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Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von körnigem Gut in Brei- oder
Schlammform mit Hilfe eines sich drehenden Flüssigkeitsringes Die Erfindung bezieht
sich auf .ein Verfahren zum Trennen (Klassieren., Entschläunmen) von körnigem Gut
aller Art in Brei- oder Schlammform mit Hilfe eines durch. ein Schleuderrad erzeugten,
sich drehenden (rotierenden) Flüssigkeitsringes.
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Auf dieser Grundlage arbeitende Verfahren sind bereits vorgeschlagen
worden. So ist bekannt, daß man Körnergemische im strömen-den Wasser auf Grund der
verschiedenen Bevegungs«,viderstände trennen kann und daß bei stofflich gleichartigen
Körnern öIese Trennung im wesentlichen eine Scheidung nach Korngrößen darstellt.
Praktisch geschieht eine solche Trennung, die in der Aufbereitung als Gleichfällig
keitsklassierung bekannt ist, mit Hilfe von Spitzkästen u. dgl. Der Vorgang, der
diesen Vorrichtungen und sinngemäß auch den Schleudervorrichtungen zugrunde liegt,
sei an dem einfachsten Beispiel einer vom Wasser durchflossenen Rinne erläutert,
in die an einer Stelle das zu. trennende Gut eingeführt wird. Infolge der verschiedenen
Schwere (bzw. Korngröße) beschreiben ungleichartige Körner verschiedene Bahnen.
Werden alle Körner an einer engb.egrenzten Stelle aufgegeben, so tritt, da alle
Körner die gleiche Startlinie haben, einfe Trennung derart ein, daß meiner zur Wasserströmung
senkrechten Schnittehen e sich von oben nach unten *Körner mit zunehmendem Korndurchmesser
befinden. An jeder Stelle der Rinnenlänge ergeben sich Querschnitte mit einer nach
der Kornklasse geregelten, Kornverteilung, die für eine ;genaue 'Frennunng naturgemäß
die Voraussetzung ist. Ob dieser Zustand eintritt, ist ausschließlich durch die
Art der Aufgabe des Gutes bestimmt, die, wie leicht zu ersehen ist, durch einen
möglichst schmalen Spalt erfolgen muß. Wird dagegen der Aufgabespalt in der Längsrichtung
der Rinne oder auch in der senkrechten Richtung breiter und verteilt sich die Aufgabe
über die gesamte Breite, so haben die Körner verschiedene Startlinien, und das Ergebnis
ist, daß die Bahnen der Körner sich kreuzen und ihre Anordnung in den einzelnen
Querschnitten in bezog auf die Korngrößen regellos ist. Es gelingt lediglich bei
genügender Länge der Rinne, das Allerfeinste abzuschlämmen, allerdings nur einen:
Teil der feinsten Kornklasse, da der andere Teil mit dem gröberen Gut sedimentiert.
Eine Verbesserung des Trennungsergebnisses ist nur durch zusätzliche Vorrichtungen
möglich, etwa dadurch, daß das sedimentierte Gut in Spitzkästen aufgefangen wird,
in denen ein aufsteigender Wasserstrom jeweils das feinere,
sedimentierte
Gut wieder hoc'hfördert. Dias ;geschieht beispielsweise in Stromapparaten.
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Stellt man sich nun die Rinne zu einem . Kreisring gebogen vor, so
gibt diese Vorstpl-" lang die Grundform für jene Klassierer wJe; der, die in verschiedenen
Bauarten mit Hilfee:k der Fliehkraft den Klassierungsvorgang be#-' schleunigen wollen.
Es ist einleuchtend, daß die Güte der Trennung .auch bei diesen Vorrichtungen in
erster Linie davon abhängt, in welcher Weise sich die Körner im Ringquerschnitt
anordnen.
