DE19616035C1 - Wasser-Bedüsungs-Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen auf stückigem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasser-Bedüsungs-Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen auf stückigem Gut, insbesondere auf Gesteinsbrocken.

Bei der Aufbereitung von Hartgestein, beispielsweise Kalkstein, tritt häufig das Problem auf, daß das gebrochene Gestein Verunreinigungen aufweist, die vor der Weiterverarbeitung (zu Kalk) abgetrennt werden müssen.

Derartige Verunreinigungen bestehen vor allem aus Ton, Lehm und Sand. Vor allem zäher tertiärer Ton stellt dabei ein erhebliches Problem dar.

Herkömmliche Läuterverfahren unter Einsatz beispielsweise von Waschtrommeln reichen nicht aus, eine ausreichende Abscheidung der Fremdstoffe zu erreichen.

In der Zeitschrift "Aufbereitungs-Technik" 35 (1994) Nr. 9, Seiten 478-485, ist deshalb zur Aufbereitung von verunreinigtem Hartgestein ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Gesteinsbrocken mittels Hochdruckbebrausung gereinigt werden.

Dem Aufsatz ist zu entnehmen, daß die Hochdruckbebrausung vorteilhaft ist. Ungelöst ist dabei jedoch der Umstand, daß Gesteinsbrocken von zum Teil erheblich unterschiedlicher Größe gereinigt werden müssen. Eine stationäre Vorrichtung führt insoweit dazu, daß der Abstand zwischen der Düse und dem zu reinigenden Gut zum Teil stark variiert und entsprechend die Reinigungsleistung unterschiedlich ist.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zur Verfügung zu stellen, die in Bezug auf eine möglichst vollständige Entfernung der genannten Verunreinigungen optimiert ist und auch in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden kann.

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß dieses Ziel durch eine Vorrichtung erreichbar ist, bei der die Lage der Wasserdüsen, relativ zu dem zu reinigenden Gut, variabel ist.

Dabei berücksichtigt die erfindungsgemäße Lehre sowohl den Umstand, daß Gesteinstücke unterschiedlicher Größe (Höhe) an der Bedüsungseinrichtung vorbeigeführt werden als auch Veränderungen der Düsenposition durch die beim Bedüsen auftretende Rückstoßkraft bei Verwendung einer biegsamen (flexiblen) Hochdruckleitung, die notwendig ist, um die genannte Anpassung des Abstandes zwischen Düse und Gut zu realisieren.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform umfaßt die Erfindung eine Wasser-Bedüsungs-Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen auf stückigem Gut, insbesondere auf Gesteinsbrocken, mit folgenden Merkmalen:

• - mindestens einer flexiblen Hochdruckleitung zur Zuführung von Wasser in mindestens eine am freien Ende jeder Hochdruckleitung angeordnete Austragsdüse,
• - mindestens einen Wegbegrenzer für den (die) Hochdruckleitung(en) zur Sicherung eines Mindestabstandes zwischen einem, dem Transport des Gutes dienenden Transportmittel und dem Düsenauslaß,
• - mindestens einer Einrichtung zur Ausübung einer Kraftkomponente auf das austragsseitige Ende einer zugeordneten Hochdruckleitung oder dessen (deren) Austragsdüse(n), entgegengesetzt zu der aus der Wasserbedüsung resultierenden Rückstoßkraft.

Gemäß dem erstgenannten Teilmerkmal soll die Hochdruckleitung flexibel (biegsam) sein. Auf dieses Weise wird es bei entsprechender Krümmung der Hochdruckleitung möglich, den Abstand zwischen Düse und Gut einzustellen. Der Wasserdruck verursacht dabei gleichzeitig eine Kraftkomponente, die kompensiert werden muß, damit die Hochdruckleitung, einschließlich ihrer Düse(n) nicht beliebig "auswandert". Zu diesem Zweck ist ein Wegbegrenzer vorgesehen, der einen Mindestabstand zwischen dem Düsenauslaß und dem Gut sichert. Dieser Mindestabstand kann empirisch anhand der Maximalgröße der zugeführten Gesteinsbrocken bestimmt werden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Wegbegrenzer um einen verstellbaren, aber festen Anschlag.

