DE2219072A1

DE2219072A1 - Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches aus feinzerteilten Materialien

Info

Publication number: DE2219072A1
Application number: DE19722219072
Authority: DE
Inventors: Fred Chesterfield Derbyshire Jordison (Großbritannien)
Original assignee: Birtley Engineering Ltd., Chesterfield, Derbyshire (Großbritannien)
Priority date: 1971-04-20
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1972-11-02
Also published as: CA946332A; US3844414A; AU4132372A; GB1391256A; AU460357B2

Description

BIRTLEY ENGINEERING LIMITED,- Barker" Lane, Chesterfield,

Derbyshire/Großbritannien

Unser Zeichen: B

Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches aus feinzerteilten Materialien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen oder Klassifizieren von Gemischen aus feinzerteilten Materialien und insbesondere auf eine Vorrichtung, in der eine Luftströmung durGh ein Gemisch von Materialien verwendet wird, um das weniger dichte Material vom dichteren Material abzutrennen.

Bei verschiedenen bekannten Vorrichtungen wird ein Luftstrom, der durch ein Gemisch von zwei feinzerteilten Materialien von unterschiedlicher Dichte hindurchgeht, Verwendet, um das weniger dichte Material vom dichteren Material abzutrennen. Beispielsweise wird bei einer bekannten Vorrichtung Luft senkrecht nach oben durch einen durchlässigen, geneigten Rost hindurchgeleitet, auf den das Materialgemisch aufgebracht ist. Der Rost wird, während die Luft hindurchströmt, gerüttelt, d. h. etwa in senkrechter Richtung in Schwingung versetzt. Das leichtere Material wird durch die Luftströmung ausgeschwemmt und steigt zur Oberfläche des auf dem Rost liegenden Materials an und strömt dann getragen vom Luftstrom auf dem geneigten Rost nach unten zu dessen Boden hin und wird dort' abgelassen. Das schwere, nicht fluidisierte Material wird von dem geneigten

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Rost nach oben gerüttelt und wird an der Oberseite abgegeben. Es wii*d auf diese Weise eine Gegenströmung des Materials erhalten, wobei das leichtere Material am Rost nach unten strömt und das schwerere Material am Rost nach oben fließt.

Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zur Trennung eines" Gemisches von feinzerteiltem Material mit unterschiedlichen Dichten Einrichtungen auf, die bewirken, daß sich das Gemisch aus feinzerteiltem Material in einer kreisförmigen Bahn bewegt, und ferner Einrichtungen, die einen Luftstrom erzeugen, der im wesentlichen radial durch die kreisförmige Bahn nach innen strömt.

Die Luftströmung durch das Gemisch aus feinzerteilten Materialien ist vorzugsweise eine pulsierende Luftströmung. Die pulsierende Luftströmung kann durch ein Pulsator-Luftgebläse erzeugt werden oder kann von einer Druckluftquelle mit konstantem Druck abgeleitet werden und zwar unter Verwendung eines mechanischen Unterbrechers in der Luftzuführungsleibung.

Das Gemisch aus feinzerteilten Materialien wird vorzugsweise gezwungen, auf der Innenseite einer luftdurchlässigen Oberfläche von kreisförmigem Querschnitt umzulaufen, beispielsweise in einer zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Oberfläche, wobei die radial nach innen strömende Luft durch diese luftdurchlässige Oberfläche hindurchgeht. Wenn diese Oberfläche eine kegelstumpfförmige Form hat, kann sie in axialer Richtung in Schwingung versetzt werden, um die Trennung der Materialien zu unterstützen.

Das Gemisch aus feinzerteilten Materialien kann dazu gebracht werden, um die im allgemeinen zylindrische oder kegelstumpfförmige Oberfläche herum zu strömen und zwar dadurch, daß diese Oberfläche in Drehung versetzt wird. Alternativ kann das Gemisch in ein Trägermedium eingegeben werden, welches rund um

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eine stationäre Oberfläche in der Form eines Zyklons herum strömt.

