NO122669B - - Google Patents

Description

Apparat til separering av faste stoffer.

Denne oppfinnelse har til formål et

apparat til separering eller klassifisering av faste stoffer etter kornstørrelse eller spesifikk vekt og med en hellende lukket ledning avpasset til under drift å gjennomstrøm-mes nedenfra oppad av et fluidum (væske eller gass) og med et øvre utløp for de lettere partikler og et nedre utløp for de cyngre partikler. Oppfinnelsen utmerker :eg hovedsakelig ved at innløpet for råstoff Al ledningens fluidumsstrøm er anordnet nellom det nevnte øvre utløp og det nevnte iedre utløp i ledningens midtre område, og at ledningen har sådanne tverrsnittsvariasjoner at minst en temmelig stasjonær og iconstant omrøret opphopning dannes.

Det er fra denne opphopning at de be-standdeler som er fastlagt av separeringen, unnslipper henholdsvis fra den ene eller annen side. De kan således bli oppfanget individuelt.

Grensehastigheten for avleiringen av et hvilketsomhelst produkt som er tatt

sikte på ovenfor for fastleggelse av væske-strømningen er helt entydig den hvorfra man ser at vedkommende produkt blir po-sitivt satt i bevegelse av strømningen enten sprangvis eller i suspensjon i væsken.

Utførelsesformer for oppfinnelsen er nedenfor forklart som eksempler under

henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk i lengdesnitt et separeringsrør og innrettet til å danne en eneste opphopning.

Fig. 2 viser skjematisk i lengdesnitt et se-pareringsrør beregnet på å danne flere opp-hopninger. Fig. 3 viser en sammenstilling i lengdesnitt av en installasjon til bruk for kull i apparatet ifølge fig. 2. Fig. 4 viser en

del av fig. 3, men i en variant hvor det er anordnet midler for å unngå alle forstyr-relser som skylles variasjon i mengden av den avtappede væske. Fig. 5 viser en annen variant hvor råstoffer som skal atskilles, av en hydraulisk mateanordning føres til at-skillelses- eller separeringsrøret. Fig. 6 viser en sammenstilling i lengdesnitt av et apparat til behandling av et sjeldent mineral.

Fig. 7 viser skjematisk i lengdesnitt en an-, nen variant av et separeringsrør. Fig. 8 viser en sammenstilling i lengdesnitt av et apparat til sortering av et mineral i to separeringer. Fig. 9 viser en del av fig. 8

i en endret utførelse.

I de forskjellige utførelsesformer som er forklart nedenfor, skal separeringen som eksempel prinsipielt foregå etter vekt. Med de viste apparater blir da produktene med fordel valgt slik åt de kan beveges sprangvis, hvilket i praksis er tilfellet for de, fleste produkter som har tilstrekkelig store, korn. Apparatene ifølge oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes for sortering etter kornstørrelse, og med détte for øye blir produktene med fordel valgt å beveges med suspensjon, hvilket hyppigst er tilfelle for de fleste produkter som er tilstrekkelig finkornet. Forøvrig bemerkes at de fluider som er valgt i det følgende, i alminnelighet er væskeformige, men selvfølgelig vil de også i visse anvendelser kunne være gass-formige.

I det eksempel som er vist skjematisk på fig. 1, og som først skal forklares, er apparatet bestemt til å separere råstoffer som er lette og som er tunge og i forhold til en på forhånd fastlagt separering.

Dette appaxat omfatter et lukket, hellende rør 10. Røret 10 er helt fyllt og gjen-nomstrømmes under drift av den væske som sirkulerer fra dets nedre ende 11 til dets øvre ende 12. En inngangsåpning 13 for råstoffet er anordnet i røret 10 i et midtre område av dette. Inngangsåpnin-gen 13 kan være anordnet på oversiden av rørveggen, f. eks. i et symmetriplan for røret slik som vist, eller den kan være anordnet på siden. Et utgang 12 for lette partikler faller sammen med den øvre ende 12 av røret 10, og en utgang 14 for de tunge er anordnet i røret 10 i et nedre parti som ligger i motsatt retning i forhold til inngangen 13. Mellom inngangen 13 for råstoffene og utgangen 14 for de tunge stoffer er anordnet en svak innsnevring 13' av rørets 10 tverrsnitt.

