der Richtung des über dem Riemen angegebenen Pfeils bewegt. Wenn der Feststoff zwischen die Brechwalzen fällt, brechen ihn die Brechzähne 43 auf eine vorgegebene maximale Größe, bei der er herabfällt und mit dem Wasser im Suspensionsbehälter 11 gemischt wird. Ist einmal der Feststoff gemischt, so wird er, wie oben beschrieben, kontinuierlich von der Pumpe 22 abgezogen. Die gesamte am Rahmen 10 angebrachte Vorrichtung kann entlang der Bodenfläche entweder innerhalb oder außerhalb eines Bergwerks bewegt werden, z. B. durch die an die Hydraulikmotoren 55 gekuppelte Pumpe 51, die eine Bewegung der Gleiskette 54 in der gewünschten Richtung entweder vorwärts oder rückwärts je nach der Einstellung der Handsteuerungen 53 bewirkt.

In F i g. 3 ist ein Suspensionsbehälter dargestellt, der sich von der in Fig. I und 2 dargestellten Vorrichtung durch Einbau von zwei Py--en entgegengesetzt drehbarer Rreehwal/en unterscriTidf;·. Bei dieser Ausführungsform ist jedes Paar der Brechwalzen 30 und 31 über seine entsprechenden Wellen 32 bzw. 33 in Lagern 75 bzw. 76 gelagert, die an der Endwand 1·» befestigt sind. Eine Abstützungsanordnung 77 ist an der Endwand 14 oefestigt und trägt die Lager 75 und 76. Eine im allgemeinen A-förmige Ablenkvorrichtung 78 ist zwischen den zusammenarbeitenden Paaren von zylindrischen Brechwalzen 31 angeordnet. Die Ablenkvorrichtung 78 weist einen ersten Ablenker 79 und einen zweiten Ablenker 80 auf. leder Ablenker hat einen ausgeschnittenen Teil 81. der den Durchtritt der Brechzähne 43 durch den Ablenker gestattet. In ähnlicher Weise istan jeder Seitenwand 12 ein Ablenker 79 befestigt, der ähnliche ausgeschnittene Teile 81 aufweist, die entsprechend den Durchtritt der Brechzähne 43 gestatten. Endplatten 82 sind von den Endwanden 13 und 14 abgewinkelt und sind bestrebt, den Fesistoff am Umgehen des Endes der beiden Paare von zylindrischen Brecherwalzen 30 und 31 im Bereich der Wellen 32 und 33 zu hindern.

Pfeile 100 geben die richtige Richtung zum Drehen jeder Welle 32 und 33 an. In F i g. 3 wurde keine Antriebseinrichtung dargestellt, da sie in. wesentlichen identisch mit der in F i g. 1 dargestellten ist.

Der Betrieb der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist im wesentlichen identisch mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten und hierzu beschriebenen Betrieb. Der Feststoff, etwa Kohle, der in den teilweise mit Wasser aus dem Rohr 18 gefüllten Suspensionsbehälter fällt, gelangt zwischen die Brechwalzen 30 und 31 und wird von den Brechzähnen 43 auf eine vorgegebene Maximalgröße gebrochen. Jeglicher in den Suspensionsbehalter fallender Feststoff tritt entweder in einen Bereich 110 oder in einen Bereich 111 ein. Eine .nil zwei Wal/enpaaren versehene Zerkleinerungsvorrichtung weist Vorteile gegenüber einer solchen mit einem einzigen Wal/enpaar auf. Wenn ι. B. in den Bereich JlO fallender Fese?'off zusammenbacken und nicht unmittelbar in den Brecher fallen sollte, so wird er automatisch in den Bereich Ul überlaufen. Der Bereich (Il nimmt die Maxima !belastung für die Zeitdauer auf, in der der Bereich UO keine zusätzliche Belastung aufnehmen kann oder aus irgendeinem Grund kurzzeitig blockiert ist, z. B. durch c"?n Durnhgang eines großen Feststoff-Stücks, wobei unter normalen Bedingungen mit nur einem Bereich eine Situation auftreten könnte, in der der Brecher zur Verarbeitung der gewünschten Maximalmenee nicht in der Laee wäre. Für Hpn F;tll

