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Fliehkraftschleuder Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Feststoffe
aus Flüssigkeiten auszuscheiden. Insbesondere sollen die bei der Aufbereitung von
Kohle und Erzen anfallenden schlammhaltigen Abwässer eingedickt werden. Hierzu gehört
auch die Wiedergewinnung des Beschwerungsstoffes aus Schwereflüssigkeiten, wie sie
-als Trennflüssigkeiten bei der Aufbereitung von Mineralien nach dem Schwimm- und
Sinkverfahren benutzt werden. Es handelt sich dabei in erster Linie darum, Feststoffe
aus im Verhältnis zum Feststoffgehalt großen Flüssigkeitsmengen herauszuziehen.
Die bisher übliche Art, solche schlammhaltigen Flüssigkeiten zu klären bzw. die
darin enthaltenen Feststoffe einzudicken, bestand darin, diese Flüssigkeiten in
Eindicker zu leiten, in denen sich die Schlämme absetzen, während die geklärte Flüssigkeit
im Überlauf abfließt. Diese Eindicker sind in ihrer Herstellung verhältnismäßig
teuer und haben einen großen Platzbedarf. Aus diesem Grund ist auch schon versucht
worden, derartige schlammhaltige Flüssigkeiten in Schleudervorrichtungen zu behandeln.
Gemäß einem bekannten Vorschlag -besteht eine solche Schleuder aus einer sternförmigen
Schleuderkammer, die mit Austrittsdüsen für die eingedickten Feststoffe versehen
ist. Mit einer derartigen Schleuder gelingt zwar eine gewisse Eindickung, jedoch
geht infolge des kurzen Schleuderweges noch ein Teil der Feststoffe in den Überlauf,
so daß ein klarer Überlauf nicht erzielt werden kann. Das Ziel der Erfindung kann
aber auch durch Hintereinanderschaltung mehrerer derartiger selbständiger Schleudern
nicht erreicht werden, da in jeder der einzelnen
Schleuderkammern
die Trübe neu aufgegeben wird und infolgedessen die Feststoffteilchen in jeder Schleuderkammer
von neuem den Weg von innen nach außen antreten müssen.
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Bei einer Fliehkraftschleuder zur Trennung von festen und flüssigen
Bestandteilen aus'' Luft und Gasen, deren Schleuderkammern doppelkegelförmig ausgebildet
und am äußeren Umfang mit einem Austragsschlitz versehen sind, ist bereits vorgeschlagen
worden, mehrere solcher Kammern auf einer Welle hintereinander zu schalten. Bei
dieser Bauart befinden sich aber außerdem auf der Welle entsprechend den Schleuderkammern
ausgebildete kegelförmige Leitflächen. Auf diese Weise wird der eintretende Luft-
oder Gasstrom unter mehrmaliger Ablenkung durch die Schleuder hindurchgeführt, und
es finden dabei wiederholte Durchwirbelungen und Durchmischungen des von der einen
Schleuderkammer in die nächste Kaminer überströmenden Luft-Feststoff-Gemisches statt.
Abgesehen davon, daß eine solche Vorrichtung infolge der ringförmigen Austrittsschlitze
bei Flüssigkeiten nicht Verwendung finden kann, da der Austrittsquerschnitt in jeder
Kammer viel zu groß ist und nicht nur Feststoffe, sondern auch ein großer Teil der
Flüssigkeit mit ausgeschleudert werden würde, ist auch die dauernde Umlenkung und
Durchwirbelung für die Zwecke der Anmeldung nicht brauchbar.
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Es ist ferner eine Schleuder bekannt, bei welcher das in einer Flüssigkeit
schwebende Setzgut durch eine umlaufende Trommel hindurchgleitet und das schwere
Gut auf dem inneren Umfang der Trommel abgesetzt wird. Bei dieser bekannten Schleuder
handelt es sich aber in erster Linie um einen Aufbereitungsapparat, in welchem zerkleinertes
Erz aus einer Trübe ausgeschieden werden soll. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung
ist intermittierend. Zum Zwecke des Austrages des abgesetzten Gutes muß die Trommel
stillgesetzt werden.
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Dem Bekannten gegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einer
Fliehkraftschleuder mit sternförmiger, mit Austrittsdüsen versehener Schleuderkammer
zwei oder mehrere Kammern hintereinander auf einer gemeinsamen Welle derart angeordnet
sind, daß die Fließrichtung der Trübe in Richtung der Welle geradlinig verläuft.
Auf diese Weise entsteht innerhalb der Schleuder eine umlaufende Flüssigkeitssäule,
in welcher die Feststoffteilchen und insbesondere auch die feinsten Feststoffteilchen
allmählich nach außen gelangen. und durch die Austrittsdüsen ausgeschleudert werden,
da jegliche Wirbelbildung und Leimlenkung innerhalb der Schleuder vermieden ist.
