DE1017551B

DE1017551B - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer fluessigen Suspension von Feststoffgemengen

Info

Publication number: DE1017551B
Application number: DEST7791A
Authority: DE
Inventors: Donald Albert Dahlstrom
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1953-02-17
Filing date: 1954-02-17
Publication date: 1957-10-17
Also published as: FR1096758A; BE526543A; US2760635A; NL90646C; GB753861A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung einer flüssigen Suspension von Feststoffgemengen in wenigstens je eine Überlauffraktion mit Feststoff geringerer und eine Unterlauffraktion mit Feststoff höherer Absetzgeschwindigkeit.

Bei einer bekannten Ausführungsform dieses Verfahrens benutzt man einen Hydrozyklon, d. h. einen geschlossenen Rundbehälter mit einer tangentialen Rohgutzufuhrleitung, einem zentralen, am Boden des Behälters angeordneten Auslaß für die Unterlauffraktion und mit einem wenigstens teilweise in der Behälterachse verlaufenden Austrittsrohr für die Überlauffraktion, dessen Einlaßöffnung etwa in Höhe der Mündung der Rohgutzufuhrleitung liegt.

Bei der Benutzung eines solchen Hydrozyklons wird grundsätzlich im Hydrozyklon von der zu trennenden Feststoffsuspension ein freier Wirbel gebildet, wobei die zu trennenden Teilchen den in diesem Wirbel vorherrschenden Kräften, d. h. direkten und indirekten Zentrifugalkräften sowie mittels der wirbelnden Flüssigkeit übertragenen, zentripetalen Schleppkräften, unterworfen werden. Zentral am unteren Ende des Wirbels wird eine flüssige Suspension von Feststoffteilchen mit höheren Absetzgeschwindigkeiten abgezogen und zentral etwa in der Höhe, in der die zu trennende Suspension eingeführt wird, eine flüssige Suspension von Feststoffteilchen mit geringeren Absetzgeschwindigkeiten abgezogen.

Es ist hier von Absetzgeschwindigkeit die Rede, weil das Trennungsergebnis grundsätzlich mit dem Ergebnis bei der Trennung nach dem Schwimm- und Sinkverfahren unter Anwendung der Schwerkraft übereinstimmt. Bei der Anwendung eines freien Wirbels erfolgt jedoch die Trennung schneller und vollständiger.

Die Absetzungsgeschwindigkeit der Teilchen in einem flüssigen Medium hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie spezifischem Gewicht, Teilchengröße und Teilchenform. Bei einer wesentlich nach spezifischem Gewicht verlaufenden Trennung (Wäsche; enthält die Überlauffraktion hauptsächlich die leichteren Teilchen, während die Unterlauffraktion die schweren Teilchen enthält. Bei einer Trennung nach Teilchengröße (Klassierung) enthält die Überlauffraktion die feineren, die Unterlauffraktion die gröberen Teilchen. Bei einer Trennung nach Teilchenform enthält die Überlauffraktion die platteren, die Unterlauffraktion die runderen Teilchen. In praktischen Fällen weist das Trennungsergebnis einen Mischcharakter auf.

Zwecks Kennzeichnung des Trennungsergebnisses bedient man sich vorteilhaft des Begriffes »Trennkorn«. Man definiert als Trennkorn dasjenige Teil-

Verfahren und Vorrichtung zur Trennung einer flüssigen Suspension von

Feststoffgemengen

Anmelder:
Stamicarbon N. V., Heerlen (Niederlande)

Vertreter: Dr. F. Zumstein, Patentanwalt,
München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Februar 1953

Donald Albert Dahlstrom, Deerfield, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

chen, das repräsentativ ist für die Teilchen, die sich nach der Trennung direkt proportional der Menge des flüssigen Mediums in der Unterlauffraktion bzw. Überlauffraktion befinden. Im Falle der Klassierung, von dem weiter unten im besonderen die Rede ist, kennzeichnet man das Trennkorn mittels seines Durchmessers.

