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Gefäß zur großtechnischen, chemischen und/oder therinischen Behandlung
von Erden, Erzen und Metallen Die Erfindung bezieht sich auf ein Gefäß, in dem im
Rahmen chemischer und hüttenmännischer Verfahren Erze, Metalle, Steine und Erden
naß oder in der Hitze behandelt werden. Von der besonderen Art dieser Behandlung
wie auch vom Gefäßinhalt und iibrigens auch der Gefäßform ist die Erfindtmg weitgehend
unabhängig. Sie besteht in einem das Behandlungsgefäß tragenden Schwimmer mit regelbarem
Auftrieb,. der in einem Flüssigkeitsbehälter von wesentlich gröoberem Querschnitt
allseitig beweglich gelagert ist.
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Die Vorzüge der hydraulischen Lagerung und Bewegung hat sich die
Technik gerade für schwerste Lasten auf verschiedenen Gebieten dienstbar gemacht
und dabei erkannt, daß nicht nur eine sichere, sondern auch eine gleichmäßige kraftsparende
Bedienung erreicht werden kann. Bisher hat man besondere hydraulische Pressen zur
Lastbehandlung herangezogen. Ferner sind hydraulische Aufzüge, besonders Tauchglockenaufzüge
und Hebevorrichtungen, die unter Wasser schwere Lasten angreifen, unter Benutzung
von Schwimmrern bekannt.
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Abweichend hiervon benutzt die Erfindung einen das Arbeitsgefäß tragenden
Schwimmet, der in einem Flüssigkeitsbehälter beweglich gelagert ist und somit unter
dem Auftrieb dieser Flüssigkeit steht. Physikalisch betrachtet, ist also nach der
Erfindung der Schwimmer ein Schiffskörper, der als Last das Arbeitsgefäß trägt.
Dieses schwimmelde Arbeitsgefäß kann durch Beeinflussung der Auftriebsverhältnisse
des Schwimmers beliebig schnell und langsam gehoben und gesenkt werden. Ferner ist
in jeder Höhenlage gleichmäßig leicht eine vollständige Umdrehung und eine weitgehende
Schwenkung bzw. Kippung möglich. Gleichzeitig kann das Arbeitsgefäß infolge dieser
neuartigen
Lagerung aber auch zwei oder sogar drei Bewegungen gleichzeitig ausführen, z. B.
läßt sich mit einfachen Mitteln erreichen, daß das Arbeitsgefäß sich während des
Kippens hebt und dabei, wenn es gewünscht wird, auch noch dreht. Durch die Erfindung
wird also die Aufgabe gelöst, ein Arbeitsgefäß zu schaffen, dessen für die Bedienung
wesentlicher Oberteil nicht nur frei liegt und das allseitig beweglich ist, sondern
auch die Getriebe fallen zumindest im Arbeitsraum völlig fort. In jedem Betriebszustand
läßt sich das Gefäß behandeln, als ob es geu-ichtslos wird. Infolgedessen ist es
beliebig stark belastbar.
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Außerdem kann der Behandlungsraum rings um das Arbeitsgefäß auch
von Hilfsgeräten und -stoffen entlastet werde, weil das Schwimmerinnere als Raum
für Hilfst,erfite und -stoffe, wie Pumpen und Gase, dienen kann, die dort gegen
Hitze, chemische Angriffe und auch erplosionssicher untergebracht sind. Weiter ergibt
sich nach der Erfindung der Vorteil, daß der Inhalt des Flüssigkeitsbehälters, in
welchem der Schwimmer beweglich ist, undloder auch der Inhalt des Schwimmers selbst
an dem BehanZdlungsvorgaI1g teilnehmen kann, der sich im Arbeitsgefäß abspielt;
z. B. kann dem Flüssigkeitsbehälter während des Betriebs Wasser entnommen werden
und dem Schwimmerinhalt z. B. ein Schutzgas.
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An die Abmessungen des Flüssigkeitsbehälters sind nach der Erfindung
keine Bedingungen geknüpft, abgesehen davon, daß er eine genügende Beweglichkeit
für den Schwimmer bieten muß. Er kann auch mit beliebigen Flüssiglceiten gefüllt
sein. Es ist sogar möglich, ihn mit zwei Flüssigkeiten von wesentlich verschiedenem
spezifischem Gewicht zu füllen. Wegen dieser Freiheit, die der Erfindung für die
Ausbildung des Flüssigkeitsbehälters erlaubt ist, können in einem Behälter mehrere
Schwimmer gelagert sein. Der Behälter kann auch kanalartig ausgestaltet werden,
so daß in ihm Arbeitsgefäße an eine andere Arbeitsstelle befördert, im Sinne der
Erfindung also geschleppt werden können.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einigen bevorzugten Ausfiihrungsformen
dargestellt.
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Abb. I ist ein Längsschnitt durch das neue Arbeitsgefäß, um die grundsätzliche
Anordnung deutlich zu machen, Abb. 2 in schematischer Darsbellullg die Seitenansicht
einer anderen Ausführungsform, hauptsächlich, um die Nutzbarmachung des Schwimmers
zu zeigen, Abb. 3 die schematische Seitenansicht einer dritten Anordnung nach der
Erfindung, die ÄVechsel wirkung zwischen dem Behandlungsvorgang im Arbeitsgefäß
und dem Schwimmer bzw. Gefäßinhalt darstellend.
