DE2155792A1 - Thickener/disintegrator - with eccentric screw pump and high pressure jets - Google Patents
Thickener/disintegrator - with eccentric screw pump and high pressure jetsInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zum fortlaufenden Ansaugen und Eindicken einer Suspension oder Dispersion mit einer Exzenterschneckenpumpe.Device for the continuous suction and thickening of a suspension or dispersion with an eccentric screw pump.
Im Hauptpatent ist eine Einrichtung zum fortlaufenden Ansaugen und Eindicken einer Suspension oder Dispersion mit einer Exzenterschneckenpumpe beschrieben. Dabei ist eine archimedische Schnecke in einem Filterrohr umlaufend angeordnet. Das von einem metallenen Gehäuse umgebene Filterrohr ist starr mit dem Statorgehäuse der Exzenterschneckenpumpe zusammengebaut und das Filterrohr einerseits und die in ihm umlaufende archimedische Schnecke andererseits sind elektrisch voneinander isoliert. Sie dienen als Elektroden zur Bildung eines auf die Suspension oder Dispersion zwischen Filterrohr und Schnecken einwirkenden elektrischen Feldes. Die im wesentlichen aus Metall -hergestellte archimedische Schnecke besteht im Bereich des Umfanges ihrer Schneckengangwände aus elastisch nachgiebigem Isolierstoff, insbesondere einem Elastomer, und weist eine durch eine perforierte RohrhUlse gebildete Nabe auf, deren Innenraum mit der Saugseite der Exzenterschneckenpumpe kommunizierend verbunden ist und die etwa denselben Durchmesser hat wie das zylindrische Gehäuse der in einer Flucht mit ihr angeordneten Exzenterschneckenpumpe und eine sich daran anschließende Hochdruckschlauchleitung. In the main patent is a device for continuous suction and Thickening of a suspension or dispersion with an eccentric screw pump is described. An Archimedean snail is arranged around a filter tube. The filter tube, which is surrounded by a metal housing, is rigid with the stator housing the eccentric screw pump assembled and the filter tube on the one hand and the On the other hand, the Archimedes' snail revolving in it are electrical from one another isolated. They serve as electrodes for forming an on the suspension or dispersion between the filter tube and the screw. The essentially Archimedean snail made of metal exists in the area of the circumference their spiral duct walls made of elastically resilient Insulating material, in particular an elastomer, and has a sleeve formed by a perforated tubular sleeve Hub, the interior of which communicates with the suction side of the eccentric screw pump is connected and which has approximately the same diameter as the cylindrical housing the eccentric screw pump arranged in alignment with it and one attached to it subsequent high pressure hose line.
Der das Filterrohr bildende hohlzylindrische.Körper weist an seinen beiden Stirnseiten große Verbindungsöffnungen auf und ist von einer Art Käfig umschlossen, der durch mindestens zwei Rahmen gebildet ist, deren Ebenen sich in der Filterrohrachse schneiden. An dem Filterrohr und/ oder dem Käfigrahmen sind verschieden gerichtete SpUl-und/oder Treibdüsen für getrennt und/oder gruppenweise ein- und ausschaltbare Druckmi.ttelströme vorgesehen.The hollow cylindrical body forming the filter tube has its large connection openings on both ends and is enclosed by a kind of cage, which is formed by at least two frames, the planes of which are in the filter tube axis cut. On the filter tube and / or the cage frame are differently directed Flushing and / or driving nozzles for separately and / or in groups that can be switched on and off Pressure medium flows provided.
Eine solche Einrichtung eignet sich zum Eindicken und Abfördern von Feststoffbestandteilen in Form eines Schlammes bei Betrieb unterhalb eines FlUssigkeitsspiegels, beispielsweise zur Gewinnung von Rohstoffen wie Zinkblende vom Meeresboden, oder aber auch zur Kies- oder Sandgewinnung in einer mit Wasser gefUllten Grube von verhältnismäßig geringer Tiefe oder ggf. auch zur Verwendung in einer Trockengrube, in der Kalk, Kreide oder Mergel mit SpUlstrahlen abgebaut wird. Such a device is suitable for thickening and conveying away Solid components in the form of a sludge when operating below a liquid level, for example for the extraction of raw materials such as zinc blende from the seabed, or but also for gravel or sand extraction in a pit filled with water of relative shallow depth or possibly also for use in a drying pit in which lime, Chalk or marl is mined with rinsing blasting.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung mit dem Ziel der Schaffung eines Abbau- oder Bohrgeräts, beispielsweise für Tunnelbau oder Untertagebergbau weiterzuentwickeln. The present invention is based on the object of such Establishment with the aim of creating a mining or drilling rig, for example for tunneling or underground mining.
