Verfahren und Vorrichtung zum Trennschleudern von Feinkornmineralgemischen

Abstract

 Um eine Zentralwelle (1a) angeordnete Scheideelemente (14) rotieren gemeinsam um die Hauptachse (A) und einzeln um ihre Längsachsen (B). Ein Zentrifugalverteiler (6) verteilt mit Fluid vermengtes Feinkornmineralgemisch gleichmässig auf die Scheideelemente (14). In jedem Scheideelement (14) wird der Teilgutstrom (2a) durch in einem ersten Scheideelementabschnitt (15a) angeordnete Mitnehmerflügel (18) in Rotation um die Längsachse (B) versetzt und die Schwergutfraktion an die Scheidewand (16a) zentrifugiert. Im als konischer Schneckenrohrförderer ausgebildeten zweiten Abschnitt (15b), der keine Mitnehmerflügel enthält, wird die Schwergutfraktion zum Sammelraum (21) transportiert und durch erste Austragsöffnungen (22) ausgetragen, wobei das Feinkornmineralgemisch an der Scheidewand (16b) durch die kombinierten Drehbewegungen pulsierend fluidisiert und die Schwergutfraktion aufkonzentriert wird. Aus einem Ringraum (26) kann Fluid in den zweiten Abschnitt (15b) eingedüst und damit die Schwergutfraktion noch weiter gereinigt werden. Ein Verdrängerkörper (24) leitet die Leichtgutfraktion und Fluid zu zweiten Austragsöffnungen (23). Die Trennvorrichtung ist axial beweglich gelagert und wird mittels einer Noppenscheibe (31) in axiale Schwingungen versetzt.
Durch die zusammenwirkenden Bewegungen wird ein kontinuierliches Trennen Von Feinkornmineralgemisch ohne Verstopfung der Vorrichtung gewährleistet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer Schwergut- und einer Leichtgutfraktion aus einem Feinkornmineralgemisch unter Fliehkrafteinwirkung, wobei das Feinkornmineralgemisch mit einem Fluid vermengt als fluidisierter Gutstrom in Richtung einer Hauptachse aufgegeben wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Es ist bereits eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen bekannt (DE-PS 915 799), bei der mehrere Siebtrommeln auf den Armen eines Rotors angeordnet und um die vertikale Rotor-Drehachse planetenartig drehbar sind. Jede Siebtrommel ist dabei zusätzlich um ihre eigene, zur Rotor-Drehachse parallelen Achse in Umdrehung versetzbar. Die Zentrifuge weist ferner eine Verteileinrichtung zum Zuführen des Gemisches zu den Siebtrommeln, eine Materialaustragseinrichtung und eine Antriebseinrichtung für den Rotor und die Siebtrommeln auf. Bei dieser Zentrifuge ergibt sich infolge der Relativdrehung der Rotorarme und der Siebtrommeln eine zyklische Aenderung der auf das behandelte Gut in der Siebtrommel einwirkenden Zentrifugalkraft, so dass in dem jeweils der Rotor-Drehachse am nächsten liegenden Bereich der Siebtrommelwandung ein kurzzeitiges Abheben des Gutes von der Siebtrommelwandung erfolgt. Diese Pulsation bewirkt, dass das Gut von der Schwerkraft entlang der Siebtrommelwandung zum Auslass hin bewegt wird. Mit einer solchen Zentrifuge, bei der die von der Flüssigkeit befreiten Feststoffe am unteren Ende der Siebtrommeln austreten, ist jedoch eine Trennung von Feinkornmineralgemischen in Fraktionen nicht möglich.

[0003] Es ist ferner eine ähnliche Zentrifuge bekannt (DE-OS 29 02 691), die ebenfalls zum kontinuierlichen Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen bestimmt ist, und die in einem vertikalen Rotor planetenartig angeordnete, gegensinnig rotierende Filtertrommeln mit perforiertem oder geschlossenem Mantel aufweist, in denen sich das zu zentrifugierende Gut aber nicht über den Trommelmantel verschiebt sondern die Feststoffe mittels die Siebtrommeln durchsetzenden Schnecken oder Rinnen abgeführt werden. Auch diese Zentrifuge ist zum Trennen von fluidisierten Feinkornmineralgemischen nicht geeignet, weil sie lediglich ein Abscheiden von Flüssigkeit ermöglicht, während die Feststoffe gemeinsam ausgetragen werden.