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Die grundsätzliche Anordnung nach Abb. I zeigt, daß ein Arbeitsgefäß
I mit der Fläche 2 auf einem Schwimmer 3 ruht, der in der Flüssigkeit des Behälters
5 beweglich ist.
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Die in der Abbildung eingetragenen Pfeile deuten an, daß diese Beweglichkeit
eine allseitige ist, nämlich eine Hebung und Senkung, eine unbegrenzte Drehung in
jeder Höhenlage und eine Schwenkung oder Kippung, je nachdem, welcher Kippivinkel
im Einzelfall gewünscht wird. Werden die Abmessungen des Schwimmers und des Arbeitsgefäßes
gewählt, ergibt sich dadurch das Zentrum der Anordnung, und hieraus folgt nach den
bekannten Krängungsregeln des Schiffbaues, innerhalb welcher Grenzen mit und ohne
Last eine Kippung mit Sicherheit möglich ist. Die Grundanordnung nach Abb. I schließt
nicht aus, daß das Arbeitsgefäß gegenüber dem Schwimmer bewegt ich ist, z. B. dergestalt,
daß ein Rahmen des Arbeitsgefäßes fest mit dem Schwimmer verbunden ist und in diesem
Rahmen das Arbeitsgefäß schwenkbar bzw kippfähig hängt. Ebenso bedarf es keiner
näheren Erläuterung, daß sowohl der Schwimmer als auch das Arbeitsgefäß zur Drehung
und seitlichen Führung mit Lagern und Haltevorrichtungen versehen sein kann, die
jedoch nur den Rang von Sicherungsmaßnahmen und Hilfsvorrichtungen besitzen, um
den Grundgedanken der Erfindung in einer im Sonderfall gewünschten Form zu verwirklichen;
z. B. kann zur Drehung der Schwimmer mit einem Zahnkranz versehen sein, an welchem
in der Flüssigkeit gelagerte Alltriebsritzel eingreifen. Bei entsprechender Zahnbreite
bleibt über dem ganzen Höhenbereich innerhalb dessen sich das Arbeitsgefäß bewegen
soll, die uneingeschränkte Drehmögl ichkeit erhalten.
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In der Abb. 2 ist wiederum das Arbeitsgefäß mit I und seine Verbindung
mit dem Schwimmer mit 2 bezeichnet. 3 und 8 sind gasgefüllte Schwimmerabteile. Der
z. B. zylinderförmige Raum 3 ist unten offen und enthält Gas unter dem Druck der
Behälterflüssigkeit. Der z. B. kreisringförmige Raum 8 enthält ein anderes Gas,
das von den Druckverhältnissen im Behälter unabhängig gelagert ist. Mit 4 ist der
Deckel des Flüssigkeitsbehälters bezeichnet, der abdichtend in eine Flüssigkeitsínasse,
eingreift und dadurch in bekannter Weise die Beweglichkeit des Arbeitsgefäßes erhält.
Der Behälter 7 ist mit einer Flüssigkeit 6 gefüllt, welche Wasser, aber auch Öl
oder anderes sein kann. Um die Möglichkeiten der Erfindung
voll
zu verstehen, sei darauf hingewiesen, daß auch unterhalb des Deckels 4 und oberhalb
des Spiegels der Flüssigkeit 6 Luft oder ein anderes Gas gespeichert sein kann.
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In der Abb. 3 ist das Arbeitsgefäß I unter Vermittlung der Auflage
2 mit dem Schwimmer 3 verbunden, der in der Flüssigkeit 4 des Behälters 5 beweglich
ist. Nach diesem Beispiel ist im Schwimmer 3 die Pumpenkammer 10 inmitten der geschlossenen
Gaskammern 11 angeordnet. Die von oben zugängliche Pumpe I2 saugt mittels des Rohres
13 aus dem Behälter 5 Flüssigkeit 4. Mit I4 ist eine wahlweise betriebene Ansaugestelle
bezeichnet. Die Druckleitung hinter der Pumpe enthält ein oder mehrere Kühlrohre
I5. Mit I6 ist die Rücklaufleitung für das Kühlmittel bezeichnet Es liegt im Rahmen
der Erfindung, die Pumpenarbeit nach der Art des Segnerschen Wasserrades zur Drehung
des Schwimmers und damit des Arbeitsgefäßes zu verwenden. Zu diesem Zweck sind die
tangential. zum waagerechten Schwimmerquerschnitt in die Behälterflüssigbreit einmündenden
Auslässe 17 und I8 vorgesehen. Besonders einfach vollzieht sich die Drehung, wenn
das Arbeitsgefäß gleichzeitig gehoben oder gesenkt wird. Wenn nämlich die Pumpe
12 z. B. bei 14 aus dem Flüssigkeitsinhalt eines geschlossenen Schwimmerkörpers
saugt und die geförderte Flüssigkeit bei I7 und 1g ausstößt, so hebt sich der Schwimmer
und dreht sich gleichzeitig. Auf diese Weise wird nicht nur die Pumpenkraft mehrfach
ausgenutzt, sondern die Arbeit auch mit einer niedrigeren Saugleistung, also kraftsparend,
geleistet. Der Flüssigkeitsbehälter läßt sich in erheblichem Maße zur Wärmespeicherung
heranziehen.