DE1119191B - Vorrichtung zum Trennen koernigen Gutes in zwei oder mehrere Fraktionen mit Hilfe der Fallgeschwindigkeit in einer Fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen körnigen Gutes in zwei oder mehrere Fraktionen, zu deren Gewinnung die unterschiedliche Fallgeschwindigkeit der einzelnen Körner in einer Flüssigkeitssäule herangezogen wird, deren Flüssigkeit in sich ruht. Das zu scheidende Gut wird in die Oberfläche der ruhenden Flüssigkeit eingetragen und sinkt in dieser unter dem Einfluß der Schwerkraft ab, wobei größere oder schwerere Körner schneller als kleine oder leichte fallen. Werden die abgesunkenen Körner getrennt aufgefangen, so kann dadurch eine Aufteilung des eingetragenen Rohgutes in einzelne Kornfraktionen herbeigeführt werden.

Von diesem Trennverfahren macht die vorgeschlagene Vorrichtung Gebrauch, die erfindungsgemäß zumindest einen Schacht zur Aufnahme einer Flüssigkeitssäule, wenigstens zwei unter diesem untergebrachte Auffangbecken und eine oberhalb des Schachtes angeordnete Aufgabevorrichtung zum Eintragen körnigen Rohgutes in den Spiegel der Flüssigkeitssäule während periodisch wiederkehrender Eintragszeiten aufweist, wobei Schacht und Becken relativ gegeneinander bewegbar sind und durch kontinuierliche oder ruckweise Lageänderung jedes der Becken für einen Zeitabschnitt des Periodenintervalls unter die untere Schachtöffnung bringbar ist. Eine solche Vorrichtung kann aus einem ruhenden, mit der Aufgabevorrichtung fest verbundenen Behälter bestehen, dessen Boden mehrere mit je einem Auslaß versehene Auffangbecher aufweist und in dem gemeinsam bewegbare Scheidewände zur zumindest teilweisen Abgrenzung von parallel zur Behälterachse verlaufenden Schächten angeordnet sind.

Weitere Merkmale ergeben sich bei der eingehenden Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung, in welcher

Fig. 1 eme Trennvorrichtung im Schnitt (Achsenschnitt),

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 und

Fig. 4 im Schnitt den Auslauf eines Absetzbeckens zeigt.

Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter mit einem zylindrischen Außenmantel 1, der mit z.B. aus Rohren gefertigten Stützen2 versehen ist. Im unteren TeE dieses Außenmantels ist ein als koaxialer Zylinder ausgebildeter Innenmantel 3 angeordnet. Beide Mäntel sind mit radial verlaufenden Scheidewänden 4 verbunden, so daß zwischen diesen und den beiden Zylinderflächen (Absetz-)Räume von ringsektorförmigem Querschnitt abgegrenzt sind. Im Vorrichtung zum Trennen körnigen Gutes
in zwei oder mehrere Fraktionen
mit HiMe der Fallgeschwindigkeit
in einer Flüssigkeit

Anmelder:
Dr. Theodor Eder, Wien

Vertreter:

Dr.phil. A.Mentzel, Patentanwalt,
Refrath bei Köln, Frankenforst 137

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 5. Dezember 1956 (Nr. 10 A 7279-56)

Dr. Theodor Eder, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

Innenmantel ist ein Flansch 5 angeordnet, auf dem eine z. B. als Gußstück ausgebildete Scheibe 6 sitzt, die einen Teil des Behälterbodens darstellt. Den restlichen Teil des Behälterbodens, der sich über das von den beiden Zylindermänteln umschlossene Ringgebiet erstreckt, bildet eine Anzahl von Absetzbecken 7 von im wesentlichen pyramidenstumpfförmiger Gestalt.

