Wynalazek dotyczy sortowania czastek mate¬ rialu o róznym ciezarze wlasciwym w osa- dzarce.W urzadzeniu tego rodzaju przeznaczony do klasyfikowania material jest przepuszczany po zanurzonym w cieczy rozdzielajacej sicie, na którym wskutek pulsujacego ruchu cieczy ma¬ terial rozdziela sie na dolna warstwe, skladaja¬ ca sie przede wszystkim z czastek o wiekszym ciezarze wlasciwym, i na górna warstwe, skla¬ dajaca sie z czastek o mniejszym ciezarze wla¬ sciwym.Zadowalajace rozdzielenie osiaga sie dopiero po wielu pulsacjach. Jezeli w kierunku do góry ruch cieczy jest niewielki, to mniejsze czastki o wiekszym ciezarze wlasciwym, które zostaly oddzielone juz przy poprzednim ruchu cieczy do góry, sa wyplukiwane do góry, zanim wieksze czastki 9 mniejszym ciezarze wlasciwym zosta¬ na uniesione w góre. Wskutek tego, rozdzielenie czastek spowodowane poprzednim ruchem w dól zostaje czesciowo zniweczone.Aby osiagnac dobre rozdzielenie przy malej liczbie pulsacji, zaproponowano juz przedtem, aby przy ruchu do góry ciecz sluzaca do roz¬ dzielania przeprowadzac przez sito osadzarki z taka predkoscia, zeby wszystkie czastki uno¬ sily sie do góry prawie jednoczesnie. Nastepnie w dagu okreslonego czasu ciecz znajduje sie w spoczynku lub porusza sie bardzo wolno w kierunku pionowym, tak, ze czastki opadaja z powrotem na sito, a mianowicie najpierw cza¬ stki o wiekszym ciezarze wlasciwym, a nastep¬ nie czastki o mniejszym ciezarze wlasciwym.Tutaj odgrywa role nie tylko szybkosc opadania czastek w cieczy, ale równiez i ta okolicznosc, ze mieszanina, skladajaca sie z cieczy i czastek stalych, zachowuje sie jak zawiesina, w którejczastki o mniejszym ciezarze wlasciwym maja tendencje do znalezienia sie nad czastkami ciez¬ szymi. Po opadnieciu czastek równiez i ciecz cofa sie z powrotem (patrz Gluckauf 1953, str. 568 i nast.).W znanym urzadzeniu, powietrze potrzebne do dzialania urzadzenia doprowadza sie przez otwór zamykany zasuwa obrotowa, zmontowany obok przedzialu do osadzania i prowadzacy do tego przedzialu. Szybkosc pulsacji cieczy do rozdzie¬ lania w przedziale osadzania mozna regulowac na zadana wartosc przez zmiane wielkosci wlo¬ towego i wylotowego otworu zasuwy.W takim urzadzeniu poczatkowe przyspiesze¬ nie cieczy regulujacej jest jeszcze wzglednie male, poniewaz z jednej strony trzeba przy kazdym pulsowaniu nadac cieczy wieksze przy¬ spieszenie zarówno w przedziale osadzania jak iw przedziale powietrznym, a z drugiej strony otwór wlotowy dla powietrza przy zastosowa¬ niu zasuw obrotowych zwieksza sie tylko po¬ woli. Masa, której ma byc nadane przyspiesze¬ nie,, jest przez to za duza, a sila jaka dysponuje sie na poczatku ruchu cieczy do góry za mala do udzielenia zlozu sortowanych czastek takiego impulsu, aby zostalo ono podniesione w calej swej masie, w postaci jednolitego zloza. Do tego dochodzi jeszcze i to, ze przez umieszczenie przedzialu powietrznego obok przedzialu do osa¬ dzania, predkosc przeplywu przez sito w pobli¬ zu przedzialu powietrznego jest wieksza, niz w miejscach bardziej odleglych. Wskutek tego, na poczatku ruchu cieczy do góry