(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の豊富な画分および物質の乏しい画分を形成することで懸濁液から物質を分離するための、浮選タンク（１２）中に重ねられて配置された回転対称の薄板を複数有する浮選機であって、該物質の乏しい画分（清浄液）が薄板の間の薄板輪形隙間に入って清浄液集合管に達し、かつ、該薄板の外側に、垂直に延びる環形の分離スペースが形成され、該分離スペースが該薄板の上方に設けられた前記物質の豊富な画分の排出口と連絡している浮選機において、偏心した供給口が設けられると共に、浮選タンクの中央に配置された垂直の少なくとも１つの懸濁液分岐管（２６）に開口し、懸濁液と気泡を混合する反応―および混合室（１８）を有し；該懸濁液分岐管（２６）および該清澄液集合管（４８）が隣り合わせて配置されており；該薄板（３０）が該懸濁液分岐管（２６）ならびに該清澄液集合管（４８）の周囲に環状に設けられており；上下に隣り合う薄板（３０）の間の各第１の薄板輪形隙間（３１ａ）が該懸濁液分岐管（２６）とつながっており、かつ、他の各第２の薄板輪形隙間（３１ｂ）が該清澄液集合管（４８）とつながっており、前記各第1の薄板輪形隙間と第２の各薄板輪形隙間は交互に配置され、第1の薄板輪形隙間（３１ａ）では、該分離スペース（３２）に向かって内側から外側に懸濁液が流れ、かつ、第２の薄板輪形隙間（３１ｂ）では、該清浄液集合間（４８）に向かって外側から内側に清浄液が流れることを特徴とする浮選機。
【請求項２】
薄板（３０）および／または浮選タンク（１２）の周縁が円形または正方形であることを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【請求項３】
前記薄板（３０）が逆円錐形または逆角錐形に形成されていることを特徴とする、請求項２記載の浮選機。
【請求項４】
前記薄板（３０）が放射状に斜め上に向かって広がっていることを特徴とする、請求項３記載の浮選機。
【請求項５】
半径方向により短い薄板（３０a）とより長い薄板（３０b）が交互に重ねられて配置されていることを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【請求項６】
下がより長い薄板（３０b）によってかつ上がより短い薄板（３０a）によって形成された第１の薄板輪形隙間（３１a）が懸濁液分岐管（２６）とつながっており、かつ、下がより短い薄板（３０a）によってかつ上がより長い薄板（３０b）によって形成された第２の薄板輪形隙間（３１a）が清澄液集合体（４８）とつながっていることを特徴とする、請求項５記載の浮選機。
【請求項７】
下がより短い薄板（３０a）によってかつ上がより長い薄板（３０b）によって形成された第２の薄板輪形隙間（３１b）が懸濁液分岐管（２６）とつながっており、かつ、下がより長い薄板（３０b）によってかつ上がより短い薄板（３０a）によって形成された第１の薄板輪形隙間（３１a）が清澄液集合管（４８）とつながっていることを特徴とする、請求項５記載の浮選機。
【請求項８】
前記のより短い薄板（３０a）が前記のより長い薄板（３０b）より半径方向に５％〜４０％短いことを特徴とする、請求項５記載の浮選機。
【請求項９】
薄板（３０）の端と浮選タンク（１２）の内壁の間の分離スペース（３２）が半径方向で前記のより長い薄板（３０ｂ）の長さの１０％〜３０％の長さを有することを特徴とする、請求項５記載の浮選機。
【請求項１０】
前記薄板（３０）の傾斜が水平に対して１０°〜６０°、特に３０°〜５０°、であることを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【請求項１１】
浮選タンク（１２）内の中央に、少なくとも１つの懸濁液分岐管（２６）ならびに少なくとも１つの清澄液集合管（４８）を含む導管が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【請求項１２】
