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Kohlen- oder Erzsetzmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum selbsttätigen Regeln des Schieferaustrags bei Kohlenwaschmaschinen oder des
Schwergutes bei Erzsetzmaschinen. Die im folgenden in Anwendung bei Kohlensetzmaschinen
beschriebene Erfindung ist auch bei Erzsetzinaschinen anwendbar. Mit Grobkornsetzniaschinen
sind die Maschinen zum Waschen grobstückiger Kohlen und grobstückiger Erze, mit
Feldspatsetzmaschinen die Setzinaschinen zum Waschen von Feinkohlen auf einem Feldspatbett
oder zum Waschen von Feinerzen auf einem Filtrierbett gemeint. Bei dem ersten wird
das Schwergut durch eine oberhalb des Setzgutes befindliche öffnung ausgetragen,
bei dem zweiten teils durch eine weitere Öffnung, teils durch ein Feldspat-oder
anderes Filtrierbett hindurch.
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A ) Man kennt bereits Setzmaschinen, bei denen die Größe des Kolbenhubschlages
durch das Waschbett hindurch dadurch geregelt wird, daß man von Hand Luftventile
öffnet oder schließt, die über entlang dem Setzbett vorgesehene Kompressionskammern
angeordnet sind, welch letztere entweder nur mit dem unterhalb des Setzbettes vorhandenen
Wasser oder mit der am Ende des Waschbettes befindlichen Austragöffnung kommunizieren.
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Mit diesen bekannten Vorrichtungen erzielt man als Resultat das gleiche
wie in den Fällen, «-o man von Hand den Druck der bei Setzmaschinen mit pneumatischem
Hubschlag den Hubschlag erzeugenden Preßluft oder die Exzentrizität der bei Setzmaschinen
mit mechanischem Hubschlag vorgesehenen Exzenter des verstellbaren Exzenterantr
iebes regelt. Es fehlt also jede Möglichkeit der automatischen Einwirkung auf das
Sortieren oder Austragen des Gutes in Abhängigkeit von der Dicke des Schwergutes,
und es ist auch nicht möglich, die Vorteile zu erzielen, die man mit Apparaten für
selbsttätige Regelung zu erreichen getrachtet hat.
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B) Im Gegensatz hierzu hat man bereit Grobkorn- und Feldspatsetzmaschinen
vorgeschlagen, bei denen der über einen am Ende und oberhalb des Setzgutträgers
vorgesehenen Spalt stattfindende Schieferaustrag selbsttätig geregelt wird mittels
einer oberhalb dieses Spaltes angeordneten Kompressionskammer, die durch diesen
Spalt in direkter Verbindung mit dein Raum oberhalb des Setzsiebes steht, und bei
denen der Austrag des Schwergutes durch das öffnen oder Schließen eines über der
Kompressionskammer angeordneten Lufthahnes unter Einwirkung eines Schwimmers selbsttätig
geregelt wird, der in dem zu sortierenden Gut oder in der Wassersäule eines das
ganze Setzbett durchdringenden Rohres auf und ab schwingt.
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Das Nachteilige dieses Reglers besteht darin, daß bei Zunahme der
Dicke des
Schieferbettes der oberhalb der Kompressionskammer vorgesehene
Lufthahn sich öffnet. Ein großer Teil des durch den Kolben zurückgedrängten Wassers
tritt dann durch den Setzgutträger unmittelbar in die Kompressionskammer anstatt
durch die zu setzende Masse hindurch, so daß zwar der Schieferaustrag vergrößert,
dafür aber der schwerwiegende Nachteil entsteht, daß die Größe des Hubschlages durch
das zu setzende Gut hindurch abnimmt, während es doch zur Erzielung einer einwandfreien
Sortierung erforderlich wäre, einen mit der Dicke des Schieferbettes entsprechend
zunehmenden Hubschlag zu erzeugen. Dieser Übelstand macht sich empfindlich geltend.
Bleibt nämlich das Setzbett längere Zeit hindurch sehr stark beschickt, so tritt
schließlich ein Augenblick ein, in dem das Sortieren auf dem Setzbett aufhört und
ein Gemisch unsortierter Kohle und Schiefer ausgetragen wird.
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C) Man kennt auch Feldspatsetzmaschinen, bei denen der Schieferaustrag
entweder vollständig durch den Feldspat hindurch oder zum Teil durch den Feldspat
hindurch und zum Teil über einen oberhalb des Feldspatbettes vorgesehenen Spalt
stattfindet. Bei diesen Setzmaschinen wird der Schieferaustrag durch den Feldspat
hindurch dadurch geregelt, daß man den Zufluß des Wassers zum Setzkasten automatisch
mittels eines Hahnes regelt, der in die Wasserzuflußleitung eingeschaltet ist und
durch einen in das Waschbett tauchenden Schwimmer gesteuert wird.