szybkosc pod¬ noszenia sie cieczy jest przez pewien czas za mala i nie rozdziela sie równomiernie na calej szerokosci urzadzenia, co czesciowo niweczy dzialanie poprzedniego ruchu cieczy do góry .Wynalazek dotyczy sposobu wedlug którego cale zloze na sicie urzadzenia ulega uderzenio¬ wemu podniesieniu na calej powierzchni urza¬ dzenia.Osiaga sie to dzieki temu, ze wedlug wyna¬ lazku bezposrednio przed ruchem cieczy do gó¬ ry zostaje wywolana fala cisnieniowa w znaj¬ dujacych sie pod sitem komorach powietrznych, przez nagle polaczenie tych komór przez duzy otwór z przestrzenia w której panuje wyzsze ci- scienie. Takie wywolanie fali cisnieniowej wy¬ twarza sie wtedy, gdy element zamykajacy w przewodzie laczacym komory powietrzne z przestrzenia o wyzszym cisnieniu otwiera sie calkowicie w czasie t = —, gdzie L jest odle¬ glosc w m miedzy komorami powietrznymi a urzadzeniem zamykajacym, a V — szybkosc rozchodzenia sie w m/sek fali cisnieniowej, po¬ wstajacej przy szybkim otwarciu elementu za¬ mykajacego.Fala cisnieniowa wykazuje te wlasciwosc, ze przy odbiciu od szczelnej sciany wywiera na nia cisnienie, które przewyzsza cisnienie, panujace we wznoszacym sie strumieniu fali. Fala cisnie¬ niowa o cisnieniu p przebiegajaca przez rure cylindryczna wytwarza przy odbiciu od plaskie¬ go zamkniecia rury cisnienie p + 2 A P, jezeli cisnienie we wznoszacym sie strumieniu nastep¬ nej fali równa sie p + A P- Zaleznie od ksztaltu przewodu doprowadzajacego i rodzaju urzadze¬ nia moze powstac znieksztalcenie obrazu, mia¬ nowicie w tym sensie, ze przyrost cisnienia zmniejsza sie przez odbicie. Ale w dalszym ciagu wystepuje ten skutek, ze ciecz ulega w urzadzeniu uderzeniowemu przyspieszeniu przez odbicie fali cisnieniowej, której nadcisnie¬ nie wynosi kilkadziesiat procent cisnienia panu¬ jacego w przestrzeni tloczenia. Przez dzialanie fali cisnieniowej, która rozchodzi sie w cieczy i wyprzedza wlasciwa szybkosc przeplywu cie¬ czy, zostaje nadane przyspieszenie sortowanemu zlozu. Z jednej strony zloze ulega zageszczeniu tak, ze latwiej moze byc podniesione jako zwar¬ ta masa przez nastepujacy potem strumien cie¬ czy, podczas gdy z drugiej strony zloze juz zo¬ staje nieco uniesione fala cisnieniowa tak, ze doplywajaca ciecz natrafia na zloze nie tylko w miejscu otworów sita, ale dziala bezposrednio równiez na calkowita dolna powierzchnie zloza tuz nad sitem. Zadany efekt wystepuje najcze¬ sciej wówczas, gdy element zamykajacy jest calkowicie otwarty w ciagu 50 milisekund. Mo¬ zliwe jest równiez oddzielenie urzadzen do wy¬ twarzania fali cisnieniowej od urzadzenia do wytwarzania pulsacji i to w ten sposób, ze ruch do góry cieczy rozdzielajacej nastepuje w znany sposób, np. za pomoca tloka bezposrednio po wytworzeniu fali cisnieniowej.Poniewaz komory powietrzne znajduja sie tuz pod sitem, wystarczy nadac przyspieszenie mi¬ nimalnej ilosci cieczy rozdzielajacej, a droga, o która ciecz cofnela sie, jest prawie wszedzie jednakowa. W wyniku tego nastepuje szybkie i równomierne podniesienie zloza znajdujacego sie na sicie tak, ze rozdzielenie go uzyskuje sie juz po