Um der Einrichtung die hierzu erforderliche starke Vortriebskraft zu verleihen, ist erfindungsgemäß der Käfig von einem mit Abstand zum Filterrohr und konzentrisch zu diesem angeordneten Mantel umschlossen, an den sich ein die Exzenterschneckenpumpe und den Hochdruckschlauch mit Abstand umgebender, aus einer steifen Kunststoffolie bestehender äußerer Schlauch anschließt; ein Teil der mit einem Druckmittel beschickbaren DUsen ist als RUckstoß-TreibdUsen ausgebildet und in den Ringraum zwischen dem äußeren Schlauch und der Exzenterschneckenpumpe bzw. dem inneren Hochdruckschlauch gerichtet, welcher einen Wasserschild bildet, der durch eine in einem Abstand von den Treibdüse angeordnete Abschlußwand zwischen den beiden Schläuchen begrenzt ist, die von einer durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel unter hohem Innendruck gehaltene ringförmige Kunststoffblase gebildet ist, die parallel zu ihrer Achse von einer mit einem überdruckventil versehenen Durchlaßöffnung für den Inhalt des Wasserschilds durchsetzt ist. To give the facility the strong propulsive force required for this to give, according to the invention, the cage is from a distance to the filter tube and enclosed concentrically to this arranged jacket to which a die Eccentric screw pump and the high-pressure hose surrounding it at a distance, from one rigid plastic film connects to existing outer hose; part of with DUsen which can be charged with a pressure medium is designed as a recoil drive nozzle and into the annular space between the outer hose and the eccentric screw pump or the inner high pressure hose, which forms a water shield that by an end wall arranged at a distance from the propellant nozzle between the two hoses are bounded by one by a hydraulic or pneumatic Pressure medium held under high internal pressure annular plastic bubble formed is parallel to its axis of one provided with a pressure relief valve Passage opening is penetrated for the content of the water shield.
Um das während des Betriebs jeweils vor dem vorderen Ende der Einrichtung befindliche Erdreich oder Gestein zu lockern und/oder zu zerkleinern, ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Teil der mit einem Druckmittel beschickbaren Düsen an dem offenen vorderen stirnseitigen Ende der Einrichtung kegelförmig nach innen gerichtet angeordnet, so daß dadurch eine Hochdruck-Strahlmühle gebildet wird. To do this during operation in front of the front end of the facility existing soil or rock too loosen and / or crush, is according to a further proposal of the invention part of the with a pressure medium loadable nozzles at the open front end of the device conically arranged directed inwards, so that thereby a high pressure jet mill is formed will.
Dabei. ist es besonders vorteilhaft, das vordere stirnseitige Ende des Ringraums zwischen dem Filterrohr und dem es konzentrisch umgebenden Mantel mit einem ringförmigen, sieb- oder gitterartigen Fangkorb zu versehen. Included. it is particularly advantageous to use the front end of the annular space between the filter tube and the jacket concentrically surrounding it to be provided with a ring-shaped, sieve-like or grid-like collecting basket.
Die den Wasserschild begrenzende Kunststoffblase kann noch mit einer zusätzlichen verschließbaren als Mannloch dienenden achsparallelen Durchgangsöffnung versehen sein. The plastic bladder delimiting the water shield can also be equipped with a additional closable axially parallel passage opening serving as a manhole be provided.
Weiter ist es besonders vorteilhaft, am Eintrittsende der Exzenterschneckenpumpe eine mit deren Rotor gekuppelte, bis in das Innere des Filterrohrs hineinreichende Eintragschnecke anzuordnen. It is also particularly advantageous at the inlet end of the eccentric screw pump one coupled to its rotor, reaching into the interior of the filter tube Arrange entry screw.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 mit Blickrichtung auf die Schnittebene AB von Fig. 1, Fig. 3 zeigt einen Querschnitt mit Blickrichtung auf die Schnittebene CD von Fig. 1, Fig. 4 zeigt einen Teilquerschnitt mit Blickrichtung auf die Ebene EF von Fig. 1. The invention is exemplified below with reference to the drawing explained in more detail. 1 shows the schematic representation of a device according to the invention in longitudinal section, Fig. 2 shows a cross section through the device according to Fig. 1 looking towards the cutting plane AB of Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section looking towards the cutting plane CD from FIG. 1, FIG. 4 shows a partial cross section looking towards the plane EF of FIG. 1.