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Bei den Klas,sierschleudei-n lassen sich daher auch drei der vorstellend
aufgezählten analogen Bauarten unterscheiden, von denen die bekannten in bezug auf
ihre Arbeitsweisse den beiden letztbeschriebenen Grundsätzen entsprechend arbeiten.
Einer der bekannten Vorschläge geht dahin, die Trübe dem äußeren Umfang eines in
Drehung versetzten Wasserringes zuzuführen und ,aus ihr unter der Einwirfung einer
neben der Radialbewegung bestehenden zu dieser senkrechten, axialen Bewegung des
Wassers die leichten Körner nach oben abzuführen.
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Bei einer anderen Vorrichtung zur Sortierung körniger und pulverförmiger
Gemische durch Schleuderkraft in einem Luft- oder Flüssigkeitsstrom wird das Gut
im ganzen Querschnitt des Flüssigkeits:strome.s aufgegeben. Mit dieser Vorrichtung,
die aus .einem spiralförmig gewundenen Rohr besteht, das an Punkten des ,äußeren
Umfanges durch öftnungen mit Sammelräumen verbunden ist, ist aber nur eine Abtreimungeines
Teiles des feineren Gutes möglich, während der andere Teil mit dem groben Gut verbleibt,
da der Trennungsgrundsatz dem bereits erwähnten Verfahren entspricht, bei dem die
Aufgabe des Gutes über die gesamte Breite der Rinnen bzw. des Rohres erfolgt, wobei
also die Körner verschiedene Startlinien haben. Dabei lä,ßt sich ,aber nur eine
mangelhafte Trennung erreichen.
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Auch ist schon vorgeschlagen worden, bei einer Trennvorrichtung ein
exzentrisch gelagertes Schleuderrad zu verwenden. Die Flüssigkeit wird dem Schleuderrad
am Umfang zugeführt, und der Flüssigkeitsstrom ist im Rad axial nach innen gerichtet.
Die Flüssigkeit wird zusammen mit den feinerem. Körnern in der Radmitte abgeführt.
Nur an den Schaufeln des Schleuderrades entsteht eine radial nach außen gerichtete
Wasserströmung, die in der Lage ist, die groben Körner nach außen zu spülen, die
dann durch eine an der tiefsten Stelle des Gehäuses befindliche Austragsöffnu,ng
ausgetragen werden. Diese Einrichtung hat insbesondere den Nachteil, daß die Schaufeln
des Schleuderrades gegen den Wasserstrom bewegt werden müssen. Eine gleichmäßige
Trennung des Gutes und Ansaugen der Trübe ist bei dieser Vorrichtung unmöglich.
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Das Verfahren nach der Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten
Verfahren r.`üd der zu ihrer Durchführung dienenden -F Einrichtungen.
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Es besteht darin, daß die Trübe in den geschlossenen Flüssigkeitsring
an einer engbegrenzten Stelle seines inneren Umfanges oder in unmittelbarer Nähe
desselben eingeführt wird und die unter der Einwirkung der Fliehkraft getrennten
Gutsteile (Fraktionen) in verschiedenen Entfernungen von der Mitte des. Flüssigkeitsringes
abgezogen werden. Hierbei werden die gröberen, schwereren, gegebenenfalls runderen
Gutsteilchen gegen die Gehäusewandung geworfen, während die leichteren und feineren
bzw. flacheren Gutseilchen näher der Drehachse des Schleuderrades verbleiben. Es
läßt sich so, wie Versuche ergeben haben, in vorzüglicher Weise eine lediglich auf
der Schleuderwirkung beruhende Trennung des Gutes in verschiedene Kornklassen erzielen,
wenn man an der Sammelstelle-der verschiedenen großen Gutteilchen für den nötigen
Abzug der Gutteilchen sorgt. Die gegen die Gehäusewandung geschleuderten schweren
Gutteilchen sammeln sich am inneren Gebäus.eumfang, wo sie abgezogen werden. Für
die feinen Gutteilchen, die die Gehäuswewandung nicht erreichen, werden im Gehäuse
Austra,gsöffnungen vorgesehen, die näher der Drehachse des Schleuderrades liegen.
