DE80041C

DE80041C -

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Publication number: DE80041C
Application number: DENDAT80041D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren nebst Apparat zum Trennen von Metallen und ähnlichen Substanzen mit Hülfe der Centrifugalkraft. Durch letztere wird die trennende Wirkung entweder unmittelbar nach oder während des Schmelzens solcher Metalle hervorgerufen. Im ersteren Falle geht der Schmelzprocefs aufserhalb des Schleuderapparates vor sich, während im letztgenannten Falle die Schmelzvorrichtung mit dem eigentlichen Apparate ein zusammenhängendes Ganzes bildet. Die verschiedenen Metalle oder Stoffe werden mit Hülfe der Centrifugalkraft derart beeinflufst, dafs sie sich zur Rotationsachse concentrisch in Schichten derart legen, dafs sich diejenigen mit gröfstem specifischen Gewicht am weitesten und diejenigen mit dem kleinsten specifischen Gewicht am nächsten zur Rotationsachse befinden. Diese Lage der Schichten wird nun ausgenutzt, um die verschiedenen Stoffe in verschiedene Behälter zu führen und die Trennung derselben zu sichern.

Der Apparat besteht aus einem drehbaren Behälter, welcher einen ringförmigen Raum oder eine oder mehrere Zellen besitzt, in welche das geschmolzene Metall oder die betreffenden Substanzen, wie Erze, Brennmaterialien und das Schmelzen befördernde Stoffe, eingeführt werden, bevor ihre Trennung vor sich geht. Dieser ringförmige Raum oder diese Zellen können aus irgend einem geeigneten Material bestehen. Wenn die Trennung während des Schmelzens stattfindet, werden geeignete Vorrichtungen zum Bewirken dieses Schmelzens vorgesehen.

In den Wänden des ringförmigen Raumes oder der Zellen werden Fangrohre, Syphone oder Durchgänge vorgesehen, welche den Zweck haben, jede einzelne geschmolzene Substanz in einen besonderen Sammler zu leiten.

Auf beiliegenden Zeichnungen, in welchen entsprechende Theile mit entsprechenden Buchstaben bezeichnet sind, ist der Erfindungsgegenstand zur Darstellung gebracht, und zwar bedeuten :

Fig. ι eine Oberansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Centrifugalapparates,

Fig. 3 einen Theil einer Oberansicht und

Fig. 4 einen Theil einer ringförmig angeordneten Einrichtung im senkrechten Schnitt;

Fig. 5 ist ein Theil einer Oberansicht und

Fig. 6 ein Theil eines Apparates im senkrechten Schnitt, bei welchem der ringförmige Raum durch radial angeordnete Töpfe ersetzt ist;

Fig. 6a ist ein Schnitt nach Linie x-x der Fig. 6 eines solchen Topfes;

Fig. 7 ist ein Theil eines Verticalschnittes eines Schmelz- und Trennapparates;

Fig. 8 ist ein Verticalschnitt durch eine Vorrichtung zum Heizen der Sammler,

Fig. 9 ein senkrechter Schnitt einer Vorrichtung zum Erwärmen des geschmolzenen Materials in den Sammlern;

Fig. 10 ist ein Theil eines Verticalschnittes durch eine Vorrichtung zum Erhitzen der Töpfe, wobei gasförmiges Brennmaterial benutzt wird,

Fig. 11 eine andere Ausführungsform einer Heizvorrichtung und

Fig. iia ein Schnitt nach Linie y-y der Fig. ii.

Die feststehenden Theile des Apparates sind von links oben nach rechts unten schraffirt, während die rotirenden Theile von rechts oben nach links unten schraffirt sind.

Die Worte oben und unten oder aufwärts und abwärts sollen in der Beschreibung diejenigen Theile des Apparates oder des geschmolzenen Materials bedeuten, welche der Rotationsachse näher oder entfernter liegen. Eine Grundplatte A, Fig. 2, erhält in ihrer Mitte einen Aufsatz a, welcher der Welle B als Spurlager dient. Diese Welle ist an dem Mantel oder an den als Ersatz für diese tretenden Topfen oder Behältern D fest angebracht und vermag mit diesen gemeinsam zu rotiren.

