DE8535375U1 - Analysengerät zur raschen Bestimmung des Gewichtsanteiles an feinkörnigen Bestandteilen in Sanden und Kiesen - Google Patents

Description

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Anordnung zur raschen Bestimmung
von Feinanteilen in Sanden und Kiesen

Bei der Gewinnung von Sanden oder Kiesen für technische Anwendung, beispielsweise für die Erzeugung von Betonzuschlagstoffen, ist es üblich, das Rohgut durch kontinuierlich arbeitende Sieb- und Schlammanlagen in Fraktionen gemäß der

Korngröße aufzutrennen, und zwar im allgemeinen in folgender j

Abstijfiinni (1) Π bis 2 mm (2) 2 bis 4 mm. (3) 4 bis 8 mm, (4) {

8 bis 16 mm und (5) 16 bis 32 mm Korndurchmesser. Die Brauch- |

barkeit solcher Fraktionen für bestimmte Anwendungszwecke hängt |

nun sehr stark davon ab, wieviel feinstkörnige Bestandteile, |

auch als Feinanteile bezeichnet, sie noch enthalten. Diese Fein- f

anteile haben Korndurchmesser bis zu etwa 0,25 mm. Sie finden ■

sich überwiegend in der Sandfraktion (1), können aber auch in '· den gröberkörηigen Fraktionen vorhanden sein und bilden dann

dort in der Regel Überzüge auf den groben Fraktionsbestandteilen. '

Da Sand- und Kieslager wegen ihrer natürlichen Entstehung Ma- j| terial schwankender Zusammensetzung liefern, ist es, insbe- ι sondere bei kontinuierlicher Aufarbeitung, wichtig, die Feinteile des Gutes laufend zu bestimmen, um aufgrund der Meßer- ~ gebnisse die Aufbereitungsanlage so steuern zu können, daß | möglichst konstante Endprodukte entstehen. Bislang geschah das | üblicherweise dadurch, daß eine Probe des erdfeuchten Rohgutes ^f! getrocknet, gewogen, durch Absieben von den Feinteilen befreit ? und erneut gewogen wurde. Diese Prozedur ist so zeitraubend, daß ■ oft in der Zeit von der Probenahme bis zur Ermittlung des F ?- f gebnisses sich die Zusammensetzung des Rohgutes geändert hatte f mit der Folge, daß die Aufbereitungsanlage nicht die gewünschte : Produktqualität lieferte.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Schwierigkeiten mit Hilfe
der in den Schutzansprüchen definierten Anordnung vermeiden

kann. Diese Anordnung erlaubt es, alle Wägungen in einer j Flüssigkeit stattfinden zu lassen.

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Die erfihdungsgemässe Anordnung enthält Folgende Elemente: (a) eine Waage, (b) ein mit der Waage verbundenes, oben offenes Wägegefäß mit einem Flüssigkeitszulauf und einem als Überlauf ausgebildeten Flüssigkeitsablauf, (c) ein in das WägegefäG einführbares mit Geschwindigkeitsregelung versehenes und mit massiven Rührarmen, d.h. solchen, die keine Hohlräume oder Leitungen in ihrem Innern haben, ausa t \ fit BB Rührwerk, snwiß πρπβΗβπρπ f a 1 1 s (rl) ριπή Dnsifir-

einrichtung für das zu untersuchende Gut und/oder (e) ein |

Flüssigkeitsvorratsgefäß, das die Flüssigkeit dem Zulauf des Wägegefäßes vorzugsweise über ein Ventil zuliefert.

Die Waage (a) kann grundsätzlich eine solche beliebiger Konstruktion sein. Wägebereich und Wägegenauigkeit hängen vom Gewicht des mit Flüssigkeit gefüllten Wägegefäßes (b) und | von der gewählten Probengröße ab. Vorzugsweise handelt es sich um eine elektronische Waage mit digitalem Anzeigenabgang und | der Möglichkeit der Unterdrückung eines großen Taragewichtes. Das mit der Waage verbundene Wägegefäß (b) kann an sich beliebig geformt sein, beispielsweise quader-, tonnen-, parabel- oder kegelförmig sein. Vorzugsweise hat es die Form eines aufrechten | Zylinders. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist das Wägegefäß in seinem Innenraum nach einer besonderen geometrischen Form ausgeführt, die einen möglichst strömungsgünstigen Austragsweg der Feinteile erbringt, j nachdem die Flüssigkeit das Probematerial durchdrungen hat, so kann es innen beispielsweise einen parabolischen Querschnitt aufweisen. Das Gefäß kann aus jedem Material bestehen, das gegen die verwendete Flüssigkeit im wesentlichen inert und gegen die mechanische Beanspruchung durch Füllen, Rühren und Entleeren genügend beständig ist. Als Material kommen beispielsweise Kunststoffe und Metalle in Betracht. Die Dimensionierung des Gefäßes ist so zu wählen, daß es zugleich genügend leicht und formstabil ist, um das Wägeergebnis weder durch zu großes

Taragewicht noch durch aus Formveränderungen resultierende Volufnenschwankungen zu verfälschen.