Bevorzugt wird eine kegelstumpfförmige luftdurchlässige Oberfläche verwendet, um eine Gegenströmung von leichteren und. schwereren Fraktionen des Gemisches zu erhalten. Wenn das Gemisch auf die Innenseite der kegelstumpfförmigen Oberfläche aufgegeben wird, wird es gezwungen, in einer kreisförmigen Bahn sich zu bewegen und zwar durch die Drehung dieser Oberfläche. Der radial nach innen strömende Luftstrom durch diese Oberfläche und durch das Gemisch von Materialien hindurch ist derart, daß eine Schichtenbildung des gemisches erzielt wird, wobei das leichtere Material radial innerhalb des schwereren Materials 'angeordnet wird. Das leichtere Material wandert längs der Neigung der kegelstumpfförmigen Oberfläche nach unten, während das schwerere Material, welches nicht durch den radial nach innen strömenden Luftstrom fluidisiert wird, längs der Neigung nach oben wandert und zwar unter der Einwirkung der Schwerkraft, die auf das Material einwirkt, wobei dies vorzugsweise durch axiale Schwingungen der Oberfläche unterstützt wird. Die. kegelstumpfförmige Oberfläche wird vorzugsweise derart.angeordnet, daß deren Achse senkrecht verläuft, wobei der größere Durchmesser oben liegt und wobei der kleinere Durchmesser durch eine Basis abgeschlossen ist. Das leichtere Material strömt längs der Neigung der Oberfläche zur Basis nach unten und kann durch Ausstoßen durch öffnungen im unteren Abschnitt der Oberfläche abgegeben werden oder durch eine Absaugvorrichtung, die an der Basis oder in der Nähe der Basis angeordnet ist. Das schwerere Material kann über den oberen Rand der kegelstumpfförmigen Oberfläche hinweg in eine Kammer oder in eine Abgaberutsche abgegeben werden. Obwohl es leicht ist, die Gegenströmung des Materials mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche zu erhalten, die gedreht,jedoch axial nicht in Schwingung versetzt wird, ist deren Kapazität

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und Wirkungsgrad geringer, als in dem Fall, in dem diese Oberfläche in senkrechter Richtung in Schwingungen versetzt wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung muß nicht im wesentlichen eine Gegenstromtrennung der schwereren und leichteren Mate- ■ rialien bewirken und beispielsweise kann eine sich drehende zylindrische oder kegelstumpfförmige, luftdurchlässige Oberfläche verwendet werden, wobei das Materialgemisch an einem Ende ausgegeben wird und während seiner Strömung durch die· radial nach innen strömende Luft in Schichten unterteilt wird. Die Schicht aus leichterem Material kann von der Schicht, aus schwerem Material abgetrennt werden, wobei das leichtere Material radial innerhalb des schwereren Materials angeordnet ist und wobei die Trennung am Abgabeende der Oberfläche erfolgt und zwar durch einen Trennring oder durch ein Abfschälmesser.

Die luftdurchlässigenOberflachen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können aus einer Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten keilförmigen Drähten hergestellt werden, in der Weise, wie es bei der Herstellung von Körben für Kohlenentwässerungszentrifugen der Fall ist. Ein Beispiel eines derartigen Zentrifugenkorbes wird in der britischen Patentschrift 1 041 304 beschrieben. Alternativ kann die Oberfläche aus expandiertem Metall hergestellt sein, aus Blechmetall mit eingestanzten öffnungen, aus porösem Keramikmaterial, aus porösem Material oder aus irgendeinem Material, welches eine ausreichende Festigkeit und Porosität aufweist.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

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Pig. 2 eine senkrechte.Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ,

Fig. 3 eine senkrechte Schnittansicht eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels,

Pig. H eine Teilschnittansicht einer Vorrichtung, die eine abgeänderte Ausführungsform des dritten Ausführungsbeispiels darstellt, wobei eine andere Luftzuführung vorgesehen ist,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Antriebes für eine der Vorrichtungen der Fig. 1 bis 5*

Fig. 7 eine Vertikalschnittansicht einer fünften Ausführungsform,

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Luftpulsators für eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 9 eine Schnittansicht durch eine andere Ausführungsform eines Luftpulsators

und
Fig.10 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie B-B der Fig. 9.

Es sei zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein kegelstumpfförmiger, luftdurchlässiger Korb 1 verwendet. Wie vorher ausgeführt, kann der Korb aus keilförmigen Drähten bestehen, aus expandiertem Metall, aus Metallblech mit gestanzten öffnungen, aus

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porösem keramischen Material, aus porösem Metall oder irgendeinem Material mit ausreichender Festigkeit und Porosität. Der Korb 1 wird durch eine Antriebseinheit 2 angetrieben, die dem Korb eine Drehbewegung erteilt und die den Korb in senkrechter Richtung in Schwingung versetzt. Der Antrieb 2 kann irgendein üblicher Antrieb sein, wie er zum Antrieb von sogenannten Vibrationszentrifugen verwendet wird. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Antriebes ist in Fig. 6 dargestellt und wird noch beschrieben.