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Der Übelstand dieser Regelungsart besteht darin, daß zum öffnen oder
Schließen des Wasserhahnes ein großer Kraftaufwand erforderlich ist. Dieser Umstand
macht sich deshalb sehr unangenehm geltend, weil es einerseits kaum möglich ist,
in das Setzbett einen zur ordnungsmäßigen Bewältigung dieser Arbeit genügend großen
Schwimmer einzubauen, und weil andererseits ein Schwimmer den Höhenschwankungen
der Spiegelfläche einer beliebigen ihn tragenden Schicht nur dann in einigermaßen
verläßlicher Weise zu folgen vermag, wenn er- einer konstant bleibenden Krafteinwirkung
unterliegt. Mit anderen Worten. die Größe, um die der Schwimmer in die Flüssigkeitsschicht
eintaucht, schwankt, so daß meistenteils seine Lage gar nicht mehr der Höhenlage
des Flüssigkeitsbettes entspricht.
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Es besteht zwar hierbei ein Zusammenhang zwischen dem Setzkasten unter
dem Feldspatbett und einer Kompressionskammer nach Art derjenigen, welche bei dem
unter C erwähnten verwendet wird. Aber die Verbindung ist auf einen Umfang eingeschränkt,
welcher die Verbindung des Schwergutes durch das Feldspatbett gerade ermöglicht,
dagegen die Schwankungen des durch das Luftventil in der Kompressionskammer bestimmten
Widerstandes nicht in den Setzkasten wirken läßt.
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D) Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Regeln des Schieferaustrages durch einen oberhalb des Setzgutträgers angeordneten
Spalt im Falle von Grobkornsetzmaschinen, dagegen durch das Feldspatbett hindurch
und zugleich durch eine oberhalb des Feldspatbettes vorgesehene öffnung im Falle
von Feldspatsetzmaschinen, d. h. Maschinen für Feinkorn. Den in Betracht gezogenen
älteren Setzmaschinen gegenüber bietet die neue Vorrichtung den Vorteil, daß sie
gestattet, die erstrebte selbsttätige Regelung der Setzmaschine unter Ausschluß
der vorerwähnten Übelstände zu bewirken. Gegenüber der unter A behandelten Setzmaschine
hat die in dem unten folgenden Patentanspruch gekennzeichnete Maschine den Vorteil,
daß sie selbsttätig auf das Sortieren und den Austrag des Gutes in Abhängigkeit
von der Dicke des Schwergutbettes einwirkt, was sich in einer Steigerung der Ausbeute
und ihrer Leistung auswirkt. Gegenüber den im Abschnitt 13 erwähnten Setzmaschinen
liegt der fortschrittliche Wert der neuen Setzmaschine darin, daß sie gestattet,
bei zunehmender Schwergutschicht die Stärke des Wasserstoßes zu steigern und dadurch
gleichzeitig mit dem Schieferaustrag auch den das Sortieren des Gutes bewirkenden
Waschstoß zu steigern. In bezug auf die im Absatz C berücksichtigte Setzmaschine
zeichnet sich der Erfindungsgegenstand dadurch aus, daß in seinem apparativen Teil
ein mechanischer Aufbau sich ausprägt, der tatsächlich ordnungsmäßig arbeitet, da
ja die Steuerung eines nur in atmosphärischer Luft liegenden, leicht zu schmierenden
und zu reinigenden Lufthahnes, dessen Betätigung nur einen geringen Kraftaufwand
erfordert, sich mittels eines Schwimmers in durchaus zuverlässiger Weise bewirken
läßt, wogegen die unter C erwähnte Setzmaschine, welche theoretisch die Regelung
des Schieferaustrages durch das Feldspatbett hindurch als möglich erscheinen läßt,
zu ihrer Umsetzung in die Wirklichkeit einen Schwimmer von solchen Abmessungen erfordert,
daß sie in der Praxis aufgegeben werden mußte.
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Die neue Regelvorrichtung ist generell anwendbar sowohl bei Grobkornsetzmaschinen
ohne Feldspat, bei denen das Schwergut nur oberhalb des Setzbettes ausgetragen wird,
als auch bei Feldspatsetzmaschinen, die einen Teil des Schwergutes durch das Feldspatbett
hindurch und einen weiteren Teil durch eine oberhalb des Feldspatbettes angeordnete
Offnung austragen.
Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes in Anwendung bei einer mit mechanisch bewegtem Kolben
und mit Feldspatbett versehenen Setzmaschine zum Waschen von Feinkohlen.
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Abb. i zeigt im Längsschnitt die Anordnung der Vorrichtung zum selbsttätigen
Regeln der Setzmaschine.
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Abb.2 zeigt eine Abänderung zur Regelung der Setzmaschine von Hand
aus.
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Die Wasserstöße werden in üblicher Weise durch einen in der Kammer
2 mittels Exzenter o. dgl. auf und ab bewegten Kolben erzeugt.
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Die Waschkammer 3 ist mit einem Sieb oder Rost 4. versehen, auf dem
eine mehr oder weniger starke Feldspatschicht 5 ausgebreitet ist. Auf diesem Feldspatbett
ruht das zu waschende Gut. Dieses wird am Vorderende des Setzkastens bei 6 aufgegeben,
um dann in Richtung des Pfeiles 7 fortzuschreiten. Während dieser Fortbewegung scheiden
sie sich unter der Einwirkung der Kolbenhubschläge in eine Schieferschicht 8 und
eine Kohlenschicht 9.
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Am hinteren Teile des Kastens befindet sich eine Schwelle i i, deren
waagerechter Teil oberhalb der Trennungslinie zwischen Schiefer und Kohle so angeordnet
ist, daß unter Einwirkung der Wasserstöße, des Wasserabflusses und der Fortbewegung
des Gutes in Richtung des Pfeiles 7 lediglich die oberen Teile der Kohlenschicht
über den Rand i ja
hinwegschreiten, um sodann zu beiden Seiten des schmalen
Stutzens 38 in die Reinkohlenfangrinne 12 zu gelangen. Bei jedem Kolbenrückhub geht
ein Teil des Schiefers 8 durch das Feldspatbett und durch den Rost hindurch und
fällt auf den Boden des Unterfasses i. Bei jedem wirksamen Kolbenhub gelangt ein
weiterer Teil des Schiefers in den unter der Schwelle i i angeordneten Schacht 34.,
indem er zwischen die Wandungsteile 35 und 37 von einstellbarer Höhe hindurchtritt
und am Spalt 36 abrutscht. Die zwischen diesen Wandungsteilen gebildete Böschung
unterliegt dem Hubschlag des Kolbens und entweicht in den rechteckig gestalteten
Schacht 3.4, der zu diesem Zweck durch einen kurzen Rohrstutzen 38 mit der Außenluft
in Verbindung steht.
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Zwischen dem Vorderteil ö des Setzbettes und der Kolbenkammer 2 ist
in der ganzen Breite des Setzkastens die Kompressionskammer 13 angeordnet. Diese
besteht aus der Wandung 1q. der Kolbenkammer, den Wandungen des Setzkastens und
der Wandung 15. Auf dem oberen Teile dieser Kammer 13 sitzt ein Deckel 16, der durch
eine Öffnung 17 mit der Außenluft in Verbindung steht. Der untere Teil der Kammer
13 steht durch -,eine -Üffnung 18 in völlig freier Verbindung mit dem Unterwasserraume
3.
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Die öffnung 17 ist mit einem Hahn i9 verbunden, durch den man die
Weite der Verbindungsöffnung zwischen Kammer 13 und Außenluft verändern kann. Zu
diesem Zweck ist das Halmgehäuse mit einer Bohrung 2o versehen, in welcher sich
ein Rundschieber 2i (Fig. 2) bewegt. Dieser Schieber 21 ist mit einer Öffnung 22
versehen, welche, wenn sie mit dem Rohrstutzen 23 zur Deckung gelangt, den Hahn
der Kammer 13 mit der Außenluft in Verbindung setzt.
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Zum Regeln des Austrages des Schwergutes von Hand aus kann man ein
Zahnrad 24 benutzen, über welches eine Kette 25 läuft. Dieses Zahnrad sitzt auf
der Achse des Schiebers 21, und an den Enden der über Vorgelegescheiben 26 geführten
Kette 25 hängen Gewichte 27, die im Handbereich des Setzmaschinenwärters liegen.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wenn
die Aufgabe des Rohproduktes oder des darin enthaltenen Schiefers bei 6 zunimmt,
so nimmt im Setzkasten die ;Menge der zu sortierenden Produkte bzw. des darin enthaltenen
Schiefers ebenfalls zu, was eine Steigerung des Widerstandes bewirkt, den das Setzbett
den von unten nach oben erfolgenden Wasserstößen entgegensetzt.
