DE2747192A1

DE2747192A1 - Dynamischer schwertruebeabscheider

Info

Publication number: DE2747192A1
Application number: DE19772747192
Authority: DE
Inventors: Henry Joachim Ruff
Original assignee: Sala International AB
Current assignee: Metso Minerals Sala AB
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: AU505915B2; GB1585293A; ES463368A1; SE410276B; US4216095A; SE7611644L; ATA748677A; IT1090025B; BR7707034A; CA1084448A; JPS5354363A; ZA776180B; FR2368301A1; AU2986677A

Description

DIPL-IN6. R. BECTZ SEN. - DiPL-IIIC. K. UWPtKHT
DR.-ING. R. BEETZ JR. - RA 0!PL-PHYS. U. HElORtCH
DR.-ING. VY. TIMPE - DIPL-IHG. L SIEGFRIED
Β*** M> - 8000 MMm 22

)-27.427P(27.428H) 2o. Okt. 1977

SAUL INTERNATIONAL AB 733 OO S a 1 a_t Schweden

Dynamischer SchwertrUbeabschelder

Die Erfindung betrifft einen dynamischen Schwertrtlbeabscheider mit einem zylindrischen Abscheidebehälter mit einem axialen Auslaß— SchwebstoffauelaB-für abgeschiedene Materialfraktionen niedrigerer Dichte zusammen mit Schwertrübe, mit einem Auslaß - Schwergutauslafi - an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters für ab-

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geschiedene Materialfraktionen höherer Dichte zusammen mit Schwertrübe, und durch entweder einen Einlaß an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters für Schwertrübe und auch für abzuscheidendes Material oder einen derartigen Einlaß nur für Schwertrübe und auch einen axialen Einlaß für zusammen mit einem kleineren Anteil an Schwertrübe abzuscheidendes Material.

Es gibt eine Vorrichtung dieser Art, bei der die Trennung der Materialfraktionen nach ihrer Dichte durch eine wirbelnde Schwertrübe erfolgt, die eine flüssige Suspension von feinen Teilchen mit hoher Dichte ist. Diese Schwertrübe wird am unteren Ende eines geneigten zylindrischen Abscheidebehälters tangential eingeführt und bildet einen ansteigenden Wirbel. Am höher gelegenen Ende des Abscheidebehälters wird ein Teil der Schwertrübe durch den tangentlalen Schwerstoffauslaß aus dem Behälter entleert, während der Rest der Schwertrübe zum unteren Ende des Abscheidebehälters umgeleitet wird, wo er sich in Form eines zentralen Wirbels bewegt, der sich in derselben Richtung wie der ansteigende Wirbel dreht und diesen koaxial umgibt. Am unteren Ende des Abscheidebehälters wird die Schwertrübe durch den axialen Schwebstoffauslaß entleert, der einen in den Abscheidebehälter ragenden rohrförmigen Teil enthält, der sich am Einlaß für die Schwertrübe vorbeierstreckt, der auf der Gehäuseoberfläche des Abscheidebehälters gelegen ist. An der Verlängerung des Schwerstoffauslasses befindet sich ein Schlauch, der das konzentrierte Material an einer gegebenen Stelle ablegt, während der Schw bstoffauslaß einen offenen Auetritt aufweist.

Unter dem Einfluß der Fliehkraft in den Wirbeln findet eine Entmischung der feinen Teilchen der Schwertrübe statt, so

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daß die Schwertrübedichte in der Richtung zunimmt, die von der Mitte des Abscheidebehälters zu dessen Umfang und von dessen unterem zu dessen oberem Ende führt. Der axiale Einlaß für das zu trennende Material ist in diesem Ende angeordnet. Dieser Einlaß enthält einen in den Abscheidebehälter ragenden rohrförmigen Teil, der sich am Schwerstoffauslaß vorbeierstreckt, der auf der Gehäuseoberfläche des Abscheidebehälters gelegen ist.

Das zu trennende Material, das sortiert und gegebenenfalls entschlämmt werden kann, wird zusammen mit einem kleineren Anteil an Schwertrübe durch den axialen Einlaß eingeführt und hierdurch In Berühnng mit der wirbelnden Schwertrübe im Abscheidebehälter gebracht, und zwar zu Beginn mit dem inneren absteigenden Wirbel. Das Material durchdringt unter dem Einfluß der Fliehkraft die Schwerstoffwirbel bis es das Niveau erreicht, wo das Material dieselbe Dichte wie die Schwertrübe hat. Die leichteren Materialfraktionen verbleiben im inneren absteigenden Wirbel, begleiten diesen und werden zusammen mit einem Anteil an Schwertrübe durch den Schwebstoffauslaß entleert, während die dichteren Materialfraktionen zum ansteigenden äußeren Wirbel hinausdringen und denselben zum Schweretoffauslaß begleiten zur Entelerung aus dem Abscheidebehälter zusammen mit dem verbleibenden Anteil an Schwertrübe.

