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Vorrichtung zum Regeln der Wichte einer Suspension Die Erfindung hat
die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es in einfacher und zlveckmäßiger
Weise möglich ist, die Wichte einer Suspension, wie sie beispielsweise als Schwerefiüssigkeit
bei der Schlvimm-und Sinkaufbereitung von Steinkohle o.dgl.
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Verwendung findet, lmunterbrochen zu regeln.
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E.s ist eine Vorrichtung zum Regeln der Wichte von Flüssigkeiten
oder Gasen bekannt, bei der z. B. die Flüssigkeit durch ein Meßgefäß geleitet wird,
das mit einem Überlauf versehen ist und die Lastschale einer Federwaage bildet.
An die Zuflußleitung für die Flüssigkeit sind unter Zwischenschaltung von elektrisch
gesteuerten Ventilen Zuflußrohre für eine leichtere und schwerere Flüssigkeit angeschlossen.
Das Meßgefäß selbst ist mit einem Kontaktstift versehen, der zwischen zwei in den
Stromkreisen der Ventile liegenden Kontakten spielt. Wenn die Wichte der Flüssigkeit
um einen bestimmten Betrag von der gewollten nach unten oder oben abgewischen ist,
kommt der Kontaktstift mit einem der Kontakte in Berührung, wodurch das entsprechende
Ventil so lange geöffnet und schwerere bzw. leichtere Flüssigkeit zugesetzt wird,
bis sich der Stift beim Zurückschwingen des Meßgefäßes in seine mittlere Stellung
von dem Kontakt löst. Die Regelung der Wichte erfolgt also stoßweise und setzt erst
dann ein, wenn eine gewisse obere oder untere Grenze erreicht ist.
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Diese überstände werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, ,daß
je eine Zulaufleitung für eine schwerere und eine leichtere Flüssigkeit vorhanden
ist, die über dem Einlaufrohr des Meßgefäßes münden, und daß vor der Mündungsöffnung
des Zulaufrohres für die schwerere bzw. leichtere Flüssigkeit oder vor den Mündungsöffnungen
der Zulaufrohre
für die schwerere und leichtere Flüssigkeit eine
mit der Waage verbundene Ablenkvorrichtung angeordnet ist, derart, daß je nach Waagestellung
mehr oder wemger große Teilbeträge der Flüssigkeiten in das Meßgefäß, die restlichen
Teilbeträge in ein Ableitrohr abgelenkt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß der
Zufluß der Suspension in das Meßgefäß stets unter der gleichen Druckhöhe, Geschwindigkeit
und Menge sowie ohne hydraulische Reaktionen in senkrechter Richtung erfolgt. Diese
Ausgestaltung besteht darin, daß das Meßgefäß unten einen Auslauf besitzt, daß das
Einlaufrohr für das Meßgefäß frei axial in dieses hineinragt, mit einer umlenkplatte
vor der Mündung versehen ist und an einen Zuflußbehälter mit einer Einrichtung zur
Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels angeschlossen ist, über dem die Zulaufleitungen
für die schwerere und leichtere Flüssigkeit münden.
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An Hand zweier Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher beschrieben
werden.
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Abb. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Ahb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II und Abb. 3 eine andere
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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An dem Waagebalken 4 ist an der Kette I einerseits ein Gewicht 5,
andererseits unter Dreiteilung der Rette 2 ein Meßgefäß 6 au£gehängt. Ein am Waagebalken
angebrachter Zeiger 7 spielt auf einer Skala 8. Das Meßgefäß 6 ist im Boden mit
einer Öffnung 9 und in der Decke mit einer Öffnung 10 versehen, an die sich ein
Zylinder II anschließt.
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Dieser ist von einer Überlaufrinne mit einem Auslaß 12 umgeben. Das
Meßgefäß 6 und die Überlaufrinne sind in einem ortsfesten Behälter 13 mit der Auslaßöffnung
1 3a angeordnet.
