DE1458593B1 - Vorrichtung zur Klassierung von Feststoffteilchen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klas- Schnitts und damit Ausgangspunkte für zusätzliche

sierung von Feststoffteilchen zwecks Bestimmung Turbulenz bilden.

der Korngrößenverteilung, die einen im wesentlichen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

horizontalen Kanal mit einem Einlaß und einem in Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszu-

Längsabstand davon befindlichen Auslaß aufweist 5 bilden, daß eine wesentlich genauere Klassierung

sowie einen Flüssigkeitsbehälter, der dem Einlaß von Feststoffteilchen vorgenommen werden kann, als

zugeordnet ist, ferner eine an der Oberseite des es mit den bekannten Vorrichtungen möglich ist.

Kanals angeordnete Zugabevorrichtung für eine Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Vorrich-

Feststoffsuspension sowie Entnahmeeinrichtungen tung nach der Erfindung dadurch, daß der Kanal

für die Körnerfraktionen am Boden des Kanals. io ein geschlossenes, über seine ganze Länge und auch

Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt. Sie im Bereich der Entnahmeeinrichtungen im wesentberuht auf dem Prinzip, die zu klassierenden Fest- liehen konstantes Profil aufweist und daß der Flüsstoffteilchen einer Strömung zuzuführen, in welcher sigkeitsbehälter gegen die Atmosphäre abgeschlosdie Teilchen je nach ihrer Größe mehr oder weniger sen ist, mit Ausnahme einer unter den Flüssigkeitsweit mitgeführt werden. Die Vorrichtung besteht im 15 spiegel ragenden Kapillare, deren unteres Ende in wesentlichen aus einem hohen, schmalen Flüssig- einem bestimmten Höhenabstand über dem Niveau keitsbehälter, an dessen eine Breitseite als Kanal für des Kanalauslasses gehalten ist.
die Strömung ein längliches, oben offenes Gefäß Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung werden anschließt, das an der einen Stirnseite einen mit dem demnach alle einer laminaren Strömung schädlichen Behälter in Verbindung stehenden Einlaß und an 20 Einflüsse dadurch vermieden, daß die Strömung der gegenüberliegenden Stirnseite einen Auslaß auf- innerhalb eines vierseitig geschlossenen Kanals verweist. Einlaß und Auslaß sind durch Schieber ver- läuft, dessen Profil, auch über die Bodenfläche, im schließbar. Beim Öffnen der Schieber entsteht eine wesentlichen konstant gehalten ist und dessen Ge-Strömung durch die ruhende Flüssigkeit im läng- schwindigkeit lediglich von dem Flüssigkeitsstand im liehen Gefäß hindurch. Über deren Flüssigkeitsspie- 25 Vorratsbehälter abhängt, wobei dieser Flüssigkeitsgel und oberhalb des Einlasses ist eine Zugabevor- stand mittels einer Kapillare, welche in den ansonrichtung für die Feststoffsuspension vorgesehen, und sten geschlossenen Vorratsbehälter ragt, gleichfalls am Boden des länglichen Gefäßes sind in Längs- konstant gehalten wird. Mit einer Vorrichtung nach richtung hintereinanderliegende Abschnitte durch der Erfindung läßt sich daher in optimalem Ausmaß hochstehende Querleisten voneinander getrennt, um 30 eine für eine genaue Klassierung erforderliche lamiin diesen Abschnitten die einzelnen Korngrößen- nare Strömung konstanter Geschwindigkeit und konfraktionen zu sammeln. Zur Erleichterung der Ent- stanten Querschnitts erzielen,
nähme ist der Boden jedes Abschnitts trichterförmig Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der gestaltet, und an die einzelnen Trichter können sich Erfindung ist vorgesehen, daß der Behälter für die gegebenenfalls weitere Klassiervorrichtungen an- 35 Strömungsflüssigkeit eine zweite Kapillare aufweist, schließen. Es ist einzusehen, daß eine möglichst deren unteres Ende tiefer unter das Niveau der Flüsgleichförmige und laminare Strömung für eine genaue sigkeit reicht als das untere Ende der ersten Kapil-Klassierung wesentlich ist. Bei der bekannten Vor- lare. Hierdurch läßt sich das Niveau auf zwei richtung enthält der von dem länglichen Gefäß ge- vorgegebene Höhen einstellen und dadurch, wie nachbildete Kanal jedoch nicht ausschließlich die Scheide- 40 stehend näher beschrieben, die Zugabe der Suspenströmung, sondern auch stehendes Wasser, so daß sion ohne Absperrglied und dennoch störungsfrei sich zwangläufig in der Grenzschicht Wirbel nicht vornehmen.

nur ausbilden, sondern auch fortpflanzen und damit Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausfüh-

Rückwirkungen auf die innerhalb der Flüssigkeit rungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher beschrie-

verlaufende Strömung haben. Ferner bilden Einlaß 45 ben, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung im

und Auslaß örtliche Einschnürungen des relativ gro- Längsschnitt darstellt.