eines einzigen Paares von Brechwalzen würde somit der Suspensionsbehälter augenblicklich vollständig blokkiert sein und den Feststoff zum Aufhäufen und zum Überlaufen über die Seiten des Suspensionsbehällers bringen, wenn z. B^ ein großes Kohlestück zwischen" die Brech walzen 30 und 31 fällt. Wenn dies jedoch bei einem Brecher mit zwei Bereichen für den Bereich 11Ϊ auftritt, so läuft der Feststoff automatisch über in den zweiten Bereich, der eine ausreichende Kapazität zum kürzzeitl· gen Verarbeiten der Gesamtbelastürig aufweist. Aus ro obiger Sicht ergibt sich, daß zwei Paare von Bfechwalzen und ein in zwei Bereiche unterteilter Suspensionsbehälter bestimmte Vorteile und eine Überlegenheit über einen Süspclisionsbchälter mit einem einzigen Paar von Brechwalzen haben.

Fig.4 zeigt eine Flüssigkeitsniveiiusteuerung. Es hat sich hcfaüsgestellti daß ein kritische!! Flüssigkeitsniveau im Suspensionsbehälter jeder Zeit aufrechterhallen werden muß, wenn die Vorrichtung einen maximalen Durchsatz erzielen soll. Das bevorzugte Flüssigkeitsni* 2u veau ist mit Bbezeichnet, d. h.das Wasser verläuft durch die Drehachse jeder der vier Brechwalzen. Unter diesen Bedingungen wird ein maximaler Feststoffeingang zusammen mit einer maximalen Lärmunterdrückung und minimalen Kavitation erzielt. Die Staubunterdrük- 2ϊ kung ist bei diesem Flüssigkeitsniveau die mit A bezeichnete Stellung erreicht, wird der Durchsatz wesentlich verriiindeft. Wenn das Flüssigkeitsniveau auf G fallen sollte, ergibt sieh cmc bedeutende Kavitation, was eine Verminderung des Durchsatzes und eine Zunahme der Lärrii- Und Stauberzeugung bewirkt

Änderungen der angegebenen Vorrichtung im Bereich der Erfindung sind rriöglichi Es können z. B. zusätzliche Brechwalzen hinzugefügt oder größere eingesetzt werden je nach der Größe des Suspensionsbehälters und der Größe von dessen Irincnfaum. Es können andere Ablenker hinzugefügt werden, die die Bildung von Öberflächeriweilen während des Brechvorgangs Verhindern und das Entfernen des Feststoffs nach dem Durchgang durch die Brechwalzen unterstützen. Es körinen zusätzliche Wasserdüsen hinzugefügt werden. Die verschiedenen Auslässe zu den Pumpen können entsprechend der besonderen verwendeten Pumpen abgeändert werden. Zwar wurden die Brechzähne hintereinander angeordnet an den zylindrischen Brechwalzen dargestellt. Jedoch können sie bei synchronem Antrieb der Brechwalzen um diese herum versetzt angeordnet werden, so daß sie ineinander eingreifen, wenn sich die Brechwalzen drehen*

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1 Vorrichtung zur Erzeugung einer Suspension aus einem Feststoff, wie Kohlt, und einer Flüssigkeit, wie Wasser, mit wenigstens einem Paar von zylindrischen, mit Brechzähnen bestückten Brechwalzen, die in einer zumindest annähernd horizontalen Ebene liegen und einziehend drehangetrieben sind, mit einem wannenförmigen Suspensionsbehälter mit geneigtem Boden, welchem Behälter der Feststoff und die Flüssigkeit kontinuierlich zugeführt werden und an dessen tiefster Stelle die Suspension kontinuierlich abgezogen wird, und mit einer Einrichtung zur Steuerung eines konstanten Flüssigkeitsniveaus im Behälter durch Beeinflussung der Flüssigkeitszufuhr zum Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalzen (30,31) im Suspensionsbehälter (11) angeordnet und gelagert sind, und daß das Flüssigkeitsniveau (A. B. C) im Bereich zwischen Ober- und Unterseite der Brechwalzen (30,31) gehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (60—63, 17) das Flüssigkeitsniveau (B) aui Höhe der Drehachsen der Brechwalzen (30,31) oder etwas tiefer (B-C)hält.
3. Vorrichtung nach Aiiipruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalzen (30, 31) so ausgerichtet sind, daß die Neigung des Behälterbodens (15) in deren Längsrichtung verläuft.