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Mit Abstand ist über dem Behälter 13 ein ebenfalls ortsfester Mischbehälter
14 vorgesehen, in den ein Zulaufrohr 15 mündet. Dieser Mischbehälter ist mit einem
in den Behälter 13 mündenden Überlaufrohr 16 versehen und mit einem Auslaufrohr
I7, das mit Spiel durch die Öffnung 10 des Gefäßes 6 hindurchgeführt ist und etwa
in dessen Mitte endet.
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Mit Abstand ist unter der Mündungsöffnung des Rohres I7 eine waagerechte
Umlenkplatte IS am Rohr befestigt.
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Über dem Behälter 14 sind durch eine Zwischenwand 20 getrennte Kammern
2I und 22 sowie durch eine tiVand 20e getrennte Kammern 2 1a und 22a aligebracht.
Die Kammern 2I, und 22 stehen mit dem Behälter 14 in Verbindung, während die Kammern
21 ünd 22,, in ein gemeinsctlncs Ableitungsrohr 23 münden. Über der Kammer 22 endet
ein Zulaufrohr 24 für eine Flüssigkeit von verhältnismäßig kleiner und über der
Kammer 22n ein Zulaufrohr 24a für eine Flüssigkeit von verhältnismäßig großer Wichte.
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An der Aufhängekette 2 des Meßgefäßes 6 sind vor der Mündung der
Leitungen 24 und 24a die Platten 25 und 25a befestigt und in senkrechter Richtung
verschiebbar in den Kammern 21 und 21a geführt. Der untere Rand dieser Platten ist
schräg geneigt (Abb. 2). Durch diese schräge Neigung kann ein Teilbetrag der aus
den Leitungen 24 und 24a ausströmenden Flüssigkeiten frei in die Kammern 21 und
21 a ausstrahlen; der andere Teilbetrag der Flüssigkeitsstrahlen wird aufgehalten
und in die Kammern 22 bzm. 24n abgelenkt und durch die Leitung 23 abgeführt. Die
Verschiebung der Platten nach oben vergrößert die in die Kammern 21 und 2 1a einfließenden
Flüssigkeitsmengen, während aus einer Abwärtsbewegung der umgekehrte Vorgang resultiert.
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Es sei zunächst angenommen, daß die beiden Flüssigkeiten, die durch
die Leitungen 24 und 24Q zufließen, miteinander zu einer Flüssigkeit von gewollter
Wichte gemischt werden sollen. In diesem Falle ist die Leitung 15 abgesperrt.
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Die Teilbeträge der Flüssigkeiten, die aus den Rohren24 und 248 in
die Kammern 21a und 22 einströmen, gelangen in den Behälter 14 und mischen sich
in diesem miteinander.
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Die Summe der Teilbeträge, die in den Behärter 14 einfließen, ist
größer als die Flüssigkeitsmenge, die durch das Rohr I7 abfließen kann; der überschuß
geht durch das Überlaufrohr I6 ab. Dadurch wird der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter
14 immer auf gleicher Höhe gehalten. Der Ausfluß der aus dem Rohr 17 austretenden
Flüssigkeit erfolgt daher stets unter dem Einfluß der gleichen Druckhöhe, also stets
mit gleicher Geschwindigkeit, Die ausfließende Flüssigkeit wird auf der Platte 18
umgelenkt, so daß der Eintritt in das Gefäß 6 in waagerechter Richtung erfolgt und
praktisch keine hydraulischen Reaktionen in senkrechter Richtung auf das Meßgefäß
verursacht. Die Umlenkung der austretenden Flüssigkeit kann aber auch beispielsweise
so erfolgen, daß das Rohr 17 unten geschlossen und mit zwei seitlichen gegenüberliegenden
Öffnungen versehen ist, aus denen die Flüssigkeit in gleicher Stärke austritt. tuch
hierdurch werden hydraulische Reaktionen ebenfalls in der senkrechten und auch in
seitlicher Richtung vermieden.
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Die Vorrichtung für die Ablenkung in waagerechter Richtung ist eine
vorzugsweise Ausführungsform. die jedoch nicht in allen Fiillen erforderlich ist.
Wenn die Wichte der Zulatiftlüssigkeit sich wenig ändert, ändert
-sich
auch die Geschwindigkeit am Auslauf des Rohres 12 praktisch nicht, so daß die hydraulische
Reaktion in senkrechter Richtung -stets gleich bleibt und sich infolgedessen hierdurch
die jeweilige Stellung des Meßgefäßes nicht ändert.
