DE3423496A1

DE3423496A1 - Hydraulische abfallbeseitigungs-setzmaschine

Info

Publication number: DE3423496A1
Application number: DE19843423496
Authority: DE
Inventors: Michael P. Pittsburgh Pa. Evans; Charles F. Cameron W.Va. Hoyt
Original assignee: Consolidation Coal Co
Current assignee: Consolidation Coal Co
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1984-06-26
Publication date: 1985-01-17
Also published as: AU2916984A; ZA844500B; FR2548551A1

Description

Beschreibung

Hydraulische Abfallbeseitigungs-Setzmaschine

Zimmermann diskutiert in der Zeitschrift "Mining Congress Journal", 60(5)43-49, 1974 Setzmaschinen zum Zwecke des Waschens von Kohle. Er verweist speziell auf Setzsysteme mit Impulsluft und Impulswasser. Auf Seite 44 bemerkt er, daß primäre Abfälle entweder nur allein aus der ersten Abteilung oder aus beiden, "der ersten und der zweiten Abteilung mittels eines Schöpfwerks weggeschafft werden können. Diese Abfälle bestehen größtenteils aus Schiefergestein und anderen Steinen und nicht kohlehaltigen Bestandteilen, welche auf den Grund der Setzmaschine herabgefallen sind und von dort von dem Schöpfwerk aufgenommen werden. Die von Zimmermann besprochene Beseitigungsmethode arbeitete in der Vergangheit und vor der vorliegenden Erfindung mit einem Schöpfwerk..

Leonard et. al. offenbaren in "Coal Preparation", 1968 auf den Seiten 9-38 bis 9-39 Setzmaschinen, welche bei der hydraulischen Trennung verwendet werden. Er stellt fest, daß üblicherweise zur Beseitigung feiner Partikel, welche durch das Sieb mit dem fließenden Wasser hindurchgelangt sind, am Grund ein Schraubenförderer angeordnet ist. Auf der Seite 9^41 stellt er fest, daß sich die Höhe der Strömung mit dem spezifischen Gewicht am Grund der Lagerstätte ändert und deshalb eine geeignete Vorrichtung benötigt wird, um die Menge des mitgeführten Abfalls zu ändern. Auf

^Q der Seite 9-47 diskutiert er einen Abfallauswerfer. Er bemerkt, daß Abfallförderer mit Entwässerungsschöpfwerken ausgerüstet sind, um den Abfall in eine Rutschbahn oder einen Förderer zu entladen. Die Förderer können,zu beiden Seiten der Setzmaschine entladen werden. Manchmal werden am Grund des Fördergefässes Schraubenförderer verwendet.

Zimmermann bemerkt, daß über einen Zeitraum von mehr als 75 Jahren hinweg die kolbenlose Setzmaschine ("Baum Jig")

nit leichten Abänderungen die meist verwendete Setzmaschir.cr.art war, siehe "Society of Mining Engineers", AIME September 1975, Seite 199. Höhere Wirksamkeit und höherer Nutzen wurden in jüngster Zeit durch die "Batac"-Setzmaschine erreicht. Das zurückgeworfene oder Abfallmaterial gelangt von einem Sammelbunker zu einem Schöpfwerk, sowohl bei den "Baum- und Batac-Setzmaschinen" ebenso wie bei anderer. Kohlesetzmaschinen. Das Schöpfwerk hebt und entwässert das Abfallmaterial.

Obwohl Schöpfwerke teuer sind, wurden sie über 80 Jahre in Kohlesetzmaschinen verwendet. Die Wartung dieser Schöpfwerke ist sehr kostenaufwendig und die Stillstandszeiten zur Reparatur der Schöpfwerke ist sehr ausgedehnt.

Zimmermann bespricht in der Zeitschrift "Society of Mining Engineers", AIME, Vol. 258, Seiten 199-203, September 1975, die Wirksamkeit der Batac-Setzmaschine zum Reinigen von feinen und groben Kohlengrößen. Desweiteren wird auf die US-Patentschriften 39 81 799, 41 27 480, 38 90 223, 40 19 981, 33 03 510, 43 04 662 verwiesen.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, welche bei niedrigen Kosten, geringer Wartung und kurzer Stillstandszeit das Schöpfwerk eliminieren. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Abfallbeseitigungsförderer durch eine über die Strömungsgeschwindigkeit gesteuerte Abfallbeseitigungsleitung zu ersetzen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, dem Abfallschlamm Gas hinzuzufügen, um dessen Dichte zu verringern und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Abfallbeseitigung zu steuern. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leitung vorzusehen, welche einen oberen Teil aufweist, welcher vertikal herausnehmbar ist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Abfallbeseitigung durch vertikales Verändern der Höhe des oberen Teils

gesteuert werden kann. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, in der Strömungsleitung ein Steuerventil zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit in der Abfallbeseitigungsleitung vorzusehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

*0 Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen hydraulischen Abfallbeseitigungs-Setzmaschine.

