Verfahren und Vorrichtung zum Scheiden körnigen Gutes in einer aufsteigenden Flüssigkeitsströmung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit zumindest zwei in nacheinander wirkenden Trenn stufen durchgeführten Trennvorgängen und auf eine Vorrichtung zum Scheiden körnigen Gutes in zwei oder mehr Endfraktionen in einer aufsteigenden Flüssigkeitsströmung mit Hilfe der Schwerkraft.
Es ist bekannt, körniges Rohgut in einem vertikal aufsteigenden Flüssigkeitsstrom in mittlerer Höhe einzubringen und das mit der Flüssigkeit aufsteigende Feingut oben und das abgesunkene Grobgut unten abzuziehen (Vertikalschlämmung).
Um mit einem solchen Trennvorgang ausreichende Trennschärfen zu erzielen, benötigt man bei der Tren nung von Sand 5 bis 7 m-, Gesamtwasser pro Tonne Rohgut. Jede weitere Steigerung der Konzentration im Schlammgefäss mindert :die Trennschärfe, da sich die absinkenden Kornbestandteile dann entgegen dem aufsteigenden Flüssigkeitsstrom nicht mehr nach unten durchkämpfen können.
In der Praxis besteht seit langem ein Bedürfnis nach einem Trennverfahren für körnige Güter, bei dem eine hohe Trennschärfe erreichbar, in möglichst weiten Grenzen von der Kontinuität der Rohgut zufuhr unabhängig bei hoher Konzentration der Fest stoffe eine sichere Durchführbarkeit der Trennvor gänge gewährleistet und ;der Bedarf an Strömungs mittel dementsprechend niedrig ist.
Das vorgeschlagene Verfahren erfüllt diese For derungen, indem in einer aufsteigenden Strömung erfindungsgemäss in aufeinanderfolgenden, mindestens annähernd laminaren Strömungscharakter aufweisen den Strömungsabschnitten ein und derselben Strö mung absinkende Kornfraktionen aufgefangen wer den, ferner eine in zumindest einem dieser Strömungs abschnitte abgesunkene Kornfraktion unter dem Ein fluss der Schwerkraft einem Nebenweg zugeführt und von diesem an einer in Strömungsrichtung vorher gehenden Stelle in mindestens einen Teil der Strö mung verteilt wird,
sowie das von der Strömung mit geführte Korngut in einer Endstufe als eine Endfrak- tion und :die abgesunkene Kornfraktion einer anderen Endstufe als eine weitere der wenigstens zwei End- fraktionen entnommen wird.
Eine Rückführung von Fraktionen, die nicht als Endfraktionen brauchbar oder erwünscht sind, kann je nach den Anforderungen an die Trennschärfe und mit Rücksicht auf die Kornverteilung :des Rohgutes entweder in die der abgebenden Trennstufe unmittel bar vorhergehende oder auch in eine vor der letzteren liegende Trennstufe erfolgen.
Eine besonders bequeme Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfah rens ergibt sich, wenn eine aufsteigende Strömung zumindest einmal abgelenkt, aus dem an die Ablenk- stelle in Strömungsrichtung unmittelbar anschliessen den Strömungsabschnitt eine Kornfraktion zum<B>Ab-</B> sinken gebracht und in einer der AblenksteIle vor hergehenden Trennstufe in den Trennvorgang rück geführt wird.
Die Überführung von Kornfraktionen kann in Nebenkanälen erfolgen, die, von der abge benden Trennstufe ausgehend, einer oder mehreren, im Sinne der Strömung vorhergehenden Trennstufen parallelgeschaltet sind und wieder in den Strömungs kanal einmünden.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens vorge sehene, erfindungsgemässe Vorrichtung enthält wenig stens einen aufsteigenden, einen Einlauf zur Einfüh- rung von Rohgut aufweisenden, an einem Ende mit einem Zulauf für Zusatzflüssigkeit und einen Aus lauf für eine abgesunkene Endfraktion, an seinem anderen Ende mit einem Überlauf für eine mitgeführte Endfraktion versehenen Strömungskanal mit Auffang flächen für abgesunkene Fraktionen und zeichnet sich dadurch aus,
dass dieser Strömungskanal in wenigstens zwei zur Wirkung als klassierende Trennstufen aus gebildete Abschnitte unterteilt und zur Überführung der abgesunkenen Fraktion mindestens einer solchen Trennstufe an eine tiefer liegende Stelle des Strö mungskanals ein Nebenweg zu diesem Strömungs kanal vorgesehen ist.
Eine spezielle Ausführungsform der Vorrichtung kann wenigstens einen Strömungs kanal besitzen, der oberhalb und unterhalb des Ein laufs wenigstens je :eine Trennstufe aufweist, und kann ferner mindestens einen in Nähe der Übergangsstelle zweier Trennstufen abgezweigten Nebenkanal enthal ten, der zu derjenigen dieser beiden Trennstufen, die in Strömungsrichtung vorangeht, parallel geschaltet ist und näher dem Zulauf wieder in den Strömungs kanal einmündet.