[0004] Es ist schliesslich noch eine Vorrichtung zur Gewinnung einer Leichtgut- und einer Schwergutfraktion aus einem Feinkornmineralgemisch bekannt (DE-PS,11 33 321), bei welcher eine das Gemisch enthaltende Trübe achsial einem zylindrischen Gefäss aufgegeben wird. Das Gefäss weist in der zylindrischen Wandung mindestens eine schraubenförmige Austragrille für die Schwergutfraktion auf und enthält einen Propoller, mit dem die aufgegebene Trübe in Rotation versetzt wird. Der Austrag der Schwergutfraktion erfolgt im oberen Teil des Gefässes, das in Dreh-und Längsschwingungen versetzt wird, während die Leichtgutfraktion mittels eines Tauchhebers od.dgl. abgesaugt wird. Eine solche Vorricht sich lediglich für die Aufbereitung von sehr feir sem Material, ist von verhältnismässig komplizierte damit kostenaufwendiger Bauweise, neigt zudem zu Betriebsstörungen und erreicht nur kleine Durchsatzleistungen je Maschineneinheit.

[0005] Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein

[0006] Verfahren und eine kostengünstige Vorrichtung zum insbesondere kontinuierlichen Trennen eines Feinkornmineralgemisches in eine Schwergut- und eine Leichtgutfraktion zu schaffen, die ein qualitativ einwandfreies, zuverlässiges und störungsfreies Trennen von beliebigen, keinen einschränkenden Bedingungen hinsichtlich der wichtemässigen Zusammensetzung unterworfenen Feinkornmineralgemischen mit grösseren Durchsatzleistungen gewährleisten.

[0007] Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe besteht in dem im Patantanspruch 1 gekennzeichneten Verfahren und in der im unabhängigen Patentanspruch 8 gekennzeichneten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlicher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:

Fig.1 einen Längsschnitt durch eine Trennvorrichtung nach der Erfindung, wobei von den mehreren gleichen Scheideelementen nur eines dargestellt ist,

Fig.2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung im Be--ch der Aufteilung des aufgegebenen Gutstromes längs der linie II - II in Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt durch ein Scheideelement im Bereich dessen ersten Abschnittes längs der Linie III - III in Fig. 1, und

Fig.4 einen Querschnitt durch das Scheideelement im Bereich dessen zweiten Abschnittes längs der Linie IV - IV in Fig. 1.

[0010] In einem auf der Zeichnung nicht näher dargestellten Gehäuse der Trennvorrichtung ist in z.B. Kugellagern 1 eine Zentralwelle 1a drehbar gelagert. Die Zuführung des in Fig.1 symbolisch durch einen Pfeil 2 wiedergegebenen fluidisierten Gutstromes erfolgt über eine mit der Zentralwelle 1a koaxiale Rohrleitung 3, so dass der Gutstrom in Richtung der durch die Zentralwelle 1a bestimmten Hauptachse A der Trennvorrichtung aufgegeben wird. Das in Wichtefraktionen zu trennende Feinkornmineralgemisch wird wie üblich in einem Vorratsbehälter mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, oder Gas, insbesondere Luft,vermengt, wozu der Vorratsbehälter ein Rührwerk enthält bzw. mit einem Gebläse ausgerüstet ist. Einrichtungen für eine solche Behandlung von zu trennendem Gut sind bestens bekannt, so dass sie nicht näher beschrieben werden brauchen und auch auf der Zeichnung nicht dargestellt sind.

[0011] Im folgenden wird die Vorrichtung zunächst am Beispiel von zu trennendem nassen, also mit Flüssigkeit vermengten Gut beschrieben.

[0012] Am aufgabeseitigen Ende der Zentralwelle 1a wird der Gutstrom 2 in mehrere, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in vier Teilgutströme 2a aufgeteilt. Zum Aufteilen des Gutstromes 2 trägt die Zentralwelle 1a am eingabeseitigen Ende als Zentrifugalverteiler eine Zentrifugalpumpe 6, deren Gehäuse 7 an der Zentralwelle 1a z.B. angeflanscht ist und als Auslässe 8 vier seitlich abgehende Zuteilarme 8a in Form von mit Flanschen versehenen Rohrabzweigen aufweist. An den Einlauf der Zentrifugalpumpe 6 ist ein Rohrstück 5 angeflanscht, an das die Rohrleitung 3 über eine Dichtung 4, wie sie zum Abdichten von drehenden Wellen verwendet werden, angeschlossen ist.

