DE517960C - Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gemischen verschiedener Koernung nach dem Sedimentationsverfahren - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Zerlegung von Gemischen verschiedener Körnung nach dem Sedimentationsverfahren. Es handelt sich dabei um die Korngrößenbestimmung, z. B. bei Zementen, darüber hinaus aber allgemein auch um die Trennung einzelner Korngrößen voneinander, wobei auch gleichzeitig eine Trennung von Stoffen mit verschiedenem spezifischem Gewicht herbeigeführt werden kann. In dem Falle, daß die Suspension einer ruhenden Flüssigkeitssäule zugeführt wurde, bestand immer die Gefahr, daß die Suspension als Ganzes durch die Sedimentationsflüssigkeit hindurchschoß, d. h. sich unmittelbar einen Weg zu dem unteren Teil des Sedimentationsraumes bahnte. Auch sonst wurde es gerade bei dem Absetzen feiner Körnungen als Übelstand empfunden, daß die Sedimentation verhältnismäßig viel Zeit erforderte.

Erfindungsgemäß werden diese Übelstände dadurch beseitigt, daß man die Sedimentationsflüssigkeit von unten nach oben zunehmend erwärmt.

Es ist bekannt, bei der Abscheidung von Wasser aus schlammhaltigen Flüssigkeiten diese im oberen Teile des Klärgefäßes zu erwärmen.

Die Erwärmung kann durch Anordnung geeigneter Wärmevorrichtungen von innen oder von außen erfolgen. Es kann mit flüssigen Wärmemitteln gearbeitet oder elektrische Heizung vorgenommen werden. Das Erwärmen der Sedimentationsflüssigkeit von unten nach oben zunehmend kommt sowohl bei Sedimentation in einer ruhenden Flüssigkeitssäule als auch bei Sedimentation in einem Flüssigkeitsstrom in Frage.

Vorteilhaft führt man den jeweils sedimentierten Teil durch einen besonderen Flüssigkeitsstrom ab, welcher in den unteren Teil der in Ruhe befindlichen Sedimentationssäule, aber oberhalb des sedimentierten Gutes eintritt.

Zur Ausführung des Verfahrens bedient man sich beispielsweise eines Sedimentationsflüssigkeitsbehälters, bei welchem übereinander für sich regelbare Heizvorrichtungen und unten eine Sammelvorrichtung für das sedimentierte Gut angeordnet sind. In der Zeichnung ist eine derartige Ausführungsform wiedergegeben.

Abb. ι zeigt eine Vorrichtung in Rückansicht, Abb. 2 die gleiche in Seitenansicht,

Abb. 3 eine Aufgabevorrichtung für die Einführung des zu sedimentierenden Gutes in den Sedimentationsbehälter nach Abb. 1,

Abb. 4 eine Feststellvorrichtung für das Aufgabegerät nach Abb. 3.

In Abb. ι und 2 ist α das Sedimentationsrohr, unterhalb dessen sich die Aufnahmevorrichtung c für die absinkenden Fraktionen

befindet. Das Sedimentationsrohr α ist durch eine Reihe von elektrischen Heizvorrichtungen bj z.B. durch in Asbestpapier eingebettete Drahtwicklungen, in mehrere Abschnitte, in diesem Falle io, eingeteilt. Die Heizvorrichtungen sind beispielsweise so gegeneinander abgestimmt, daß durch das Beheizen zunächst ein Temperaturgefälle von io° G, das sich auf die ganze Länge des Sedimentationsrohr es verteilt, herbeigeführt wird. Dieses Temperaturgefälle bewirkt, daß immer eine etwas wärmere und damit spezifisch leichtere Flüssigkeitsschicht über einer etwas kälteren, also schwereren gelagert ist. Dadurch wird ungewollten Strömungserscheinungen innerhalb der Flüssigkeitssäule entgegengetreten.

Vorteilhaft ordnet man die Heizvorrichtungen in der Art an, daß nach Herstellung eines bestimmten Temperaturgefälles, etwa von io° C, der oberste Teil der Sedimentationsflüssigkeit allein weiter beheizt wird, so daß dieser einen größeren Temperaturunterschied aufweist, z. B. um 20⁰ C höher erwärmt ist als die erwärmte Flüssigkeit darunter. Beispielsweise nimmt man die Beheizung elektrisch in der Weise vor, daß bei Ausschaltung einzelner Heizvorrichtungen durch Einschaltung von Vorschaltwiderständen die Abgabe gleicher Wärmemengen der im Betrieb verbleibenden Heizvorrichtungen bewirkt wird,

Führt man das zu sedimentierende Gut suspendiert in die vorgewärmte, im Sedimentationsr'ohr befindliche Flüssigkeit ein, dann findet nur im oberen Teil des Sedimentationsraumes eine Vermischung statt, und da infolge der höheren Temperatur die obere Schicht spezifisch leichter ist als die darunter befindliche, so daß auch die entstehende Suspension noch spezifisch leichter bleibt, wenigstens nicht schwerer wird, unterbleibt ein Durchschießen der Suspension, und die einzelchen Körnchen sinken durch eine praktisch ruhende Flüssigkeitssäule hindurch nach unten.

