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Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenreinigung, vorzugsweise zum
Waschen von stückigem Gut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen, insbesondere
zum. Waschen von Steinen, stückigen Erzen und anderem, vorzugsweise grobstückigem
Gut in umlaufenden Waschtrommeln, in denen .das zu reinigendfe Gut eine wälzende
und dabei in axialer Richtung fortschreitende Bewegung durch die Trommel hindurch
ausführt.
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Es sind verschiedene Ausführungen solcher Waschtrommeln bereits bekannt.
Es gibt z. B. Trommeln, die ganz oder zum Teil in einen Trog mit fließendem oder
ruhendem Wasser eintauchen, wobei die Trommelwandung ganz oder teilweise siebartig
ausgeführt und mit Schnecken, Rührarmen u. dgl. versehen ist, um das. Gut in :der
Trommel iumzuwälzen. Auch die Anordnung von Spritzdüsen in solchen Trommeln ist
bereits bekannt. Man hat auch schon zwei oder mehrere Trommeln ineinander angeordnet,
bei denen .der Waschvorgang durch eine besondere Gut- und Wasserführung in .den
Trommeln und in den Zwisc'henräumen zwischen den Einzeltrommeln zustande kommt.
Weiterhin ist eine Einrichtung bekannt, bei der in einer Trommel eine Vorwaschung
des Gutes stattfindet und naehher .durch. in die Trommel eingebaute Siebe .eine
Absiehung unter gleichzeitiger Bespülung. Diese Absiebung wird dann noch fortgesetzt
durch unterhalb der Waschtrommel angeordnete Siebe, wobei ebenfalls wieder Spülvorrichtungen
vorgesehen sind.
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Ferner hat man eine Trommel unterteilt, so daß zwei verschiedene vollwandige
Waschkammern vorgesehen waren, in denen das Waschwasser .eine verschiedene Reinheit
aufweist. Auf einem. um diese Waschkammern angeordneten Sieb wurde das Gut abgesiebt
und ;gegebenenfalls, auch noch bespritzt.
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Gegenüber diesen und ähnlichen bekannten Einrichtungen bringt die
Erfindung ein ganz neues Verfahren. Die Erfindung ;geht davon aus, .daß bei jeder
Oberflächenreinigung zwei Aufgaben zu lösen sind, erstens die Aufweichung oder Loslösung
der Verunreinigungen von der Gutsoberfläche und zweitens die Abbeförderung der Verunreinigungen.
Die
Ablösung des Gutes entsteht zunächst durch Mahlen, Reiben und Klopfen der Steine
untereinander und an den Wandungen und Einbauten der Reinigungsanlagen, wobei die
gegenseitige Abreibung in freier Luft bei spröden Schmutzkrusten wirkungsvoller
sein kann als unter Wasser, da die Steine im letzten Falle infolge des. Auftriebes
leichter werden, spröde Krusten aber am besten abplatzen, wenn die Steine in trockenem.
Zustand und mit etwas größerer Kraft aneinanderschlagen, als dies unter Wasser !der
Fall sein würde.
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Hinzutretendes Wasser benetzt die Steine und übt eine lösende Wirkung
aus, strömendes Wasser verstärkt die Ablösung und schwemmt die Schmutzbestandteile
fort. Die reinigende Wirkung strömenden Wassers ist besonders dann sehr -kräftig,
wenn ein freier Wasserstrahl auf in freier Luft befindliches, also nicht unter Wasser
liegendes Gut auftrifft. Außerdem spielen die Bewegungen von Gut und Wasser sowohl
ihrer Stärke nach als auch in ihrer Bewegungsrichtung zueinander eine wichtige Rolle.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die vorstehend aufgezählten,
teilweise gegensätzlichen Maßnahmen in zweckmäßiger Reihenfolge zu einem besonderen
Verfahren zusammenzustellen und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zu
schaffen.
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Die Erfindung besteht darin, daß in einer Trommel folgende Vorgänge
zwei- odermehrfach wechselweise hintereinandergeschaltet sind: ein Waschvorgang
in angestautem Wasser, wobei das radial zugeführte Wasser im Gleichstrom mit dem
Gut etwa in Längsrichtung der Trommel weiterfließt, und ein Spülvorgang in frei
durchströmendem Wasser, wobei das radial zugeführte Wasser in radialer Richtung
durch das Gut hindurchströmt. Der Wasserstrom wird also wechselweise angestaut und
frei abgeleitet. Die in Achsenrichtung fließende Komponente des Wasserstromes kann
im Gleichstrom oder auch im. Gegenstrom zur Hauptbewegungsrichtung des Gutes laufen.
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Das Verfahren bezieht sich auf Waschtrommeln, die oberhalb des Wasserspiegels
eines darunter befindlichen Wasserabflußkanals liegen, also nicht auf Tauchtrommeln.