Das Wägegefäß ist oben offen, entweder dadurch* daß die gesamte obere Begrenzung frei von Wandmaterial ist, oder indem oben eine genügend große Füll- und Rühröffnung vorgesehen ist* Das Gefäß hat einen Flussigkeitszulauf (f). Dieser ist im einfachsten Fall ein Zuleitungsrohr über dem offenen Teil des Gefäßes, das mit dem Gefäß nicht mechanisch verbunden zu sein braucht. Das Zuleitungsrohr kann aber auch mit dem Gefäß verbunden sein und entweder von oben oder seitlich in das Gefäß münden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Zuleitungsrohr in Bodennähe in das Gefäß einmünden zu lassen. An seinem anderen Ende kann das Zuleitungsrohr mit einer im wesentlichen trichterförmigen Zuführunqsöffnung versehen sein, die über die maximale Füllhöhe des Wägegefäßes hinausragt. Es kann aber an diesem Ende auch einen flexiblen Schlauch tragen, der es mit einem Flüssigkeitsvorratsgefäß oder einem die Flüssigkeit liefernden Rohrleitungsnetz verbindet. Es versteht sich von selbst, daß diese Schlauchverbindung nicht merklich auf das Wägeergebnis einwirken darf. Bei einer besonderen Ausführungsform mündet der Zulauf in Bodennähe des die Form eines aufrechten Zylinders aufweisenden Wägegefäßes tangential dergestalt, daß der durch den Zulauf erzeugte Flüssigkeitsstrom der Drehrichtung des Rührers (entgegengesetzt ist.

t)as Wägegefäß hat weiterhin einen Flussigkeitsablauf (g), der als Überlauf ausgebildet ist* sich also im oberen Teil des Gefäßes befindet. Im einfachsten Fall handelt es sich um den oberen Gefässrand oder einen abgesenkten Bereich des oberen Gefäßrandes oder um eine Bohrung unterhalb dieses Randes in dessen Nähe. Schliesslich kann der Überlauf als rings um den Gefäßrand verlaufende Überflutrinne ausgebildet sein. Der

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Überlauf kann aber auch die Form eines fest mit dsm Gefäß verbundenen Rohres haben. Hat das Gefäß die Form eines aufrechten Zylinders, so empfiehlt es sich, den Überlauf so

I anzuordnen, daß er die Flüssigkeit tangential in Drehrich-

■j tung des Rührers abführt.

Es empfiehlt sich, das Wägegefäß so mit der Waage zu verbinden, j! daß es kippbar ist. Das Wägegefäß kann aber auch mit einem

3 Bodenventil versehen sein, um nach erfolgter Untersuchung

■\ des Gutes dieses zusammen mit dem Reinigungswasser aus dem

1 Gefäß, möglichst durch eine großdimensionierte Öffnung ab-

¹S fließen zu lassen; in diesem Fall stobt das Gefäß fest. Bei

einer besonderen Ausführungsform öffnet eine sich anhebende f Bodentasse das Bodenventil durch Andruck zur Entleerung. Auf

I diese Weise läßt sich das Gefäß nach jeder Bestimmung leicht

I und schnell vollständig entleeren.

ρ Das Rührwerk (c) ist so über dem Wägegefäß (b) angeordnet, daß

§ seine Rührer in das Gefäß eintauchen oder aus ihm herausgezogen

i werden können. Das Rührwerk wird von einem Elektromotor ange-

I trieben. Seine Geschwindigkeit ist regelbar. Die Regelung kann

I mechanisch durch ein Regelgetriebe und/oder elektronisch

S durch eine Regelschaltung erfolgen. Die Leistung des MotΊrs

ι und der Regelbereich sind von der Menge des zu rührenden

Gutes, von der Form des Rührers und von der maximalen Korngröße der abzutrennenden Feinanteile abhängig. ί

i!' Wichtig ist, daß eine einmal eingestellte Umdrehungsge-

. schwiridigkeit über längere Zeit innerhalb +5% konstant

gehalten werden kann. Das ist in an sich bekannter Weise durch entsprechende Dimensionierung des Rührwerkes ohne weiteres zu erreichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Anordnung mit einer Dosiereinrichtung (d) für das zu untersuchende Gut versehen. Hierbei kann es sich um eine Wägeeinrichtung handeln. Vorteilhafter, weil einfacher in der

Konstruktion, ist eine Volumenmeßeinrichtung, beispielsweise in Form eines SchöpfgefäQes, das gegebenenfalls mit einem Abstreifer stets in gleichem Umfang gefüllt werden kann, oder in Form eines in einem Rohr rechteckigen Querschnitts wandschlüssig gleitenden Rahmens, der an einem Ende des Rohres durch eine Öffnung in der oberen Wand des Ronrs gefüllt und am anderen Ende durch eine Öffnung in der unteren Wand des Rohrs entleert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit einem Flüssigkeitsvorratsgefäß (e) versehen sein, das die Flüssigkeit dem Wägegefäß über ein Ventil zuliefert. Das Ventil kann mechanisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbar sein. Das Vorratsgefäß selbst ist mit einem Flüssigkeitszulauf ausgestattet, der zweckmäßigerweise selbsttätig sperrt, wenn das Gefäß gefüllt ist.