Jedes dieser Absetzbecken, dessen Grundfläche einem der von je zwei benachbarten Scheidewänden abgegrenzten Kreisringstücke entspricht, ist mit einem Auslaufe von vorzugsweise verstellbarem Querschnitt versehen. Die Änderung der AusflußöfEnung kann beispielsweise durch Einlegen von Blenden mit lichten Öffnungen verschiedenen Querschnittes oder, wie in Fig. 4 angedeutet ist, mit Hufe eines verstellbaren Schiebers 8' herbeigeführt werden. An dem oberen Rand des Außenmantels 1 sitzen Konsolen 9, mit denen das eine Ende von schräg gegen die Behälterachse verlaufenden Streben 10 verbunden ist, welche der Abstützung einer zweiten Scheibe 11 dienen. Sowohl diese als auch die Scheibe 6 ist mit einer Nabe 12 versehen, in deren Bohrung Lager 13,

z. B. Kegelrollenlager, untergebracht sind. In diesen in der Behälterachse angeordneten Lagern sitzt eine Welle 14, die mit einem Bund 15 versehen ist, der von

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einem aufgeschraubten und daher in Achsenrichtung Zunächst wird der Behälter bis zu einem knapp verstellbaren Ring gebildet wird. Mit der Achse ist über den Oberkanten der Begrenzungswände 21 mit Hilfe eines Keiles 16 ein sich gegen den Bund 15 liegenden Niveau mit Flüssigkeit gefüllt. Dieses abstützendes Muffenrohr 17 auf Drehung gekuppelt, Niveau stellt sich auch in dem Gefäß 32 ein und wird welches an jedem seiner Enden mit je einen Arm- 5 mit Hilfe des von dem bei Niveauänderungen sich stern bildenden Speichen 18 versehen ist. Jede dieser hebenden oder senkenden Schwimmkörper geSpeichen ist mit in den Ebenen der beiden Armsterne steuerten Ventils dauernd und selbsttätig erhalten, an einem mit der Welle koaxialen Zylindermantel 19 Hierauf wird die Zufuhr von Rohgut angestellt, das vorgesehenen Pratzen 20 verbunden. Der Durch- durch die Leitung 30 an die höchste Stelle des gemesser des Zylindermantels 19 übertrifft den Durch- io neigten Siebes 27 gelangt, dem von einer an sich bemesser des inneren Behältermantels 3 und übergreift kannten, nicht dargestellten Einrichtung eine diesen, so daß sein unterer Rand knapp über den Schwingbewegung (durch einen Pfeil in Fig. 1 anOberkanten der Scheidewände 4 liegt. Radial ver- gedeutet) aufgeprägt wird. Unter dem Einfluß dieser laufende Begrenzungswände 21 sind sowohl mit dem Schwingungen wird das gegebenenfalls feuchte, Zylindermantel 19 als auch mit einem äußeren 15 Klumpen aus mehreren Körnern enthaltende Gut in koaxialen Zylindermantel 22 verbunden, der in Nähe seine einzelnen Kornbestandteile im wesentlichen des Behältermantels 1 angeordnet ist. Mit Hilfe der dispergiert und auch über die Siebfläche verteilt.
Begrenzungswände ist der Ringraum zwischen den Dabei findet eine Sichtung insofern statt, als die beiden Zylindermänteln 19 und 22 in oben und unten meist in geringer Zahl vorhandenen Körner von einer offene, voneinander vollkommen getrennte Zellen mit 20 Übergröße, die in keiner der einzelnen Fraktionen erringsektorförmigem Querschnitt unterteilt, die sich wünscht ist, als Siebrückstand zurückbleiben bzw. in Richtung der Welle längs erstrecken. Um das in durch den Schlitz in der Behälterwand nach außen der unteren Scheibe 6 sitzende Lager vor dem Zu- gelangen und dort aufgefangen werden können,
tritt von Flüssigkeit zu schützen, ist die Welle durch Der durchfallende Anteil des aufgegebenen Gutes eine auf dieser Scheibe angeordnete Stopfbüchse 13' 25 trifft auf die unterhalb des erwähnten Siebes nahe geführt. In Nähe des oberen Behälterrandes ist eine dem Flüssigkeitsspiegel angeordnete mitschwingende Einrichtung zum Aufgehen des zu trennenden Gutes Lochplatte 28. Die Öffnungen der Lochplatte übervorgesehen. Zwei Radialstreben 23 sind einerseits an treffen die Maschenweite des Siebes, da diese nur eine dem äußeren Behältermantel 1, anderseits an einer gleichmäßigere Verteilung der einzelnen Körner eine Kreissehne bildenden