DK170550B1 - Fremgangsmåde og anlæg til sortering af især stenmateriale - Google Patents

Description

i DK 170550 B1

FREMGANGSMÅDE OG ANLÆG TIL SORTERING AF ISÆR STENMATERIALE

Teknikkens standpunkt 5

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til sortering af især stenmateriale ved tilledning af materialet til den øverste ende af et skrånende sold, hvilket sold er nedsænket i et vandfyldt kar, hvor vandet dels er i pulserende bevægelse 10 gennem soldet og dels er i strømning mod soldets laveste ende således, at materialet på soldet af den opadgående strømning bliver fluidiseret og af den nedadgående og langsgående strømning lejret i en efterfølgende orden på soldet således, at de letteste partikler forløber øverst og 15 de tungeste partikler nederst, samt et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden.

Fremgangsmåder af denne art efter vægtfyldesorteringsprincippet anvendes blandt andet til sortering af stenmateria-20 le, som kan indgå som tilslagsmateriale i beton.

Til betonformål kræves stenmaterialer af meget høj kvalitet, såfremt de såkaldte betonskader skal undgås. Det har været kendt i flere år, at indhold af især flinttyperne 25 kalkopalflint og kalkcalcedonflint i stenmaterialer til beton er årsagen til et stort antal betonskader, som opstår som følge af de pågældende flintmaterialers porøsitet. Kalkopalflint og kalkcalcedonflint forekommer i varierende mængde i stort set alle grus- og sandforekomster såvel på 30 land som til vands.

En metode til fjernelse af de pågældende uønskede bestanddele fra stenmaterialet er sortering efter vægtfylde, idet vægtfylden er mindre for flinten end for "sunde" sten, så-35 som af granit og kvarts.

2 DK 170550 B1

Stenmaterialer fra 0-50 mm kan sorteres efter vægtfylde.

Det vil altid være fordelagtigt og i mange tilfælde nødvendigt af hensyn til klassificeringen at sortere i størrel- * sessorterede materialer, som kan være fra 0-4 mm, 4-8 mm, 5 8-16 mm og 16-32 mm sten. Mange bakkesten og de fleste søsten kan ved sortering forbedres således, at de opfylder * kravene til sten i materialeklasse M, som indeholder max.

5% lette partikler, andre så de opfylder kravene i materialeklasse A, som indeholder max. 1% lette partikler.

10

Fra beskrivelsen til tysk offentliggørelsesskrift nr. 40 06 680 kendes et anlæg til vægtfyldesortering. Anlægget er forsynet med et cellehjul i udløbet for den tunge materialefraktion og har endvidere et vandudløb i samme ende af 15 sorteringskammeret beregnet til udskylning af den lette materialefraktion, som befinder sig øverst på materialelaget.

Udtaget af de tunge partikler reguleres ved styring af cellehjulets omdrejningshastighed ud fra en forud bestemt indstilling, som sammenlignes med signalet fra en dybdeføler, 20 der detekterer niveauet mellem tunge og lette partikler.

Dette anlæg forudsætter, at der er relativ stor forskel på vægtfylden mellem de tunge og lette bestanddele i stenblandingen, alternativt at der er stor forskel på kornstørrelsen mellem de lette og tunge partikler. Såfremt denne be-25 tingelse ikke er opfyldt, vil dybdeføleren ikke kunne fungere tilfredsstillende, og resultatet vil være et vekslende indhold af lette partikler i den grove materialefunktion.

Til stenmaterialer af bl.a. bakkesten og søsten til beton-30 støbning, hvor forskellene både i vægtfylde og kornstørrelse mellem de forskellige bestanddele i stenblandingen er minimale, er dette kendte anlæg uegnet. Anlægget er da også primært beregnet til brug i forbindelse med kulminedrift og minedrift iøvrigt, hvor betingelserne med hensyn til vægt- * 35 fyldeforskelle er opfyldt, og anlægget derfor kan sortere tilfredsstillende.

3 DK 170550 B1

Dette og andre kendte sorteringsanlæg opfylder således ikke kravene til sorteringen, idet deres evne til at sortere de omhandlede stenmaterialer ikke er tilfredsstillende.

5 Fordele ved opfindelsen

Ved, ifølge opfindelsen, at anvende en fremgangsmåde, hvor såvel det tilledte materiale til soldet som den tunge fraktion af materialet doseres således, at denne fraktion ud-10 gør en forudbestemt del af det tilførte materiale, - at den lette fraktion sorteres fra ved overløb på en vandret forløbende overløbsplade, mens den tunge fraktion forløber under pladen, og - at vandstanden T^karret samt vandudledningen via overlø-15 bet reguleres af et skot, som er placeret over overløbspladen, opnås på en overraskende enkel måde en vægtfyldesortering af især stenmateriale med en hidtil ukendt stor sorteringsnøj agtighed, selv hvor der forekommer forskelle i vægtfylde og/eller kornstørrelse, som er minimale. De sti- 20 gende krav, som idag stilles til betonkvaliteten og de skærpede krav, som der stilles til stenkvaliteten, kan herved opfyldes ved fremgangsmåden.

Kombinationen af doseringen af tilgangen og afgangen af ma-25 terialet med en overløbsplade og et skot sikrer denne store sorteringsnøjagtighed samtidig med, at fremgangsmåden giver en relativ stor kapacitet på grund af dens kontinuerte forløb.

30 Selve doseringen sikrer, at mængden af det udtagne materiale i den tunge fraktion udgør en bestemt forud valgt del af det tilførte materiale. Denne procentvise sortering af stenmaterialet er fordelagtig, fordi man ved materialeudvinding, f.eks. ved grusgravning, på forhånd kender materi-35 alets sammensætning og fører løbende kontrol hermed ved laboratorieundersøgelser. Skulle sammensætningen således æn- 4 DK 170550 B1 dre sig undervejs i et sorteringsforløb, kan man blot justere doseringen, hvorefter sorteringskvaliteten er genoprettet. Justeringen kan evt. foregå automatisk.

5 Den kontrollerede indfødning og udtagning af stenmateriale sammenholdt med den procentvise sortering i de to fraktio- * ner betyder, at anlægget kan gøres relativ enkelt i sin konstruktion, at processen bliver let at styre og kontrollere, og at sorteringen bliver uafhængig af en upræcis lag-10 delingsdetektering i sorteringskammeret. Resultatet er en fremgangsmåde, som udmærker sig ved at kunne sortere stenmaterialer med meget små vægtfyldeforskelle mellem de forskellige fraktioner, og som samtidig har en relativ stor sorteringskapacitet med høj sorteringsnøjagtighed.

15

Overløbspladen sikrer en præcis fjernelse af den lette fraktion, som befinder sig øverst på materialelaget, og som udskylles sammen med skyllevandet. Ved passende niveauregulering af pladen kan mængden af den lette fraktion bestem-20 mes.

Endelig medfører reguleringen af vandstanden, at graden af bortskylning med skyllevandet kan bestemmes som det materialelag, som afskæres af overløbspladen. Hertil kommer, at 25 der ved opstemningen sikres et roligt afstrømningsforløb i området ved afgangsenden, og samtidig at stenlaget på soldet forskydes ensartet og uden, at der sker en opblanding af lagene før separeringen ved overløbspladen. Endelig sikres et lavt vandforbrug.

30

Ved, som omhandlet i krav 2, at udforme doseringsmidlerne med synkront sammenkoblede elektromotorer til regulering af * sorteringshastigheden og dermed kapaciteten sikres en enkel konstruktion og middel til regulering af materialedoserin- ^ 35 gen til og fra anlægget.

DK 170550 B1 5

Ved, som omhandlet i krav 3, at udforme soldet således, at dets hældning i forhold til vandret kan justeres, kan der sikres en ensartet lagtykkelse i hele soldets udstrækning.

5 Ved, som omhandlet i krav 4, at udforme soldet med ensartet maskestørrelse og hulfordeling, sikres en ensartet vandgennemstrømning uden hvirveldannelser og dermed en mere ren fordeling af lagene, som sikrer sorteringsnøjagtigheden.

10 Ved, som omhandlet i krav 5, at benytte pulserende trykluft til at bringe vandet i pulsation, kan der opnås en ensartet vandpulsation i hele soldets udstrækning. Herved opnås en tilsvarende ensartet fluidisering og dermed en ensartet fordeling og lagdeling.

15

Ved, som omhandlet i krav 6, at kunne styre pulsationen, kan denne indstilles efter behov til opnåelse af størst mulig sorteringsnøjagtighed på grundlag af det forekommende materiale.

20

Ved, som omhandlet i krav 7, at ændre på fordelingskarakteristikken af pulsationen, og eventuelt drøvle afblæsningen, kan de nedadrettede væskestrømninger gennem soldet bremses, hvilket sikrer en rolig og dermed god bundfældning af mate-25 rialelagene.

Endelig er det hensigtsmæssigt, som omhandlet i krav 8, at ventilere over udtagningscellehjulet, idet eventuelt forekommende tryk- og strømningsvariationer kan udlignes. Her-30 ved sikres det roligst mulige strømningsforløb ved afgangs enden, hvilket er af afgørende betydning for sorteringsnøj-agtigheden.

Tegningen

En udførelsesform for et anlæg til udøvelse af fremgangsmå- 35 6 DK 170550 B1 den ifølge opfindelsen vil i det følgende afsnit blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem et anlæg set i retning 5 I-I på fig. 2, og i fig. 2 viser et tværsnit gennem anlægget set i retning II-II på fig. 1.

10 Beskrivelse af udførelseseksemplet På tegningen er vist et eksempel på en ud førelses form for et sorteringsanlæg ifølge opfindelsen.

15 Anlægget omfatter, som vist på fig. 1, et skråtstillet sold 1, som er monteret i et kar 6 således, at soldets 1 hældning kan indstilles i forhold til vandret.

I karret 6 er der fyldt vand 15, som tilledes gennem en 20 ventil 16 til sikring af et vandniveau, som ligger over soldet 1.

Soldet 1 er udformet som en ramme med et finmasket net i bunden, hvilket net forløber i hele soldets udstrækning.

25

Materialet 12, som skal sorteres, ledes til anlægget via et roterende cellehjul 2, hvis omdrejningshastighed bestemmer doseringen til soldets 1 øvre ende.

30 I karrets 6 modsatte ende forløber en vandret overløbsplade 4, som kan justeres i højden til fastsættelse af den del af % vandet, som ledes ud over pladen 4, og som udskiller den lette fraktion 13 fra materialet 12.

35 Et stykke bag pladens 4 forkant er der monteret et lodret forløbende skot 5, som ligeledes kan højdereguleres til be- 7 DK 170550 B1 stemmelse af udledningsåbningen for vandet.

Ved soldets 1 laveste ende er der et udledningskammer med aftrækskanal 11, som munder ud over vandoverfladen.

5

Under dette kammer forløber der et andet cellehjul 3, hvis omdrejningshastighed ligeledes bestemmer mængden af den tunge fraktion 14, som frasorteres af det tilførte materiale 12.

10

Karret 6, som er vist i tværsnit i fig. 2, er sammenbygget med et trykkammer 7, der strækker sig i karrets 6 fulde længde langs den ene side. Trykkammeret 7 står i direkte væskeforbindelse med karret således, at de pulsationer, der 15 frembringes ved skiftevis trykluftindblæsning og -afblæsning til trykkammeret 7, forplanter sig til vandet 15 i karret 6.

Karret 6 og trykkammeret 7 fungerer som forbundne kar, hvor 20 en niveauændring i kammeret 7 modsvares af en tilsvarende men modsatrettet niveauændring af vandet 15 i karret 6. Niveauændringerne, eller pulsationerne, frembringer de op- og nedadgående væskestrømninger gennem soldet 1, som benyttes til vægtfyldesortering af det på soldet værende materiale 25 12.

Til frembringelse af den sekvensvise ind- og afblæsning af trykluft i kammeret 7 er der i toppen af dette indbygget en gliderventil 8 omfattende en aflang glider, som strækker 30 sig i kammerets fulde længde. Glideren bevæges frem og tilbage af en ikke vist mekanisk bevægeanordning og åbner og lukker herunder for en række porte, der skiftevis forbinder kammeret med en trykluftkilde og med den omgivende atmosfære. Tryklufttilgangen er på fig. 2 markeret med 9 og af-35 blæsningen med 10. I afblæsningssystemet er indbygget en ikke vist drøvleventil, som kan reguleres og dermed kan DK 170550 B1 8 .

dæmpe den nedadgående vandstrømning.

Fremgangsmåden vil herefter blive beskrevet.