Der Zweck, dem die Anordnung dienen soll, be stimmt die Kornscheide der Vorrichtung, dement sprechend die Korngrössen der absinkenden Korn fraktionen und in Verbindung mit der Mengenleistung den Bedarf an Flüssigkeit. Die zu transportierenden abgesetzten Fraktionen bedingen die Querschnitte der Nebenkanäle; die Korngrösse und -gestalt des abge setzten Gutes, sowohl deren erforderlichen Neigungs winkel gegenüber der Horizontalen als auch den der Absetzflächen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand bei spielsweiser Ausführungsformen und der Zeichnung eingehender erläutert, in welcher Fig. 1 im Schnitt und schematisiert eine erfindungsgemässe Schlämm- vorrichtung mit sechs Trennstufen und Fig.2 das zugehörige Schaltschema zeigt. In den Fig. 3 und 4 ist eine drehsymmetrische Ausführung einer Schlämm- vorrichtung samt :dem zugehörigen Schaltschema dar gestellt.
Von den weiteren Figuren zeigt Fig. 5 sche matisiert und im Schnitt eine zweistufige Ausfüh rungsform einer Schlämmvorrichtung, Fig.6 das zugehörige Schaltschema, Fig.7 schematisiert eine andere Ausführungsform einer Schlämmvorrichtung, Fig. 8 das zugehörige Schaltschema und Fig. 9 bzw. Fig.10 das Schaltschema einer anderen Vorrich tung bzw. deren schematische Wiedergabe.
In Fig. 1 ist eine sechsstufige, zur Scheidung kör nigen Gutes (R) in zwei Endfraktionen F1 bzw. F2 eingerichtete Schlämmeinrichtung dargestellt, die mit einem ungeteilten Flüssigkeitsstrom arbeitet. Zwei mit entsprechenden Abrundungen zickzackförmig ge bogene Wände 1 und 2 grenzen in Verbindung mit zwei Seitenwänden 3 einen aufsteigenden Strömungs kanal von rechteckigem Querschnitt ab, der sechs Abschnitte<I>A, B, C, D, E, F</I> aufweist, die als Trenn stufen wirksam werden.
Innerhalb dieses Kanals sind bei dieser Vorrichtung Trennwände 4 angeordnet, wodurch in Nähe der Übergangsstelle je zweier Ab schnitte, z. B. E, F; D, E, je ein über eine gewisse Länge zier Abschnitte E<I>bzw. D</I> verlaufender, einer seits von einer der Trennwände, anderseits von den Wänden 3 und 1 bzw. 2 begrenzter Nebenkanal ab gezweigt ist. Diese Nebenkanäle sind von aussen je durch eine Öffnung 5 zugänglich, die mit einem Deckel 6, welcher z. B. mit Hilfe eines nicht gezeigten Bügels gegen eine Dichtungszwischenlage angepresst wird, dicht verschlossen ist.
An der Wand 1 mündet nahe der Übergangsstelle der Abschnitte<I>C, D</I> ein sich gegen den Strömungskanal erweiternder Einlauf 9 in diesen ein, in welchem an der Mündung ein Lochblech 10 angebracht ist, das diese bis auf einen schmalen Schlitz an der unteren Kante bedeckt. Der unterste Abschnitt A weist an seinem Ende einen Auslauf 11 auf, der sich gegen einen mit einem Flansch 13 versehenen Rohransatz 12 verjüngt, an dessen Öffnung mit Hilfe eines Gegenflansches 14 eine auswechselbare Auslaufdüse 15 angesetzt ist. Es ist vorteilhaft, eine Düse aus verschleissfestem Ma terial, z. B. Gummi oder Kunststoff, zu verwenden.
Das Ende des Abschnittes A trägt ferner einen Zulauf für eine Zusatzflüssigkeit in Gestalt eines auf die Wand 2 aufgesetzten, dachförmigen Ansatzes 16 mit einem Zulaufrohr 17. Vor der Einmündung des Zu laufrohres 17 liegt ein halbzylindrisch gestaltetes Lochblech 18; zwei weitere Locheinsätze 19 bzw. 20 befinden sich im wesentlichen in der Ebene der Wand 2 vor der Öffnung, welche den Dachansatz 16 mit dem Strömungskanal verbindet.
Am oberen Ende des letzten Abschnittes, F, des Strömungskanals ist ein Krümmer 21 angeschlossen, an dem ein sich trichterförmig verjüngender Auslauf 22 mit einem Rohransatz 23 mit Flansch 24 für eine überlaufende Endfraktion sitzt. An der höchsten Stelle des Strömungskanals ist ein mit einem Absperr organ 26 verschliessbares Entlüftungsrohr 25 vorge sehen.