Figur 2 eine detaillierte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Figuren 3 und 4 im Schnitt Teile der Ausführungsform von Figur 2.

Figuren 5 und 6 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Figur 1 zeigt eine Kohle-Setzmaschine mit einem unteren Teil 11 und einem Betriebsflüssigkeitsstand .10. In die Spitze der Setzmaschine 1 werden nasse Festkörper zugeführt.

Ein großer Teil dieser nassen Festkörper umfaßt Gestein. Durch die Leitung 16 wird der Setzmaschine Grundwasser zugeführt. Durch die Leitung 16' wird der Setzmaschine 1. Zusatzwasser hinzugeführt. Beim Betrieb der Kohlen-Setzmaschine 1 ist der Wasserstand in Höhe des Betriebsflüssig-

3Q keitsstandes 10. Es erstreckt sich eine wirksame Wassersäule von dem Betriebsflüssigkeitsstand zu dem unteren Teil 11 der Kohlen-Setzmaschine. Eine Abfallbeseitigungsleitung 2 mit einem motorbetriebenen Ventil 3 ist mit dem unteren Teil 11 der Kohlen-Setzmaschine verbunden. Die Leitung 2 kann ferner mit einem Steuerventil 8 zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls versehen sein. Das variable Steuerventil 8 ist vorzugsweise ein Verengungsschieber (pinch valve) oder ein Rohrschieber (sleeve valve)

* WV

wie etwa ein Gummirohrschieber wie von Berd, "Final Control Elements, Valve and Actuaters", 1969, Seiten 23-25 beschrieben.

Beim Betrieb kann der obere Teil 12 der Leitung vertikal mittels des Positionierers 1*1 bewegt werden, um die Menge der Abfallbeseitigung aus der Kohlensetzmaschine zu steuern. Das Gefälle H entspricht dem Druckunterschied aus der Höhendifferenz zwischen dem Betriebsflüssigkeitsstand in der Setzmaschine und dem oberen Teil 12 der Leitung. Durch Erniedrigung des oberen Teils der Leitung steigt das Gefälle H an und damit zusammenhängend die Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls. Der obere Teil 12 der Leitung entleert den Abfall aus der Kohlensetzmaschine in ein Abfallentwässerungssystem 4. Das Abfallentwässerungssystem 4 kann aus einem Sieb bestehen.

Zur zusätzlichen Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls kann ein Überwachungs-Meßwertgeber 5 vorgesehen sein.

Der überwachungs-Meßwertgeber 5 signalisiert die Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls an einen Einstellpunktüberwacher 6, welcher das Steuerventil 7 zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases steuert. Das Steuerventil 7 zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases steuert die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Leitung 13-Die Leitung 13 ist mit der Abfallbeseitigungsleitung 2 und mit einer Gasversorgung 9 verbunden. Die Gasversorgung 9 ist eine Druckgasquelle, z.B. ein Kompressor, durch welchen die Leitung 13 mit Druckluft versorgt wird. Beim öffnen des Steuerventils 7 für die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases wird zusätzliches Gas in die Abfallbeseitigungsleitung 2 hinzugegeben. Das hinzugegebene Gas verringert die effektive Dichte des Abfallschlamms in der Abfallbeseitigungsleitung 2, wodurch die StrÖmungsgeschwindigkeit des Abfalls durch die Leitung ansteigt..

9 A 3

Wenn die Gestaltung und der Betrieb des Systems es erlauben, ist keine Einrichtung zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit nötig und der Innendurchmesser und die Länge der das Gefälle überwindenden Leitung ist so ausgestaltet, daß die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird.

Der Auslaß des Abfalls aus der Beseitigungsleitung liegt an der höchstem Punkt. Durch Veränderung der Höhe des Auslaßendes und damit durch Veränderung des Gefälles zwischen dem Auslaß und Betriebsflüssigkeitsstand in der Setzmaschine kann die Strömungsgeschwindigkeit in der Beseitigungsleitung gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Ende der Abfallröhre ein Gummischlauch sein, der manuell oder automatisch angehoben oder abgesenkt werden kann. Wenn er automatisch bewegt wird, werden ein Strömungsgeschwindigkeitssensor 5, ein Einstellpunktüberwacher 6 und ein Positionierer 14 gebraucht. Der Strömungsgeschwindigkeitssensor führt ein Strömungssignal an den überwacher, der dann den Positionerer mit einem Signal beaufschlagt, der das Ende der Abfalleitung rauf und runter bewegt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit die gewünschte Höhe erreicht.

