DE3813990A1 - Mehrstufige sortiervorrichtung zum sortieren von feststoffgemischen - Google Patents

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.