Die Größe der Austragsöffnungen für die verschiedenen Korngrößen wird zweckmäßig
regelbar gemacht, um sie den Erfordernissen :entsprechend einstellen zu können.
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Die zur Ausübung des Verfahrens dienende Einrichtung braucht gegenüber
den bisher üblichen Klassiereinrichtungen, wie Rechen klassierern, Kratzhändern,
Klassierschüsseln, -schnecken o. dgl., wenig Platz und läßt sich daher überall leicht
einbauen.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung
des neuen Verfahrens dienenden Vorrichtung im Schnitt dargestellt, und zwar mit
waagerecht liegender Drehachse des Schleuderrades. Abweichend von dieser Ausführungsform
kann die Lage der Achse auch anders, beispielsweise senkrecht liegend, gewählt werden.
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Die Trennvorrichtung besteht aus dem Gehä:use i und dein in diesem
angeordneten Schleuderrad 2. Das Rad 2 ist auf der Drehachse 3 gelagert, die :exzentrisch
in dem Gehäuse i angeordnet ist, und zwar gemäß dem Ausführungsbeispiel oberhalb
der Mittelachse des Gehäuses. Infolge der exzentrischen Lagerung des Rades 2 ist
der Abstand des
Schleuderrades a von der oberen Gehäusewandung sehr
gering, während der Abstand von der unteren Gehäusewandung verhältnismäßig groß
ist. Die Aufgabe des zu trennenden' (klassierenden) Gutes erfolgt durch ein Auf:=
gaberohr i' o. dgl., das durch die Seitenwand des Gehäuses i hindurchfährt, an einer
.Stelle des inneren Umfanges des durch das Schleuderrad erzeugten Flüssigkeitsringes,
gemäß der Abbildung dort, wo sich der Flüssigkeitsring von dem inneren Umfang des.
Schleuderradkranzes abzuheben beginnt, einmündet und die Trübe bzw. die darin enthaltenen
Festteilchen in diesen einführt.
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Auf diese Weise wird bei stofflich gleichartigen Körnern in dem Wasserring
eine reine Scheidung nach Korngrößen erreicht. Unter der Fliehkraftwirkung, die
durch das Schleuderrad i erzeugt wird, dessen Umlaufgeschwindigkeit je nach dem
zu verarbeitenden Gut, der Durchsatzmenge und der Förderhöhe verschieden groß gewählt
werden kann und die in den meisten Fällen einige hundert Umdrehungen in der Minute
beträgt, werden dann die in den Flüssigkeitsring eintretenden schwereren und größeren
Gutsteilchen stärker nach außen geschleudert als die leichteren und kleineren Körner
und sammeln sich an der Innenwandung des Gehäuses, beim Ausführungsbeispiel am Boden
der Kammer 4, von wo sie durch eine am Umfang des Gehäuses befindliche Austrags.öffnung
6 unter Druck ausgetragen werden. Die leichteren bzw. kleineren oder flacheren Körner
werden vom Flüssigkeitsstrom, der z. B. bei der oder den nahe der Drehachse des
Zylinders i angeordneten Öffnungen 7 austritt, mitgerissen und ebenfalls unter Druck
ausgetragen.; die Austragsöffnungen 7, 6 für die getrennten Gutsteilchen, die eine
bestimmte Größe, die sich leicht durch den praktischen Versuch feststellen läßt,
aufweisen müssen, liegen zweckmäßig im Drehsinne hintereinander. Durch Anordnung
voü an sich bekannten düsenartigen Verschlüssen vor den Austragsöffnungen kann man
erreichen, daß das ausgetragene schlverere Gut wesentlich wasserärmer ist .als das
leichtere Gurt, was für den nachfolgenden Aufbereitungsvorgang in vielen Fällen
von besonderer Bedeutung ist.