Andererseits benutzt man hier zwecks Beurteilung der Wirksamkeit der Trennung den Begriff »1,5-von-Hundert-Korn«, welcher ein Maß für den Gehalt der Über lauf fraktion an unerwünschten Teilchen ist. Im Falle der Klassierung wird das 1,5-von-Hundert-Korn definiert als das Teilchen, dessen Durchmesser mit dem mittleren Durchmesser der kleinsten Teilchen übereinstimmt, welche in demjenigen Teil der Überlauffeststoffe vorkommen, welcher die gröbsten Teilchen umfaßt und dessen Gewicht 1,5 v. H. des gesamten Gewichtes der Überlauffeststoffe ist. Je kleiner diese Teilchen sind, desto größer die Wirksamkeit der Trennung.

Obwohl die Benutzung des Hydrozyklons bei dem vorliegenden Verfahren eine sehr scharfe Trennung ermöglicht, hat sich als Nachteil erwiesen, daß der Trennungsvorgang wesentlich von den betriebsmäßigen Schwankungen der Zufuhrgeschwindigkeit der zu behandelnden Suspension beeinflußt wird.

Wenn die Zufuhrgeschwindigkeit zeitweilig zunimmt, so wird im Falle der Klassierung das Trennkorn kleiner als erwünscht. Bei zeitweiliger Abnahme der Zufuhrgeschwindigkeit wird das Trennkorn größer. Durch diese Erscheinung wird das Trennungs-

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ergebnis wesentlich beeinträchtigt. Auch hat sich erwiesen, daß betriebsmäßige Schwankungen der Konzentration der zu behandelnden Suspension in ähnlicher Weise das Trennungsergebnis beeinflussen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die besagten Nachteile durch Anwendung einer Vorrichtung überwunden werden, welche von dem bekannten Hydrozyklon darin unterschieden ist, daß der Rundbehälter oben offen ist und daß der obere Rand des Behälters wesentlich über der Mündung der Rohgutzuführleitung liegt.

Das zentrale Austrittsrohr für die Überlauffraktion, das bekanntlich bei Hydrozyklonen durch die obere Verschlußplatte geführt ist, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Abwesenheit einer solchen Verschlußplatte vorteilhaft als teilweise axial verlaufendes, teilweise umgebogenes Rohr ausgeführt und durch die Behälterwandung nach außen geführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt grundsätzlich darauf heraus, daß man den Flüssigkeitswirbel nach oben frei ausdehnen läßt. Hierbei muß man den Zufuhrdruck der zu behandelnden Suspension so bemessen, daß die Oberfläche des Flüssigkeitswirbels ständig über der Eintrittsstelle der Suspension gehalten wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist das Trennungsergebnis grundsätzlich unabhängig von den betriebsmäßigen Schwankungen der Zufuhrgeschwindigkeit und der Konzentration der zu behandelnden Suspension, so daß offensichtlich eine Selbstregulierung des Trennungsvorganges erzielt wird. Außerdem weist das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem bekannten Verfahren noch weitere wichtige Vorteile auf. Es wird nämlich eine schärfere Trennung erzielt in Verbindung mit größerer Leistung der Vorrichtung und geringerem Energieaufwand.

Bei einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man einen Teil der im Flüssigkeitswirbel enthaltenden Flüssigkeit, gegebenenfalls ständig, vom Umfang der Wirbeloberfläche aus über ein am oberen Ende des Rundbehälters angeordnetes Ringwehr strömen. Diese Maßnahme ermöglicht einerseits die Rückfuhr von bei außergewöhnlichen Steigerungen der Zufuhrgeschwindigkeit etwaig über den Rand des Rundbehälters strömenden Flüssigkeitsmengen, andererseits die gesonderte Abfuhr von gröberen Partikeln. Die Trennung ist dann aber weniger scharf.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, daß sich Teilchen mit besonders geringer Absetzgeschwindigkeit an der Oberfläche des Flüssigkeitswirbels ansammeln, ohne in das Austrittsrohr für die Überlauffraktion zu gelangen. Diese Teilchen können vorteilhaft dadurch gesondert entfernt werden, daß man von der Gegend der Oberfläche des Flüssigkeitswirbels, etwa bei der Drehachse, ein Teil der Flüssigkeit abzieht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dazu vorzugsweise ein Abzugsrohr für die Schwimmteilchen samt Flüssigkeit auf, das in der Nähe, jedoch unterhalb des oberen Randes des Rundbehälters an einer zentral gelegenen Stelle beginnt und zunächst koaxial nach unten und anschließend in Richtung auf die Behälterwandung hin und durch diese hindurchführt.