[0013] Vier langgestreckte Scheideelemente 1_-4 sind rings um die Zentralwelle 1a gleichmässig verteilt angeordnet, wobei ihre Längsachsen B parallel zur Hauptachse A verlaufen. Jedes Scheideelement 14 ist um seine Längsachse B in z.B. Kugellagern 13 drehbar gelagert, die in an der Zentralwelle 1a befestigten Tragarmen oder Tragscheiben 12 eingesetzt sind. Von den untereinander gleich ausgebildeten Scheideelementen 14 ist in Fig.1 nur eines dargestellt: Jedes Scheideelement 14 weist einen im wesentlichen rohrartigen Hohlkörper 15 auf, dessen innere Mantelfläche 16 die Scheideelementwand bildet. An jeden Zuteilarm 8 des Pumpengehäuses 7 ist ein Rohrbogen 11 angeflanscht, der an seinem Auslassende über eine Dichtung 17, die gleich oder ähnlich wie die Dichtung 4 ausgebildet ist, mit einem der Scheideelemente 14 verbunden ist.

[0014] Im Betrieb rotiert die Zentralwelle 1a mit den auf ihren Tragarmen oder Tragscheiben 12 angeordneten Scheideelementen 14 um die Hauptachse A und gleichzeitig und unabhängig davon rotieren die Scheideelemente 14 um ihre Längsachsen B. Die hierzu erforderliche, auf der Zeichnung nicht dargestellte Antriebseinrichtung kann beliebig ausgebildet sein, ist jedoch vorzugsweise so eingerichtet, dass für die Zentralwelle 1a und für die Scheideelemente 14 die Drehrichtungen und die Drehzahlen wählbar sind. In Fig.1 ist der rotierende Antrieb der Zentralwelle 1a durch ein Antriebsglied 29 und der rotierende Antrieb des Scheideelementes 14 durch eine Getriebe-Zahnradpaar 19 schematisch dargestellt.

[0015] Die Scheideelemente 14, die weiter unten noch ausführlich beschrieben werden, sind gegen Durchsatzänderungen sehr empfindlich. Aenderungen im Volumen und/oder im Feinkornmineralgemischanteil des dem Scheideelement aufgegebenen Teilgutstromes würden zwangsläufig und automatisch auch eine Aenderung der Scheideleistung des Scheideelementes zur Folge haben. Gleichförmigkeit der Gutaufgabe ist daher eine wesentliche Voraussetzung für eine hohe Scheideleistung. Gemäss einem ersten Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung wird deshalb der kontinuierlich aufgegebene Gutstrom in mehrere, hier in vier dosierte Teilgutströme mit gleichem Volumen und gleichem Anteil an Feinkornmineralgemisch aufgeteilt. Hierzu enthält die Trennvorrichtung die oben bereits als Zentrifugalverteiler erwähnte Zentrifugalpumpe 6, die aus dem Vorratsbehälter mit Feinkornmineralgemisch gespeist wird und von der alle Scheideelemente 14 gleichförmig beschickt werden. Da nun die Scheideleistung jedes Scheideelementes 14 mit der Dosierung des ihm aufgegebenen Feinkornmineralgemisches gekoppelt ist, ist zur Erzielung einer hohen Scheideleistung jeweils auch eine richtige und angepasste Dosierung durch die Zentrifugalpumpe erforderlich. Deshalb ist hier die Dosierung zum einen durch eine einfache Veränderung des Laufrades mit den Flügeln bzw. Schaufeln der Zentrifugalpumpe an die Spezifikation des jeweiligen Gutstromes, z.B. der Trübe anpassbar und zum anderen die Drehzahl der Zentrifugalpumpe für das jeweils gegebene Feinkornmineralgemisch optimierbar. Wie in Fig.1 und Fig.2 gezeigt ist, weist das Laufrad 9 der Zentrifugalpumpe 6 so viele Schaufeln oder Flügel 10 auf, wie Scheideelemente 14 vorhanden sind, wobei die Flügel 10 auf die Zuteilarme 8a des Pumpengehäuses 7 ausgerichtet sind (Fig.2). Das Laufrad 9 bzw. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Pumpenkreuz mit den Schaufeln oder Flügeln 10 ist als eine auswechselbare Baueinheit gestaltet, die an der Stirnseite der Zentralwelle 1a justierbar und befestigbar ist.