Solche Fraktionen des Materials, deren Dichte der Abscheidungsdichte nahekommt, durchdringen den inneren Wirbel nur langsam nach außen zum äußeren Wirbel und erreichen den letzteren in Nähe des Schwebstoffauslasses. Die Teile solcher Fraktionen mit einer größeren Dichte als der Abscheidedichte dringen unter idealen Bedingungen in den äußeren Wirbel und werden von diesem zum Schwerstoffauslaß weggefördert. Während des praktischen Betriebs kommen jedoch viele Materialteilchen mit einer der Abscheidedichte nahekommenden Dichte am falschen Auslaß an.

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D.h., daß wertvolles Material im Abfall zur selben Zeit verlorengeht, wenn das wertvolle Material mit Abfallmaterial verdünnt wird. Diese beiden Nachtelle sind jedoch von geringerer Bedeutung. Der Verlust an wertvollem Material ist klein im Vergleich zur theoretischen maximalen Ausbeute, wenn nur Materialteilchen mit der Abscheidungsdichte sehr nahekommender Dichte an der falschen Fraktion ankommen. Wenn jedoch die Abscheidung weniger scharf ist und auch Materialteilchen mit einer größeren Dichtendifferenz an der falschen Fraktion ankommen, bedeutet dies einen beträchtlichen Ausbeuteverlust und auch eine Verminderung der Konzentration, wobei bei Verwendung der bisherigen Vorrichtung diese beiden Umstände die wirtschaftliche Ausbeute verringern. Dies ist besonders offensichtlich, wenn ein größerer Teil des abzuscheidenden Materials Teilchen mit einer der Abscheidungsdichte nahekommenden Dichte enthält.

Bei der bisherigen Vorrichtung wird die Schwertrübe unter Druck in den Abscheidebehälter gepumpt, wobei zur Erreichung optimaler Abscheidebedingungen im Schwerstoffauslaß ein Gegendruck benötigt wird. Dies wird durch eine in diesen Auslaß eingebaute Drosselbüchse erreicht oder auch durch Anheben des Endes des Schwerstoffauslaßschlauchs bis zu einer Höhe, bei der ein hydrostatischer Gegendruck auftritt. Darüberhinaus ist es erforderlich, daß die Strömungsbedingungen im Abscheidebehälter so glatt und gleichförmig wie möglich sind. Diesen Vorbedingungen wird jedoch durch die bisherige Vorrichtung nicht Genüge geleistet, die stattdessen eine unregelmäßige Strömungsverteilung zeigt, da in Nähe des Schwebstoffauslasses im Abscheidebehälter eine starke Turbulenz und instabile Strömungsbedingungen herrschen. Darüberhinaus ist der innere absteigende Wirbel nicht konzentrisch zur (geometrischen) Achse des zylindrischen Abscheidebehälters, sondern ist stattdessen gegenüber dieser Achse etwas versetzt. Hierdurch ist .er exzentrisch zum Schwebstoffauslaß, wodurch die Abscheidediöhte

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unvermeidlich an der gegenüberliegenden Seite des Wirbels abweicht» der zusammen mit der genannten starken Turbulenz in hohem MaB dazu beiträgt, daß die bisherige Vorrichtung eine weniger zufriedenstellende Schärfe der Abscheidung zeigt.

Jedoch treten bei der bisherigen Vorrichtung Unregelmäßigkeiten in der Strömung nicht nur in Nähe des Schwebstoffauslasses auf. Derartige Unregelmäßigkeiten treten auch in Nähe des Schwerstoffauslasses auf, da unter prkatischen Betriebsbedingungen in diesem Bereich Verstopfungen auftreten, die den Austritt der abgeschiedenen Materialfraktion mit hoher Dichte behindern und die Schwerstoffkapazität der bisherigen Vorrichtung vermindern.

Eine weitere bisherige Vorrichtung der eingangs erwähnten Art enthält einen senkrechten zylindrischen Abscheidebehälter mit einem tangentialen Einlaß für ein Gemisch aus Schwertrübe und dem abzuscheidenden Material am oberen Ende der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters. Der obere und größere Teil dieses Abscheidebehälters bildet eine hohe Hauptabscheidekammer, während der untere und kleinere Teil des Abscheidebehälters eine niedrige Auslaßkammer für Schwerstoffmaterial bildet, die zylindrisch ist und denselben Durchmesser wie die Hauptabscheidekammer hat. Der mit einer einstellbaren zentralen Öffnung versehene Boden trennt die Hauptabscheidekammer von der darunterliegenden Schwerstoffauslaßkammer. Die in ihrer Größe einstellbare öffnung ist die Schwerstoffauslaßöffnung für die Hauptabscheidekammer, von der das abgeschiedene hochdichte Produkt (Schwerstoff) zur Schwerstoffauslaßkammer umgeleitet wird. Der Abscheidebehälter weist auf der Gehäuseoberfläche einen tangentialen Schwerstoffauslaß auf, der die SchwerstoffauslaBkammer umgibt, durch die das Schwerstoff produkt zusammen mit der Schwertrübe schließlich vom Abscheidebehälter zu einer angrenzenden zweiten zylindrischen