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Wenn in diesem Augenblick der Bedienungsmann durch Einwirkung auf
eines der Gewichte 27 die Weite der öffnung, durch welche die Kammer 13 mit der
Außenluft verbunden ist, verkleinert, so wird die im oberen Teile der Kammer 13
eingeschlossene Luft verdichtet und dadurch bei Eintritt des Kolbenhubschlages dem
Aufsteigen des Wassers in der Kammer 13 ein Widerstand entgegengesetzt. Das durch
den Kolben verdrängte Wasser, das nicht nach der Kammer 13 fließen kann, muß daher
durch das Setzbett hindurchtreten, wodurch der durch das Setzbett hindurch erfolgende
Wasserstoß verstärkt wird. Dies bewirkt ein besseres Sortieren der Rohprodukte und
einen gesteigerten Austrag sortierten Gutes einerseits in die Kammer 34., andererseits
durch das Feldspatbett und den Rost q. hindurch.
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Nimmt dagegen die Zufuhr an Waschgut ab, so verringert sich auch die
Stärke des Schiefer- und des Kohlebettes, und wenn die Kolbenwirkung die gleiche
bliebe, so würde nach vollständiger Erschöpfung des Schieferbettes das Entweichen
von Kohle durch das Feldspatbett hindurch und nach dem Schacht 3:1 kaum- zu vermeiden
sein. Um dem vorzubeugen, wirkt der Bedienungsmann auf das Gewicht ein, durch welches
die Verbindung der Kammer 13 mit der Außenluft vermittelt
wird.
Da die im oberen Teile dieser Kammer eingeschlossene Luft nunmehr nach außen entweichen
kann, so setzt die Wassersäule dem Hubschlag des Kolbens weniger Widerstand entgegen
als das Setzbett, und es wird infolgedessen in die Kammer 13 ein größerer Teil des
vom Kolben zurückgedrängten Wassers getrieben, natürlich auf Kosten der durch das
Setzbett hindurch wirkenden Wassermenge. Daraus ergibt sich unmittelbar eine geringere
Hubbewegung im Setzbett und ein entsprechend geringerer Schieferaustrag durch das
Feldspatbett hindurch.
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Es ist zweckmäßig, zwischen dem Lufthahn i g und der üffnung i j der
Kammer 13 ein Ventil 28 einzuschalten.
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Ist es aus irgendeinem Grunde nötig, den Lufthahn ig abzunehmen, so
wirkt man auf das Ventil 28 so ein, daß das Setzbett nicht entregelt wird.
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Soll der Schieferaustrag selbsttätig in Abhängigkeit vom Gewicht des
Waschbettes geregelt werden, so benutzt man hierzu einen in die überlagerten Setzbettschichten
8 und g tauchenden Schwimmer 29 von geeigneter Gestalt. Dieser Schwimmer stellt
sich in Gleichgewichtslagen ein, die von den jeweiligen relativen Stärken der Schichten
8 und 9 abhängen, deren Gesamtdicke konstant bleibt. Der Schwimmer hebt sich, wenn
die Stärke der Schicht 8 zunimmt, und er senkt sich, wenn sie abnimmt.
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Hieraus ist ersichtlich, daß die: Schwingungen des Schwimmers sich
nach den ausz@-tragenden Schiefermengen richten und daß es genügt, diese Schwingungen
durch eine beliebige Einrichtung auf den Rundschieber des Lufthahnes ig zu übertragen,
um eine selbsttätige Regelung der Setzmaschine zu erhalten. Hierzu kann z. B. ein
Gestängesystem 30, 31 verwendet werden, dessen einer Arm 30 mit dem
Schwimmer verbunden und dessen anderer Arm 3 1 an eine Achse 32 angeschlossen
ist, auf der ein Zahnsektor 33 sitzt, welcher mit dem Zahnrad 2¢ kämmt.
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Selbstverständlich können die Schwingbewegungen des Schwimmers auch
durch andere Mittel auf den Rundschieber des Lufthahnes übertragen werden.
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Auch kann die Anordnung der Kompressionskammer 13 mannigfachen Änderungen
unterworfen, z. B. in unterteilter Ausführung an verschiedenen Seiten des Setzbettes,
d. h. beiderseits des Kastens, angeordnet werden, in welchem Falle jede Kammer je
einen Lufthahn i9 nebst Ventil 23 erhält und diese Arbeitsmittel in der bereits
beschriebenen Weise gesteuert werden.