Wesentlich ist, daß das verschmutzte Spülwasser mehrfach abfließen kann, ohne erstrnit
dem ,gereinigten Gut zusammen bis zum Austrittsende der Trommel fließen zu müssen.
In Verbindung mit der eigenartigen Wasserführung ist gemäß der Erfindung .eine besondere
mehrfache Gutbewegung vorgesehen. Bei dem Verfahren ist es nämlich von Wichtigkeit,
daß die Reinigungswirkung sowohl beim Waschvorgang als auch beim Spülen möglichst
schnell und gründlich vonstatten geht, damit die Trommellänge kurz gehalten werden
kann. Die Erfindung wird dieser Anforderung gerecht durch einen doppelten Waschvorgang
bei jeder Trommelumdrehung.
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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, den verschiedenen Kammern für
Naßreinigung noch eine Kammer für Trockenreinigung vorzuschalten.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Waschtrommel in
senkrechtem Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 2, Abb. 2 einen Schnitt nach der
Linie der Abb. i, Abb. 3 eine Seitenansicht der in Abb. i dargestellten Trommel,
Abb. 4 die Einlaufseite einer Waschtrommel mit vorgeschalteter Zone für Trockenreinigung
im Schnitt gemäß Abb. i.
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Die auf Rollen i drehbar gelagerte zylindrische Waschtrommel 2 wird
durch die Stirnwand 3 und die Zwischenwände 4 in eine Reihe von Kammern 5, 6, 7,
8., 9 eingeteilt. Diese Kammern stehen durch in den Trennwänden 4 vorgesehene kreisfäixnig
-e Öffnungen io miteinander in Verbindung.
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An der dem Guteinlauf i i zugekehrten Seite der Trommel befindet sich,
die mit Schaufeln , 12 ausgerüstete Einlaufkamm.er 5. Die anschließenden Kammern
6, 7, 8 sind an ihrem inneren Mantelumfang mit an sich bekannten Mitnehmern 13 ausgerüstet,
die beiderseits bis an die Zwischenwände 4 heranreichen und etwa so hoch sind wie
diese. Die anschließende letzte Kammer, die Austragskamnmer 9, hast keine Einbauten.
Im Bereich der Kammern 7 und 9 ist der Trommelmantel 2 siebartig ausgebildet, d.
h. ,die Mantelfläche dieser beiden Kammern- ist mit einer großen Zahl von Öffnungen
14 für den Austritt des Spülwassers durchsetzt, während die Kammern 6 und 8 vollwandig
ausgebildet sind. -Das gleichachsig mit der Trommel 2 eingebaute Wasserrohr 15 erstreckt
sich durch die Kammern 6, 7, S und 9 und ist im Bereich der Kammern 6, 7, 8 mit
vier Flügeln 16 bewehrt, die sich tangential an das Wasserrohr 15 anlegen. Das auf
seiner ganzen Länge innerhalb der Trommel allseitig mit Spritzdüsen 17 ausgerüstete
Wasserrohr 15 ist in der Wasserzuleitung 18 drehbar gelagert und mittels der Arme
19 fest mit der Tronnnel 2 verbunden, so daß Wasserrohr 15 und Flügel 16 die Drehbewegung
der Trommel 2 mitmachen. Die vier Flügel 16 stehen um 45° versetzt zu den Mitnehmern
13. Im Bereich der Kammern 6 und, 8 sind die Mitnehmer und Flügel vollwandig ausgeführt,
in der Kammer 7 aber zweckmäßig mit zahlreichen Bohrungen 21 versehen. Die Mitnehmer
13' und die Flügel 16 können eben
oder schneckenartig ,ausgebildet
sein. Sie können auch in an sich bekannter Weise mit Leisten oder anderen Mitteln
versehen sein, die es ermöglichen, die Bewegung des Gutes mehr oder weniger zu beschleunigen
oder in bestimmte Richtung zu weisen.
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Das Aufgabegut, z. B. mit Ton und Lehm behaftete Kalksteine, wandert
über den Einlauf i i in die Einlaufkammer 5 und wird von den Schaufeln 12 über die
nächste Zwischenwand q hinweg in die Kammer 6 gehoben.
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Hier wird das Gut von den Mitnehmern.@i3 gefaßt und nach etwa einer
halben Trommelumdrehung den Flügeln 16 aufgegeben, die es nach einer weiteren halben
Drehung wieder auf die Trommelwandung !und auf die Mitnehmer i 3 zurückgleiten lassen.