niewielu pulsacjach. Dzieki temu urza¬ dzenie moze byc bardziej obciazone, albo przy tym samym obciazeniu moze byc lzejszej kon¬ strukcji. Dalej równiez i zuzycie powietrza jest — 2 —mniejsze w porównaniu do znanych osadzarek napedzanych pneumatycznie.Nalezy zauwazyc, ze jest znane wywolywanie ruchu pulsujacego w osadzarce przez doprowa¬ dzanie i odprowadzanie sprezonego powietrza z komór powietrznych, znajdujacych sie pod si¬ tem przez regulowanie zaworów odcinajacych.Ale rzecz lezy w tym, ze ruch pulsujacy w osa- dzarkach nie jest regulowany w ten sposób, ze¬ by rozdzielany material na poczatku ruchu cie¬ czy do góry byl podnoszony szybko i prawie jed¬ noczesnie.Urzadzenie wedlug wynalazku wyróznia sie tym, ze element zamykajacy, znajdujacy sie po¬ miedzy komorami powietrznymi pod sitem a po¬ mieszczeniem ze sprezonym powietrzem, stano¬ wi zawór z plaskim gniazdem i grzybkiem za¬ worowym zamocowanym na drazku tloka prze¬ suwajacego sie w cylindrze, przy czym wywie¬ ranie uderzen na ten tlok za pomoca osrodka sterujacego moze byc regulowane za pomoca elementu rozrzadczego, który jest nastawiany za pomoca umieszczonego na wale garbu. Przy takim zaworze juz przez male jego otwarcie mozna uzyskac przestronny otwór przepustowy na obwodzie jego kadluba. Poza tym, masa, której trzeba nadac przyspieszenie w celu otwarcia zaworu, jest niewielka, poniewaz za¬ wór sklada sie tylko z plaskiego grzybka tale¬ rzowego, drazka tlokowego i tloka, które to cze¬ sci moga byc lekkiej konstrukcji. Przy stosowa¬ niu zasuw obrotowych lub przesuwajacych sie prostoliniowo, musza one nakladac sie na otwo¬ ry wylotowe na duzej przestrzeni w celu osiag¬ niecia zadanej szczelnosci; wymaga to stosowa¬ nia zasuw o wiekszych wymiarach, i tym sa¬ mym zwiekszenie masy, której nadaje sie przy¬ spieszenie.Przez nastawienie elementu rozrzadczego we¬ dlug wynalazku za pomoca cewki wlaczonej w obwodzie elektrycznym, w którym znajduje sie wylacznik nastawiany za pomoca walu z garbem, otrzymuje sie konstrukcje pozbawio¬ na punktów obrotu, mogacych wywolac luzy.Dzieki temu zawór moze byc szybciej otwierany i zamykany niz przy przekladniach dzwignio¬ wych itp. Jako dodatkowe korzysci dochodzi je¬ szcze to, ze czesci regulujace mechanizmu ste¬ rujacego, a mianowicie wal z garbem i wylacz¬ niki moga byc umieszczone w miejscu oddalo¬ nym od urzadzenia np. na centralnym miejscu obslugi, podczas gdy tylko powietrzne zawory sterujace z nalezacymi do nich cylindrami ste¬ rujacymi znajduja sie przy urzadzeniu sortuja¬ cym.Czestotliwosc ruchu do góry cieczy jest nasta¬ wiana przede wszystkim przez bezstopniowa regulacje liczby obrotów walu z garbem. Am¬ plituda pulsacji moze byc regulowana przez utrzymywanie zaworu powietrznego w stanie otwartym w ciagu krótszego lub dluzszego cza¬ su. W tym celu garby mozna rozmiescic na wale tak, aby byly one nastawne i garby moga skla¬ dac sie z dwóch wzgledem siebie obracajacych sie krzywek tarczowych. Aby mozna bylo na¬ stawiac czas wlotu i wylotu powietrza niezalez¬ nie od siebie, wyposazono komory powietrzne w zawory wlotowy i wylotowy sterowane od¬ dzielnie za pomoca walu z garbem. Dzieki temu jest mozliwe wybranie najodpowiedniejszego cyklu dla kazdego rodzaju sortowanego mate¬ rialu i dla kazdego obciazenia urzadzenia.W znanym urzadzeniu nastawienie czasu trwa¬ nia wlotu powietrza wyzwala samoczynnie rów¬ niez nastawienie czasu wylotu. Zawór wyloto¬ wy moze byc skonstruowany w ten sposób, co i zawór wlotowy. Równiez i tu szybkie otwie¬ ranie zaworu jest pozadane w tym celu, aby szybko odprowadzac ciecz i przez to uzyskac czas dla nastepnego ruchu cieczy do góry.Pierwszenstwo w tym przypadku maja wy¬ laczniki czasowe, gdyz chwila otwierania zawo¬ rów moze byc dokladnie ustalona. Przebieg osadzania sortowanego materialu moze byc przy opisanym urzadzeniu dokladnie okreslony, po¬ niewaz otwieranie i zamykanie zaworów jest jednoznacznie okreslone polozeniem garbów krzywkowych i nie podlega szkodliwym zakló¬ ceniom wskutek zanieczyszczenia styczników, powstawania luzów w miejscach przegubów i bezwladnosci duzych mas, którym trzeba na¬ dac przyspieszenie. Proces osadzania daje sie równiez regulowac w prosty sposób przez na¬ stawienie garbów krzywkowych.Wynalazek jest blizej wyjasniony na rysunku przedstawiajacym przyklad jego wykonania, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy urzadzenia, fig. 2 — schemat wlotu i wylotu po¬ wietrza w urzadzeniu, fig. 3 — schemat mecha¬ nizmu sterujacego zawory powietrzne, fig. 4 — przekrój poprzeczny walu z garbem, fig. 5 — przekrój garbu, a fig. 6 — przekrój pionowy za¬ woru powietrznego.Urzadzenie 1 podzielone jest na dwa przedzia¬ ly 2 i 3, ograniczone od góry sitami 4 i 4' i od¬ dzielone od siebie za pomoca mostu 5. Material — * —poddawany rozdzieleniu np. wegiel surowy wprowadzany jest do przedzialu 2 rynna 6.Wskutek ruchu pulsujacego cieczy rozdziela¬ jacej doprowadzany material rozdziela sie w tym przedziale na dolna warstwe, w której zbieraja sie czastki o wiekszym ciezarze wlasciwym, a mianowicie czastki skaly plonnej, oraz na górna warstwe, zawierajaca czastki lzejsze, a wiec w tym przypadku wegiel i material po¬ sredni. Skala plonna przesuwa sie pod zasu¬ wa 8 sterowana plywakiem 7 i wpada do szybu wylotowego 9; jest ona zaraz usuwana podno¬ snikiem kubelkowym 10. Lzejsze czastki wegla i materialu posredniego przeplywaja ponad mo¬ stem 5 i dostaja sie na sito 4' przedzialu 3, gdzie zostaja rozdzielone na dolna warstwe, zawiera¬ jaca ciezszy material posredni i na gór¬ na warstwe zawierajaca wegiel plukany.Material posredni przechodzi pod zasuwe 12 sterowana plywakiem U, wpada do szybu wylotowego 13, po czym jest usu¬ wany podnosnikiem kubelkowym. Na rysun¬ ku pokazany jest tylko jeden podnosnik kubel¬ kowy, który odprowadza zarówno skale plonna, jak i material posredni. Przedzial 2 sluzy jako wstepny oddzielacz skaly plonnej, aby ulatwic wlasciwe oddzielenie wegla w przedziale 3.Oczywiscie skala plonna i material posredni mo¬ ga byc usuwane równiez oddzielnie za pomoca dwóch umieszczonych obok siebie podnosników.Wyplukany wegiel przeplywa ponad przelewem 14 przedzialu 3 i jest odprowadzany przez ryn¬ ne 15, Mechanizm sterujacy zasuwy 