lol ist das zylindrische Gehäuse der Exzenterschneckenpumpe, das einen Innenmantel 102 aufweist. 105 ist der Stator und 104 der Rotor der Exzenterschneckenpumpe, der über eine zugleich als RUhrvorrichtung ausgebildete Kardanwelle 105 von einem bldruckmotor 106 angetrieben wird. Der Druckraum 107 der Pumpe steht silber Verbindungsöffnungen loS mit dem konzentrischen Ringraum log zwischen den Wänden 101 und 102 in Verbindung, der seinerseits mit dem Innern der doppelwandigen Hochdruckschlauchleitung 110 verbunden ist, deren Wandzwischenraum zur Aufnahme von Hochdruck-Zuführungsleitungen 111 (Fig. 3 und 4) für die verschiedenen noch näher zu beschreibenden Düsen dient, die am vorderen Teil der Einrichtung angebracht sind. 112 ist die perforierte hohle Nabe des drehbar angeordneten Schneckenrades mit den Schneckenradwänden 113, die im Bereich ihres Umfanges aus elastisch nachgiebigem Isolierstoff, insbesondere einem Elastomer, bestehen und im Innern des fest angeordneten Filterrohrs ll4, vorzugsweise dieses bestreichend, umlaufen. Die metallenen Teile der Schnecke und das Filterrohr dienen als Elektroden zur Bildung des elektrischen Feldes. Das Filterrohr 111C ist von einer Art Käfig umschlossen, der durch Rechteckraiuu#n 115, iib gebildet ist und der seinerseits von einem mit Abstand zum Filterrohr 114 und konzentri.sch zu diesem angeordneten Mantel 117 umschlossen ist. An dem Filterrohr 114, dem Käfigrahmen 115, 116 und/oder dem Mantel 117 sind verschieden gerichtete Gruppen von Düsen, die aus den Hochdruckleitungen 111 gespeist werden, angebracht, insbesondere Rückstoß-Treibdüsen Itg, die nach hinten gerichtet sind, Düsen 119, die radial und schräg gerichtet sind und Strahlmühlendüsen 120, die kegelförmaG gerichtet am vorderen Ende der Einrichtung angebracht sind. lol is the cylindrical housing of the progressing cavity pump, the has an inner jacket 102. 105 is the stator and 104 the rotor of the eccentric screw pump, of a cardan shaft 105 which is also designed as a stirrer device Oil pressure motor 106 is driven. The pressure chamber 107 of the pump has silver connection openings loS in connection with the concentric annulus log between the walls 101 and 102, which in turn is connected to the interior of the double-walled high-pressure hose line 110 is, the wall gap for receiving high pressure supply lines 111 (Fig. 3 and 4) is used for the various nozzles to be described in more detail, which on are attached to the front of the device. 112 is the perforated hollow hub of the rotatably arranged worm wheel with the worm wheel walls 113, which are in the area their circumference made of elastically flexible insulating material, in particular an elastomer, exist and inside the fixed filter tube ll4, preferably this coating, circulating. The metal parts of the screw and the filter tube are used as electrodes for the formation of the electric field. The filter tube 111C is from enclosed in a kind of cage, which is formed by rectangular lines 115, iib and who in turn of one at a distance from the filter tube 114 and concentri.sch to this arranged jacket 117 is enclosed. On the filter tube 114, the cage frame 115, 116 and / or the jacket 117 are differently directed groups of nozzles, which are fed from the high pressure lines 111, attached, in particular recoil propulsion nozzles Itg, which are directed backwards, nozzles 119, which are directed radially and obliquely are and jet mill nozzles 120, the cone shape directed at the front end of the device are appropriate.
An den Mantel 117, welcher das Filterrohr 114 mit Abstand umgibt und auch den Käfig umschließt, schließt sich ein die Exzenterschneckenpumpe lol - 1o6 un den Hochdruckschlauch 110 mit Abstand umgebender aus einer steifen Kunststoffolie bestehender äußerer Schlauch 125 an. Die Rückstoß-Treibdüsen 118 sind in den Ringraum 126 zwischen diesem äußeren Schlauch 125 und der Exzenterschneckenpumpe bzw. dem inneren Hochdruckschlauch gerichtet, so daß der Raum 126 einen Wasserschild bildet. To the jacket 117, which surrounds the filter tube 114 at a distance and also encloses the cage, closes the eccentric screw pump lol - 1o6 and the high-pressure hose 110 at a distance surrounding it made of a stiff plastic film existing outer hose 125. The recoil propulsion nozzles 118 are in the annulus 126 between this outer hose 125 and the eccentric screw pump or the inner high pressure hose directed so that the space 126 forms a water shield.
