DE928521C

DE928521C - Device for separating mixtures of substances, in particular minerals, according to their weight in heavy fluids

Info

Publication number: DE928521C
Application number: DESCH15976A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Teuteberg
Original assignee: Schuechtermann und Kremer Baum AG fuer Aufbereitung
Current assignee: Schuechtermann und Kremer Baum AG fuer Aufbereitung
Priority date: 1954-07-31
Filing date: 1954-07-31
Publication date: 1955-06-02

Description

Vorrichtung zum Trennen von Stoffgemischen, insbesondere Mineralien, nach der Wichte in Schwerflüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von Stoffgemischen, insbesondere Mineralien, nach der Wichte in Schwerflüssigkeit, insbesondere Schwerstoffsuspensionen, mit Hilfe von Zentrifugalkräften, bestehend aus, einem hohlen, am Umfang offenen Laufrad, das, in einem von Schwerflüssigkeit durchströmten Behälter umläuft und dessen Hohlraum in Achsrichtung von einem Transportflüssigkeitsstrom aus Wasser oder Schwerflüssigkeit durchströmt wird.Device for separating mixtures of substances, especially minerals, according to the specific gravity in heavy liquid The invention relates to a device for separating mixtures of substances, especially minerals, according to their specific gravity in heavy liquids, in particular heavy suspensions, with the help of centrifugal forces, consisting from, a hollow impeller, open at the periphery, which, in one of heavy liquids flowed through container and circulates its cavity in the axial direction of a transport liquid flow is flowed through by water or heavy liquid.

Das Laufrad erzeugt in dem Behälter einen Überdruck, gegen den der den Behälter durchsetzende Schwerflüssigkeitss,trom in den Behälter hineingedrückt werden muß. Dieser Druck setzt sich zusammen aus dem Pumpdruck des Laufradirihaltes und dem Schleuderdruck der im Behälter befindliehen, vom Laufrad in Umdrehungen versetzten Schwerflüssigkeitsmasse. Der Pumpdruclc des Laufradinhaltesist durch die Gleichung bestimmt. u = Umfanggeschwindigkeit am Laufradumfang, ä = Erdbeschleunigung, il = Beiwert C r, der die Schlupfverluste der im Laufrad befindlichen Flüssigkeit berücksichtigt. Der durch die im Behälter umlaufendeSchwerflüssigkeitsmasse erzeugte Druckanteil ist rechnerisch nicht zu erfassen. Er hängt in hohem Maße von der Formgebung des Behälters ab, dessen Wandflächen die vom Laufrad in Umlauf versetzte Schwerflüssigkeitsmasse wieder abbremsen. Druckmessungen haben :gezeigt, daß sich im Behälter ein beträchtlicher Druckabfall vom Behälterumfang nach. der Drehachse des Laufrades. hin einstelft.The impeller generates an overpressure in the container, against which the heavy liquid flow passing through the container must be pressed into the container. This pressure is made up of the pump pressure of the impeller hold and the centrifugal pressure of the heavy liquid mass in the container, set in revolutions by the impeller. The impeller volume pump pressure is given by the equation certainly. u = peripheral speed at the impeller circumference, ä = acceleration due to gravity, il = coefficient C r, which takes into account the slip losses of the liquid in the impeller. The pressure component generated by the heavy liquid mass circulating in the container cannot be computed. It depends to a large extent on the shape of the container, the wall surfaces of which slow down the heavy liquid mass set in circulation by the impeller. Pressure measurements have shown that there is a considerable pressure drop in the container from the circumference of the container. the axis of rotation of the impeller. down.

Gemäß .der Erfindung wird der Sehwerflüssigkeitszufluß zum Behälter .nahe der Drehachse des Laufrades und der Schwerflüssigkeitsabfluß am Behälterumfang angeordnet.According to the invention, the flow of vision fluid to the container .near the axis of rotation of the impeller and the heavy liquid drain on the circumference of the container arranged.

Auf diese Weise wird die natürliche Druckdifferenz im Behälter für die Förderung des den Behälter durchsetzenden Schwerflüssigkeitsstronies nutzbar gemacht, so daß ein erheblicher Teil der zur Erzeugung des Schwerflüssigkeitsstromes erforderlichen Pumpenleistung erspart wird.In this way the natural pressure difference in the container for the conveyance of the heavy liquid tronies penetrating the container can be used made, so that a considerable part of the generation of the heavy liquid flow required pump power is saved.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung. sind an dem Laufrad ein oder mehrere Schleuderräume nach Art eines Pumpenlaufrades angeordnet, die nahe der Laufraddrehachse mit dem Schwerflüssigkeitszufluß und im Bereiche des Laufradumfanges. mit dem Behälter in Verbindung stehen. Diese Anordnung ermöglicht es, die Druckdifferenz zwischen dem Schwerflüssigkeitszu- und -abfluß so groß zu machen, daß bequem zwischen dem in die Höhe geführten Schwerflüssigkeitsabfluß und dem Schwerflüssigkeitszufluß das Sieb für das Abscheiden des Sinkgutes aus dem austretenden Schwerflüssigkeitsstrom und darunter der Sammel- und Vorratsbehälter für die Schwerflüssigkeit untergebracht werden können. Eine Umwälzpumpe für den Schwerflüssigkeitsstrom ist dann nicht mehr erforderlich.In a further embodiment of the invention. are on the impeller or several centrifugal chambers arranged in the manner of a pump impeller, which are close to the impeller axis of rotation with the heavy liquid inflow and in the area of the impeller circumference. with the container stay in contact. This arrangement allows the pressure difference between To make the heavy liquid inflow and outflow so large that convenient between the the heavy liquid outflow and the heavy liquid inflow the sieve for separating the sediment from the emerging heavy liquid flow and the collection and storage tank for the heavy liquid is housed underneath can be. There is then no longer a circulation pump for the heavy liquid flow necessary.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention shown.