Ben Kanalquerschnitts, so daß durch diese Ein- Die Vorrichtung weist einen Flüssigkeitsbehälter 1 schnürimgen und die Bodenprofilierung weitere Wir- auf mit einem unteren Auslaß 2, der mit einem langbel entstehen, welche die zwischen Einlaß und Aus- gestreckten Kanal 3 zum Absetzen der Feststoffteillaß gebildete Strömung stören. 50 chen in Verbindung steht. Am entgegengesetzten

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung für die Ende des Kanals 3 ist ein Auslaßrohr 4 angeschlos-Klassierung von relativ grobem Material, wie bei- sen, das ein Absperrventil 5 und eine Auslaßkapillare spielsweise Erz, verläuft die Strömung nicht linear, 4 a aufweist. Nahe dem Einlaßende des Kanals 3 ist sondern in einem ringförmig geschlossenen Kanal, ein Gefäß bzw. eine Kammer 6 vorgesehen, die am der zwar im wesentlichen gerade Seitenabschnitte 55 oberen Ende zur Atmosphäre offen ist und am unteaufweist, die jedoch durch Rohrkrümmer verbunden ren Ende mit dem Kanal 3 über einen schmalen sind und wobei die Strömung durch ein Wasserrad Schlitz 7 in Verbindung steht. Am Boden des Kanals, in Gang gehalten wird. Der Kanal ist gleichfalls oben in dem das Absetzen stattfindet, sind eine Reihe von offen und weist über seine Länge verteilt eine ganze Platten lösbar angeordnet, von denen die erste 8 und Reihe von Zuführeinrichtungen auf, die jeweils die 60 die letzte 9 teilweise in der Zeichnung sichtbar sind. Oberfläche der Strömung störend beeinflussen müs- Die Länge dieser Platten in Strömungsrichtung ist so sen. Außerdem sind am Boden Entnahmevorrichtun- gewählt, daß jeweils die gewünschten Korngrößengen in Form stark vertiefter Trichter mit zusatz- fraktionen aufgefangen werden,
liehen, regulierbaren Querleisten vorgesehen. Die Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist durch ein Absperrzweifellos durch das Wasserrad erheblich gestörte 65 organ 10 hermetisch abgeschlossen. Zwei Kapillaren Strömung muß außerdem durch eine große Anzahl 11 und 12 erstrecken sich durch das Absperrorgan von Leitvorrichtungen beruhigt werden, die jedoch 10 in verschiedene Höhen unterhalb des Spiegels der jeweils wieder örtliche Einschnürungen des Quer- Flüssigkeit 13. Die höhere Kapillare 11 dient zur

Regelung der Flüssigkeitsströmung von dem Behälter 1 durch den Kanal 3, indem ein gleichbleibender Flüssigkeitsdruck zwischen der unteren Öffnung der Kapillare 11 und der Öffnung der Auslaßkapillare 4ii beibehalten wird, um eine konstante Strömungsgeschwindigkeit im Kanal 3 zu gewährleisten. Das Flüssigkeitsniveau in der Kammer 6 ist gleich der Höhe der Öffnung der Kapillare 11 auf Grund des gleichen atmosphärischen Druckes, wie aus der Zeichnung hervorgeht.

Wenn die Kapillare 11 geschlossen wird, wird das Flüssigkeitsniveau in der Kammer 6 statt dessen durch die Höhe der unteren Öffnung der Kapillare 12 bestimmt, d. h., das Niveau in der Kammer 6 sinkt dann ab.