Das zu dem Dachansatz 16 führende Zulauf rohr 17 ist mit seinem trichterförmig erweiterten oberen Ende 27 an den Unterteil einer Dosierein- richtung angeschlossen, die aus einem Gefäss 28 mit Deckel 29 besteht, in welches ein mit einem eingeschalteten Absperrorgan 31 versehenes Zufüh rungsrohr 30 einmündet und von dem eine Abfluss- leitung 32 ausgeht. Zwischen dem trichterförmig er weiterten Ende 27 des Rohres 17 und dem Unterteil des Gefässes 28 ist eine auswechselbare, vorzugs weise aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen be stehende Düse 38 angeordnet.
Von dem Einlauf 9 führt eine Rohrleitung 33 zu einem mit einem Ablaufrohr 36 versehenen Einlauf gerät 34 mit eingebauter Düse 35 für die Rohsuspen sion. In vielen Fällen kann die Anordnung eines solchen Gefässes mit Ablaufrohr unterbleiben. Ist jedoch, wie bei der dargestellten Vorrichtung, ein der artiges Gefäss vorgesehen, so muss sowohl dieses als auch die Dosiereinrichtung oberhalb des höchsten Punktes des Strömungskanals vorzugsweise am glei chen (nicht dargestellten) Gestell befestigt sein, das denselben trägt. Dies ist in Fig. 1 durch die beiden Stützen 37 angedeutet.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrich tung ist die folgende: Von der in das Einlaufgefäss 34 zufliessenden Roh suspension tritt ein durch den Querschnitt der Düse 35 bemessener Anteil durch die Rohrleitung 33 in den Einlauf 9 ein und gelangt von dort in den Strömungs kanal, in welchem, durch entsprechende, mit Hilfe der Düse 38 festgelegte Zufuhr von Zusatzflüssigkeit, eine aufsteigende, praktisch laminaren Strömungs- charakter aufweisende Flüssigkeitsströmung eingestellt ist.
Die in den Einlauf 9 eintretende Rohsuspension erfährt durch die Lochplatte 10 eine Auflockerung etwa zusammengeballter Festbestandteile, vor allem aber eine Vergleichmässigung der zugeführten Menge des Festgutes über den gesamten Mündungsquer schnitt und gelangt mit geringer Eigengeschwindigkeit in den Strömungskanal, in welchem sie sich dem auf steigenden Flüssigkeitsstrom zumischt. Die laminaren Strömungsverhältnisse bleiben dabei im wesentlichen unbeeinträchtigt. Einzelne Körner, die zu gross sind, um die Löcher des geneigten Bleches 10 zu passie ren, gleiten an diesem entlang und fallen durch den erwähnten Schlitz ebenfalls in den Strömungskanal.
Die einzelnen Stromabschnitte<I>D, E, F,</I> in welchen die Strömung wenigstens artgenähert laminar verläuft, wirken als Klassier- oder Scheideströme und realisie ren gesonderte, zu einer Trennstufenkette zusammen geschlossene Trennstufen, in denen eine Scheidung des zugeführten Festgutes in Fraktionen erfolgt, indem Körner, deren Fallgeschwindigkeit die lotrechte Kom ponente der Strömungsgeschwindigkeit dem Betrage nach übertrifft, absinken und als absinkende Fraktionen auf die geneigten Teile der Wände gelangen und dort nach unten gleiten.
Es versteht sich, dass die Nei gung dieser Wandabschnitte gegen die Horizontale gross genug bemessen sein muss, um ein solches Ab gleiten, gegebenenfalls unter dem Einfluss einer den Wänden aufgeprägten, das Gleiten fördernden Schwingbewegung zu gestatten. Jene Körner, deren Fallgeschwindigkeit zu klein ist, werden von dem Flüssigkeitsstrom als aufsteigende Fraktionen mit geführt, von denen die letzte, F1, aus dem Endaus- lauf 22 als eine Endfraktion austritt. Die in den Abschnitt F abgesunkene und an der Wand 2 abge glittene Einzelfraktion gelangt auf die Trennwand 4 des vorangehenden Abschnittes E.
Dem Einlaufe dieser Trennstufe wird nun die von der Trennwand abgleitende, abgesunkene Einzelfraktion zu- und damit in den Scheideprozess rückgeführt. Ganz ähn lich verläuft die Führung der Fraktionen in den übrigen als Trennstufen wirkenden Abschnitten des Strömungskanals. Durch eine geeignete Ausgestaltung bzw.
Anordnung der die abgesunkenen Fraktionen transportierenden Nebenkanäle und deren Ausmün- dungen in die betreffenden Abschnitte des Strom kanals - der Mündungsrand der Trennwand 4 kann sägezahnförmig oder diese in Nähe der Ausmün- dungsstelle siebartig durchbrochen sein - lässt sich an den Stellen der Ausmündung eine annähernd gleichmässige Verteilung dieser Fraktionen über die Breite des Querschnitts der betreffenden Scheide ströme herbeiführen,
so dass das eingetragene Korngut erneut wirksam ausgewaschen wird. Die im unter sten Abschnitt A absinkende Fraktion wird als zweite Endfraktion F2 durch die Auslaufdüse 15 von passend bemessenem Querschnitt abgezogen.