[0016] Zur kontinuierlichen Scheidung des Feinkorn.mineralge- misches in eine Schwergut- und eine Leichtgutfraktion wird jeder dosierte Teilgutstrom 2a, z.B. ein aus einer Flüssigkeit und einem,materialabhängig unterschiedlichen,Anteil an Feinkornmineralgemisch bestehender Trübestrom in einer nahezu laminaren Strömung in das ihm zugehörige Scheideelement 14 eingeführt, wobei der rohrartige Hohlkörper 15 des rotationssymmetrischen Scheideelementes 14 mit der Scheidewand 16 den Teilgutstrom periphär umschliesst und für diesen den Abscheidebereich bildet.

[0017] Erfindungsgemäss rotiert der Teilgutstrom in einem ersten Abschnitt des Abscheidebereiches mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Scheidewand um seine Längsachse B. Hierzu weist der rohrartige Hohlkörper 15 des Scheideelementes 14 einen ersten, zylindrischen Abschnitt 15a auf, in dem, wie in Fig.3 gezeigt, vorzugsweise Mitnehmerflügel 18 angeordnet sind. Durch diese Eigenrotation des Teilgutstromes wird das Feinkornmineralgemisch in diesem ersten Abschnitt an den Scheidewandabschnitt 16a zentrifugiert. Gleichzeitig wird der Teilgutstrom mit dem Scheideelement 14, das um seine Längsachse B rotiert, auch um die ausserhalb des Scheideelementes 14 liegende Hauptachse A rotiert, und zwar vorzugsweise mit einer von der Drehzahl der Eigenrotation unterschiedlichen Drehzahl. Diese kombinierte Drehbewegung führt zu einer zyklischen Aenderung der auf das Feinkornmineralgemisch an der Scheidewand einwirkenden Zentrifuglakraft, wodurch, wie bekannt, eine Fluidisierung oder Pulsation des Feinkornmineralgemisches bewirkt und die vom herkömmlichen Setztisch her bekannte Scheidearbeit aufgebracht wird. Während aber beim Setztisch für gegebene Massen die Grösse der Scheidekraft, bzw. den Betrag des Scheidevektors maximal durch die Erdbeschleunigung g gegeben ist, so ist sie bei den rotierenden Scheideelementen durch die Zentrifugalbeschleunigung bzw. durch die Drehzahl bestimmt, mit der man leicht auch auf wirtschaftliche Weise für die Zentrifugalbeschleunigung Werte von 60 g erreichen kann. Dementsprechend schneller und genauer erfolgt bei dem Scheideelement die Scheidung des Feinstoffmineralgemisches in eine Schwergutfraktion, die unmittelbar an der Scheidewand ansteht, und eine darauf liegende Leichtgutfraktion. Im Zentrum des so gebildeten Pfropfens befindet sich dann das Fluid, d.h. die Flüssigkeit oder das Gas.

