DEP0031083DA - Verfahren zur Erzielung einer geforderten Konzentration der Ausbeute in der Spitze eines Zyklons - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung einer geforderten Konzentration der Ausbeute in der Zyklonspitze in jenen Fällen, in denen eine Suspension mittels eines Zyklons eingedickt werden soll.

Bei der Anwendung von Zykloneindickern hat sich herausgestellt, dass, falls die Konzentration der zugeführten Suspension erhöht wird, die Konzentration der an der Zyklonspitze austretenden Fraktion ebenfalls gesteigert werden muss, während die Konzentration der an der anderen Seite aus dem Zyklon austretenden Fraktion nicht wesentlich erhöht wird. Die Erfindung nutzt diese Erscheinung aus und bezweckt damit die Konzentrationssteigerung der Ausbeute in der Zyklonspitze, wenn diese Konzentration unter einen geforderten Wert herabfallen sollte, wobei das Material in dem Zyklon so lange zurückgeführt wird, bis die verlangte Konzentration wiederhergestellt ist.

Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Erzielung einer geforderten Konzentration der Ausbeute in der

Zyklonspitze in jenen Fällen, in denen dem Zyklon eine einzudickende Suspension zugeführt wird, wobei, falls die Konzentration der Ausbeute der Zyklonspitze unter einen bestimmten Wert herabfallen sollte, das Material in den Zyklon zugeführt wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens benutzt man einen Zykloneindicker und Mittel, um dem Zyklon eine einzudickende Suspension zuzuführen, zwei Rezipienten und eine in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht der eingedickten Ausbeute in der Zyklonspitze wirkende Regelvorrichtung zur selektiven Zuführung dieses Materials zu den erwähnten Rezipienten, sodass das Material einem der Rezipienten zugeführt wird, wenn ein spezifisches Gewicht einen gewissen Wert übersteigt oder dem anderen dieser beiden Rezipienten, wenn das spezifische Gewicht unter dem genannten Werte liegt. Dabei ist letzterer Rezipient derart konstruiert, dass er mit Mitteln zum Zurückführen des Materials nach dem Zyklon verbunden werden kann.

Die beiden Rezipienten können nebeneinander aufgestellt werden. Hinter die Öffnung der Zyklonspitze kann ein Behälter eingeschaltet werden, dessen Bodenabflusskapazität nicht genügt, um allen vom Zyklon zugeführte Material abzulassen und der mit einem Seitenüberlauf versehen ist, sodass während des normalen Betriebes des Zyklons in dem genannten Behälter ein konstanter Flüssigkeitsstand inne gehalten werden kann, indem auf den Bodenablauföffnungen Regelvorrichtungen zum selektiven Zuführen nach den beiden Rezipienten angeschlossen werden können.

Diese selektiven Zuführungsmittel können trichterförmig gestaltet sein. Der Trichter kann zwischen den Behältern und den beiden Rezipienten aufgestellt und um eine horizontale Achse drehbar eingesetzt werden, sodass er zwischen den selek- tiven Zufuhrstellungen hin- und hergeschwenkt werden kann.

In den Behälter können bis auf verschiedene Höhen Rohre hineinragen und es können Mittel vorgesehen sein, um ein Gas unter Druck diesen Rohren zuzuführen, ferner eine Vorrichtung zur Integrierung der in diesen Rohren herrschenden Drucke, wenn der erwähnte Behälter gefüllt ist, zwei Rezipienten, einer mit der erwähnten Bodenablauföffnung verbundenen Regelvorrichtung zur selektiven Zufuhr nach einem der erwähnten Rezipienten, wenn der integrierte Druck einen bestimmten Wert übersteigt, und nach dem anderen Rezipienten, wenn dieser Druck unter dem genannten Wert bleibt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht zweckmässig aus einem Behälter mit einer Bodenablauföffnung und einem Seitenüberlauf, Mitteln zum Zuführen der Suspension zu dem Behälter mit einer Geschwindigkeit, die grösser als die Geschwindigkeit, mit der die Suspension durch die genannte Öffnung abgelassen wird, ist, so dass ein Überlauf gebildet wird, und die Suspension auf einem konstanten Stand gehalten wird, zwei Rohren, deren wirksame Öffnungen in einiger Entfernung übereinander in den Behälter hineinragen, Mitteln zum Zuführen eines Gases unter Druck in die Rohre, und eine druckintegrierende Vorrichtung, die mit den anderen Seiten der Rohre in Verbindung steht.