Fest an der Platte A werden Säulen α^Λ angebracht, welche den äufseren Mantel C tragen. Mit dem letzteren bilden die Sammler und deren Ablenker c^, c^s und c⁴ ein festes Ganzes oder werden an ihm befestigt. Aufserdem trägt der Mantel die Ueberlaufrohre c¹ c^s und den Deckel c c¹, welch letzterer dem Einführungstrichter c⁵ mit dessen Rohr c⁶ als, Träger dient. Die senkrecht angeordnete Welle B erhält an irgend einer geeigneten Stelle eine Riemscheibe b, über welche ein Riemen b^l läuft, mit dessen Hülfe die Welle B und der oder die Behälter D ihre rotirende Bewegung . empfangen.

Das Innere des Behälters D kann, im Falle nur eine niedrige Temperatur erforderlich ist, auch den Topf zur Aufnahme des geschmolzenen Materials bilden, aber in Fällen, wo hohe Temperaturen nothwendig sind, wird ein innerer Behälter oder Topf E verwendet, welcher entweder aus Metall oder sonst einem geeigneten feuerfesten Material besteht, was natürlich von jedem besonderen Falle abhängt. Zwischen diesem Topf und dem äufseren Behälter wird eine Schicht G aus schlecht wärmeleitendem Material, wie feuerfestem Thon, Asbest, Magnesia oder Kalk, angeordnet. In den Fällen, in welchen sowohl ein äufserer als auch ein innerer Behälter verwendet wird, wird der äufsere durch den schlechten Wärmeleiter G kühl gehalten und verhindert, dafs die innerhalb des Behälters E erzeugte Hitze zu dem Behälter D gelangt. Hierdurch wird erreicht, dafs die ganze Stärke des den äufseren Behälter D bildenden Materials benutzt wird, um der durch die Centrifügalkraft hervorgerufenen Spannung zu widerstehen.

In Fig. 3 und 4 ist der Behälter E ringförmig angeordnet und wird von dem Trichter c⁵ aus mit geschmolzenem Material versehen. Das letztere durcbfiiefst hierbei das Rohr c⁶ bis zu den radialen Abständen der strichpunktirten Linien 1-1, 2-2 und 3-3. Diese Abstände werden durch die Entfernungen bestimmt, welche die Fangrohre e^l und e'² von der Rotationsachse haben. Durch diese Fangrohre und durch den Rand der inneren Lippe e³ werden die getrennten Materialien fortgeleitet. Auf der Zeichnung sind drei strichpunktirte Linien veranschaulicht, aber dieses ist nur dann nothwendig, wenn das zu behandelnde Material in wenigstens drei von einander getrennt zu sammelnde Klassen getheilt werden soll, welche zu den Sammlern c'², c³ und c⁴ ihre Ableitung finden. Gewöhnlich ist es jedoch nur nothwendig, eine einmalige Trennung vorzunehmen, so dafs nur zwei Auslafsrohre oder Mündungen und ebenso viele Sammler erforderlich sind.

In sämmtlichen Figuren werden die radialen Abstände durch syphonartig gestaltete Fangrohre beherrscht angegeben, jedoch ist ohne Weiteres ersichtlich, dafs die Abstände auch durch ein geeignetes Gröfsenverhältnifs zwischen den Zulafs- und Auslafsrohren oder durch andere geeignete Vorrichtungen erhalten werden können.

In Fig. 4 ist das untere Ende des Einlafsrohres c⁶ vor der Länge dargestellt, welche erforderlich ist, um die Linie 1-1 zu erreichen; aber in Fällen, wo die Linien 2-2 oder 3-3 die radiale Entfernung des Einlafsrohres c^e darstellen, würde das letztere entsprechend zu verkürzen sein. In den durch Fig. 5, 6 und 6 a dargestellten Einrichtungen wird die ringförmige Anordnung umgangen, indem Töpfe D (in diesem Falle zwei) an die Stelle des oben beschriebenen Behälters D treten. Diese Töpfe werden durch Arme H getragen, durch welche der Centrifügalkraft Widerstand geleistet wird und welche an dem centralen Block h befestigt werden. Der letztere sitzt fest auf der Welle B und rotirt mit dieser gemeinsam. Die Arme H müssen natürlich die genügende Festigkeit besitzen, um den radialen Zug der unter der Einwirkung der Centrifügalkraft stehenden Töpfe zu widerstehen.

