DD153327A5 - Einrichtung zum abscheiden von feststoffen aus fluessigkeiten - Google Patents

Abstract

Das Ziel dieser Erfindung ist eine Einrichtung, mittels derer feste Bestandteile oder granuliertes Material aus einem Fluessigkeitsstrom abgeschieden werden, und zwar in einem hohen Reinheitsgrad und mit einem minimalen Rest an Fluessigkeit. Die Einrichtung ermoeglicht ebenfalls eine grobe Granulation der abgeschiedenen Teilchen oder Granulate. Die Grundstruktur der Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Verschlussrohr, wo die Verschluesse in einer Kammer vereinigt sind, in der sich die kinetische Energie der Fluessigkeit durch die Kollision von zwei Duesen der Verschlussrohre verringert. der weitere Fluessigkeitsfluss, der feste Bestandteile oder Granulate enthaelt, fliesst durch eine Kammer, die an ihrem Boden Ausflussoeffnungen besitzt, in denen sich Defektoren befinden, vorzugsweise im Winkel von 45 Grad. Unter den Ausflussoeffnungen befinden sich Behaelter fuer die Ablagerung des festen Materials, welches, aufgrund dessen, dass es schwerer ist, sich in den unteren Schichten des Fluessigkeitsflusses in dichter Konzentration absetzt, und welches mittels der Defektoren zu den Ablagerungstanks deflektiert wird.

Description

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Berlin, б. 2, 1981 AP В 01 D / 224 222 58 024 25

Einrichtung zinn Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten

Anwendunggebiet der Erfindung

Die Erfindung ist speziell zum Abscheiden von Sand und/oder Kies aus V/asser am Rohrausgang von Baggersaugpunpen gedacht, kann aber auch zum Trennen jedes anderen Feststoff-Flüssigkeit sgemi sehe s eingesetzt werden,

Charakteristik der-bekannten technischen Lösungen

Ss ist bereits bekannt, zur Gewinnung von Sand oder aus sonstigen anderen Gründen Sand und/oder Kies mit Wasser vermischt mittels Baggerpumpen vom Fluß- oder Meeresboden emporzuheben. Die Plapazität dieser Pumpen beläuft sich auf 1000 bis 10 000 nr/h der Mischung mit einer Feststoffkonz.entration im Bereich von 8 bis 20 %, je nach Charakter des Bodens· Solch eine verhältnismäßig niedriggradige l.Iischung besitzt eine große kinetische Energie, da die Bewegungsgeschv/indigkeit durch das Saugrohr zur Vermeidung von Ablagerungen des transportierten IJaterials, zur Vermeidung einer Verstopfung des Rohres zwei oder mehr Ueter pro Sekunde beträgt. In den meisten Fällen setzt sich der Sand oder der Kies in Transportbehältnissen ab, die selbst- oder nichtselbstbetrieben zu dem Abladepunkt transportiert werden. Die Mischung wird dabei in das Innere des Transportbehältnisses gepumpt, in dem sich der Kies als nützliche Ladung absetzt, während das V/asser, das seinen Zweck аіз Transportmedium erfüllt hat, über den Rand oder durch spezielle Abflußöffnungen in den Fluß oder das !,leer zurückfließt.

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Beim Belade- und Entladevorgang, wenn Sand und Kies mittels Rohren befördert werden, treten folgende Probleme auf:

1· Aufgrund der großen kinetischen Energie der Mischung kann nicht in Transportbehältnisse mit geringer Kapazität oder in Standardboote entladen werden, Ss können bei Baggern mit großer Kapazität deshalb nur große, speziell hergestellte Transportbehältnisse zum Einsatz gelangen, was hinsichtlich der ökonomischen Hutzung großer Transporteinrichtungen Schwierigkeiten bereitet.

2. Aufgrund der großen kinetischen Energie wird ein Teil des nützlichen Materials aus der Mischung nicht rechtzeitig abgelagert und kehrt zurück in den Fluß bzw, ins Meer, Die Folge davon ist eine längere Beladungszeit des Transportbehältnisses und damit auch ein höherer Energieverbrauch pro Einheit des nützlichen Materials. Es ist häufig unmöglich, das Transportbehältnis völlig zu beladen, so daß neben den nützlichen Feststoffen auch nutsloses V/asser transportiert wird,

3. Das nützliche, aus der Mischung abgelagerte Material enthält in den meisten Fällen auch Schlamm und andere schädliche Bestandteile. Deshalb ist es häufig erforderlich, es vor seiner Anwendung nochmals zu reinigen, was wiederum einen beträchtlichen Kostenanstieg verursacht.