Die wirksamen Rohrausmündungen können die Enden von angebrachten Mänteln bzw. Rohren bilden, wobei Mittel vorgesehen sind, um diesen Mänteln bzw. Rohren eine Flüssigkeit zuzuführen, um aus den Ausmündungen einen Strom zu erzeugen.

Die Erfindung findet vorteilhaft bei Waschbehältern, in denen Scheidungssuspensionen verwendet werden, Anwendung. Sie umfasst auch eine Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes der Suspension.

An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die vorliegende Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Fig. 1 stellt ein Diagramm einer erfindungsgemässen Vorrichtung dar.

Fig. 2 ist ein Längenschnitt von einem der Zyklone gemäss Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Einzelheit teils im Aufriss, teils im Schnitt und

Fig. 4 stellt eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 3 dar.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht einer geeigneten Form eines Reduzierventils.

In Fig. 1 bezeichnet 5 einen Waschbehälter nach dem Schwimm- und Sinktyp von bekannter Konstruktion, in dem eine von den abgeschiedenen Fraktionen auf ein Sieb 6 abgelassen, während die andere dem Sieb 7 zugeführt wird. Die Behälter 8 und 9 fangen das durch die Siebe passierende Material auf und sind an der Bodenseite mit einer Leitung 10 verbunden, die in einen Behälter 11 mündet, aus dem die Suspension feiner Partikel in Wasser durch eine Pumpe 12 über ein Rohr 13 dem Einlass eines Zyklons 14 zugeführt wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der Zyklon aus einem zylindrischen, oberen Raum 15, welcher durch eine mit einer zentralen Öffnung 17 versehenen Wand 16 in einen Einlassraum 18 und einen Auslassraum 19 aufgeteilt ist. Das Rohr 13 führt tangential in den Raum 18 hinein und die Wand dieses Raumes setzt sich in einen konischen Teil 20 fort, dessen Einlassöffnung 21 achsensymmetrisch mit der Öffnung 17 ist. Ein Rohr

22 führt aus dem Raum 19 über ein Regelventil 23 nach den Düsen 24 über dem Sieb 7, die Sprühwasser zuführen. Ein Rohr 25, das von dem Rohr 22 vor dem Regelventil abgezweigt wird, führt über eine Ventil 26 nach einer Düse 27 über dem Siebe 6. Auf diese Weise werden den Behältern Sprühwasser, sowie die dadurch ausgeschiedenen kleinen Partikel nebst dem Wasser und die von der Entwässerung der ausgeschiedenen Fraktionen bei deren Zufuhr zu dem Sieb herrührenden kleinen Partikel zugeführt.

Unter dem Zyklon ist, eine nach unten zugespitzter Behälter 28 mit einer Bodenöffnung 29 aufgestellt, deren Durchlasskapazität nicht ausreichend ist, um die eingedickte Suspension mit derselben Geschwindigkeit abzulassen, mit der sie normal aus der Öffnung der Zyklonspitze über das Rohr 30 in den Behälter kommt. Der Behälter hat bei 31 einen Überlauf nach einen ähnlichen Behälter, dessen Bodenöffnung 33 die überlaufende Suspension ablassen kann, ohne dass eine wesentliche Menge im Behälter zurückbleibt.

