DE3508458A1 - Sandklassiertank - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

Ivar Apeland 4137 Ärdal

Norwegen

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues

Dipl.-Chem. AIeIc von Kreisler Dipl.-Chem. Carola Keller Dipl.-Ing. G. Selting Dr. H.-K. Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN T Sg-Hi/Fe

8. März 1985

Sandklassiertank

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sandklassiertank der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art zur Erzeugung von klassiertem Sand, z.B. von Sand, der spezifische und bestimmte Fraktionen verschieden großer Sandkörner pro Volumeneinheit beinhaltet.

Herkömmliche Einrichtungen zum Klassieren von Sand für den Gebrauch bei Gießbeton bestehen aus einem Tank, der teilweise mit Wasser gefüllt ist und in dem eine

Mischung aus Sand und Wasser unterhalb der Wasseroberfläche durch einen Eintrageinlaß in den Tank eingebracht wird. Die Sandkörner folgen einem natürlichen Wasserstrom durch den Tank. Der Sand setzt sich als Ablagerung auf dem Boden des Tanks ab, und das Ablagern wird durch die Schwerkraft entsprechend dem Gewicht der verschiedenen Körner bestimmt. Der Sand lagert sich

ORIGINAL [INSPECTED

somit auf der Länge des Tanks ab, die gröbste Sandfraktion am nächsten zum Eintrageinlaß und die feineren Partikel weiter stromabwärts. Die feinste Fraktion, im weiteren Feinstgut genannt, lagert sich am weitesten vom Eintrageinlaß entfernt ab, vorausgesetzt, daß diese Partikel in der Lage sind, sich überall abzusetzen, sehr schwimmfähig sind und damit nicht sofort zum Boden des Tanks absinken. Bei früheren Ausführungsformen von Sandklassxertanks werden die verschiedenen Sandfraktionen durch hydraulisch arbeitende Ventile in Form von Plattenventilen auf dem Boden des Tanks ausgesondert. Das überschüssige Wasser muß normalerweise abgelassen werden, um den weiteren Transport der Sandfraktionen zu ermöglichen; daher läuft die Masse, die den Tank verläßt, normalerweise über Entwässerungsräder u. dgl. Bevor der unklassierte Sand in den Tank eingelassen wird, wird er über ein Sieb geführt, welches die größeren Partikel zurückhält. Die Systeme früherer Art können Partikel mit einem Durchmesser größer als 5 mm nicht verarbeiten. Sandkörner, die größer sind, z.B. 10 mm im Durchmesser, können ernstzunehmende Leckschäden bei den bekannten Einrichtungen verursachen; denn wenn es diesen Partikeln gelingt, sich zwischen dem Boden des Tanks und dem Ventil am Boden zu setzen, arbeitet dieses Ventil nicht mehr einwandfrei und daraus resultiert eine dauerhafte Wasserleckage.

Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß sich erhebliche Einsparungen an Zement und ein besserer Beton erzielen lassen, wenn der klassierte Sand eine geregelte Menge Feinstgut enthält, z.B. Sandkörner mit einer Größe zwischen ungefähr 0.002 und 0.006 mm. Es ist außerdem wünschenswert, den Durchmesser der gröbsten Fraktion bis auf Korngrößen von ungefähr 12 mm im Durchmesser zu erhöhen.

Die Systeme bekannter Art können Sandkörner größer als 5 mm wegen des Risikos der Leckage durch die Bodenventile nicht verarbeiten. Ein anderer Nachteil der Klassiertanks bekannter Bauart besteht darin, daß ein beträchtlicher Anteil des Feinstguts während des Klassierprozesses herausgewaschen und zusammen mit dem überschüssigen Wasser abgelassen wird. Das passiert, wenn die Bodenventile geöffnet sind, um die Masse auf das Entwässerungsrad, welches von aufwendiger Konstruktion ist, zu leiten. Wenn die Mischung aus Wasser und Sand das Entwässerungsrad erreicht, bewirken die sich ergebenden Verwirbelungen, daß ein Teil des Feinstguts mit dem Überlaufwasser herausgewaschen wird. Bekannte Vorrichtungen dieses Typs benötigen außerdem für ihren Betrieb eine sehr große Wassermenge, die in der Größenordnung von 3.000 bis 4.000 l/min liegt.

