DE2634807C2 - Verfahren zum Vorbereiten eines Feststoff/Flüssigkeits-Gemischs für dessen hydraulischen Transport und hydraulische Aufgabevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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wird und der hydraulische Transport in der Förderlei- vorhanden ist, wird das Reinwasser dabei gefiltert Das tung gleichwohl beim Vorliegen des hierfür optimalen Feststoff/Flüssigkeits-Gemisch wird während des EmEindickungsgrades erfolgen kann. Durch die Erfindung tretens und während des Aufenthaltes in der Rohrkamist es insbesondere möglich, auf die Anordnung einer mer 16a eingedickt, wobei das überflüssige abgefilterte besonderen Schlammpumpe zu verzic-'aten und eine 5 Wasser über die Filtratleitung mit dem geöffneten Ab-Füllpumpe zu verwenden, die nach bevorzugter Ausfüh- sperrventil Sa in den Behälter 10 zurückfließt, rungsform der Erfindung als Strahlpumpe ausgebildet Gleichzeitig fördert die Pumpe 9 unter Druck stehenist und die mit dem zur Aufgabe in die Förderleitung des Reinwasser über die Leitung 11 und deren Zweigleierforderlichen Druck bzw. mit der dazu erforderlichen tung mit dem geöffneten Absperrventil 26 zum Eingang Flüssigkeit gespeist wird. Dadurch wird auch der Auf- w der Rohrkammer 166 und in diese, so daß das im voranbau der Vorrichtung einfacher und robuster. Die Steue- gegangenen Arbeitstakt in die Rohrkammer 166 geförrung der Vorrichtung kann vereinfacht werden, weil die derte und inzwischen eingedickte Feststoff/Flüssigkeitswährend des Verdrängens des eingedickten Gemischs Gemisch aus der Rohrkammer 166 über die Leitung mit aus der Rohrkammer auftretenden Druckschwankun- dem geöffneten Absperrventil 4b in die Förderleitung gen erheblich geringer sind oder ganz verschwinden. 15 17 gefördert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Nach Beendigung des Arbeitstaktes werden die ein- Zeichnung dargestellten Vorrichtung erläutert In der zeinen Absperrventile umgeschaltet und der Vorgang Zeichnung zeigt läuft in gleicher Weise ab, wobei die Rohrkammer 166 F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung mit dem Feststoff/Flüssigkeits-Gemisch aus dem Sam-

zum hydraulischen Transport von Fettstoff-Flüssig- 20 melbehälter 8 gefüllt und das in der Rohrkammer 16a

keitsgemischen, und vorhandene, inzwischen eingedickte Feststoff/r!üssig-

F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung keits-Gemisch in die Förderleitung 17 verdrängt wer-

ausFig. 1. den.

Von einem Sammelbehälter 8 führen zwei Leitungen Gegebenenfalls kann zwischen dem Behälter 10 und mit Absperrventilen la bzw. 1 b zu Füllpumpen 18a bzw. 25 der Druckpumpe 9 ein Filter geschaltet sein, das das von 186 in Form von Strahlpumpen, deren Ausgänge über der Druckpumpe 9 angesaugte Reinwasser filtert. zugeordnete Leitungen mit den Eingängen von Rohr- Bei der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung bezeichkammern 16a bzw. 166 verbunden sind. Die Ausgänge nen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Diese Vorrichder Rohrkammern 16a, 166 münden über Leitungen mit tung entspricht in ihrem wesentlichen Aufbau der VorAbsperrventilen 4a bzw. 46 in eine Förderleitung 17. 30 richtung nach Fig. 1. Sie unterscheidet sich von der

