DE3034801C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Luftsetzmaschinen, insbesondere für Steinkohle in Zellenbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung geht aus von einer Setzmaschine ihres be­ vorzugten Anwendungsgebietes (S. Heintgens: "Entwick­ lungsstand der BATAC-Setzmaschine für die Aufbereitung von Kohle", Zeitschrift "bergbau" Nr. 4, 28. Jg., SS. 153, 156, Verlag C und Hondt Sel. Wbe., Hattingen). In einem gemeinsamen Setzfaß mit einem Bodenaustrag für Berge und einem weiteren Bodenaustrag für Mittelgut sind mehrere Setzkammern ausgebildet, die ihrerseits mit jeweils zwei der unter jeder Setzkammer angeordneten Luftkammern und einer quer zur Transportrichtung des Aufgabegutes ange­ ordneten Rohrleitung versehen sind, welche ohne die da­ zugehörige Steuerung den wesentlichen Teil der Unter­ wasserzugabevorrichtung ausmacht. Im einzelnen ist die vorbekannte Luftsetzmaschine so ausgebildet, daß sich an den Einlauf zwei in Transportrichtung des Gutes hinter­ einandergeschaltete Kammern anschließen, welche unter dem durchgehenden Austragsetzbett angeordnet sind, das am Ende der zweiten Kammer einen von einem Schieber ge­ steuerten Austrag für die groben Berge aufweist. Daran schließen sich eine dritte und eine vierte Setzkammer an, die sich unter einem Durchsetzbett befinden. Die Gra­ nalien des Durchsetzbettes bestehen aus Feldspat; das durchgesetzte Gut gelangt seinerseits in den Bergeaus­ trag. 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 ihrer­ seits 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 Fein­ kohle besteht.

Bei derartigen Luftsetzmaschinen werden aus Rationali­ sierungsgründen große Durchsatzleistungen angestrebt. Die geschilderte Anordnung der Luftkammern unter dem Setzbett ist raumsparend. Sie wird zu einer ent­ sprechenden Verbreiterung des Setzbettes quer zur Trans­ portrichtung ausgenutzt. Unter praktischen Verhältnissen kann so die Breite des Setzbettes bis zu 7 m und mehr betragen. Außerdem geht man bei dieser Luftsetzmaschine davon aus, daß infolge der Anordnung der Luftkammern quer zur Transportrichtung die Wasserbewegung an jeder Stelle des Setzbettes gleich ist, weil das Wasser auf­ grund der geometrischen Form des Setzbettes und der Kammeranordnung an jedem Punkt gleich lange Wege zu­ rücklegen muß. Diesen Verhältnissen schreibt man im Zusammenhang mit der elektronischen Ventilsteuerung der Druckluft in den Luftkammern und der Schiebersteuerung an den Austrägen der Austragssetzbetten eine vergleichs­ weise optimale Trennschärfe selbst bei feinkörniger, pyrithaltiger oder aus anderen Gründen schwieriger Roh­ kohle zu. Die Unterwasserzugabevorrichtung führt dabei dazu, daß die Aufströme verstärkt und die Abströme ge­ dämpft werden.

Die Überlegungen haben einen wirtschaftlichen Hinter­ grund. Denn die Trennfähigkeit einer solchen Setz­ maschine bestimmt die Mengen der verkaufsfähigen Rein­ kohle und des Mittelgutes, die in dem Aufgabegut ent­ halten sind und die unmittelbar den Verkaufserlös be­ stimmen. 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 Energiepotentials zustrebt (so­ genannte Potentialtheorie). Diesem theoretischen Hin­ tergrund scheinen auch Untersuchungen an solchen Ma­ schinen zu entsprechen, welche den Nachweis erbracht haben, daß zum Beispiel die Trennfähigkeit, d. h. die Anreicherung des Mittelgutes sehr hoch, nämlich bei 60 bis 65% liegt.

Bei der vorbekannten Setzmaschine sind allerdings einer Mehrzahl von Zellen mehrere Abfangtrichter zugeordnet. Hieraus ergibt sich eine Verbindung mehrerer Setz­ fässer zu einer Baueinheit. Das ermöglicht, die Arbeits­ breite der Zellen stark zu vergrößern, woraus sich die oben angegebenen Zellenbreiten von 7 m ergeben. Unter­ suchungen an betrieblichen Setzmaschinen dieser Art zeigen, daß das Trennverhalten im Dauerbetrieb wesent­ lich ungünstiger als erwartet ist. Zum Beispiel sinken die Mittelgutanreicherungen bis zu 30% ab. Das bedeutet ganz wesentliche Erlöseinbußen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das betriebliche Verhalten der vorbekannten Setzmaschine nicht auf außerhalb der Setzmaschine zu suchende Ursachen zurückgeht, sondern auf die Ausbildung der Setzmaschine selbst.