Die Antriebseinheit 2 ist teilweise innerhalb eines stationären zylindrischen Gehäuses 3 eingeschlossen. Dieses Gehäuse 3 v/eist einen sich vom Gehäuse nach außen erstreckenden Ring ^! auf."Eine im wesentlichen zylindrische Wandung 5 erstreckt sich" vom äußeren Rand des Ringes ^Jl aus nach oben und bildet eine zylinderförmige Kammer 6, die den Korb 1 umgibt. Ein elastischer Dichtungsstreifen 8 ist an einem Flansch 9 befestigt, der an der Oberseite der Wandung 5 ausgebildet ist und umgibt den Korb 1 an der Oberseite des Korbes. Eine elastische Dichtung 10 ist am Ring 11 am Boden des Korbes 1 befestigt, und wird in Umfangsabdichtungskontakt mit dem Gehäuse 3 durch einen gewellten Bauteil 63 gehalten. Druckluft wird der Kammer 6 durch die Leitung 7 zugeführt und diese Druckluft wird durch die Dichtungsstreifen 8 und 10 daran gehindert, die Kammer an anderen Stellen zu verlassen als durch die poröse Wandung des Korbes 1. Die strichpunktierten Pfeile zeigen die Luftströmung an.

Ein Fülltrichter 12 ist oberhalb des Korbes 1 angebracht und weist eine ringförmige Zufuhrrutsche 13 auf, durch die das Gemisch von feinzerteilten Materialien im Ausgabebehälter in das Innere des Korbes 1 gelangt. Eine Abzugsleitung 15, die über eine Leitung l6 mit einer nicht dargestellten Saugkammer und einer Materialsammelstelle verbunden ist, ist vorgesehen,

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um das Material zu entfernen, welches auf der Basis I¹* des Korbes 1 liegt. Ein Ablenk- oder Prallblech 17 ist innerhalb des Kanales 15 angeordnet und schließt den oberen Abschnitt des Antriebs 2 ein. Durch dieses Prallblech wird am unteren Ende des Kanals 15 ein ringförmiger Einlaß 18 ausgebildet. Eine äußere zylindrische Wandung 19 schließt die Vorrichtung ein und durch diese wird eine weitere ringförmige Kammer 20 gebildet, welche die Kammer 6 umgibt. Diese ringförmige Kammer hat einen Auslaß 21. Ein Deckel 22 ist an der Wandung 19 befestigt und schließt den oberen Teil der Vorrichtung ab. .

Das.erste Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet in folgender Weise. Das Gemisch aus mehr und weniger dichten feinzerteilten Materialien wird vom Behälter 12 durch die ringförmige Rutsche 13 in das Innere des Korbes 1 mit eingestellter Strömungsrate zugeführt. Die auf das Gemisch der feinzerteilten Teilchen einwirkende Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Korbes 1 erzeugt wird, bewirkt, daß das Gemisch eine im wesentlichen ringförmige Schicht auf der inneren Seite der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Korbes bildet.

Druckluft wird über die Leitung 7 der Kammer 6 zugeführt und strömt durch die poröse kegelstumpfförmige Oberfläche des Korbes 1 hindurch und strömt deshalb radial nach innen durch die sich drehende, im allgemeinen ringförmige Materialschicht, •innerhalb des Korbes. Vorzugsweise wird eine pulsierende Luftströmung, verwendet, die entweder durch ein pulsierendes Luftgebläse erzeugt werden kann oder durch die Verwendung einer Preßluftquelle mit konstantem Druck, wobei ein mechanischer Unterbrecher in der Leitung 7 vorgesehen ist.

Die radial nach innen strömende Preßluft, die durch das Material innerhalb des Korbes hindurchströmt, erzeugt eine Schichtenbildung des Materials, wobei die Schicht aus leichterem Material radial innerhalb der Schicht aus schwererem Material angeordnet wird. Das leichtere Material wird durch die

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Luftströmung fluidisiert oder aufgeschwemmt und wandert zur Basis 14 des Korbes 1 hin nach unten und kann von dort aus durch den ringförmigen Auslaß 18 im Kanal 15 austreten. In Fig. 1 zeigen die gestrichelten Pfeile die Strömung des leichteren Materials.