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Durch die obere Öffnung 10 und die untere Öffnung g des Meßgefäßes
fließt die eintretende Flüssigkeit gleichzeitig ab. Die untere Öffnung ist dabei
so bemessen,, daß durch diese weniger Flüssigkeit ab strömt, als dem Meßgefäß durch
das Rohr I7 zugeführt wird. Aus diesem Grunde bleibt das Meßge--fäß stets vollkommen
gefüllt, und zwar, da Ablägerungen von Feststoffen nicht auftreten können, mit homogener
- Flüssigkeit. - v Da also das Meßgefäß frei von hydratillschen Reaktionen in senkrechter
Richtung ist und stets die gleiche Flüssigkeitsmenge von homogener Beschaffenheit
enthält, richtet sich die Stellung des Meßgefäßes jeweils nach der Wichte der darin
enthaltenen Flüssigkeit, deren Größe durch den Zeiger 7 angezeigt wird. Wenn diese
den richtigen Wert hat (dieser Wert wird durch das Gewicht 5 bestimmt), bleibt das
Meßgefäß 6 im Gleichgewicht, wodurch die Platten 25 und 25e die richtige Stellung
in bezug auf die aus den Leitungen 24 und 24a austretenden Flüssigkeitsstrahlen
haben.
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Andert ,sich nun aber die Wichte einer der beiden zufließenden Flüssigkeiten,
dann folgt daraus, wenn sich die Änderungen der beiden Flüssigkeiten nicht gerade
gegenseing von selbst aufheben, auch eine Änderung der Mischflüssigkeitswichte.
Es sei beispielsweise angenommen, daß sich die Wichte der aus der Leitung 24a zuströmenden
schwereren Flüssigkeit vergrößert. Daraus ergibt sich auch eine größere Wichte der
im Behälter 14 entstehenden Mischflüssigkeit, die dann in das Meßgefäß 6 gelangt.
-Jetzt bewegt sich der rechte Arm des Waagebalkens 4 nach unten Und bewegt gleichzeitig
die Platten 25 und 2 5a in eine tiefere Lage. Die Folge davon ist eine Vergrößerung,
des in den Behälter 14 aus der Leitung 24 einströmenden Teilbetrages. der leichteren
Flüssigkeit, während der aus der Leitung 24a zufließende Teilbetrag der schwereren
Flüssigkeit kleiner wird. D.araus ergibt sich ein Geringerwerden der Mischflüssigkeitswichte.
Im umgekehrten Fall, z. B. dann, wenn die Wichte der leichteren Schwereflüssigkeit
geringer wird, bewegen sich das Meßgefäß und die Platten 25 und 25a nach oben, woraus
dann wieder eine Vergrößerung der Mischflüssigkeitswichte resultiert. Auf diese
Weise wird stets selbsttätig die gewünsdfle Wichte beibehalten.
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Man kann auch zum Betriebe einer solchen Vorrichtung durch die Leitung
24a eine Flüssigkeit' von verhältnismäßig großer Wichte und durch die Leitung 24
klares Wasser einführen.
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Die Einrichtung kann weiterhin auch -Verwendung finden in dem Fall,
daß man eine Trübemenge, deren Wichte Änderungen tmterworfen ist, auf eine gleichbleilbrende
Wichte bringen will-. Zu diesem Zweck wird die zu regelnde Haupttrübe durch die
Leitung I5 zugeführt, während durch die Leitungen 24 und 24a eine 1eichtere bznv.
schwerere Suspension zttsätzlich in den Behälter 14 eingeführt werden kann. In diesem
Falle sind natürlich die aus den Leitungen 24 Und 24a fliesen den Flüssigkeits mengen
erheblich geringer als diejenige Menge, welche durch die Leitung I5 zufließt.
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In Abb. 3 ist eine andere, - usführung dargestellt. Bei dieser Vorrichtung
wird eine verhältnismäßig schwere Flüssigkeit, die beispielsweise von einem Eindicker
kommt, mit Wasser gemischt, um eine Flüssigkeit be--stimmter Wichte zu erhalten.