Under drift gjennomløper væskestrøm-men røret 10 fra enden 11 til enden 12 med en hastighet som er valgt å ligge mellom de respektive grensehastigheter for avleiring av det respektive gods som antas å være de tungeste blandt de lette i separeringen, og det gods som er antatt å være det minst tunge av de tunge i separeringen.

Råstoffene som tømmes ut i den istand-bragte væskestrøm samler seg ikke langt fra uttømningspunktet 13 på bunnen av røret 10 i form av en opphopning D. Inn-nsevringen 13' deltar i dannelsen av denne opphopning.

Produktene blir i opphopningen D utsatt for to motsatt rettede påvirkninger: en i retning av oppstigende væskestrøm — og den virker på grunn av den forbigående økede strømningshastighet spesielt på top-pen av opphopningen — og en nedadrettet langs hellingen av røret 10. Denne påvirk-ning virker spesielt ved foten av opphopningen. Som følge herav blir opphopningen D kontinuerlig «omrørt» slik som antydet.

Hellingen av det lukkede rør 10 kan være konstant eller variabel mellom en-dene 11 og 12. Den velges i ethvert tilfelle slik at den begunstiger omrøringen av opphopningen D og at den ikke motsetter seg en stasjonær og vedvarende tilstand i denne omrørte opphopning.

Under disse forhold vil de lette partikler unnslippe fra opphopningen D og går oppover med strømmen og stiger langs røret 10 helt til utgangen 12 hvor de blir opp-samlet, mens de tunge partikler også unnslipper fra opphopningen D men går nedover mot strømmen langs røret 10 til utgangen 14 hvor de blir oppfanget.

Apparatet arbeider således kontinuerlig dvs. med en kontinuerlig matning med råstoffer ved 13 og med en kontinuerlig ut-trekning av lette partikler ved 12 og tunge ved 14. Der kan også forekomme en svak tendens til ufullkommen separering, idet omflakkende tunge partikler kan komme blandt de lette eller noen lette partikler kan komme blandt de tunge.

Ifølge fig. 2 er der anordnet midler til å redusere ytterligere mengden av slike

omflakkende stoffer. Disse midler kan med fordel bestå i at man bevirker dannelsen av hjelpeopphopninger for gjentatt om-røring og vaskning eller omsirkulasjon som kommer i tillegg til hovedopphopningen D. På fig. 2 ser man igjen ved 10 det lukkede hellende rør, ved 11 innføringen av væsken, ved 13 innføringen av råstoffene, ved 12 utgangen av væsken og de lette partikler og ved 14 utgangen av de tunge partikler. Med sikte på dannelsen av to hjelpeopphopninger'for nyvaskning har røret 10 et forstørret tverrsnitt 15 ovenfor innfø-ringen 13 og en innsnevring av tverrsnittet ved 16 nedenfor åpningen 13.

Som før danner de råstoffer som tøm-mes ut ved 13 opphopningen D hvorfra de lette partikler unnslipper oppover og de tunge nedover.

De lette partikler og de omflakkende tunge eller tvilsomme partikler som følger dem utsettes under sin gang oppover med strømmen for en lokal reduksjon av strøm-ningshastigheten på grunn av tverrsnitts-utvidelsen ved 15. Det danner seg da der en nyvaskningsopphopning Di hvor alt foregår som ved opphopningen D, men bare de virkelig lette partikler får anledning til å unnslippe fra opphopningen Di for å sam-les ved utgangen 12, mens de omflakkende tunge eller tvilsomme som er samlet ved opphopningen Di, går ned mot hovedopphopningen D.

De tunge og de omflakkende lette eller tvilsomme partikler som følger med, blir når de går nedover mot strømmen fra opphopningen D, utsatt for en lokal økning av strømningshastigheten på grunn av inn-snevringen av tverrsnittet ved 16. De danner da en opphopning for nyvaskning ved D:> hvor alt foregår på samme måte som ved opphopningen D, men separeringen vil være slik at bare de virkelig tunge partikler tillates å unnslippe opphopningen D2 for å nu utgangen 14, mens de omflakkende eller tvilsomme skiller seg fra opphopningen Da og går mot hovedopphopningen D.