Weitere kennzeichnende Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden weiter unten beschrieben in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 stellt in einer schematischen Seitenansicht die Wirkungsweise einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar;

Fig. 2 zeigt mehr im einzelnen eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 2 a ist eine Seitenansicht eines abnehmbaren Scheitelabschnittes;

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Austrittsrohres für die Überlauffraktion längs der Linie 4-4 der Fig. 2 und 3;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit einem Ringwehr;

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung mit einem zentralen Abzugsrohr für die Schwimmteilchen;

Fig. 7 stellt ein Fließschema eines Verfahrens zur Gewinnung von Maiskörnern aus Maiskolben dar unter Anwendung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 8 stellt eine detailliertere Seitenansicht des in Fig. 6 schematisch dargestellten Apparates dar.

Mehr im einzelnen ist in Fig. 1 eine Vorrichtung dargestellt, die aus einem Rundbehälter 10 besteht, der einen freien Flüssigkeitswirbel 11 aufnehmen kann. Der Behälter umfaßt einen zylindrischen Teil 12, der an seinem oberen Rand 14 mit der Atmosphäre Verbindung hat und unten in den konischen Teil 16 übergeht. Der konische Teil 16 weist am Boden Mittel für den Abzug der Unterlauffraktion auf, die aus einem zentralen Auslaß 21 und einem Regelhahn 22 zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit bestehen. Die Rohgutzufuhrleitung 26 mündet tangential in den zylindrischen Teil 12 ein und ist so angeordnet, daß sie ständig unterhalb des niedrigsten, sich unter den Betriebsbedingungen einstellenden Flüssigkeitsniveau liegt. Die Leitung 26, die mit einem Regelhahn 28 zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit ausgestattet ist, hat mit einem Beschickungssystem 30 Verbindung. Das Austrittsrohr für die Uberlauffraktion besteht aus einem axialen, an sich bekannten Rohrabschnitt oder Wirbelsucher 34, welcher mit einem radial verlaufenden Leitungsabschnitt 36 verbunden ist. Das Austrittsrohr erstreckt sich nach unten bis etwa in Höhe der Mündung 24 der Rohgutzufuhrleitung 26. Der Leitungsabschnitt 36 geht durch die Wandung des zylindrischen Teiles 12 hinaus und ist mit einem Regelhahn 38 zur Einstellung des Flüssigkeitsniveaus im Rundbehälter und der Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 34 versehen.

Wenn es gewünscht ist, direkt aus dem Unterlaufauslaß 21 in die Atmosphäre abzulassen, so ist es erforderlich, daß der Leitungsabschnitt 36 so angeordnet ist, daß das tiefstmögliche mittlere Flüssigkeitsniveau bei normalem Betrieb nicht unter das tiefste Niveau in dieser Leitung fallen kann. Wenn die zu behandelnde Suspension durch die Zufuhrleitung 26 tangential in den Behälter 10 eingeleitet wird, entsteht ein Flüssigkeitswirbel 11, dessen Oberfläche 13 mehr oder weniger konkav ausgebildet ist. Wie beim Hydrozyklon besteht der Wirbel aus zwei konzentrischen, spiralförmig verlaufenden Strömungsbahnen, einer äußeren Strömungsbahn 15, die nach unten zum Scheitel des konischen Teiles 16 verläuft, und einer inneren Strömungsbahn YI, die in der gleichen Drehrichtung, jedoch nach oben zum Austrittsrohr 34 verläuft. Der Radius des Unterstroms ist durch die aus dem Vertikalschnitt ersichtliche Form der Drehfläche festgelegt, während der Radius