Die als Strahlpumpe ausgebildeten Füllpumpen 18a, Vorrichtung nach F i g. 1 dadurch, daß das Feststoff/ 186 werden über eine Leitung 12, in der sich Absperr- Flüssigkeits-Gemisch in den Rohrkammern 16a, 166 ventile 5a bzw. 56 befinden, mit Druckwasser versorgt, nicht im Gleichstrom, sondern im Gegenstrom gefördas von einer Druckpumpe 9 gefördert wird, deren dert wird. Dazu ist die mit der Druckseite der Druck-Saugseite mit einem Behälter 10 für das Wasser verbun- 35 pumpe 9 verbundene Leitung 11 bzw. deren Zweigleiden ist Die Druckpumpe fördert das Wasser zunächst in tungen, die die Absperrventile 4a bzw. 46 enthalten, an eine Leitung 11, von der die Leitung 12 abzweigt Die die den Eintrittsseiten für das Feststoff/Flüssigkeits-Ge-Leitung 11 teilt sich in Zweigleitungen mit Absperrven- misch der Rohrkammern 16a, 166 gegenüberliegenden tilen 2a bzw. 26, wobei die Zweigleitungen jeweils in die Seiten angeschlossen und die Verbindungsleitungen Verbindungsleitungen zwischen der Druckseite der 40 zwischen den Strahlpumpen 18a, 18έ> und den Rohrkam-Füllpumpe 18a, 186 und den Rohrkammern 16a, 166 mern 16a, 166 weisen jeweils Zweigleitungen mit den münden. Absperrventilen 2a bzw. 26 auf, die in die Förderleitung

Die Rohrkammern 16a, 166 weisen nicht dargestellte 17 münden.

Filtrierflächen auf, deren der Druckseite abgewandte Dementsprechend wird zum Verdrängen des in den Seiten über Filtratleitungen mit Absperrventilen 6a 45 Rohrkammern 16a bzw. 166 befindlichen eingedickten bzw. 66 mit dem Behälter 10 in Verbindung stehen. Fer- Feststoff/Flüssigkeits-Gemisches unter Druck stehenner zweigen von den vom Ausgang der Rohrkammer des Reinwasser über die Leitung 11 zur Rückseite der 16a, 166 zu der Förderleitung 17 führenden Leitungen Rohrkammern 16a, 166 geleitet und das Gemisch gleichjeweils vor den Absperrventilen 4a, 46 Zweigleitungen sam im Gegenstrom in die Förderleitung 17 verdrängt, ab, die Absperrventile 3a bzw. 36 aufweisen und in eine 50 Das hat u. a. den Vorteil, daß die Leitungen 11 und 13 Leitung 13 münden, die gegebenenfalls ein Filter auf- bzw. ihre Zweigleitungen ausschließlich von Reinwasser weisen kann. Die Leitung 13 führt zum Behälter 10 zu- durchströmt werden und daß dementsprechend die in rück. den Rohrkammern 16a, 166 vorhandenen Filtrierflächen

Schließlich ist an den Behälter 10 noch eine Pumpe 14 bei jedem Arbeitstakt selbsttätig gereinigt werden,

angeschlossen, mit der das Wasser aus dem Behälter 10 55 Das mit dieser Vorrichtung durchführbare Verfahren

über eine Leitung 15 abgepumpt werden kann. wird im wesentlichen von hydraulischen Parametern be-

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie stimmt, die Aufgabedruck, Aufgabeströmung bzw. Entfolgt: leerungsdruck und Entleerungsströmung genannt wer-

Die Druckpumpe 9 saugt Wasser aus dem Behälter 10 den.

an und fördert es über die Leitungen 11, 12 durch das 60 In den Rohrkammern wird das Füllen der Kammern

geöffnete Absperrventil 5a zur Strahlpumpe 18a, die ein nur durch den Aufgabedruck und das Entleeren nur

im Sammelbehälter 8 vorhandenes Feststoff/Flüssig- durch den Entleerungsdruck bestimmt, der gleichzeitig

keits-Gemisch ansaugt und in die Rohrkammer 16a mit auch ein wesentlicher Parameter für den hydraulischen

ungefähr dem von der Druckpumpe 9 erzeugten Druck Materialtransport durch die Förderleitung ist. Beim Fül-

fördert. Dabei wird das in der Rohrkammer 16a vorhan- 65 lt>. der Kammern ist der Aufgabedruck zugleich maß-

dene Reinwasser über die Leitung mit dem geöffneten geblicher Parameter für das Eindicken des Gemischs

Absperrventil 3a in die Leitung 13 und schließlich in den unter Druck. Da der Entleerungsdruck ein Vielfaches Behälter 10 verdrängt. Falis in der Leitung 13 ein Filter des Aufgabedruckes ist, kann der Wirkungsgrad des

Eindickens erheblich erhöht werden.

