-
Aus dem Gemisch muß vor der Verarbeitung der Feldfrüchte, insbesondere
Zuckerrüben, das Schwergut so weit wie möglich abgetrennt werden. In der Zuckerfabrik
(Buch »Technologie des Zuckers«, herausgegeben von Ferdinand Schneider, Verlag M.
& H. Schaper, Hannover, zweite Auflage 1968, Seite 121, 122) sind Abscheidevorrichtungen,
sogenannte Steinefänger, in Schwemmrinnen oder Schwemmleitungen vor der Rübenpumpe
oder der Rübenwäsche und auch nach der Rübenwäsche bekannt. Verfahrenstechnisch
werden dabei große Schwerkörper aufgrund ihrer gegenüber Zukkerrüben höheren Sinkgeschwindigkeit
in Wasser und kleine Schwerkörper durch Siebe oder Roste wegen ihrer gegenüber Zuckerrüben
geringeren Abmessungen abgetrennt. Die Sinkgeschwindigkeit der Zuckerrüben in Wasser
liegt bei etwa 0,17 m/s. Die gleiche Sinkgeschwindigkeit haben z. B. Steine von
etwa 1 cm Durchmesser. Die Siebe oder Roste weisen daher Löcher oder Spalten von
ungefähr 2 cm auf, um die kleinen Schwerkörper
sicher durchzulassen.
In demjenigen Vorrichtungsbereich, wo große Schwerkörper abgetrennt werden, läßt
man Auftriebswasser mit einer Geschwindigkeit von mehr als 0,17 m/s entgegen der
Schwerkraft strömen. Dann können die Zuckerrüben dort nicht absinken, während große
Schwerkörper entgegen dem Auftriebswasser absinken und in geeigneter Weise aus der
Vorrichtung ausgetragen werden.
-
Bei einer bekannten Abscheidevorrichtung der zuvor erwähnten Art
(Prospektblatt »SN-E Trommelsteinabscheider« der Fa. SN-Engineering A/S, Industriparken
6, DK-4800 Nykbing F, Dänemark) ist jede Umfangskammer mit einer Zusatzkammer verbunden.
Jede Zusatzkammer ist von einem Zusatzgehäuse umschlossen, das nockenförmig in axialer
Richtung an dem zugehörigen Ringkanal befestigt ist. Durch die Zusatzkammern soll
die Strömungsgeschwindigkeit des Auftriebswassers in den Durchlaßöffnungen verbessert
werden.
-
Die Zusatzgehäuse besitzen eine recht komplizierte Formgestaltung
und sind in der Herstellung teuer. Ihre Wirkung ist begrenzt, da die Zusatzkammern
nur auf dem gleichen Radius und damit auf dem gleichen Niveau der potentiellen Energie
des Auftriebswassers wie die Ringkanäle bereitgestellt werden. Die Trommel ist außen
und innen über ihre gesamte axiale Länge mit Schneckengängen versehen, die hohen
baulichen Aufwand bedeuten. Der äußere Schneckengang soll durch die Trommelperforation
gefallene kleine Schwerkörper zwischen der Trommel und dem umgebenden Trog zum axialen
Ende der Trommel fördern. Das hat erhöhte Antriebsenergie und Verschleiß an Trommel,
äußerem Schneckengang und Trog zur Folge. Der innere Schnekkengang soll große Schwerkörper,
die an dem stromaufwärts gelegenen ersten Ringkanal noch nicht abgetrennt wurden,
stromabwärts dem zweiten Ringkanal zur dortigen Abscheidung zufördern.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bedarf an Antriebsenergie
für den umlaufenden Vorrichtungsteil herabzusetzen, den baulichen Aufwand für die
und den Verschleiß der Waschtrommel zu senken und die Strömungsverhältnisse in der
Waschtrommel zu verbessern.