des Oberstroms in erster Linie durch den Radius des Wirbelsuchers bestimmt ist. Weiterhin kann man, abgesehen von den Verhältnissen bei Überlastungen, wenn der Auslaß 21 mit der Atmosphäre in offener Verbindung steht, einen Luftkern beobachten, der die Drehachse umgibt und sich vom Auslaß 21 in das Austrittsrohr 34 hinein erstreckt. Wenn jedoch der Auslaß 21 mit einer Abfuhrleitung verbunden ist, so tritt unter betriebsmäßigen Bedingungen kein Luftkern auf.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Trennkorn sowie die Wirksamkeit der Trennung im wesentlichen durch die betriebsmäßigen Schwankungen der Zufuhrgeschwindigkeit nicht beeinflußt. Bei einem Abfall derselben fällt die Höhe der Oberfläche 13 z. B. von einem Niveau H bis zu einem Niveau H₁ ab. Die in der Flüssigkeit gespeicherte potentielle Energie wird dadurch in dem Maße, in dem das Niveau sinkt, frei und zur Stützung der schwächer werdenden Zentrifugalkräfte verwendet. Die Zentrifugalkräfte nehmen demzufolge in relativ geringem Maße ab, und zwar im gleichen Maße wie die zentripetalen Schleppkräfte; folglich bleibt der Trennungsvorgang im wesentlichen konstant. Bei einer Zunahme der Zufuhrgeschwindigkeit steigt die Höhe der Oberfläche 13 z. B. von dem Niveau H bis zu einem Niveau H₂ an, und es wird so Bewegungsenergie in potentielle Energie umgewandelt. Ein relativ geringer Teil der Zufuhrenergie wird also zur Erhöhung der Zentrifugalkräfte verbraucht. Die Zentrifugalkräfte nehmen infolgedessen in dem gleichen Maß zu wie die zentripetalen Schleppkräfte, so daß der Trennungsvorgang gleichfalls unverändert bleibt.

Wie im obigen gezeigt, existiert auch ein gewisser Selbstregulierungseffekt in bezug auf das Trennkorn und die Wirksamkeit der Trennung, wenn die Konzentration der Rohgutzufuhr schwankt. Dieser Effekt nimmt jedoch mit zunehmender Konzentration der Rohgutzufuhr wegen der stärker behinderten Absetzung in dem Flüssigkeitswirbel 15 etwas ab.

Beide Selbstregulierungseffekte sind aber bei jeder Feststoffkonzentration des Unterlaufs bis zu einer Konzentration tätig, bei der der Unterstrom anfängt, überlastet zu werden. Dies ist eine Folge der verhältnismäßig geringen Zentrifugalkräfte, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftreten.

Zu den Fig. 2, 2 a, 3 und 4 sei bemerkt, daß die hier dargestellte Vorrichtung im wesentlichen die gleiche ist, wie die in Fig. 1 dargestellte, abgesehen davon, daß der Auslaß 21 für die Unterlauffraktion mit der Atmosphäre in offener Verbindung steht. Der zylindrische Teil 12 besteht hier aus zwei Abschnitten, einem unteren Abschnitt 62 und einem oberen Abschnitt 64, welcher austauschbar ist. Der konische Teil 16 umfaßt auch zwei Abschnitte, einen oberen Abschnitt 66 und den austauschbaren Scheitelabschnitt 68., welcher den Auslaß 21 mit einem festen Durchmesser D₁ umfaßt, der sich nach unten in einen röhrenförmigen Spritzschutz 70 fortsetzt.

Zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Unterlauffraktion auf einen geringeren Wert kann der Scheitelabschnitt 68a, dargestellt in Fig. 2 a, an Stelle des in Fig. 2 dargestellten Abschnittes eingesetzt werden, wobei er einen kleineren Durchmesser D₂ des Auslasses aufweist. Der Wirbelsucher 34 weist einen oberen festen Teil 72 auf in Kombination mit einer unteren verschiebbaren Hülse 74; Einstellmittel 76, die mit der einstellbaren Hülse durch Speichen 78 verbunden sind, sind vorgesehen, um die einstellbare Hülse 74 nach oben oder unten zu bewegen, um den Einlaß des Wirbelsuchers in seiner Höhe in bezug auf die Mündung 24 der Zufuhrleitung 26 zu verstellen.

Unter betriebsmäßigen Bedingungen kann man beobachten, daß eine merkliche Turbulenz im Flüssigkeitswirbel auftritt, die durch den radialen Abschnitt 36 des Rohres 32 bedingt ist. Es wurde festgestellt, daß diese Turbulenz nachteilig auf das Trennungs-

ergebnis einwirkt. Der radiale Rohrabschnitt 36 ist daher vorzugsweise stromlinienförmig ausgebildet, um diese Turbulenz minimal zu halten. Diese stromlinienförmige Ausbildung kann man erhalten, indem man Rohrabschnitt 36 in dem Behälter 10 durch einen Tragflügel 80 umschließt, der irgendein Normprofil haben kann. Eine Ausführung eines solchen Tragflügels ist in Fig. 3 und 4 dargestellt.