Die Einrichtung zur Ausübung einer Kraftkomponente auf das austragsseitige Ende einer zugeordneten Hochdruckleitung beziehungsweise deren Austragsdüse dient insbesondere der Kompensation einer aus der Wasserbedüsung resultierenden Rückstoßkraft.

Die Einrichtung kann dabei zum Beispiel aus einer Feder, insbesondere einer Druckfeder bestehen. Alternativ kann jedoch auch eine Kolben-/Zylinder-Einheit vorgesehen werden.

Im einfachsten Fall besteht die Einrichtung aus einem Gewicht, welches auf die Hochdruckleitung wirkt.

Insbesondere bei einer gegenläufig zur Krümmung der Hochdruckleitung gekrümmten Austragsdüse wird der Wegbegrenzer auf der einen Seite der Hochdruckleitung und die Einrichtung auf der gegenüberliegenden Seite der Hochdruckleitung angeordnet werden. Die nachstehende Figurenbeschreibung gibt hierzu nähere Erläuterungen.

Grundsätzlich kann die Einrichtung aber auch so ausgebildet werden, daß sie quasi in-situ den Wegbegrenzer umfaßt. Bei Verwendung einer Kolben-/Zylinder-Einheit wird diese Wegbegrenzung dann durch den maximalen Kolbenhub realisiert, wobei die Kolben-/Zylinder-Einheit in diesem Fall mit ihrem freien Ende an der Hochdruckleitung beziehungsweise der Austragsdüse befestigt ist.

Alternativ oder kumulativ kann die Einrichtung nach einer weiteren Ausführungsform auch einen Gleitarm umfassen, der senkrecht zur Transportrichtung des Gutes bewegbar geführt ist und zumindest einen, über die Austragsdüse in Richtung auf das Gut überstehenden Abschnitt aufweist.

Der Gleitarm erfüllt dabei die Funktion eines "Abstandhalters" zwischen der oder den Wasserdüsen und den zu reinigenden Gesteinsbrocken.

Beim Antransport der Gesteinsbrocken unter die Bedüsungsvorrichtung läuft der Gleitarm auf das entsprechende Stück auf und hebt dabei die Wasserdüsen derart an, daß das austragsseitige Ende der Düsen zwar beabstandet zur Oberfläche des zu reinigenden Gutes liegt, der Abstand jedoch im Sinne einer optimierten Waschleistung (Reinigungsleistung) minimiert ist. Anders ausgedrückt, der Gleitarm sorgt dafür, daß der Abstand zwischen dem austragsseitigen Ende der Düsen und der Oberfläche des zu reinigenden Gutes - unabhängig von der Größe der Gesteinsbrocken - in jedem Fall mehr oder weniger gleich ist.

Dabei kann der Gleitarm an einem Ende gelenkig gelagert sein und am anderen Ende mit der/den Austragsdüse(n) verbunden werden.

Um zu verhindern, daß das austragsseitige Ende der Düsen unmittelbar auf der Oberfläche des zu reinigenden Gutes zu liegen kommt kann nach einer Ausführungsform als weitere Sicherungsmaßnahme vorgesehen werden, das Austragsende der Düse(n) gegenüber dem korrespondierenden Abschnitts des Gleitarmens vom Gut weg versetzt anzuordnen. Auf diese Weise wird neben oder um die Austragsdüse herum eine Art zusätzlicher "Abstandhalter" am Ende des Gleitarmes ausgebildet.

Der an dem der Düse entgegengesetzten Ende vorzugsweise gelenkig gelagerte Gleitarm hat den Vorteil, daß die Düsenposition - in Transportrichtung des Gutes betrachtet - unabhängig von der Größe der antransportierten Gesteinstücke ebenfalls mehr oder weniger konstant ist. Dies ist insbesondere in Hinblick auf die Anordnung und Dimensionierung der Wasser-Hochdruckleitung wichtig.

Der vorstehend beschriebene, um die Austragsdüse herum angeordnete "Abstandhalter" ist aber auch unabhängig von dem beschriebenen Gleitarm realisierbar um so einen Mindestabstand zwischen dem austragsseitigen Ende der Düse und der Oberfläche des zu reinigenden Gesteinstückes sicherzustellen, und zwar unabhängig von dem eingangs genannten und beschriebenen Wegbegrenzer.