Er ist durch eine in einem Abstand von den Treibdüsen 118 angeordnete Abschlußwand zwischen den beiden Schläuchen 125, 11o begrenzt, die von einer durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel unter hohem Innendruck gehaltene ringförmige Kunststoffblase 127 gebildet ist, welche parallel zu ihrer Achse von einer mit einem Uberdruckventil (nicht dargestellt) versehenen Durchlaßöffnung 128 für den Inhalt des Wasserschilds 126 durchsetzt ist.It is arranged at a distance from the drive nozzles 118 by a End wall between the two hoses 125, 11o bounded by a a hydraulic or pneumatic pressure medium held under high internal pressure annular plastic bladder 127 is formed, which parallel to its axis from a passage opening provided with a pressure relief valve (not shown) 128 for the content of the water shield 126 is penetrated.
Das vordere stirnseitige Ende des Ringraums zwischen dem Filterrohr 114 und dem Mantel 117 ist mit einem ringförmigen, sieb- oder gitterartigen Fangkorb 15o versehen. The front end of the annular space between the filter tube 114 and the jacket 117 is provided with an annular, sieve-like or grid-like collecting basket 15o provided.
Am Eintrittsende der Exzenterschneckenpumpe befindet sich eine mit deren Rotor 104 gekuppelte bis in das Innere der Schneckenradnabe 112 hineinreichende Eintragschnecke 151.At the inlet end of the eccentric screw pump there is one with the rotor 104 of which is coupled and extends into the interior of the worm wheel hub 112 Intake auger 151.
Im Betriebe der Einrichtung werden die Düsengruppen 118, 119J 120 über die Schlauchleitungen 111 mit schaltbaren Druckmittelströmen gespeist. Die Rückstoßdüsen 118, die in den Wasserschild-Raum 126 gerichtet sind, bewirken den Vortrieb der Einrichtung. Dabei kann das überschüssige Wasser aus dem Wasserschild 126 über den Durchgang 128, der mit einem Uberdruckventil versehen ist, in den hinteren Teil des Schlauches 125, ggf. durch eine (nicht dargestellte) besondere Schlauchleitung in diesem abfließen. Die Vorderkante des Mantels 117 wirkt als Schneidkante und die Düsen 120 zerkleinern als Strahlmühle das vor der Einrichtung liegende Erdreich oder Gestein. Das Gitter 150 dient zur Verhinderung des Eindringens von Gesteinsbrocken in den zylindrischen Raum zwischen dem Mantel 117 und dem Filterrohr 114. Der von der Strahlmühle erzeulrte Schlamm dringt in den Ringraum zwischen dem Filterrohr und der perforierten Nabe 112 ein und wird dort zwischen diesen beiden als Elektroden ausgebildeten Teilen der Elektrophoresewirkung unterworfen. Infolgedessen gelangen bevorzugt die dickeren Teile des Schlammes durch die Perforationen in der Nabe 112 in deren Inneres und werden von der Exzenterschneckenpumpe lol - 105 in den Hochdruckschlauch llo gefördert, wobei ihre Bewegung noch durch die Eintragschnecke 131 unterstützt wird. Die Düsen 119 können zur äußeren Spülung und auch zu einer etwa beabsichtigten Richtungsbeeinflussung des Vorschubes der Einrichtung benutzt werden. Si.e können zu dem letzteren Zweck in getrennt schaltbare auf dem Umfang der Einrichtung verteilt angeordnete Düsengruppen unterteilt sein. The nozzle groups 118, 119J 120 Supplied with switchable pressure medium flows via the hose lines 111. the Blowback nozzles 118, which are directed into the water shield space 126, effect the Driving the facility. The excess water can be removed from the water shield 126 via the passage 128, which is provided with a pressure relief valve, into the rear Part of the hose 125, possibly by a special hose line (not shown) in this drain. The leading edge of the shell 117 acts as a cutting edge and the nozzles 120, as a jet mill, comminute the soil lying in front of the device or rock. The grid 150 is used to prevent the ingress of rocks into the cylindrical space between the jacket 117 and the filter tube 114. The from The sludge produced by the jet mill penetrates the annular space between the filter tube and the perforated Hub 112 and is there between these subjected to both parts designed as electrodes of the electrophoresis effect. As a result, the thicker parts of the sludge preferentially pass through the perforations inside the hub 112 and are driven by the eccentric screw pump lol - 105 conveyed into the high-pressure hose llo, their movement still being carried out by the feed screw 131 is supported. The nozzles 119 can be used for external flushing and also for a about intended directional influencing of the advance of the device used will. Si.e can for the latter purpose in separately switchable on the scope the device distributed nozzle groups can be divided.
Die neue Einrichtung verspricht bei ihrer Anwendung als Bohr- oder Abbaugerät einen besonders wirtschaftlichen Betrieb unter weitgehender Vermeidung von sich nach außen fortpflanzenden Erschütterungen. The new facility promises when used as a drilling or Dismantling device a particularly economical operation with extensive avoidance of outwardly propagating vibrations.
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