In Fig. 5 ist gegenüber der Fig. 1 ein weiteres Element zu der Vorrichtung gezeigt. Ein Ringwehr

40 am oberen Rand des Behälters 10 weist eine Überströmkante 42 auf. Dieses Wehr dient verschiedenen Zwecken. Ein Zweck besteht darin, daß es als Sicherheitsvorrichtung dient, wenn z. B. bei ungewöhnlicher Steigerung der Zuführgeschwindigkeit das Flüssig-

keitsniveau in dem Behälter 10 zu hoch ansteigt. Das Ringwehr 40 kann auch vorgesehen sein, um das im Betrieb verwendete Wasser fortlaufend durch die Leitung 44 dem Beschickungssystem 30 wieder zuzuführen oder es in anderer Weise zu verwenden.

Unter derartigen Bedingungen wird die Höhe der Überströmkante 42 in bezug auf das durchschnittliche Niveau des Flüssigkeitswirbels derart eingestellt, daß eine Fraktion der flüssigen Suspension dauernd über die Überströmkante 42 gespült wird. Hierbei können gröbere Teilchen fortlaufend mit der Flüssigkeit in das Ringwehr 40 gespült werden.

Das Ringwehr kann auch mit Vorteil dazu verwendet werden, um schwimmende Teilchen, die nicht durch das Rohr 32 abgezogen wurden, von der Oberfläche 13 zu entfernen. In diesem Fall muß die Überströmkante 42 ausreichend unter der durchschnittlichen Flüssigkeitshöhe liegen.

Eine Vorrichtung, die sich noch besser für den gleichzeitigen Abzug schwimmender Teilchen eignet,

ist in Fig. 6 dargestellt. Die Vorrichtung weist ein Abzugsrohr 46 für die schwimmenden Teilchen samt Flüssigkeit auf, das einen axialen röhrenförmigen Abschnitt 48 umfaßt, der koaxial zur Drehachse ausgerichtet und mit einem radialen Abschnitt 50 verbunden ist. Der röhrenförmige Abschnitt 48 erstreckt sich von der Nähe des oberen Randes 14 des Behälters 10 nach unten, um in den horizontalen Abschnitt 50 einzumünden. Der horizontale Abschnitt 50 verläuft in Richtung auf die Behälterwandung hin

und durch diese hindurch. Das Rohr 46 weist einen Regelhahn 52 zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit auf.

Als beispielsweise Anwendung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung wird auf Fig. 7 Bezug genommen. Ganze Maiskolben werden über die Leitung 101 in die Entkörnungsstation 100 geführt, wo die Körner durch Schneidvorrichtungen aus den Maiskolben entfernt werden. Von dieser Station aus werden sie als Mischung von Körnern, Kolben, Bast und anderen strohartigen Materialien in die Leitung 103 abgelassen. Diese Mischung fließt in eine Rühranlage 102., in der Wasser mittels einer Leitung 105 zugegeben wird. Von der Rühranlage 102 wird die flüssige Suspension dann über eine Leitung 107 zu einer Niederdruckpumpe 104 geführt, von wo aus das

Gemenge durch die Zufuhrleitung 26 mit Mündung 24 mit genügender Strömungsgeschwindigkeit in den Rundbehälter 10 tangential eingeleitet wird. Aus dem Flüssigkeitswirbel 11 wird als Unterlauffraktion durch die Leitung 108 vom Ablaß 21 eine Suspension von gereinigten Körnern gewonnen, während durch das Rohr 32 als Überlauffraktion eine Suspension von strohartigen und schwimmenden Teilchen, wie Kolben und Bast, abgelassen wird. Von dem Abzugsrohr 46 wird ein Gemenge von restlichem Stroh nebst KoI-ben als Abfall abgeführt. Das gereinigte Korn wird durch die Leitung 108 ohne vorherige Reinigung zu einer Konservierungsanlage gebracht.