In den unteren Teil des vertikalen Arms der Abfalleitung 2 wird Gas eingeleitet. Wenn das Gas dem Abfallschlamm in der Leitung zugefügt wird, erniedrigt es das jeweilige spezifische Gewicht des Schlammes und erhöht dadurch die Strömungsgeschwindigkeit in der Abfalleitung. Zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit ist ein Strömungsgeschwindigkeitssensor 5, ein Einstellpunktüberwacher 6, ein Gasdosierven-

^O til 7 und eine Gasversorgung 9 nötig. Der Strömungsgeschwindigkeitssensor sendet ein Signal an den Einstellpunktüberwacher 6, der dann das Gasdosierventil 7 öffnet oder sehließt, um dadurch die vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Wenn die Abfallbeseitigungsleitung so ausgestaltet ist, daß ein größerer Gefälleunterschied zwischen der Spitze der Leitung und dem Betriebsflüssigkeitsstand der Setzmaschine vorhanden ist, als benötigt wird, ist ein Strömungssteuerventil 8 in der Abfalleitung angeordnet. Durch öffnen oder Schließen dieses Ventil 8 wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung gesteuert. Der Strömungssensor 5 führt ein Strömungsgeschwindigkeitssignal an den Einstellwertüberwacher 6, welcher das Steuerventil 8 betätigt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Abfalleitung auf einem vorgegebenen Wert aufrechterhalten werden kann.

Wenn ein zusätzliches Gefälle benötigt wird, z.B. wenn große Schlammengen durch das System geführt werden, wird die Pumpe 15 in Betrieb genommen, um zusätzlichen Druck in der Leitung 2 vorzusehen. Der Strömungssensor 5 gibt ein Signal an den Überwacher 6 ab, welcher die Strömungsgeschwindigkeit mit dem vorgegebenen Wert vergleicht. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit geringer ist als der vorgegebene Wert, gibt der überwacher 6 ein Signal an die Pumpe 15 ab. Die Pumpe 15, welche vorzugsweise eine Schlammpumpe ist, beginnt dann zu laufen, um den Druck in der Leitung 2 zu erhöhen.

Das System ist so ausgestaltet, daß der Durchmesser der Leitung 2, die Länge der Leitung 2 und das Gefälle derart bemessen sind, daß der Abfall von dem Bodenteil 11 der Setzmaschine 1 entfernt wird, ohne die Notwendigkeit einer Veränderung des vertikalen Positionierers 14, des Ventils 8,

^Q des Ventils 7 oder der Pumpe 15. Es können sich jedoch die Betriebsbedingungen von denen, für welche diese Ausgestaltung vorgenommen wurde, ändern, unter diesen veränderten Bedingungen ist die Möglichkeit eines Anstiegs oder eines Absenkens des effektiven Druckes in der Leitung nützlich.

Das Ventil 3 kann in einer vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Position betrieben werden, in der

vollständig geöffneten Position wird die Leitung 2 benützt, in der vollständig geschlossenen Position wird das Wasser in der Setzmaschine 1 zurückgehalten. Das dient zum Erhalten des Wassers in der Setzmaschine während einer Still-standszeit.

Die Einrichtungen zum Verändern des Drucks in der Leitung 2 können einzeln oder in irgendwelchen Kombinationen verwendet werden. Zum Beispiel kann, wenn zusätzlicher Druck in der Leitung 2 benötigt wird, der Antrieb 14 den oberen Teil der Leitung 12 senken. Wenn diese an ihrer tiefsten möglichen Position angelangt ist, und wenn zusätzlicher Druck benötigt wird, kann das Ventil 8 stufenweise geöffnet werden. Wenn sich das Ventil 8 wiederum in einer vollständig geöffneten Position befindet und zusätzlicher Druck nötig ist, kann das Ventil 7 geöffnet werden, um durch Erniedrigung der effektiven Dichte des Schlamms zusätzlichen Druck zu erzeugen. Wenn das Ventil 7 auch in einer vollständig geöffneten Position ist und zusätzlicher Druck nötig ist, kann die Schlammpumpe 15 in Betrieb genommen werden.

Zusätzlich zu diesem stufenweisen Vorgehen zum Erhöhen der effektiven Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung 2 können auch Kombinationen der Druckerhöhungseinrichtungen gleichzeitig benützt werden, z.B. kann der Antrieb 14 den oberen Teil der Leitung 12 in eine Position zwischen der höchsten und der niedrigsten Position absenken. Zur gleichen Zeit kann sich das Ventil 8 in einer Zwischenstellung zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position befinden. Bei den oben genannten Ventil- und Antriebsstellungen kann das Ventil 7 in einer teilweise offenen Position sein. Wenn die Schlammpumpe 15 eine Pumpe mit variabler Geschwindigkeit ist, kann diese mit einer zwischen der höchsten und der niedrigsten Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit betrieben werden.

Die untenstehende Tabelle zeigt ein Beispiel der Leitungsdimensionierung und der Strömungsbedingungen im Bereich einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:

Leitungsdurchmesser : 5 inches (12,7 cm) Länge : 35 feet (10,668 m)

Gefälle : 9 feet (2,7*432 m)

Förderleistung : 60 t pro Stunde

Förderhöhe : 12 feet (3,6576 m)

Geschwindigkeit : 9 feet pro Sekunde (2,7432 m pro Sekunde) Siebweite : 3/8 inch (0,9525 cm)

spezifisches Gewicht des Schlamms : 1,3·

Der Schlamm besteht größtenteils aus plattenförmigen] Schie-. _c fergestein, üblicherweise besteht das plattenförmige Schiefergesteinsmaterial, welches in dem Sumpf befördert wird, aus Stücken mit einem Durchmesser von 3/8 inch (0,9525 cm) und einer Dicke von 1/8 inch (0,3175 cm). Wie in der Tabelle aufgeführt, werden pro Stunde 60 Tonnen Schiefergestein auf das Abfallsieb gefördert.