Das schwerere Material wird jedoch nicht durch die radial nach innen strömende Luft fluidisiert oder aufgeschwemmt und bleibt im wesentlichen in Kontakt mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Korbes 1 und wandert über diese Oberfläche nach oben, wobei diese Bewegung durch die Rüttelbewegung unterstützt wird, die durch eine axiale Schwingung des Korbes erzeugt wird. Wenn der obere Rand des Korbes 1 erreicht wird, v/erden die schwereren Materialien über den Ring 23* der am Rand in der Kammer 20 befestigt ist, abgegeben und das Material wird aus dem Auslaß 21 entnommen. In Fig. 1 zeigen die ausgezogenen Pfeile die Strömung des schwereren Materials an.

Mit dieser Vorrichtung werden schwerere und leichtere Fraktionen eines Materialgemisches voneinander getrennt, es sei bemerkt, daß die Betriebsbedingungen der Vorrichtung, d. h. die. Drehzahl des Korbes, die Amplitude und die Frequenz der axialen Schwingung des Korbes und insbesondere die Strömungsrate der radialen Luftströmung, durch das Gemisch gemäß den spezifischen Eigenschaften und der Natur der Materialkomponenten des Gemisches ausgewählt werden, um die gewünschte Schichtenbildung des Gemisches und dadurch die Trennung der.Komponenten zu erzielen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt und hier wird ein kegeistumpfförmiger luftdurchlässiger Korb 23 verwendet, der von einem Antrieb 2¹I gedreht wird und axial in eine Schwingungsbewegung versetzt wird, wie es bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Eine kegelstumpfförmige Wand 25 ist am Korb 23 durch nach außen sich erstrecken-

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de, im axialen Abstand voneinander angeordnete Ringe 26 und 27 befestigt. Der Ring 26 bildet den Ring am Rand des Korbes 23. Es wird somit eine Kammer 28 ausgebildet, die den Korb 23 ringförmig umgibt.

Druckluft wird von einer zentralen Zufuhrstelle 29 der Kammer 28 zugeführt und zwar über einen zentralen sich drehenden Verteiler 30, der radial sich erstreckende Leitungen 31 aufweist, welche in die Kammer 28 eintreten. Die Kammer 29 kann einen mechanischen Unterbrecher 82 aufweisen, der dafür sorgt, daß die Luftströmung durch die Kammer 29 hindurch eine pulsierende Strömung ist. Der Unterbrecher 82 ist im Detail in -den Fig. 9 und 10 dargestellt und wird später beschrieben.

Es sei bemerkt, daß im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel die Kammer, die den Korb umgibt und die Lufteinleitung in die Kammer 3ich mit dem Korb dreht, wobei bemerkt sei, daß die Dichtungsstreifen 8 und 10 des ersten Ausführungsbeispiels nicht erforderlich sind.

Eine zylindrische Wandung 32 umgibt den Korb und bildet eine ringförmige Kammer 33> welche den Auslaß für die leichteren Materialien bildet. Eine weitere zylindrische Wandung 3¹· bildet ein äußeres Gehäuse der Vorrichtung und begrenzt eine ringför-' mige Kammer 36, die als Auslaß für das schwerere Material dient,

Während des Betriebes der Vorrichtung wird das Materialgemisch in den Korb 23 durch eine Zufuhrleitung 37 eingegeben. Der Korb wird gedreht und axial in Schwingung versetzt und zwar durch den Antrieb 24. Druckluft und zwar vorzugsweise pulsierende Druckluft wird der Kammer 28 durch den Verteiler zugeführt und geht durch den porösen, kegeistumpfförmigen Korb 23 hindurch. Diese zweite Ausführungsform arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform, wobei das leichtere Material nach unten geführt wird,