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Schwerstoffauslaßkammer umgeleitet wird. Letztere 1st senkrecht, hat - verglichen mit dem Abscheidebehälter - eine niedrige Höhe und einen tangentialen Einlaß sowie einen zentralen axialen unteren Auslaß, der für das Schwerstoffprodukt in seiner Größe einstellbar ist. Dieses Schwerstoffprodukt verläßt zusammen mit der Schwertrübe die Vorrichtung durch diesen Auslaß. Durch die in der Hauptabscheidekammer gelegene zentrale öffnung, die den Schwerstoff auslaß aus dieser Kammer bildet, ragt ein axiales Rohr in die Hauptabscheidekammer bis zu einer solchen Höhe in dieser, daß das obere Ende des Rohrs sich im oberen Teil der Hauptabscheidekammer befindet, Jedoch unterhalb des gemeinsamen Einlasses für das Gemisch aus Schwertrübe und in der Vorrichtung abzuscheidendem Material, wobei dieser Einlaß auf der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters gelegen ist. Dieses Rohr bildet einen Schwebstoffauslaß für die Hauptabscheidekammer und die Vorrichtung insgesamt, durch die das Produkt mit niedriger Dichte, das in dieser Kammer abgeschieden wird, die Vorrichtung zusammen mit der Schwertrübe verläßt.

Analog zur Hauptwirkung der zuerst beschriebenen bisherigen Vorrichtung bewegen sich die Schwertrübe und das während der Behandlung in der zweiten bisherigen Vorrichtung zu trennende Material zum Schwerstoffauslaß in einem äußeren Wirbel und zum Schwebstoffauslaß in einem vom äußeren Wirbel umgebenen inneren Wirbel, während die Dichte der Schwertrübe zunimmt, und zwar in einer Richtung vom Innenraum der Hauptabscheidekammer zu deren zylindrischen Wand und auch in einer Richtung vom Einlaß zur Hauptabscheidekammer zu deren Schwerstoffauslaß. Materialteilchen, die zu den in Nähe der Wand des Abscheidebehälters gelegenen Fraktionen mit niedriger Dichte gehören, treiben von diesen Stellen zu einem Niveau in der Abscheidekammer aufwärts, wo die herrschende Dichte der Schwertrübe der Dichte der Teilchen entspricht und folgen dann

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der Schwertrübe zum Auslaß , zu dem diese sich bewegt. Die zu den hochdichten Fraktionen gehörenden Teilchen werden andererseits zur zylindrischen Wand der Hauptabscheidekammer ausgeworfen und folgen dieser in einer spiralförmigen Bahn zum Boden der Kammer, längs welchem sie sich dann zur öffnung bewegen. Teilchen in Nähe der Abscheidegrenze bewegen sich nur langsam zur Grenze für die Fraktionen, die zur Schwebstoff- bzw. zur Schwerstoffauslaßöffnung führen, wodurch sie natürlich höchstwahrscheinlich an der falschen Fraktion ankommen.

Die oben erwähnte zweite Schwerstoffauslaßkammer wirkt als Bremse für den Schwerstoffmaterialstrom und erzeugt im Abscheidebehälter einen Gegendruck. Die Größe des Auslasses aus dieser Kammer ist so bemessen, daß sie für die Menge an Zufuhrmaterial des Schwerstoffprodukte paßt. Die Größe des Auslasses hat auch einen Einfluß auf die Menge an Schwertrübe, die durch den Schwerstoffauslaß entleert wird. Zusammen mit der Zufuhrdichte der Schwertrübe und dem Einlaßdruck sind dies die wichtigsten Faktoren für die Steuerung der Abscheidungsdichte, d.h. der Dichte, bei der die Abscheidung der Materialteilchen stattfindet.

Wie bei der zuerst genannten bisherigen Vorrichtung ist es sogar für die zweite bisherige Vorrichtung wichtig, daß die Strömungsbedingungen so stabil wie möglich sind zur Erzielung eines optimalen Ergebnisses, und daß der innere Wirbel glatt und koaxial zum Abscheidebehälter und zum Schwebstoffauslaß ist, d.h. zum Rohr, das in die Hauptabscheidekammer ragt. Bei den anderen beiden bisherigen Vorrichtungen wurde Jedoch gefunden, daß bei praktischen Betriebsbedingungen der innere Wirbel versetzt und exzentrisch zum Schwebstoffauslaß angeordnet ist. Dies zieht natürlich nach sich, daß die Abscheidedichte grenze an gegenüberliegenden Seiten des Wirbels unterschiedlich ist. Ferner wurde gefunden, daß die Regelmäßigkeit

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des Wirbels in Nähe des Einlasses zur Vorrichtung gestört ist. Dies verschlechtert natürlich auch die Abscheidebedingungen am Schwebstoffauslaß.