Die in Fig. 8 dargestellte Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche, wie die in Fig. 2 dargestellte, jedoch mit einem weiteren Auslaß für Schwimmteilchen samt Flüssigkeit. Der axiale, röhrenförmige Abschnitt 48 des Abzugsrohres 46 weist einen unteren festen Teil 82 auf, der in Kombination mit einer oberen einstellbaren Hülse 84 an- ao geordnet ist. Einstellmittel 86 sind an der Hülse 84 durch Speichen 88 verbunden. Bei einer Betätigung der Einstellmittel 86 kann die Höhe des Einlasses des Rohres 48 in bezug auf das Flüssigkeitsniveau eingestellt werden. Um die Turbulenz zu verringern, die an dem radialen Leitungsabschnitt 50 auftritt, ist an diesem ein Tragflügel 90 ähnlich dem Tragflügel 80 angeordnet.

Obgleich nicht dargestellt, kann auch diese Ausführungsform noch mit einem Ringwehr, das eine Überströmkante und eine davon ausgehende Auslaßleitung aufweist, ausgestattet sein, und zwar für die gleichen Zwecke, wie sie in der oben beschriebenen Ausführungsform dargestellt wurden. Es kann auch dazu verwendet werden, um gröbere Schwimmpartikel zu entfernen, wenn die Verhältnisse so liegen, daß ein ständiger Strom von Flüssigkeit hinübergespült wird. Bei dieser Ausführungsform zieht man durch das Rohr 46 eine Suspension von feineren Schwimmteilchen ab.

Beispiel

Zwecks Klassierung von Agrikulturdolomit wurde eine Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet, deren Abmessungen folgendermaßen gewählt wurden: Der zylindrische Teil 12 hatte einen Durchmesser von 76 cm und eine Höhe von 140 cm, während der konische Teil 16 einen eingeschlossenen Winkel von 60° aufwies. Die Rohgutzufuhrleitung 26 hatte einen Durchmesser von 10 cm und befand sich 34 cm oberhalb der Unterseite des zylindrischen Teils 12. Es wurden verschiedene Scheitelabschnitte 68 a benutzt, bei denen der Durchmesser des Auslasses 70 α zwischen 1,6 cm und 4,5 cm variierte. Der Wirbelsucher 34, dessen Mündung in Höhe der Unterseite der Zufuhrleitung 26 angeordnet war, hatte einen Durchmesser von 10 cm. Die Mittellinie des radialen Abschnittes 36 des Überlauf rohres 32 lag 21,6 cm über der der Zufuhrleitung 26. Ein Tragflügel 80 aus galvanisiertem Eisen mit einem Schlankheitsverhältnis, d. h. einem Verhältnis der Länge zum maximalen Durchmesser von 2:1, wurde eingebaut.

Es wurde eine wäßrige Suspension eines vermahlenen Agrikulturdolomits (spezifisches Gewicht 2,83) klassiert. Alle Teilchen waren sehr gleichmäßig im spezifischen Gewicht, und weniger als 1 % waren gröber als 0,84 mm. Die Größenverteilung der zugeführten Feststoffe ist im folgenden dargestellt:

Siebfraktion,	Gewichtsprozent,	Gewichtsprozent,
Sieböffnung in mm	Bereich	Durchschnitt
bis 0,84	0,5 bis 0,8	0,6
0,84 bis 0,42 . ..	30,8 bis 38,0	34,4
0,42 bis 0,25 ...	18,1 bis 20,8	19,4
0,25 bis 0,15 . ..	6,5 bis 10,2	8,3
0,15 bis 0,11 ...	2,9 bis 3,7	3,3
0,11 bis 0,07 ...	2,6 bis 3,6	2,9
0,07 bis	29,1 bis 33,8	31,1

Die Feststoffe wurden in einem offenen Tank, der 0,95 cbm faßte, eingeführt, der einen mit hoher Geschwindigkeit bewegten Mischer aufwies, und, es wurde Wasser zugeführt, um eine flüssige SttSjpÄfeon zu erhalten. Eine Schlammpumpe trieb die Suspension in die Zufuhrleitung zum Behälter durch ein handbetriebenes Drosselventil zur Steuerung der Zufuhrgeschwindigkeit. Bevor die getrennten Fraktionen analysiert wurden, ließ man das System während einiger Minuten arbeiten, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Anschließend wurde die Größenverteilung und die Feststoffkonzentration der Fraktionen ermittelt. Die Austraggeschwindigkeiten wurden durch Auffangen jeder Fraktion in einen Wägetank während eines zeitlich begrenzten Intervalls bestimmt. Die Feststoffkonzentration und die Größenverteilung der Rohgutzufuhr erhielt man durch Rechnungen auf Grund der vorliegenden Daten der Analyse der Fraktionen. Einige der ermittelten Daten sind im folgenden niedergelegt:

Versuch	Versuch	Versuch	Versuch	Versuch	Versuch
1	2	3	4	5	6
324	541	597	627	601	614
269	458	500	481	458	563
55	83	97	146	143	51
23,5	23,4	24,5	22,0	31,35	19,10
9,2	9,16	9,31	9,03	10,98	9,74
66,0	69,4	69,4	52,0	69,6	75,7
5,91	9,80	11,42	10,56	15,50	8,81
1.73	2,92	3,26	3,04	3.55	3,85
4,18	6,88	8,16	7,52	11,95	4,96

Geschwindigkeit in l/Min.

Rohgutzufuhr

Überlauffraktion

Unterlauffraktion

Feststoffkonzentration, Gewichtsprozent

Rohgutzufuhr

Überlauffraktion

Unterlauffraktion

Feststoffgeschwindigkeit, Tonnen/Std.

Rohgutzufuhr

Überlauffraktion

Unterlauffraktion

9	Versuch 1	Versuch 2	Versuch 3	10	Versuch 5	Versuch 6
	131 88 11,5	111 94 30	142 92 43	Versuch 4	167 108 43	141 129 43
Durchmesser des l,5-v.H.-Korns in TVTikron			145 104
Durchmesser/Trennkorn in Mikron ... Höhe, Flüssigkeitsniveau über der Unterseite des radialen Leitungs abschnittes (3 b) des Rohrs 32 in cm

Es wurde ein vergleichender Versuch angestellt, bei dem der zylindrische Teil 12 eine Höhe von nur 78 cm aufwies und versehen war mit einem Ringwehr 40, wie in Fig. 5 dargestellt. Es wurden hierbei die folgenden Daten erhalten:

Versuch 7

Geschwindigkeit in l/Min.

Rohgutzufuhr

Überlauffraktion

Wehrüberlauf

Unterlauffraktion

754

503

177 74

Feststoff konzentration, Gewichtsprozent

Rohgutzufuhr 16,05

Überlauf fraktion 7,71

Wehrüberlauf 6,93

Unterlauffraktion 64,5

Feststoffgeschwindigkeit, Tonnen/Std.

Rohgutzufuhr

Uberlauffraktion

Wehrüberlauf

Unterlauffraktion

35

40

8,93

2,70

0,85

5,38

Durchmesser des l,5-v.-H.-Korns (Mikron)

bezogen auf Überlauffraktion 197

bezogen auf Wehrüberlauf 295

zusammengesetzt 222

Diameter des Trennkorns (Mikron) ... 118

Man kann bei einem Vergleich der Versuche 1, 2 und 3 feststellen, daß bei einer im wesentlichen gleichen Konzentration der zugeführten Feststoffe und verschiedener Zufuhrgeschwindigkeiten des Rohguts der Durchmesser des Trennkorns im wesentlichen gleichbleibt, während nur eine leichte Verschiebung des Durchmessers des l,5-v.H.-Korns auftritt.

Bei einem Vergleich der Versuche 4 und 5 kann man feststellen, daß bei etwa der gleichen Geschwindigkeit der Rohgutzufuhr Schwankungen in der Konzentration des Rohguts nur einen geringen Einfluß auf den Durchmesser des Trennkorns haben, während die selbstregulierende Wirkung auf den Durchmesser des 1,5-v.H.-Korns nicht so groß ist. Aus Versuch 1 bis 5 ergibt sich, daß die Konzentration der Feststoffe in der Unterlauffraktion schwankt, ohne daß eine merkliche Auswirkung auf den Durchmesser des 1,5-v.H.-Korns oder des Trennkorns auftrat.