Querstrebe 24 befestigt, ₃₀ innerhalb der von der Aufgabevorrichtung überdeckz. B. angeschweißt, die ebenfalls mit dem Behälter- ten Grundfläche herbeiführen soll, so daß eine gleichmantel verbunden ist. In dem von der Querstrebe, mäßige Aufgabe des Trenngutes in die Flüssigkeitsden beiden Radialstreben und dem zwischen deren oberfläche gewährleistet ist. Mit Beginn der Rohgut-Befestigungsstellen liegenden Abschnitt des Behälter- zufuhr oder schon vorher wird die Welle samt den randes gebildeten Rahmen ist mit Hilfe von Federn 25 ₃₅ mit ihr fest verbundenen Zylindermänteln 19, 22 und ein gegen die Horizontialebene geneigter Siebrahmen den sich zwischen diesen erstreckenden Begrenzungs-26 elastisch aufgehängt, der mit einem vorzugsweise wänden in drehende Bewegung versetzt. Da Flüssigauswechselbaren Sieb 27 ausgestattet ist. Dieses Sieb keiten praktisch unzusammendrückbar sind, werden bzw. ein angesetzter Blechboden mit aufgebördelten die von den Zylindermänteln und den Wänden 21 abRändern ragt durch einen Schütz in der Behälter- 40 gegrenzten Flüssigkeitssäulen wie starre Körper mitwand hindurch nach außen. Unterhalb des Siebes 27 genommen, wobei keine Strömungen der Flüssigkeit ist ein zweites, größeres Sieb oder eine Lochplatte 28 auftreten, die also in sich in Ruhe bleibt. Die oberen horizontal angeordnet, die zweckmäßig an den aus Enden der einzelnen Flüssigkeitssäulen werden unter diesem Grund verlängerten Laschen 29 befestigt sein der mit der Behälterwand verbundenen, ortsfesten kann, an denen auch die Federn 25 eingehängt sind. 45 Aufgabestelle vorbeigeführt. Während der Zeit, die Über der höchsten Stelle des Siebes 27 befindet sich dieses Vorbeiführen in Anspruch nimmt, wird in die der Auslauf einer Leitung 30 zum Zubringen des zu freie Oberfläche jeder Säule das körnige Gut eintrennenden Gutes. Eine mit einem Knie 31 versehene getragen. Da durch das vorhergehende Rütteln prak-Wasserleitung dient der Zufuhr von Wasser bzw. von tisch eine Aufteilung in einzelne Körner stattgefunden Flüssigkeit. Die dargestellte Vorrichtung ist mit einer 50 hat, sinken diese getrennt in den Säulen ab, so daß einfachen Einrichtung ausgerüstet, mit welcher der ein Mitführen von kleineren Körnern, die an größeren Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters dauernd anhaften, vermieden wird. Das untere Ende der be- und selbsttätig auf demselben Niveau erhalten wegten Säulen gleitet über die Oberkanten der werden kann. Ein mit dem Innenraum des Behälters Scheidewände 4 hinweg und überstreicht dabei die über ein Rohr 33 kommunizierendes Gefäß 32 ist an 55 Bereiche der einzelnen ortsfesten Absetzbecken,
dessen Außenseite angeordnet. In diesem befindet Die Zeit, in welcher die einzelnen Körner absinken, sich ein an einer Stange 34 befestigter Schwimm- ist bekanntlich von deren Beschaffenheit abhängig, körper 35. Die Stange hängt am Ende des einen Die einzelnen bis an das untere Säulenende gelangten Schenkels 36' eines Winkelhebels, dessen Scheitel an Partikeln werden in jenem Becken aufgefangen, das einem Fortsatz 37 am Knie 31 der Wasserleitung 60 sich zum Zeitpunkt ihrer Ankunft gerade unter drehbar gelagert ist. Am Ende des anderen Schenkels diesem Ende befindet. Rascher fallende Körner ge-36" ist ein Zwischenstück 38 und an dieses ein durch langen also in überwiegendem Ausmaß in ein anderes eine Stopfbüchse 39 führender Stab 40 angelenkt, der Becken als solche, die zum Durchfallen der Säulenan seinem anderen Ende einen Teller 41 trägt, höhe eine längere Zeit benötigen. Da die Aufgabeweicher einem Sitz 42 gegenübersteht, die beide zu- 65 stelle gegenüber den Becken ruht, ist die Kornverteisammen ein Ventil bilden. lung innerhalb jeder einzelnen Säule in dem Zeit-Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die punkt, in dem diese ein bestimmtes Absetzbecken folgende: passiert, die gleiche, so daß aus jeder der vorbei-