Das Vorratsgefäß kann auch durch Anschluß an die Versorgungsleitung unter Zuschaltung eines Druckkonstanhalters ersetzt werden. Vorzugsweise wird aber die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Rohrleitungsnetz mit Flüssigkeit gespeist. Dabei hat es sich bewährt, im Rohrleitungsnetz einen Druck zwischen 1,5 und 2,5 bar bei Rohrleitungsquerschnitten von 3/8 bis 3/4 Zoll vorzusehen.

Die Abbildungen geben eine erfindungsgemäße Anordnung wieder. F ig.1 zeigt einen Längsschnitt durch die gesamte Anordnung. Fig.2 eine Aufsicht auf ein Wägegefäß gemäß Anspruch 6 und 7, Fig.3 Längsschnitt durch das beispielsweise im Innenraum parabolisch geformte Gefäß für besonders feine Kornfraktionen.

( a ) Waage

( b ) Wägegefäß

( c ) Rührwerk

( d ) Dosiereinrichtung

( e ) Flüssigkeitsvorratsgefäß

( f ) FLüssigkeitszulauf

( g ) Flüssigkeitsablauf.

Die erfind υ ngsgemäße Anordnung wird in der Weise angewendet, daß man das Wägegefäß (b)

(1) vollständig mit einer Flüssigkeit - vorzugsweise mit Wasser oder einer wässrigen Salzlösung - füllt und es dann wägt (Gewichtsbestimmung G 1),

(2) eine Probe des Gutes in das mit Flüssigkeit gefüllte Wägegefäß gibt und dieses nach Niveauausgleich erneut wägt (Gewichtsbestimmung G 2)

(3) das Gut in dem Wägegefäß unter Zulaufeηlassen weiterer Flüssigkeit mit dem Rührwerk (c) so aufwirbelt, daß die feinkörnigen Bestandteile des Gutes bis zu einer durch die gewählte Rührgeschwindigkeit in Verbindung mit dem erzielten Flüssigkeitsstrom gegebenen maximalen Korngröße über den Überlauf ausgeschwemmt werden, und wiederum wägt (Gewichtsbestimmung G 3),

(4) den Gehalt der Probe an feinkörnigen Bestandteilen in Gewichtsprozent nach der Formel

_Gew.__S = (G 2 - G 3) χ 100 G 2 - G 1

berechnet und gegebenenfalls das Messergebnis als Stellgröße für die Optimierung der Produktion einsetzt.

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Claims (9)

SCHUTZANSPRÜCHE

1.) ,£ Analysengerät zur raschen Bestimmung des Gewichtsanteiles an feinkörnigen Bestandteilen in Sanden und Kieseryund gegebenenfalls Verwendung des Bestimmungsergebnisses zur Optimierung der vorzugsweise kontinuierlichen Produktion einer definierten Qualität des Gutes, bestehend aus

(a) einer Waage und

(b) einem mit der Waage verbundenen, oben offenen Wägegefäß, dessen innere Fläche die Form eines Rotationsparaboloids mit im wesentlichen senkrechter Achse hat und das mit wenigstens einem Fiüssig-

koitszulauf und wenigstens einem als Überlauf ausgebildete.) Flüssigkeitsablauf und gegebenenfalls mit

(c) einer Dosiereinrichtung für das zu untersuchende Gut und/oder

(d) einem dem Flüssigkeitszulauf des Wägegefäßes über ein Ventil zulieferndes Flüssigkeitsvorratsgefäß versehen ist.

2.) Gerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das Wägegefäß außen die Form eines aufrechten Zylinders hat.

3.) Gerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß das Wägegefäß auch außen die Form eines Rötationsparaboloids mit im wesentlichen senkrechter Achse hat..

4.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsablauf die Form einer rings um das Wägegefäß verlaufenden Überflutrinne hat und/oder der Gefäßrand als Überströmkante ausgebildet ist.

5.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf über eine flexible Schlauchverbindung mit dem Flüssigkeitsvorratsgefäß verbunden ist. _v

6.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf eine im wesentlichen trichterartige Zuführungsöffnung oberhalb des maximalen Flüssigkeitsniveaus im Wägegefäß trägt, über die die Flüssigkeit berührungslos zugeführt werden kann.

7.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf über eine Anpressverbindung leicht lösbar mit der Flüssigkeit liefernden Anordnung verbunden ist.

8.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 7) dadurch gekennzeichnet, daß das Wägegefäß zur vollständigen Entleerung kippbar mit der Waage verbunden ist.

9.) Gerät nach einem der Ansprüche 1) bis 7) dadurch gekennzeichnet, daß das Wägegefäß mit einem Bodenventil zur vollständigen Entleerung versehen ist.