Ferner scheint, ähnlich dem Fall der erstgenannten bisherigen Vorrichtung, die zweite bisherige Vorrichtung ebenfalls am Verstopfen am Schwerstoffauslaß zu leiden, was natürlich einen erhöhten Verschleiß der Vorrichtung und einen unregelmäßigen Produktstrom erzeugt. Aufgrund des Verstopfens am Schwerstoffauslaß erzeugen die Unregelmäßigkeiten des Produktstroms darüberhinaus unregelmäßige Bedingungen in der Hauptabscheidekammer, was sowohl die Schärfe der Abscheidung als auch die Abscheidungsdichte beeinflußt.

Ein in sehr großem Umfang verwendeter weiterer dynamischer Schwertrübeabscheider ist der HMS-Zyklon. Dieser enthält eine zylindrische Abscheidekammer, die sich abwärts in einen umgekehrten Kegel verwandelt, der in seinem Scheitel einen Auslaß für Schwerstoffteilchen aufweist. Das andere Ende der zylindrischen Abscheidekammer ist mit einer oberen Platte bedeckt, die ein zentrales Überströmrohr aufweist, das in die Abscheidekammer ragt. Ein Gemisch aus Schwertrübe und abzuscheidenden Teilchen wird unter Druck durch eine tangentiale öffnung im zylindrischen Teil der Abscheidekammer eingeführt, wobei unter Entwicklung eines luftgefüllten zentralen Wirbels eine starke Wirbelbewegung vorgesehen wird. Ebenso wie bei den oben erwähnten bisherigen Vorrichtungen findet eine Entmischung der Schwertrübeteilchen statt, so daß die Dichte vom zentralen Wirbel zur Wand der Abscheidekammer und vom Einlaß zum Schwerstoffauslaß im Scheitel des Kegels zunimmt. Die abzuscheidenden Teilchen finden ihren Weg zu einem Niveau, wo ihre Dichte mit der Dichte der Schwertrübe zusammenfällt und folgen dann der Bewegung der Schwertrübe an diesem Niveau. Teilchen mit einer höheren Dichte bewegen sich entlang der Wand der Absqheidekammer, bis sie durch den Scheitel des Kegels entleert werden.

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Hierbei findet ein beträchtlicher Verschleiß an der Wand der Abscheidekammer und an den Schwerstoffmaterialteilchen statt, so daß feine Schwerstoffmaterialien gebildet werden. Der HMS-Zyklon weist einen hohen Dichtegradient zwischen der Schwertrübe auf, die zum überstrom und zum Unterstrom geht, wobei die Trennung an einer höheren Dichte als der Dichte der eintretenden Schwertrübe stattfindet. Nur ein kleinerer Teil der Schwertrübe tritt durch den Schwerstoffauslaß hindurch, wobei die Schwerstoffmaterialteilchen einen beträchtlichen Volumenteil des gesamten Unterstroms einnehmen. Hierdurch spricht der HMS-Zyklon auf Veränderungen der Menge an abzuscheidendem Material oder auf die Größe der Schwerstofffraktion in diesem Material an, weil eine ausgeprägte Änderung der Menge an Schwerstoff material eine Änderung der Abscheidungsdichte erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Schwertrübeabscheiders der eingangs angegebenen Art, bei dem die Nachteile der bisherigen Vorrichtungen vermieden sind.

Ein derartiger Abscheider nach der Erfindung, der im Versuchsbetrieb diese Aufgabe in allen wesentlichen Einzelheiten erfüllte, ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters gelegenen beiden Auslässen und Einlassen wenigstens der Auslaß die Gestalt eines evolventenförmigen Verbindungsteils hat, das den Abscheidebehälter teilweise umgibt und im wesentlichen in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters gebogen ist.