前記導管が少なくとも２つの扇形導管に分割されており、それらのうちの１つの扇形導管が前記の懸濁液分岐管（２６）を形成し、かつこれ以外の扇形導管が前記清浄液集合管（４８）を形成していることを特徴とする、請求項１１記載の浮選機。
【請求項１３】
前記導管が４〜８個の、特に６個の扇形導管に分割されており、円周方向に前記懸濁液分岐管（２６）と前記清浄液集合管（４８）が交互に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の浮選機。
【請求項１４】
各第１の薄板輪形隙間（３１a）それぞれに対応して、前記懸濁液分岐管に水平な貫通スリット（２８）を形成し、かつ各第２の薄板輪形隙間（３１b）それぞれに対応して、前記清浄液集合管に水平な貫通スリット（４８）を形成することを特徴とする、請求項１１記載の浮選機。
【請求項１５】
前記反応−および混合室（１８）が双円錐形に形成され、上側の円錐が少なくとも１つの前記懸濁液分岐管（２６）に開口し、かつ、下側の円錐に沈殿物出口（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【請求項１６】
前記の浮選機が台組立部品、蓋組立部品および複数の垂直に重ねて連結可能な薄板組立部品を含み、その際、各薄板組立部品が分岐管断片および集合管断片、浮選タンク（１２）の外壁断片ならびに複数の薄板（３０）を含むことを特徴とする、請求項１記載の浮選機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、物質の豊富なもしくは物質の乏しい少なくとも１つの画分を形成するために懸濁液から物質もしくは物質混合物を分離するための、浮選タンク中に重ねられて配置された回転対称の薄板を有する浮選機であって、その際、該物質の乏しい画分が分離過程の際に薄板の間の薄板間すき間中に入り、かつ、清澄液集合管に達し、かつ、該薄板の外側に、垂直に延びる環形の分離スペースが水平に形成されており、該分離スペースが、該薄板の上方に設けられた前記の物質の豊富な画分のための排出口と連絡している浮選機に関する。
【０００２】
米国特許第３，１８２，７９９号から、矩形の輪郭を有する浮選機が公知であり、該浮選機の場合には、上に向けられた薄板が存在しており、その際、上方に各２つの薄板の間のすき間の中に懸濁液入口が備えられており、かつ、その下に清澄液出口が備えられており、その際、入口と出口の間に短い反らせ板が存在している。この装置には、とりわけ該反らせ板の寸法のために高い水圧による負荷（高い圧力または流量）の際に供給口から出口への「短絡流」が発生し、この短絡流によって分離の際に効率が劇的に悪化するという欠点がある。さらに、殊に製紙工業における色の切換えの場合に必要であるような該装置の清浄化は、分離された供給管のために著しく費用がかかる。
【０００３】
このことから本発明の課題は、上記欠点を回避し、かつ殊に、物質の乏しい画分と物質の豊富な画分への懸濁液の所望の物質の効果的な分離を示す上位概念による浮選機を提供することである。
【０００４】
上記課題は、特許請求項１に記載の特徴によって解決される。有利なさらなる形態は、サブクレームに記載されている。
【０００５】
本発明の本質的な利点は、水平の浮選機に比して設置面積が少なく、かつ従って設置面積当りの浮選性能が大きいことである。薄板配置と偏心して供給される反応−および混合室との組合せによって、改善された凝集粒子形成、ひいては濾液でのより良好なプロセス値が得られる。二重薄板の原理による分離によって、より良好な分離値が得られる。
【０００６】
次に本発明を添付の図につき詳説する。この場合、
図１は、本発明による浮選機の第１の実施形態の概略的な軸方向断面を示し、
図２は、線Ａ−Ａ、Ｂ−ＢおよびＣ−Ｃに沿った、図１の浮選機の３つの概略的な断面図を示し、
図３は、本発明による浮選機の第２の実施形態の概略的な軸方向断面を示す。
