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Dokumentenidentifikation DE10054024B4 13.10.2005
Titel Vorrichtung zur Behandlung von körnigem Material, insbesondere Sand
Anmelder Bräumer, Michael, Dipl.-Ing., 25557 Bendorf, DE
Erfinder Bräumer, Michael, Dipl.-Ing., 25557 Bendorf, DE
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 24105 Kiel
DE-Anmeldedatum 01.11.2000
DE-Aktenzeichen 10054024
Offenlegungstag 08.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse B03B 5/30
IPC-Nebenklasse B03B 5/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von körnigem Material, insbesondere Sand, mit einem Behälter, der einen Überlauf, einen Sinkgutauslaß und eine Frischwasserzuführung besitzt, wobei im oder am Behälter zumindest ein Schwingungserzeuger angeordnet ist, mittels dessen die im Behälter befindliche Wassersäule in Schwingung versetzbar ist.

Die in der Natur vorkommenden Sande sind in vielen Fällen mit Leichtstoffen wie Holz, Wurzeln, Torf, Kohle, Kreide, Muschelschalen etc. verunreinigt. Um den Sand von diesen Verunreinigungen zu befreien, ist es beispielsweise aus der DE 42 24 948 A1 bekannt, ihn in einem sogenannten Schwertrübesortierer zu behandeln. Der Schwertrübesortierer umfasst einen mit Wasser gefüllten Behälter, dem der Sand zugeführt wird, so dass in dem Behälter eine Schwertrübe gebildet ist. Dem Behälter wird anschließen über Düsen kontinuierlich Frischwasser zugeführt, wodurch sich in der im Behälter befindlichen Wassersäule eine Wirbelschicht einstellt. Die leichten Verunreinigungen steigen auf und werden über einen Überlauf am oberen Ende des Behälters zusammen mit dem Überlaufwasser ausgeschwemmt. Um auch größere Anteile an Verunreinigungen zur Oberfläche transportieren und ausschwemmen zu können, ist gemäß der DE 42 24 948 A1 vorgesehen, die im Behälter befindliche Wassersäule in Schwingung zu versetzen. Zu diesem Zweck sind am Behälter Vibratoren vorgesehen, über die die Wassersäule in gleichmäßige Bewegung gebracht werden kann. Es hat sich gezeigt, dass durch die Einbringung von Schwingungen zwar die Abtrennung der Verunreinigungen positiv beeinflusst wird, jedoch ist weiterhin die Zuführung einer relativ großen Frischwassermenge notwendig, um die Verunreinigungen zuverlässig auszutragen. Das Verfahren ist deshalb kostenintensiv und somit unwirtschaftlich.

Gleichartige Probleme treten auf, wenn aus einem Sand ein vorbestimmter Feinkornanteil entzogen oder der Sand nach Korngrößen klassifiziert werden soll, was erfindungsgemäß ausdrücklich mit umfasst ist.

Aus der DE 351 73 09 A1 und der DE 302 39 31 A1 sind Vorrichtungen zur Behandlung von körnigem Material bekannt, die einen Behälter mit einer Fluidisierungseinrichtung aufweisen, wobei der Behälter in Dreh- und/oder Vertikalschwingungen versetzt wird.

In der DE 322 28 62 C2 wird ein Rinnenwäscher offenbart, der mit einem auf einen elastischen Wandabschnitt einwirkenden Schwingungserzeuger versehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von körnigem Material, insbesondere Sand, zu schaffen, der bei verringertem Frischwasserbedarf zu einer hohen Trenngenauigkeit führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, dass durch die gleichzeitige Einbringung unterschiedlicher Schwingungen in die Wassersäule sich eine verbesserte Beweglichkeit der abzuscheidenden Verunreinigungen oder Teilchen auch bei höheren Schwertrübekonzentrationen über 1,4 kg/dm3 Trübegewicht einstellt, wodurch die Trenngenauigkeit wesentlich erhöht ist, da die Teilchen einen stärkeren Auftrieb erfahren. Dies führt dazu, dass die zuzuführende Frischwassermenge, mit der die Teilchen über den Überlauf ausgeschwemmt werden sollen, entsprechend verringert werden.

Es hat sich gezeigt, dass die Trenngenauigkeit zwischen dem Basismaterial, d. h. dem Sand, und den Verunreinigungen je nach Art des Basismaterials und der Verunreinigungen sich durch Wahl eines geeigneten Schwingungsmusters, d. h. einer Überlagerung vorbestimmter, unterschiedlich gerichteter Schwingungen, verbessern lässt. Die für die jeweiligen zu behandelnden Materialien bestmöglichen Schwingungsmuster lassen sich experimentell ermitteln und werden dann vorzugsweise in einer Steuereinheit abgespeichert, aus der sie von einem Bediener in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Material abgerufen werden können. Wenn der Bediener beispielsweise feststellt, dass er relativ feinkörnigen Sand mit Verunreinigungen in Form von größeren Holzstückchen behandeln soll, stellt er an der Steuereinheit das entsprechende Schwingungsmuster ein, wodurch die Schwingungserreger in vorbestimmter Weise angesteuert werden, so dass sie unterschiedliche Einzelschwingungen erzeugen, die in Überlagerung eine für das zu behandelnde Material vorteilhafte Gesamtschwingung ergeben.

Es wird also vorgeschlagen, das untere Behälterteil in seiner Gesamtheit durch einen flexiblen Schlauch auszubilden.