Unter den Behältern 28 und 32 ist eine Stromleitvorrichtung 34 aufgestellt, die in der Zeichnung als ein um eine horizontale Achse 35 drehbarer Trichter dargestellt ist. Unter diesem Trichter befinden sich zwei Rezipienten 36 und 37, von denen der erstere über das Rohr 38 in den Waschbehälter ablässt, während der letztere über ein Rohr 39 in den Behälter 11 ausmündet. Ein an dem festen Drehpunkt <Nicht lesbar> befestigter Hebel 40 ist mit dem einen Arm drehbar an dem oberen Teil der Vorrichtung 34 befestigt, während der andere Arm drehbar mit einer Stange 42 verbunden ist, die an einem Kolben 43 befe- stigt ist. Der Kolben arbeitet in einem Zylinder 44. Ein Diaphragma 45 ist zwischen dem unteren Zylinderende und einer Erweiterung 46 befestigt, worin eine normal erregte Spule 47 angebracht ist, die um ein vertikales Rohr 48 liegt, dessen oberes Ende eines Diaphragma hängenden konischen Ventilvorrichtung 49 als Sitz dient. Ein Rohr 50 führt von der Seite des Rohres 48 durch das Diaphragma durch nach dem Zylinder 44. Mit 51 ist ein Rohr bezeichnet, das von einer Druckluftquelle nach dem Innern der luftdichten Erweiterung 46 führt und 52 und 53 bezeichnen Leiter, welche nach der Spule 47 führen. Mit 54 ist ein von der Ventilvorrichtung herabhängender Anker bezeichnet, der der Wirkung der Spule ausgesetzt ist.

Wenn sich die Einzelteile in der angegebenen Lage befinden, wird dem Zylinder Druckluft zugeführt, sodass der Kolben 43 bis auf seinen äussersten Stand emporgedrückt wird und die Vorrichtung 34 gegen die Wirkung einer Spannfeder 55 zum Ablassen in den Rezipienten 56 festhält. Wenn die Spule erregt wird, wird der Anker 54, soweit als das Diaphragma 45 dies zulässt, heruntergezogen und setzt den konischen Ventilkörper 49 auf das obere Ende des Rohres 48, sodass die Druckluftzufuhr nach dem Zylinder 44 unterbunden wird. Aus diesem Zylinder kann nun Luft entweichen, und auf diese Weise wird die Feder 55 veranlasst, die Vorrichtung 34 im Uhrzeigersinn zu schwenken, sodass deren Ablassöffnung über den Rezipienten 37 gebracht wird.

Mit 56 und 57 sind Rohre bezeichnet, deren offene Enden in einer gewissen vertikalen Entfernung voneinander in den

Behälter 28 hineinragen. Das Rohr 56 endet nahe an der Oberseite und das Rohr 57 nahe am Boden des Behälters. Eine nicht angedeutete Druckluftquelle steht mit den Rohren 58 und 59 in Verbindung und über die Reduzierventile 60 und 61 mit den Rohren 56 und 57. Für die Ventile 60 und 61 können z.B. Askaniareduzierventile benutzt werden, die aus einem ölgefüllten Glasgefäss A. (vergl. Fig. 5) bestehen, in das Luft unter Druck durch das Rohr B hineinkommt, dessen Druck mittels eines Nadelventils C gedrosselt wird. Die Luft entweicht unter reduziertem Druck durch das Rohr D, wobei sie durch das Öl hochsteigt. Der Druck kann leicht geregelt werden, indem man die Luftblasen in dem Öl beobachtet. Die anderen Enden der Rohre 56 und 57 sind mit einer druckintegrierenden Vorrichtung 62 verbunden, z.B. einem mit einem Zeiger 63 versehenen Foxborc-Glockenmeter.

Die Vorrichtung 62 regelt ebenfalls ein Ventil, welches wieder die Druckluftzufuhr vom Rohr 64 an das Rohr 65 regelt. Das Rohr 65 führt nach einer druckempfindlichen, mit einem Zeiger versehenen Kontaktvorrichtung 67, die dazu dient, den Leiter 53 mit einem an das Stromnetz angeschlossenen Leiter 68 zu verbinden, während der Leiter 52 auf der anderen Seite des Stromnetzes angeschlossen ist.