Diese Erhöhung des Wirkungsgrades entsteht nur deshalb, weil das Eindicken und das Füllen in ein und derselben Rohrkammer und gleichzeitig erfolgt. Ähnlich vorteilhaft wirkt sich das gleichzeitige Auftreten der Aufgabe- und der Entleerungsströmung aus.

Vom Beginn des Füllens und Entleerens einer Rohr· kammer bis zur Beendigung dieses Vorgangs strömt sowohl Reinwasser als auch Gemisch durch eine bestimmte Strecke der Rohrkammer mit der Aufgabe- bzw. der Entleerungsströmung. Dabei ist von Bedeutung, daß jeweils eine bestimmte Streckenlänge der Rohrkammer mit Reinwasser durchspült wird. Dadurch werden jene Feststoffteilchen von der Innenfläche der Rohrkammer entfernt, die aus der Gemisch-Strömung zurückgeblieben sind. Im Ergebnis wird dadurch die Reinheit des aus der Aufgabeströmung zurücklaufenden Wassers und seine Wiederverwendbarkeit erreicht. Das ist insbesondere für die Filtrierflächen von Bedeutung, weil bei der periodischen Durchströmung der Kammern ein wesentlicher Teil der Filtrierflächen sowohl von der Aufgabeströmung als auch von der Entleerungsströmung periodisch abgespült wird. Das führt zu einer erheblichen Erhöhung des Wirkungsgrades beim Eindicken aufgrund der vorhandenen Reinwasserströmung, die auch für andere Zwecke, nämlich zum Füllen der Kammern verwendet wird.

Die obengenannten hydraulischen Parameter weichen wegen der Doppelfunktion der Rohrkammern erheblich von denjenigen bekannter Vorrichtungen ab. So können z. B. die Aufgabe- und Entleerungsströmungen in den Rohrkammern beim Füllen bzw. Entleeren als konstant angesehen werden, während die entsprechenden Drücke sich den zugeordneten Strömungen entsprechend ändern. In den Rohrkammern ändern sich Druck und Strömung in Abhängigkeit von der Anordnung des von der Filtrierfläche begrenzten Kammerteiles, von deren Größe, von der Gestaltung der Filtrierfläche, vom Grad der Eindickung und dergleichen. Deshalb können die für das Eindicken maßgebenden Parameter nicht unabhängig von den hydraulischen Parametern bestimmt werden.

Der Grad des Eindickens läßt sich in erster Linie durch Regelung der im Reinwaserraum der Rohrkammern entstehenden Druckverhältnisse einstellen. Bei gegebener Filtrierfläche ist der über die Filtrierfläche abgeschiedene Flüssigkeitsanteil von der Druckdifferenz im Mischraum und im Raum für die Reinflüssigkeit der jeweiligen Rohrkammer abhängig. Der Druck im Raum für die Reinflüssigkeit kann aber in beliebiger Weise geregelt werden, so daß sich auch die Größe der Druckdifferenz in weiten Grenzer, einstellen läßt

Die Regelung wird stets von den im Mischraum der Rohrkammern entstehenden Drücken und den dort herrschenden Strömungsverhältnissen sowie ferner von den Eigenschaften des sich im Mischraum befindenden Gemischs bestimmt Selbstverständlich treten Rückwirkungen auf die obengenannten hydraulischen Parameter auf.

Die Verwendung von Strahlpumpen gegenüber den bisher bekannten Schlammpumpen ist z. B. deshalb vorteilhaft, weil keine beweglichen Teile vorhanden sind, weil die dem Verschleiß ausgesetzten Flächen kleiner sind und weil auch der Platzbedarf von Strahlpumpen geringer ist Hinzukommt, daß die Druckpumpe für das Reinwasser in einer größeren Entfernung angeordnet werden kann. Auch die Strahlpumpen können an einer beliebigen Stelle, gegebenenfalls auch mehrstufig angeordnet werden.