Hauptsächliche Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Klassiertanks zu vermindern und einen Tank zu schaffen, in dem ein größerer Prozentsatz des Feinstguts zurückbehalten wird, während gleichzeitig der Wasserbedarf reduziert wird. Zusätzlich ermöglicht es der erfindungsgemäße Klassiertank, daß sich der maximale Durchmesser der Sandkörner auf ca. 10 bis 12 mm erhöht.

Dies wird erfindungsgemäß durch einen Klassiertank erreicht, der entsprechend den Merkmalen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgeführt sind, konstruiert ist. Durch die Verwendung einstellbarer Schlitze statt runder Bodenventile wird das Entstehen von "künstlichen" Sandhügeln auf dem Boden des Tanks vermieden. Diese bewirken ungenaue Sandklassierkurven, die auf den Hügelbildungseffekten beruhen. Die Verwendung von Schneckenförderern zum Abtransportieren

des Sandes aus dem Tank hat sich insbesondere für die feineren Sandfraktionen und speziell für das Feinstgut als vorteilhaft herausgestellt. Die Schneckenförderern können derart eingesetzt werden, daß eine separate Ent-Wässerungsvorrichtung wie z.B. ein teueres Entwässerungsrad vollständig vermieden werden kann. Darüber hinaus wird mit der Erfindung eine schärfere Trennungslinie zwischen den Klassierkurven der unterschiedlichen Fraktionen erzielt. Untersuchungen haben gezeigt, daß der Wasserverbrauch mit dem erfindungsgemäßen System auf ungefähr 1/3 des herkömmlichen Verbrauchs, d.h. auf ungefähr 1.250 l/min, reduziert werden kann.

Weitere Merkmale, die Weiterführungen der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung darstellen, werden in den untergeordneten Ansprüchen beschrieben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

eine Draufsicht auf den Klassiertank,
den Tank aus Fig. 1 in Seitenansicht,
einen Längsschnitt durch den Tank längs der Linie III-III aus Fig. 1,

einen Querschnitt des Tanks entlang der Linie IV-IV aus Fig. 2,

in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 jedoch in einem etwas größeren Maßstab einen Bodenkanal im Querschnitt mit darin befindlichem

Schneckenförderer, und

Fig. 6 das kleinste Gefachteil aus Fig. 3 in wesentlich größerem Maßstab.

Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

Die Figuren zeigen einen Klassiertank 1, der von seiner Struktur her eine an sich bekannte Konstruktion aufweist, aber dessen Bodenwand wie ein stumpfes V ausgebildet ist. Der Tank ist mit einer Verdichtungspumpe 2 und mit einem Rohr 3 zum Abtransport des überlaufenden Wassers vom Tank 1 zu einem Sumpf 4 versehen. Rohre 5 zum Rücktransport des Wassers vom Sumpf 4 zum (nicht gezeigten) Tankeinlaßrohr und Rohre 6 zum Rücktransport des Wassers vom Sumpf 4 zum Bodenteil des Tanks sind vorgesehen. Ebenso ist ein Drainagekanal 7 vorhanden.

Eine Mischung aus nicht klassiertem Sand und Wasser wird mit einer bestimmten Fließmenge in den Tank 1 unterhalb der Wasseroberfläche eingeleitet, wie es schematisch in Fig. 2 dargestellt ist (Masseneintritt). In Abhängigkeit ihres Gewichtes sinken die Sandkörner mit zunehmendem Abstand vom Einlaß auf den Boden des Tanks. Die gröbste Fraktion, die in diesem Fall aus Sandkörnern mit einem Durchmesser von ungefähr 12 mm besteht, lagert sich am nächsten zum Ort des Einlasses ab, und das Feinstgut (Durchmesser zwischen ungefähr 0.002 und 0.006 mm) setzt sich am weitesten vom Ort des Einlasses entfernt (bei 8a) ab.