-
Diese Aufgabe ist vor allem durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Vorzugsweise ist die Waschtrommel in eine das Gemisch zuführende
Schwemmrinne eingebaut. Im Bereich der Waschtrommel wird normalerweise die Querschnittsfläche
der Schwemmrinne zur Strömungsberuhigung und besseren Unterbringung der Vorrichtungsbestandteile
vergrößert. Die Durchlaßöffnungen der Ringkanäle für die großen Schwerkörper können
größer als die maximalen Abmessungen der Feldfrüchte sein. Wie erwähnt, verhindert
dennoch das Auftriebswasser, daß Feldfrüchte zusammen mit den großen Schwerkörpern
durch die Durchlaßöffnungen hindurch in den Innenraum des Ringkanals gelangen. Die
Längsachse der Trommel und damit die Lager der zugehörigen Welle liegen zur baulichen
und betrieblichen Vereinfachung vorzugsweise oberhalb des Spiegels des durch die
Waschtrommel durchzusetzenden Gemisches. Die zusätzlichen Ringkanäle sind baulich
einfach und an einem günstig größeren Radius als die inneren Ringkanäle angebracht.
Die zusätzlichen Ringkanäle nehmen ein zusätzliches Wasservolumen auf, das wegen
des großen wirksamen Radius an dem umlaufenden Vorrichtungsteil einen verhältnismäßig
hohen Energieinhalt aufweist und deshalb bei verhältnismäßig geringem Wasservolumen
dennoch an den Durchlaßöffnungen des inneren Ringkanals eine ge-
wünschte Größe und
zeitliche Charakteristik der Strömungsgeschwindigkeit des Auftriebswassers ermöglicht.
Die wenigstens eine Durchbrechung in der äußeren Begrenzungswand des inneren Ringkanals
kann z. B. durch einen Rost gebildet sein, dessen Spalten eng genug sind, um große
Schwerkörper am Durchtritt von dem inneren Ringkanal in den äußeren zusätzlichen
Ringkanal zu hindern. Andererseits sind die Spalten des Rostes weit genug, um kleine
Schwerkörper aus den äußeren Umfangskammern in die Umfangskammern des inneren Ringkanals
durchzulassen.
-
Die Merkmale des Anspruchs 2 gewährleisten, daß möglichst keine großen
Schwerkörper in den Bereich der wenigstens einen Durchbrechung gelangen. So ist
eine optimale Strömung durch die wenigstens eine Durchbrechung gewährleistet.
-
Die Außendurchbrechungen gemäß Anspruch 3 haben eine doppelte Funktion.
Zum einen lassen sie, sobald sie beim Umlauf der Vorrichtung unter den Spiegel des
Gemisches geraten, zumindest Wasser in die zugehörige äußere Umfangskammer einströmen
und beschleunigen damit die Füllung der äußeren Umfangskammer mit Wasser. Zum anderen
strömt durch die Außendurchbrechungen Luft in die äußeren Umfangskammern ein, sobald
die Außendurchbrechungen aus dem Gemisch auftauchen. Dadurch wird eine schnelle,
kontrollierte Entleerung der äußeren Umfangskammern zur positiven Beeinflussung
der Strömungsgeschwindigkeit des Auftriebswassers an den Durchlaßöffnungen ermöglicht.
-
Die Merkmale des Anspruchs 4 dienen dazu, das abgeschiedene Schwergut
daran zu hindern, durch die Durchlaßöffnungen wieder zurück in das Restgemisch zu
fallen.
-
Die Prallringe gemäß Anspruch 5 sollen vorzugsweise von den sich
am Boden der Schwemmrinne und der Vorrichtung fortbewegenden großen Schwerkörpern
getroffen werden und deren kinetische Energie abbremsen. So abgebremste große Schwerkörper
können leichter ihre Bewegungsrichtung ändern und durch die Durchlaßöffnungen des
inneren Ringkanals bestimmungsgemäß hindurchfallen.
