DE2608673A1 - Verfahren und einrichtung zur erhoehung des feststoffgehaltes von arbeitstrueben - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur erhoehung des feststoffgehaltes von arbeitstrueben

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DE2608673A1
DE2608673A1 DE19762608673 DE2608673A DE2608673A1 DE 2608673 A1 DE2608673 A1 DE 2608673A1 DE 19762608673 DE19762608673 DE 19762608673 DE 2608673 A DE2608673 A DE 2608673A DE 2608673 A1 DE2608673 A1 DE 2608673A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/30Conveying materials in bulk through pipes or tubes by liquid pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

  • VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR ERHÖHUNG DES FEST-STOFFGEHALTES VON ARBEITSTRÜBEN Die Erfindung betrifft das Verfahren und die Einrichtung zur Erhöhung des Feststoffgehaltes von Blüssigkeiten - Trüben - die körnige und/oder flockige Feststoffe enthalten, d.h. die zur Eindickung solcher Trüben dienen.
  • In der Industrie, dem Bergbau und auf immer zahlreicheren Gebieten der Landwirtschaft nimmt die Bedeutung des hydraulischen Material transportes ständig zu.
  • Insbesondere in den Verarbeitungsbetrieben für Erbse, Mineralstoffe, bergbauliche Produkte muss eine grosse Menge dieser Feststoffe mit Wasser vermischt, also in Form von Arbeitstrüben auf kleinere oder grössere Entfernungen befördert werden. Dieselbe Aufgabe ist auch in Wärmekrafüwerken gestellt, wo die Verbrennungsrücksande - die Schlacke - fortlaufend abtransportiert werden muss; ferner im Hoch- und Tiefbau (Wasserbau), in den Baumaterialbetrieben und auf verschiedenen Gebieten des Bergbaus. Im allgemeinen kann festgestellt werden, dass in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle der Transport von festem, gekörntem oder flockigem Material mit Wasser vermischt, zu erfogen hat.
  • Je nach der fallweisen Betriebs technologie ist also die Mischung gegeben und die Trübezusammensetzung so beschaffen, dass der Wasseranteil der Mischung den Feststoffanteil wesentlich übersteigt. Es muss also als Gegebenheit akzeptiert werden, dass solche Gemische Dünntrüben sind.
  • Jedoch unabhängig davon, um welches hydraulische Transportsstem es sich dabei handelt, wird allgemein - um den Transport wirtschaftlich zu verrichten - darnach getrachtet, die Menge an Trägermedium - Wasser -zu vermindern und damit die zu fördernde Feststoffmasse zu erhöhen. Zur Lösung dieses Problems wurden Verdichter verschiedenster Bauart und Konstruktion entwickelt und den hydraulischen Transportsystemen eingefügt. Alle bekannten Eindickungsvorrichtungen aber haben als gemeinsame Eigenschaft den Nachteil, dass durch die Einschaltung des Eindickers der Transportablauf unterbrochen wird. Dies führt einerseits zu einem langsameren Transport und damit zu verminderten Transportleistungen, andererseits erfordert der Eindicker auch ein Bauwerk oder einen Apparat, wodurch naturlich zusätzliche Investitionen erwachsen, für die auch der nötige Raum beansprucht wird. Darüber hinaus muss nach dem Eindicker - um die Kontinuität des Transporters zu sichern - noch eine Pumpe, bzw. ein weiteres Energieübermittlungssystem eingebaut werden.
  • Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe eine solche Lösung zu schaffen, mit der die Nachteile der zur Zeit bekannten Einrichtungen für ähnliche Zwecke vermieden werden, und bei der zur Durchführung der Trübeeindickung keine besonderen Arbeitsoperation erforderlich sind, sondern sich die Eindickung im Transportablauf selbst vollzieht.
  • Die Erfindung beruht daher auf der Erkenntnis, dass man durch die Ausgestaltung der Trübeleitung selbst, d.h. eines Rohrleitungsabschnittes den Eindickungsvorgang kontinuierlich machen kann. Durch die Sicherung einer entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit aber wird das System selbstreinigend, d.h. das im Eindickungsabschnitt sich absetzende feste Material wird von der strömenden Trübe selbst abgesäubert.
  • Auf Grund dieser Erkenntnis wurde die gestellte Aufgabe im Sonnen der Erfindung durch ein solches Verfahren gelöst, bei welchem mit Beibehaltung der Fliesskontinuität die Trübe durch einen Rohrabschnitt geleitet wird, der mit einer Filterfläche versehen ist. Auf diese Weise wird durch die Filterfläche aus der Trübe zugleich mit ihrem Transport Flüssigkeit abgetrennt, wodurch der Feststoffgehalt der weitertransportierten Trübe zunimmt.