Der Erfin­ dung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Setzmaschine der bekannten Art zu schaffen, deren betriebliches Trennverhalten verbessert ist, wobei das Trennverhalten leichter zu kontrollieren und im Dauerbetrieb aufrecht zu erhalten sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird in Abkehr von der nicht nur theo­ retisch geäußerten, sondern in den praktischen Aus­ führungsformen der eingangs als bekannt vorausgesetzten Luftsetzmaschine zum Ausdruck kommenden Überzeugung eine Vergleichsmäßigung der Massenverteilung und damit eine Unterdrückung von Massenbewegungen quer zur Strömungs­ richtung durch eine entsprechende Vervielfachung der Setzzellen und Setzfässer sowie der Steuerungen jeder Zellen. Insbesondere wird durch die Aufteilung des ersten, d. h. an den Einlauf anschließenden Austragsbettes auf eine oder mehrere Austragszellen erreicht, daß das Hin­ einfallen des Aufgabegutes, d. h. insbesondere von Roh­ kohle in das Setzwasser völlig unabhängig von der Bewe­ gung des Wassers ein Gleichfälligkeitsvorgang hervorruft, der trotz des vergleichsweise kurzen Weges durch das Setz­ wasser auf das Setzbett eine weitgehende Trennung der Fest­ stoffkomponenten 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 Austragssetz­ bett liegen. Infolgedessen kann auch durch eine inten­ sive Pulsation kaum noch eine Verbesserung der Schicht­ bildung erreicht werden. Dem trägt die Erfindung durch die Aufteilung des an den Einlauf anschließenden Aus­ tragssetzbettes auf mehrere Zellen Rechnung, deren An­ zahl in Transportrichtung die Länge des Setzbettes be­ stimmt, das deswegen bei nur einer Zelle stark ver­ kürzt und bei mehreren Zellen entsprechend verlängert ist.

Die erfindungsgemäße Aufteilung des Setzbettes quer zur Transportrichtung auf mehrere Zellen geht auf die nach langwierigen Untersuchungen gesicherte Erkenntnis zu­ rück, daß die Gleichmäßigkeit der Massenverteilung bei ungeteiltem Setzbett trotz der eingangs wiedergegebenen praktischen und maschinentechnischen Überlegungen keineswegs gegeben ist. Die Ungleichmäßigkeit der Massenverteilung, die sich in den Iso-Dichte-Kurven dar­ stellen läßt, führt zu unterschiedlichen Auflagegewichten im Setzgutträger in parallelen Stromfäden, und hierauf reagiert die Intensität der Pulsation umgekehrt propor­ tional und daher unerwünscht. Es finden noch Massenbe­ wegungen quer zur Strömungsrichtung statt, die aus Ver­ drängungserscheinungen während der Pulsation resultieren oder auch durch Diagonalströmungen bewirkt werden. Da erfindungsgemäß die Austragszellen und die Durchsetz­ zellen jeweils einen eigenen Setztrog aufweisen, wo­ zu noch eigene Steuerungen kommen, können diese Er­ scheinungen 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 werden.

Die Aufteilung des an den Grobbergeaustrag anschließen­ den Durchsetzbettes in Zellen vermeidet zunächst die durch betriebliche Untersuchungen festgestellte Ver­ schlechterung der Anreichungswerte im Übergang vom Aus­ tragssetzbett in das Durchsetzbett, weil die dafür ver­ antwortlichen gegenseitigen Beeinflussungen der Setz­ betten ausgeschaltet werden. Diese Zellenaufteilung hat aber vor allem eine bislang nicht mögliche Beeinflussung des Durchsetzbettes zur Folge, die zum Beispiel in einer Erfassung der relativ dünnen Schichtung bestehen kann. Bislang sind nämlich die Feldspatbetten völlig unge­ steuert und reagieren genau gegensätzlich zu den je­ weiligen verfahrenstechnischen Anforderungen. Das be­ deutet, daß auf den Feldspat gelangende hohe Bergege­ wichte sich dämpfend auf die Pulsation auswirken und ein den Grobbergeaustrag ergänzendes bzw. korrigierendes Trennverhalten (Durchsetzverhalten) nicht erreicht wird.