【０００７】
図１には概略的な軸方向断面で本発明の第１の実施形態、したがって浮選機１０ａが示されている。図２ａ、２ｂおよび２ｃには線Ａ−Ａ（図２ａ）、Ｂ−ＢＢ（図２ｂ）およびＣ−Ｃ（図２ｃ）に沿った、浮選機１０ａの３つの概略的な断面図が示されている。
【０００８】
図１および２に関連して該浮選機１０ａは、本質的に、丸い浮選タンク１２からなり、該浮選タンクの下端に懸濁液入口ならびに清澄液出口が備えられており、かつ、該浮選タンクの上端に浮上物質のための出口が備えられている。フランジ１４によって暗示されているように、該浮選タンクは、複数のセグメントで構成されている。
【０００９】
詳細には、該浮選機１０ａの下部に懸濁液供給口１６が備えられており、該懸濁液供給口は、双円錐形の反応−および混合室１８に偏心して開口している。該反応−および混合室１８の円錐形の底部には沈殿物出口２０が備えられており、該沈殿物出口は、沈殿物導管２２と結合しており、該沈殿物導管は、タイミング制御された沈殿物弁２４で閉じられている。
【００１０】
前記の反応−および混合室１８の上側円錐は、前記浮選タンクのほぼ中央に配置された垂直の少なくとも１つの懸濁液分岐管２６に開口しており、該懸濁液分岐管は、該浮選タンク１２の内部へ有利にスリット状の多数の懸濁液出口２８を有する。
【００１１】
前記浮選タンク１２中で、かつ少なくとも１つの懸濁液分岐管２６を環状に取り囲んで多数の円錐形に上に向かって広がる環状の薄板が配置されており、これらのうち各第２の薄板３０ａは半径方向により短くなっており、かつ他の各薄板３０ｂはより長くなっている。前記懸濁液出口２８は、第１の薄板輪形隙間３１ａに開口しており、該薄板輪形隙間は、下は長い薄板３０ｂによって、かつ、上は短い薄板３０ａによってそれぞれ区切られる。第１の薄板輪形隙間３１ａと交互に第２の薄板輪形隙間３１ｂが形成されており、該第２の薄板輪形隙間は、下は短い薄板３０ａによって、かつ、上は長い薄板３０ｂによってそれぞれ区切られる。
【００１２】
前記の長い薄板３０ｂの外側に放射状に前記浮選タンク１２の内壁まで環状の分離スペース３２が広がっており、該輪形隙間は、該浮選タンク１２の上部に備えられた浮上物質補集スペース３４と連絡している。その箇所で該浮選タンク１２に除去パドル装置３６が取り付けられており、該除去パドル装置は、２つのローラ装置３８ａ、３８ｂおよび継目なしベルト４０によって回転する複数の除去パドル４２を含み、その際、この除去パドルは、前記の浮上物質補集スペース３４中に沈み、かつ、取り囲んでいる浮上物質排水路４４に至る。
【００１３】
第２の薄板輪形隙間３１ｂは、内側端部に有利にスリット状の清澄液出口４６を有し、該清澄液出口を介して少なくとも１つの清澄液集合管４８への連絡が形成される。少なくとも１つの該清澄液集合管４８は、再び清澄液溜め５０に開口しており、その際、この清澄液溜めは、清澄液排出口５２と連絡し、その際、この清澄液排出口には、前記浮選タンク１２中の液位を調整するために、図示されていない調整弁が備えられている。
【００１４】
図２ｂから分かるとおり、複数の懸濁液分岐管２６および複数の清澄液集合管４８は、１つの隔室管にまとめられており、該隔室管は、断面において扇状の形をした複数の平行な管からなり、その際、各第２の扇形管は、懸濁液分岐管２６を形成し、かつ、他の各扇形管は、清澄液集水管４８を形成する。該隔室管は、この示された実施形態の場合には断面が円形である。これの代りに四角形、殊に正方形、でもよく、かつ殊に４つの四角形の中に隣り合わせて配置されたこれまた四角形の管からなることもでき、これらのうちそれぞれ向かい合った管が懸濁液分岐管２６であり、かつ、他の管が清澄液集合管４８である。
【００１５】
前記薄板３０は、図２ｂの場合には円形の断面で示されている。他の形、例えば四角形、殊に正方形は、同様に使用することができる。より短い薄板３０ａは、より長い薄板２６ｂより約５％〜４０％、特に１０％〜２０％、短い。
【００１６】