[0018] Aus dem ersten Abscheidebereich-Abschnitt, in dem der Gutpfropfen durch die in ihn eingreifenden Mitnehmerflügel 18 erzwungen mit der gleichen Drehzahl rotiert wie die Scheidewand 16, tritt der Teilgutstrom mit dem nun schon vorsortierten Feinkornmineralgemisch in den zweiten Abschnitt ein, in welchem erfindungsgemäss seine Eigenrotation verlangsamt und der Teilgutstrom bzw. der Gutpfropfen in einer schraubenartigen Bahn entlang der Scheidewand 16b dieses zweiten Abschnittes zum Austrag hin geführt wird. Für den Teilgutstrom bzw. Gutpfropfen wird eine abnehmende Eigenrotation auf einfache Weise dadurch erreich, dass in dem zweiten Abschnitt des Scheideelementes 14 die Mitnehmerflügel 18 weggelassen sind. Sobald also der Teilgutstrom bzw. der Gutpfropfen aus den Bereich der Mitnehmerflügel 18 austritt wird seine Eigenrotation wegen mangelnder Energiezufuhr verhältnismässig schnell abklingen, so dass die Scheidewand 16b schneller rotiert als der noch rotierende Teilgutstrom bzw. Gutpfropfen und so inbezug auf letzteren eine relative Drehbewegung ausführt. Diese relative Drehbewegung wird ausgenutzt, um das an der Scheidewand 16b anliegende Gut auf der schraubenartigen Bahn zum Austrag hin zu fördern. Hierzu sind im zweiten Abschnitt des Scheideelementes 14 in die Scheidewand 16b vorzugsweise mehrere schraubengewindeartige Rillen oder Nuten 20 vorgesehen, deren Steigungsrichtung so gewählt ist, dass bei der vorgesehenen Drehrichtung des Scheideelementes 14 um seine Längsachse B die hussenschicht des Teilgutstromes bzw. Gutpfropfens gegen den Austrag hin geschraubt wird. Damit bei hoher innerer Reibung des Feinkornmineralgemisches der Vorschub zum Austrag hin nicht durch den Reibungswiderstand in den schraubengewindeartigen Rillen oder Nuten 20 zum Erliegen kommt, wird die in den Rillen oder Nuten 20 an der Scheidewand 16b anliegende Schwergutfraktion mit einer zusätzlichen, in Richtung auf den Austrag hin wirkende Kraftkomponente beaufschlagt. Diese zusätzliche Kraftkomponente für den Materialtransport wird vorzugsweise auf einfache Weise dadurch erzeugt, dass der zweite Abschnitt des Abscheidebereiches auf den Austrag hin stetig aufgeweitet wird, d.h. der zweite Abschnitt des Scheideelementes 14 eine konische Form mit zum Austrag hin zunehmenden Durchmesser hat. Die bei rotierendem Scheideelement 14 längs der Transportbahn zunehmende Zentrifugalbeschleunigung liefert dann diese zusätzliche Kraftkomponente und zwar unabhängig von der Art des Feingutmineralgemisches und unabhängig von der Lage der Scheideelemente 14 im Raum, so dass bei höheren Drehzahlen, wie sie an sich vorgesehen sind, die Vorrichtung auch mit horizontal angeordneter Zentralwelle 1a betrieben werden kann. Während demnach in dem ersten Abschnitt 15a die Separation des Feinkornmineralgemisches stattfindet, erfolgt im zweiten Abschnitt 15b der Transport der abgeschiedenen Schwergutfraktion zum Austrag hin, wobei der zweite Abschnitt 15b als ein vorzugsweise konischer Schneckenrohrförderer ausgebildet ist.

[0019] Durch die Ausbildung des zweiten Abschnittes 15b in Form eines Schneckenrohrförderers wird auch eine noch bessere Trennung des Feinkornmineralgemisches erreicht. Da das durch die Kombination der Drehbewegungen um die Hauptachse A und um die Längsachse B hervorgerufene Fluidisieren und Pulsieren des Feinkornmineralgemisches auch im zweiten Abschnitt 15b des Scheideelementes 14 und vor allem an der Scheidewand 16b weiter wirkt entsteht in den Schraubengängen, d.h. in den Rillen oder Nuten 20, die für die von ihnen erfasste Schwergutfraktion eine wesentlich längere Austragszeit als für die daraufliegende,im wesentlichen Leichtgut umfassende Innenlage bedingen, eine weitere Aufkonzentration der Schwergutfraktion.

[0020] Die so noch weiter aufkonzentrierte Schwergutfraktion gelangt in einen im zweiten Scheideelement-Abschnitt 15b etwas oberhalb dessen Bodens 15c vorgesehenen Sammelraum 21, der von einer von der Scheidewand 16b einwärts abstehenden ringümlaufenden Wand 21a gebildet ist, und wird aus diesen durch vorzugsweise verstellbare erste Austragsöffnungen 22, die entlang dem Sammelraum 21 verteilt sind, ausgetragen und wie üblich abgeführt. Die im zweiten Abschnitt 15b des Scheideelementes 14 näher der Längsachse B liegende Leichtgutfraktion sowie der grösste Teil von dem im Zentrum befindlichen Fluid, z.B. Flüssigkeit, werden radial durch am Umfang des Hohlkörpers 15 am Boden 15c angeordnete, vorzugsweise ebenfalls verstellbare zweite Austragsöffnungen 23 ausgetragen. Zur Erleichterung des Austrags der Leichtgutfraktion befindet sich am Boden 15c ein mit der Längsachse B koaxialer konischer Verdrängungskörper 24. Die ausgetragene Leichtgutfraktion wird wie üblich in Gefässen gesammelt und abgeführt.