Sowohl aus der Tabelle als auch aus der oben stehenden Diskussion kann ersehen werden, daß das erfindungsgemäße Abfallbeseitigungssystem mit einer Leitung entscheidende Vorteile gegenüber dem Schöpfwerksystem nach dem Stand der Technik bringt. Das Abfallbeseitigungssystem mit einer Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Kostenvorteil von ungefähr 10:1 gegenüber einem Schöpfwerksystem nach dem Stand der Technik auf. Die Anfangskosten des Abfallbeseitigungssystems mit der Leitung betragen ungefähr 1/10 der Anfangskosten eines Schöpfwerksystems. Weiterhin liegen die Wartungskosten des erfindungsgemäßen Systems wesentlich niedriger als die eines Schöpfwerksystems nach dem Stand der Technik.

In Figur 2 ist ein Setztank 1 mit einem Materialabfluß 115 dargestellt. Die Setzmaschine umfaßt weiterhin ein Feldspatbett 117, über welches sich das Material zur Trennung

3^23496

bewegt. Das Feldspatbett 117 erstreckt sich über einen perforierten Sichter 116, welcher die einzelnen Trennkammern 105 nach oben begrenzt.

Die Leitung 102 ist mit einem Ventil 103 versehen und entlädt sich in einen Abfall-Wassertrenner 4, welcher aus einem Sieb bestehen kann.

Mechanische Erregerelemente 106, deren Auf- und Abbewegung durch die Pfeile 107 angezeigt ist, sind in den Flüssigtrennkammern 105 angeordnet. In den Kammern 105 sind Speicherkammern 108, vorzugsweise paarweise, vorgesehen, die Speicherkammern 108 sind, falls nötig, mit Ventilklappen versehen, falls eine pulsweise Bewegung, welche von einer Sinuswelle abweicht, erreicht werden soll. Die Speicherkammern 108 sind mit Luft gefüllt, welche während der Auf- und Abbewegung der zu trennenden Flüssigkeit rhythmisch komprimiert und expandiert, und dabei die Schwingungsenergie speichert und freigibt. Die Kohlelage, welche das zu behandelnde Material enthält, ist über dem Feldspatbett 117 angeordnet, wobei in der Lage die Materialpartikel von einem Eintrittspunkt 111 zu einem Austritt 112 wandern.

Die Erregerelemente 106 sind bevorzugterweise als rechtwinklige Platten ausgebildet und beanspruchen nahezu den ganzen Querschnitt der Kammern 105. Die Erregerelemerte werden durch einen Exzenterantrieb 113 zum Schwingen angeregt, wobei ein Übertragungsstab 114, wie er in den Zeichnungen' dargestellt ist, nur eine vieler möglicher Ausführungsformen darstellt. Wenn keine sinusförmige Bewegung der Erregerelemente 106 gewünscht ist, kann der exzentrische Antrieb 113 z.B. durch einen Schubkurbelantrieb ersetzt werden (Figur 3). Dies gestattet z.B. eine schnelle Aufwärts- und eine langsame Abwärtsbewegung der Erregerelemente vorzusehen. Um die Charakteristik der Rückbewegung der expandierten Luft in die Speicherkammern 108 der Abwärtsbewegung anzupassen, weisen die Speicherkammern 108 bevorzugterweise

geeignete Drosselventile 109 auf.

Figur 4 zeigt eine der rechtwinkligen Platten, welche in einem Winkel zu dem Sieb der Setzmaschine angeordnet ist. Der Winkel jeder der Platten nimmt zum Entladeende 112 der Setzmaschine hin zu.

Die Setzmaschine und die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet für die Verarbeitung von feinkörniger Kohle. Die Setzmaschine und ihre Betriebsweise kann jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ebenso für die Verarbeitung anderer Mineralien, wie etwa Eisenerz, Nichteisenerz und ähnlichem verwendet werden.

Das abgetrennte Wasser aus dem Abtrenner 104 gelangt durch die Leitung 118 und kann in den Setztank 101 zurückgeleitet werden. Der Abfall gelangt von dem Separator 104 durch die Leitung 119.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Setzmaschine, welche ein Gehäuse 201a aufweist, in welchem sich der Setzbereich 201 befindet. Horizontal in der Kammer in dem Gehäuse 201a erstreckt sich ein Setzsieb 217. Dieses Sieb erstreckt sich im allgemeinen horizontal in Richtung des Materialflusses durch das Gehäuse. Das Material, wie etwa eine Mischung aus Kohle und Abfall (anorganische Feststoffe), wird durch den Einlaß 218 in das Gebiet 217a über dem Setzsieb' zugeführt. Das aussortierte Abfallmaterial wird durch einen Auslaß 219

SQ abtransportiert. Die Kohle gelangt über die Oberseite des Siebes 217 und in eine Produktentladeleitung an der rechten Seite und neben dem Sieb, wie in Figur 5 dargestellt.