Der Klassiertank 1 ist mit glatten Zwischenwänden versehen, und weist an seinem Boden mehrere hintereinander liegende Gefache 8,8a auf, wobei das letzte Gefach 8a speziell für die Aufnahme des Feinstguts geformt ist.

In Verbindung mit jedem Gefach 8,8a ist ein oder sind mehrere (im Beispiel sind zwei gezeigt) Schneckenförderer 9 vorgesehen (s. im einzelnen Fig. 5), um den Sand aus den entsprechenden Gefachen abzutransportieren.

Die Gefache 8,8a sind mit dem verbleibenden, darüber liegenden Teil des Tanks 1 durch querverlaufende Schlitze verbunden, die, wie es Fig. 6 schematisch andeutet, vorzugsweise mechanisch einstellbar sind. 5

Gemäß Fig. 6 hat jedes Gefach 8,8a eine W-Konfiguration, indem zwei abgerundete Bodenkanäle 11, die zur Achse des Gefachs symmetrisch und mit aufwärtsgerichteter Steigung verlaufen, angeordnet sind, wie aus Fign. 4 und 5 hervorgeht. Die Schneckenförderer 9 sind in diesen Kanälen 11 angeordnet. Das eigentliche Lager 12 für die Schnecke 9 befindet sich nahe bei deren oberen Ende (Fig. 5), und das untere Ende der Schnecke wird lediglich von einem einfachen Führungsstück 13 gehalten. Die schräg nach oben gerichtete Position der Schneckenförderer 9 ermöglicht das Ablaufen des überschüssigen Wassers aus der Masse bei deren Aufwärtstransport; durch Verwendung eines einfachen Führungsstücks 13 anstelle von Lagern am unteren Ende der Schnecke 9 wird verhindert, daß Feinstgut in die Schneckenlager eindringt.

In dem hier erläuterten Beispiel sind dreizehn untenliegende Gefache 8,8a dargestellt, und das Gefach 8a, welches am weitesten entfernt vom Einlaß für die Sand/-Wasser-Mischung angeordnet ist, dient der Aufnahme des Feinstguts. Um eine möglichst turbolenzfreie Umgebung in diesem Gefach 8a zu schaffen, ist ein vertikaler quer angeordneter Staukörper 14 vorgesehen, der dazu dient, in diesem Bereich WirbelStrömungen zu vermeiden. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, kann der Staukörper aus zwei parallelen Platten gebildet werden, die beide in ihrem oberen Teil Perforationen aufweisen. Durch Bewegung der Platten relativ zueinander kann das Maß an

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Überlappung der entsprechenden Löcher und der geschlossenen Plattenteile zwischen den Löchern (und somit der Lochanteil) eingestellt werden, wodurch man in der Lage ist, den Wasserzufluß in das Gefach 8a hinein zu regulieren, sowie die Ablagerung des Feinstguts zu erleichtern.

Jedes der Gefache 8,8a ist vorzugsweise mit zwei Schneckenförderern 9 versehen. Eine der beiden Schnecken dient dazu, eine Fraktion des klassierten Sandes zu einem Förderband 16a zu befördern, und diese Schneckenförderern können zwecks korrekter Dosierung der entsprechenden Sandfraktionen computergesteuert sein. Der zweite Schneckenförderer 9 eines jeden Gefachs 8,8a hat die Aufgabe, unklassierten Sand abzutransportieren. Das kann notwendig sein, wenn ein zu großer Anteil einer bestimmten Sandkorngröße in der Sand/Wasser-Mischung, die in den Tank eingelassen worden ist, vorhanden ist. Der Überschuß dieser Korngröße muß aus dem Gefach heraus transportiert werden, wenn es voll wird. Um dies zu ermöglichen, sind Sandhöhensensoren in Form von sich (langsam) drehenden plattenförmigen Teilen 17 vorgesehen, deren Drehbewegung derart ist, daß sie bei Berührung mit der obersten Sandschicht stoppt, wenn das Gefach voll ist. Wenn ein Höhensensor 17 auf diese Weise angehalten wird, dann wird der Schneckenförderer für den unklassierten Sand aktiviert und transportiert den Sand aus dem betreffenden Gefach. Der unklassierte Sand wird auf dem Förderband 16b abtransportiert.