geführten Flüssigkeitssäulen immer Körner in dieses Absetzbecken gelangen, die einer Gruppe angehören, also z. B. innerhalb desselben Größenintervalls liegen. Es wird daher eine Aufteilung des eingeführten Gutes in einzelne Fraktionen herbeigeführt, die sich in den Becken ansammeln bzw. aus diesen entnommen werden.

Die Verschiedenheit der Fallgeschwindigkeit der einzelnen Körner kann aus deren unterschiedlichen Größen entspringen. Da der Zusammenhang zwischen der Korngröße und der Fallgeschwindigkeit bzw. der Falldauer nicht linear ist, kann es wünschenswert sein, die Zeitabschnitte, innerhalb welcher sich die einzelnen Becken unterhalb einer bestimmten Säule befinden, ungleich zu bemessen. Dies läßt sich durch eine Ausgestaltung der Becken herbeiführen, derzufolge deren Auffangfläche, also deren überstrichene freie Oberfläche bzw. der Querschnitt der von den Scheidewänden 4 abgegrenzten Sammelräume nicht bei allen Becken gleich groß gemacht wird, sondern bei einem Absetzbecken größer ist als bei dem angrenzenden, im Sinne der Bewegung vorhergehenden, dieser Becken. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Gruppen von je vier Absetzbecken verschiedener Größe vorgesehen. Die radiale Erstreckung ist bei allen Becken gleich, die Sektorwinkel in den einzelnen Gruppen verhalten sich jedoch wie 1:2:3.

Man könnte aber auch an Stelle von zwölf Absetzbecken von gruppenweise verschiedener Größe beispielsweise vierundzwanzig solcher Becken mit einem Sektorwinkel von je 15° und statt fest mit den Behältermänteln 1 und 2 verbundenen Scheidewänden diese auswechselbar machen. Durch Setzen von Wänden an bestimmten Stellen lassen sich Auffangräume von verschiedenem Querschnitt gewinnen. Die Ausläufe benachbart liegender Auffangbecken können dann vorzugsweise in Gruppen zusammengefaßt und zusammengeschaltet werden.

Es ist ohne weiteres klar, daß es bei dem angewendeten Trennverfahren nur auf die Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den Absetzbecken bzw. -räumen und der Aufgabestelle gegenüber den Flüssigkeitssäulen ankommt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ruhen die Becken und die mit der Behälterwand verbundene Aufgabestelle, wogegen die Flüssigkeitssäulen über die Auffangflächen der Becken bzw. der Auffangräume bewegt werden. Diese Bewegung kann durch eine gleichförmige Rotation der Welle und der mit ihr verbundenen Bestandteile der Vorrichtung, nämlich der Zylindermäntel 19, 22 und der Begrenzungswände 21 herbeigeführt werden, die mit Hilfe eines aus Kegelrädern 43, 44 bestehenden Übersetzungsgetriebes von einem nicht dargestellten Motor abgeleitet ist. Es ist aber, insbesondere bei Anwendung von Flüssigkeitssäulen, die wie im vorliegenden Falle, voneinander und von der Behälterwand vollkommen abgegrenzt sind, auch möglich, die Bewegung diskontinuierlich (intermittierend) vorzunehmen und die Säulen aus einer Stellung über den Auffangbecken in eine Stellung über den angrenzenden Auffangbecken zu bewegen, dort verweilen zu lassen, dann über die benachbarten Becken zu bringen, über diesen wieder verweilen zu lassen usf. Bei dieser Durchführung des Verfahrens wird die Kornstreuung innerhalb der einzelnen Fraktionen herabgemindert.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen brauchen keineswegs Flüssigkeitssäulen aufzuweisen, die voneinander vollständig getrennt und auch gegenüber der Behälterwand abgegrenzt sind. Auch wenn die einen nicht in Zellen unterteilten Ringraum zwischen zwei ruhenden, beispielsweise zylindrischen Behälterwänden einnehmende Flüssigkeit in ihrer Gesamtheit in Rotation versetzt wäre, ergäbe sich bei festgehaltener Aufgabestelle eine Trennung des abgesunkenen Gutes in verschiedene, sich in den einzelnen Sammelräumen aufhäufende Fraktionen, da der von der rotierenden Flüssigkeit erfüllte Raum gedanklich immer in eine Anzahl von um die Behälterachse rotierenden virtuellen zylindrischen oder prismatischen Körpern zerlegt werden kann. Um aber die notwendige Bewegung der Flüssigkeit herbeizuführen, müssen innerhalb derselben Organe, z.B. Lamellen, vorgesehen sein, die eine ihnen aufgeprägte Bewegung an die Flüssigkeit übertragen. Man kann in diesem Falle von teilweise abgegrenzten Flüssigkeitssäulen sprechen. Wenn eine solche Übertragung der Bewegung auch nicht so einwandfrei ist wie bei völlig abgegrenzten Säulen, so lassen sich doch Verhältnisse verwirklichen, die bescheideneren Anforderungen entsprechen können, insbesondere wenn durch eine nicht zu spärliche Anordnung von Lamellen die Ausbildung störender Wirbelschleppen auf ein tragbares Ausmaß herabgesetzt wird.