-
Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 lassen sich die durch die Perforation
der Trommel ausgetretenen kleinen Schwerkörper auf einfache Weise auf dem gleichen
Weg wie die durch die Durchlaßöffnungen des inneren Ringkanals hindurchgefallenen
großen Schwerkörper aus der Vorrichtung abfördern.
-
Gemäß Anspruch 7 wandern die durch die Perforation der Trommel ausgetretenen
kleinen Schwerkörper selbsttätig zu den endseitigen Sammeltaschen des Troges, von
wo sie gemäß Anspruch 6 leicht zu entfernen sind. Durch die Maßnahmen des Anspruchs
7 ist der bekannte Schraubengang auf der Außenseite der Trommel überflüssig.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 wird einerseits die Füllung und
andererseits die Leerung der Umfangskammern 27 von Wasser erleichtert und beschleunigt.
-
Gemäß Anspruch 9 wird verhindert, daß große Schwerkörper zu früh
in die Umfangskammern gelangen und dort zu unerwünschtem Verschleiß führen können.
-
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiel, anhand dessen die Erfindung näher erläutert wird.
Es zeigt Fig. 1 den Längsschnitt gemäß Linie I-I in Fig.2 durch eine Waschtrommel;
Fig.2 den Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1
und F i g. 3 einen
Teil des Querschnitts gemäß Linie III-III in Fig. 1.
-
F i g. 1 zeigt eine Waschtrommel 1 zum Abscheiden von Schwergut,
wie Steinen, Erden und Sand, aus einem außerdem Schwemmwasser und Feldfrüchte, in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel Zuckerrüben 2, enthaltenden Gemisch 3. Das
Gemisch 3 wird der Waschtrommel 1 durch eine Schwemmrinne 4 zugeführt, während,
nach Abscheidung von Schwergut in der Waschtrommel 1, ein Restgemisch 5 durch eine
Schwemmrinne 6 aus der Waschtrommel 1 abgeführt wird. Das Restgemisch besteht bei
guter Wirkung der Waschtrommel 1 im wesentlichen nur noch aus den Zuckerrüben 2
und dem Schwemmwasser.
-
Die Schwemmrinnen 4, 5 sind durch einen in der Querschnittsfläche
größeren Trog 7 flüssigkeitsdicht miteinander verbunden. An der Oberseite der Schwemmrinnen
4, 5 sind Traversen 8 und 9 befestigt, die jeweils ein Lager 10 und 11 für eine
eine Längsachse 12 aufweisende Welle 13 tragen. An der Welle sind Speichenkreuze
14 und 15 befestigt, die radial außen jeweils an einer Trommelwand 16 befestigt
sind.
-
Die Trommelwand 16 ist mit einer siebartigen Perforation 17 versehen,
die groß genug ist, um verhältnismäßig kleine Schwerkörper 18, wie z. B. kleine
Steine und Sand, durchzulassen. Andererseits hält die Perforation 17 große Schwerkörper
19 und die Zuckerrüben 2 zurück im Inneren der Trommelwand 16.
-
An jeder Stirnseite der Trommel 1 ist ein koaxialer, sich radial
über die Trommel 1 hinaus erstreckender Ringkanal 20 und 21 befestigt. Zwischen
den Ringkanälen 20, 21 trägt die Trommel außen einen Zahnkranz 25 über den die Trommel
1 gemäß F i g. 3 drehend antreibbar ist. Radial außen an den Ringkanälen 20, 21
ist jeweils ein zusätzlicher Ringkanal 23 und 24 befestigt. Da die Ringkanäle 20,
21 einerseits und die zusätzlichen Ringkanäle 23, 24 andererseits jeweils in gleicher
Weise ausgebildet sind, wird nur der Ringkanal 20 und der zusätzliche Ringkanal
23 im einzelnen beschrieben.