Die Rohrkammern selbst können senkrecht oder waagerecht angeordnet sein. Die Gestaltung der Filtrierflächen und ihre Anordnung in den Rohrkammern kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu fördernden Feststoffes gewählt werden. Die Rohrkammern sollen lediglich gewährleisten, daß das Abschneiden der überflüssigen Flüssigkeitsmenge aus dem Mischraum infolge des beim Füllen wirkenden Druckes erreicht wird und daß die beim Füllen und Entleeren auftretenden Strömungen die Filtrierflächen oder wenigstens Teile davon abspulen und von anhaftenden Ablagerungen befreien.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Betrieben der chemischen Industrie benötigte Wasser- Patentansprflche: menge nicht genau bestimmen. Andererseits haben Untersuchungen an bekannten

1. Verfahren zum Vorbereiten eines Feststoff/ hydraulischen Einrichtungen für den Trancport von Flüssigkeits-Gemischs für dessen hydraulischen 5 Feststoff/Flüssigkeits-Gemischen gezeigt, daß der Wir-Transport in einer Förderleitung, bei welchem das kungsgrad des hydraulischen Transports in erster linie Feststoff/Flüssigkeits-Gemisch durch Abfiltern von einer optimalen Dichte des in einer Leitung ströüberschüssiger Flüssigkeit eingedickt wird, mit ge- menden Gemischs bestimmt wird. Deswegen ist man ringem Pumpdruck in eine Rohrkammer gepumpt dazu übergegangen, die Dichte des angesammelten wird und hydraulisch mit hohem Verdrängungs- io Feststoff/Flüssigkeits-Gemischs vor Aufgabe in die Fördruck aus der Rohrkammer in die Rohrleitung ver- derleitung optimal einzustellen, d. h. überflüssiges Wasdrängt wird, dadurchgekennzeichnet, daß ser aus dem Gemisch herauszufiltern.

das Feststotf/Flüssigkeits-Gemisch uneingedickt in _ Dementsprechend wird das angesammelte Feststoff/

• die Rohrkammer gepumpt wird und das Eindicken Flüssigkeits-Gemisch einem Eindicker zugeführt, bevor

des Feststoff/Flüssigkeits-Gemischs unter dem is es der Vorrichtung aufgegeben wird. Der Eindicker

Pumpendruck und/oder dem Verdrängungsdruck in kann nach dem Absetzprinzip arbeiten, er kann aber

der Rohrkammer durchgeführt wird auch einen unter Druck setzbaren Raum aufweisen, der

2. Hydraulische Aufgabevorrichtung zur Durch- von wenigstens einer Filterfläche begrenzt ist, wobei führung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem eine periodische oder kontinuierliche Betriebsweise das Feststoff/Flüssigkeits^Gemisch enthaltenden 20 möglich ist Nach dem Eindicken des Gemischs wird es Sammelbehälter, "der über eine FüHpumpe mit der mit Hilfe einer Schlammpumpe unter verhältnismäßig Rohrkammer verbunden ist, an welche die Förder- niedrigem Druck in eine Rohrkammer gefördert, aus ieitung über ein erstes Absperrventil angeschlossen der es mit Hilfe von Reinwasser, das unter einem etwa ist und welche an eine die Verdrängerflüssigkeit zu- dem Druck der Förderleitung entsprechenden Druck führende Druckpumpe über ein zweites Absperr- 25 steht, in die Förderleitung verdrängt wird. Absperrorgaventil angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, ne, die von einer Steuereinrichtung betätigt werden, öffdaß die Rohrkammer (16a, i6b) eine Filtrierfläche nen oder schließen die jeweiligen Strömungswege. Bei aufweist und über ein drittes Absperrventil (6a, 6b) bekannten Vorrichtungen (DE-Z Hebezeuge und Föran eine Filtratleitung angeschlossen ist und daß zwi- dermittel, 14 (1974), H. 3, S. 71; DE-PS 17 56 591) hat die sehen dem Sammelbehälter (8) und der FüHpumpe 30 Rohrkammer nur eine Aufgabefunktion, d. h. sie soll das (18a, 186,7ein viertes Absperrventil (la, \b) angeord- Gemisch solange speichern, bis es von dem Hochdrucknet ist . Klarwasser in die Förderleitung verdrängt wird. Die