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Claims (7)

ANSPRÜCHE

1. Sandklassiertank zur Erzeugung von klassiertem Sand, z.B. Sand, der bestimmte Anteile von unterschiedlichen Sandkorngrößen pro Volumeneinheit enthält, wobei eine Mischung aus unklassiertem Sand und Wasser mit einer bestimmten Fließmenge unterhalb der Wasseroberfläche eines teilweise mit Wasser gefüllten Tanks (1) eingelassen wird und sich die Sandkörner als Ablagerung auf dem Boden des Tanks in unterschiedlichen vom Gewicht der Körner abhängenden Entfernungen vom Einlaß absetzen, so daß sich die gröbste Fraktion am nächsten zum Einlaß absetzt, während sich die feinste Fraktion, das Feinstgut, am entferntesten vom Sand/Wasser-Einlaß entfernt absetzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klassiertank (1) auf seinem Boden mehrere hintereinanderliegende Gefache (8,8a) aufweist, von denen jedes mit einem oder mehreren Schneckenförderern (9) zum Abtransport des Sandes verbunden ist, und daß die Gefache (8,8a) mit dem übrigen Teil des Tanks (1) durch vorzugsweise einstellbare Schlitze (10) verbunden sind.

2. Sandklassiertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenförderer (9) zum Zwecke des Ablaufens des überschüssigen Wassers ansteigend angeordnet sind, so daß die Schneckenförderer (9) die entsprechenden klassierten Sandfraktionen von ihren zugehörigen Gefachen (8,8a) nach obengerichtet zum weiteren Transport auf ein Förderband (16) leiten.

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3. Sandklassiertank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenförderer (9) derart ausgebildet sind, daß die Lager (12) ihrer Schnecken jeweils am oberen Ende angeordnet sind, während das untere Ende einer jeden Schnecken nur durch ein einfaches Führungsstück (13) unterstützt ist.

4. Sandklassiertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - bezogen auf die Flußrichtung der in den Tank eingeleiteten Sand/Wasser-Mischung unmittelbar stromaufwärts des vom Einlaß am weitesten entfernt angeordneten Gefachs (8a) , welches für die feinste Sandfraktion bzw. das Feinstgut bestimmt ist, ein - bezogen auf die Längsrichtung des Tanks und die Strömungsrichtung des Sandes - querliegender Staukörper (14) zur Erleichterung des Ablagerns des Feinstguts vorgesehen ist.

5. Sandklassiertank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (14) aus zwei parallelen Platten mit Perforationen in ihren oberen Teilen besteht, durch die der Wasserdurchfluß in das Gefach (8a) für Feinstgut ermöglicht wird, wobei der Wasserdurchfluß durch das Bewegen der Platten relativ zueinander durch Verstellung des Maßes an Überlappung der entsprechenden Löcher in den Platten einstellbar ist.

6. Sandklassiertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit jedem Gefach (8,8a) zwei Schneckenförderer (9) vorgesehen sind, von denen einer zum Abtransport des klassierten Sandes und der andere zum Abtransport des nicht

klassierten Sandes bestimmt ist, daß der Schneckenförderer für den nicht klassierten Sand in Gang gesetzt wird, wenn die entsprechende Kammer so voll ist, daß sie geleert werden muß, und daß dieser Schneckenförderer mit einem Sandhöhensensor zusammenwirkt, der vorzugsweise in Form eines sich langsam drehenden plattenähnlichen Teils (17) ausgebildet ist und dessen Drehbewegung durch Berührung der Platte mit dem Sand gestoppt wird, wenn der Sand das Gefach (8,8a) füllt.

7. Sandklassiertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand eine stumpfe V-Form hat.