Eine Mittelgutabteilung, die sich ihrerseits aus einem an das Durchsetzbett der Berge anschließenden Austrags­ setzbett 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 quer zur Trans­ portrichtung, wobei jeder Zelle ein eigenes Setzfaß zu­ geordnet ist hat zur Folge, daß keine auf den Feldspat­ betten der Bergeabteilung entstehenden Bergestöße in die Mittelgutabteilung weitergegeben werden können. Das ist in der vorbekannten Setzmaschine aber gegeben und führt dort zu der Notwendigkeit, solche Stöße durch äquiva­ lente Reinkohlenanteile auszugleichen, um ein asche­ konstantes Mittelgut fahren zu können. Ausgedehnte Dichteanalysen an der vorbekannten Setzmaschine haben dieses Verhalten eindeutig bewiesen. Bei der Mittelgut­ abteilung muß außerdem berücksichtigt werden, daß schichtbildendes Mittelgut in ausreichender Menge nicht vorhanden ist und auch die Dichteunterschiede zur Rein­ kohle nur noch gering sind. Bei der als bekannt voraus­ gesetzten Luftsetzmaschine ergeben sich erhebliche Bergemengen auf dem Austragssetzbett der Mittelgutab­ teilung, die auf diese Weise in den Mittelgutaustrag weitergegeben werden und dort zur Aschekompensation mit Reinkohleanteilen ausgeglichen werden müssen. Das läßt sich durch die angegebenen Maßnahmen in der erfindungs­ gemäßen Luftsetzmaschine vermeiden. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale im Patent­ anspruch 2 wiedergegeben sind, können Setzgutträger unter praktischen Verhältnissen eine quer zur Transport­ richtung gemessene Breite von ca. 2 m und eine in Trans­ portrichtung gemessene Länge zwischen ca. 1,4 bis 1,6 m aufweisen, wie das im Anspruch 3 wiedergegeben ist. Hiervon können jedoch auch abweichende Vermaßungen ver­ wirklicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert, das in der Zeichnung wieder­ gegeben ist. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und unter Fort­ lassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten eine Austrags­ zelle 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.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird Rohkohle über einen Einlauf (1) in Richtung der Pfeile (2) einer Setzmaschine im 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) aufge­ teilt. In gestrichelter Darstellung ist die Erweiterungs­ möglichkeit der Wäsche um die eine in Transportrichtung des Gutes anschließende weitere Durchsetzteile (9 bzw. 10) angedeutet. In Längsrichtung des aus den Zellen (3 bis 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.

In Fig. 1 ist die Austragssetzrolle 4 dargestellt. Diese Zelle hat einen abgeschlossenen Setztrog 22 von viereckigem Grundriß. Den unteren Abschluß bildet der Auffangtrichter 37, der demzufolge die vier zueinander geneigten Seitenwände 23, 24, 25 und 26 auf­ weist. Diese leiten das ausgetragene Gut in einen Austragsstutzen 27. Der Setztrog 22 hat oberhalb des Auffangtrichters 37 vier senk­ recht verlaufende Seitenwände 28-30; eine dieser senkrechten Wände ist zur Verdeutlichung des Inneren des Setztroges 22 weg­ gelassen. Jede senkrechte Wand 28-30 ist einer der geneigten Trichterwände 23, 25, 26 zugeordnet.

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 Transport­ richtung, die durch den Pfeil 2 a 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.

Die Luftverteilerrohre sind ihrerseits an einen Luftverteiler­ kessel 15 angeschlossen, während die Abluft in einen Abluft­ auffangkessel 16 gelangt aus dem ein Abluftrohr 17 herausge­ führt ist. Die für die Zu- und Abluft die Erzeugung der Sitz­ impulse erforderlichen Ventile sind bei 18 allgemein dargestellt.

Den oberen Abschluß des Setzfasses 22 bildet ein Setzgutträger 19, der an den beiden Innenseiten 38, 39 unmittelbar an die anschlie­ ßende Austragszelle 3 bzw. Durchsetzzelle 6 angeschlossen wer­ den kann und an seinen Außenseiten 40, 41 an nach oben vorste­ henden Blechen 42, 43 endet, die das Setzbett nach außen be­ grenzen.