4. Das Wasser, das den Sand ans Ufer zur Ablagerungsstätte befördert, verbreitet diesen über eine große Fläche, so daß ein beträchtlicher mechanischer Aufwand zur Anhäufung dessen erforderlich ist. Wenn die Mischung konzentriert wäre, bevor sie das Saugrohr verläßt, d. h., wenn das Wasser abgeschieden wäre, würde ein wesentlich

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geringerer mechanischer Aufwand erforderlich sein. Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeiten zu entwickeln, welche den Einsatz billiger, auch verhältnismäßig kleiner Transportbehältnisse ermöglicht, die Belastungszeit der Behältnisse senkt, den unnötigen energiereichen Transport nutzloser Flüssigkeit ausschließt und eine nochmalige Reinigung der gewonnenen Feststoffe unnötig macht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Zur Erfüllung dieser Zielstellung besteht die Aufgabe der Erfindung im schnellen Abbau der vorhandenen großen kinetischen Energie der Feststoff-Flüssigkeitsmischung, Die Einrichtung soll bei nur einmaligen Durchlauf des Gemisches einen hohen Reinheitsgrad der Festmaterialien bei minimalstem Rest an Flüssigkeit sowie eine Vorsortjerung der Festteile nach ihrer Korngröße ermöglichen·

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Einrichtung erreicht, die in Kombination einen Teil für die Reduzierung der kinetischen Energie, einen Teil zum Abscheiden und einen Teil für die Ablagerung besitzt, wobei der Teil zur Reduzierung der kinetischen Energie aus einem Verschlußrohr gebildet wird, das sich in eine Kammer öffnet und die Каішіег wiederum durch eine Ausflußöffnung mit dem Teil zum Abscheiden verbunden ist, der aus einen an die Ausflußöffnung angeschlossenen Kanal mit Deflektor besteht, welche sich vorzugsweise in einem 7/inkel von 45° in eine Öffnung im unteren Teil des Kanals befindet, und die öffnung des Kanals

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in einen oder mehrere den Teil für die Ablagerung bildende Ablagerungsbehälter mündet. Die Ablagerungsbehälter sind an ihren oberen Enden mit Überflußöffnungen versehen, die zum nächsten Ablagerungsbehälter oder nach außen führen, und weisen an ihrem Boden Ventile oder Klappen zum Entleeren der Feststoffe auf. Zur Vermeidung von Ablagerungen sind die Kammer und der Kanal nach unten in Richtung der Ablagerungsbehälter geneigt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung der gesamten Einrichtung;

Fig. 2: den Teil zur Abscheidung des Feststoff-Flüssigkeitsgerais ehe s;

Fig. 3i den Teil zur Reduzierung der kinetischen Energie,

Die Einrichtung setzt sich aus drei Baugruppen zusammen, nämlich aus dem Teil zur Reduktion der kinetischen Energie, dem Teil zum Abscheiden des Granulat-Flüssigkeitsgemisches und dem Teil zur Ablagerung der festen Stoffe,

Der Teil zur Reduzierung der kinetischen Energie umfaßt ein Verschlußrohr 1 und eine Kammer 2 (Fig. 3)· Das Verschlußrohr 1 hat Radion, die sich in Übereinstimmung nit den hydrodynamischen Regeln für die Drehung einer Düse und der Funktion des Rohrdurchmessers D befindet. Die Kammer ist wie ein Kasten gestaltet, dessen Abmessungen von dem Durchmesser D des Zuführungsrohres und der Geschwindigkeit abhängen, mit der die Uischung transportiert wird. Sie hat eine Ausflußöffnung 3.

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Pur die Reduzierung der kinetischen Energie wird das Prinzip der Kollision zwischen zwei Düsen angewendet. Die Kollision der zwei Düsen findet in einem Moment statt, in dem sie das Rohr schon in ausreichenden Maße verlassen haben. Es v/erden so Störungen in der Tätigkeit der Pumpe vermieden, d. h., ihr Effekt wird voll wirksam.

Ein ähnliches Ergebnis, mit etwas geringerer Intensität, kann durch eine vielfache Brechung und eine scharfe Drehung der Düse erreicht werden.

Der Teil zum Abscheiden umfaßt Kanäle 4 der Breite b und Höhe h, die mit der Ausflußöffnung 3 der Kammer 2 und Deflektoren 5 verbunden sind. Auf dem Boden jedes Kanals 4 befindet sich im Bereich des Deflektors 5 eine Ausflußöffnung in einer Entfernung zu den Enden der Kammer 2 von ungefähr 2D. Die Gesamtfläche dieser Ausflußöffnungen beträgt (6 - 7)D^fc· 7 · Die Kanäle 4 und die Ausflußöffnung 3 haben einen rechtwinkligen Querschnitt. Die Länge jedes Kanals 4 ist so beschaffen, daß der Deflektor 5 leicht untergebracht werden kann. Die Entfernung zwischen der AusflußÖffnung 3 und dem Deflektor 5 beträgt vorteilhafterweise 2 bis 2,5·D. Die v/eitere verbleibende Länge des Kanals 4 wird den Ablage rung sbe hai tern 6; 9; 12 angepaßt.

Der Deflektor 5 wird durch eine Peinmetalltrennwand gebildet, welche in einem Winkel von 45° zum Boden des Kanals 4 fest positioniert ist. Er dehnt sich über die ganze Breite des Kanals 4 aus. Seine Höhe ist зо gewählt, daß der obere Rand ungefähr 0,2 bis 0,25 h in den Kanal 4 hineinragt. Er befindet sich genau in der Ausfluß öffnung des Kanals 4.