Zur besseren Erläuterung ist in Fig. 2 das Schalt schema angegeben, nach welchem die besprochene Vorrichtung arbeitet. In diesem sind die Trennstufen durch Dreiecke symbolisiert, deren Flächen zum Teil geschwärzt sind, um die Trennung in zwei Fraktionen anzudeuten. Die obere Ecke des Dreieckes versinn bildlicht den Einlauf, jede der beiden anderen Ecken den Auslauf der zugehörigen Fraktion.
Jede Trenn- stufe liefert eine aufsteigende und eine absinkende Fraktion, von denen die abgesunkene der Stufe A und die überlaufende der Stufe F als Endfraktionen F2 bzw. F1 entnommen, die anderen jedoch wieder in den Scheideprozess eingetragen werden.
Die Vorrichtungen können auch mit einem Strö mungskanal ausgestattet sein, der ringförmigen Quer schnitt aufweist und dementsprechend von einem äusseren und einem inneren Mantel begrenzt ist, von denen wenigstens einer eine als Auffangfläche für eine abgesunkene Fraktion eingerichtete Partie be sitzt. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 3 darge stellt. Sie arbeitet mit einem Strömungskanal ring förmigen Querschnittes, der von einem äusseren Man tel 41 und einem Innenmantel 42 begrenzt ist.
Beide Mäntel sind als Drehflächen mit wellenförmig ver laufendem Meridian ausgebildet, der abschnittsweise gerade Linien als Teilstücke enthält. Dieser Strö mungskanal weist vier Abschnitte<I>A, B, C, D</I> auf, die sich im wesentlichen zwischen Ebenen, welche senk recht zur Drehachse durch die Bäuche bzw. Täler der Meridiane verlaufen, erstrecken.
Innerhalb der Abschnitte<I>A, B,</I> C sind als Kegelflächen ausgebil dete Trennwände 43 vorgesehen, die von Stegen 44 gehalten sind und im Verein mit dem ihnen zunächst liegenden Teil des Innen- bzw. Aussenmantels einen von dem Strömungskanal gesonderten Nebenkanal von diesem gegenüber erheblich geringerem Quer schnitt begrenzen. In Nähe der Stelle, an welcher der Abschnitt B in den Abschnitt C übergeht, befindet sich ein Rohguteinlauf, der aus einem sich kegel förmig nach unten erweiternden Mantel 46 besteht, an den oben ein zentral angeordnetes Rohr 47 ange setzt ist, das zu einem Einlauftrichter 45 führt.
In dem von dem Kegelmantel 46 begrenzten Hohlraum ist ein Verteilungskörper 48 untergebracht. Kegel mantel 46 und Verteilungskörper sitzen auf dem Innenmantel auf und stehen mit dem Strömungskanal über einen Ringschlitz in Verbindung, der in vorteil hafter Weise mit einem Siebblech 49 wenigstens teil weise abgedeckt ist. Am Ende des untersten Ab schnittes A ist ein Auslauf 50 mit Rohransatz 51 und Flansch 52 vorgesehen, an den mit Hilfe eines Gegen flansches 53 eine auswechselbare Auslaufdüse 54 angesetzt ist.
Am gleichen Ende des Abschnittes A liegt ferner die Einmündung eines Zulaufes für Zu satzflüssigkeit. Dieser weist eine, am Ende eines durch den Innenmantel 42 dicht hindurchgeführten Rohres 55 innerhalb des Strömungskanals angeord nete Umlenkfläche 56 auf, die mit dem Rohrende durch einen kegelförmigen Siebmantel 57 verbunden ist. An seinem anderen Ende ist das Rohr 55 z. B. an ein nicht dargestelltes überlaufgefäss angeschlossen.
Am oberen Ende des letzten Abschnittes D befindet sich ein Überlauf für eine aufgestiegene Endfraktion, die über ein Wehr 58 in einen Ringkanal 59 mit schrägem Boden überfliesst. An der tiefsten Stelle des Ringkanals 59 befindet sich ein Auslaufrohr 60.
Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist die folgende: Durch den Ringraum zwischen den beiden Roh ren 47, 55, gelangt Rohgut in den vom Mantel 46 umschlossenen Raum und aus diesem, mit Hilfe des Siebbleches 49 gleichmässig verteilt, in den Strömungs kanal, in dem eine durch Wahl der zugeführten Menge von Zusatzflüssigkeit (Z) passend eingestellte, aufsteigende Flüssigkeitsströmung herrscht. Diesem Flüssigkeitsstrom mischt sich das zugeführte Rohgut mit kleiner Eigengeschwindigkeit zu.