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wie es durch die gestrichelt gezeichneten Pfeile angedeutet ist und wobei das schwerere Material sich nach oben bewegt, wie es durch die ausgezogenen Pfeile veranschaulicht ist. Wie ■im Fall der ersten Ausführungsform der Erfindung wird das schwerere Material über den oberen Rand des Korbes hinweg abgegeben und zwar über den Trennring 26 hinweg in eine ringförmige Kammer, d.h. in die Kammer 36 un aus dieser Kammer wird dieses ■ iaterial über den Auslaß 38 abgegeben. Das leichtere Material wird jedoch, wenn es die Basis 39 des Korbes erreicht, nicht durch eine Saugeinrichtung abgezogen, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, sondern wird durch die Zentrifugalkraft durch Öffnungen 40 im untersten Abschnitt der kegelst umpfförmigen Wandung des Korbes in die Kammer 33 hinein abgeschleudert. Wenn dieses leichtere Material einen Anteil an sehr feinen' Teilchen aufweist, die aus diesem leichteren Material abgetrennt werden sollen, so kann dies dadurch erreicht werden, daß die Kammer 33 mit einer Luftabzugsleitung 41 ausgerüstet wird, um diese sehr feinen Teilchen abzuführen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, und es handelt sich hierbei um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Wie im Fall des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles wird ein luftdurchlässiger kegelstumpfförmiger Korb 42 verwendet. Die luftdurchlässige Oberfläche des Korbes 42 wird durch in Längsrichtung und in ümfangsrichtung sich erstreckende Versteifungsrippen 45 und 46 unterstützt. Eine kegelst ump fförmige Wand 43 ist im radialen Abstand vom Korb angeordnet und bildet eine Ringkammer 44, die den Korb umgibt, wobei diese Kammer 44 über axiale Leitungen 47 und radiale Kanäle 48 mit einem umgekehrt kegelstumpfförmigem Gehäuse 49 verbunden ist, die den oberen Abschnitt des Antriebes 50 umgibt. Eine Druckluftspeiseleitung 51 * in der ein Luftpulsator 52 angeordnet ist, der im einzelnen in Fig. 8 gezeigt ist, tritt in das Gehäuse 49 ein und eine gasdichte Dichtung 53 ist zwischen dem stationären Rohr 51 und dem Gehäuse 49 angeordnet, welches

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sich mit dem Korb 42 dreht. Pulsierende Druckluft wird durch das Rohr 51 zugeführt und strömt durch das Gehäuse 49, die radialen Kanäle 48 und die axialen Leitungen 47 hindurch in" das Innere der Kammer 44, aus der diese Druckluft radial nach innen durch die permeable Wandung des Korbes 42 hindurch strömt.

Der Antrieb 50 erteilt dem Korb 42 sowohl eine Drehbewegung als auch eine axiale Schwingung. Die Drehbewegung wird durch den Motor 53 erteilt, der beispielsweise ein Hydraulikmotor ist, der das große Riemenrad 54 des Antriebes über einen Treibriemen 55 antreibt. Die axiale Schwingung wird vom Motor

56 abgeleitet, der mit dem Antrieb über einen Antriebsriemen

57 und eine Welle 58 verbunden ist. Die Riemenscheibe 54 ist mit dem Korb über elastische Glieder 83 verbunden, die es erlauben, daß der Korb relativ zur Riemenscheibe axiale Schwingungsbewegungen durchführt. Ein Antrieb, der bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, ist im einzelnen in Fig. 6 gezeigt.

Eine Ringkammer 59 umgibt den sich drehenden Korb 42 und diese Ringkammer wird durch zylindrische Wandungen 60 und 6l gebildet. Diese Kammer 59 ist mit einer Auslaßleitung 62 ausgerüstet.Die Wandung 6l ist die äußere Wandung der Vorrichtung und diese Vorrichtung wird durch einen Deckel 84 abgeschlossen, der einen Trichter 64 trägt, durch den das Gemisch der feinzerteilten Materialien dem Inneren des Korbes 42 zugeführt wird. Ablenkbleche 65 und 66 sind am Rohr 51 und am ■Gehäuse 49 montiert und diese Bleche leiten das Materialgemisch, das durch den Trichter 60 eintritt, auf die kegelstumpfförmige Wandung des Korbes 42.

Diese dritte Ausfuhrungsform arbeitet in ähnlicher Weise wie die zweite Ausführungsform der Erfindung und der Strom des leichteren Materials ist durch gestrichelte Pfeile dargestellt

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und der Strom des schweren Materials ist durch ausgezogene Pfeile veranschaulicht. Das schwere Material wandert längs der Wandung des Korbes nach oben und wird über den oberen Rand und über den Ring 67 in die Kammer 59 abgegeben und wird aus der Kammer durch die Auslaßleitung 62 abgegeben. Das leichtere Material wandert nach unten und wird durch die radial nach innen strömende Luft fluidisiert und wenn dieses Material den untersten Teil des Korbes 42 erreicht, wird dieses Material durch öffnungen an der Basis der kegelstumpfförmigen Wandung des Korbes in eine unten offene Kammer 69 abgegeben, die durch eine kegelstumpfförmige Wandung 70 gebildet wird. Eine Staubabzugsleitung 6l steht mit dieser Kammer 69 in Verbindung.

Diese dritte Ausführungsform kann dadurch abgeändert werden, daß intermittierend betätigte Ventile in der axialen Leitung 47 vorgesehen sind. Diese Ventile, können Drehschieber sein oder können mittels Nocken oder Solenoiden betätigt werden. Diese Ventile machen die Luftströmung durch die Leitung '17 zu einer pulsierenden Strömung, und es ist deshalb nicht mehr erforderlich, einen Luftpulsator 52 in der Leitung 51 vorzusehen.