* 5 Råstofmaterialet 12 doseres til anlægget via cellehjulet 2 i en sådan mængde, at udtagningen via cellehjulet 3 udgør 1 en forudbestemt del heraf.

De to cellehjul 2 og 3 drives af separate elektromotorer, 10 hvis omdrejningstal reguleres ved hjælp af almindelig kendte frekvensomformere. Via et elektronisk overvågnings-og kontrolsystem synkroniseres de to cellehjul 2 og 3 til at rotere i et bestemt indbyrdes forhold, som kan reguleres trinløst under driften.

15

Foruden denne dosering indstilles niveauet af såvel skottet 5 som overløbspladen 4 samt soldets 1 vinkelstilling afhængig af materialesammensætningen og sorteringsgraden. Endvidere indstilles ventilen 8 til passende pulsation af vandet 20 15 gennem soldet 1.

Ved drift tilledes materialet 12 til soldet 1, hvor det bliver fluidiseret af den opadgående væskestrømning gennem soldets masker, og efterfølgende bundfældet af den nedadgå-25 ende væskestrømning og påvirket af tyngdekraften. Den tunge fraktion vil lægge sig nederst i laget, mens den lette fraktion vil lejre sig øverst.

Ved enden af soldet 1 er lagdelingen tilendebragt, og sepa-30 rationen af den lette del sker sammen med vandet, som udledes over overløbspladen til udledning.

%

Den tunge fraktion 14 vil derimod forblive i vandet og ud-ledes ved enden af soldet til cellehjulet 3.

Fremgangsmåden og anlægget sikrer en hidtil ukendt høj grad 35 9 DK 170550 B1 af nøjagtighed ved sortering af materiale med både vasgtfyl-deforskelle som størrelsesforskelle i det tilførte råstof 12.

5 Sorteringen sker helt kontinuerligt, og der anvendes den mindst mulige mængde vand og energi.

10 1

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til sortering af især stenmateriale ved % tilledning af materialet til den øverste ende af et skrå-5 nende sold, hvilket sold er nedsænket i et vandfyldt kar, hvor vandet dels er i pulserende bevægelse gennem soldet og dels er i strømning mod soldets laveste ende således, at materialet på soldet af den opadgående strømning bliver fluidiseret og af den nedadgående og langsgående strømning 10 lejret i en efterfølgende orden på soldet således, at de letteste partikler forløber øverst og de tungeste partikler nederst, kendetegnet ved, at såvel det tilledte materiale (12) til soldet (1) som den tunge fraktion (14) af materialet doseres således, at denne fraktion (14) ud-15 gør en forudbestemt del af det tilførte materiale (12), - at den lette fraktion (13) sorteres fra ved overløb på en vandret forløbende overløbsplade (4), mens den tunge fraktion (14) forløber under pladen (4), og - at vandstanden i karret (6) samt vandudledningen via 20 overløbet reguleres af et skot (5), som er placeret over overløbspladen (4).

2. Sorteringsanlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, hvor doseringen af materialet sker ved hjælp af 25 cellehjul drevet af elektomotorer, kendetegnet ved, at de to cellehjul (2, 3) er synkront sammenkoblede til regulering af deres rotationshastighed og dermed af mængden af henholdsvis den udtagne tunge fraktion (14) og indføringen af materialet (12). 30

3. Sorteringsanlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at soldets (1) skrånende stilling i karret (6) kan justeres. .f *

4. Sorteringsanlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at soldets (1) maskestørrelse og fordelingen af hul . iiijrøæ 11 DK 170550 B1 lerne er ens i hele soldets (1) udstrækning.

5. Sorteringanlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at vandets (15) pulsation i 5 karret (6) frembringes af pulserende trykluft i et luftkammer (7), som er i væskeforbindelse med vandet (15).

6. Sorteringanlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at trykluftens pulsation i kammeret (7) frembringes af 10 en ventil (8), som styrer luftindblæsningen og afblæsningen.

7. Sorteringanlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at styringen sker med en asymmetrisk fordelingskarak- 15 teristik, som kan indbefatte en drøvlet afblæsning.

8. Sorteringsanlæg ifølge krav 2-7, kendetegnet ved, at der er monteret en ventilationskanal (11) over udtagningscellehjulet (14), som udmunder over væskeoverfladen 20. karret (6).