Die in den ein zelnen Abschnitten<I>A, B, C, D</I> des Schlämm gefässes absinkenden Fraktionen gelangen auf die gegen die Horizontale geneigten Teile des Aussen- bzw. Innenmantels, gleiten an diesen entlang und über deren Ränder ab, werden unterhalb der Ränder jedoch durch die Trennwände 43 abgefangen, in die von diesen und dem Innen- bzw. Aussenmantel ab gegrenzten Nebenkanäle geleitet und treten, durch Löcher in Nähe der Ausmündungen verteilt, in die als Einlauf wirksamen Zonen jeweils vorhergehender Trennstufenabschnitte und damit wieder in die auf steigende Strömung ein.
Die Führung der Einzel fraktionen zeigt das in Fig.4 dargestellte Schalt schema.
Wenn auch die soeben besprochene Vorrichtung mit als Drehflächen ausgebildeten Mänteln, ausge stattet ist, so kann es sich doch empfehlen, aus Grün den der einfacheren Herstellung, insbesondere bei grösseren Vorrichtungen, Aussen- und Innenmäntel mit polygonalem, z. B. achteckigem, Querschnitt zu wählen, weil die Mäntel dann aus zurechtgeschnit tenen ebenen Blechstücken aufgebaut werden können.
Solche Ausführungen von mehrstufigen Schlämm- vorrichtungen können raumsparend und in man chen Fällen selbsttragend ausgebildet werden.
Eine andere Ausführungsform einer erfindungs gemässen Vorrichtung in Gestalt einer zweistufigen Schlämmeinrichtung ist in Fig.5 schematisch im Schnitt dargestellt. Zwei schräg liegende Wände 61 bzw. 62 bilden gemeinsam mit zwei Seitenwänden 63 einen aufsteigenden Strömungskanal, der von einem (nicht gezeichneten) Gestell in seiner Arbeitslage er halten wird.
Am oberen Ende des Strömungskanals ist ein Auslauf für eine überlaufende Endfraktion und am unteren Ende ein Auslauf für eine absinkende Endfraktion angesetzt. In Nähe des letzteren ist auf die Wand 62 eine dachförmige Kammer 65 aufgesetzt, in welche eine Zuführungsleitung für Zusatzflüssig- keit Z einmündet, die durch eine mit einem Sieb 66 oder dergleichen abgedeckte öffnung in gleichmässiger Strömung in den Strömungskanal eintreten kann. Die Wand 62 trägt auch einen Einlauf für das zu trennende Rohgut.
Der Strömungskanal zerfällt wir kungsmässig in zwei Abschnitte<I>A</I> und<I>B.</I> Im Ab schnitt B ist ein Nebenkanal in Form eines Rohres 67 angeordnet, das auf der Kanalwand 61 im Abschnitt A eine fächerförmige Einmündung 68 zum Auffangen der absinkenden Fraktion aufweist, und dessen Aus mündung 69 in die Nähe der Eintrittsöffnung für die Zusatzflüssigkeit verlegt ist, um die abgesunkene Fraktion verteilt wieder in die Schlämmströmung am Einlauf der Stufe B einzutragen. An der höchsten Stelle des Strömungskanals sitzt ein verschliessbares Entlüftungsrohr 64.
In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, der Wand, auf welche eine Einzelfraktion niedersinkt und/oder der Wand eines Nebenweges, in dem eine solche Fraktion transportiert wird, eine das Abgleiten fördernde Schwingbewegung aufzuprägen. Solche Schwingungen lassen sich beispielsweise mit Hilfe eines kleinen Elektromotors 70 erzeugen, der auf die Wand 61 aufgesetzt sein kann und auf dessen Achse zwei Scheiben 71 exzentrisch sitzen.
Eine einfache Abwandlung einer solchen Vor richtung weist einen Strömungskanal von dreieckigem Querschnitt auf, dessen eine Ecke nach unten gekehrt ist. Der Nebenkanal kann dann in einfachster Weise durch Einschieben einer schmalen Zwischenwand gewonnen werden, die in der unteren Trennstufe A einen engen Kanal von dreieckigem Querschnitt ab grenzt.
Das Schaltschema dieser Vorrichtung ist in Fig. 6 gezeigt. Durch :den Einlauf eintretendes körniges Gut (R) wird während des Transportes über den Ab schnitt A in eine absinkende und eine aufsteigende Fraktion geschieden. Die letztere wird als eine End- fraktion (F1) abgezogen, wogegen die erstere an der Wand 61 abgleitet, in das Rohr 67 gesammelt und durch dieses dem Einlauf der Stufe B zugeführt wird.
Die in dieser Trennstufe absinkende Fraktion gelangt auf die Wand 61 bzw. auf die Wand des Rohres 67, gleitet dort ab und verlässt durch den unteren Auslauf als zweite Endfraktion (F2) die Vor richtung. Vorrichtungen nach Fig. 5 können bequem zu komplizierteren Trenneinrichtungen zusammenge baut werden.