Dadurch, daß wenigstens der Auslaß der beiden Auslässe und Einlasse am Gehäuse des Abscheidebehälterkörpers zu einem Abscheider nach der Erfindung die Gestalt eines evolventenförmigen Teils hat, das wenigstens teilweise den Abscheidebehälter umgibt und im wesentlichen in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters gebogen ist, wird das Entfernen der dichteren Ma-

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terialfraktionen aus dem Abscheidebehälter erleichtert, so daß in diesem Auslaß kein Verstopfen stattfindet und der Strömungsverlauf in dem dem Schwerstoffauslaß am nächsten gelegenen Teil des Abscheidebehälters glatt und ungestört ist. Wenn der Einlaß an der Seite der zylindrischen Wand des Behälters ein Verbindungsteil nach der Erfindung aufweist, wird der in den Abscheidebehälter eintretenden Strömung eine Wirbelbewegung noch vor deren Eintritt In die eigentliche Abscheidekammer erteilt, wobei diese Wirbelbewegung die Erzeugung von glatten und konzentrischen Wirbeln in dem Drittel des Abscheidebehälters erleichtert, der dem Einlaß in axialer Richtung am nächsten gelegen ist. Wenn der Auslaß und der Einlaß evolventenförmige Verbindungsteile nach der Erfindung enthalten, werden alle diese Vorteile und eine glatte und gut zentrierte Wirbelbewegung über die gesamte Länge der Abscheidekammer erzielt.

Bei in Blickrichtung in Längsrichtung auf das Verbindungsteil nach der Erfindung sollte dessen Krümmung langsam in Richtung zur Gehäusewand des Abscheidebehälters zunehmen, so daß ein Einströmen in die zylindrische Form und ein Ausströmen aus der zylindrischen Form des Abscheidebehälters in einer so kurzen Verbindung wie möglich geführt wird.

Eine besonders günstige Ausführungsform eines dynamischen Schwertrübeabscheiders nach der Erfindung enthält ein oder zwei evolventenförmige Verbindungsteile, wobei die Öffnungen in der Wand des Abscheidebehälters wenigstens 30°, vorzugsweise wenigstens 70°, des Umfangs der Behälterwand einnehmen. Auf diese Weise ist ein beträchtlicher Teil der Behälterwand durch da» Verbindungsteil oder die Verbindungsteile umschlossen, die dazu beitragen, die Strömung durch den Abscheider gleichmäßiger zu machen. Im Extremfall kann eine öffnung in der Behälterwand in der Nähe eines evolventenförmigen Verbindungsteils

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nach der Erfindung beinahe eine gesamte Umdrehung einnehmen.

Ferner können Strömungsverbesserungen insbesondere dann erzielt werden, wenn das evolventenförmige Verbindungsteil nach der Erfindung, das die Einlaßöffnung bildet, sich um den Abscheidebehälter in einem schraubenförmigen anstatt ebenen Verlauf erstreckt, der senkrecht zur geometrischen Achse des Abscheidebehälters verläuft. Auf diese Weise wird der eintretenden Strömung eine schraubenförmige Bewegung erteilt, die wenigstens teilweise mit der Wirbelbewegung zusammenfällt, die in Nähe der zylindrischen Wand des Abscheidebehälters auftritt. Die Verbindungsteilöffnung kann sich in diesem Fall sogar mehr als eine volle Umdrehung des Umfangs des Abscheidebehälters erstrecken. Es ist ratsam, die Verbindungsteile nach der Erfindung in derselben Form herzustellen, unabhängig davon, ob die Verbindungsteile als Einlaß oder als Auslaß verwendet werden. Auf diese Weise sind die beiden Verbindungsteile austauschbar und wird die Anzahl der Ersatzteile vermindert.

Ein evolvenförmiges Verbindungsteil nach der Erfindung kann verschiedene Öffnungsformen in der Wand des Abscheidebehälters aufweisen. Ein als Schwertrübeeinlaß verwendetes Verbindungsteil kann z.B. im wesentlichen rechteckig sein. Die Ecken der öffnung sind dann vorzugsweise abgerundet. Eine weitere günstige Form der öffnung des evolventenförmigen Verbindungsteils nach der Erfindung ist elliptisch, wobei die Hauptachse der Ellipse dann parallel zur Längsachse des Abscheidebehälters verläuft. Diese Art von öffnung eignet sich besonders als Schwerstoffauslaß und als gemeinsamer Einlaß für Material und Schwertrübe und sollte eine minimale Abmessung haben, die das Dreifache des Durchmessers des größten durch die öffnung hindurchtretenden Teilchens beträgt.

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Aus dem Obigen ergibt sich, daß das Verbindungsteil nach der Erfindung auch außerhalb seines Teils gebogen sein sollte, der mit dem Abscheidebehälter verbunden ist.

Bei Verwendung eines evolventenförmigen Verbindungsteils nach der Erfindung als Schwerstoffauslaß ist der Verschleiß des Abscheidebehälters auch niedriger, da das Schwersteffmaterial den Abscheidebehälter auf ruhig dahinfließende Weise verlassen kann, wobei gleichzeitig die Abscheidebedingungen aufgrund der gleichmäßigeren Strömungsbedingungen verbessert werden.