8 i 9 jest wykonany na znanych zasadach i dlatego nie zo¬ stal pokazany na rysunku.Pod sitami znajduja sie komory powietrzne 16, które od dolu sa polaczone z ciecza w prze¬ dzialach 2 i 3 i rozciagaja sie na calej szerokosci urzadzenia. Przewodem 17 doprowadza sie spre¬ zone powietrze, które wchodzi okresowo przez zawory wlotowe 18 i przewody 19 do komór po¬ wietrznych. Woda znajdujaca sie w komorach jest przez to wypierana i wyplywa przez sita do góry. Przez szybkie otwarcie zaworów, które sa tak skonstruowane, ze powietrze natychmiast moze wejsc szerokim otworem przepustowym, wszystkie czastki rozdzielanego materialu zo¬ staja podniesione do góry jednoczesnie. Na wy¬ kresie na fig. 2 — ten okres cisnienia jest ozna¬ czony literami a — b. Czas potrzebny do calko¬ witego otwarcia zamknietego zaworu, oznaczony na fig. 2 przez a — a\ stanowi tylko ulamek okresu a — b tak, ze zloze przy otwarciu zawo¬ ru zostaje podniesione przez pchniecie.Zawory wlotowe zostaja bezposrednio potem zamkniete tak, ze ciecz uspokaja sie. Na sito opadaja z powrotem czastki o wiekszym ciezar rze wlasciwym, za nimi postepuja lzejsze cza¬ stki. Ten okres rozdzielenia oznaczony jest na fig. 2 wycinkiem luku b — c. Komory powietrz¬ ne powinny miec taka wysokosc, aby powietrze przy koncu ruchu cieczy do góry nie ulatnialo sie przy dolnym obrzezu komory.Bezposrednio potem otwieraja sie zawory wy¬ lotowe 20. Wskutek róznicy wysokosci pozio¬ mów cieczy w przedzialach osadzania i w ko¬ morach powietrznych ciecz w tych przedzialach opada i wypiera z komór powietrznych powie¬ trze, które uchodzi przez zawory wylotowe i przewody 21. Ten okres ssania oznaczony jest na fig. 2 przez c — d. Przy tym jednak ciecz nie powinna wejsc do przewodów 19, poniewaz przez to znacznie wzróslby opór napotykany przez po¬ wietrze przy ruchu cieczy do góry. Dlatego tez zawory wylotowe zostaja zamkniete zanim ciecz osiagnie poziom ujscia przewodów 19 do komór powietrznych. U góry w komorach powietrz¬ nych tworzy sie poduszka powietrzna, która przeszkadza dalszemu przeplywowi cieczy. Na¬ stepnie znowu otwiera sie zawór wlotowy. Czas trwania sprezania oznaczony jest na fig. 2 li¬ terami d — cii Zawory sa sterowane walem z garbem 23 na¬ pedzanym silnikiem 22. Dla kazdego zaworu jest przewidziany zamocowany na tym wale je¬ den garb 24, który wspóldziala z mikrowylacz- nikiem 26, znajdujacym sie w obwodzie elek¬ trycznym 25. W obwodzie tym znajduje sie po¬ nadto cewka 27, która po wzbudzeniu przesta¬ wia zasuwe rozdzielcza 28. Za pomoca tej za¬ suwy tlok 30 znajdujacy sie w cylindrze 29 z jednej swojej strony doprowadza czynnik cis¬ nienia, np. sprezone powietrze, podczas gdy z dru¬ giej strony nastepuje wylot powietrza. Na koncu drazka tlokowego 31, wystajacego z cylindra, zmontowany jest zawór wlotowy 18 lub zawór wylotowy 20. Zawór, tlok i drazek tlokowy ma¬ ja bardzo maly ciezar, wskutek czego mozliwe jest szybkie zamykanie i otwieranie zaworu.Dzieki zastosowaniu plaskich grzybków talerzo¬ wych, które szczelnie przylegaja do plaskiego gniazda z elastycznego materialu, otrzymuje sie od razu przy