In Fig. 7 ist schematisch eine weitere beispiels weise Ausführung einer erfindungsgemässen Trenn vorrichtung gezeigt. Der aufsteigende Strömungskanal dieser Vorrichtung setzt sich aus Rohrabschnitten 81 zusammen, die in Arbeitslage lotrechte, gegen einander versetzte Achsen aufweisen, die mittels Krümmern 82 miteinander verbunden sind und als sechs als Vertikalschlämmer ausgebildete Trennstufen <I>A, B, C, D, E, F</I> wirksam werden. Am oberen Ende des letzten, die Stufe F bildenden Rohrabschnittes ist ein Überlauf 83 mit Auslaufrohr 84 für eine über laufende Endfraktion F1 vorgesehen.
Am unteren Ende des ersten, die Stufe A bildenden Rohrab schnittes befindet sich ein Auslauf 85 für eine ab gesunkene Endfraktion F#, und die Einmündung einer Zuführungsleitung 86 für Zusatzflüssigkeit Z. Die unteren Enden .der Rohrabschnitte der Stufen B bis F tragen trichterförmige Ansätze 87, an die Neben kanäle bildende Rohre 88 angesetzt sind, welche zu wenigstens einer Trennstufe parallel geschaltet sind und in einen tiefer liegenden Rohrabschnitt, vorzugs weise in den zwei aufeinanderfolgende Rohrabschnitte miteinander verbindenden Krümmer des Strömungs kanals wieder einmünden.
Der von der letzten Trenn stufe F ausgehende Nebenkanal ist zu den vorher gehenden Trennstufen E und D und der von der Trennstufe E ausgehende Nebenkanal zur Stufe D parallelgeschaltet. Diese beiden Nebenkanäle sind zusammengeschlossen und münden in den Einlauf der Stufe D ein. Die Einmündungen der Neben kanäle sind in vorteilhafter Weise mit Lochblechen, Sieben oder dergleichen abgedeckt.
Der Rohguteinlauf 89 ist an den Krümmer angesetzt, der die Rohrab schnitte der Trennstufen C und D miteinander ver bindet, und mit dem dort einmündenden Neben kanal zusammengeschlossen.
Das Schaltschema dieser Vorrichtung ist in Fig. 8 wiedergegeben. Jeder der sechs Rohrabschnitte wirkt als Vertikalschlämmer und liefert eine absinkende und eine mitgeführte Kornfraktion. Aus der wieder holten Ablenkung des aufsteigenden Flüssigkeits stromes entspringt die Möglichkeit, die abgesunkenen Kornfraktionen der Trennstufen<I>B, C, D,</I> E und F in den Scheidestrom tiefer liegender Trennstufen zu überführen. Die Lochbleche sorgen für eine gleich mässige Zufuhr bzw.
Wiedereinführung des Korngutes und dessen Verteilung über die Scheidestromquer- schnitte. Die abgesunkene Fraktion der Trennstufe A und die überlaufende Fraktion der Trennstufe F werden als Endfraktionen F2 bzw. F1 abgeführt.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens können bei erfindungsgemässen Vorrichtungen die einzelnen Trennstufen, in welche der Scheide prozess aufgegliedert ist, auch nach anderen Schalt schemata, z. B. zu einer einfachen Trennstufenkette, zusammengeschaltet sein.
Wenn grosse Mengengleistungen gefordert wer den, kann es von Vorteil sein, die Leistungsfähigkeit der beschriebenen Vorrichtungen nicht ausschliess lich durch eine Vergrösserung räumlicher Abmessun gen zu steigern, da es schwierig ist, Flüssigkeitsströ men grossen Querschnittes, insbesondere wenn sie umgelenkt werden sollen, .mit Sicherheit durchgehend einen gewünschten Strömungsverlauf aufzuzwingen. In solchen Fällen empfiehlt es sich, zwei oder meh rere Vorrichtungen parallel zu schalten und zu be treiben, wobei in vorteilhafter Weise die einzelnen Strömungskanäle wenigstens zum Teil gemeinsame Begrenzungswände aufweisen können.
Bei Vorrichtungen, welche mehrere Abschnitte aufweisen, deren Achsen miteinander einen Winkel bilden, brauchen diese keineswegs in einer Ebene angeordnet zu sein. Es ist viehnehr durchaus möglich, einen aufsteigenden Strömungskanal auch aus linear. verlaufenden Abschnitten aufzubauen, deren-Achsen z. B. Sekanten einer Schraubenlinie sind.
Auch brau chen weder die Längen sämtlicher Abschnitte, noch die Neigung dieser Abschnitte gegenüber einer Hori zontalebene miteinander übereinzustimmen. Parallel geschaltete Strömungskanäle können analog zu einem mehrgängigen Gewinde angeordnet und an einem gemeinsamen Gestell befestigt :sein.