Bei dem abgeänderten Luftzufuhrsystem, welches in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine stationäre ringförmige Luftzufuhrkammer 87 unterhalb der sich drehenden Kammer 44 vorgesehen. Eine Anzahl von Leitungen 68, von denen lediglich eine dargestellt ist, ist gleitbar in die Kammer 87 eingeführt und jede Leitung wird nach oben durch eine Feder 85 gedruckt, die auf einen Flansch 86 einwirkt. Eine Dichtung 121 ist vorgesehen und sorgt für eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Flansch 86 und der Basis· 122 der Kammer 44. Die Basis 122 weist eine Anzahl von öffnungen 123, die derart angeordnet sind, daß sie sich in eine fluchtende Lage mit den Rohren 68 hinein und aus dieser fluchtenden Lage heraus bewegen können, wenn sich der Korb

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dreht und der ständige Luftzustrom, der der Kammer 87 durch die Leitung 124 zugeführt wird, strömt in intermittierender Weise in die Kammer 44, so daß die Luftströmung, die radial nach innen durch den Korb 42 hindurchströmt, eine pulsierende Strömung ist.

Bezüglich der im Vorstehenden beschriebenen ersten drei Ausführungsbeispiele der Erfindung wurde dargelegt, daß.diese Ausführungsbeispiele so arbeiten, daß ein Gegenstrom von schwereren und leichteren Fraktionen des feinzerteilten Materials erzeugt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Betriebsbedingungen abzuändern, d. h. die Drehzahl des Korb'es, die Amplitude und Frequenz der axialen Schwingung und die Strömungsrate der radial nach innen strömenden Luft so abzuändern, daß beide Fraktionen in der gleichen Richtung strömen. Beispielsweise ist in Fig. 5 das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei das in Fig. 4 dargestellte Luftzufuhrsystem so abgeändert ist, daß es in dieser abgeänderten Weise arbeitet, wobei der Korb 42 derart angeordnet ist,daß dessen Achse horizontal ist. Das feinzerteilte Material wird dem Inneren des Korbes 42 zugeführt und bewegt sich nach außen, d. h. zu dem Ende des Korbes mit größerem Durchmesser hin und zwar längs der Wandung und dabei wird es durch den radial nach innen gerichteten Luftstrom in Schichten aufgeteilt. Die gestrichelten Pfeile zeigen die Strömung des leichteren Materials und die ausgezogenen Pfeile zeigen die Strömung des schwereren Materials. Ein zylindrisches Messer 88 ist am Ende mit größerem Durchmesser des Korbes 82 angeordnet und trennt die Schicht mit schwererem Material von der Schicht mit leichterem Material derart, daß das leichtere Material über eine ringförmige Führung 89 und einen Auslaß 90 abgezogen wird und daß das schwerere Material über den Ring 67 hinweggeht und zur Ringkammer 91 gelangt, aus der es durch den Auslaß entnommen wird.

Fig. 6 zeigt einen Antrieb, der bei den im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann. Das Hauptgehäuse 93 weist eine zentrale Bohrung 9¹I auf,

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in der eine hin und her bewegliche Verbindungsstange 95 angeordnet ist. Die Verbindungsstange 95 ist an einem exzentrischen Lager 96 der Welle 58 mittels Lagern 97 gelagert. Die Welle 58 ist drehbar im Gehäuse 93 mittels Lagern 98 gelagert. Ein Rotor 99 ist drehbar am Gehäuse 93 mittels Lagern 100 und 101 gelagert und an diesem Rotor ist eine Riemenscheibe 5^ befestigt, die durch einen Antriebsriemen 55 angetrieben wird. Die Basis 102 des Korbes ist an einem Kopf 103 befestigt, der drehbar am Verbindungsstabkopf 104 gelagert ist und zwar mittels eines Lagers 105. Ein ringförmiger elastischer Bauteil 110 ist zwischen einer Kappe ΙΟβ und dem Kopf 103 angeordnet. Die Kappe 106 ist an einem zylindrischen Bauteil 107 befestigt, der mit dem Rotor 99 über Bolzen 108 verbunden ist, die durch Bohrungen 109 im elastischen Bauteil 110 hindurchgehen. Der· Hauptdrehäntrieb für den Korb ist der Rotor 99» der mit dem Korb durch Einrichtungen befestigt ist, die teleskopisch oder elastisch ausgebildet sind, damit eine senkrechte Bewegung des Korbes relativ zum Rotor 99 ermöglicht wird. Die axiale Schwingung des Korbes wird durch die Hin-und Herbewegung der Verbindungsstange 95 und des Kopfes 103 erzeugt, der an dieser Stange befestigt ist. Dieser Antrieb ist lediglich als Beispiel dargestellt, und es sei bemerkt, daß es andere Möglichkeiten gibt, einen Antrieb auszubilden, der die notwendigen Drehbewegungen und axialen Schwingungen erzeugt und der für die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet ist.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt, und diese Vorrichtung weist eine kegelstumpfförmige luftdurchlässige Oberfläche 111 auf, die von einer Kammer 112 umgeben ist. Luft wird in diese Kammer durch die Leitung 113 eingeführt. Das feinzerteilte Gemisch wird von einem Luftstrom hoher Geschwindigkeit mitgeführt, der durch den tangentialen Einlaß im Deckel 114 zugeführt wird, der den oberen, breiteren Durchmesser der kegelstumpfförmigen Oberfläche 111 abschließt.