前記分離スペース２６は、有利に、より長い薄板３０ｂの長さの１０％〜３０％に相応する幅を有する。
【００１７】
運転時に、重質分を含有していてもよい懸濁液、特に水からなる懸濁液は、前記の懸濁液供給口１６によって前記の反応−および混合室１８中に、偏心して、接線方向に導入される。懸濁液は、反応−および混合室１８中への進入前でも、そのすぐ後にでも気泡と混合することができ、および／または化学的もしくは物理学的な凝集助剤を添加することができる。反応−および混合室１８中への懸濁液の接線方向の流入によって重質分の効果的な分離が行なわれ、この重質分は、沈下し、かつ、沈殿物出口２０によって排出される。
【００１８】
前記の反応−および混合室１８から、前記の凝集剤および／または気泡で処理された懸濁液は、上方に配置された懸濁液分岐管２６中に、そしてそこから前記の懸濁液出口２８を経由して前記の第１の薄板輪形隙間３１ａ中に流れる。引き続き、該懸濁液は一定の減速度で放射状に外側かつ上に向かって流れ、そして前記分離スペース３２中に達する。その際、清澄液と分離すべき物質、即ち固形物、溶解された、および部分的に溶解された物質への該懸濁液の分解が漸増的に行なわれる。分離スペース中の分離すべき物質が浮上物質補集スペース３４に向かって上に向かって流れる一方で、大部分の清澄液は、前記の第２の薄板輪形隙間３１ｂ中に流れ、その際、該第２の薄板輪形隙間は、前記の該第１の薄板輪形隙間３１ａと交互に配置されている。該薄板輪形隙間３１ａを通って清澄液は、斜め下および内側に向かって流れ、その際、固形物、溶解されたおよび部分的に溶解された物質のさらなる分離が行なわれ、該固形物は、上および外側に向かって分離スペース３２へと流し戻される。清澄液は、前記のスリット状の清澄液出口４６を経由して前記の清澄液集合管４８に流れ、そしてそこから前記の清澄液排出口５０中に流れ、そこから該清澄液は、調整弁が備えられた清澄液排出口５２を経由して浮選機１０ａから調整されながら排出される。
【００１９】
図３には、本発明の第２の実施形態が示されており、図１および２と同じ参照符号で同じ構成部材が示されている。本発明のこの第２の実施形態は、第１の実施形態とは、懸濁液の流入が懸濁液分岐管２６から懸濁液出口２８を介して第２の薄板輪形隙間３１ｂ中に行なわれ、該第２の薄板輪形隙間がそれぞれ下が短い薄板３０ａによって、かつ上が長い薄板３０ｂによって区切られる点でのみ異なっている。これに応じて清澄液の流れは、分離スペース３２から第１の薄板輪形隙間３１ａ中に行なわれ、該第１の薄板輪形隙間は、それぞれ下が長い薄板３０ｂによって、かつ上が短い薄板３０ａによって区切られる。
【００２０】
この相違によって清澄液の主要な流れは、下に向かって行なわれ、かつしたがって、浮上物質補集スペース３４へと上に向かって行なわれる固形物、溶解されたおよび部分的に溶解された物質、の主要な流れと反対に行なわれる。この向流および該向流により発生する渦動によって、特別な懸濁液組成物について、図１および２による実施形態より良好な分離度が得られる。
【００２１】
本発明は、有利に、製紙工場での水処理または排水浄化に使用可能である。懸濁液は、例えば固形物として：  繊維、鉱物粒子または微生物、部分的に溶解した物質としてコロイド物質、脂肪、有色顔料、および溶解された物質として炭水化物、塩、有機もしくは無機の酸を含有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浮選機の第１の実施形態の概略的な軸方向断面図である。
【図２】図２ａは線Ａ−Ａ、図２ｂは線Ｂ−Ｂ、図２ｃは線Ｃ−Ｃに沿った、図１の浮選機の３つの概略的な断面図である。
【図３】本発明による浮選機の第２の実施形態の概略的な軸方向断面図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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