  • Im Sinne einer vorteilhaften Ausführgsart des Verfahrens, wird im-Bereich der mit Filterflächen versehenen Durchlässe das Fortbewegen der sich beim Eindickungsprozess abgelagerten Feststoffmenge fortlaufend durchgefiihrt, wobei die Fliessgeschwindigkeit der Trübe einen Filtereffekt von optimalem Wirkungsgrad, ferner so gewahlt wird, dass eine Verstopfung der Pilterdurchgangsflächen verhindert wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung, deren Wesen darin besteht, dass als Filtervorrichtung die Trübetransport-Rohrleitung selbst benützt wird, u. zw.
  • zweckmässig in der Weise, aass in der Wandung der Rohrleitung Durchlassöffnungen vorgesehen sind, die von einer Filtrierschicht überdeckt werden. Die vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtierabschnitt von einer ussenhülle oder etwas ähnlichem so umfasst wird, dass dadurch ein Raum zum Auffangen und Weiterleiten der beim Filtierprozess ausgeschiedenen Flüssigkeit entsteht.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Eindicken der Trübe - als grundlegende Bedingung für die Wirtschaftlichkeit des hydraulischen Transportes - sich ohne Unterbrechung der Transportkontinuität allein durch die Strömung in der Rohrleitung vollzieht, mithin durch ihre fortlaufende Fortbewegung erzielt werden kann, zum Eindicken also die Rohrleitung nicht abgesperrt werden muss. Als Ergebnis hiervon können demnach die bei den diskontinuierlich arbeitenden Eindickern unentbehrlichen zusätzlichen Objektive und Einrichtungen, woe: Pumpenanlagen, Energieübertragungssysteme und ähnliche Einrichtungen erübrigt werden. Dadurch aber werden beträchtliche Einsparungen an Investitionen und Betriebskosten erzielt und der ökonomische Effekt des Transportes verbessert.
  • Die Einrichtung soll nun aufgrund der beigefügten Zeichnungen eingehend erläutert werden, wobei diese nur als vorteilhafte Ausführungsbeispiele, bzv. als einige zweckmässige Konstruktionsdetails zu betrachten sind. Von den Zeichnungen zeigen: Fig. 1.: Prinzipielle Anordnung der Einrichtung gemäss der Erfindung, als Längsschnitt einer der möglichen Ausführungsformen.
  • Fig. 2.: Teilstück des als Filtriervorrichtung ausgebildeten Leitungsabschnittes in Fig. 1, in vergrössertem Masstab als längsschnitt dargestellt0 Fig. 3.: Querschnitt dieses Leitungsabschnittes entlang der Schnittebene A - A in Fig. 2.
  • Wie aus ij'ig, 1 zu ersehen, soll aus dem Dünntrübebehälter 1, in welchem der Flüssigkeitsstand durch v1 bezeichnet ist, über die Leitungsabschnitte 2, 3 und 4 die Trübe in der mit dem Pfeil a angedeuteten Richtung an ihren bestimmungsort befördert werden. Zwischen den Leitungsabschnitten 2 und 3 ist die Pumpe 5 eingebaut, während zwischen den Rohrabschnitten 3 und 4 die zum leitungsabschnitt 9 gehörige Filtriervorrichtung 6 vorgesehen ist, deren Konstruktionseinzelheiten schematisch in Fig. 2 und Fig. 3 zu sehen sind. Zum Ableiten der aus der Filtriervorrichtung 6 austretenden Flüssigkeit dient das Rohr 7, über welches das Wasser in der mit dem Pfeil b bezeichneten Richtung in den Wasserbehälter 8 gelangt. Der Flüssigkeitsstand im untern Behälter 8 ist mit v2 bezeichnet.
  • Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 gut zu ersehen ist, wird die Filtriervörrichtung 6 von der leitung 9, die einen Teil der Trübetransportleitung bildet, und in ihrem oberen j'eil, oberhalb der Längsachse H mit den Durchlassöffnungen 10 versehen ist, ferner von den auf diese Durchlässe von aussen aufgesetzten Filterplatten 11 gebildet.
  • Über der Filtriervorrichtung 6 ist das zusätzliche Mantelstück 13 angebracht, durch welches ein gesonderter Raum 12 im Bereich der Filtriervorrichtung ausserhalb der Rohrleitung 9 entsteht.
  • Die in den Zeichnungen Fig.- 1-3 dargestellte, zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung gectgnete Einrichtung arbeitet wie folgt: Die in dem Behälter 1 befindliche Dünntrübe wird von der Pumpe 5 unter Transportdruck gesetzt und über die leitung 3 dem leitungsabschnitt 9, bzw. der darin eingebauten Filtereinrichtung 6 zugeführt. Aus der unter DrU)?k betindlichen Dünntrübe fliesst ein Teil der Flüssigkeit - hauptsächlich Wasser - über die Durchlässe 10 und die Filterplatten 11 in der mit den Pfeilen C bezeichneuen Richtung zum Raum 12 ab. Die in den Leitungsabschnitt 4 gelangende Trübe ist schon beträchtlich eingedickt un setzt ihren Weg in der mit a bezeichneten Richtung zu ihrem Bestimmungsort fort.