Dadurch, daß im Schwerstoffauslaß kein Verstopfen auftritt, wird auch der Vorteil eines geringeren Abriebs des Schwerstoffprodukts erzielt. D.h., daß eine erhöhte Ausbeute an Schwerstoff produkt in einem grobkörnigen Zustand vorliegt, was besonders wertvoll ist, wenn das Schwerstoffprodukt ein fertiges Konzentrat enthält, das keiner weiteren Behandlung mehr bedarf, oder ein fertiges Abgangsprodukt enthält, das mit der geringstmöglichen Handhabung beseitigt werden soll. Bei den bisherigen Vorrichtungen hat sich auch herausgestellt,daß das vom Schwerstoffprodukt weggetragene feine Material die Schwertrübe verunreinigt und dieser eine niedrigere Dichte und häufig eine höhere Viskosität erteilt. Dies kann den Vorgang in den bisherigen Vorrichtungen auf negative Weise beeinflußen. Diese Nachteile werden in einem Abscheider nach der Erfindung vermindert.

Da der Abscheider nach der Erfindung nicht zum Verstopfen am Schwerstoffauslaß neigt, kann er auch mit einem beträchtlich kleineren Verhältnis zwischen Schwertrübe und Schwerstoffprodukt in dem durch ihn hindurch entladenen Schwerstoffprodukt betrieben werden. Dies bedeutet ferner, daß die Leistungsfähigkeit des Abscheiders bei einem gegebenen Schwertrübestrom zunimmt, was einen verringerten Energiebedarf Je Volumen- oder Gewichts-

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einheit des behandelten Materials ergibt.

Ein Abscheider nach der Erfindung kann auch eine stabile Strömung mit einem geraden und glatten inneren Wirbel bei einem Einlaßdruck aufrechterhalten, der beträchtlich niedriger als der entsprechende Druck in den bisherigen Vorrichtungen ist. Dies bedeutet einen verringerten Energiebedarf.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung mit einem evolventenförmigen Schwerstoffauslaß wurde gefunden, daß die Steigung des äußeren Wirbels über die gesamte Länge des Abscheidebehälters praktisch konstant war, während bei den bisherigen Vorrichtungen gefunden wurde, daß die Steigung vom Einlaß zum Schwerstoffauslaß kontinuierlich abnimmt.

Schließlich haben Versuche mit einem Abscheider nach der Erfindung mit einem evolventenförmigen Schwerstoffauslaß offenbart, daß die Bedeutung des Gegendrucks zur Erzielung guter Strömungsbedingungen und eines geraden inneren Wirbels nicht so augenscheinlich wie bei den entsprechenden bisherigen Vorrichtungen ist. Es wurde auch gefunden, daß es Möglich war, gute Betriebsbedingungen ohne jeglichen Gegendruck zu erzielen. Dies deutet an, daß es viel leichter ist, den Betrieb eines Abscheiders nach der Erfindung als im Fall der bisherigen Vorrichtungen zu steuern. Dies beruht daß der Gegendruck in den bisherigen Vorrichtungen eine der Betriebeveränderlichen ist, die am schwierigsten zu steuern sind. Dies ist der Grund dafür, daß viele der bisherigen Vorrichtungen weit ab von optimalen Abscheldungsergebnissen arbeiten·

Durch Verwendung eines evolventenförmlgen Verbindungsteils nach der Erfindung wird, wie bereits oben beschrieben, die Erzeugung einer Turbulenz in der Schwertrübe am Einlaß Im Abscheidebehälter beseitigt.Dies ergibt die gewünschten glatteren und gleich-

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förmigeren Abseheidungsbedingungen, die ein schärferes Trennen des Schwerstoffprodukts vom Schwebstoffprodukt entsprechend ihrer Dichte sicherstellen. Ferner treten am Abscheidebehälter ein geringerer Abtrieb und ein geringerer Energiebedarf auf, da der durch die Turbulenz erzeugte Druckabfall beseitigt ist. Der innere der beiden Wirbel im Abscheidebehälter wird auch weitaus besser zentriert als im Falle der bisherigen Vorrichtungen. Ein Versuch hat gezeigt, daß die verbesserten Strömungsbedingungen in einem Abscheider nach der Erfindung sich auf wenigstens ein Drittel der Länge des Abscheidebehälters erstrecken, und zwar wenigstens für Abscheidebehälter einer Bauart mit einer öffnung in der zylindrischen Wand des Behälters, die nur für Schwertrübe bestimmt ist.

Unter den Vorteilen des Abscheiders nach der Erfindung besteht der absolut wichtigste Vorteil in der erhöhten Trennschärfe zwischen dem Schwerstoffprodukt und dem Schwebstoffprodukt entsprechend der Dichte. Im vorliegenden Fall ist die erste der oben beschriebenen Vorrichtungen aufgrund ihrer geringeren TrennfShigkeit von vielen Anwendungen ausgeschlossen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben, die eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines dynamischen Schwertrübeabscheiders nach der Erfindung darstellt. Die einzige Zeichnung zeigt diese Ausführungsform in einer teilweise axial geschnittenen Seitenansicht.

