Verfahren zur selektiven Abtrennung von Partikeln aus einer Suspension

Abstract

 Eine elektrodynamische Einrichtung zur Fragmentierung von Festkörpern hat ein Reaktionsgefäß, in dem in eine darin enthaltene Prozessflüssigkeit Fragmentiergut eingeleitet wird und der Entladung einer Kondensatorbank ausgesetzt wird. Um das fragmentierte Gut in Korngrößenbereiche unterteilen zu können sitzt am Anfang der Absaugvorrichtung ein auswechselbarer Korb aus einem Maschengewebe vorgesehener Weite. Durch die elektrische Entladung wird dieser Korb durch Schockwelleneinwirkung immer wieder von Anlagerungen frei gemacht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Absaugeinrichtung in einer schockwellenerzeugenden Fragmentiereinrichtung zum Absaugen fragmentierten Gutes.

[0002] In herkömmlichen Einrichtungen zum Zerkleinern, wie Backenbrecher, Prallbrecher, und Mahlen, wie Wälzmühlen und Schlagmühlen, können zerkleinerte Partikel nach Erreichen der vorgesehenen Grenzkorngröße nicht ohne weiteres aus der Suspension abgesaugt werden, weil beim Absaugen die Partikel die Siebgewebe zusetzen und verstopfen.

[0003] Bekannt sind Fragmentieranlagen, in denen über stromstarke Entladungen in einer Prozessflüssigkeit Schockwellen entlang den Entladungskanälen an dem zu fragmentierenden Gut entlang erzeugt werden, die dann auf das zu fragmentierende Gut, von außen schlagend, einwirken.

[0004] Eine energetisch optimierte Art der Fragmentierung wird in der DE 195 34 232 beschrieben. In ihr wird zu zertrümmerndes Gut gemäß dem erläuterten Prinzip FRANKA elektrischen Entladungen eines kapazitiven Speichers ausgesetzt, und zwar derart, dass durch die elektrischen Entladungen in den Entladungskanälen von der Hochspannungselektrodenspitze bis zum elektrisch leitenden Bodenbereich Schockwellen erzeugt werden, die auf die Umgebung belastend einwirken und dementsprechend konstruktive Maßnahmen für einen technisch brauchbaren Dauerbetrieb verlangen.

[0005] Das in das Reaktionsgefäß eingefüllte, in der Prozessflüssigkeit absinkende Fragmentiergut wird im Reaktionsraum zwischen der Spitze der Hochspannungselektrode und dem Boden des Gefässes den elektrischen Entladungen eines kapazitiven Energiespeichers ausgesetzt und zertrümmert. Ab einer gewissen Korngröße werden Fraktionenteile durch die Entladung bzw. die Schockwelle in Folge in der Prozeßflüssigkeit aufgewirbelt und darin verteilt. Es entsteht eine Art Suspension. Nicht abgesaugte Fraktionsteile hingegen, sinken wieder ab und werden erneut der Entladung und damit der weiteren Zertrümmerung ausgesetzt.

[0006] Entsprechend der Zuführung von zu zertrümmerndem Gut muss das fragmentierte Gut abgesogen werden. Für die weitere Prozessierung des fragmentierten Gutes ist es von Wichtigkeit, daß das Gut in Korngrößenbereiche aufgeteilt werden kann, ähnlich wie Kies bzw. Sand von Kieswerken.

[0007] Hieraus ergibt sich die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, nämlich eine Absaugvorrichtung in die Prozessflüssigkeit zu hängen, mit der während des Prozessierens ständig bis zu maximal vorgegebenen Korngröße fragmentiertes Gut abgesogen werden kann.

[0008] Die Aufgabe wird durch eine Absaugvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und seiner kennzeichnenden Merkmale gelöst.

[0009] Der Korb am Ende der Absaugvorrichtung, die in die Prozessflüssigkeit ragt, und das den Korb umhüllende Maschengewebe sind aus einem zähen, schockwellenresistenten Material. Die Maschenweite des Gewebes legt fest, bis zu welcher Korngröße in der Prozessflüssigkeit schwebende Partikel abgesaugt werden. Partikel mit darüber liegender Korngröße, Überkorn, werden in der Prozessflüssigkeit gehalten und durch die am Korb ankommende Schockwelle und deren loslösender Wirkung erneut in das Fragmentiervolumen zurückgezwungen, um dem folgenden Zertrümmerungsvorgang erneut ausgesetzt zu werden.

[0010] Je nach Prozessgut und dazu geeigneter Prozessflüssigkeit ist das Maschengewebe einerseits aus einem elektrisch leitfähigem Gewebe wie Edelstahl (Anspruch 2), das, wie gefordert über die mechanische Belastung hinaus chemisch resistent ist gegen die Prozessflüssigkeit und der darin gelösten Stoffe, oder aus einem dielektrischen Gewebe wie hochzähe Kunststoffe mit eben solchen mechanisch und chemisch resistenten Eigenschaften.