Um eine Suspension, die in der Vorrichtung fraktioniert werden soll, einzuführen, wird das Niveau in der Kammer 6 auf die eben beschriebene Weise gesenkt. Daraufhin wird die Suspension in gleichem Volumen in die Kammer 6 eingeführt, wie das VoIumen der Kammer 6 zwischen den Höhen der Enden der Kapillaren 11 und 12 beträgt, und die Kapillare 11 wird gleichzeitig geöffnet. Somit ist die Suspensionsmenge dem System ohne einen Flüssigkeitsstrom durch den Spalt 7 in irgendeiner Richtung zugeführt worden, und der konstante Flüssigkeitsstrom von dem Behälter 1 durch den Durchgang 3 wird so lange fortgesetzt, wie das Ventil 5 offen ist und bis der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 1 das Ende der Kapillare 11 erreicht hat.

Die in der Suspension enthaltenen und wie beschrieben in das System eingeführten Feststoffteilchen gelangen durch den Schlitz 7 in den Kanal 3. Teilchen jeder vorhandenen Größe gelangen dabei zu verschiedenen Zeiten in den Kanal 3, aber alle Teilchen werden ihre Abwärtsbewegung in dem Flüssigkeitsstrom an der gleichen horizontalen Linie mit einem Toleranzbereich beginnen, der von der Breite des Schlitzes 7 im Vergleich mit der Länge des horizontalen Weges in dem Kanal 3 bestimmt ist. Somit wird jedes Teilchen am Kanalboden in einer Entfernung von dem Schlitz 7 abgesetzt, die von der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, der Geschwindigkeit des Absetzens sowie der Höhe des Kanals abhängig ist. Alle Teilchen mit der gleichen .Absetzgeschwindigkeit (Größe) setzen sich daher in gleicher Entfernung von dem Schlitz 7 ab.

Nachdem der Absetzvorgang beendet ist und alle Feststoffteilchen, die mit der Suspension zugeführt wurden, sich abgesetzt haben, außer irgendwelchen feinen Teilchen, die zu langsam sind, um sich noch innerhalb des Kanals abzusetzen, wird die verbleibende Flüssigkeit vorsichtig aus der Anlage entfernt. Der auf den Platten wie beispielsweise 8 oder 9 abgelagerte Rückstand wird gewogen und mikroskopisch untersucht. Gegebenenfalls kann die Menge der in der Flüssigkeit verbliebenen feinsten Teilchen bestimmt werden, indem die Flüssigkeit in einem Gefäß 14 aufgefangen und das feine Material nach der Verdampfung bzw. Filtrierung gewogen wird.

Die am Boden des Kanals angeordneten Platten 8, 9, für die sich Glas sehr gut eignet, können beispielsweise dadurch entfernt werden, daß die Vorrichtung in der Bodenebene des Kanals 3 teilbar ausgebildet ist, wie in der Zeichnung dargestellt, wobei der gesamte obere Teil abgehoben werden kann.

Um eine laminare Strömung im Kanal 3 zu gewährleisten, ist es empfehlenswert, in der Öffnung 2 einen Leitkörper 15 anzuordnen. Um eine Agglomeration der durch den Schlitz 7 tretenden Partikel zu verhindern, kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, nahe bei dem Schlitz einen Ultraschallerreger vorzusehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Klassierung von Feststoffteilchen zwecks Bestimmung der Korngrößenverteilung, die einen im wesentlichen horizontalen Kanal mit einem Einlaß und einem in Längsabstand davon befindlichen Auslaß aufweist, sowie einen Flüssigkeitsbehälter, der dem Einlaß zugeordnet ist, ferner eine an der Oberseite des Kanals angeordnete Zugabevorrichtung für eine Feststoffsuspension, sowie Entnahmeeinrichtungen für die Kömerfraktionen am Boden des Kanals, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) ein geschlossenes, über seine ganze Länge und auch im Bereich der Entnahmeeinrichtungen (8,9) im wesentlichen konstantes Profil aufweist und daß der Flüssigkeitsbehälter (1) gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist, mit Ausnahme einer unter den Flüssigkeitsspiegel ragenden Kapillare (11), deren unteres Ende in einem bestimmten Höhenabstand über dem Niveau des Kanalauslasses (4) gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalauslaß (4) als Kapillare (4 a) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) für die Strömungsflüssigkeit (13) eine zweite Kapillare (12) aufweist, deren unteres Ende tiefer unter das Niveau der Flüssigkeit reicht als das untere Ende der ersten Kapillare (11).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Feststoffsuspension bestimmte Förderkammer (6) zur Atmosphäre offen ist und über einen Schlitz (7) mit dem Kanal (3) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) in oder parallel zu seiner Bodenebene trennbar ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen