DE3813990A1 - Mehrstufige sortiervorrichtung zum sortieren von feststoffgemischen - Google Patents
Mehrstufige sortiervorrichtung zum sortieren von feststoffgemischenInfo
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- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Sortiervorrichtung
zum Sortieren von Feststoffgemischen mit stückigen,
körnigen und pulverförmigen Bestandteilen mit
unterschiedlichen spezifischen Gewichten, wie z.B.
Kohle-Bergegemische oder Erz- bzw. Edelerzsteingemische
in Leicht- und Schwergut.
Beim Sortieren mit einer Vorrichtung dieser Art wird die
unterschiedliche Dichte der Feststoffkomponenten in einem
trockenen Gemenge zum Trennen genutzt. Bei den üblichen
kastenartigen Vorrichtungen zum Trockensortieren wird
während des Betriebes die gesamte Vorrichtung in Schwingungen
versetzt und durch das Einleiten eines regulierbaren
pulsierenden Luftstromes im Behandlungsraum eine
Wirbelschicht erzeugt. Die spezifisch leichteren Teilchen
werden dabei durch den pulsierenden Luftstrom höher
gehoben und gelangen infolge der Schwingbewegungen in
einen Überlauf, während sich die spezifisch schwereren
Teilchen am Boden auf einem Sieb absetzen. Die mit solchen
Vorrichtungen erzielbare Trennung ist aus verschiedenen
Gründen noch nicht zufriedenstellend. So ist beispielsweise
dann eine scharfe Trennung nicht erreichbar, wenn die
Dichtedifferenz zwischen den voneinander zu trennenden
Komponenten verhältnismäßig gering ist. Vielfach bereitet
der Betrieb solcher Sortiervorrichtungen Schwierigkeiten,
wenn eine kontinuierliche Beschickung mit Behandlungsgut
nicht gewährleistet ist. Außerdem haben kastenartige
Sortiervorrichtungen einen verhältnismäßig großen
Platzbedarf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Sortiervorrichtung bereitzustellen, die auch bei geringen
spezifischen Gewichtsunterschieden zwischen den zu
trennenden Teilchen eine scharfe Trennung in Leicht- und
Schwergut ermöglicht, die eine hohe Funktionssicherheit
besitzt, einfach zu betreiben und wirtschaftlich
einsetzbar ist. Weiterhin soll sich die Sortiervorrichtung
durch einen geringen Platzbedarf auszeichnen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer Sortiervorrichtung
der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß zur Aufnahme
des Sortiergutes ein aufrechtstehender schlanker Behälter
vorgesehen ist, der sich zusammensetzt aus einem oberen
zylindrischen Behälterabschnitt, einem mittleren, nach
unten konisch sich verjüngenden Behälterabschnitt und einem
unteren zylindrischen Behälterabschnitt, wobei der Behälter
als Ganzes mittels elastischer Stützelemente wie Federn oder
dergleichen schwingfähig gelagert ist und mittels
Schwingungserreger in lineare Schwingungen mit etwa quer
zur Waagerechten verlaufender Schwingachse versetzbar ist,
daß am unteren Ende des oberen Behälterabschnittes an einer
Öffnung in der Behälterwand ein nach oben ragender
Aufgabeschacht angeschlossen ist, der einen in Höhe des
oberen Endes des oberen Behälterabschnittes liegenden
Aufgabetrichter aufweist, daß am oberen Ende des oberen
Behälterabschnittes eine Abzugsrinne für Leichtgut
angeschlossen ist, daß am unteren Behälterabschnitt mittels
einer Flanschverbindung ein Auffangbehälter befestigt ist,
der von einem zentralen Rohrkörper durchsetzt ist, der an
seinem oberen Ende einen in der Trennebene zwischen der
Flanschverbindung eingespannten Siebring durchdringt und bei
dem an seinem unteren Ende ein steuerbares Verschlußorgan
vorgesehen ist, daß an den Wandungen des Auffangbehälters
und des gegenüber dem Auffangbehälter verlängerten
Rohrkörperteils je ein nach oben ansteigendes Luftzufuhrrohr
befestigt ist und daß am Boden des Auffangbehälters ein
Rohrstutzen für den Austrag von Feingut angebracht ist.
Die Vorteile, die durch die Erfindung erzielbar sind,
beruhen vor allem darauf, daß bei der neuen
Sortiervorrichtung auf einer relativ kleinen Grundfläche
in übereinander liegenden Stufen eine mehrfache
Beeinflussung und damit äußerst wirksame und scharfe
Trennung des Behandlungsgutes erreichbar ist. Zur
Wirbelschichterzeugung werden am unteren Ende der
Vorrichtung über zwei Zufuhrrohre pulsierende Luftströme
eingeleitet, die unabhängig voneinander regelbar sind.
Innerhalb des Behälters entsteht auf diese Weise ein
aufwärts gerichteter pulsierender Luftstrom, der
unterstützt durch die Schwingungen des Behälters das
Feststoffgemisch auflockert und den Transport des
Leichtgutes in den Kopfteil des Behälters bewirkt, aus
dem das Leichtgut über eine Abzugsrinne den Behälter
verläßt. Die aufströmende Luft hat im unteren
Behälterabschnitt zunächst eine verhältnismäßig hohe
Geschwindigkeit, die sich dann im mittleren
Behälterabschnitt infolge der Querschnittserweiterung
entsprechend verringert. Im oberen Behälterabschnitt strömt
die Luft dann mit dieser verringerten Geschwindigkeit etwa
gleichförmig pulsierend ins Freie. In
den drei übereinander liegenden Behälterabschnitten ist
somit das Behandlungsgut unterschiedlichen
Luftgeschwindigkeiten ausgesetzt.
Das Schwergut setzt sich hierbei nach unten ab und gelangt
in den zentralen Rohrkörper, der ebenfalls von einem
aufwärts gerichteten pulsierenden Luftstrom relativ hoher
Geschwindigkeit durchströmt wird, der im Rohrkörper als
vierte Behandlungsstufe eine Nachsortierung bewirkt. Sobald
sich im Rohrkörper eine vorgegebene Menge Schwergut
angesammelt hat, wird der bis dahin am unteren Ende
verschlossene Innenraum geöffnet, so daß das Schwergut
abfließen kann. Danach wird der Rohrkörper wieder
verschlossen und nach erneuter Ansammlung der vorgegebenen
Menge an Schwergut erneut geöffnet und so weiter. Das
jeweilige Entleeren des Rohrkörpers erfolgt automatisch in
Abhängigkeit von der Gewichtsbelastung des Behälters.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Sortiervorrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So ist der Behälter vorteilhafterweise über einen Rahmen an
wenigstens drei Punkten auf Federn schwingfähig gelagert.
Dabei sind die Schwingungserreger etwa in Höhe der
waagerechten Schwerpunktsebene der Vorrichtung vorzugsweise
seitlich am Behälter angebracht. Verwendbar sind hierfür
an sich bekannte Schwingungserreger, die sich zum Erzeugen
einer linearen Schwingung eignen.
Vorteilhaft ist es, die Schwingachse leicht zu neigen und
etwa durch den Schwerpunkt der Vorrichtung zu legen; die
Neigung gegenüber der Senkrechten kann ca. 22° betragen.
Um den Austrag des Leichtgutes zu fördern, wird die
Schwingachse so angeordnet, daß sie in Richtung auf die
Abzugsrinne geneigt ist.
Um nach der Aufgabe des Sortiergutes Stockungen nach
Möglichkeit zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den
Aufgabeschacht eingangsseitig mit einem größeren Querschnitt
auszubilden und ihn zur Mündung hin bis auf die Größe des
Eintrittsquerschnittes gleichmäßig verjüngt auszubilden.
Vorteilhafterweise wird im Aufgabetrichter ein Grobsieb
vorgesehen, um so ein unerwünschtes Verstopfen der
Vorrichtung durch Feststoffe mit zu großen Abmessungen zu
verhindern.
Die selbsttätige Auf- und Zusteuerung des Verschlußorgans
am unteren Ende des Rohrstückes kann zweckmäßigerweise auf
folgende Weise ausgeführt werden. So kann an geeigneter
Stelle ein mit dem Fundament der Vorrichtung verbundener
elektrischer Schalter vorgesehen werden, der bei einer
durch eine bestimmte Gewichtsbelastung des Behälters
gegenüber der Ausgangslage sich einstellenden verringerten
Höhenlage betätigt wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer mehrstufigen
Sortiervorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht der
Sortiervorrichtung im Schnitt,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Sortiervorrichtung
in Richtung auf die Abzugsrinne,
Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung und
Fig. 4 einen Ausschnitt A der Fig. 1 in einem
größeren Maßstab.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Behälter
einen kreisrunden Querschnitt. Es ist aber auch eine andere
Querschnittsform möglich. Er kann aus Stahl oder einem
anderen Metall hergestellt sein.
Der aufrecht-stehende schlanke Behälter setzt sich zusammen
aus einem oberen zylindrischen Behälterabschnitt (1), einem
an seinem unteren Ende sich anschließenden nach unten
konisch sich verjüngenden mittleren Abschnitt (2) und einem
unteren zylindrischen Abschnitt (3). Der Behälterabschnitt
(1) ist an seinem oberen Ende offen; er kann aber auch
verschlossen sein. In der Nähe des oberen Endes ist in der
Seitenwandung im Anschluß an eine entsprechende Ausnehmung
eine Abzugsrinne (5) mit geneigtem Boden (5 a) befestigt.
Am unteren Ende des unteren zylindrischen
Behälterabschnittes (3) ist mit Hilfe einer
Flanschverbindung (6) ein Auffangbehälter (7) mit etwa
gleichem Durchmesser wie der untere Behälterabschnitt (3)
befestigt. Zwischen den miteinander verspannten Flanschen
der Flanschverbindung (6) ist ein Ringsieb (8) eingespannt,
welches eine zentrale Öffnung enthält. Die zentrale Öffnung
ist ausgefüllt von dem Ende eines Rohrkörpers (9), der den
Auffangbehälter (7) zentrisch durchsetzt und gegenüber dem
Boden (10) desselben mit einem freiliegenden Rohrstück (9 a)
vorsteht.
In der Wandung des Auffangbehälters (7) ist ein nach oben
ansteigendes Luftzufuhrrohr (11) befestigt. Ein weiteres,
ebenfalls nach oben ansteigendes Luftzufuhrrohr (12) ist in
der Wandung des Rohrstückes (9 a) befestigt. Die aufsteigende
Anordnung der Luftzufuhrrohre (11, 12) verhindert ein
Eindringen von Behandlungsgut. Am unteren Ende des
Rohrkörpers (9) ist ein Verschlußorgan (13), wie z.B. eine
Schleuse, ein Quetschventil oder ein Schieber angeordnet,
mittels dessen der Durchgang vom Rohrkörper (9) nach außen
freigegeben oder versperrt werden kann.
Für das Beschicken der Vorrichtung mit Sortiergut ist am
unteren Ende des Behälterabschnitts (1) ein schräg nach oben
ragender Aufgabeschacht (14) befestigt, dessen Querschnitt
sich nach oben trichterartig erweitert. Bei dem
Ausführungsbeispiel hat der Aufgabeschacht einen
Rechteckquerschnitt. Auf das Ende des Aufgabeschachtes (14)
ist ein Aufgabetrichter (15) aufgesetzt, der den Kopf des
Behälterabschnittes (1) in der Höhe überragt und in dem sich
ein Grobsieb, beispielsweise ein Drahtnetz, eine Lochplatte
oder dergleichen, befindet.
Wie die Detailansicht A in Fig. 4 zeigt, sind zur
Verspannung der Flanschverbindung (6) Schraubenbolzen (17)
vorgesehen. Wie die Zeichnungen ferner erkennen lassen, ist
am Boden (10) des Auffangbehälters (7) ein nach unten
gerichteter Rohrstutzen (18) befestigt.
Für die schwingfähige Lagerung des Behälters ist eine Art
Rechteckrahmen (19) vorgesehen, der aus Winkeleisen gebildet
ist und den oberen Behälterabschnitt (1) umschließt. Über
diesen Rahmen (19) ist die Vorrichtung mit Hilfe von an den
Rahmenecken angeordneten Federn (20) auf einem nicht
dargestellten Fundament gelagert. Bei Erreichen einer
vorgegebenen Gewichtsbelastung des Behälters durch das
aufgegebene Sortiergut nimmt der Behälter durch das
Nachgeben der Federn (20) eine entsprechend verringerte
Höhenlage ein. Diese Abwärtsbewegung kann dazu benutzt
werden, einen elektrischen Endschalter (21) zu betätigen,
der das Abschlußorgan (13) im Sinne einer Aufhebung der
Absperrung des Rohrstückes (9) und umgekehrt steuert.
Um die Vorrichtung in eine lineare, zur Senkrechten geneigt
verlaufende Schwingung zu versetzen, sind seitlich des
Behälters Schwingungserreger (22) in einer an sich bekannten
Ausführung angebracht. Die Schwingungserreger (22) sind
hinsichtlich ihrer räumlichen Lage so orientiert, daß die
Schwingachse (23) in Richtung auf die Abzugsrinne (5)
geneigt ist.
Während des Betriebes der mehrstufigen Sortiervorrichtung
werden über die Luftzufuhrrohre (11, 12) pulsierende
Luftströme zugeführt, die den Erfordernissen entsprechend
hinsichtlich Menge, Druck und Frequenz veränderbar sind.
Einrichtungen dieser Art sind bekannt. Beide Luftströme
vereinigen sich im unteren Behälterabschnitt (3) zu einem
gemeinsamen, aufwärts gerichteten pulsierenden Luftstrom,
der bis in den Kopf des oberen Behälterabschnittes (1)
wirksam ist. Der durch den Behälter von unten nach oben
strömende intensive Luftstrom lockert das Sortiergut auf
und erzeugt ein Wirbelbett. Unterstützt wird dieses
Auflockern durch die Schwingungen hoher Frequenz. Das
Leichtgut wird dabei vom pulsierenden Luftstrom getragen
und in Richtung zur Abzugsrinne (5) befördert. Das
Schwergut sinkt dagegen schnell nach unten und gelangt
hier in das Rohrstück (9, 9 a). Durch eine gewichtsabhängige
Schaltung mit Hilfe des Endschalters (21) wird das
Abschlußorgan (13) von Zeit zu Zeit geöffnet, so daß das
im Rohrstück (9) angesammelte Schwergut nach unten austreten
kann.
Der aufwärts gerichtete pulsierende Luftstrom hat in den
übereinander liegenden Behälterabschnitten (1, 2 u. 3)
unterschiedliche Geschwindigkeiten und kann somit mit
unterschiedlichen Intensitäten auf das Behandlungsgut
einwirken. Das im Rohrstück (9, 9 a) befindliche Schwergut
wird dabei durch den hier einwirkenden Luftstrom, der eine
relativ hohe Geschwindigkeit hat, nachsortiert. Soweit
Feingut durch das Ringsieb (8) in den Auffangbehälter (7)
gelangt, wird es von hier durch den Stutzen (18) ausgeblasen.
Bei geeigneter gegenseitiger Abstimmung der pulsierenden
Luftströme und der mechanischen Schwingungen ergibt sich im
Fließbett ein Schwimm-Sinkvorgang, der eine scharfe Trennung
zwischen Leicht- und Schwergut auch bei geringen
Unterschieden der spezifischen Gewichte ermöglicht.
Claims (8)
1. Mehrstufige Sortiervorrichtung zum Sortieren von
Feststoffgemischen mit stückigen, körnigen und
pulverförmigen Bestandteilen mit unterschiedlichen
spezifischen Gewichten, wie z.B. Kohle-Bergegemische
oder Erz- bwz. Edelerzsteingemische, in Leicht- und
Schwergut, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des
Sortiergutes ein aufrechtstehender schlanker Behälter
vorgesehen ist, der sich zusammensetzt aus einem oberen
zylindrischen Behälterabschnitt (1), einem mittleren,
nach unten konisch sich verjüngenden Behälterabschnitt (2)
und einem unteren zylindrischen Behälterabschnitt (3), wobei
der Behälter als Ganzes mittels elastischer Stützelemente
wie Federn (20) oder dergleichen schwingfähig gelagert ist
und mittels Schwingungserreger (22) in lineare Schwingungen
mit etwa quer zur Waagerechten verlaufender Schwingachse
versetzbar ist, daß am unteren Ende des oberen
Behälterabschnittes (1) an einer Öffnung in der Behälterwand
ein nach oben ragender Aufgabeschacht (14) angeschlossen
ist, der einen in Höhe des oberen Endes des oberen
Behälterabschnittes liegenden Aufgabetrichter (15) aufweist,
daß am oberen Ende des oberen Behälterabschnittes (1) eine
Abzugsrinne (5) für Leichtgut angeschlossen ist, daß am
unteren Behälterabschnitt (3) mittels einer
Flanschverbindung (6) ein Auffangbehälter (7) befestigt
ist, der von einem zentralen Rohrkörper (9) durchsetzt ist,
der an seinem oberen Ende einen in der Trennebene zwischen
der Flanschverbindung (6) eingespannten Siebring (8)
durchdringt und bei dem an seinem unteren Ende ein
steuerbares Verschlußorgan (13) vorgesehen ist, daß an den
Wandungen des Auffangbehälters (7) und des gegenüber dem
Auffangbehälter (7) verlängerten Rohrkörperteils (9 a) je
ein nach oben ansteigendes Luftzufuhrrohr (11 bzw. 12)
befestigt ist und daß am Boden (10) des Auffangbehälters (7)
ein Rohrstutzen (18) für den Austrag von Feingut angebracht
ist.
2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Behälter über einen Rahmen (19)
an wenigstens drei Punkten auf Federn (20) gelagert ist.
3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingungserreger (22) etwa in
Höhe der waagerechten Schwerpunktsebene der Vorrichtung
vorzugsweise seitlich am Behälter angebracht sind.
4. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse etwa durch den
Schwerpunkt der Vorrichtung verläuft und gegenüber der
Senkrechten um ca. 22° geneigt ist.
5. Sortiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingachse (23) in Richtung auf
die Abzugsrinne (5) geneigt ist.
6. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabeschacht (14) zur
Mündung hin gleichmäßig verjüngt ausgebildet ist.
7. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß im Aufgabeschacht (15) ein
Grobsieb (16) angeordnet ist.
8. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein am Fundament der Vorrichtung
gelagerter elektrischer Schalter (21) vorgesehen ist, der
bei einer durch eine bestimmte Gewichtsbelastung des
Behälters gegenüber der Ausgangslage sich einstellenden
verringerten Höhenlage schaltbar ist und das Öffnen und
Schließen des Verschlußorgans (13) bewirkt.
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