In dem ortsfesten, mit Schwerflüssigkeit gefüllten Behälter i dreht sich einhohles,vorzugsweise diskusförmiges Laufrad 2, dessen Hohlraum nur am Umfang über den Ringschlitz 3 mit dem Behälterinnern in Verbindung steht. Der ebenfalls mit Schwerflüssigkeit gefüllte Laufradhohlraum ist von einem zentralen Transportflüssigkeitsstrom aus Wasser oder Schwerflüssigkeit durchsetzt, der durch den oberen hohlen Achs.sdhenkel4 in das Laufrad eintritt und dasselbe durch den unteren hohlen Achsschenkel 5 wieder verläßt. Dieser zentrale Transportflüssigkeitsstrom führt dem Laufrad das Aufgabegut zu und nimmt im Laufradhohlraum die Drehbewegung des Laufrades .an. Die dabei auf das Aufgabegtit ausgeübte Schleuderwirkung läßt die schweren Gutsbestandteiledurch die Schwerflüssigkeitsfüllung des Laufrades und den Laufrad'schlitz 3 hindurch bis in den Behälter i fliegen, während die leichten Bestandteile im Bereiche des. zentralen Transportflüssigkei,tsstromes bleiben und mit diesem durch den unteren Achsschenkels aus dem Laufrad wieder herausgetragen werden. Die in den Be'häl'ter i geschleuderten schweren Gutsbestandteile werden mit einem den Behälter durchsetzenden Schwerflüssigkeitsstrom laufend abgeführt.In the stationary container filled with heavy liquid i rotates a hollow, preferably disc-shaped impeller 2, the cavity of which only on the circumference is in communication with the interior of the container via the annular slot 3. That too The impeller cavity filled with heavy fluid is from a central transport fluid flow permeated by water or heavy liquid, which is passed through the upper hollow axle handle 4 enters the impeller and the same through the lower hollow stub axle 5 again leaves. This central transport liquid flow guides the feed material to the impeller and takes on the rotary motion of the impeller in the impeller cavity. That on the centrifugal action exerted by the feed allows the heavy constituents to pass through the heavy liquid filling of the impeller and the impeller slot 3 through to fly into the container i, while the light components in the area of the. central Transport fluid, tsstromes remain and with this through the lower steering knuckle be carried out of the impeller again. The ones thrown into the container Heavy material constituents are mixed with a heavy liquid stream passing through the container continuously discharged.

Die geschilderte Arbeitsweise der Vorrichtung ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn der Druck im Behälter i so groß ist, daß er das. Entleeren des Laufradhohlraumes durch die natürliche Pusnpwirkung des Laufrades verhindert. Der Schwerflüssigkeitsstrom muß deshalb gegen den im Behälter i herrschenden Druck in denselben hineingedrückt werden. Wie bereits gesagt, besteht erfahrungsgemäß ein .beträchtlicher Druckabfall im Schwerflüssigkeitsinhalt des Behälters i vom Behälterumfang nach der Laufraddrehachse hin. Um diesen Druckabfall für die Förderung des den Behälter durchsetzenden Schwerflüssigkeitsstromes nutzbar zu machen, ist der Schwerflüssigkeitszufluß 6 in der Nähe der Laufraddrehachse und der Schwerflüssigkeitsabfiuß 7 am Behälterumfangangeschlossen. Der Zufluß 6 mündet tangentiaf in Drehrichtung des Laufrades in einen Ringraum 8 des Behälters, während der Abfluß 7 tangentia'.t in Laufraddrehrichtung am Behälterumfang austritt. Dadurch wird eire stoßfreier Ein- und Austritt des SchwerflüssiÜ-keitsstromes verwirklicht.The described mode of operation of the device is only then guaranteed when the pressure in the container i is so great that it does. Emptying the Impeller cavity is prevented by the natural pushing effect of the impeller. Of the Heavy liquid flow must therefore against the pressure in the container i in the same to be pressed. As already said, experience shows that there is one . Considerable pressure drop in the heavy liquid content of the container i from the container circumference towards the impeller axis of rotation. To this pressure drop for the promotion of the container To make the penetrating heavy liquid flow usable is the heavy liquid inflow 6 in the vicinity of the impeller axis of rotation and the heavy liquid drain 7 attached to the container circumference. The inflow 6 opens tangentially in the direction of rotation of the impeller into an annular space 8 of the container, while the outlet 7 tangentia'.t in the direction of rotation of the impeller on the container circumference exit. This ensures a smooth entry and exit of the heavy liquid flow realized.