Die den Rohren 56 und 57 über die Reduzierventile zugeführte Druckluft kommt in dem Behälter 28 wegen der vertikalen Entfernung der Rohrenden auf verschiedenen Druck und die Reaktionen werden durch die Vorrichtung 62 integriert, sodass die Vorrichtung das spezifische Gewicht der Suspension in dem Behälter anzeigt oder wenigstens einen Index dieses spezifischen Gewichtes darstellt. Wenn das spezifische Gewicht in dem Behäl- ter 28 einen zuvor bestimmten Wert übersteigt, wird die Druckzufuhr nach der Vorrichtung 66 unterbrochen oder zumindest derart vermindert, dass die Verbindung zwischen den Leitern 53 und 68 unterbrochen wird. Die Vorrichtung 34 nimmt dann eine Stellung ein, die zu einem Ablassen in den Rezipienten 36 Anlass gibt, sodass die in geeigneter Weise eingedickte Suspension dem Waschbehälter zugeführt wird. Sollt jedoch das spezifische Gewicht der Suspension im Behälter 28 sich unter den vorherbestimmten Wert senken, so regelt die Vorrichtung 62 die Druckzufuhr an die Vorrichtung 66 derart, dass letztere die Leiter 53 und 54 verbindet, wodurch die Spule 47 erregt wird und zwar mit dem Erfolg, dass die Vorrichtung 34 in eine Stellung gebracht wird, die zu dem Ablassen in das Becken 37 Anlass gibt, sodass jetzt die Suspension dem Behälter 11 zugeführt und zu dem Zyklen zurückgeführt wird.

Die Enden der Rohre 56 und 57 am Behälter 28 zeigen eine gewisse Neigung zum Verstopfen.

Diese Neigung kann mittels der in den Fig. 3 und 4 angegebenen Konstruktion vermieden werden.

In diesen Figuren ist mit 28' ein dem Behälter 28 entsprechender Behälter bezeichnet und mit 56' und 57' die den Rohren 56 und 57 gemäss Fig. 1 entsprechenden Rohre. Wie in Fig. 4 gezeigt, erstrecken sich die Rohre bis zur gleichen Höhe an der Oberseite des Behälters und münden in grössere Rohre oder in Mäntel 70 und 71, die auf verschiedene Tiefen in die sich im Behälter befindende Suspension hineinragen und in den Düsen 73 und 74 enden. Die oberen Enden der Mäntel ragen über das Suspensionsniveau hinaus und sind als Trichter 75 und 76 gebaut, die sich zur Wasserzufuhr aus den mit 77 angegebenen Muffenrohren gemäss Fig. 3 eignen.

Das Wasser wird in gleichen Mengen den Rohrmänteln zugeführt und wenn sich genügend hohe Flüssigkeitssäulen gebildet haben, tritt durch die Düsen 73 74, die die wirksamen Enden der eigentlichen Rohre 56' und 57' bilden, ein leichter Abfluss ein. Die ungefähren Niveaus der Flüssigkeitssäulen liegen dann so hoch wie in Fig. 4 mittels der Linien 78 und 79 angedeutet ist.

Infolge des Abflusses durch die Düsen und des Eintauchens der Rohrenden in die in den Mänteln stehenden Flüssigkeitssäulen, sind die Rohrenden nicht der Verstopfung unterworfen und dennoch werden die an den Düsenenden bestehenden Drucke auf die Rohre zur Integrierung mittels Vorrichtung 62 wirksam übertragen.

Es ist selbstverständlich, dass Abänderungen des vorliegenden Verfahrens und der Vorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind.

Claims (11)

1. Verfahren zur Erzielung einer geforderten Konzentration der Ausbeute in der Spitze eines Zyklons, dadurch gekennzeichnet, dass das eingedickte abgelassene Material an der Öffnung der Zyklonspitze,<Nicht lesbar> eine bestimmte Konzentration<Nicht lesbar> dem Zyklon wieder zugeführt wird.

2. Zykloneindicker zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, um dem Zyklon eine einzudickende Suspension zuzuführen, zwei Rezipienten und einer in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht des eingedickten abgelassenen Materials arbeitenden Regelvorrichtung zum selektiven Zuführen dieses abgelassenen Materials zu dem einen der erwähnten Rezipienten, wenn sein spezifisches Gewicht einen bestimmten Wert übersteigt und zu dem anderen der erwähnten Rezipienten, wenn es unter diesem Wert bleibt, wobei der letztere Rezipient mit Mitteln versehen ist, um das ihm zugeführte Material wieder dem Zyklon zuzuführen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel, um das dem anderen Rezipienten zugeführte abgelassene Material wieder dem Zyklon zuzuführen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rezipienten nebeneinander aufgestellt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen unter der Öffnung der Zyklonspitze angeordneten Behälter, der mit einer Bodenabflussöffnung von ungenügender Kapazität versehen ist, um das von dem Zyklon in denselben abgelassene Material passieren zu lassen, und der mit einem Seitenüberlauf versehen ist, sodass während des normalen Arbeitsvorganges des Zyklons in diesem Behälter ein konstanter Flüssigkeitsstand aufrecht erhalten werden kann und durch eine unter der Boden- abflussöffung angeordnete Regelvorrichtung zur selektiven Zufuhr des Materials an das Rezipientenpaar.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, gekennzeichnet durch Mittel, um den erwähnten selektiven Zufuhrmitteln den Behälterüberlauf zuzuführen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiven Zufuhrmittel trichterförmig gestaltet sind und diese Trichter zwischen dem Behälter und dem Rezipientenpaar aufgestellt und um eine horizontale Achse drehbar sind, damit sie zwischen den selektiven Ablieferungsstellungen hin- und hergeschwenkt werden können.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, gekennzeichnet durch offene Rohre, die in verschiedenen Höhen des erwähnten Behälters endigen, durch Mittel um den genannten Rohren ein Gas unter Druck zuzuführen, eine Vorrichtung, um die bei gefüllten Behälter in den Rohren herrschenden Drucke zu integrieren, ein Rezipientenpaar, eine unter der Bodenabflussöffnung des Behälters angeordnete Regelvorrichtung zur selektiven Zufuhr an die Rezipienten und durch durch die erwähnte Integriervorrichtung gesteuerte Mittel zur Regelung der Mittel zur Zufuhr an einen der Rezipienten, wenn der integrierte Druck einen bestimmten Wert übersteigt, und an den anderen Rezipienten, wenn der Druck unter diesem Wert bleibt.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8 in Kombination mit einem Waschbehälter unter Anwendung einer Scheidungssuspension, gekennzeichnet durch Siebe, denen die geschiedenen Fraktionen eines Zyklons zugeführt werden und Sammelgefässe unter den Sieben, eine Zufuhrverbindung von den Sammelgefässen nach dem Zyklon, ein Paar von Rezipienten, denen in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht der eingedickten Ausbeute der Zyklon- spitze das Material selektiv zugeführt wird, sodass es dem einen von den erwähnten Rezipienten zugeführt wird, wenn sein spezifisches Gewicht einen bestimmten Wert übersteigt, und dem anderen, wenn sein spezifisches Gewicht unter dem genannten Wert bleibt, Mittel, um das dem anderen Rezipienten zugeführte Material in den Zyklon zurückzuführen, Düsen über den erwähnten Sieben, und Mittel, um diesen Düsen das aus der Zyklonbasisöffnung abgelassene Material zuzuführen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, gekennzeichnet durch einen Behälter mit Bodenöffnung und Seitenüberlauf, Mittel, um diesem Behälter eine Suspension mit einer grösseren Geschwindigkeit als die Abflussgeschwindigkeit durch die erwähnte Öffnung beträgt, zuzuführen, sodass ein Überlauf erfolgt und die Suspension auf einem konstanten Flüssigkeitsstand gehalten wird, ein Rohrpaar mit wirksamen offenen Enden, die in einiger vertikalen Entfernung voneinander liegen, Mittel, um diesen Rohren ein Gas unter Druck zuzuführen und eine druckintegrierende Vorrichtung, die mit den anderen Enden dieser Rohre verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksamen Enden der Rohre die Enden von Mänteln bilden, aus deren unteren Enden eine Strömung erzeugt werden kann.