Um ein z\usfließen der Sedimentationsflüssigkeit zu verhindern, wird zweckmäßig das Sedimentationsrohr oben luftdicht verschlossen, ζ. Β. durch einen Gummistopfen. Nunmehr kann das Auslaufende des Sedimentationsrohres geöffnet werden. Zum Austragen des sedimentierten Gutes empfiehlt sich die Einschaltung eines besonderen Flüssigkeitsstromes, welcher durch das Rohrsystem d, e, f geleitet wird. Die Verbindung zu dem konischen Auslaufstutzen c hin erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die Flüssigkeit durch / tangential in den Auslaufstutzen eintritt.

Durch die Anordnung der kapillaren Leitung e läßt sich der Abflußstrom derart regulieren, daß das sedimentierte Gut mit der Flüssigkeit tropfenweise austritt.

Bevor man die Entnahme des sedimentierten Gutes unterbricht, leitet man zweckmäßig den Abflußstrom kurze Zeit über das weitere RaKr d, so daß durch Wirbelerzeugung in c die Mitnahme alkr in c sedimentierten Teilchen gesichert ist.

Zur Aufgabe der Suspension benutzt man vorteilhaft die in Abb. 3 wiedergegebene Aufgabevorrichtung, bestehend aus einem allseitig geschlossenen Zylinder i, beispielsweise aus Messing oder anderem Metall bzw. einer Metallegierung, mit einem beweglichen Boden k. Der Boden k ist konusartig gestaltet und steht durch einen Stab/ mit einem außerhalb befindlichen federnden und feststellbaren Knopf to. in Verbindung, durch den Schließen und öffnen des Bodens bewirkt werden kann. Die Feststellung des Knopfes erfolgt mittels eines am Stab befindlichen Stiftes, welcher in einer Führung eines mit dem Zylinder i fest verbundenen Rohres η sitzt (s. Abb. 4).

Mittels des Stopfens q ist die Einfüllöffnung p luftdicht abgeschlossen. Durch Anbringung der Ringfläche 0 kann das Aufgabegefäß in den Sedimentationsflüssigkeitsbehälter oben eingehängt werden. Unter Umständen bildet man die Einhängevorrichtung derart aus, daß ein luftdichtes Einsetzen in die obere Öffnung des Sedimentationsraumes möglieh ist, und sorgt vorteilhaft auch dafür, daß der eingesetzte Aufgabebehälter in den Bereich der obersten Heizvorrichtung gelangt. Dadurch wird erreicht, daß die in den Sedimentationsraum einzubringende Suspension bereits die Temperatur der obersten Schicht der Sedimentationsflüssigkeit besitzt. Durch Druck auf den Knopf m kann aus dem Aufgabebehälter die Suspension in den Sedimentationsraum eintreten.

Das Vorwärmen der Suspension in dem Aufgabebehälter kann auch in der Weise geschehen, daß man das Aufgabegerät in die oberste am stärksten erwärmte Schicht der Sedimentationsflüssigkeit einhängen läßt.

Die Zutrittsöffnungen des Austragstromes für das sedimentierte Gut können unter Umständen in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sein.

Die vorstehend ausführlich beschriebene Apparatur ist beispielsweise besonders zur Feinkörnungsbestimmung bei Zementen geeignet, wobei man sich als Sedimentationsflüssigkeit des Alkohols bedient.

Zum Abtrennen bestimmter Körnungen aus Gemischen kann man auch Vorrichtungen benutzen, bei denen der Sedimentationsraum Zu- und Abflußöffnungen für die Sedimenta-

tionsflüssigkeit besitzt, so daß oberhalb einer in Ruhe befindlichen Sedimentationssäule ein Flüssigkeitsstrom geführt werden kann, welcher das zu sedimentierende Gut einführt und je nach seiner Geschwindigkeit mehr oder weniger große Mengen des niedersinkenden Gutes an die ruhende Flüssigkeitssäule abgibt, die nicht sedimentierenden Teile aber aus dem Behälter abführt. Eine Verlangsatnung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes in dem Sedimentationsraum kann dadurch erreicht werden, daß man wenigstens den Teil des Sedimentationsraumes, welcher von dem Flüssigkeitsstrom durchflossen wird, gegenüber der Zuleitung für den Flüssigkeitsstrom weit gestaltet. Man sorgt zweckmäßig dafür, daß der Flüssigkeitsstrom innerhalb des Sedimentationsraumes die Temperatur der obersten Schicht der ruhenden Sedimentationssäule aufweist. Wenn gewünscht, kann durch Überleiten nach einem zweiten Sedimentationsraum in derselben Weise die Abtrennung weiterer Körnungen bewirkt werden. Vorteilhaft ordnet man die Abflußöffnung höher an als die Einflußöffnung.

