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Vorrichtung zur Konstanthaltung der Strömungsgeschwindigkeit in einer
Trennvorrichtung, in welcher Partikeln unterschiedlicher Wichte und/oder Korngröße
mit Hilfe eines Flüssigkeitsaufstromes getrennt werden Bei der Trennung von Partikeln,
die mit Hilfe einer aufwärts strömenden Flüssigkeit vorgenommen wird, werden die
Partikeln, deren Absetzgeschwindigkeit in der Flüssigkeit größer ist als die Geschwindigkeit,
mit der die Flüssigkeit aufwärts strömt, absinken, während die Partikeln, deren
Absetzgeschwindigkeit geringer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit,
von der Flüssigkeit aufwärts getragen werden.
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Wird ein Gemisch behandelt, das Partikeln enthält, die alle die gleiche
Größe, jedoch eine unterschiedliche Wichte haben, so vollzieht sich die Trennung
nach der Wichte. Weisen sämtliche Partikeln die gleiche Wichte, jedoch verschiedene
Größen auf, so ergibt sich eine Scheidung nach der Korngröße.
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Bei Anwendung dieser Methode in der Praxis, z. B. bei der Trennung
von Mittelgut und Bergen in einer Kohlenwäsche, sind die zu trennenden Partikeln
aber meistens, sowohl was ihre Korngröße als auch was ihre Wichte anbelangt, ungleich.
Man erzielt daher keine reine Wichtetrennung, sondern eine Trennung nach Sinkgeschwindigkeit,
die aber praktisch aus folgenden Gründen den in
Setzmaschinen erzielbaren
Trennschnitten weit überlegen ist.
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i. Der Trennschnitt im Stromrohr erfolgt nicht in Wasser als 'Medium,
sondern in einer Trübe höherer Wichte; 2. durch eine Unterteilung des Aufgabegutes
in zwei oder mehrere Kornspannen, die einzeln einer Trennbehandlung unterzogen werden,
wird eine weitere Verschärfung der Trennung erreicht.
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Ändert sich aber bei den bekannten Vorrichtungen die Menge oder die
Zusammensetzung des in die Trennungsvorrichtung eintretenden Materials, so tritt
infolge einer Änderung des Strömungswiderstandes im Stromrohr und der Wichte des
in der Aufwärtsbewegung begriffenen Gemisches eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit
auf, die bewirkt, daß nach einer anderen Wichte bzw. nach einer anderen Korngröße
geschieden wird. Zur Erreichung einer hohen Trennschärfe ist es in den Stromrohren
also erforderlich, trotz Belastungsschwankungen die dem eingestellten Trennschnitt
entsprechende Geschwindigkeit konstant zu halten.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung geschaffen, wobei die Strömungsgeschwindigkeit
auch bei Änderung der Belastung vollautomatisch konstant gehalten wird. Man erzielt
dies erfindungsgemäß dadurch, daß an einem verstellbaren Überlaufwehr ein mit gedrosselter
Preßluft beaufschlagtes Tauchrohr befestigt ist, das mit der Druckkammer eines Membranreglers,
der die Höhe des Überlaufwehrs regelt, in Verbindung steht.
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Da die Änderungen des statischen Druckes im Tauchrohr verhältnismäßig
gering sind, «=erden sie gemäß der Erfindung verstärkt, wenn man die Membran des
Meinbranreglers mit einem Prallplättchen ausstattet, das gegenüber der Mündung eines
mit gedrosselter Preßluft beaufschlagten Rohres angeordnet ist, wobei dieses Rohr
mit der Druckkammer eines zweiten Membranreglers verbunden ist, dessen Membran mit
dem Überlaufwehr gekoppelt ist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. i eine Dreiproduktentrennvorrichtung für Steinkohle und Fig. 2 einen Regler
für die Konstantlialtung der Strömungsgeschwindigkeit im Stromrohr.
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Das im Schwerflüssigkeittrennbad irri Kasten i absinkende Sinkgut
(Mittelgut und Berge) gelangt in den Aufstrom des Stromrohres 2. Mittels einer Pumpe
3 wird in dem Stromrohr eine aufwärts gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt. Der
Rufstrom ist größer als die Sinkgeschwindigkeit des Mittelgutes in der Flüssigkeit,
so daß er das Mittelgut mitführt. Die Berge sinken infolge ihrer größeren Sinkgeschwindigkeit
gegen diesen Rufstrom ab und werden durch ein Becherwerk 4. ausgetragen. Der Rufstrom
verläßt mit dem mitgeführten Mittelgut das Stromrohr über ein einstellbares Wehr
5 und gelangt auf das Sieb 6. Die Flüssigkeit fließt sodann der Pumpe 3 wieder zu,
die sie wieder in das Svstem zurückdrückt. Der Flüssigkeitskreislauf bewegt sich
also vom Wehr durch das Sieb 6 zur Pumpe 3, durch den Becherwerkskasten q. und das
Stromrohr 2.
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Um nun die der eingestellten Trennwichte entsprechende Geschwindigkeit
konstant zu halten, muß die Höhe lt des Überlaufes aus dem Stromrohr 2 konstant
bleiben, d. h. sinkt z. B. infolge größeren Mittelgutanfalles der Überlaufspiegel,
so muß die Kante des Überlaufwehres 5 automatisch abgesenkt werden, damit wieder
die ursprüngliche Überlaufhöhe Ma und damit die eingestellte Aufstromgeschwindigkeit
erreicht wird.