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In dieser Baugruppe wird das Prinzip der Bewegung in einem subkritisehen Geschwindigkeitsbereich von 0,5 bis 0,9 m/s angewandt, in dem ein horizontaler Fluß aufgrund der schnellen Ablagerung der transportierten Peststoffe sicher verstopfen würde. Um dies zu vermeiden, sind die Kammer 2 sowie der Kanal 4 in einem Winkel geneigt, der experimentell bestimmt wird· Der Fluß in diesem nichtkritischen Geschwindigkeit sbereich ist klar in zwei Phasen geteilt.

Die obere Schicht im Kanal 4 enthält Wasser und die schlammigen Bestandteile des Materials, während sich in der Bodenschicht die nützlichen festen Bestandteile mit etwas geringerer Geschwindigkeit bewegen. Der Deflektor 5 deflektiert den Seil des anlzormaend.en Flusses der Mischung, in dem die festen Bestandteile konzentriert sind, und zwingt diesen, den ersten Ablagerungsbehälter 6 zu füllen.

Die dritte Baugruppe, nämlich der Teil für die Ablagerung, umfaßt mindestens einen Ablagerungsbehälter 6; 9; 12, in der Ausführung gemäß Fig. 1 drei Stück. Jeder dieser Ablagerungsbehälta? 6; 9; 12 besitzt Teile zum Laden, zum Überlaufen und zum Entladen.

Der Ablagerungsbehälter б wird über den Deflektor 5 mit einer konzentrierten Mischung aufgeladen. Während sich die schweren Teile absetzen und durch das Ventil oder die Klappe 8 in da3 Innere eines weiteren Behälters, Transportmittels oder aber über Fördermittel in eine Llaterialspeicherung beispielsweise am Ufer entleert v/erden, gelangt der Rest der Flüssigkeit vermittels der ÜberflußÖffnung 7 in den Ablagerungsbehälter 9·

Der AbIagerungsbchälter 9 wird durch den Kanal 4 beschickt, läuft durch die ÜberflußÖffnung 10 ab und wird durch das Ventil oder die Klappe 11 entladen.

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Der Ablagerungsbehälter 12 schließlich wird durch die Überflußöffnung 10 aufgeladen und fließt durch die Überflußöffnung 13 beispielsweise in den Fluß ab. Durch die Klappe 14 können die Peststoffe abhängig von der Größe der festen Bestandteile entweder in ein Transportelement oder beispielsweise zurück in den Fluß entladen werden.

Mittels der Überflußöffnungen 7; 10; 13 von einem Ablagerung sb ehält er 6; 9; 12 zinn anderen wird auch eine grobe Kalibration des Ilaterials erreicht. Im ersten Ablagerungsbehälter 6 befinden sich die größten Teile, in dem zweiten Ablagerungsbehälter 9 v/erden die kleineren Teile zurückbehalten und im dritten Ablagerungsbehälter 12 die kleinsten.

Die Größe der Ablagerungsbehälter 6; 9; 12 hängt von dem Durchmesser D des Zuführungsrohres ab und ist experimentell für alle V/erte des Saugrohrdurchmessers, die in da? Praxis angewandt werden, zu bestimmen.

Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur auf den oben beschriebenen Gebrauch begrenzt, sondern kann auch - wie bereits erwähnt - in anderen technischen Gebieten angewandt werden.

Claims (3)

б. 2, 1981 AP В 01 D / 224 222 58 024 25 - 8 - Erfindungsanspruch

1. Einrichtung zum Abscheiden von Peststoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere von Sand und/oder Kies aus Wasser, gekennzeichnet dadurch, daß sie in Kombination einen Teil für die Reduzierung der kinetischen Energie, einen Teil zum Abscheiden und einen Teil für die Ablagerung besitzt, wobei der Teil zur Reduzierung der kinetischen Energie aus einem Verschlußrohr (1) gebildet wird, das sich in eine Kammer (2) öffnet; und die Kammer (2) wiederum durch eine Ausflußöffnung (3) mit dem Teil zum Abscheiden verbunden ist, der aus einem an die Ausflußöffnung (3) angeschlossenen Kanal (4) mit Deflektor (5) besteht, v/elcher sich vorzugsweise in einem V/inkel von 45° in einer Öffnung im unteren Teil des Kanals (4) befindet und die Öffnung des Kanals (4) in einen oder mehrere, den Teil für die Ablagerung bildende Ablagerungsbehälter (6; 9; 12) mündet.

2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ablagerungsbehälter (6; 9; 12) mit Überflußöffnungen (7; 10; 13) an ihren oberen Enden versehen sind, die zu dem nächsten Ablagerungsbehälter (9; 12) oder nach außen führen und an ihrem Boden Ventile oder Klappen (8; 11; 14) zum Entleeren aufweisen.

3. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (2) und der Kanal (4) nach unten in die Richtung der Ablagerungsbehälter (6; 9; 12) geneigt sind.

Hierzu 3. Seiten Zeichnungen