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Die Erfindung betrifft eine Setzmaschine in Zellenbauweise,
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insbesondere für Steinkohle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die Erfindung geht aus von einer Setzmaschine des bevorzugten Anwendungsgebietes
der Erfindung. In einem gemeinsamen Setzfaß mit einem Bodenaustrag für Berge und
einem weiteren Bodenaustrag für Mittelgut sind mehrere Setzkammern ausgelildet,
die ihrerseits mit jeweils zwei der unter jeder Setzkammer angeordneten Luftkammern
und einer quer zur Transportrichtung des Aufgabegutes angeordneten Rohrleitung versehen
sind, welche ohne der dazugehörigen Steuerung den wesentlichen Teil der Unterwasserzugabevorrichtung
ausmacht. Im einzelnen ist die vorbekannte Setzmaschine so ausgebildet, daß sich
an den Einlauf zwei in Transportrichtung des Gutes hintereinandergeschaltete Kammern
anschließen, welche unter dem durchgehenden Austragssetzbett angeordnet sind, das
am Ende der zweiten Kammer einen von einem Schieber gesteuerten Austrag für die
groben Berge aufweist. Daran schließen sich eine dritte und. eine vierte Setzkammer
an, die sich unter einem Durchsetzbett befinden. Die Granalien des Durchsetzbettes
bestehen aus Feldspat; das durchgesetzte Gut gelangt seinerseits in den Bergeaustrag.
Über der folgenden fünften Setzkammer befindet sich ein Austragssetzbett; über eine
Schiebersteuerung wird Mittelgut in den anschließenden Bodenaustrag für Mittelgut
abgegeben. Die letzte Setzkammer weist ihrerseits ein Durchsetzbett aus Feldspat
auf, durch die das feine Mittelgut in das Mittelgut-Setzfaß abgegeben wird, so daß
der Überlauf am Ende des Setzbettes aus Feinkohle besteht.
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Bei derartigen Maschinen werden aus Rationalisierungsgründen große
Durchsatzleistungen angestrebt. Die geschilderte Anordnung
der
Luftkammern unter dem Setzbett ist raumsparend. Sie wird zu einer entsprechenden
Verbreiterung des Setzbettes quer zur Transportrichtung ausgenutzt; unter praktischen
Verhältnissen kann die Breite des Setzbettes bis zu 7 m und mehr betragen. Außerdem
geht man davon aus, daß infolge der Anordnung der Luftkammern quer zur Transportrichtung
die Wasserbewegung an jeder Stelle des Setzbettes gleich ist, weil das Wasser aufgrund
der geometrischen Form des Setzbettes und der Kammeranordnung an jedem Punkt gleich
lange Wege zurücklegen muß. Diesen Verhältnissen schreibt man im Zusammenhang mit
der elektronischen Ventilsteuerung der Druckluft in den Luftkammern und der Schiebersteuerungen
an den Austrägen der Austragssetzbetten eine vergleichsweise optimale Trennschärfe
selbst bei feinkörniger, pyrithaltiger und aus anderen Gründen schwieriger Rohkohle
zu. Die Unterwasserzugabevorrichtung führt dabei dazu, daß die Auf ströme verstärkt
und die Abströme gedampft werden.
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Diese Uberlegungen haben einen wirtschaftlichen Hintergrund, weil
die Trennfähigkeit einer solchen Setzmaschine die Mengen der verkaufsfähigen Reinkohle
und des Mittelgutes bestimmt, welche in dem Aufgabegut enthalten sind, wodurch unmittelbar
der Verkaufserlös bestimmt wird. Die vorstehenden Gedankengänge haben aber auch
einen theoretischen Hintergrund. Hierbei geht man von der naturgesetzlichen und
daher richtigen Überlegung aus, daß das Setzbett einer solchen Setzmaschine dem
Zustand des geringsten Energiepotentiales zustrebt(sogenannte Potentialtheorie).
Dem theoretischen Hintergrund scheinen auch Untersuchungen an solchen Maschinen
zu entsprechen, welche den Nachweis erbracht haben, daß z.B. die Trennfähigkeit,
d.h. die Anreicherung des Mittelgutes sehr hoch, nämlich bei 60 - 65 % liegt. Untersuchungen
an betrieblichen Setzmaschinen der bezeichneten Art zeigen jedoch, daß das Trennverhalten
im Dauerbetrieb wesentlich ungünstiger ist; z.B. sinken die Mittelgutanreicherungen
bis unter 30 % ab.