  • Während die Trübe die Filtriervorrichtung 6 du@@hfliesst, reisst die Strömung fortlaufend jene zum Ankaften neigenden Festteilchen mit, die beim Filtrierprezess ausgeschieden, sich an den Durchlassöggnungen 10, bzw. an den Filterplatten 11 absetzten. Um diesen Selbstreinigungseffekt zu erzielen, muss die Geschwindigkeit der in der Rohrleitung fliessenden Trübe auf einen bestimmten - optimalen - Wert eingestellt werden. Im Hinblick auf eine möglichst wirksame Anwendung der Srfindung ist nämlich jene von uns gemachte Erkenntnis sehr wesentlich, dass sich oberhalb eines bestimmten idealen Geschwindigkeitsbereiches der Filtriereffekt verschlechtert.
  • Fliesst die Trübe zu schnell, dann kann nur wenig Flüssigkeit aus der Trübe abgeschieden werden; bei zu geringer Fliessgeschwindigkeit aber verstopfen sich die Bilterplatten, was naturgemäss wieder auf Kosten der Filtration, d.h.
  • der Wirksamkeit des Filtrierprozesses geht. Diese ideale Fliessgeschwindigkeit muss teils empirisch, teils durch Berechnungen mit Berücksichtigung zahlreicher Einflussgrössen für jede Transportaufgabe einzeln bestimmt werden. Die erwähnten Faktoren, welche die optimale Strömungsgeschwindigkeit beeinflussen, sind beispielsweise: Typus der Trtibe, ihre Feststoffkonzentration, der 'örderdruck, Art der Filterpiatten usw. Auf Grund dieser Faktoren kann auch der querschnitt der zur optimalen Strömungsgeschwindigkeit gehörigen Transportleitung gewählt, jedoch auch z.B. durch den Einbau von Verenderung- oder Erweiterungsstücken (vor und/oder nach der Filtriereinrichtung) geändert werden.
  • Bezüglich der Ausgestaltung der Filterplatten aber, ist diese gleichfalls von dem Charakter der zu befördernden Trübe, ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften z.B. von der Korngrössenverteilung abhängig.
  • Besteht die Feststoffkomponente der Trübe überwiegend aus Grobkorn, so empfiehlt es sich als Filterpiatten perforierte Bleche zu verwenden, während bei Feinkorn die Benützung von Sieb- oder Textilegeweben bevorzugt werden soll. Sehr wesentlich ist, dass die Filterplatte im Wege der Trübeströmung liege, denn damit ist die Bedingung zur automatischen Selbstreinigung schon an sich gegeben.
  • Zurückkehrend zu den Lösungen nach Fig. 1-3 sei hier erwähnt, dass die von der Trübe abgeschiedene Flüssigkeit über die an den Sammelraum 3 angeschlossene Rohrleitung 7 in das Wasserbecken 8 gelangt, von wo aus sie zur Vorflut oder zu weiterer Verwendung abgeleitet werden kann.
  • Wir bemerken, dass die in den Zeichnungen dargestellte, oben eingehend beschriebene Filtriereinrichtung 6 zweckmässig in erster Linie bei horizontalen Leitungen angewendet werden soll. In der Trübe befindet sich ähnlich während des Transportes die Feststofffraktion, die durch Turbulenz beim Strömen fortxährend umgewälzt und in Bewegung gehalten wird unterhalb der Längsachse H in Fig. 2 und 3, genauer gesagt im Bereich unterhalb jener gedachten Ebene, die durch die Längsachse H horizontal gelegt werden kann. An den Durchlässen 10, die in der Rohrwand oberhalb der, durch die Längsachse H gedachten horizontalen Ebene hergestellt sind, ist der Feststoffgehalt nur gering, sodass auch die Gefahr der Filterverstopfung kleiner, und die Filterung wirksamer ist.
  • Jener Abschnitt der Trübetransportleitung, der die Filtriervorrichtung beherbergt, muss nicht unbedingt horizontal geführt sein, er kann auch schragge oder sogar vertikal verlaufen. In letzterem Falle müssen die Durchlässe im ganzen Sohrquerschaitt kreissymmetrisch hergestellt werden; das symmetrische Filtrieren wird nämlich durch die Schwerkraft nicht beeinflusst bzw. gestört.