Die Leitung 202 ist mit einem Ventil 203 ausgestattet und führt zu einem Abfall-Wasserabtrenner 204, welcher in Form eines Siebes ausgestattet sein kann. Das abgetrennte Wasser aus dem Abtrenner 204 ge'angt durch die Leitung 220 und kann

zu dem Absetzbereich 201 zugeführt werden. Der Abfall,gelangt von dem Separator 204 durch die Leitung 221.

Unter dem Setzsieb 217 sind Luftkammern 205 und 206 vorgesehen, welche sich über den Setzbereich 201 erstrecken und nach unten öffnen. Seitlich des Gehäuses 201a erstreckt sich eine Luftzuleitung 207. Ebenfalls entlang des Gehäuses ist ein gemeinsames Luftausströmrohr oder eine Leitung 208 vorgesehen. Das Luftausströmrohr führt zu einer Abzugs- oder Entladekammer 209, welche mit einer Ausströmleitung 210 verbindet. In der Ausströmleitung 210 ist eine variabel steuerbare Drosselklappe 211 angeordnet, welche während des Betriebs betätigt werden kann, um die Freigabe von Luft aus dem Gehäuse 201a zu steuern. Mit der Entladeleitung 210 ist auch ein überdruckventil 216 verbunden, welches später beschrieben wird.

Die nach unten zeigenden offenen Luftkammern 205 und 206 werden durch Kanäle 205a und 206a mit Luft versorgt. Diese Kanäle stehen in Verbindung mit der Luftzuleitung 207, welche durch eine Luftzufuhrleitung 207a mit Pressluft versorgt werden. Die Leitung 207a kann mit einem geeigneten Kompressor oder einer anderen Einrichtung zur Bereitstellung von Pressluft in einem ausreichenden Volumen verbunden sein.

Die Luftströmung von dem Zufuhrkanal 207 in die einzelnen Leitungen 205a und 206a wird durch pulsierend arbeitende Ventile 13 und 15 geregelt. Diese Ventile sind schematisch mit Steuerstangen 213a und 215a, welche zu den Ventilen zwischen den Leitungen 205a und 206a und zu dem Kanal 207 führen, dargestellt. Die Ausströmung von Luft durch die Kammern 205 und 206 erfolgt durch die Ausströmleitungen 205b und 206b. Diese Leitungen stehen mit einem Luftausströmkanal 208 in Verbindung, die Strömung in den Kanal wird durch pulsierende Ventile 212 und 214, welche Betätigungsstangen 212a und 214a aufweisen, gesteuert.

Um ein Pulsieren der Pressluft zu bewirken, welche in die Kammern 205 und 206 strömt und um zu bewirken, daß der Wasserspiegel ansteigt und abfällt, werden die Bedienungsventile 212 bis 215 abwechselnd in Betrieb genommen. Wenn den Luftkammern Pressluft zugeführt wird, steigt der Wasserspiegel in dem Setzteil 1 an. Wenn die Druckluft durch die geöffneten Bedienungsventile 212 und 214 in die gemeinsame Auslaßleitung 208 abströmt, sinkt der Wasserspiegel.

Bevor jedoch die Luft in die Atmosphäre abgegeben wird, wird sie in dem Verteiler 208 gesteuert und so gedrosselt, daß sie nach und nach abfließt. Das wird durch die korrespondierende Anordnung des Drosselventils 211 erreicht. Diese Regulierung der Strömgeschwindigkeit der Luft aus dem Krümraer steuert den Absetzbetrieb über dem Absetzsieb 117. Dadurch wird sichergestellt, daß das pulsierende Wasser, welches am Ende des Setzbereichs zurückströmt, nicht in die Steuerventile und damit in den Luftkanal 208 strömt.

In den Luftkammern 205 und 206 muß ein Mindestdruck aufrecherhalten werden, welcher als Gegendruck zu dem Druck wirkt, welcher aus der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in dem Setzteil 1 resultiert. Dieser Mindestdruck wird normalerweise durch eine Steuerung des Betriebszyklusses der Ventile 212 und 214 reguliert. Obwohl die Steuereinrichtungen der Ventile 212 und 214 und der Ventile 213 und 215 nicht gezeigt sind, ist es für den Fachmann klar, daß diese Steuerung in konventioneller mechanischer oder elektrischer Weise erfolgen kann, um einen periodischen oder zyklischen Betrieb der

®Q Ventile zu bewirken.

Die Steuerung des Mindestdruckes in den Gehäusen 205 und 206 kann auch durch den Gebrauch von Druckventilen 216 erreicht werden, die während der normalen Ausströmung der Luft ^° durch den Ausströmkanal 208 offen sind, welche sich jedoch bei Erreichen des Mindestdruckes schließen. Dadurch bestimmt das Schließen der Abflußleitung 216 diesen Mindestdruck.