W'enn von der ringförmigen Anordnung abgewichen wird, ist es nothwendig, den Trichter c⁵ und das Rohr c⁶ nahezu central zum Einlafs I zu bringen, welcher an dem Block h sitzt und mit demselben und dem Arme H rotirt. Dieser Einlafs erhält die Form eines abgestumpften Kegels. An zwei gegenüberliegenden Punkten ist der Kegel mit Auslafsrohren i versehen, welche das geschmolzene Material in die Töpfe ausgiefsen.

Das geschmolzene Metall wird in den feststehenden Trichter c ⁵ gegossen und kommt in das Rohr c⁶, fällt hierauf auf den rotirenden Einlafs, und indem es entweder dessen Seitenwände oder dessen Boden berührt, wird genügende Centrifügalkraft hervorgerufen, um dasselbe zu zwingen, durch das eine oder andere der Auslafsrohre i hindurch zu dem Topf E zu gelangen, wo es der Centrifugal-

kraft ausgesetzt wird; nachdem die Trennung stattgefunden, wird das schwerere Metall durch das Fangrohr e^l zu dem Sammler c² gelangen, während der leichte Theil zu der oberen oder inneren Fläche des Topfes kommt, sobald es die radiale Entfernung, welche durch die punktirte Linie 2-2 angegeben ist, erreicht, tritt hierauf aus denn Auslafsrohr e² aus, dessen Mündung sich an der Stelle dieser radialen Entfernung befindet. In diesen Figuren sind die Sammler verschieden angeordnet und die Fangauslafsrohre werden in den Wänden des inneren Behälters E gebildet. Doch das Princip bleibt dasselbe wie zuvor, da die ringförmige Anordnung, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, einfach dadurch in die radiale Topfanordnung umgekehrt werden kann, dafs man die ringförmige Kammer mit Hülfe von vertical angeordneten Zwischenwänden theilt.

In den vorhergehenden Figuren ist angenommen, dafs das geschmolzene Material von oben in den Behälter eingeführt wird und von dem Boden desselben abfliefst, . in welchem Falle die Trennung in einem nach abwärts oder auswärts fliefsenden Strom erfolgt. Es ist jedoch einleuchtend, dafs das geschmolzene Material auch am oder in der Nähe des Behälterbodens zugeführt und an dem oberen oder inneren Ende desselben entnommen werden kann, in welchem Falle die Trennung in einem einwärts oder aufwärts fliefsenden Strom erfolgt.

In ähnlicher Weise wie bei der Verwendung eines Behälters von ringförmiger Kanalform zur Aufnahme des geschmolzenen Materials kann auch eine kreisförmige Trennung in einer nahezu rechtwinkligen Richtung zu dem Stromlaufe statt in einer Linie mit demselben erfolgen , oder der Behälter kann durch einen Kanal von schrauben- oder schneckenförmiger Gestalt ersetzt werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. In einigen Fällen ist es nothwendig oder wünschenswerth, den Behälter oder den Topf oder auch beide zu erhitzen, was auf verschiedene Weise geschehen kann. Gasförmiges Brennmaterial oder erhitzte Luft kann ebenso wie Züge oder Kanäle Verwendung finden, welche durch oder um den inneren Behälter oder Topf herumlaufen. Die Hitze kann auch durch Gas oder heifse Luft abgegeben werden, welche die innere Fläche der der Behandlung unterzogenen Materialien entlang streichen. In den vorher beschriebenen Figuren wurde angenommen , dafs das Material den Behältern in geschmolzenem Zustande zugeführt wird, dagegen wird in Fig. 7 gezeigt, dafs dasselbe auch in festem Zustande durch c⁵ hindurch zu dem Vertheiler / gelangen kann und dann die Rohre i durchläuft und zu dem Topf oder Behälter E geführt wird. Eine Flamme des Gasrundbrenners T erhält ihre Gaszufuhr von einer aufserhalb liegenden Quelle durch den Kanal t und das Rohr t^l hindurch. Diese Flamme streicht an der Oberfläche des in dem Topf enthaltenen Materials entlang. Die hierzu erforderliche Hitze mufs genügend grofs sein, um das Schmelzen des Erzes zu bewirken, wenn dieses mit dem schon geschmolzenen Material in Berührung kommt, und die Trennung wird wie vorher hervorgerufen, sobald das Schmelzen vollständig stattgefunden hat.