[0021] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist jedes rohrartige Scheideelement 14 im Bereich des zweiten Abschnittes 15b von einem Aussenmantel 25 umgeben, der um den zweiten Abschnitt 15b herum einen Ringraum 26 begrenzt. Der Ringraum 26 steht über eine Vielzahl von z.B. radialen Düsenbohrungen 27 (Fig.4) mit dem Innenraum des zweiten Hohlkörperabschnittes 15b in Verbindung. Durch eine auf der Zeichnung nicht dargestellte z.B. von einer hohlen Zentralwelle 1a zu dem Ringraum führende Leitung wird dem Ringraum 26 Fluid, Flüssigkeit oder Gas zugeführt, welches durch die Düsenbohrungen 27 in den zweiten Abschnitt 15b eingedüst wird. Wenn der zweite Abschnitt 15b mit Schraubengängen ausgestattet ist, sind die Düsenbohrungen 27 am Boden der Rillen oder Nuten 20 angeordnet. Bei rotierendem Scheideelement wird das unter Druck durch die Düsenbohrungen 27 eingedüste Fluid nur in der Abhebephase der Fluidisierung wirksam , so dass dort die an der Scheidewand 16b angesammelte Schwergutfraktion im wesentlichen radial von dem Fluid durchströmt und von allenfalls in ihr noch vorhandenen Leichtgutpartikeln gereinigt wird, die durch das eingedüste Fluid nach innen zur Längsachse B hin, d.h. in die separierte Leichtgutfraktion geschwemmt bzw. geblasen und mit dieser ausgetragen werden. Wenn als eingedüstes Fluid Luft verwendet wird, weist der Aussenmantel 25 zweckmässig einen Längsschlitz 28 auf, bei dem, wie in Fig.4 gezeigt ist, der die eine Längsseite begrenzende Wandbereich schräg nach aussen gestellt ist, so dass bei in Pfeilrichtung rotierendem Scheideelement Luft aus der Umgebungsatmosphäre durch den Schlitz 28 in den Ringraum 26 gepresst wird und keine zusätzlichen Zuführungsleitungen zum Ringraum erforderlich sind.

[0022] Dieses oben beschriebene zusätzliche Eindüsen von Gas, insbesondere Luft in den zweiten Hohlkörper-Abschnitt 15b ist vor allem bei einem trockenen Gutstrom, also bei einem mit Gas, insbesondere Luft vermengten Feinkornmineralgemisch vorteilhaft und wird deshalb bei der Separierung von trockenem Gut stets vorgesehen. Für die Separierung von solchem trockenen Feinkornmineralgemisch ist die Vorrichtung im übrigen ebenso ausgebildet, wie vorstehend für die Separierung von nassem, mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser vermengtem Feinkornmineralgemisch, lediglich mit dem Unterschied, dass als Zentrifugal-Verteiler 6 anstelle einer Zentrifugalpumpe ein Zentrifugalgebläse eingesetzt wird.

[0023] Unvorhergesehene Veränderungen im Feststoffgehalt des Gutstromes können unter Umständen zu Betriebsstörungen, wie Verstopfungen von Leitungsteilen der Vorrichtung führen. Um solche Störungen auszuschliessen, werden in Weiterbildung der Erfindung insbesondere die um die Hauptachse A rotierenden Teilgutströme zusätzlich noch einer Schwingung längs ihrer Längsachsen B ausgesetzt, so dass gesamthaft gesehen, die Teilgutströme eine räumliche Schwingung ausführen. Diese räumliche Schwingung der Teilgutströme beeinflusst auch stark den Trennvorgang selbst, so dass durch sie eine noch höhere Aufkonzentration der Schwergutanteile erreicht werden kann. Zur Aufbringung einer solchen räumlichen Schwingung ist der Rotor der Vorrichtung, d.h. die Zentralwelle 1a mit dem Zentrifugal-Verteiler 6 und den Scheideelementen 14 längs der Hauptachse A hin und her verschiebbar gelagert, indem z.B. die Kugellager 1 im Gehäuse schwingfähig gelagert werden und eine zusätzliche Antriebsvorrichtung zum Schwingen der Zentralwelle 1a vorgesehen wird. Bei vertikal angeordneter Zentralwelle 1a kann zur Ausführung solcher Schwingungen z.B. die Zentralwelle 1a mit ihren Kugellagern 1 in im Gehäuse angeordneten, Lagerbolzen und Blattfedern umfassenden Schwinglagern 31 gelagert sein und mit ihrer unteren Stirnfläche auf einer Unwuchtscheibe oder Noppenscheibe 30 aufruhen, die im Gehäuse fest angeordnet ist.