'* S.4

Die Öffnung in dem Druckventil ist ausreichend klein, so daß dieses den Druck in dem Verteilerkanal während eines normalen Betriebs nicht vollständig freigibt, das Ventil 211 wirkt aber als erste Steuerung der Drosselung des Luftdrucks von dem Ausströmkrümmer. Die Öffnung des Ventils 216 kann deshalb während der normalen Betriebsbedingungen offenstehen, es wird nur geschlossen, um einen Mindestdruck aufrechtzuerhalten.

Di^e ι¹¹ Figur 1 beschriebenen Einrichtungen zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit können in gleicher Weise in den Kanälen 102 und 202 der Figuren 2, 5 und 6 verwendet werden. So etwa der Positionierer 14, das variable Steuerventil 8 zum Steuern der Abfallströmungsgeschwindigkeit, das variable Steuerventil für die Luftströmungsgeschwindigkeit und die Luftversorgung 9 und die Pumpe 15» jede einzeln allein oder in Kombination in der oben beschriebenen Art in einer oder in beiden der ersten und zweiten Ausführungsformen, die in den Figuren 2, 5 und 6 dargestellt sind

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Abtrennung von Kohleabfällen und zum Abfalltransport zwischen einem Abschnitt zum Abtrennen der Kohleabfälle und einer Äbfall-Wasser-Trenneinrichtung, wobei der Abschnitt zum Trennen der Kohle vom Abfall einen unteren Abschnitt und einen Betriebsflüssigkeitsstand aufweist, ge k-e η η ζ e ic h η e t .durch eine Einrichtung (1) 2um Trennen der Kohle vom Abfall, eine Abfalleitung (2), welche mit dem unteren Abschnitt der Kohle-Abfall-Trenneinrichtung verbunden ist und einen oberen Abschnitt (12) aufweist, welcher vertikal zwischen dem Betriebsflüssigkeitsstand der Kohle-Abfall-Trenneinrichtung (10) und dem Niveau der Abfall-Wasser-Trenneinrichtung (H) bewegbar ist, wodurch die vertikale Lage des oberen Teils der Leitung eine Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls durch die Leitung (2) ermöglicht.

w «r w * ■

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungseinrichtung Ventileinrichtungen (3) umfaßt.

3. Vorrichtung zur Trennung von Kohle und Abfall und zum Transport des Abfalls zwischen einem Abschnitt zum Trennen der Kohle von dem Abfall und einer Abfall-Wasser-Trenneinrichtung, wobei der Trennabschnitt zum Trennen der Kohle vom Abfall einen unteren Bereich und einen Betriebsflüssigkeitsspiegel aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zum Trennen der Kohle vom Abfall, eine Abfalleitung (2) und eine Gasversorgung (9), wobei die Abfalleitung (2) mit dem unteren Abschnitt der Kohle-Setzmaschine (1) verbunden ist und wobei die Gasversorgung mit der Abfalleitung (2) in Strömungsverbindung steht und eine Gasversorgungseinrichtung (9), eine Gasleitung (13), eine Einrichtung (5) zum überwachen der Strömungsgeschwindigkeit und eine Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit umfaßt, wobei die Einrichtung (5) zum überwachen der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls mit der Abfalleitung (2) und der Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit in Verbindung steht, wobei die Gaszufuhrleitung (13) mit der Abfalleitung (2) und die Gasversorgung (9) mit der Gasleitung (13) und die Steuereinrichtung (6) für die Strömungsgeschwindigkeit mit der Gasleitung (13) verbunden sind, und die Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit auf die uberwachtungseinrichtung (5) der Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung (2) reagiert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Steuereinrichtung für

°Q die Geschwindigkeit eine Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls durch die Abfalleitung (2) bewirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases ein Ventil (7) umfaßt.

• ·

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases eine Einstellpunkt-Kontrolleinrichtung (6) umfaßt.

6. Vorrichtung zur Abtrennung von Kohle vom Abfall und zum Abfalltransport zwischen einem Abschnitt zum Trennen von Kohle vom Abfall und einer Wasser-Abfall-Trenneinrichtung, wobei der Abschnitt zum Trennen der Kohle vom Abfall einen unteren Abschnitt und einen Betriebsflüssigkeitsstand aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung

(1) zum Trennen der Kohle vom Abfall, eine Abfalleitung (2) und eine Gasversorgung (9), wobei die Abfalleitung (2) mit dem unteren Abschnitt der Trenneinrichtung (1) zum Trennen der Kohle zum Abfall verbunden ist und einen oberen Abschnitt aufweist (12), welcher vertikal zwischen dem Betriebsflüssigkeitsstand (10) und dem Niveau der Abtrennung