[0011] Da solche Absaugkörbe schnell austauschbar sind und durch Absaugkörbe mit anderer umgebender Maschenweite am Absaugkorb ersetzt werden können, ist die Erzeugung schmalbandiger Korngrößenschüttungen leicht erzielbar. Bei jeder Stoßwellenerzeugung findet stets auch ein Freiklopfen des den Absaugkorb umgebenden Gitters statt. Dadurch erst ist ein kontinuierlicher Betrieb einer solchen Fragmentieranlage möglich, der nicht durch eine besondere Reinigungsphase unterbrochen werden muß.

[0012] In der Zeichnung ist eine Fragmentieranlage skizziert, deren Zertrümmerungseinrichtung nach dem Prinzip der elektrischen Entladung eines kapazitiven Energiespeichers, dem FRANKA-Prinzip beispielsweise, arbeitet. Die Zeichnung zeigt in ihrer Figur 1 die elektrodynamische Fragmentierung im Prinzip und in ihrer Figur 2 den Reaktionsbehälter während des Prozesses.

[0013] Das Reaktionsgefäß (Figur 2) ist teilweise mit Prozessflüssigkeit gefüllt, die hier Wasser ist, weil z.B. solche Stoffe wie Keramik, Glas und Minerale fragmentiert werden sollen. In die Flüssigkeit ragt die Hochspannungselektrode entlang der Gefäßachse und hält mit ihrer freien Stirn einen vorgegebenen Abstand zum Boden des Gefäß. Die Hochspannungselektrode ist mit einer Isolation ummantelt, damit nur vom Bereich ihrer Spitze die Entladungen zum Boden des Reaktionsgefäßes hin erfolgen. Der Boden ist hier gekrümmt, etwa kugelförmig, so daß sich das Prozessgut dort ansammelt und sicher der Entladung ausgesetzt ist.

[0014] Die zu fragmentierenden, zunächst noch mehr oder weniger großvolumigen Festkörpersubstanzen werden über eine Zuleitung unter Beimengung von Wasser in das Reaktionsgefäß geschüttet (Figur 1), sinken darin ab und sind im eigentlichen Prozessvolumen, dem Bereich zwischen Elektrodenspitze und Gefäßboden, der dort stattfindenden Entladung ausgesetzt. Nach dem FRANKA-Prinzip (siehe DE 195 34 232) werden die zu fragmentierenden Stücke durch die Entladungswege durch sie hindurch einerseits explodiert und andrerseits durch Schockwelleneinwirkung zerschlagen. Die dabei von diesen Stromkanälen ausgehende Schockwelle breitet sich in die Umgebung aus und schlägt auf die Körper in ihrem Ausbreitungsweg ein. Die Entladungsfreuquenz wird durch die Aufladezeit für die Kondensatorbank nach oben begrenzt, ist aber darunter mit bekannten technischen Mitteln beliebig einstellbar. In einem Prototypversuch wurde beispielsweise mit einer Entladefrequenz von 10 Hz gefahren.

[0015] Die Absaugvorrichtung an ihrem Beginn, insbesondere der Saugkorb dort, wird durch die bei der Entladung entstehende Schockwelle in der Prozessflüssigkeit gerüttelt und von den an seinem Netz haftende Fragmente befreit, die dann in das Entladevolumen zurücksinken, um mit der folgenden Entladung erneut der Fragmentierung ausgesetzt zu werden.

[0016] Die Absaugkorb sitzt am Ende der Absaugvorrichtung (Anspruch 2), in dem die aus der Prozessflüssigkeit angesaugte Suspension zum Einlauf in die Sedimentwanne transportiert wird. Die Partikel setzen sich dort am Boden ab, und die von Schwebstoffen befreite Prozeßflüssigkeit wird schließlich wieder dem Reaktionsgefäß zugeführt.

Ansprüche

1. Absaugeinrichtung in einer gepulst betriebenen Fragmentiereinrichtung zum Absaugen fragmentierten Gutes, bestehend aus: aus einem Reaktionsgefäß, das bis zu einem vorgegebenen Niveau mit einer Prozessflüssigkeit gefüllt ist, in die zu fragmentierendes Gut eingeleitet wird und einem pulsförmigen Zertrümmerungsvorgang darin mindestens einmal ausgesetzt ist, um danach als in der Prozessflüssigkeit aufgewirbeltes, fragmentiertes Gut daraus über eine Absaugvorrichtung abgesogen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung im Reaktionsgefäß an ihrem Endbereich von einem Maschengewebe umhüllten Absaugkorb umgeben ist, wobei die Maschenweite der maximal abzusaugenden Korngröße, dem Unterkorn, entspricht, der Korb und das Maschengewebe aus einem zähen, schockwellenresistenten Material sind, welches Fragmente darüber liegender Korngröße, das Überkorn, am Durchkommen hindert, wodurch die dann durch die Einwirkung der dort auftreffenden Schockwelle erneut in das Fragmentiervolumen zurücksinken und dem folgenden Zertrümmerungsvorgang erneut ausgesetzt werden.

2. Absaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Maschengewebe aus elektrisch leitfähigem Material und chemisch inert gegenüber der Prozessflüssigkeit ist.

3. Absaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Maschengewebe aus dielektrischem Material und chemisch inert gegenüber der Prozessflüssigkeit ist.

Zeichnung