Die Länge einer solchen Schleuder, d. h. die Anzahl der hintereinandergeschalteten
Kammern, richtet sich nach der Korngröße der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffteilchen
und muß so lang sein. :1aß auch die feinsten Teilchen Zeit genug Haben, an den Umfang
der Flüssigkeitssäule zu gelangen; die geklärte Flüssigkeit, die einen nach dem
Austragsende hin immer stärker werdenden Klarwasserkegel bildet, wird dann am Ende
der Schleuder in der Nähe der Welle abgezogen.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden für die sich
aus der Flüssigkeitssäule ausscheidenden Feststoffe längs der Drehachse in an sich
bekannter Weise Zonen gebildet, in denen bei Feststoffen von gleichem Einheitsgewicht
im wesentlichen stets ein gewisser Korngrößenbereich abgeschieden wird. Es gelingt
auf diese Weise, eine Klassierung der ausgeschiedenen Feststoffe herbeizuführen
und so die verschiedenen Korngrößen verschiedenen Verwendungszwecken zuzuführen.
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Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß ein Teil der ausgeschiedenen
Feststoffe in die Aufgabe zurückgeführt wird zii dem Zweck, hier eine Anreicherung
an Feststoffen je Volumeneinheit herbeizuführen, falls der Gehalt an Feststoffen
in der Frischtrübe nicht groß genug ist. Es gelingt auf diese Weise, den Austritt
von Flüssigkeit, sogenanntes Fehlwasser, in den einzelnen Zonen zu unterbinden,
in denen die Abscheidung von Feststoffen vor sich gehen soll. Diese 'Maßnahme ist
auch geeignet, wie das weiter unten noch beschrieben wird, eine mittelbare Regelung
der Austrittsöffnung der Schleuderdüsen herbeizuführen. Hierbei ist es zweckmäßig,
die Achse der Schleuder waagerecht zu legen, da sich dann für die Auffangkästen
eine sehr einfache Anordnung ergibt.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist in einem Ausführungsbeispiel eine
Schleuder gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Schleuder; Abb.
2 ist ein Querschnitt zur Abb. i.
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Die Schleuder besitzt eine waagerecht liegende hohle Welle i, die
an ihren beiden Enden in Lagern 2 gelagert ist. Die Welle ist an ihrem einen Ende
geschlossen und trägt dort die Antriebsriemenscheibe 3. Durch das andere Ende der
Welle i ist das Aufgaberohr q. für die schlammhaltige Flüssigkeit eingeführt. Zur
Verteilung der einströmenden Trübe ist gegenüber der Einlauföffnung des Rohres 4
ein kegelförmiger Verteiler j angeordnet. Auf der Welle i sind in Strömungsrichtung
der Flüssigkeit hintereinander sternförmige Schleuderkammern 6 angeordnet, und zwar
im Ausführungsbeispiel drei solche Kammern
hintereinander, an die
sich dann noch der Klarwasseraustritt 7 anschließt. Jede der Schleuderkammern 6
ist als vierstrahliger Stern (Abb. 2) ausgebildet, wobei in jeder Spitze eine Austrittsdüse
8 vorhanden ist. Der Querschnitt dieser Düse richtet sich nach dem auszuscheidenden
Korn.
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Die Schleuderkammern 6 sind von einem Gehäuse 9 umgeben, das entsprechend
der gewählten Unterteilung in drei Schleuderkammern in drei Auffangkästen i o, 11,
12 und einen Sammelraum 13 für das Klarwasser unterteilt ist. Die einzelnen Fangkästen
io, i1, 12 des Gehäuses 9, die die Schleuderkammern 6 nach obenhin im Querschnitt
halbkreisförmig umgeben, sind nach unten zu je einer Spitze 14, 15, 16 ausgezogen.
Die Ausläufe der drei Spitzen 14, 15, 16 sind durch Absperrhähne 17, 18, i9 geregelt.
In jeder der Spitzen 14., 15, 16 ist weiterhin ein Überlauf 2o vorhanden, durch
welchen die Höhe des Trübespiegels bestimmt wird. Jeder Überlauf 2o führt über eine
Rohrleitung :2i zu einem Sammelgefäß 22, in das gegebenenfalls auch sämtlicheÜberläufeeinmünden
können. Außerdem steht -jede der Spitzen noch über einen absperrbaren Stutzen 23
mit dem Sammelgefäß 22 in Verbindung.
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Die Schleuder arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, die Schleuder
befinde sich bereits im Betrieb, dann läuft das schlammhaltige, zu klärende Wasser
durch das Einlaufrohr 4 der Schleuder zu, während das geklärte Wasser ständig aus
der Kammer 7 austritt. Es findet also ein dauernder Durchfluß der Flüssigkeit durch
die Schleuder stau-, wobei die Flüssigkeit unter Einwirkung der sich drehenden.