In denselben Figuren erhalten der Sammler und der Ablenker c'² Kühlmäntel c^x, durch welche ein Wasserstrom circulirt. Der Gasbrenner T kann auch verwendet werden, wenn geschmolzenes Material dem Apparat zugeführt wird, was den Zweck hat, die auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalles befindlichen Unreinlichkeiten den Umständen entsprechend entweder zu reduciren oder zu oxydiren.

In Fig. 8 ist eine Einrichtung dargestellt, um die Sammler, von welchen das geschmolzene Metall oder andere Materialien abgeleitet werden, derart zu erhitzen, dafs die Metalle in flüssigem Zustande abfliefsen können. In diesem Falle wird ein Kanal oder eine Verbrennungskammer U verwendet, welche die beiden Sammler c² und c³ umgiebt und innerhalb derselben eine solche Temperatur hervorruft, dafs ihr Inhalt in geschmolzenem Zustande verbleibt. Die Erhitzung dieser Kanäle kann entweder durch die Verbrennung fester Körper oder gasförmiger Brennmaterialien erfolgen. In einigen Fällen können die Kanäle auch mit einem Ring von Gasbrennern ausgestattet werden, welche dann denselben Zweck verfolgen.

In Fig. 9 wird der flüssige Inhalt der Sammler c'² und c³ mit Hülfe von Ringen nach unten gekehrter Gasbrenner im geschmolzenen Zustande erhalten, indem die Flammen dieser Brenner über den flüssigen Inhalt hinwegstreichen und denselben erhitzen. Zwei solcher Ringe u sind auf der Zeichnung dargestellt, welche von einer gemeinsamen aufserhalb befindlichen Gasquelle gespeist werden.

In Fig. 10 ist eine Heizvorrichtung für den Topf zur Darstellung gebracht, welche mit Hülfe von Gasverbrennung wirkt, wobei die Gaszuführung von einer aufserhalb befindlichen Quelle durch ein Rohr ρ stattfindet, welches das Gas zu einer ringförmigen Gaskammer P leitet, welche das Metalleinlafsrohr c⁶ umgiebt. Von dieser Gaskammer gelangt das Gas durch Rohre j?¹ hindurch und verbrennt gemeinsam mit der Luft in der Verbrennungskammer R. Die Verbrennungsgase treten durch den Zug r in die Atmosphäre. Der Zug r ist in Fig. 10 in der Weise angeordnet, dafs er durch das Innere des Behälters E hindurchgeht, aber in den Fig. 11 und iia ist eine Behälterform dargestellt, bei welcher eine Anzahl Züge r aufser-

halb des Behälters E angeordnet sind. Die innere Einrichtung des Behälters ist im Allgemeinen ähnlich wie die in Fig. 10 dargestellte.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zum Trennen von geschmolzenen Metallen und dergl. durch Centrifugalkraft, dadurch gekennzeichnet, dafs das Metall zunächst in einen rotirenden Behälter gelangt, daselbst im geschmolzenen Zustande· durch die Centrifugalkraft getrennt wird und in gesondert angeordnete Sammler fortwährend durch Rohre oder Kanäle gelangt, deren Einmündungen von der Rotationsachse und von einander radiale Abstände haben, welche in ganz bestimmten Verhältnissen zu dem specifischen Gewichte der verschiedenen Bestandtheile stehen.
Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch ι. eine Schleudermaschine mit heberartig gestalteten Fangrohren, deren Einmündungen von der Rotationsachse und von einander radiale Abstände haben, welche in bestimmten Verhältnissen zu dem specifischem Gewichte der verschiedenen Bestandtheile stehen, wodurch bewirkt wird, dafs jede Substanz durch die Centrifugalkraft gesondert in einen der Sammler (c², c^s oder C⁴J gelangt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.