In dieser Abbildung ,sind mit der Albb. I übereinstimmende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen, so daß diese nicht näher. beschrieben werden müssen.
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An der Decke des Behälters I4 ist ein zylindrisches Gefäß 26 und
am Boden dieses Gefäßes ein Auslaß 27 vorgesehen. Innerhalb des zylindrischen Gefäßes
ist ein Rohrstutzen 28 angebracht, der mit der Öffnung 28n in der Decke des Behälters
14 mündet. Der obere Rand des Rohrstutzens 28 liegt tiefer als der Rand des zylindrischen
Gefäßes 26.
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Durch das Gefäß 26 ist eine Wasserleitung 29 geführt, deren freies
Ende nach oben abg.ebogen ist und über dem Rohrstutzen 28 mündet. An' der Wasserleitung
29 ist mit Abstand gegenüber der Auslaßöffnung eine Platte 30 vorgesehen.
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Die Aufhängekette 2 trägt eine waagerechte Platte 31. An dieser hängt
unter Vermittlung der Stangen 2a das Meßgefäß 6. An der unteren Fläche dieser Platte
ist ein zweiter Zylinder 32 gleichachsig mit dem Rohrstutzen 28 befestigt. Der untere
Rand des Zylinders 32 ist schräg geneigt.
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Durch eine Wand des Behälters I3 ist ein Ableitrohr 33 hindurchgeführt,
dessen oberes Ende sich mit der Mündung des Auslasses 1 2 der Überlaufrinne deckt,
wenn das Gefäß 6 sich in der Stellung befindet, die es bei Einnahme der richtigen
Wichte der darin enthat jenen Suspension einnimmt.
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Die Platte 30 erzwingt ein etwa waagerechtes Abstrahlen des aus der
Leitung 29 austretenden Wasserstrahies. Ein Teilbetrag des Wassers kann sich ungehindert
fortbewegen und gelangt in den ringförmigen Raum znischen dem zylindrischen Gefäß
26 und Rohrstutzen
28, aus dem es durch die Leitung 27 abgeführt
wird; der andere Teilbetrag gelangt durch den Rohrstutzen über das Rohr 35 in den
Zufiußbehälter 14.
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Ändert sich nun die Wichte der aus der Leitung 15 kommenden Flüssigkeit,
so hat dies einen Ausschlag des Waagebalkens 4 zur Folge. Wird die Wichte dieser
Flüssigkeit beispielsweise größer, dann bewegt sich der rechte Arm des Waagebalkens
4 nach unten.
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Diese Bewegung macht auch der Zylinder 32 mit, wodurch ein größerer
Teilbetrag des abgestrahlten Wasserschleiers von diesem aufgefangen und in den Mischbehälter
I4 geleitet wird. Der umgekehrte Vorgang erfolgt bei einer Verringerung der Wichte
der aus .der Leitung I5 zufließenden Flüssigkeit. Das Wasser mischt sich mit der
Flüssigkeit in dem Behälter 14 zu einer Flüssigkeit der gewollten Wichte. Wenn die
Flüssigkeit die gewollte Wichte hat, die wiederum durch das Gewichts bestimmt wird,
tbleibt das Gefäß 6 in Ruhe.
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In diesem Fall deckt sich der Auslaß 12 der Überlaufrinne mit der
Mündung des Ableitrohres 33, durch das die aus der oberen Meßgefäß öffnung austretende
Flüssigkeit ihren Bestimmungsort zugeführt wird. Die durch die verhältnismäßig kleine
Öffnung g des Meßgefäßes ausfließende Flüssigkeit geht durch die Öffnung3, des Behälters
I3 ab und wird in den Eindicker zurückgeleitet. Wenn die Flüssigkeit in dem Gefäß
6 zu schwer oder zu leicht ist, nimmt der Auslaß 12 eine Stellung, über oder unter
der Mündung. des Albleitrohres 33 an, wodurch die ausfließende Flüssigkeit in den
Behälter I3 fließt und aus diesem durch die Öffnung I3a abgeführt wird.