[0024] Wie erwähnt, sind die Antriebseinrichtungen für die Zentralwelle 1a und die Scheideelemente 14 hinsichtlich Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit einstellbar, so dass die Scheideelemente 14 in gleicher oder in entgegengesetzter Richtung wie die Zentralwelle 1a rotieren können. Da dann sowohl die Drehzahl um die Hauptachse A, welche die Dosierung der Teilgutströme 2a bestimmt, als auch die Drehzahl der Scheideelemente 14 im Betrieb verstellbar sind, kann für jedes Feinkornmineralgemisch ein optimales Scheideverfahren erstellt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung einer Schwergut- und einer Leichtgutfraktion aus einem Feinkornmineralgemisch unter Fliehkrafteinwirkung, wobei das Feinkornmineralgemisch mit einem Fluid vermengt als Gutstrom in Richtung einer Hauptachse aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierlich aufgegebene Gutstrom in mehrere dosierte Teilgutströme mit gleichem Volumen und gleichem Anteil an Feinkornmineralgemisch aufgeteilt und jeder Teilgutstrom durch einen sich in einem Abstand parallel zur Hauptachse erstreckenden und von einer rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche eines rohrartigen Scheideelementes umschlossenen Abscheidebereich geführt wird, wobei die Scheideelemente sowohl gemeinsam um die Hauptachse wie auch einzeln um ihre eigene Längsachse rotieren, dass jeder Teilgutstrom in einem ersten Abschnitt seines Abscheidebereiches zum Rotieren um die Längsachse mit angenähert gleicher Winkelgeschwindigkeit wie das Scheideelement gebracht wird, um das Feinkornmineralgemisch an die innere Mantelfläche zu zentrifugieren, wobei durch die zusammenwirkenden Drehbewegungen des Scheideelementes um die Haupt- und um die Längsachse das Feinkornmineralgemisch fluidisiert wird und sich die Schwergutfraktion von der Leichtgutfraktion getrennt an der Mantelfläche ansammelt, und in einem daran anschliessenden zweiten Abschnitt des Abscheidebereiches die Drehbewegung des Teilgutstromes reduziert und die angesammelte Schwergutfraktion an der Mantelfläche zu seitlichen Austragsöffnungen bewegt und durch sie ausgetragen wird, während die Leichtgutfraktion und Fluid am Ende des Abscheidebereiches ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Abschnitt des Abscheidebereiches die angesammelte Schwergutfraktion in einer schraubenartigen Bahn über die Mantelfläche zu den Austragsöffnungen bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die angesammelte Schwergutfraktion im zweiten Abschnitt des Abscheidebereiches über eine sich vom ersten Abschnitt zum Ende des Abscheidebereiches konisch erweiternde Mantelfläche zu den Austragsöffnungen bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Scheideelement durch eine Vielzahl von seitlichen Düsen von aussen Fluid in den zweiten Abschnitt des Abscheidebereichs eingedüst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden Scheideelemente Schwingungen in Richtung ihrer Längsachsen ausführen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der einzelnen Scheideelemente um ihre Längsachsen gleich oder entgegengesetzt der Drehrichtung der Scheideelemente um die Hauptachse ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass dieeinzelnen Scheideelemente um ihre Längsachsen mit einer Drehzahl und die Scheideelemente um die Hauptachse mit einer anderen Drehzahl rotieren.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in an einer Zentralwelle (1a) befestigten Halterungen (12) in gleichmässiger Verteilung rings um die Zentralwellen-Achse, im folgenden Hauptachse (A) genannt, mehrere rohrartige Scheideelemente (14) um ihre zur Hauptachse (A) parallelen Längsachsen (B) drehbar angeordnet sind und in der Zentralwelle (1a) ein Zentrifugalverteiler (6) mit koaxialem Laufrad (9), koaxialem Einlauf (5) und periphären Auslässen (8) integriert ist, wobei von den Auslässen (8) jeder an eines der Scheideelemente (14) über einen Leitungsbogen (11) und eine Dichtung (17) für Drehbewegung angeschlossen und der Zentrifugal- Verteiler (6) eingerichtet ist, um ein in Form eines Gutstromes durch den Einlauf (5) aufgegebenes Fluid-Feinkornmineralgemisch in dosierten Teilgutströmen gleichmässig auf die Scheideelemente (14) aufzuteilen, dass eine oder