-
Ein Innenraum 25 des Ringkanals 20 ist durch gleichmäßig über seinen
Umfang verteilte Trennwände 26 in Umfangskammern 27 unterteilt Im Bereich jeder
Umfangskammer 27 weist eine radial innere Begrenzungswand 28 eine Durchlaßöffnung
29 auf. Jede Durchlaßöffnung 29 ist so groß bemessen, daß auch die größten der großen
Schwerkörper 19 hindurchpassen.
-
Ein Innenraum 30 des zusätzlichen Ringkanals 23 ist durch gleichmäßig
über seinen Umfang verteilte äußere Trennwände 31 in äußere Umfangskammern 32 unterteilt.
Jede äußere Trennwand 31 ist an einer Außenseite einer radial äußeren Begrenzungswand
33 des Ringkanals 20 befestigt Die äußere Begrenzungswand 33 weist, bezogen auf
eine Umlaufrichtung 34 (F i g. 2 und 3) der Trommel 1, unmittelbar vor jeder der
äußeren Trennwände 31 mehrere Durchbrechungen 35 eines Rostes auf. Die Durchbrechungen
35 lassen zwar die kleinen Schwerkörper 18, nicht jedoch die großen Schwerkörper
19 durch.
-
In einer radial äußeren Begrenzungswand 36 des zusätzlichen Ringkanals
23 ist, bezogen auf die Umlaufrichtung 34, hinter jeder äußeren Trennwand 31 eine
Außendurchbrechung 37 vorgesehen. Jede dieser Außendurchbrechungen 37 ist teilweise
von einer Schaufel 38 begrenzt, die sich von der äußeren Begrenzungswand 36 des
zusätzlichen Ringkanals 22 radial nach außen und in der Umlaufrichtung 34 erstreckt.
Der Trog 7 ist gegenüber der Bewegungsbahn der Schaufeln 38 mit
kreiszylindrischen
und mit geringem Abstand von den Schaufeln 38 angeordneten Sammeltaschen 39 und
40 versehen. Die Sammeltaschen 39, 40 nehmen das durch die Perforation 17 der Trommel
1 ausgetretene Schwergut in Gestalt der kleinen Schwerkörper 18 auf. Der Boden 41
des Troges 7 ist in Richtung der Längsachse 12 zu beiden Sammeltaschen 39,40 hin
derart geneigt, daß die durch Perforation 17 ausgetretenen kleinen Schwerkörper
18 an den geneigten Bodenflächen 42 des Troges 7 in die Sammeltaschen 39,40 abgleitet.
-
Das Schwemmwasser steht in der Waschtrommel 1 bis zu einem Spiegel
43. An einem stromabwärts gelegenen axialen Ende jedes Ringkanals 20, 21 ist ein
Prallring 44 und 45 vorgesehen, der sich über die innere Begrenzungswand 28 des
Ringkanals 20, 21 hinaus radial nach innen erstreckt.
-
Kleine Schwerkörper 18 und große Schwerkörper 19 werden durch die
Ringkanäle 20,21 und die zusätzlichen Ringkanäle 23, 24 während ihres Umlaufs in
der Umlaufrichtung 34 über den Spiegel 43 angehoben und fallen schließlich in eine
stationäre Schurre 46 und 47, die jeweils radial innerhalb eines oberen Bereichs
der inneren Begrenzungswand 28 des Ringkanals 20, 21 angeordnet ist.
-
Fig.2 zeigt, daß die Traverse 8 an beiden Enden außerhalb des Trogs
7 mit einer Tragpratze 48 verschweißt ist, die ihrerseits auf einen I-Träger 49
aufgesetzt und mit diesem verschraubt ist Ferner ist in Fig.2 die relative Umfangslage
der Trennwände 26 und der äußeren Trennwände 31 erkennbar. Die Durchbrechungen 35
sind in der Umlaufrichtung 34 vor einem inneren Umfangsbereich 50 der äußeren Begrenzungswand
33 des Ringkanals 20 angeordnet, der von durch die zugehörige Durchlaßöffnung 29
gefallenen großen Schwerkörpern 19 berührt wird.