Das Gut führt also bei einmaliger Trommelumdrehung eine doppelte Fallbewegung aus,
erstens von den gerade in höchster Stellung befindlichen Mitnehmern 13 ,auf die
axialen Flügel 16 hinab und zweitens von den Flügeln 16 zurück zu den jetzt unten
befindlichen Mitnehmern 13. Diese doppelte Fallbewegung, die mit einer dauernden
Umwälzung des Gutes verbunden ist, wirkt sich für eine Oberflächenreinigung besonders
,günstig aus. Eine unerwünschte Gutzerkleinerung, die bei freiem Fall durch den
,ganzen Trommelquerschnitt hindurch leicht eintreten könnte, wird weitgehend vermieden.
Außerdem ergeben die in Trommelmitte befindlichen Flügel zusammen mit den Mitnehmern
eine günstige Gutverteilung über den Trommelquerschnitt. Außer einer innigeren Durchmischung
mit dem Wasser, @dieden Reinigungsvorgang sehr beschleunigt, wird dabei noch eine
Kraftersparnis infolge besserer Wuchtverhältnisse erzielt.
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Die Förderung des. Gutes in Achsrichtung der Trommel kann auf verschiedene
Weise erfolgen, z. B. durch eine Neigung der Trommel zum Austrag hin oder durch
kegelförmige Erweiterung der Trommel oder auch durch eine besondere Ausbildung der
Hub elemente 13 und 16. Das Gut wandert weiter durch die Kammern 7 und 8 zur Austragskammer
9, wobei es in den Kammern 7 und 8 bei jeder Trommeldrehung ebenfalls eine doppelte
Fallbewegung ausführt und damit gleichzeitig einer doppelten Waschung unterzogen
wird.
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Der Wasserstrom tritt in an sich bekannter Weise durch die Wasserrohre
18 und 15 ein und wird durch die Spritzdüsen 17 in ebenfalls. bekannter Weise in
scharfen Wasserstrählen auf das kräftig bewegte Gut gespritzt.
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In den mit undurchlässigen Tronnnelwandungen und undurchlässigen Einbauten
ausgerüsteten Kammern 6 und 9 sammelt sich das Wässer zwischen den Wänden q., dieeine
Stauwirkung ausüben. Das Wasser macht in diesen Kammern 6 und 8 die Bewegungen des
Gutes mit und läuft in axialer Richtung weiter nach dem. Trommelaustrittsende zu.
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In den Kammern 7 und 9 dagegen, deren Tro:mmehvandung z von Wass eraustrittsöffnungen
14 durchbrochen" ist, läuft das Wasser hauptsächlich in radialer Richtung senkrecht
durch das Gut rund durch die Trommehvandung hindurch in die Abflußkanäle 2o hinein.
Diese Wasserbewegung wird noch dadurch unterstützt, wenn im Bereich der Kammer 7
auch die Mitnehmer 13 und die Flügel 16, mit Bohrungen 21 versehen sind. Ist der
Reinigungsvorgang in den geschlossenen Kamrhern 6 und 8 mehr lein Weichen, Reiben
und Waschen, so haben die durchbrochenen Kammern 7 und 9 den Zweck des Abspritzens,
Spülens und der Ableitung des.bereits in den vorhergehenden Kammern gelösten Schmutzes.
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Kurz zusammengefaßt, besteht also die Waschtrommel aus wechselweise
hinter einandergeschalteten Stau- und Spülkammern. Bezeichnet man je eine Staukammer
mit anschließender Spülkammer als eine Waschzone, so kann als besonderer Vorteil
hervorgehoben werden, daß die gelösten Verunreinigungen aus. der vorhergehenden
Zone die nachfolgende Zone nicht verschlammen können, da sie bereits vorher durch
die Trommelwandung hindurch abgespült werden. Außerdem ist der Reinigungsvorgang
,durch die mehrfache Wasser- und Gutbe-,vegung ein besonders gründlicher.
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Der Gedanke der folgerichtlichen Anwendung der einzelnen Möglichkeiten
für mechanische Oberflächenreinigung kann gemäß der Erfindung noch weiter ausgeführt
werden, indem :die Einlaufkammer 5 der Trommel nach Abb. i mit durchlochten Wandungen
und durchlochten Hubelementen ausgerüstet wird, ohne daß dort Wasser unmittelbar
auf das Gut wirkt. In diesem. Falle würde eine Art Vorabmahlung und Abreibung des
noch trokkeneren Gutes in der Aufgabekammer 5 @tattfinden. In :der Trommel nach
Abb. q. wird diese Wirkung erzielt durch Einschaltung der Siebkammer 2z zwischen
der Aufg,abekammer 5 und der ersten Waschkammer 6. Für die Abbeförderung der trockenen
Schmutzbestandteile ist die Fördervorrichtung 23 vorgesehen.
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Alle übrigen Teile entsprechen der Ausführung nach Abb. i.