mehrere Antriebsvorrichtungen vorhanden sind, an die die Zentralwelle (1a) und die Scheideelemente (14) angeschlossen oder ankuppelbar sind, um die Zentralwelle (1a) mit dem Zentrifugal-Verteiler (6) und den Scheideelementen (14) um die Hauptachse (A) und gleichzeitig die Scheideelemente (14) um ihre Längsachsen (B) rotieren zu lassen, und dass jedes rohrartige Scheideelement (14) eine inbezug auf die Längsachse (B) rotationssymmetrische innere Mantelfläche (16) hat, in einem ersten Abschnitt (15a) am Einlaufende Mitnahmemittel (18) für den Teilgutstrom enthält, um diesen in dem ersten Abschnitt mit angenähert gleicher Winkelgeschwindigkeit wie das Scheideelement (14) in Rotation um die Längsachse (B) zu versetzen, und einen daran anschliessenden topfartigen zweiten Abschnitt (15b) umfasst, der durch einen Boden (15c) abgeschlossen ist, oberhalb des Bodens (15c) einen an der inneren Mantelfläche (16) ringsumlaufenden und zum ersten Abschnitt (15a) hin offenen Schwergut-Sammelraum (21) mit einer Vielzahl von nach aussen führenden ersten Austragsöffnungen (22) zum Aufnehmen und Austragen der an der inneren Mantelfläche (16) abgelagerten und entlang dieser zum Sammelraum (21) bewegten Schwergutfraktion aufweist, und am Boden (15c) seitlich nach aussen führende zweite Austragsöffnungen (23) zum Austragen der Leichtgutfraktion und von Fluid aus dem zentralen Raumbereich um die Längsachse (B) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder die zweiten Austragsöffnungen (22 bzw. 23) verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abschnitt (15a) jedes Scheideelementes (14) zum Drehen des Teilgutstromes radiale Mitnehmerflügel (18) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (15b) jedes Scheideelementes (14) eine sich vom ersten Abschnitt (15a) zum Boden (15c) hin erweiternde konische innere Mantelfläche (16b) hat.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (15b) jedes Scheideelementes (14) als Schneckenrohrförderer mit wenigstens einem vom ersten Abschnitt (15a) zum Schwergut-Sammelraum (21) hinführenden und von einer Rille oder Nut (20) in der inneren Mantelfläche (16b) gebildeten Schraubengang ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Sche.ideelement (14) am Boden (15c) des zweiten Abschnittes (15b) ein mit der Längsachse (B) koaxialer Verdrängerkörper (24) angeordnet ist, um die Leichtgutfraktion und Fluid zu den zweiten Austragsöffnungen (23) zu leiten.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (15b) jedes Scheideelementes (14) von einem Aussenmantel (25) umgeben ist, um rings um den zweiten Abschnitt (15b) herum einen äusseren, mit Fluid speisbaren Ringraum (26) zu bilden, von dem eine Vielzahl von an der inneren Mantelfläche (16b) einmündenden Düsenbohrungen (27), die bei einem als Schneckenradförderer ausgebildeten zweiten Abschnitt (15b) entlang den Rillen oder Nuten (20) angeordnet sind, in den zweiten Abschnitt (15b) des rohrartigen Scheideelementes (14) hineinführen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (25) einen radial erweiterten Längsschlitz (28) aufweist, um bei rotierendem Scheideelement (14) Luft als Fluid in den Ringraum (26) einzuspeisen und durch die Düsenbohrungen (27) in den zweiten Abschnitt (15b) hineinzublasen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für ein nasses Feinkornmineralgemisch mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser als Fluid der Zentrifugal-Verteiler (6) aus einer Zentrifugalpumpe besteht, deren Laufrad (9) koaxial in die Zentralwelle (1a) auswechsel- und verstellbar eingesetzt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für ein trockenes Feinkornmineralgemisch mit einem Gas, insbesondere Luft als Fluilder Zentrifugal-Ver-teiler (6) aus einem Zentrifugalgebläse besteht, dessen Laufrad (9) koaxial in die Zentralwelle (1a) auswechsel-und verstellbar eingesetzt ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (1a) mit dem Zentrifugal-Verteiler (6) und den Scheideelementen (14) längs der Hauptachse (A) hin und her verschiebbar angeordnet ist und mit Antriebsmitteln (30) zur Ausführung von schwingungsartigen Hin- und Herbewegungen verbunden ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (1a) horizontal gelagert ist.

Zeichnung