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Das bedeutet ganz wesentliche Erlöseinbußen.Die Erfindung geht
von
der Erkenntnis aus, daß das betriebliche Verhalten nicht auf außerhalb der Setzmaschinen
zu suchende Ursachen zurückgeht, sondern auf die Ausbildung der Setzmaschine selbst.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Setzmaschine
in Zellenbauweise zu schaffen, deren betriebliches Trennverhalten verbessert ist,
wobei das Trennverhalten leichter zu kontrollieren und im Dauerbetrieb aufrecht
zu erhalten sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
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Die Aufteilung des ersten, d.h. an den Einlauf anschließenden Austragsbettes
auf eine oder mehrere Austragszellen geht von der Vorstellung aus, daß das Hineinfallen
des Aufgabegutes, d.h. insbesondere von Rohkohle in das Setzwasser völlig unabhängig
von der Bewegung des Wassers einen Gleichfälligkeitsvorgang hervorruft, der trotz
des vergleichsweise kurzen Weges durch das Setzwasser auf das Setzbett eine weitgehende
Trennung der Feststoffkomponenten nach Dichte und Korngröße herbeiführt, so daß
bereits bei Erreichen des Setzbettes grobe Berge mit hoher Dichte - unter praktischen
Verhältnissen in Schichthöhen von 150 bis 200 mm - auf dem Austragssetzbett liegen.
Infolgedessen kann auch durch eine intensive Pulsation kaum noch eine Verbesserung
der Schichtbildun g erreicht werden. Dem trägt die Erfindung durch die Aufteilung
des an den Einlauf anschließenden Austragssetzbettes auf mehreren Zellen Rechnung,
deren Anzahl in Transportrichtung die Länge des Setzbettes bestimmt, das deswegen
bei nur einer Zelle stark verkürzt und bei mehreren Zellen entsprechend verlängert
ist.
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Die Aufteilung des Setzbettes quer zur Transportrichtung auf
mehrere
Zellen geht auf die nach langwierigen Untersuchungen gesicherte Erkenntnis zurück,
daß die Gleichmäßigkeit der Massenverteilung, bei ungeteiltem Setzbett trotz der
eingangs wiedergegebenen praktischen und maschinentechnischen Oberlegungen keineswegs
gegeben ist. Die Ungleichmäßigkeit der Massenverteilung, die sich in Iso-Dichte-Kurven
darstellen läßt, führt zu unterschiedlichen Auflagegewichten im Setzgutträger in
parallelen Stromfäden und hierauf reagiert die Intensität der Pulsation umgekehrt
proportional und daher unerwünscht. Es finden auch Massenbewegungen quer zur Strömungsrichtung
statt, die aus Verdrängungserscheinungen während der Pulsation resultieren oder
auch durch Diagonalströmungen bewirkt werden. Da erfindungsgemäß die Austragszellen
und die Durchsetzzellen jeweils einen eigenen Setweg aufweisen, wozu noch eigene
Steuerungen kommen, können diese Erscheinungen unterdrückt werden. Insbesondere
führt die Zellenaufteilung auch in Transportrichtung zu einem nivellierenden Ausgleich
der Massenunterschiede bis zum Grobbergeaustrag hin, wodurch die bislang auftretenden
Beeinflussungen des Durchsetzbettes vermieden werden, die durch die stoßartigen
Bergebelastungen einzelner Stromfäden im Setzwasser hervorgerufen wurden.
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Die Aufteilung des an den Grobbergeaustrag anschließenden Durchsetzbettes
auf mehrere Zellen vermeidet zunächst die durch betriebliche Untersuchungen festgestellte
Verschlechterung der Anreicherungswerte im Übergang vom Austragssetzbett in das
Durchsetzbett, weil die dafür verantwortlichen gegenseitigen Beeinflussungen der
Setzbetten ausgeschaltet werden. Diese Zellenaufteilung hat aber vor allem eine
bislang nicht mögliche Beeinflussung des Durchsetzbettes zur Folge, die z.B. in
einer Erfassung der relativ dünnen Schichtung bestehen kann. Bislang sind nämlich
die Feldspatbetten völlig ungesteuert und reagieren genau gegensätzlich zu den jeweiligen
verfahrenstechnischen Anforderungen.
Das bedeutet, daß auf den
Feldspat gelangende hohe Bergegewichte sich dämpfend auf die Pulsation auswirken
und ein den Grobbergeaustrag ergänzendes bzw. korrigierendes Trennverhalten (Durchsetzverhalten)
nicht erreicht wird.
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Eine Mittelgutabteilung, die sich ihrerseits aus einem an das Durchsetzbett
der Berge anschließenden Austragssetzbett und/oder einem sich daran anschließenden
Mittelgutdurchsetzbett zusammensetzt, wird in der Regel in einer erfindungsgemäßen
Setzmaschine gefordert werden, ist aber für die Verwirklichung der Erfindung nicht
Voraussetzung. Die auch in der Mittelgutabteilung erfindungsgemäß vorgenommene Aufteilung
des Setzbettes auf Austrags- und/oder Durchsetzzellen der angegebenen Art hat zur
Folge, daß keine auf den Feldspaltbetten der Bergeabteilung entstehenden Berge stöße
in die Mittelgutabteilung weitergegeben werden können. Das ist in vorbekannten Setzmaschinen
gegeben, führt dort zu der Notwendigkeit, solche Stöße durch äquivalente Reinkohlenanteile
auszugleichen, um ein aschekonstantes Mittelgut fahren zu können.