3. Hydraulische Aufgabevorrichtung nach An- Verwendung einer besonderen im Niederdruckbereich spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllpum- arbeitenden Schlammpumpe als FüHpumpe, deren Bepe (18a, \%b) als Flüssigkeits-Strahlpumpe ausgebil- 35 triebsschwierigkeiten hinsichtlich des Verschleißes und det ist, welche an die Druckpumpe (9) angeschlossen der Förderleistung bekannt sind, bedeutet, daß die Förist derung des Gemischs vom Eindicker zu der Rohrkammer sich unabhängig und gegebenenfalls mit für die

Förderung des Gemischs nicht unbedingt erforderlichen

40 Strömungsgeschwindigkeiten vollzieht und daß darüberhinaus zur Vermeidung von Druckschwingungen in

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten der Vorrichtung eine besonders feinfühlige Steuerung eines Feststoff/Flüssigkeits-Gemisches für dessen hy- der Absperrventile oder zusätzliche Absperrventile erdraulischen Transport in einer Förderleitung gemäß forderlich sind, die den technischen Aufwand vergrödem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine hydrauli- 45 Bern. Hinzukommt, daß auch das Eindicken des Festsche Aufgabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des stoff/Flüssigkeits-Gemischs ein Vorgang ist, der sich unAnspruchs 2 zur Durchführung des Verfahrens. abhängig von dem hydraulischen Materialtransport

Der hydraulische Materialtransport von z. B. Kohle, vollzieht und dessen Kapazität bzw. Wirkungsgrad

Erz, Abraummaterialien, Sand und dergleichen gewinnt durch den vorhandenen Eindicker bestimmt ist, dessen

zunehmend Bedeutung, insbesondere dann, wenn diese 50 technische Parameter sich nur in engen Grenzen verän-

Materialien mit Gewinnungsverfahren abgebaut wer- dem lassen.

den, bei denen schließlich ein Feststoff-Flüssigkeits-Ge- Zur Herabsetzung des Verschleißes der Füllpumpe misch vorliegt. Dabei kann allerdings das Verhältnis von besteht die Möglichkeit, dem Eindickungsgrad zu verFeststoffen zu Flüssigkeit in weiten Grenzen schwan- ringern. Dadurch aber wird der Förderwirkungsgrad ken. Dieses Verhältnis kann bei Konzentraten, die in 55 des Gemisches in der Förderleitung beeinträchtigt.
Erzaufbereitungsanlagen gewonnen werden, zwischen Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren nach dem Werten von 1 :2 und 1:10 schwanken. Auch beim hy- Oberbegriff des Anspruchs 1 und die Vorrichtung nach draulischen Materialtransport im Kohlebergbau muß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 zu verbessern und die davon ausgegangen werden, daß das Verhältnis in wei- Möglichkeit eines höheren Eindickungsgrades zur Erten Grenzen schwankt, weil der Wasseraufwand insbe- 60 höhung des Förderwirkungsgrades bei gleichzeitiger sondere beim hydraulischen Abbau der Kohle von der Verschleißminderung an der FüHpumpe zu erreichen.
Qualität der Kohle und den bergbautechnischen Mög- Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale lichkeiten abhängt. Ferner hängt die zur Gewinnung im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 2 ervon Grobsand oder sonstigen Mineralstoffen unter reicht.

Wasser erforderliche Wassermenge von den verwende- 65 Da gemäß der Erfindung das Eindicken erst in der

ten Baggereinrichtungen, den Bodenverhältnissen und Rohrkammer erfolgt, kann der Eindickungsgrad für das

anderen Bedingungen ab. Schließlich läßt sich auch die Aufgeben des Gemischs in die Rohrkammer klein sein,

zum Ansammeln der Abfälle in Wärmekraftwerken und wodurch der Verschleiß der FüHpumpe herabgesetzt