Die Vorrichtung ist einfach aufgebaut. Sie ermöglicht gleichwohl eine Anpassung an die Größe der zu reinigenden Gesteinstücke und - unabhängig von der Größe der Gesteinstücke - einen weitestgehend konstanten Abstand zwischen den Düsen und dem Gut. Hierin liegt ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung.

In dem Fall, in dem sich überhaupt kein Gesteinsbrocken unterhalb der Bedüsungseinrichtung befindet erreicht die Düse zwangsläufig ihre "tiefste" Position gegenüber dem Transportmittel für das zu reinigende Gut. Die Vorrichtung kann dabei so ausgelegt sein, daß die Hochdruckleitung oder die Düse in dieser Position einen Endlagenschalter aktiviert, der die Wasserzufuhr unterbricht. Nach dem Antransport eines weiteren Gesteinstücks und Auflaufen des beschriebenen Gleitarmes wird die Düse entsprechend wieder angehoben und der Endlagenschalter gelöst, unter gleichzeitiger Reaktivierung der Wasserzufuhr.

Die genannte "Endposition" der Hochdruckleitung beziehungsweise Düse(n) kann auch dadurch signalisiert werden, daß die Hochdruckleitung auf dem Wegbegrenzer (Widerlager) aufliegt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus amen Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Dabei zeigen - jeweils in stark schematisierter Darstellung -

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten, allgemeinen Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer als Druckfeder ausgebildeten Einrichtung zum Kompensieren der aus der Wasserbedüsung resultierenden Rückstoßkraft,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung in einer dritten Ausführungsvariante mit einem Gleitarm.

In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt eine Druckwasserleitung 10 mit mehreren, in Axialrichtung beabstandet zueinander angeordneten, radial austretenden Auslaßöffnungen 12, von denen in der Figur nur eine zu erkennen ist. An die Auslaßöffnung 12 ist ein elastischer Druckschlauch 14 angeschlossen, der mit einer Rechtskrümmung angeordnet ist und an seinem gegenüberliegenden Ende 14v eine umgekehrt (nach links) gekrümmte Düse 16 aufnimmt.

Koaxial zum auslaßseitigen Ende 16a der Düse 16 verläuft ein Abstandhalter 18, der am Düsenende 16a befestigt ist und über die Düse 16 in Richtung auf einen Gurtförderer 20 unterhalb der Düse 16 vorsteht.

Um einen Mindestabstand der Düse 16 und insbesondere des auslaßseitigen Endes der Düse 16 gegenüber dem Gurtförderer 20 sicherzustellen ist ein Wegbegrenzer 22 auf der in Fig. 1 rechten Seite neben dem Schlauchende 14v angeordnet, der hier aus einem den Schlauch 14 umgreifenden U-förmigen Widerlager besteht, welches in Pfeilrichtung P verstellbar ist. Es ist offensichtlich, daß durch Verschiebung des Wegbegrenzers 22 in Pfeilrichtung P1 der Abstand zwischen Düse 16 und Gurtförderer 20 vergrößert wird beziehungsweise die Verschiebung des Wegbegrenzers 22 in Pfeilrichtung P2 den Abstand zwischen Düse 16 und Gurtförderer 20 verringert.

Damit der Schlauch 14 nicht aus dem Wegbegrenzer 22 ausrauschen kann ist am freien Ende 14v des Druckschlauches 14 umfangsseitig ein Schellenband 24 angeordnet, welches einerseits die Düse 16 fixiert und andererseits dafür sorgt, daß der Schlauch 14 nicht über den Wegbegrenzer 22 nach oben wegrutschen kann.

Rein schematisch ist gegenüber dem Wegbegrenzer 22 (auf der anderen Seite des Schlauches 14) eine Kraftkomponente K dargestellt, die auf den Druckschlauch 14 eine Kraft aufbringt, die entgegengesetzt zu der aus der Wasserbedüsung resultierenden Rückstoßkraft (schematisch durch Pfeil R dargestellt) gerichtet ist. Auf dieses Weise wird verhindert, daß die Düse 16 unter Einfluß der Rückstoßkraft R "nach oben wandert". Diese Kraft, die anhand der Rückstoßkraft beziehungsweise des Wasserdruckes empirisch bestimmt werden kann hält entsprechend die Düse 16 in Position.