Fig. 3 gjelder som eksempel en indus-triell anvendelse ved behandling av usepa-rert kull, med det apparat som er forklart i forbindelse med fig. 2. Ifølge fig. 3 har separeringsrøret 10 tverrsnittsforandringer 15 og 16, ved 11 innslipning av vann, ved 13 tilførsel av råstoff, ved 12 avløp for de lette partikler og ved 14 utgang for de tunge partikler.

Råstoffet føres av en mateanordning i form av et rullende bånd 17 inn i en trakt 18 som ved 13 er forbundet med røret 10. Vannet kommer fra et matebasseng 19 som ved hjelp av en reguleringsanordning 20 tilfører en konstant mengde vann fra bassenget 19. En søyle med en fri overflate 21 er forbundet med røret 10 ved 11. Bassenget 19 mottar sitt vann fra en pumpe 22 fra et tilbakeførselsbasseng 23 og sørger for et ni-vå som er tilnærmet konstant ved hjelp av et overløp 24 som sørger for å tilbakeføre overskuddsvannet til bassenget 23.

Det vann som tilføres ved 11 føres for den største del til røret 10 for å slippe ut igjen ved 12 og derved sørge for separeringen. Det kommer også inn i utgangen 14 for f. eks. skiferholdig vann, hvorfra man med fordel kan utnytte strømningen for å føre det skiferholdige vann oppover gjen-nom røret25 og til rystesikten 27.

Det rensede kull og skifer slippes inn i anordninger som er bestemt til å tørre dem og befri dem for slam, f. eks. ved hjelp av rystesikt 26 og 27, slik som antydet. Der kan også anordnes endeløse patennoster-verk for avtapningen.

Når råstoffet er slamholdig, mater man ved 28 inn rent vann, og trekker ut det vann som er mettet med slam, ved 29 fra bassenget 23 for å få en midlere konsen-trasjon av slammet i den lukkede vaske-krets.

Fig. 4 viser en anordning av lignende art som den i fig. 3 viste. Her er også et separeringsrør 10, ved 17 tilførsel av råstoffene til trakten 18, ved 21 vannsøylen til røret 10, ved 12 utgangen for de lette partikler og ved 14 utgangen for de tunge.

Det er anordnet midler til å unngå all forstyrrelse som skylles en variasjon i mengden av vann som uttrekkes ved 14 sammen med de tunge partikler. Disse midler består i at man gjennomfører systema-tisk i apparatet nøyaktig den mengde som er uttatt. I det viste eksempel er uttak-ningspassasjen 14 for de tunge partikler tilknyttet et vertikalt rør 30. Dette rør er av den type, hvor en innsprøytning av luft ved foten 31 sørger for gjenoppstigningen av de tunge partikler og det uttrukne vann.

Blandingen av luft, vann og tunge partikler tømmes fra røret 30 på en skrånende

rist 32 som dekker over en ekstra tilgangs-åpning for væsken til søylen 21. På denne måte oppsamles de tunge partikler på risten 32, mens vannet som er uttappet, i sin helhet føres tilbake i søylen 21.

Ved en annen variant (fig. 5), er anordningen lik den som er vist i fig. 4, idet 10 er separeringsrøret, 21 matningssøylen for vann til dette rør, 30 røret som sikrer at de tunge stoffer stiger opp igjen til risten 32 og at der føres tilbake i søylen 21 den mengde vann som er trukket ut. 18 er inn-føringstrakten for råstoffene til røret 10, men her er matningsanordningen 17 av en hydraulisk type. Den mater til trakten 18 såvel råstoff som vann. Denne anordning er spesielt fordelaktig, når det råstoff som skal behandles, allerede er blandet med vann.

Mengden av avgitt vann fra mateanordningen 17 til trakten 18 deltar i separeringen i røret 10 samtidig med det vann som avgis fra søylen 21. Denne siste av-givelse blir da valgt slik at den utgjør et passende tillegg innført mot strømmen og som gir den samlede tilførsel til gjennom-strømningen av røret 10 en konstant opti-mal verdi for separeringen.

Ifølge fig. 5 går vann fra trakten 18 og søylen 21 i parallell ved 33 i en øvre del 34 av røret 10. De tverrsnitt som er vist ved A, B og C er valgt nøyaktig som funksjon av forholdet tungt stoff til råstoff og forhold av vannet ved 21 til den samlede vannmengde med sikte på å få en passende separering i hvert enkelt tilfelle.