(4) bewegbar ist, wodurch die vertikale Position des oberen Teils (12) der Leitung (2) die Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls durch die Abfalleitung (2) steuert, und wobei die Gasversorgung (9) mit der Abfalleitung (2) in Strömungszusammenhäng steht, wobei die Gasversorgungseinrichtung eine Gasversorgung (9), eine Gasleitung (13), eine überwachungseinrichtung (5) für die Strömungsgeschwindigkeit und eine Steuereinrichtung (6) für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases umfaßt, wobei die überwachungseinrichtung

(5) für die Strömungsgeschwindigkeit mit der Abfalleitung

(2) und mit der Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases verbunden ist, und die Gasversor- gung (9) mit der Gasleitung (13) verbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung (6) für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases mit der Gasleitung (13) verbunden ist und auf die überwachungseinrichtung (5) für die Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls reagiert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Steuereinrichtung (6) für die Strömungsgeschwindigkeit des Gases eine Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Abfalls durch die Abfalleitung (2) bewirkt,

7. Vorrichtung zum Trennen von Kohle vom Abfall und zum Transport des Abfalls zu einer Abfall-Wasser-Trenneinrichtung, gekennzeichnet durch eine Trenneinrichtung (1) zum Trennen von Kohle vom Abfall und eine Abfallbeseitigungsleitung (2), wobei die Kohle-Abfall-Trenneinrichtung (1) einen unteren Bereich aufweist und die Abfallbeseitigungsleitung (2) in Strömungsverbindung mit dem unteren Abschnitt der Kohle-Abfall-Trenneinrichtung (1) steht und die Trenneinrichtung (4) und die Abfallbeseitigungsleitung (2) kein Schöpfwerk aufweisen, wodurch der Abfall aus dem unteren Abschnitt der Kohle-Abfall-Trenneinfichtung als Schlamm in die Abfall-Wasser-Trenneinrichtung angehoben wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekenn zeich-

η e t durch ein Ventil (3)> welches mit der Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit verbunden ist.'

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Pumpe (15), welche mit der Steuereinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit verbunden ist.

10. Verfahren zum Trennen von Kohle und Abfall und zum Anheben des Abfalls ,gekennzeichnet durch die Arbeitsschritte:

Bereitstellen eines Schlamms von Kohle und Abfall in Form eines flüssigen Breis, Abtrennen von wenigstens einem Teil von dem Abfall von der Mischung aus Kohle und Abfall in einer Kohle-Abfall-Trennvorrichtung, um einen Abfallschlamm zu bilden, Anheben des Abfallschlamms von einem unteren Ab-

^O schnitt der Kohle-Abfall-Trenneinrichtung nach oben durch eine Leitungseinrichtung zu einer-Feststoff-Flüssig-Trenneinrichtung ohne ein Schöpfwerk zu verwenden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, g e k e η η ζ e i c h ^ η e t , durch den Arbeitsschritt der Abtrennung der Flüssigkeit von dem Abfallschlamm in der Feststoff-Flüssigkeits-Trenneinrichtung.

■ »■·

12. Verfahren nacb, Afi;|^?UGh 11, g e Ic e η η ζ eic h -

η et durch den Ärbeit?sschritt des Transportierens der

abgetrennten Flüssigkeit zu der Kohle-Abfall-Trenneinrichtung.

■■■'-·

13· Feuchtigkeit-Setzmaschine, in welcher eine zu trennende Mineralienmischung von einem Einlauf zu einem Auslauf auf einem perforierten Setzgebilde über eine Trennkammer bewegt wird und der Trennwirkung einer pulsierenden Trennflüssigkeit unterworfen ist, gekennzeichnet durch eine Leitungseinrichtung (2) zum Abtransport des Abfalls, welche einen sich vertikal erstreckenden Teil,, einen Einlaufteil und einen Auslaufteil (12) umfaßt, wobei der sich vertikal erstreckende Teil ein niedrigeres Ende und ein oberes Ende aufweist und mit dem Einlauf'an dem unteren Ende verbunden ist und in Strömungszusammenhang steht, wobei der sich vertikal erstreckende Teil mit dem Auslauf (12) an dem oberen Ende verbunden ist und in StrömungsZusammenhang steht, und daß die gesamte Einrichtung kein Schöpfwerk aufweist, und daß der Einlaufteil mit der Abtrennkammer (1) verbunden ist und der Auslaufteil wesentlich über dem Einlaufteil angeordnet ist.

1*i. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η 2δ zeichnet , daß die Leitungseinrichtung (2) eine Einrichtung (6) zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge k e η η - ^® zeichnet , daß die Einrichtung (6) zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit aus einem Ventil (3), einer Pumpe (15) oder einem vertikalen Antrieb (14) besteht.