Um das Druckgefälle zwischen dem Schwerflüssigkeitseiri- und -austritt 6 bzw. 7 erheblich zu vergrößern, sind an dem Laufrad 2 ein oder mehrere Schleuderräume 9, z. B. nach Art eines Pumpenlaufrades, angeordnet, die nahe der Laufraddrehachse mit dem Schwerflüssigkeitszufluß 6, 8 in Verbindung stehen, dort gegen das Innere des Behälters i durch eine Dichtung, vorzugsweise eine Spaltdichtung io, -abgedichtet sind und erst etwa im Bereiche des Laufradumfanges in den Behälter münden. Hierdurch kann der Zulaufdruck im Eintrittsstutzen 6 gegenüber dem Druck im Austrittsstutzen 7 so stark gesenkt werden, daß ohne eine besondere Schwerflüssigkeitspumpe ein ausreichender, den Behälter i durchsetzender Schwerflüssigkeitskreis'lauf zustande kommt.About the pressure gradient between the heavy liquid inlet and outlet 6 and 7, respectively, are one or more centrifugal chambers on the impeller 2 9, e.g. B. in the manner of a pump impeller, arranged close to the impeller axis of rotation are connected to the heavy liquid inflow 6, 8, there against the interior of the container i sealed by a seal, preferably a gap seal and only open into the container approximately in the area of the impeller circumference. Through this the inlet pressure in the inlet connection 6 can be compared to the pressure in the outlet connection 7 can be reduced so much that, without a special heavy fluid pump, a sufficient, the heavy liquid circuit penetrating the container i comes about.

Wie die Abbildung erkennen läßt, wird die durch den Austrittsstutzen 7 unter dem höheren, am Behälterumfang wirkendenDruck austretendeSchwerflüssigkeit in dem Steigrohr ii bis auf das Sieb 12 gehoben, auf dem die mitgeführten schweren Gutsbestandteile ausgeschieden werden. Die durch den Siebbelag hindurchfließende Schwerflüssigkeit wird in dem Vorratsbehälter 13 aufgefangen und fließt von dort dank des niedrigen Zulaufdruckes im Eintrittsstutzen 6 in freiem Gefälle zum Behälter i zurück.As the figure shows, the heavy liquid exiting through the outlet nozzle 7 under the higher pressure acting on the container circumference is lifted in the riser pipe ii up to the sieve 12, on which the heavy material constituents carried along are separated out. The heavy liquid flowing through the screen lining is collected in the storage container 13 and, thanks to the low inlet pressure in the inlet connection 6, flows back to the container i in a free gradient.

Um im Behälter i die für den Trennvorgang günstigsten Druckverhältnisse aufrechtzuerhalten, empfie'h'1't es sich, einen bestimmten Zulaufdruck h durch geeignete Vorrichtungen, z. B. das Schwimmerventi'1@ 14, ständig aufrechtzuerhalten.In order to obtain the most favorable pressure conditions for the separation process in the container i It is advisable to maintain a certain inlet pressure h by means of suitable Devices, e.g. B. the Schwimmerventi'1 @ 14 to maintain constantly.

Der Vorratsbehälter 13 weist einen oder mehrere Zuflüsse 15 für die aus der Brausetrübe durch Eindicken zumückgewonnene und für frische Schwerflüssigkeit auf.The storage container 13 has one or more inflows 15 for recovered from the effervescent pulp by thickening and for fresh heavy liquid on.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for separating mixtures of substances, in particular Minerals, according to their weight in heavy liquids with the help of centrifugal forces, consisting of a hollow impeller which is open at the periphery and which is immersed in a heavy fluid flowed through container and circulates its cavity in the axial direction of a transport liquid flow of water or heavy liquid is flowing through, characterized in that that the heavy liquid inflow (6) to the container (i) near the axis of rotation of the impeller (2) and the heavy liquid drain (7) are arranged on the container circumference.

2. Device according to claim i, characterized in that both the heavy liquid inflow (6) as well as the heavy liquid discharge (7) tangentia'1 'in the direction of rotation of the impeller (2) joins or empties.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that on the impeller (2) one or more centrifugal chambers (9), for. B. in the manner of a Pump impeller, are arranged close to your impeller axis of rotation with the heavy liquid inflow (6) and are in connection with the container (i) in the area of the impeller circumference.

4. Apparatus according to claim 3, characterized by an annular inlet space (8) with tangential inlet (6) for heavy liquid, which is the inlet end of the Centrifugal chamber (9) with little, a gap seal (io) to the inside of the container (i) opposite the forming distance.

5. Device according to claims i to 4, characterized in that the inlet pressure (h) by means known per se, z. B. a float valve. (i4), is kept constant.