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Ausgedehnte Dichteanalysen an vorbekannten Maschinen haben dieses
Verhalten eindeutig ergeben. Bei der Mittelgutabteilung muß außerdem berücksichtigt
werden, daß schichtbildendes Mittelgut in ausreichender Menge nicht vorhanden ist
und auch die Dichteunterschiede zur Reinkohle nur noch gering sind.
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Bei bekannten Setzmaschinen ergeben sich erhebliche Bergemengen auf
dem Austragssetzbett der Mittelgutabteilung, die auf diese Weise in den Mittelgutaustrag
weitergegeben werden und dort zur Aschekompensation mit Reinkohleanteilen ausgeglichen
werden müssen. Das läßt sich in der erfindungsgemäßen Luftsetzmaschinenwäsche vermeiden.
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Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden
die Setzbetten auf viereckige Setzgutträger aufgeteilt,deren
Abmessungen
quer zur Transportrichtung geringfügig breiter als in Transportrichtung sind. Diese
Setzgutträger können unter praktischen Verhältnissen eine quer zur Transportrichtung
gemessene Breite von ca. 2 m und eine in Transportrichtung gemessene Länge zwischen
ca. 1,4 bis 1,6 m aufweisen oder auch davon abweichende Vermaßungen haben.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert , das in der Zeichnung wiedergegeben ist. Es zeigen Fig. 1 in perspektivischer
Darstellung und unter Fortlassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht
erforderlichen Einzelheiten eine Austragszelle gemäß der Erfindung, Fig. 2 in der
Fig. 1 entsprechender Darstellung eine Durchsetzzelle und Fig. 3 in Draufsicht schematisch
die Zellenaufteilung des Setzbettes gemäß der Erfindung.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird Rohkohle über einen
Einlauf 1 in Richtung der Pfeile 2 einer Setzmaschine in Zellenbauweise aufgegeben.
Das Setzbett ist quer zur Transportrichtung auf zwei Austragszellen 3, 4 aufgeteilt.
In Transportrichtung 2 ist das Setzbett auf jeweils eine Austragszelle 3,4 und zwei
anschließende Durchsetzzellen 5, 7 bzw. 6, 8 aufgeteilt.
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In gestrichelter Darstellung ist die Erweiterungsmöglichkeit der Wäsche
um die eine in Transportrichtung des Gutes anschliessende weitere Durchsetzzelle
9 bzw. 10 angedeutet. In Längsrichtung des aus den Zellen 3-10 bestehenden Setzbettes
wird das Setzbett von den Einrichtungen begrenzt, die zur Luft, Abluft und zur Steuerung
durch
Ventile dienen und allgemein an den beiden Längskanten mit 11, 12 bezeichnet sind.
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In Fig. 1 ist die Austragssetzrolle 4 dargestellt. Diese Zelle hat
einen abgeschlossenen Setztrog 22 von viereckigem Grundriß. Den unteren Abschluß
bildet der Auffangtrichter ?7, der demzufolge die vier zueinander geneigten Seitenwände
23, 24, 25 und 26 aufweist. Diese leiten das ausgetragene Gut in einen Austragsstutzen
27. Der Setztrog 22h/aobterhalb des Auffangtrichters37 vier senkrecht verlaufende
Seitenwände 28-30; eine dieser senkrechten Wände ist zur Verdeutlichung des Inneren
des Setztroges 22 weggelassen. Jede senkrechte Wand 28-30 ist einer der geneigten
Trichterwände 2 2G zugeordnet.
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Im Inneren des Setztroges befindet sich ein Rohr 53, das Teil der
Unterwasserzugabevorrichtung ist. Außerdem befinden sich im Setztrog die beiden
Luftkammern 13, welche durch senkrechte Bleche 31, 32, sowie 33, 34 nach innen und
oben begrenzt sind; diese Bleche laufen ihrerseits senkrecht und quer zur Transportrichtung,
die durch den Pfeil 2« wiedergegeben ist. Mit Hilfe je eines schräggeneigten Bleches
35, 36 werden Räume für je ein Luftverteilerrohr 14 im Setzfaß abgetrennt, so daß
die Kammern 13 mit Luft beaufschlagt werden können.