Um an Anlagekosten zu sparen, kann das be schriebene Verfahren abgewandelt werden, indem die Strömung, in welche das zu scheidende Gut beispiels weise als Rohsuspension eingetragen wird, in mehrere parallel wirkende, gleiche Teilströme aufgeteilt wird, von denen jeder mindestens zwei als Trennstufen wirksame Strömungsabschnitte aufweist, und indem aus wenigstens einer Trennstufe jedes Teilstroms mindestens eine absinkende Fraktion in eine der ent sprechenden Trennstufe eines anderen Teilstroms vor hergehende Trennstufe überführt wird.
Die in jedem Teilstrom aufsteigende Fraktion verbleibt innerhalb desselben bis zum oberen Auslauf. Eine zur Durch führung eines solchen Trennverfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem Gefäss, dessen Hohl raum mittels schräg verlaufender Führungs- bzw.
Absetzflächen in nebeneinander verlaufende und gegeneinander wenigstens teilweise abgegrenzte Strö- mungskanäle unterteilt ist, wobei in jeder dieser Füh- rungs- bzw.
Absetzflächen in bestimmten Abständen Durchtrittsöffnungen zur Aufteilung der Strömungs kanäle in Trennstufen angeordnet sind, so dass in den verschiedenen Kanälen je eine Trenustufenkette gebildet ist, wobei die Durchtrittsöffnungen zum Aus tragen einer abgesunkenen Fraktion aus je einer Trennstufe vorgesehen sind. Diese Fraktion gelangt dann, wie weiter unten beschrieben, in eine Trenn- stufe eines anderen Kanals. Dieses Gefäss ist mit den nötigen Einläufen bzw.
Ausläufen für die End- fraktionen in jeder dieser Trennstufenketten versehen.
Im folgenden ist eine solche Verfahrensvariante anhand der Fig. 9 näher erläutert, die sich auf den Fall von drei Gruppen I, 1I, III von je vier Schlämm stufen A1, Bi, <B>Cl,</B> Dl <B>bzw. A2,</B> B2, C2, D2 <B>bzw. A3,</B> B3, <I>C3,</I> D3 bezieht.
Man entnimmt dem Schalt schema, dass die abgesunkene Einzelfraktion jeder Trennstufe mit Ausnahme der letzten in jene Trenn stufe einer anderen Gruppe überführt wird, welche der der abgebenden Stufe (innerhalb ihrer Gruppe) vorangehenden Trennstufe entspricht. Wenn z.
B. die abgebende Stufe Dl ist, wird die Einzelfraktion in die Stufe C2 überführt. Die aufsteigenden Einzelfraktionen verbleiben je innerhalb der Gruppe, deren die einzelne Stufe zugehört. Die Ausläufe für die Endfraktionen F1 und F2, die Einläufe für das Rohgut R und die Frischwasserzufuhren Z sind zusammengeschaltet.
Eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Trennvorganges besteht z. B. aus einem zylindrischen Gefäss, das von einem Innen- und einem Aussenmantel begrenzt ist und bei dem der ringförmige Hohlraum zwischen den beiden Mänteln mit Hilfe von vorzugs weise untereinander gleich gestalteten und in äqui- distanten Winkelabständen angeordneten Führungs- bzw.
Absetzflächen in Strömungskanäle unterteilt ist. Der ringförmige Querschnitt eines solchen Gefässes kann beispielsweise von zwei konzentrischen Kreisen oder von Polygonen begrenzt sein. Die Führungs- bzw. Absetzflächen können als Schraubenflächen aus gebildet werden, ohne dass die genaue Einhaltung einer geometrischen Form Bedingung wäre.
Es ist beispielsweise durchaus möglich, jede dieser Absetz- flächen aus einer Anzahl ebener Blechstücke aufzu bauen, die in etwas verwundener Gestalt aneinander- gefügt und von den Mänteln gehalten werden. Die einzelnen in den ringförmigen Hohlraum eingebauten Flächen liegen dann wie die Gänge eines mehrgän gigen Gewindes neben- bzw. übereinander, so dass auf diese Weise eine sehr raumsparende Unterbringung mehrerer Strömungskanäle innerhalb einer einzigen Vorrichtung möglich und eine grosse Gesamtabsetz- fläche gewonnen wird.
Die wesentlichen Merkmale einer solchen Vorrich tung lassen sich am einfachsten in einer schematischen Abwicklung darstellen, wie dies in Fig. 10 geschehen ist. Der Einfachheit halber ist angenommen, dass der Ringraum des Gefässes mittels dreier schraubenförmi ger Führungs- bzw.
Absetzflächen <B>131,</B> 132, 133 in drei Strömungskanäle 1, 1I, 111 geteilt ist. Um hervor zuheben, dass sämtliche auf den Umfang des Gefässes verteilten Kanäle in Wirkverbindung stehen, ist die Wand 131 anschliessend an die Wand 133 nochmals dargestellt.