Die Figur zeigt einen Abscheider nach der Erfindung mit einem zylindrischen Abscheidebehälter 1. Bei dieser AusfUhrungsform der Erfindung ist dieser Abscheidebehälter gegenüber einer waagerechten Ebene 2 geneigt angeordnet. Er weist einen Boden 3 auf, der einen axialen Schwebstoff 4 für Materialfraktionen geringerer Dichte aufweist, die im Behälter abgeschieden werden und die zusammen mit der gebrauchten Schwer-

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trübe aus dem Abscheidebehälter entleert werden. Dies ist durch einen Pfeil 5 angegeben.

Der Schwebstoffauslaß 4 enthält im Prinzip ein aus dem Abscheidebehälter ragendes rohrförmiges Verbindungsteil, das im Boden 3 des Abscheidebehälters 1 zentral angeordnet ist und dessen gegenüberliegendes freies Ende sich in den unteren Teil des Abscheidebehälters erstreckt.

Der Abscheidebehälter 1 weist an seinem oberen Ende eine obere Platte 7 auf, die mit einem axialen Einlaß 8 für im Abscheidebehälter abzuscheidendes Material versehen ist, das zusammen mit der Schwertrübe in den Abscheidebehälter eingeführt wird. Dies ist durch einen Pfeil 9 angegeben.

Der Einlaß 8 für zu trennendes Material enthält, wie im Fall des Schwebstoffauslasses 4, im Prinzip ein aus dem Abscheidebehälter ragendes rohrförmiges Verbindungsteil. Dieses 1st in der oberen Platte 7 zentral angeordnet, wobei sich sein gegenüberliegendes freies Ende 9 in den oberen Teil des Abscheidebehälters erstreckt.

Zwischen den freien Rohrenden 6,9*, die sich in das untere und obere Ende des Abscheidebehälters 1 und in dessen zylindrische Wand erstrecken, sind im Abscheidebehälter ein oberer und ein unterer Ringraum 10 bzw. 11 angeordnet.

Im Bereich des unteren Ringraums 11 befindet sich ein weiterer Einlaß 12 auf der zylindrischen Wand des Abscheidebehälters, wobei dieser Einlaß nur zur Einführung der Schwertrübe in den Abscheidebehälter dient. Dies ist durch einen Pfeil 13 angegeben.

Am oberen Ende des Abscheidebehälters 1 und innerhalb des oberen Ringraums 10 befindet sich ein weiterer Auslaß 14 auf

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der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters. Zu diesem Auslaß, der den Schwerstoffentleerungsauslaß des Abscheiders umfaßt, werden die im Abscheidebehälter abgeschiedenen Materialfraktionen höherer Dichte zusammen mit Schwertrübe aus dem Abscheidebehälter entleert. Dies ist durch einen Pfeil 15 angegeben.

Bei der dargestellten Ausführungsform haben der Schwertrübeeinlaß 12 und auch der Schweretoffauslaß 14 auf der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters 1 die für die Erfindung charakteristische Form von evolventenförmig ausgebildeten Verbindungsteilen, die den Abscheidebehälter wenigstens teilweise umgeben und im wesentlichen in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters gebogen sind.

Beide haben in der Behälterwand öffnungen 16 und 17, die sich über wenigstens 50°, vorzugsweise 70°, um den Behälterumfang erstrecken und im wesentlichen rechteckig sind (OC « 50°). Beide evolventenförmigen Verbindungsteile sind auch außerhalb ihrer mit der Behälterwand verbundenen Teile gebogen, um das Einströmen in den und das Ausströmen aus dem Abscheidebehälter so turbulenz frei wie möglich zu machen. Selbst wenn sie außerhalb ihrer mit dem Abscheidebehälter verbundenen Teile gerade sind, werden, verglichen mit den bisherigen Vorrichtungen, beträchtlich verbesserte Betriebsbedingungen erzielt.