Der Schlauch kann einen kreisförmigen, ovalen oder polygonförmigen Querschnitt aufweisen und ist vorzugsweise in zumindest eine Ebene gekrümmt. Durch die Krümmung des elastischen Schlauches entstehen unterschiedliche Vektorenwinkel innerhalb des sich im Schlauch bildenden Materialstroms bereits dann, wenn der Schlauch nur durch einen Schwingungserreger in lineare Schwingungen versetzt wird. Auf diese Weise ist der vorrichtungstechnische Aufwand gering gehalten und allein durch die Formgebung des Schlauches lassen sich unterschiedlich gerichtete Schwingungen mittels nur eines einzigen Schwingungserregers erzielen. Alternativ können jedoch auch mehrere Schwingungserreger vorgesehen sein, die am oberen Behälterteil und/oder am unteren Behälterteil angreifen können.

Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Schwingungserreger auf, wobei in einer Speichereinheit der Steuervorrichtung verschiedene Schwingungsmuster gespeichert sind, die in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Material abrufbar sind, um in oben dargestellter Weise eine optimale, überlagerte Gesamtschwingung der Wassersäule zu erreichen.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des unteren Behälterteils, d. h. des Schlauches, von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende hin in Stufen oder kontinuierlich abnimmt, wodurch Materialbewegungen ermöglicht werden, die die Abscheidung und Sortierung unterstützen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigt die einzige Figur die Vorrichtung 10, die ein oberes Behälterteil 11 besitzt, an dessen oberen Ende ein in genannter Weise aufgebauter Überlauf 13 mit anschließendem Überlaufbehälter 12 und Abführleitung 14 angeordnet ist. Im bodennahen Wandbereich des Behälters 11 ist auch hier ein Zulauf 17 für Frischwasser vorgesehen. Der Behälter 11 ist an seinem Boden über eine nicht weiter dargestellte Anschlußvorrichtunq 18 mit einem sich nach unten erstreckenden, flexiblen Schlauch 16 verbunden, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus seiner am oberen Ende im wesentlichen vertikalen Ausrichtung in eine am unteren Ende im wesentlichen horizontale Ausrichtung gekrümmt verläuft und einen sich zum unteren Ende hin verjüngenden Querschnitt besitzt. Der Schlauch 16 ist an seinem unteren Ende über eine weitere Anschlußvorrichtung 19 mit einem Rohr 20 verbunden, an dem ein Austragventil 22 für Sinkgut ausgebildet ist. Darüber hinaus kann an dem Rohr 20 über einen weiteren Zulauf 21 ebenfalls Frischwasser und an einem weiteren Anschluß 23 Druckluft zugeführt werden.

Der Schlauch 16 besteht aus einem flexiblen Material, beispielsweise Gummi, und kann mittels eines Schwingungserzeugers E4 in eine im wesentlichen quer zu seiner Längserstreckung gerichtete Schwingung versetzt werden.

Der zu behandelnde Sand wird von oben in das obere Behälterteil 11 eingegeben, wobei auch hier ein Versatz zur vertikalen Mittelachse des Behälters 11 zu der dem Überlauf 13 abgewandten Seite vorgesehen ist (Pfeil B), und gelangt in den einen Sortierraum bildenden elastischen Schlauch 16, der durch den Schwingungserreger E4, der eine lineare Schwingung erzeugt, in Schwingung versetzt wird. Aufgrund der Krümmung des Schlauches 16 erfahren die Teilchen der so gebildeten Schwertrübe unregelmäßige Bewegungsrichtungsänderungen, wodurch eine verbesserte Beweglichkeit der Teilchen auch bei höheren Schwertrübekonzentrationen über 1,9 kg/dm3 Trübegewicht erreicht wird. Gleichzeitig wird im Gegenstrom Wasser über die Zuläufe 17 und/oder 21 und gegebenenfalls auch Luft über den Anschluß 23 zugeführt, so daß die abzutrennenden Leichtgutteilchen nach oben zum Überlauf 13 gespült werden, wobei die Schwingungen im Schlauch 16 die Abwärtsbewegungen der schwereren Teilchen unterstützen, die an dem Ventil 22 abgeführt werden.

Zusätzlich kann auch das obere Behälterteil 11 in genannter Weise mittels verschiedener Schwingungserzeuger in unterschiedlich gerichtete Schwingungen versetzt werden.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Behandlung von körnigem Material, insbesondere Sand mit einem Behälter (11; 16), der einen Überlauf (13), einen Sinkgutauslass (22) und eine Frischwasserzuführung (17, 21) besitzt, wobei im oder am Behälter (11, 16) zumindest ein Schwingungserzeuger (E4) angeordnet ist, mittels dessen die im Behälter befindliche Wassersäule in Schwingung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein oberes Behälterteil (11) und ein unteres Behälterteil (16) umfasst, das von einem flexiblen Schlauch gebildet ist, an den der zumindest eine Schwingungserzeuger (E4) angreift.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwingungserzeuger vorgesehen sind, mittels derer unterschiedlich gerichtete Schwingungen erzeugbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung des wenigstens einen Schwingungserzeugers (E4), wobei in einer Speichereinheit der Steuervorrichtung verschiedene Schwingungsmuster gespeichert sind, die in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Material abrufbar sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Behälterteil (16) in zumindest einer Ebene gekrümmt verläuft.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des unteren Behälterteils (16) zu seinem unteren Ende hin abnimmt.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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