-
Zur Vergleichmäßigung der Antriebsverhältnisse kann die aus dem Ringkanal
21 und dem zusätzlichen Ringkanal 24 bestehende Einheit in der Umlaufrichtung 34
um eine halbe Teilung, also um eine halbe Umfangslänge der Umfangskammer 27, gegenüber
der aus dem Ringkanal 20 und dem zusätzlichen Ringkanal 23 bestehenden Einheit versetzt
sein.
-
An einer Auftauchseite 51 der Ringkanäle 20, 21 und der zusätzlichen
Ringkanäle 23, 24 ist eine stationäre, kreisbogenförmige, in geringem Abstand radial
innerhalb von der inneren Begrenzungswand 28 des Ringkanals 20, 21 angeordnete Rückhalteschiene
52 für das in den Umfangskammern 27 befindliche Schwergut vorgesehen. Jede Rückhalteschiene
52 erstreckt sich zumindest annähernd von einer waagerechten Ebene durch die Längsachse
12 bis zum oberen Rand der Schurre 46, 47, wo sie über Versteifungsbleche 53 angeschweißt
ist.
-
Die Ringkanäle 20,21 und die zusätzlichen Ringkanäle 23, 24 tauchen
jeweils auf einer Eintauchseite 54 der Trommel 1 in den Spiegel 43 ein.
-
Die F i g. 1 und 2 zeigen, daß in der inneren Begrenzungswand 28
jedes Ringkanals 20, 21 an dem, bezogen auf die Umlaufrichtung 34, vorderen Ende
jeder Umfangskammer 27 eine Innendurchbrechung 55 vorgesehen ist Die Innendurchbrechungen
55 sind so bemessen, daß sie höchstens kleine Schwerkörper 18 des Schwerguts durchlassen.
-
Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß ein Ritzel 56 eines nicht im einzelnen
gezeichneten Antriebs mit dem Zahnkranz 22 kämmt.
-
Die in den Zeichnungen dargestellte Waschtrommel 1 funktioniert wie
folgt: Die Betrachtung des Arbeitszyklus soll in dem Augenblick beginnen, in dem
auf der
Eintauchseite 54 eine der lnnendurchbrechungen 55 in den
Spiegel 43 eintaucht. Von diesem Augenblick an füllt sich die zugehörige Umfangskammer
27 mit Schwemmwasser und allenfalls kleinen Schwerkörpern 18, die durch die Schwemmrinne
4 als Bestandteile des Gemisches 3 in Richtung eines Pfeils 57 (F i g. 1) herangeschwemmt
werden. Insbesondere die großen Schwerkörper 19, die bevorzugt im unteren Bereich
der Schwemmrinne 4 transportiert werden, prallen dabei gegen den Prallring 44 und
verlieren so an kinetischer Energie.
-
Bei Fortsetzung des Umlaufs gelangt sodann die nächste Außendurchbrechung
37 unter den Spiegel 43, wodurch zunehmend Schwemmwasser und kleine -Schwerkörper
18, die sich zwischen der äußeren Begrenzungswand 36 und der Sammeltasche 39, 40
des Trogs 7 angesammelt haben, in die zugehörige äußere Umfangskammer 32 gelangen.
Dabei sorgen die Schaufeln 38 für eine möglichst vollständige Aufnahme der kleinen
Schwerkörper 18 und deren Einleitung in die äußere Umfangskammer 32. Die oben in
der Umfangskammer 32 in diesem Stadium befindliche Luft entweicht zunehmend durch
die angrenzenden Durchbrechungen 35 in die gegenüberliegende Umfangskammer 27 und
von dort durch die zugehörige Durchlaßöffnung 29 ins Freie. In ähnlicher Weise wird
eine weitgehend vollständige Füllung der Umfangskammern 27 durch die Entlüftung
durch die jeweilige Durchlaßöffnung 29 hindurch radial nach innen ermöglicht.