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Zu diesem Zweck ist ein Tauchrohr 7 fest am Ilerlaufwehrschieber 5
befestigt, so daß es mit diesem fällt und steigt. Das Tauchrohr ist über ein Drosselventil
8 an eine Preßluftleitung g angeschlossen. Der Druck in das Tauchrohr wird durch
das Drosselventil so eingestellt, daß die Luft gerade noch aus dem Tauchrohr ausperlt.
Dieses Ausperlen kann in der mit einer Flüssigkeit gefüllten Glasglocke io des Drosselventils
8 beobachtet und kontrolliert werden. Der statische Druck der Preßluft in dem Tauchrohr
ist also dem statischen Druck der Flüssigkeitssäule über die Ausströmöffnung des
Tauchrohres gleich, und da das Tauchrohr mit dem Überlaufwehrschieber fällt und
steigt, ist der statische Druck im Tauchrohr 7 auch ein Maß für die Überlaufhöhe
h, unabhängig von der wirklichen Höhe des Flüssigkeitsniveaus im Stromrohr 2.
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Das Rohr 7 ist mittels eines biegsamen Schlauchs i i mit der Druckkammer
12 eines Membranreglers 13 verbunden. Mit der durch eine Feder 14 belasteten Membran
15 ist eine Spindel 16 fest verbunden, die an ihrem Ende ein Prallplättchen 17 trägt,
das sich unmittelbar vor einer sehr kleinen Öffnung oder Düse (Mikrodüse) 18, welche
in einem Rohr ig angebracht ist, bewegen kann. Dieses Rohr ist mittels eines Drosselventils
2o an die Preßluftleitung g angeschlossen, so daß durch entsprechende Einstellung
dieses Drosselventils der Druck in dem Rohr ig auf einer bestimmten niedrigen Höhe
gehalten werden kann. Schließt man jedoch die Mikrodfise 18 durch das Plättchen
17, so steigt der Druck in diesem Rohr bis auf die Höhe des Druckes in der Preßluftleitung
g an. Innerhalb dieser Druckspanne können beliebige Drucke in dem Rohr ig erzeugt
werden. indem man dieses Plättchen sich der Mikrodüse mehr oder weniger nähern läßt
und so die freie Ausströmung der Preßluft aus dieser mehr oder weniger behindert.
Man erhält auf diese Weise in dem Rohr ig große Druckänderungen in Abhängiglceit
von sehr kleinen Änderungen des statischen Druckes im Tauchrohr 7, wobei diese Druckänderungen
so groß sind, daß sie direkt zum Verstellen des überlaufwehrschiebers mit Hilfe
einer pneumatischen Vorrichtung herangezogen werden können.
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Das Rohr ig ist mit der Druckkammer 21 eines Membrangehäuses 22 verbunden.
Die durch eine Feder 23 belastete Membran 24 ist mittels einer Spindel 25 gelenkig
mit einem Hebelarm 26 verbunden. Der Hebelarm ist mit seinem einen Ende
gelenkig
an einer Konsole 27 befestigt, während das andere Ende mittels der Stange 28 mit
dem Überlaufwehr 5 verbunden ist.
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Sinkt infolge zu großer Belastung mit Mittelgut das Niveau des Flüssigkeitsspiegels
im Stromrohr 2, dann sinkt auch der Druck im Tauchrohr 7, wodurch sich die Membran
15 durch den Federdruck der Feder 1q. nach oben bewegt und die Mikrodüse 18 mit
dem Prallplättchen 17 abgeschlossen wird.
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Der dadurch verursachte Druckanstieg im Rohr i9 bewirkt eine Ausbauchung
der Membran 24 nach unten. Der mit dieser Membran verbundene Hebelarm 26 drückt
nun den Wehrschieber 5 so weit nach unten, bis die ursprüngliche Höhe h des Überlaufes
wieder erreicht ist. Der Überlaufspiegel liegt jetzt tiefer, aber gleichzeitig auch
die Kante des überlaufschiebers, so daß die Überlaufhöhe h eingehalten bleibt.
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Nimmt die Belastung wieder ab, dann steigt der Flüssigkeitsspiegel
im Stromrohr. Der statische Druck im Tauchrohr nimmt dann ebenfalls zu, wodurch
die Membran 15 gegen den Federdruck nach unten gedrückt wird und das Prallplättchen
die Mündung der Mikrodüse wieder freigibt. Der Druck im Rohr i9 verringert sich
dadurch, so daß die Membran 24 durch die Feder 23 nach oben gedrückt wird. Der Wehrschieber
5 wird dann durch den Hebelarm 26 so weit nach oben gezogen, bis die ursprüngliche
Überlaufhöhe h und damit die eingestellte Aufströmgeschwindigkeit wieder erreicht
ist.
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Der erfindungsgemäße Regler ist sehr betriebssicher und seine Konstruktion
sehr einfach. Die Einstellung des Reglers und damit die zu regelnde Strömungsgeschwindigkeit
kann jederzeit während des Betriebes durch Änderung des Federdruckes der Feder i:4
verändert werden.