Det vann som slippes inn ved 17 med råstoffene kan være meget skittent eller urent, men kan i alminnelighet føres helt eller delvis tilbake til mateanordningen 17 fra utgangen for de lette partikler ved 12. Det er derimot av interesse som tillegs-vann å innføre vann som er så rent som mulig til søylen 21. De tunge partikler som siktes ut ved 32, er meget godt befridd for de lette, og risten 32 gjøres helst meget finmasket.

Apparatet ifølge fig. 5 kan selvfølgelig som de andre utførelsesformer reguleres med sikte på atskillelse etter kornstørrelse.

Fig. 6 viser et eksempel i likhet med fig. 3 til bruk ved behandling av et sjeldent mineral. Separeringsrøret 10 er anordnet for å danne foruten hovedopphopningen D, et så stort antall som nødvendig av for-nyede vaskningsopphopninger Di og/eller D2 på grunn av utvidelser av tverrsnittet 15 og/eller innsnevring av tverrsnittet ved 16.

De lette partikler går ut av røret 10 ved

12 for å komme til et omtapningsbasseng 35, og derpå føres de tilbake ved hjelp av en pumpe 36 oppover til en syklonutskiller 37, hvor de blir samlet igjen ved 38. De tunge partikler blir tatt ut direkte ved 14.

Den rensede væske blir ved 37, under på-virkning av pumpen 36, sendt tilbake gjen-

nom 39 til bassenget 19 hvis overløp 24 er tilknyttet beholderen 35.

Fig. 7 viser likeledes som fig. 1 sepa-reringsrøret 10, væsketilførselen 11, inn-førselen 13 av råstoffene, utgangen 12 for væsken og de lette partikler og utgangen 14 for de tunge partikler. Men her er både hellingen og tverrsnittet av røret avtag-

ende i retning med strømmen ved 40. Reduksjonen av hellingen er bestemt til å

bevirke avleiring av de små omflakkende tunge partikler og gjenoppfanging av dem ved hjelp av opphopningsmetoden. Reduk-

sjonen av tverrsnittet er bestemt til å mot-

virke reduksjonen av fordelingstettheten som følger av reduksjonen av hellingen. Fremgangsmåten i henhold til fig. 7 kan anvendes helt eller delvis på hver av de tidligere forklarte utførelsesformer.

Fig. 8 viser et apparat som er anordnet til å skaffe to separeringer så man får lette, blandede og tunge partikler.

Et første separeringsrør 10 mottar rå-

stoffet fra trakten 18, matet ved 17. I røret 10 som tilføres væske ved 11, foregår opp-hopninger ved D, Di og D- og her sikres en første separering: de lette partikler sepa-

reres og føres mot utgangen 12 hvor de går til en rystesikt 26, mens resten av godset føres mot utgangen 14. Denne del blir til-

ført et annet separeringsrør 10' som mates med væske ved 11'.

I det annet rør 10' sørger opphopning-

ene ved D', D'i og D'2 for den annen sorte-

ring mellom blandede og tunge partikler.

De blandede føres mot utgangen 12' hvor

de går til en rystesikt 26', mens de tunge partikler går ned til 14', hvorfra det kan være fordelaktig å utnytte strømmen til å

føre dem oppover ved 25' til en ryste-

sikt 27'.

Tilløpene 11 og 11' for væske til de to

rør 10 og 10' kan sikres ved hjelp av den samme søyle 21 hvis matning er den sam-

me som forklart i forbindelse med fig. 3.

Ved apparatet ifølge fig. 8 vil man selvfølgelig kunne sørge for mere enn to separeringsrør av råstoffet etter hinan-

nen.

En variant ifølge fig. 9 ligner den som

er vist i fig. 8 og gjør det mulig alltid å gjennomføre minst to separeringer av rå-

stoffene for å oppnå lette, blandede og tunge partikler. Ifølge fig. 9 kombineres anordningene ifølge fig. 4 og 5. Råstof-

fene innføres i trakten 18 som mater rø-

ret 10. Dette mottar separeringsvannet fra søylen 21 og er avgrenet parallelt med røret 10'. Ledningene 10 og 10' løper sam-

men inn i en rørdel 34 med vesentlig samme tverrsnitt som summen av rørenes 10 og 10' tverrsnitt. Rørdelen 34 har et innsnevret avløp 12 for de lette partikler.

