DE3706709A1 - Trennvorrichtung mit schwerkraftwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Stoffen unterschiedlicher spezifischer Gewichte, in der das Trenngut im Gegenstrom zum Strömungsmittel fließt.

Aus US-PS 27 08 517 geht eine Sortiervorrichtung hervor, bei der unterschiedliche Schwerkräfte genutzt werden und das zu sortierende oder zu trennende Gut an der Oberseite zugeführt wird, während das in der Sortier­ vorrichtung benutzte Wasser an der Unterseite der Vor­ richtung eingeleitet wird. Mit Hilfe des nach oben strö­ menden Wassers wird das Trenngut in verschiedene Frak­ tionen, je nach der Fähigkeit, der Wasserströmung Wi­ derstand zu leisten, unterteilt. Die leichtesten Be­ standteile bleiben somit an der Wasseroberfläche und werden zusammen mit dem Überlauf abgeführt, während die schwersten Bestandteile zum Boden der Vorrichtung ab­ sinken. Darüberhinaus ermöglicht diese Vorrichtung das Abscheiden einer dritten, dazwischen liegenden Mittel­ fraktion. Das geschieht dadurch, daß die Vorrichtung so aufgebaut ist, daß der untere Teil einen wesentlich kleineren Durchmesser hat als der obere Teil und die dadurch zwischen ihnen geschaffene Kegelfläche einen Unterschied im Strömungsdurchsatz hervorruft. Die drit­ te Fraktion wird aus dem von Wasser umgebenen Sortier­ abteil durch ein Abgaberohr ausgetragen. Wegen der unterschiedlichen Größe der Sammelkammern für die obere, untere und mittlere Fraktion entsteht eine Vielzahl solcher Oberflächen, auf denen sich Trenngut ansammeln kann, und das verringert von Zeit zur Zeit den Wirkungs­ grad des Trennvorganges.

Bei der Vorrichtung gemäß US-PS 28 54 136 wird ein Mi­ scher benutzt, um Proben mit verschiedenen spezifi­ schen Gewichten von den in den Proben enthaltenen schwersten Verunreinigungen abzusondern. Hierzu wird ein Gemisch aus Sand und Wasser benutzt, welches der Vorrichtung gemäß US-PS 28 54 136 zugeleitet wird. Die von den behandelten Proben im oberen Teil der Vorrich­ tung abgesonderten Verunreinigungen werden gemeinsam mit dem Gemisch aus Sand und Wasser durch eine perfo­ rierte Zwischenplatte in eine Mischerkammer geleitet, in der die einzelnen Bestandteile nach dem Zyklonprin­ zip sortiert werden. Um die Leistungsfähigkeit dieses Sortiervorganges zu verbessern, wird der Zyklontrennung mehr Wasser zugeleitet. Das hat zur Folge, daß die Vor­ richtung gemäß US-PS 28 54 136 einen sehr komplizierten Aufbau hat und nur zum gegenseitigen Trennen bestimmter Arten von Stoffen geeignet ist.

Die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung 32 10 972 betrifft eine Trennvorrichtung, in der zu reinigendes Material in aufeinanderfolgenden, in Reihe geschalteten Trennkammern in eine Wirbelströmung versetzt wird. Mit Hilfe der Wirbelströmung können die in diesem Schlamm enthaltenen verschiedenen Bestandteile mit verschiede­ nen spezifischen Gewichten voneinander getrennt werden. Da diese bekannte Vorrichtung zum Erzielen einer vor­ teilhaften Trennleistung mehrere, in Reihe miteinander verbundene Kammern erfordert, ist natürlich viel Raum für die Vorrichtung nötig, und ihr Betrieb ist teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung von Nachteilen des Standes der Technik eine einfachere Trennvorrichtung zu schaffen, die nicht nur klein ist sondern auch wirtschaftlich betrieben werden kann. Das Trennen soll dabei auf der Basis der Schwerkraftwirkung erfolgen und das Trenngut im Gegenstrom zu dem für das Verfahren benutzten Strömungsmittel zugeführt werden.

Die wesentlichen neuen Merkmale der Erfindung gehen aus Anspruch 1 hervor.

Gemäß der Erfindung wird das Strömungsmittel am Boden der Vorrichtung in mindestens zwei Hauptströmungsrohre von im wesentlichen gleichem Durchmesser eingeleitet. Das Trenngut wird in den oberen Teil der Vorrichtung ge­ mäß der Erfindung eingeführt, und dieser obere Teil ist vorzugsweise gleichförmig und gemeinsam für alle Strö­ mungsleitungen vorgesehen. Beim Zusammentreffen des Strömungsmittels mit dem Trenngut wird das Trenngut mit Hilfe von Änderungen des Strömungsdurchsatzes des Strö­ mungsmittels in mindestens drei getrennte Fraktionen sortiert. Die leichtesten Bestandteile unter diesen Fraktionen werden aus der Trennvorrichtung gemeinsam mit dem Überlauf im oberen Teil der Vorrichtung abgege­ ben, während die schwersten Bestandteile durch den unteren Teil der Vorrichtung ausgetragen werden. Die Bestandteile der dazwischen liegenden Fraktion oder Mittelfraktion werden durch ein seitliches Strömungs­ rohr abgeführt, welches in den eigentlichen Strömungs­ rohren gebildet ist. Der Strömungsdurchsatz des Strö­ mungsmittels wird im Seitenströmungsrohr im wesentli­ chen auf dem gleichen Wert gehalten, wie er im eigent­ lichen Strömungsrohr unmittelbar unterhalb der Strö­ mungseinmündung der seitlichen Leitung vorherrscht. Da­ mit wird die Zwischenfraktion zunächst veranlaßt, im Strömungsmittel bis in die Nähe der Einmündung des Sei­ tenströmungsrohres abzusinken und dann durch dasselbe aus der Behandlung entzogen zu werden, weil oberhalb der Mündung des Seitenströmungsrohres das eigentliche Strömungsrohr zu dem allen Strömungsrohren gemeinsamen, gleichförmigen, oberen Teil der Vorrichtung erweitert ist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungs­ mittels wesentlich absinkt.

Wenn gemäß der Erfindung mindestens zwei Strömungsrohre benutzt werden, kann deren Durchmesser ziemlich klein gewählt werden, wodurch eine im wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, die für eine gute Trennleistung nötig ist. Bei einem Strömungsrohr mit kleinem Durchmes­ ser wird außerdem ein hoher Strömungsdurchsatz erzielt, und das ermöglicht beträchtliche Unterschiede in den Strömungsgeschwindigkeiten beim Transport der getrenn­ ten Fraktionen. Damit läßt sich auch leicht die Anzahl gewünschter Fraktionen erhöhen, indem mehr seitliche Strömungsrohre auf verschiedener Höhe an das eigentli­ che Strömungsrohr angeschlossen werden.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaf­ ten Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine seitliche Ansicht eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Ein Strömungsmittel 1 wird im wesentlichen senkrechten Hauptströmungsrohren 2 durch Leitungen 3 zugeführt, die in der Nähe des unteren Endes an die Hauptströmungsrohre 2 angeschlossen sind. Trenngut 4 wird in ein allen Strömungsrohren gemeinsames, gleichförmiges Oberteil 5 aufgegeben, und die leichtesten Bestandteile des Trenn­ gutes werden als Überlauf aus demselben zur weiteren Behandlung mittels eines Fördermittels 8 abgegeben. Das übrige Trenngut beginnt, im Strömungsmittel 1 abzusin­ ken. Während das Trenngut 4 aus dem gleichförmigen Oberteil 5 abgegeben wird, welches für alle Strömungs­ rohre gemeinsam vorgesehen ist, und in die eigentlichen Hauptströmungsrohre 2 gelangt, nimmt die Strömungsge­ schwindigkeit des Strömungsmittels 1 gegenüber dem Trenngut zu. Die verbliebenen, leichtesten Bestandteile des Trenngutes 4 sinken wegen des in geeigneter Weise gewählten Strömungsmittels nicht mehr weiter ab. Insbe­ sondere ist für diese Bestandteile an das Hauptströ­ mungsrohr 2 ein Seitenströmungsrohr 6 angeschlossen, dessen Durchmesser kleiner ist und das mit dem Haupt­ strömungsrohr 2 einen Winkel von 30° bis 60°, vorteilhaf­ terweise einen Winkel zwischen 40° und 50° einschließt. In das Seitenströmungsrohr 6 wird die schwebende Mit­ telfraktion dadurch eingeleitet, daß die Strömungsge­ schwindigkeit des Strömungsmittels innerhalb des Seiten­ strömungsrohres auf dem gleichen Wert gehalten wird, wie er im eigentlichen Hauptströmungsrohr 2 dort vorherrscht, wo das Strömungsmittel sich der Mündung des Seitenströ­ mungsrohres nähert. Die gewonnene Mittelfraktion wird auf dem Wege über einen Überlaufbehälter 9 einer weite­ ren Behandlung zugeführt.

Die im Trenngut 4 enthaltenen schwersten Bestandteile sinken allerdings weiterhin ab und werden am Boden der Hauptströmungsrohre 2 auf ein Fördermittel 7 abgegeben und einer weiteren Behandlung zugeleitet. Bei der Über­ gabe an das Fördermittel 7 wird das Strömungsmittel 1 vom Trenngut abgeführt. Das Strömungsmittel 1 wird auch von den anderen gewonnenen Fraktionen abgeführt, ehe diese über ein Fördermittel 8 bzw. den Überlaufbehälter 9 weiteren Behandlungen zugeleitet werden. Das Strömungs­ mittel 1 wird bei der Abgabe aus dem Trenngut wiederge­ wonnen und kann in dem Verfahren im Umlauf benutzt werden.

Es ist vorteilhaft, als Strömungsmittel beispielsweise Wasser, ein Gemisch aus Ferrosilizium und Wasser oder ein ähnliches Mittel zu benutzen, je nachdem welche Strömungsbedingungen in den Strömungsrohren angesichts des zu behandelnden Gutes erwünscht sind. Außerdem kann die Anzahl Strömungsrohre mit Vorteil je nach der sich ändernden Kapazität unterschiedlich gewählt werden. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich also unab­ hängig von Kapazitätserfordernissen für eine große An­ zahl unterschiedlicher Stoffe.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Sortieren von Stoffen unter­ schiedlicher spezifischer Gewichte, in der das Trenngut im Gegenstrom zum Strömungsmittel geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie minde­ stens zwei Hauptströmungsrohre (2) mit im wesentlichen gleichem Durchmesser aufweist, und daß das Trenngut (4) mit Hilfe von an die Hauptströmungsrohre (2) angeschlos­ senen Seitenströmungsrohren (6) in mindestens drei ver­ schiedene Fraktionen aufgeteilt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt­ strömungsrohre (2) an der Oberseite miteinander in Ver­ bindung stehen und ein gemeinsames, gleichförmiges Ober­ teil (5) zum Zuführen und Sortieren des Trennguts bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle an die Hauptströmungsrohre (2) angeschlossenen Seitenströmungs­ rohre (6) einen gleichgroßen Durchmesser haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer der Seitenströmungsrohre (6) kleiner ist als der der Hauptströmungsrohre (2).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ strömungsrohre (6) als Abscheider für die Mittelfraktion des Trennguts (4) dienen.