DE3119996C2 - Verwendung einer Vorrichtung zur Durchführung der Sinkscheidung als Entwässerungsvorrichtung für feinkörnige Massengüter, insbesondere von Sand - Google Patents

Description

geworden, d. h. eine Vorrichtung zur densimetrischen Trennung von Feststoffen mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht mit Hilfe einer Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht zwischen den spezifischen Gewichten der zu trennenden Feststoffe liegt.

Die aus der GB-PS bekannte Vorrichtung weist ein in einem zylindrischen Behälter mit schräggestelltem Flachboden umlaufendes Schaufelrad auf, dessen geneigte Drehachse rechtwinklig zum Behälterboden ausgerichtet ist, so daß es in den unteren, mit Wasser gefüllten Behält_rteil eintaucht, und dessen Schaufeln unter Freilassung eines Spaltes zum Behälterboden im wesentlichen strahlenförmig um die Schaufelradachse angeordnet sind.

Überraschend wurde gefunden, daß sich die bekannte Vorrichtung, mit deren Hilfe bisher nur die weiter oben erwähnte Sinkscheidung durchgeführt wurde, zum Entwässern von feinkörnigen Massengütern, insbesondere von Sand, wesentlich besser eignet als die weiter oben beschriebenen Schöpfräder mit horizontaler Drehachse.

Gemäß dem ersten Anspruch sieht die Erfindung daher die Verwendung einer auf dem Gebiet der Sinkscheidung bekannten Vorrichtung als Entwässerungsvorrichtung für feinkörnige Massengüter, insbesondere von Sand vor.

Infolge der Schrägstellung des Behälters und des Schaufelrades tauchen die Schaufeln schräg zum Wasserspiegel aus dem Wasserbereich des Behälters auf, so daß das mitgeschöpfte Wasser bereits beim Auftauchen der Schaufeln ohne Turbulenz in den Wasserbereich zurückfließt.

Die Hauptentwässerung findet demnach schon während des Auftauchens der Schaufeln statt, so daß der Bewegungsweg der Schaufeln außerhalb des Wasserbereiches bis zum Feststoffaustrag für die Restentwässerung voll genutzt werden kann. Die Restentwässerung erfolgt durch den Spalt zwischen den Schaufeln und dem Behälterboden beim Vorwärtsschieben des Fördergutes. Nach dem Auftauchen der Schaufeln aus dem Wasserbereich verändert sich beim Umlauf des Schaufelrades der Böschungswinkel des Fördergutes in den Schaufeln ständig, so daß das Fördergut immer in Bewegung bleibt. Hierdurch gelangt auch restliches Wasser noch bis zum Behälterboden und kann abfließen.

Die Unteransprüche 2 bis 13 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Entwässerungsvorrichtung gerichtet, welche diese zur Entwässerung insbesondere von Sand optimal geeignet machen.

Besonders günstig zur Aufbereitung von feinkörnigen Massengütern ist eine Ausbildung der Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausbildung nach Anspruch 3 eine maximale Fördermenge gewährleistet.

Eine Ausbildung der Entwässerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5 verhindert, daß das durch den Entwässerungsspalt austretende Wasser in die jeweils nachfolgende Schaufel fließt.

Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 verhindern bei zentraler Zufuhr des Feststoff-Wasser-Gemisches eine Oberflächeniurbulenz im Wasserbereich.

Auch die Merkmale der übrigen Unteransprüche tragen dazu bei, d;iß auch feinste Feststoffteilchen absinken und zusammen mit dem Feststoff ausgetragen werden, und daß die Wasseroberfläche im Übcrlaufbcrcich von Turbulenzen frei ist. Ks treten daher keine Abschwcmmvcrluilc auf und die Gcsamtausbcutc ist nahe/u 100%ig.

Die Verwendung einer an sich bekannten Vorrichtung zur Durchführung der Sinkscheidung als Entwässerungsvorrichtung für feinkörnige Massengüter wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschritben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Entwässerungsvorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht quer durch eine der Schaufeln während des Auftauchens aus dem Wasserbereich;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Behälter und das Schaufelrad der Entwässerungsvorrichtung, und

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Wasser-Überlaufeinrichtung nach Fig. 1.