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Die Luft hoher Geschwindigkeit strömt spiralförmig um die Oberfläche 111 herum und die radial nach innen durch die Oberfläche 111 hindurchströmende Luft teilt das feinzerteilte Material, welches von dem Luftstrom hoher Geschwindigkeit mit sich geführt wird, in Schichten auf, wobei die leichtere Fraktion radial innerhalb der schwereren Fraktion angeordnet ist. Ein Abzugsgebläse 115 zieht das leichtere Material durch das Wirbelrohr 116 ab und dieses leichtere Material wird in einer Staubabzugs- und Setzkammer 117 gesammelt und wird aus dieser Kammer durch die Leitung 118 entnommen. Alternativ kann ein zylindrisches Abschälmesser am unteren Ende der kegelst umpfförmigen Oberfläche 111 vorgesehen sein, derart, daß das leichtere Material durch dieses zylindrische Messer hindurchströmt und das schwerere Material durch den Ringraum zwischen diesem Messer und der kegelstumpfförmigen Oberfläche.

Es sei bemerkt, daß die ersten Ausführungsbeispiel einander ähnlich sind und das gemeinsame Merkmal aufweisen, daß das Material in einer kreisförmigen Bahn dadurch gedreht v/ird, daß ein luftdurchlässiger Korb gedreht wird. Beim sechsten Ausführungsbeispiel wird dahingegen eine stationäre, luftdurchlässige Oberfläche verwendet und das Materialgemisch wird von einem fluiden Medium mitgeführt, das gezwungen wird, rundum das Innere dieser besagten Oberfläche herum zu strömen. Im allgemeinen wird die Vorrichtung bevorzugt, die den ersten vier Ausführungsformen entspricht und zwar für schwere Betriebsbedingungen, wobei das· Materialgemisch eine sehr grobe Teilchengröße hat, wie es beispielsweise bei einem'Gemisch von Kohle und Schiefer der Fall ist, wobei Kohle das leichtere Material ist. Die Vorrichtung, die dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht, wird für die Trennung von Materialgemischen verwendet, die feiner zerteilte Teilchen haben. .

Wie dargelegt, wird bevorzugt ein pulsierender radial nach innen strömender Luftstrom durch das Gemisch von feinzerteil-

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ten Materialien verwendet und Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung, die zur Erzeugung eines derartigen pulsierenden Luftstromes geeignet ist. Der Luftpulsator 52 ist in einer Luftspeiseleitung 51 angeordnet und weist eine radiale Trennwandung 72 auf, die Öffnungen 73 hat. Ein Rotor 74, der an der Welle 75 eines Hydraulikmotors 76 befestigt ist, wei-st Öffnungen 77 auf, die so angeordnet sind, daß sie periodisch mit den Öffnungen 73 fluchten, wenn der Rotor sich dreht. Das vom Motor 76 fortweisende Ende 'der Welle 75 wird von einem Lager 78 getragen, welches in einer Nabe 79 angeordnet ist, die von Armen 80 gehalten wird. Das Rohr 51 ist mit einer Druckluftquelle, die einen konstanten Druck hat, verbunden und die Luftströmung durch den Pulsator erfolgt in Richtung des Pfeiles. Die Öffnungen 73 werden durch den Rotor 7^* wenn sich dieser dreht, geöffnet und geschlossen und dies erzeugt einen pulsierenden Luftstrom stromab des Pulsators.