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.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Durchsetz­ zellen die gleichen Abmessungen wie die vorstehend anhand der Fig. 1 beschriebenen Austragszellen. Sie enthalten auch die glei­ chen Setzvorrichtungen, was durch entsprechende Bezugszeichen wiedergegeben ist. Die Durchsetzzellen unterscheiden sich jedoch von den Austragszellen vor allem in der Ausbildung des Setzgutträgers.

Das Setzbett 19 der Durchsetzzelle hat einen Setzgutträger 54, auf dem sich Granalien 46, z. B. aus Feldspat oder anderem Ma­ terial 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.

Die Fingerroste dienen zur Halterung des Feldspatmaterials und haben gegenüber den vorbekannten Rasterblechen, die wie Eiswürfel­ schalen ausgebildet sind den Vorteil, 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 soge­ nannter Inselbildung, d. h. nicht pulsierenden Setzbetteilflächen betriebliche Luftblubber durch entsprechende Beeinflussung der Ventilsteuerung 18 erzeugt werden, die ihrerseits zu derartigen Störungen Anlaß geben.

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 Dichte­ schichten nicht vorhanden sind. Daher wird der Geber 50 mit Druck-Meßgeräten 51, 52 ausgerüstet, die eine druck- bzw. ge­ wichtskraftabhängige Steuerung ergeben. Insbesondere kann man die Druck-Meßgeräte so anordnen, daß auch eine Differenzdruck­ messung möglich ist.

Anstelle der Druck-Meßgeräte kommen auch Isotopenmessungen im Durchsetzbett in Betracht.

Das Schema der Fig. 3 ist für eine Dreikomponententrennung vorgesehen.

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.

Claims (12)

1. Luftsetzmaschine, insbesondere für Steinkohle in Zellenbauweise, bei der die Setzfläche im Anschluß an einen Einlauf auf mehrere Aus­ tragszellen und in Richtung auf den Auslauf auf mehrere Durchsetzzellen aufgeteilt ist, wobei jeder Zelle unter dem Setzgutträger mehrere über ein gesteuertes Ventilsystem mit Druckluft beaufschlagte Luftkammern und vorzugsweise Unterwasserzugabevorrichtungen und den Zellensetzfässer mit einem Bodenaus­ trag zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzfläche (19) quer zur Transport­ richtung (2) in Zellen (3-10) unterteilt ist und jeder Zelle (3-10) ein eigenes Setzfaß (22) zugeordnet ist.

2. Setzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Setzfläche auf viereckige Setzgutträger (19) aufgeteilt ist, welche quer zur Transportrichtung (2, 3) geringfügig breiter als in Längsrichtung sind.

3. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzgut­ träger (19) des Setzbettes eine quer zur Transportrichtung gemessene Breite von ca. 2 m und eine in Transportrichtung gemessene Länge 1,4 bis 1,6 m aufweisen.

4. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzfläche im Anschluß an den Einlauf (2) auf zwei nebeneinander angeordnete Austragszellen (3, 4) und auf mindestens zwei jeweils einer Austragszelle (3, 4) nachgeschalteten Durch­ setzzellen (5-10) aufgeteilt ist, und daß die Luft-, Abluft- und Ventilsteuerungen (15- 18) an beiden Längsseiten (12, 11) der Zellen angeordnet sind.

5. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aus­ tragszelle (3, 4) drei Durchsetzzellen (5, 7, 9; 6, 8, 10) nachgeschaltet sind.

6. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsationsluft von oben und über mehrere Einströmöffnungen (4) auf Zellenbreite verteilt den Luftkammern zugeführt wird.

7. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammern zur Abschirmung der Luftein­ strömöffnungen (4) gegen Pulsationswasser einen Dämpfungsrost (Lichtgitter) auf­ weisen.

8. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragszellen während des Betriebes mit einem in der Neigung veränderlichen Setzgutträger (19) versehen sind.

9. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsetzzellen einen aus dem Setzbett­ niveau heraushebbaren Setzgutträger (19) aufweisen.

10. Setzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Setzgutträger der Durchsetzzellen (5-10) mit nach oben stehenden Fingerrosten versehen sind, die gemäß einem Vierecke bildenden Raster in den des Rasters angeordnet sind.

11. Setzmaschine in Zellenbauweise nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Zu- und Abluftsteuerung (18) der Durchsetzzellen (5-10) einen die Schichten abtastenden Meßwertgeber (20, 50) aufweisen.

12. Setzmaschine in Zellenbauweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßwertgeber (20, 50) Isotopen- oder Druck- (bzw. Differenzdruck)- Hebeeinrichtungen (51, 52) aufweist.