otwarciu duzy otwór przelotowy.Przez polaczenie elektrycznego mechanizmu ste¬ rujacego z mechanizmem pneumatycznym uzy- — 4 —skuje sie prawie beztarciowe sterowanie pozba¬ wione jakiegokolwiek luzu.Garby 24 skladaja sie z dwóch tarcz 33 i 34 obracalnych wzgledem siebie i nastawnych za pomoca srub 35 i 36 w kazdym zadanym polo¬ zeniu wzgledem siebie i wzgledem ich walu.Okresy czasu zaznaczone na fig. 2, oznaczajace amplitude pulsacji i przebieg zabiegu osadzania, daja sie dzieki temu dokladnie z góry ustalic.Przez wyposazenie silnika 22 w bezstopniowa regulacje obrotów mozna ustawic czestotliwosc ruchu do góry cieczy na kazda zadana wartosc.Przyklad I. Do urzadzenia kontrolnego, zawierajacego zbiornik o pojemnosci 0,4 — 1,5 m3, nasypano wegiel gatunku orzech J — III z zawartoscia skaly plonnej = 50%, az grubosc zloza osiagnela 400 mm.Przez zawory o srednicy 150 mm doprowadzo¬ no powietrze do jednej znajdujacej sie pod si¬ tem komory powietrznej o preznosci 1600 mm slupa wody. Do uruchomiania zaworów przewi¬ dziano cylindry o podwójnym dzialaniu o sred¬ nicy 5 mm i skoku 50 mm, które sa sterowane elektromagnetycznymi zaworami czterodrozny- mi. Wylaczniki w obwodach elektrycznych byly uruchamiane za pomoca garbów nastawianych na wale, podczas gdy do napedu tego walu, slu¬ zy silnik z regulowana w sposób ciagly liczba obrotów.Urzadzenie moze przerabiac ciagly strumien materialu. Wyposrodkowano przy rozmaitym nastawianiu zaworów powietrznych, po ilu ru¬ chach do góry cieczy, plywak o okreslonym cie- 'arze po wywarciu nacisku na zloze osadzajace ie, zajmie polozenie odpowiadajace temu cie- arowi.Znaleziono, ze wlasciwe polozenie plywaka zyskuje sie juz po 2 — 3 ruchach osadzajacych ile zawory powietrzne zostaly ustawione jak astepuje: Liczba obrotów walu z garbem — 50 obr/min.Wlot 120°, rozprezanie 85°, wylot 150°, spre- nie 5°.Przyklad II. Do urzadzenia o powierzchni si- = 3,6 m2 podawano wegiel w gatunku orzech — V z przepustowoscia 125 t/godz.W przedziale znajdowaly sie dwie komory po- etrzne, których powierzchnia stanowila polo- powierzchni sit. ostac wykonania zaworów powietrznych i ich rowanie odpowiadaly danym w przykladzie I. nienie powietrza wynosilo 1800 mm slupka dy. Odleglosc zaworów wlotowych od pozio¬ mu cieczy w komorach powietrznych, zmierzo¬ na przez przewód, wynosila 3,5 m.Po podanym ponizej nastawieniu zaworów powietrznych nastapilo szybkie i dokladne roz¬ dzielenie materialu.Liczba obrotów walu z garbem — 52 obr/min.Wlot 140°, rozprezanie 140°, wylot 70°, spreza¬ nie 10°.Zawór wlotowy pozostaje przy tym otwar- 140 60 ty w ciagu— X — X1000 = 450 milisekund. Czas 360 52 potrzebny do doprowadzenia zaworu (Jct stanu zamkniecia do calkowitego otwarcia wynosil przy obranej lekkiej konstrukcji i mechanizmie sterujacym zaworu powietrznego 18 milisekund.Do wywolania sprezu przy szybkosci fali ci¬ snieniowej 400 m/sek zawór wlotowy musi byc doprowadzony do stanu calkowitego otwarcia 3.3500 w ciagu czasu t = = 26 milisek., któremu H* 400 ' to warunkowi w danym przypadku jak widac z powyzszych danych uczyniono calkowicie za¬ dosc. i PL