Wenn der dargestellte Abscheider im Betrieb ist, wird die Schwertrübe durch den Einlaß 12 in den Abscheidebehälter 1 gepumpt. Diese Schwertrübe bewegt sich, wie durch den Pfeil gezeigt, in einem Wirbel längs der Behälterwand bis hinauf zum und in den oberen Ringraum 10, wo der eine höhere Dichte aufweisende Teil der Schwertrübe durch den Schwe rstoffauslaß entleert wird, während der Rest der eine niedrigere Dichte aufweisenden Schwertrübe, wie durch die Pfeile 19 gezeigt,, in einen inneren Wirbel geführt wird und sich zum Schwebstoff-

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auslaß 4,6 bewegt. Nach dem Durchtritt durch das Rohrende 9* erreicht das Gemisch des zu trennenden Materials und der Schwertrübe, das durch den Einlaß 8 in den Abscheidebehälter eintritt, den zentralen Teil des Abscheidebehälters 1, wo es vom zentralen inneren Wirbel eingefangen und in eine Wirbelbewegung versetzt wird. Auf diese Weise wird der zentrale absteigende Wirbel von dem längs der Behälterwand ansteigenden Wirbel umgeben und dreht sich in derselben Richtung wie dieser ansteigende Wirbel. Das Trennen des Materials findet in derselben Weise wie beim Stand der Technik beschrieben statt, worauf das abgeschiedene Schwebetoffprodukt den Abscheidebehälter 1 zusammen mit der Schwertrübe durch den Schwebstoffauslaß 4 verläßt, während das abgeschiedene Schwerstoff produkt den Abscheidebehälter durch den Schwerstoffauslaß 14 zusammen mit der eine höhere Dichte aufweisenden Schwertrübe verläßt.

Obwohl nur eine Ausführungsform mit einem Seiteneinlaß allein für Schwertrübe beschrieben wurde, ergibt sich aus dem Obigen, daß ein Abscheider nach der Erfindung auch einen solchen Seiteneinlaß haben kann, der . die erforderliche Schwertrübe und auch das im Abscheidebehälter 1 zu trennende Material allein einführt.

Ferner ergibt sich aus dem Obigen, daß die öffnungen der evolventenförmigen Verbindungsteile 12,14 in der zylindrischen Wand des Abscheidebehälters sich über einen größeren Teil des Behälterumfangs, als hier dargestellt, erstrecken können. Die evolventenförmigen Verbindungsteile können sich auch in einem schraubenförmigen Verlauf um den Abscheidebehälter erstrecken.

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Die dargestellten Verbindungsteile haben im wesentlichen rechteckige Öffnungen in der Behälterwand, können aber auch andere Öffnungsformen haben.

In ähnlicher Weise sind innerhalb des Bereichs der Erfindung für das evolventenförmige Verbindungsstück unterschiedliche Querschnittsformen möglich, die sich über die Länge des Verbindungsteils verändern.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind beide Öffnungen in der zylindrischen Wand des Abscheidebehälters so angeordnet, daß sie mit evolventenförmigen Verbindungsteilen gemäß der Erfindung zusammenarbeiten. Es können jedoch beträchtliche Vorteile in einem Abscheider nach der Erfindung erzielt werden, bei dem nur eine der Seitenöffnungen mit einem solchen Verbindungsteil verbunden ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Dynamischer Schwertrübeabscheider mit einem zylindrischen Abscheidebehälter mit einem axialen Auslaß - Schwebstoffauslaß für abgeschiedene Materialfraktionen niedrigerer Dichte zusammen mit Schwertrübe» mit einem Auslaß - Schwerstoffauslaß an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters für abgeschiedene Materialfraktionen höherer Dichte zusammen mit Schwertrübe, und durch entweder einen Einlaß an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters für Schwertrübe und auch für abzuscheidendes Material oder einen derartigen Einlaß nur für Schwertrübe und auch einen axialen Einlaß zusammen mit einem kleineren Anteil an Schwertrübe abzuscheidendes Material,

dadurch gekennzeichnet, daß von beiden an der zylindrischen Oberfläche des Abscheidebehälters (1) gelegenen beiden Auslässen und Einlassen (14,12) wenigstens der Auslaß (14) die Gestalt eines evolventenförmigen Verbindungsteils hat, das den Abscheidebehälter (1) teilweise umgibt und im wesentlichen in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters (1) gebogen ist.

2. Schwertrübeabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das gebogene evolventenförmige Verbindungsteil (12, 14) eine öffnung (16,17) in der Wand des Abscheidebehälters (1) hat, wobei die öffnung wenigstens 30°, vorzugsweise wenigstens 70°, des Umfange des Abscheidebehälters (1) einnimmt.

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3. Schvertrübeabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das evolventenförmige Verbindungsteil (12,14) sich in einem schraubenförmigen Verlauf um den Abscheidebehälter (1) erstreckt.

4. SchwertrUbeabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die öffnung (16,17) im evolventenförmigen Verbindungsteil (12,14) im wesentlichen rechteckig ist.

5. Schwertrübeabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die öffnung (16,17) des evolventenförmigen Verbindungsteils (12,14) im wesentlichen elliptisch ist, wobei die Hauptachse der Ellipse parallel zur Längsachse des Abscheidebehälters (1) ist.

6. SchwertrUbeabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das evolventenförmige Verbindungsteil (12,14) außerhalb seines mit dem Abscheidebehälter (1) verbundenen Teils gebogen ist.

8098i7/OÖ7e