Die Entwässerungsvorrichtung besteht aus einem kreisrunden Behälter 3 zur Aufnahme des Feststoff-Wasser-Gemisches. Der Behälter ist mittels einer Stützkonstruktion 8 schräg gestellt, so daß der Behälterboden beispielsweise eine Neigung von etwa 45° hat. Die Zuführung des Feststoff-Wasser-Gemisches erfolgt durch eine im rechten Winkel zum Behälterboden angeordnete Einlauflfiang 1, die durch einen unten mit einer Öffnung 24 versehenen Spritzkasten 2 das Gemisch in den Behälter 3 einleitet, wobei sich der Feststoff in der unteren Behältermulde absetzt. Auf der zylindrischen Oberfläche des mit Ausnahme der Einlrufleitung 1 auch an der Stirnseite geschlossenen Spritzkastens 2 ist mittels einer Lagerung 14 das Schaufelrad 12 drehbar gelagert, welches über ein

ίο geeignetes Kupplungs- und Übertragungselement von einem Antriebsaggregat 13 in Drehung versetzt wird. Das Schaufelrad 11 ist an seinem Umfang mit Schaufeln 12 bestückt, die beim Umlauf des Schaufelrades 11 in Richtung des Pfeiles a (Fig. 3) bis zum tiefsten Punkt des Behälters 3 eintauchen und den mit hohem Wasseranteil in der unteren Behälter- bzw. Schöpfmulde liegenden Feststoff aus dem Wasser fördern. Die einzelnen Schaufeln 12 haben die Form eines quaderförmigen Kastens, dessen Boden 20 im wesentlichen parallel zu Radiallinien verläuft, diesen gegenüber jedoch vorzugsweise seitlich versetzt ist. Die in radialer Richtung außenliegenden Seitenwände 21 der Schaufeln 12 ι eichen bis nahe an die Innenwand des Behälters 3. während die radial innenliegenden Enden jeder Schaufel 12 in Umfangsrichtung schöpflöffelartig erveitert sind und ein das Schaufelinnere teilweise überdeckendes Auffangblech 22 aufweisen.

Beim Auftauchen der einzelnen Schaufeln 12 aus dem Wasserbereich 18 läuft das mitgeschöpfte Wasser in den Wasserbereich 18 zurück, wobei die Restentwässerung durch den Spalt 17 zwischen den Schaufeln und dem Boden des Behälters 3 erfolgt. Das abgeschiedene Restwasser wird von Wasserableitblechen 15 seitlich zur Behältermitte abgeleitet. Jedes Wasserableitblech 15 ist bezogen auf die Schaufelradachse, in axialer Richtung verstellbar und hat eine über den Behälter geführte Abstreifkante 23.

Im oberen Bereich sind im Behälterboden Siebeinsätze 16 für eine zusätzliche Entwässerung vorgesehen.

Das hierbei abgeschiedene Wasser wird von einem unterhalb der Siebrnsätze 16 angeordneten Auffangboden 6 gesammelt und oberhalb des Wasserspiegels in den Wasscrbcrcich 18 zurückgeführt. Durch eine im Behälterboden vorgesehene FeststoffauMMgoffnunj: 7

si wird der entwässerte Feststoff aus dem riehälter 3 ausgetragen und beispielsweise über eine Rutsche oder einen Trie!, iJi 26ein< pi Bandförderer 27 zugefiihi!
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Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Vorrichtung mit einem in einem zylindrischen Behälter mit schräg gestelltem Flachboden umlaufenden Schaufelrad, dessen geneigte Drehachse rechtwinklig zum Behälterboden ausgerichtet ist, so daß es in den unteren, mit Wasser gefüllten Behälterteil eintaucht, und dessen Schaufeln unter Freilassung eines Spaltes zum Behälterboden im wesentlichen strahlenförmig um die Schaufelradachse angeordnet sind, zum Entwässern von feinkörnigen Massengütern, insbesondere von Sand.

2. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (12) des Schaufelrades (11) die Form eines quaderförmigen Kastens haben, dessen Boden (20) im wesentlichen parallel zu Radiallinien verläuft, diesen gegenüber jedoch vorzugsweise seitlich versetzt ist

3. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung uußenliegenden Seitenwände (21) der Schaufeln (12) bis nahe an die Innenwand des Behälters (3) reichen, während das radial innenliegende Ende jeder Schaufel (12) in Umfangsrichtung schöpflöffelartig erweitert ist und ein das Schaufelinnere teilweise überdeckendes Auffangblech (22) aufweist.

4. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Bodens (20) jeder Schaufel ein radial gerichtetes Wasserableitblech (15) angeordnet ist.

5. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wasserableitblech (15), bezogen auf dit Schaufelradachse, in axialer Richtung verote'lbar ist und eine im wesentlichen über den Beh: terboden geführte Abstreifkante (23) aufweist.

6. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt des schräg gerichteten Behälterbodens oberhalb der Überlaufkanten einer an den Behälter (3) angeschlossenen Überlaufeinrichtung (4) liegt.

7. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich des Behälterbodens ein eine Materialaufgabenstelle bildender, vorzugsweise zylindrischer Spritzkasten (2) angebracht ist, in den zentral eine gegen den Behälterboden gerichtete Einlaufleitung (I) mündet, und daß der Spritzkasten (2) unten mit einer dem Wasserbereich (18) zugewandten Öffnung (24) versehen ist.

8. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufleitung (1) rechtwinklig zum Behälterboden verläuft.

9. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (11) auf der schräggestellten Oberseite des Spritzkastens (2) gelagert ist.

10. Entwässerungsvorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden in dem außerhalb des Wasserbereichs (18) liegenden und von den .Schaufeln (12) bestrichenen Bereich mindestens einen Siebeinsatz aufweist.

11. Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jedes .Siebeinsalzes (16) ein Auffangboden (6) zur Rücklcitting von Flüssigkeit in den Wasscrbcrcich (18) des Behälters (3) ungeordnet ist.

12. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden eine Feststoffaustragsöffnung (7) aufweist.

13. Entwässerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die untenliegende, in den Wasserbereich (18) eintauchende Seite des zylindrischen Behälters (3) ein in der Draufsicht rechteckiger Überlaufbehälter (25) mit in einen Hauptwasserkanal (10) meidenden Überlaufrinnen (19) anschließt, und daß zwischen dem Behälter (3) und dem Überlaufbehälter (25) eine Trennwand (5) angeordnet ist, die oberhalb des Schaufelrades (12) endet.

Die Erfindung betrifft die Entwässerung von feinkörnigen Massengütern, insbesondere von Sand.

Die bekannten Entwässerungs-Schöpfräder für die Sand- und Kiesaufbereitung sind senkrecht gerichtet und rotieren um eine horizontale Achse. Schrägstehende Wände leiten den absinkenden Sand oder Kies zur Behältermitte, während mit Wasser gemischtes Fördergut von den unlaufenden Bechern des Schöpfrades aus dem Schöpfbehälter ausgetragen wird. Das mitgeschöpfte Wasser !iUift während des Radumlaufes aus den porösen Bechern über Leitbleche mit großer Fallhöhe in den Schöpfbehälter zurück.

Die bekannten Schöpfräder arbeiten bei der Aufbereitung von großkörnigem Fördergut zufriedenstellend. Sind jedoch im Fördergut feinkörnige Feststoffe enthalten oder soll sogar ausschließlich Feinsand

aufbereitet werden, so setzen sich die feinen Partikel

in den Sieböffnungen fest und verhindern den Ablauf des mitgeführten Wassers, so daß eine zusätzliche Entwässerungsstufe nachgeschaltet werden muß.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Schöpfräder besteht darin, daß infolge der begrenzten Schrägstellung der Behälterwände die Beruhigungsfläche für das Wasser sehr klein ist. Auch bilden sich in den Behälterecken Sandablagerungen, die zu Verstopfungen in den Überlaufeinrichtungen führen. Darüber hinaus wirken sich die große Turbulenz des Feststoff-Wasser-Gemisches sowie die große Fallhöhe des aus den Bechern ablaufenden Wassers nachteilig auf die Beruhigung der Wasseroberfläche aus, abgesehen davon, daß die bekannten Schöpfräder große Bauhöhen erfordern und sehi aufwendig in der Herstellung sind.

Bei Entwässerungsvorrichtungen für feinkörnige Massengüter besteht eine grundsätzliche Forderung darin, das Feststoff-Wasser-Gemisch möglichst frei von Turbulenzen einzuspeisen. Andernfalls wird der Absetzvorgang erheblich gestört, so daß größere Mengen feinkörnigen Materials mit dem Überlaufwasser abfließen.

Für die Wirtschaftlichkeit einer Entwässerungsvorrichtung ist es somit von größter Wichtigkeit, daß eine

schnelle Entwässerung bei geringer Restfeuchte ohne Feinstkornverluste erzielt wird. Natürlich müssen auch die Herstellungskosten, der Verschleiß und der Energieverbrauch möglichst niedrig gehalten werden.

Die weiter obenerwähnten Schöpfräder werden

f>5 diesen Forderungen gar nicht oder nur unvollkommen gerecht.

Aus der GB-PS 7 24 670 ist eine Vorrichtung zur Durchführung der sogenannten Sinkscheidung bckannt-