Jede dieser drei Führungswände ist in äquidistanten Abständen durch Siebzonen 134 unter brochen, welche die Strömungskanäle in als Trenn stufen wirksame Abschnitte Al, Bl, C1, Dl; A2 bis D2 und A3 bis D;3 teilen. An Stelle dieser Siebzonen kön nen auch schlitzförmig über die Breite der Flächen erstreckte Öffnungen vorhanden sein.
Eine solche Unterteilung der Absetzflächen stört .die Funktion der einzelnen Abschnitte der Strömungskanäle nicht, sie bleiben nach wie vor als Trennstufen wirksam, wenn auch die räumliche Abgrenzung der einzelnen Kanäle dann keine vollständige sondern eine teilweise ist. Unterhalb der Siebzonen sind Leitbleche 135 ange ordnet, mit deren Hilfe abschnittsweise schmale Nebenkanäle von den Strömungskanälen 1, Il und III abgegrenzt sind.
Manchmal, insbesondere wenn das zu trennende Rohgut reich an Kornbestandteilen ist, deren Grösse in der Nähe der Kornscheide liegt, bei der getrennt werden soll, kann die Mengenleistung gesteigert wer den, wenn der spezifische Schlämmfluss (Liter pro Sekunde pro Quadratdezimeter), das ist jene Menge der Korngut enthaltenden Flüssigkeit, die pro Zeit einheit über eins Flächeneinheit (dm2) der Horizontal projektion der wirksamen Absetzfläche strömt, nicht innerhalb des gesamten räumlichen Verlaufes des Trennvorganges konstant gehalten, sondern wenig stens abschnittweise, z.
B. von Trennstufe zu Trenn stufe in Richtung des Flüssigkeitsstromes zunehmend bemessen wird. Wohl beeinträchtigt ein solches Vor gehen die Trennschärfe, doch ist die Einbusse in vielen Fällen ohne Bedeutung. Anderseits kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, die Trenn schärfe zu forcieren und zu diesem Zweck den spezi fischen Schlämmfluss in Strömungsrichtung wenigstens abschnittweise abnehmend zu bemessen.
Vorrichtungen, welche die Durchführung eines Trennvorganges unter diesen Bedingungen gestatten, weisen eine wenigstens abschnittweise Änderung der Horizontalprojektion von Absetzflächen auf, die von Scheideströmen überstrichen werden.
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens ergibt sich aus dem folgenden Beispiel, das die Trennung eines Rohsandes mit einer Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 betrifft. Die Vorrichtung war 2,5 m hoch, der Quer schnitt des Strömungskanals betrug 5 dm=. In den Einlauf wurde pro Stunde ein Gemisch aus 4 t Roh sand + 3 m3 Wasser aufgegeben und durch den Zu lauf pro Stunde 7 m3 Wasser zugeführt.
Die über laufende Endfraktion F1 bestand aus 1,1 t/h Fein sand + 7 m3/h Wasser, die abgesunkene Endfraktion F., aus 2,9 t/h Grobsand ; 3 m3/h Wasser. Die Korn verteilung (Siebanalyse) des Rohsandes und der bei den Endfraktionen ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle.
EMI0006.0064
Korngrösse <SEP> Rohsand <SEP> Grobsand <SEP> Feinsand
<tb> 1 <SEP> mm <SEP> 31% <SEP> 43% <SEP> 0,6-1 <SEP> mm <SEP> <B><I>15110</I></B> <SEP> 21% <SEP> 0,4-0,6 <SEP> mm <SEP> 110/0 <SEP> <B><I>15110</I></B> <SEP> 0,25-0,4 <SEP> mm <SEP> <B>100/0</B> <SEP> 141/o <SEP> 0,41/0
<tb> 0,15-0,25 <SEP> mm <SEP> <B>911/0 <SEP> 60/9 <SEP> 16,6,1/9</B>
<tb> 0,1-0,15 <SEP> mm <SEP> 6% <SEP> 1% <SEP> <B>190/0</B>
<tb> 0,06-0,1 <SEP> mm <SEP> <B>70/,</B> <SEP> Spuren <SEP> 25%
<tb> 0,04-0,06 <SEP> mm <SEP> 4 <SEP> 0/0 <SEP> <SEP> 15%
<tb> < <SEP> 0,04 <SEP> mm <SEP> <B>7%</B> <SEP> <SEP> 24% Von dem aufgegebenen Rohsand wurden 72 0/0 als Grobsand,
28 % als Feinsand ausgebracht. Die Kornscheide der Vorrichtung lag nahe an 0,2 min.
Aus diesem Beispiel geht deutlich hervor, dass mit einem auf weniger als die Hälfte verminderten Bedarf an Gesamtwasser (2 bis 3 m'3 pro Stunde und Tonne Rohgut) eine wesentlich bessere Trennschärfe erreicht worden ist als bei üblichen Vertikalschlämmern.