Um den Betrieb erfindungsgemäßer Vorrichtungen an die Natur und/oder die Zusammensetzung des Rohgutes anpassen zu können, ist es vorteilhaft, die Relativgeschwindigkeit zwischen den Säulen und den Absetzbecken, d. h. das Periodenintervall änderbar zu machen, um zu diesem Zwecke im Antrieb z. B. ein Rädergetriebe vorzusehen, das eine Übersetzung mit mehreren wählbaren Stufen gestattet.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Trennen körnigen Gutes in zwei oder mehrere Fraktionen mit Hilfe der Fallgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit, gekennzeich net durch zumindest einen Schacht zur Aufnahme einer Flüssigkeitssäule, wenigstens zwei unter diesem untergebrachte Auffangbecken und eine oberhalb des Schachtes angeordnete Aufgabevorrichtung zum Eintragen körnigen Rohgutes in den Spiegel der Flüssigkeitssäule während periodisch wiederkehrender Eintragszeiten, wobei Schacht und Becken relativ gegeneinander bewegbar sind und durch kontinuierliche oder ruckweise Lageänderung jedes der Becken für einen Zeitabschnitt des Periodenintervalls unter die untere Schachtöffnung gebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines ruhenden, mit der Aufgabevorrichtung fest verbundenen Behälters (1), dessen Boden mehrere mit je einem Auslaß (8) versehene Auffangbecken (7) aufweist, gemeinsam bewegbare Scheidewände (21) zur zumindest teilweisen Abgrenzung von parallel zur Behälterachse verlaufenden Schächten angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen zylindrischen Mantel (1) aufweist und die Scheidewände radial verlaufende Flügel (21) sind, die zwei innerhalb des Behälters vorgesehene, mit diesem

koaxiale, dreh- und antreibbare Zylindermäntel (19, 22) verbinden und Schächte von ringsektorförmigem Querschnitt abgrenzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen den bewegbaren Scheidewänden zugeordneten, z. B. als Klinkenradgetriebe ausgebildeten Antriebsmechanismus zu deren in einstellbaren Intervallen stattfindender Bewegung.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die überstrichene Länge zumindest eines an dem unteren Ende von Flüssigkeitssäulen vorbeigeführten Auffangbeckens größer ist als die eines der angrenzenden Becken (Fig. 2).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Auffangbecken mittels versetzbarer Trennwände voneinander getrennt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe zumindest zweier Auffangbecken miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen den Flüssigkeitssäulen und den Auffangbecken z. B. mittels eines Getriebes veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung als Rüttelsieb (26) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem Schacht eine Einrichtung zum selbständigen Konstanthalten des Flüssigkeitsspiegels der in diesem befindlichen Flüssigkeitssäule, z. B. ein von einem Schwimmkörper (35) gesteuertes Ventil (41, 42) zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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