Schleuderkammern ebenfalls in Umlauf gesetzt wird. Die durch Rohr 4 aufgegebene
schlammhaltige Frischtrübe unterliegt bei ihrem Eintritt in die erste Schleuderkammer
6 derFliehkraftwirkung,wodurch die gröbsten Feststoffe bis zu einer gewissen Korngröße
abwärts, die von der axialen Länge der Schleuderkammer abhängt, nach außen geschleudert
werden, wo sie in den einzelnen Spitzen durch die Düsen 8 in das umgebende Gehäuse
austreten. Da in dieser ersten Kammer die gröbsten Korngrößen ausgeschieden werden
und die Düsenöffnungen fast vollständig ausgefüllt sind, tritt nur eine geringe
Flüssigkeitsmenge mit aus, so daß sich in dem ersten Auffanaleasten io des Gehäuses
9 eine weitgehend eingedickte Trübe vorfindet, die sich in der Spitze 14 dieses
Kastens io ansammelt, aus der sie über den Absperrhahn 17 zur weiteren Verwendung
abgeführt wird.
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Nachdem die von ihren gröbsten Bestandteilen befreite Trübe die erste
Schleuderkammer durchflossen: hat, gelangt sie in die zweite, in welcher beispielsweise
die Feststoffe mittlerer Korngröße aus der ständig umlaufenden Flüssigkeitssäule
heraus an den Umfang gelangen, wo sie in gleicher Weise wie vorher die groben Bestandteile
aus deri Düsen 8 der zweiten Schleuderkammer austreten und. in der Spitze 15 des
Fangkastens i i gesammelt werden. Die hier anfallende Trübe ist bereits dünnflüssiger
als die vorher in dem ersten Kasten abgeschiedene Trübe.
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Das gleiche Spiel der Abscheidung der Feststoffe, und zwar jetzt der
feinsten bzw. leichtesten, wiederholt sich dann in der dritten Schleuderkammer,
wobei angenommen wird, daß .die Länge der Flüssigkeitssäule in der Schleuder ausreicht,
um in dieser Kammer auch diese feinsten Feststoffteilchen am Umfang der umlaufenden
Flüssigkeitssäule durch die Düsen dieser Schleuderkammer auszuscheiden. Die hier
ausgeschleuderte Trübe sammelt sich in der Spitze 16 des Fangkastens 12. Die nunmehr
vollkommen von den Feststoffteilchen befreite Flüssigkeit tritt dann durch den Auslauf
paus.
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Es hängt von der Beschaffenheit der in der Flüssigkeit enthaltenen
Schlämme ab, wieviel Schleuderkammern hintereinander .angeordnet werden müssen.
Es kann Fälle geben, in der man bereits nach zwei Schleuderkammern reines Wasser
abziehen kann. In anderen Fällen wird man an Stelle der im Ausführungsbeispiel gewählten
drei Kammern vielleicht eine oder zwei Schleuderkammern mehr vorsehen müssen.
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Wie bereits angedeutet, sind die Öffnungen der Düsen 8 in den sternförmigen
Schleuderkammern 6 so klein gehalten, daß durch diese nach Möglichkeit nur die auszuscheidenden
Feststoffteilchen hindurchgehen. Dieses Ziel wird sich auch dann im wesentlichen
erreichen lassen, wenn in der Volumeneinheit der eingeführten, zu klärenden Trübe
genügend Feststoffe vorhanden sind. Dies wird z. B. fast stets in der ersten Schleuderkammer
der Fall sein. Dagegen kann in der zweiten und dritten Schleuderkammer der Umstand
eintreten, daß in der Volumeneinheit zu wenig Feststoffteilchen vorhanden sind,
so daß also außer den Feststoffteilchen noch eine gewisse Menge Flüssigkeit mit
durch die Schleuderdüsen 8 austritt, was einerseits einen erheblichen Flüssigkeitsverlust
bedeutet und den fortlaufenden Strömungsverlauf durch die Schleuder nachteilig beeinflußt,
andererseits würde die in den weiteren Fangkästen i i und i2 anfallende Trübe unerwünscht
verdünnt werden. Zwecks Anreicherung der Feststoffteilchen je Volumeneinheit ist
daher- erfindungsgemäß innerhalb der Spitzen 15, 16 je ein Überlauf 2o vorgesehen,
deren Ablaufrohre 21 in einen gemeinsamen. Sammelbehälter 22 führen. Wird nun in
den Spitzen eine zu geringe Eindickung
festgestellt, so werden die
Absperrhähne 18 und ig stärker oder ganz geschlossen, wodurch der Trübespiegel in
den Spitzen ansteigt und schließlich überläuft. Diese überlaufende, iin Behälter
22 angesammelte Trübe wird mittels einer Pumpe o. dgl. Fördervorrichtung wieder
in das Einlaufrohr 4. zurückgeführt. Auf diese Weise wird unmittelbar eine Regelung
der Düsenöffnung, die praktisch sonst nicht durchgeführt werden kann, herbeigeführt.
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Die gleiche Betriebsweise wird auch für die Spitze i q. bei der Inbetriebnahme
der Schleuder angewandt, indem bei geschlossenem Absperrhahn 17 der Überlauf so
lange zurückgeführt wird, bis die sich in der Spitze 14 ansammelnde Trübe die gewünschte
Eindickung besitzt.
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Mit Hilfe der Schleuder kann nicht nur die Wiedergewinnung und Eindickung
von Schwereflüssigkeiten erreicht werden, sondern es kann auch auf diese weise z.
B. das gesamte bei der Aufbereitung anfallende Waschwasser geklärt werden.