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Die Luftverteilerrohre sind ihrerseits an einen Luftverteilerkessel
15 angeschlossen, während die Abluft in einen Abluft auffangkessel 16 gelangt, aus
dem ein Abluftrohr 17 herausgeführt ist. Die für die Zu- und Abluft die Erzeugung
der Sitzimpulse erforderlichen Ventile sind bei 18 allgemein dargestellt.
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Den oberen Abschluß des Setzfasses 22 bildet ein Setzgutträger 19,
der an den beiden Innenseiten 38, 39 unmittelbar an die anschliessende
Austragszelle
3 bzw. Durchsetzzelle 6 angeschlossen werden kann und an seinen Außenseiten 40,
41 an nach oben vorstehenden Blechen 42, 43 endet, die das Setzbett nach außen begrenzen.
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Ein Meßwertgeber 20 besteht aus zwei Schwimmerkörpern 44,45 und steuert
einen Austragsschieber 21, durch den der Weg für die unteren Setzgutschichten in
das Setzfaß freigegeben wird.
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Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Durchsetzzellen
die gleichen Abmessungen wie die vorstehend anhand der Fig. 1 beschriebenen Austragszellen.
Sie enthalten auch die gleichen Setzvorrichtungen, was durch entsprechende Bezugszeichen
wiedergegeben ist. Die Durchsetzzellen unterscheiden sich jedoch von den Austragszellen
vor allem in der Ausbildung des Setzgutträgers.
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Das Setzbett 19 der Druchsetzzelle hat einen Setzgutträger 54, auf
dem sich Granalien 46, z.B. aus Feldspat oder anderem Material befinden. Im Unterschied
zu bekannten Setzgutträgern weist jedoch das Setzbett 19 aus der Bettebene senkrecht
nach oben stehende Fingerroste 47 auf. Diese Fingerroste sind nach einem rechteckigen
Raster 48, in dessen Ecken 49 sie jeweils angeordnet sind, auf dem Setzgutträger
19 angebracht. Die Fingerroste stehen über die Oberseite der Granalienschicht vor.
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Die Fingerroste dienen zur Halterung des Feldspatmaterials und haben
gegenüber den vorbekannten Rasterblechen, die wie EiswUrfelschalen ausgebildet sind
den Vortel, daß sie Anböschungseffekte und Abwascheffekte zuverlässig ausschalten,
welche dazu führen können, daß größere Teile des mit übergroßer Lochung (16 mm2
Lochung) versehenen Trägerrostes 54 freigelegt werden und zu starken Rohkohlenverlusten
in den Bergen führen. Diese Verluste
sind umso größer, als von
außen das Freilegen großer Flächen im Feldspatbett nicht erkennbar ist und weil
häufig bei sogenannter Inselbildung, d.h. nicht pulsierenden Setzbetteilflächen
betriebliche Luftblubber durch entsprechende Beeinflussung der Ventilsteuerung 18
erzeugt werden, die ihrerseits zu derartigen Störungen Anlaß geben.
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Die Luftsteuerung 18 der Durchsetzbetten wird erfindungsgemäß mit
einem Geber 50 beeinflußt. Dieser das Pulsationsverhalten beeinflussende Geber kann
im Gegensatz zu dem Geber 20 nicht mit Hohlkörperschwimmern ausgerüstet werden,
weil abgegrenzte Dichteschichten nicht vorhanden sind. Daher wird der Geber 50 mit
Druck-Meßgeräten 51, 52 ausgerüstet, die eine druck- bzw. gewichtskraftabhängige
Steuerung ergeben. Insbesondere kann man die Druck-Meßgeräte so anordnen, daß auch
eine Differenzdruckmessung möglich ist.
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Anstelle der Druck-Meßgeräte kommen auch Isotopenmessungen im Durchsetzbett
in Betracht.
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Das Schema der Fig. 3 ist für eine Dreikomponententrennung vorgesehen.
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Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann bei der
Austragszelle nach Fig. 1 die Neigung des Setzbettes 19 durch eine entsprechende
Vorrichtung am Setzgutträger 19 veränderlich sein. Außerdem kann die Wasserpulsation
durch in die Luftkammern eingehängte Gitterroste vergleichmäßigt werden.
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Solche Gitterroste lassen sich zur Vergleichmäßigung der Wasserbewegung
auch in den Luftkammern der Durchsetzzellen anbringen. Die Durchsetzzellen können
ferner dadurch verbessert werden, daß sie eine hydraulische, pneumatische oder mechanische
Einrichtung zum Ausheben des Setzgutträgers 19 aus dem Setzfaß aufweisen. Das ermöglicht
eine leichte und häufige Kontrolle des Setzgutträgerzustandes, welcher für eine
optimale Fahrweise der Maschine günstig ist.
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Wie man aus dem Schema der Fig. 3 erkennt, befindet sich die Luftsteuerung
11, 12 einseitig an der Setzzelle.