  • Betreffs der länge der in der Rohrleitung ausgestalteten Filtriervorrichtung, bzw. des Filtrierabschnittes kann gesagt werden, dass diese ebenso wie der Durchmesser der Rohrleitung, sowie Grösse und Anzahl der Durchlässe in erster Linie von der Menge an anfallender Trübe, der Kennkurve für Korngrössenverteilung der Feststoffraktion, sowie vom gewünschten Eindickungsgrad der Trübe, d.h. vom Ausmass der Eindickung abhängig ist. Da die Grösse der aktiven Gesamtfilterfläche proportional der Länge des Filtrierabschnittes ist, kann sie ohne weiteres auf das benötigte Mass vergrössert werden. Hieraus folgt, dass eine unter Druck eintreffende Trübe mit entsprechender Ausgestaltung der Filtriervorrichtung, praktisch in jedem beliebigen Mass eingedickt werden kann, ohne dabei die Strömungsgeschwindigkeit einschränken, oder die Strömung anhalten zu müssen.
  • Die Erfindung ist selbstredend nicht nur auf das als Beispiel angegebene Anwendungsgebiet, sowie auf die beschriebene Ausführungsfomr beschränkt, sondern sie kann innerhalb des durch die Patentansprüche deffinierten Schutzkreises in zahlreichen Varianten verwirklicht und zur Lösung alljener Aufgaben herangezogen werden, bei denen Tuben eingedickt werden sollen. Die Erfindung kann am vorteilhaftesten vor allen Dingen dort zum Einsatz kommen, wo es nicht zweckmässig ist die Trübe noch vor dem Eintreffen an ihrem Bestimmungsort aus der Transportrohrleitung abzulassen, ferner dort, wo ein Bedarf für ein fortlaufendes Eindecken der Trübe besteht, schliesslich auch dort, wo für die Reinigung der Filterflächen keine rationelle Möglichkeit besteht.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Erhöhung des Feststoff-gehaltes von festes, körniges und/oder flockiges Material enthaltenden Flüssigkeiten (Trüben), hauptsächlich zwecks Aufbereitung für hydraulischem Transport, bei dem die unter Druck gesetzte Trübe in einer Rohrleitung weiterbefördert werden soll, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Trübe zait Aufrechterhaltung der Strömungskontinuität über eine, mit Filtrierplatten versehenen Leitungsabschnitt geleitet, auf diese Weise zugleich mit Weiterleitung der Trübe aus dieser durch die Filterplatten hindurch Flüssigkeit entfernt, und damit der Feststoffgehalt der weiterfliessenden Trübe erhöht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die sich im Bereich der mit Filterplatten versehenen Durchlässe während des Filterprozesses abgelagerten Feststoffe von der strömenden Trübe selbst beseitigt werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit vorteilhaft für ein Filtrieren mit optimalem Wirkungsgrad, ferner so gewählt wird, dass dadurch eine Verstopfung der Filterflächen vermieden wird.
  3. 3. Einrichtung zur erhöhung des Feststoffgehaltes von Flüssigkeiten (il'rüben), die iestes, körniges und/oder flockiges Material enthalten, hauptsächlich zur Aufbereitung der Trübe für hydraulischen Transport, die mit einer Pumpe, Trübetransportleitung, sowie mit einer Trübefiltriervorrichtung versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Trübetransportleitung selbst als Filtriervorrichtung (6) zweckmässig so ausgestaltet ist, dass in der Wandung der Trübetransportleitung (9) die Durchlässe (10) hergestellt und mit Filterplatten (11) bedeckt sind (Fig. 2 und 3).
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Filtervorrichtung (6) mit einem zusätzlichen Aussenmantelstück (13) versehen ist und dadurch den Raum (12) zur Aufnahme der beim Filtrierprozess aus der Trübe geschiedenen Flüssigkeit bildete
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3-4, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Filterplatten (11) bei überwiegend grobkörnigem Feststoffgehalt aus perforierten Blechen oder in ähnlicher Weise hergestellt sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, zu d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Filterpiatten bei überwiegend feinkörnigem Feststoffgehalt als Sieb- oder Textilgewebe ausgeführt werden.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 3-6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei den im Wesen horizontal verlegten Trübetransportleitungen die Durchlässe (10) in dem Raum oberhalb einer durch die längsachse H der Leitung gedachten Horizontalebene in der Rohrwand vorgesehen sind (Fig. 2 und 3).
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 3-6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei den im Wesen vertikal Sefährten Rohrleitungen die Durchlässe (10) bezogen auf den querschnitt kreissymmetrisch in der Rohrwand hergestellt sind.
DE19762608673 1975-07-26 1976-03-03 Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten einer festes, körniges Material enthaltenden Wassertrübe für das hydraulische Fördern des Materials unter Druck Expired DE2608673C2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3743694A (en) * 1971-07-13 1973-07-03 Du Pont Method for rendering microcellular staple fibers self-inflatable in air involving the continuous transporting of the fibers through a reaction pipeline

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