Røret 10' blir her matet over en an-

nen søyle 21' med vann som kommer i til-

legg til vannet fra søylen 21 for sammen med dette å sikre atskillelsen ved 34.

De' blandede partikler blir oppfanget

ved 14' ved den nedre del av røret 10',

mens de tunge partikler oppfanges ved 14

ved den nedre del av røret 10. På samme måte som i fig. 5, velges tverrsnittene A, B

og C av rørene 10, 10' og rørstykket 34

på passende måte som funksjon av strøm-ningsmengdene med vann ved 21 og 21'

og av forholdet mellom de tunge partikler og/eller de blandede partikler av råstof-

fet.

Istedenfor å atskille råstoffene i lette, blandede og tunge, vil apparatet i fig. 9

kunne brukes til å atskille råstoffet i 3 fraksjoner, nemlig 1) i lette, finkornede,

2) lette grovkornede og 3) tunge. I dette

tilfelle vil de lette finkornede bli oppfan-

get ved 12, de lette grovkornede ved 14'

og de tunge ved 14. En slik atskillelse etter tyngde og kornstørrelse har spesiell inte-

resse når det gjelder råkull som da blir atskilt i slam ved 12, finkornet ved 14' og i skifer ved 14.

Claims (9)

1. Apparat til separering resp. klassi-

fisering av faste stoffer etter spesifikk vekt eller kornstørrelse med en hellende lukket ledning avpasset til under drift å gjennomstrømmes nedenfra oppad av et fluidum (væske eller gass), og med et øvre utløp for de lettere partikler og et nedre utløp for de tyngre partikler, karakterisert ved at innløpet (13) for råstoff til ledningens (10) fluidumstrøm, er anordnet mellom det øvre utløp (12) og det nedre utløp (14) i ledningens midtre område og at ledningen (10) har sådanne tverrsnittsvariasjoner at minst en temmelig stasjonær og konstant omrørt opphopning (D) dannes.

2. Apparat ifølge påstand 1, karakteri- sert ved at tverrsnittsvariasjonene omfatter en liten innsnevring (13') i nær-heten av det sted, hvor opphopningen (D) skal dannes, og/eller en lokal liten innsnevring (16) eller utvidelse (15) i nær-heten av steder hvor hjelpeopphopninger (Di, D2) skal dannes.

3. Apparat ifølge påstand 1, hvor en væskesøyle (21) med et fritt nivå med sitt nedre parti er forbundet med væskeinn-løpet (11) til ledningen (10) og mates fra en beholder (19) med konstant nivå ved hjelp av en første kanal (20), karakterisert ved en tilbakeløpsbeholder (23), en annen væskekanal mellom et overløp (24) på mat-ningsbeholderen (19) og tilbakeløpsbehol-deren (23), samt pumpeinnretninger (22) mellom beholderen (23) og matningsbe-holderen (19), fig. 3.

4. Apparat ifølge påstand 1, karakterisert ved at utløpet (14) for de tyngre elementer er forbundet med en luftløftesøyle (30) som forsyner ledningen med den væske som trekkes bort med de nevnte tyngre elementer (fig. 4).

5. Apparat ifølge påstand 1, karakteri sert ved at ledningstverrsnittet under gods- innløpet (13) er mindre enn over dette innløp (fig. 7).

6. Apparat ifølge påstand 5, karakterisert ved at en matningsanordning som er kombinert med dette innløp er avpasset til samtidig med råstoffet å avgi den væske som samvirker med den til enden av røret tilførte væske.

7. Apparat ifølge påstand 1, hvor ledningens helling avtar i partiet over gods-tilførslen, karakterisert ved at ledningens tverrsnitt avtar i dette parti (fig. 7).

8. Apparat ifølge påstand 1, karakterisert ved anordningen av to ledninger (10 og 10'), idet ledningens (10) nedre utløp (14) danner godsinnløpet i den andre ledning (10'). (Fig. 8).

9. Apparat ifølge påstand 1, karakterisert ved anordningen av to ledninger (10 og 10'), idet ledningens (10) øvre utløp (A) danner godsinnløpet i den andre ledning (10'). (Fig. 9).