Bei der alternativen Ausführungsform eines Pulsators, die in den Pig. 9 und 10 dargestellt ist, sind drei drehbare Flügel 8l vorgesehen, die mit der gleichen Drehzahl und in Richtungen gedreht werden, die durch die Pfeile angedeutet werden. Der Antrieb erfolgt durch ein Getriebe 119, welches vom Motor 120 angetrieben wird. Die Flügel sind derart syn-, chronisiert, daß in wirksamer Weise die Luftleitung für jede Umdrehung des Flügels zweimal abgesperrt wird und dadurch wird stromab von dieser Einrichtung ein pulsierender Luftstrom erzeugt.

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Claims

- 17 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von feinzerteilten Materialien unterschiedlicher Dichte, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß sich das Gemisch aus feinzerteilten Materialien in einer kreisförmigen Bahn bewegt und daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, die einen Luftstrom erzeugen, der im wesentlichen radial nach innen durch diese kreisförmige Bahn hindurchströmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Bahn durch das Innere einer luftdurchlässigen Oberfläche mit kreisförmigem Querschnitt bestimmt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eine kegelstumpfförmige Oberfläche ist.

*l. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus feinzerteilten Materialien gezwungen wird, rund.um. die kreisförmige Bahn zu strömen, die durch die Oberfläche bestimmt wird, und zwar durch eine Drehung dieser Oberfläche um ihre Achse.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus feinzerteilten Materialien von einem Strom eines fluiden Mediums mitgeführt wird, welches gezwungen wird, rund um die Oberfläche herum zu strömen, welche die kreisförmige Bahn bestimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3> ^ und 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringkammer diese Oberfläche umgibt, daß diese Kammer mit einer Druckluftquelle verbunden ist und daß diese Kammer eine Einrichtung bildet, die bewirkt, daß ein Luftstrom radial nach innen durch diese Oberfläche hindurchströmt und damit radial nach innen durch die kreisförmige Bahn hindurch, die von dieser Oberfläche bestimmt wird.

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7. Vorrichtung nach Anspruch k und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer stationär ist und daß eine elastische und gasdichte Abdichtung zwischen der Kammer und der Oberfläche vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch k und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer an dieser Oberfläche befestigt ist und sich mit dieser dreht und daß Druckluft in die Kammer durch radiale Kanäle von einer zentral angeordneten Luftzufuhrleitung eingeführt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch ¹I und 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kammer an dieser Oberfläche befestigt ist und sich mit. dieser dreht und daß Druckluft in diese Kammer durch axiale Kanäle von einer Ringkammer eingeführt wird, die in Verbindung mit einer Druckluftquelle steht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ^, 6, 7j 8 und 9> dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Drehbewegung die Oberfläche axial schwingt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 6, 7> 8» 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche längs einer Kante mit Öffnungen versehen ist, die Auslaßöffnungen für eine abgetrennte Fraktion des Gemisches bilden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche k bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Saugeinrichtung vorgesehen ist, um eine abgetrennte Fraktion aus dem Inneren der Fläche abzusaugen.

13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung, die durch die kreisförmige Bahn hindurch nach innen strömt, eine pulsierende Luftströmung ist.

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Ik. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer Unterbrecher in einer Luftzuführungsleitung angeordnet ist, die mit einer Druckluftquelle mit konstantem Druck in Verbindung steht, so daß der Luftstrom, der radial nach innen durch die kreisförmige Bahn hindurchströmt, ein pulsierender ist.

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 1*1, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Oberfläche durch eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten keilförmigen Drähten gebildet wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Oberfläche durch ein expandiertes Metallblech gebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Oberfläche durch ein Metallblech gebildet ist, in das öffnungen hineingestanzt"sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Oberfläche durch ein poröses Keramikmaterial gebildet wird.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Oberfläche durch poröses Metall gebildet wird.

20. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach den Ansprüchen

3 und 4 und einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dichtere und weniger dichte Fraktionen des Gemisches des feinzerteilten Materials gezwungen werden, in entgegengesetzten axialen Richtungen über die luftdurchlässige Oberfläche zu strömen.

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21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das dichtere Material gezwungen wird, nach oben über die luftdurchlässige Oberfläche zu strömen und daß das weniger dichte Material gezwungen wird, nach unten zu strömen.

22. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung-nach einem der Ansprüche2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dichteren und weniger dichten Fraktionen des Gemisches aus feinzerteiltem Material gezwungen werden, in der gleichen axialen Richtung zu einem Ende der luftdurchlässigenOberfläche hin zu strömen und daß sie durch ein zylindrisches Trennmesser voneinander getrennt werden, welches an diesem Ende angeordnet ist.

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