Über den Gurtförderer 20 werden Gesteinstücke 26 antransportiert (hier in Pfeilrichtung T) und mittels des aus den Düsen 16 austretenden Hochdruckwassers von Verunreinigungen, insbesondere tonigen Verunreinigungen, gereinigt.

Die Position des Wegbegrenzers 22 ist dabei so gewählt, daß auch dann, wenn das theoretisch größte Gesteinstück 26 die Düse 16 passiert noch ein Mindestabstand zwischen dem austragsseitigen Ende 16a der Düse 16 und der Oberfläche 26o des Gesteinstückes 26 besteht, wobei dieser Abstand jedoch möglichst minimal sein soll, um die Reinigungsleistung zu optimieren.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß die Kraftkomponente K hier durch eine Druckfeder 30 aufgebracht wird, die mit einem Ende gegen einen starren Arm 32 anliegt, der an der Druckleitung 10 befestigt ist und mit ihrem anderen Ende gegen das Schellenband 24 wirkt und auf diese Weise verhindert, daß das austragsseitige Ende 14v des Druckschlauches 14 unkontrolliert in Richtung auf den Arm 32 unter Einfluß der Rückstoßkraft R bewegt wird.

Die Feder 30 kann alternativ auch durch eine Kolben-/Zylinder-Anordnung auf hydraulischer oder pneumatischer Basis ersetzt werden.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, die zusätzlich zu der Ausführungsform nach Fig. 1 einen Gleitarm 34 aufweist, der an einem Ende (bei 36) gelenkig (horizontal verschwenkbar) gelagert ist und am anderen Ende am Abstandhalter 18 angelenkt ist.

Beim Antransport der Gesteinstücke 26 läuft der Gleitarm 34 entsprechend auf das Gesteinstück 26 auf und hebt die Düse 16 an, wobei - unabhängig von der Oberflächengeometrie des Gesteinstückes 26 - stets ein mehr oder weniger gleicher Abstand zwischen dem austragsseitigen Ende 16a der Düse und der Oberfläche 26a des Gesteinstückes 26 eingehalten wird.

Der Gleitarm 34 führt außerdem zu einer Stabilisierung (Führung) des Druckschlauches 14 insgesamt, so daß weitere Maßnahmen hier prinzipiell entbehrlich sind.

Claims (11)

1. Wasser-Bedüsungs-Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen auf stückigem Gut (26), insbesondere auf Gesteinsbrocken, mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 mindestens einer flexiblen Hochdruckleitung (14) zur Zuführung von Wasser in mindestens eine am freien Ende (14a) jeder Hochdruckleitung (14) angeordnete Austragsdüse (16),
• 1.2 mindestens einem Wegbegrenzer (22) für den(die) Hochdruckleitung(en) (14) zur Sicherung eines Mindestabstandes zwischen einem dem Transport des Gutes (26) dienenden Transportmittels (20) und dem Düsenauslaß (16a),
• 1.3 mindestens einer Einrichtung (30) zur Ausübung einer Kraftkomponente auf das austragsseitige Ende (14a) einer zugeordneten Hochdruckleitung (14) oder dessen (deren) Tragdüse(n) (16), entgegengesetzt zu der aus der Wasserbedüsung resultierenden Rückstoßkraft (R).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Wegbegrenzer (22) aus einem verstellbaren, aber festen Anschlag besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (30) aus einer Feder besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung aus einer Kolben-/Zylinder-Einheit besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung aus einem Gewicht besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Einrichtung einen Gleitarm (34) umfaßt, er senkrecht zur Transportrichtung (T) des Gutes (26) bewegbar geführt ist und zumindest einen, über die Austragsdüse(n) (16) in Richtung auf das Gut (26) überstehenden Abschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Gleitarm (34) an einem Ende gelenkig (bei 36) gelagert ist und an seinem anderen Ende mit der (den) Austragsdüse(n) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der das Austragsende (16a) der Düse(n) gegenüber dem korrespondierenden Abschnitt des Gleitarmes (24) vom Gut (26) weg versetzt angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Hochdruckleitung (14) aus einem elastischen Druckschlauch besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Düse mit einer Krümmung entgegengesetzt zur Krümmung der Hochdruckleitung (14) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit mehreren Hochdruckleitungen (14) und zugeordneten Düsen (16), die beabstandet zueinander angeordnet sind und von einer zentralen Druckwasserleitung (10) mit Wasser versorgt werden.