Beim Versuch 6 erhielt man einen überlasteten Unterlauf, und im Vergleich dieses Versuches mit den Versuchen 1 bis 5 kann man beobachten, daß der Durchmesser des 1,5-v.H.-Korns trotzdem gleichblieb, obwohl der Durchmesser des Trennkorns merklich zunahm, ein Zeichen dafür, daß bei Überlastung des Unterlaufs das Trennungsergebnis sich wesentlich ändert.

Aus dem Versuch 7 ist ersichtlich, daß der Durchmesser des Trennkorns sowie der Durchmesser des l,5-v.H.-Korns in bezug auf die Überlauffraktion größer wird bei Anwendung eines Ringwehrs, was anzeigt, daß in diesem Fall die Klassierung weniger scharf ist und zu einem anderen Trennungsergebnis führt. Aus den Angaben der Flüssigkeitshöhe über das Überlaufaustrittsrohr bei den Versuchen 1 bis 6 ist ersichtlich, daß das Flüssigkeitsniveau auf einer geringeren Höhe als 0,9 m über dem besagten Rohr gehalten werden kann. Daraus ergibt sich offensichtlich, daß der Leistungsbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung gering ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung einer flüssigen Suspension von Feststoffgemengen in wenigstens je eine Überlauffraktion mit Feststoff geringerer und eine Unterlauf fraktion mit Feststoff höherer Absetzgeschwindigkeit, wobei man das die Mischung enthaltende Medium tangential in einen Flüssigkeitskörper einführt und diesen dadurch zum Rotieren bringt, zentral am unteren Ende dieses Flüssigkeitskörpers die Unterlauffraktion, zentral etwa in der Höhe, in der das Medium eingeführt wird, die Überlauffraktion abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß man den Flüssigkeitskörper nach oben frei ausdehnen läßt und daß man den Druck, unter dem das Medium eingeführt wird, so bemißt, daß die Oberfläche des Flüssigkeitskörpers ständig über der Stelle gehalten wird, an der das Medium eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abziehgeschwindigkeit der Unterlauffraktion so bemißt, daß eine Ansammlung von Teilchen höherer Absetzgeschwindigkeit in der Gegend, an welcher die Unterlauffraktion abgezogen wird, vermieden wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der im Flüssigkeitskörper enthaltenen Flüssigkeit vom Umfang der Flüssigkeitsoberfläche aus überströmen läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die übergeströmte Flüssigkeit dem Flüssigkeitskörper wieder tangential zuleitet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man von der Gegend der Oberfläche des Flüssigkeitskörpers ·— etwa bei der Drehachse ·— Flüssigkeit und schwimmende Feststoffe abzieht.

6. Vorrichtung zur Trennung einer flüssigen Suspension von Feststoffgemengen in wenigstens je eine Unterlauf fraktion mit Feststoff geringerer und eine Unterlauffraktion mit Feststoff höherer Absetzgeschwindigkeit, bestehend aus einem Rund-

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behälter mit einer tangentialen Rohgutzufuhrleitung, einem zentralen, am Boden des Behälters angeordneten Auslaß für die Unterlauffraktion und ein teilweise in der Behälterachse, teilweise radial verlaufendes Austrittsrohr für die Überlauffraktion, dessen Einlaßöffnung etwa in Höhe der Mündung der Rohgutzufuhrleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) oben offen ist und daß der obere Rand (14) des Behälters wesentlich über der Mündung (24) der Rohgutzufuhrleitung (26) liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Ringwehr (40) mit einer Überströmkante (42), die an der Oberseite des zylindrischen Teils (12) des Behälters (10) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, gekennzeichnet durch ein Abzugsrohr (46) für Schwimmteilchen samt Flüssigkeit, das unterhalb des oberen Randes (14) des zylindrischen Teils

(12) an einer zentral gelegenen Stelle einmündet, dann zunächst koaxial nach unten und anschließend in radialer Richtung zur Behälterwandung hin und durch diese hindurch geführt ist,

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verlaufende Teil (36) des Überlaufaustrittsrohres (32) und/oder der radial verlaufende Teil (50) des Abzugsrohres (46) für die Schwimmteilcheri innerhalb des Behälters (10) stromlinienförmig ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung der Abzugsgeschwindigkeit der Unterlauffraktion und/oder der Überlauffraktion und gegebenenfalls auch zur Einstellung der Abzugsgeschwindigkeit der Schwimmteilchen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 377 524.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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