16. Verfahren zum Betrieb einer Feuchtigkeit-Setzmaschine zum Trennen von Mineralienmischungen, im besonderen mit feinen Körnungen, bei welchem die Mischung von einem Einlauf zu einem Auslauf über mindestens eine Abtrennkammer

auf einer perforierten Setzstruktur bewegt wird und einer pulsierenden Trenn-Arbeitsweise unterworfen ist und ein Teil des Abfalls des Mineraliengemisches durch das perforierte Setzteil hindurchtritt und unter dieses gelangt, mit einer Trennflüssigkeit, welche mechanisch pulsierend angeregt wird und wobei die Energie der pulsierenden Trennflüssigkeit pneumatisch gespeichert und freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Abfall als Schlamm in einer Leitungseinrichtung von unterhalb der perforierten Setzeinrichtung in eine demgegenüber stark angehobene Position gefördert wird, wobei die Fördereinrichtung kein Schöpfwerk aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Abfallschlamm in eine Wasser-Abfall-Trenneinrichtung angehoben wird und daß der Abfall von einem wesentlichen Teil des darin befindlichen Wassers getrennt wird.

18. Vorrichtung zur Vorbereitung eines Materials, wie etwa Kohle, und zum Anheben von Abfall, gekennzeichnet durch eine Setzmaschine (1) und eine Abfall-Anhebe-Fördereinrichtung (102), wobei die Setzmaschine (1) ein Gehäuse aufweist, um das Material im Wasser zu halten und eine Setzsiebeinrichtung (117) darin aufweist, mit einer Materialablaufeinrichtung (112) und einer Materialeinlaufeinrichtung (111), mit einer Lufteinlaßeinrichtung (207) zur Freigabe von Druckluft in einen Raum (205) unterhalb des Siebes (117), welcher durch eine Druckkammerwand

^O gebildet wird, mit einer Luftauslaßeinrichtung (208) zum Ableiten der Luft aus diesem Zwischenraum, so daß die Luft das Material und das Wasser in dem Gehäuse relativ zu der Siebeinrichtung (117) bewegt, mit einer Luftventileinrichtung, welche mit dem Auslaß verbunden ist, um die Höhe des Luftauslasses durch den Auslaß zu steuern und mit einer Ventileinrichtung (212, 21¹O , welche ein ruckweise arbeitendes, pulsierendes Ventil umfaßt, wobei die Abfallanhebeeinrichtung (102) einen sich vertikal erstreckenden Teil,

einen Einlaufteil und einen Auslaufteil umfaßt, wobei der sich vertikal erstreckende Teil ein unteres Ende und ein oberes Ende aufweist und mit dem Einlaufteil an dem unteren Ende verbunden ist und in Strömungszusammenhang steht und wobei das sich vertikal erstreckende Teil mit dem Auslaufteil an dem oberen Ende verbunden ist und in Strömungszusammenhang steht, und wobei die Vorrichtung kein Schöpfwerk umfaßt und wobei der Einlaufteil mit der Druckkanrnerwand unterhalb des Siebes verbunden ist und der Auslaufteil wesentlich über dem Einlaufteil liegt.

19. Vorrichtung zum Abtrennen von Kohle aus einem Gemisch von Kohle und anderen Feststoffen, welche eine größere Dichte te als die Kohle aufweisen, gekennzeichnet durch einen Behälter (1), eine pulsierende Einrichtung zur Bereitstellung einer vertikal pulsierenden Wassersäule, eine Siebeinrichtung (117) und eine den Abfall anhebende Auslaßleitung (102), wobei die Siebeinrichtung (117) innerhalb des Behälters angeordnet ist und sich horizontal erstreckt und den Behälter in einen oberen Teil oberhalb des Siebes und in einen unteren Teil unterhalb des Siebes unterteilt, wobei die Pulsierungseinrichtung mit dem Behälter (1) verbunden ist und Ansaugperioden nach unten durch die Siebeinrichtung bewirkt, und Perioden mit Flüssigkeitsströmung nach oben durch die Siebeinrichtung in dem Behälter bewirkt, wobei die den Abfall anhebende Auslaßleitung (102) mit dem Behälter verbunden ist und den Abfall von einem unteren Bereich des Behälters in eine Position über die Siebeinrichtung anhebt, wodurch der Abfall in der Anhebeleitung durch die Kraft einer Flüssigkeitsströmung nach oben durch die Leitung angehoben wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Siebeinrichtung (117) an einem Ende schräg abfällt, welches gegenüberliegend und oberhalb des niedrigsten Bereichs der Anhebe-Fördereinrichtung liegt.

21. Verfahren zum Abtrennen von Kohle von einer Mischung von Kohle und fremden Feststoffen, welche dichter sind als die Kohle, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte: Einschichten der zugeführten Mischung von Kohle und fremden Feststoffen in einen Behälter, wobei die Partikel mit niedrigerer Dichte oben liegen und die Partikel mit höherer Dichte unten liegen, und wobei der Container ein Sieb aufweist, über welches die Kohle zu einem Kohleauslauf gelangt, Fördern der fremden Feststoffe vertikal nach oben in einer Anhebeleitungseinrichtung durch das Hindurchführen von Flüssigkeit durch die Anhebeleitung, wodurch die fremden Feststoffe durch die Kraft der nach oben strömenden Flüssigkeit nach oben gefördert werden.