-
Bei Fortsetzung des Umlaufs gerät sodann die Durchlaßöffnung 29 unter
den Spiegel 43, wodurch das Volllaufen der Umfangskammer 27 und auch sekundär der
äußeren Umfangskammer 32 durch die Durchbrechungen 35 hindurch unterstützt wird.
-
In der äußeren Umfangskammer 32 befindet sich nun Schwemmwasser mit
kleinen Schwerkörpern 18, während bei Fortsetzung des Umlaufs die Durchlaßöffnung
29 sich mehr und mehr dem unteren Totpunkt ihres Umlaufs nähert, wie er in F i g.
2 gezeichnet ist. Im Bereich dieses unteren Totpunkts fallen zunehmend und dann
nach Überschreiten des unteren Totpunkts wieder abnehmend große Schwerkörper 19,
die durch den Prallring 44 abgebremst wurden, durch die Durchlaßöffnung 29 hindurch
auf den inneren Umfangsbereich 50 der äußeren Begrenzungswand 33. Vor dieser Zeitdauer
ist auf der Auftauchseite 51 schon die Außendurchbrechung 37 der nach vorne hin
benachbarten Umfangskammer 32 aus dem Spiegel 43 aufgetaucht und belüftet von diesem
Augenblick an die betreffende äußere Umfangskammer 32. Das hat zur Folge, daß das
in jener Umfangskammer 32 befindliche Wasser zusammen mit den kleinen Schwerkörpern
aus den zugehörigen Durchbrechungen 35 in die gegenüberliegende Umfangskammer 27
gedrückt wird und an der Durchlaßöffnung 29 als Auftriebswasser wirkt. Dieses Auftriebswasser
verhindert, wie eingangs erwähnt, daß auch Zuckerrüben 2 durch die Durchlaßöffnung
29 in die Umfangskammer 27 hineinfallen. Sobald auch die zugehörige Innendurchbrechung
55 auf der Auftauchseite 51 aus dem Spiegel 43 aufgetaucht ist, belüftet sie die
Umfangskammer 27, so daß das darin befindliche Wasser nach unten hin abströmen und
ebenfalls als Auftriebswasser wirken kann.
-
Bei Fortsetzung des Umlaufs sind schließlich sowohl die kleinen Schwerkörper
18 als auch die großen Schwerkörper 19 in der Umfangskammer 27 versammelt. Alle
Schwerkörper werden durch die Rückhalteschiene 52 daran gehindert, radial nach innen
vorzeitig
aus der Durchlaßöffnung 29 herauszufallen. Dieses Herausfallen wird erst
möglich, wenn die Durchlaßöffnung 29 die in F i g. 2 rechte obere Kante der Schurre
46 überquert.
-
Diejenigen großen Schwerkörper 19, die nicht schon von dem Ringkanal
20 aufgenommen wurden, wandern, wie in Fig. 1 angedeutet, unter der Wirkung des
Schwemmwassers durch die Trommel 1 weiter, bis sie, ggf. durch den Prallring 45
gebremst, durch die Durchläßöffnungen 29 von dem Ringkanal 21 aufgenommen werden.
Die kleinen Schwerkörper 18 fallen durch die Perforation 17 der Trommelwand 16 hindurch
und gleiten in axialer Richtung nach beiden Seiten auf den geneigten Bodenflächen
42 des Troges 7 ab, bis sie in die Sammeltaschen 39,40 des Troges 7 gelangen und
dort in der beschriebenen Weise durch die Schaufeln 38 der zusätzlichen Ringkanäle
23, 24 aufgenommen werden.
-
Das von dem Schwergut weitestgehend befreite Restgemisch 5 verläßt
sodann die Waschtrommel 1 in Richtung eines Pfeils 58 (F i g. 1).
-
- Leerseite -