Das neue Verfahren ist auch anwendbar unter Vermeidung einer ruhenden Sedimentationssäule, beispielsweise in der Weise, daß man die Suspension in den unteren Teil des Sedimentationsraumes einführt und oben austreten läßt. Auf dem Wege durch den Sedimentationsraum findet dann ein Erwärmen der das zu sedimentierende Gut enthaltenden Flüssigkeit statt, wodurch der Sedimentationsprozeß beschleunigt wird. Man kann zur Erfassung bestimmter Korngrößen in dieser Weise das suspendierte Gut nacheinander durch mehrere Sedimentationsräume treten lassen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, aus einem Sedimentationsraum mehrere Korngrößen gesondert zu entnehmen, indem man in dem Sedimentationsraum in verschiedenen Höhen Flächen anordnet, die sedimentierendes Gut aufnehmen und an den Seiten des Sedimentationsraumes in entsprechender Höhe angeordneten Austrittsöffnungen zuführen. Beispielsweise kann man den Sedimentationsraum unterteilen und, etwa in der Mitte, verhältnismäßig enge Durchtrittsöffnungen für die nach oben strömende Flüssigkeit lassen, so daß infolge der aufwärts gerichteten Strömung im oberen Räume sedimentierendes Gut nicht durch die öffnung zum unteren Raum gelangen kann. Wenn erforderlich, verringert man im oberen Sedimentationsraum durch dessen Erweiterung die Strömungsgeschwindigkeit, um in diesem Teil dem Gut hinreichend Gelegenheit zum Niedersinken zu geben. Dadurch, daß die in die oberen Absatzräume gelangende Flüssigkeit stärker erwärmt wird und infolgedessen eine geringere Dichte aufweist, setzen sich die dorthin gelangten feinen Körnungen verhältnismäßig schnell ab, so daß durch zweckentsprechende Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit in dem gegebenenfalls mehrfach unterteilten Sedimentationsraum oben praktisch die reine Sedimentationsflüssigkeit austreten kann bzw. eine Flüssigkeit, die nur noch einen spezifisch leichteren Stoff, mit dem das sedimentierte Gut vermischt war, mitbringt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zerlegung von Gemischen verschiedener Körnung nach dem Sedimentationsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Sedimentationsflüssigkeit eine von unten nach oben zunehmende Erwärmung gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils sedimentierte Teil durch einen Flüssigkeitsstrom abgeführt wird, der in den unteren Teil einer in Ruhe befindlichen Sedimentationsflüssigkeitssäule oberhalb des sedimentierten Gutes tritt und nach unten abgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im aufwärts gerichteten Flüssigkeitsstrom die Sedimentation erfolgt.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 3, bestehend in einem Sedimentationsflüssigkeitsbehälter mit übereinander angeordneten, für sich regelbaren Heizvorrichtungen, Sammelvorrichtung für das sedimentierte Gut und gegebenenfalls besonderer Abflußvorrichtung für die Sedimentationsfmssigkeit.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch elektrische Heizvorrichtungen geschieht und bei Ausschaltung einzelner Heizvorrichtungen durch Einschalten von Vorschaltwiderständen die Abgabe gleicher Wärmemengen der im Betrieb verbleibenden Heizvorrichtungen bewirkt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sedimentationsflüssigkeitsbehälter für den Austritt des sedimentierten Gutes eine kapillare Austrittsöffnung und eine luftdicht verschließbare Zutrittsöffnung aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sedi- iao mentationsflüssigkeitsbehälter im Bereich der obersten Heizvorrichtung rohrartig

ausgebildet ist und dort, gegebenenfalls luftdicht einsetzbar, eine zylindrische Aufgabevorrichtung eingehängt werden kann, die unten durch einen Konusverschluß vermittels eines durch Stab mit dem Konus verbundenen, außerhalb des Zylinders befindlichen, federnden und feststellbaren Knopfes zu öffnen und zu schließen ist, während die Einlaßöffnung für den zylindrischen Behälter mittels Stöpsels luftdicht verschlossen werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. dicht oberhalb der Sammelvorrichtung für das sedimentierte Gut, gegebenenfalls in verschiedenen Höhenlagen, Zuflußöffnungen für einen Flüssigkeitsstrom vorhanden sind, welcher, vorzugsweise tangential eintretend, das sedimentierte Gut mitnimmt und durch die Austrittsöffnung der Sammelvorrichtung für das sedimentierte Gut abführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 und &, 'dadurch gekennzeichnet, daß in -dem Sedimentationsflüssigkeitsbehälter Zufluß- ,und Abflußöffnung für die Sedimentationsflüssigkeit vorgesehen sind, so daß oberhalb der in Ruhe befindlichen Sedimentationssäule ein Flüssigkeitsstrom geführt werden kann, welcher das sedimentierte Gut an die ruhende Flüssigkeitssäule abgibt und nicht sedimentierende ■ Teile aus dem Behälter abführt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfluß-, öffnung höher gelegen ist als die Einflußöffnung.

Hierzu r Blatt Zeichnungen