PROCESS AND DEVICE FOR SEPARATING IMPURITIES LIKE STONES, PEBBLES AND SAND FROM ROOT CROPS, ESPECIALLY FROM SUGAR BEETS

Abstract: 1. A method of separating foreign bodies, such as stones, grit and sand, from root crops, more particularly sugar beet, in which the roots crops are conveyed together with the foreign bodies in a current of liquid, the speed of flow being so reduced by widening the flow cross-section that the relatively heavy foreign bodies sink and the root crops are kept in suspension, and in which the sunken foreign bodies are collectively lifted out the current of liquid and discharged laterally, characterized in that the foreign bodies are entrained in the current through the widened flow cross-section and are not collected and separated from the current of liquid until the end of the widened flow cross-section.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Fremdkörpern, wie Steine , Kies und Sand, von Hackfrüchten, insbesondere Zuckerrüben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Fremdkörpern, wie Steine , Kies und Sand, von Hackfrüchten, insbesondere Zuckerrüben, in einem Flüssigkeitsstrom, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2. Aus dem DE-Gbm 81 14 504.7 ist eine derartige Vorrichtung mit Hubrädern und einer Waschtrommel bekannt, bei der Rüben und Steine in einem horizontalen Wasserstrom transportiert werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Vorrichtung durch Erweiterung des Strömungsquerschnittes derart verringert wird, dass Steine, Kies und Sand in der Trommel zu Boden sinken, während die Rüben im Strom schweben. Die auf den Trommelboden gesunkenen Steine und anderen Fremdkörper werden in Taschen der Hubräder gesammelt, angehoben und in obere Schurren ausgetragen. Die Vorrichtung weist je ein Hubrad am Eintragsende und am Austragsende der drehangetriebenen perforierten Waschtrommel auf. Jedes Hubrad ist fest mit der Waschtrommel verbunden. Dadurch wird mit nur einer Vorrichtung eine sehr hohe Abscheidekapazität erreicht. Wenn jedoch sehr grosse Mengen von Steinen und anderen Fremdkörpern im Strom von den Rüben abgeschieden werden müssen, können die Taschen des vorderen Hubrades überfüllt werden. Diese Über- füllung kann den hydrostatischen Druck nachteilig vermindern, der in Umfangskanälen des Hubrades bei seiner Drehbewegung am Auslaufende aufgebaut wird und eine der Sinkbewegung der Steine entgegengerichtete Vertikalströmung erzeugt. Die überschüssigen Steine werden mittels eines Schneckengangs an der Innenseite der Waschtrommel in das austragsseitige Hubrad transportiert, in dem sie gesammelt und ausgetragen werden. Wenn bedingt durch die Böden in den Zuckeranbaugebieten normalerweise geringere Anteile von Steinen und anderen Fremdkörpern in den Rüben enthalten sind und die Steineanteile nur chargenweise krass ansteigen, müssen eine oder mehrere dieser Vorrichtungen in Reserve gehalten werden, um den notwendigen Trenneffekt auch bei übermässig grossen Fremdkörpermengen sicherzustellen. Um den dadurch bedingten hohen Aufwand an Platz, Investitionskosten und Wartung zu yermindern, besteht ein Bedarf an einfacheren Steineabscheidern, die ggfs. bei Spitzenbelastungen zugeschaltet werden. Aus der DE-OS 2 840 416 ist ein Steineabscheider von relativ geringerer Trennleistung bekannt, bei dem nur an der Einlauföffnung einer Siebtrommel ein Hubrad befestigt ist, das Flüssigkeitskanäle und Sammeltaschen enthält. An der Innenseite der Siebtrommel ist ein gegen die Strömung verlaufender Schraubengang angeordnet, in dem die in der Siebtrommel zu Boden gesunkenen Steine u.a.m. zum eintragsseitigen Hubrad zurückgeführt werden. Aufgrund der relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit in der Zulaufrinne werden jedoch erfahrungsgemäss zu viele Steine am Hubrad vorübergeführt. Leichtere Steine, z.B. Ziegelbruch, werden erst am hinteren Ende der Trommel zu Boden sinken und müssen über die gesamte Trommellänge durch deren Rotation zurückge- fördert werden, was hohe kostspielige Antriebslei- stungen erfordert. Ferner werden die Steine während dieses Rücktransports mit den schwebenden Rüben zusammenstossen, was zum Abbrechen der zarten Rübenspitzen führen kann, die einen hohen Zuckergehalt haben. Schliesslich wird ein nicht unerheblicher Teil der leichteren Steine nicht zu Boden sinken, sondern in die Transportrinne mitgerissen und erst in den Schnitzelmaschinen aufgefangen werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Steinen, Kies und Sand von Hackfrüchten in einem Flüssigkeitsstrom anzugeben, das bei hohem Abscheidegrad und verringerter Antriebsleistung eine schonendere Behandlungder Hackfrüchte gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Hackfrüchte und die Fremdkörper im Strom durch den erweiterten Strömungsquerschnitt mitgeführt und erst am Ende des erweiterten Strömungsquerschnitts gesammelt und ausgetragen werden. Dadurch wird auf einfache Weise eine grössere Sicherheit für das Ausscheiden aller Fremdkörper erreicht, weil selbst relativ leichte Fremdkörper lange bevor sie an das austragsseitige Hubrad gelangt sind, sich am Boden gesammelt haben. Durch eine passende Dimensionierung der Querschnittserweiterung und der Länge des erweiterten Strömungsabschnitts können die abgesunkenen Steine auch in einem einfachen Becherelevator gesammelt und ausgetragen werden, weil die Hackfrüchte mehr an der Oberfläche des erweiterten Abschnitts über den Sammeltaschen schwimmen werden. Es ist jedoch natürlich auch möglich, von einem hydrostatischen Druck in den Taschen Gebrauch zu machen, so dass gezielt nur Fremdkörper mit einem beträchtlich grösseren spezifischen Gewicht als dem der Rüben in die Taschen fallen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält einen gegenüber der Einlaufrinne erweiterten Trog, in dem eine Waschtrommel und ein Hubrad rotiert, welches Umfangskanäle enthält, die durch die Rotation des Hubrads Transportwasser von seiner Aussenseite zu Sammeltaschen für die Steine an der Innenseite des Rads leiten. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Waschtrommel in Strömungsrichtung vor dem Hubrad angebracht ist. Mit dieser Vorrichtung wird auf einfachste Weise der Trenneffekt wesentlich verbessert und zwar auch von Fremdkörpern, die nur wenig schwerer als die Zuckerrüben sind, weil durch geeignete Dimensionierung des Durchmessers und der Länge der Trommel sowie durch eine Regulierung des hydrostatischen Drucks von der aufgesammelten Flüssigkeitsmenge in den Kanälen und an ihren Auslassöffnungen ein Beruhigungsgrad der Steine erreicht werden kann, der für ihr Absinken gerade notwendig ist, wobei jedoch die Hackfrüchte durch die aufwärtsgerichtete Strömung des hydrostatischen Drucks während ihrer Passage über die Taschen in der Schwebe gehalten werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Siebtrommeleinheit, die oeffnungen für die Passage von abgesunkenen kleinen Fremd körpern,wie Kies und Sand, enthält und die an ihrer Aussenseite eine schraubenlinienförmige Finne aufweist, die das durch die oeffnungen getretene Material bis zum austragsseitigen Hubrad in Strömungsrichtung an der Aussenseite der Trommel transportiert, kann die Innenfläche der Trommel vorteilhaft glatt sein. Dies ergibt eine weitere Vereinfachung durch Weglassen des inneren Schraubenganges. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die durch die Friktion zwischen den Steinen und der Trommel erzeugte vorwärtsgerichtete Komponente zusammen mit der Wirkung des Flüssig keitsstroms, genügen, um die Steine durch die Trommel zu transportieren. Im ersten Trommelabschnitt bewegen sich die Steine etwa auf einer parabelförmigen Bahn und rollen im letzten Abschnitt an der Innenseite der Trommel. Bei einer zweckmässigen Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung sind vor den Taschen des Hub rads Schieber zum Regulieren des Kanalquerschnittes am Auslaufende vorgesehen. Diese Schieber können bei Oberschreiten von Grenzbelastungen von der Oberseite der Taschen ausbiegen oder ausschwenken. Dadurch wird eine einfache Regulierungsmöglichkeit erreicht, so dass im Betrieb der vom hydrostatischen Druck erzeugte Auftrieb den augenblicklichen Betriebsverhältnissen, d.h. der Menge von Steinen und deren spezifischem Gewicht, angepasst werden kann. Durch Einrichtung der Schieber in einer solchen Weise, dass sie Belastungen von der Oberseite der Taschen über eine gewisse Grösse nachgeben, wird gleichzeitig eine Möglichkeit für das Aufsammeln sehr schwerer Steine erreicht, indem diese durch die Schieber und in die Taschen fallen werden. Bei einer in der Praxis bevorzugten Ausführung sind die Schieber plattenförmige Körper aus armiertem Gummi, die um eine fiktive Linie am Hinterrand der Taschen biegen oder schwenken können. Bei dieser zuverlässigen und billigen Lösung hat das armierte Gummimaterial die notwendige Steifheit zum Absperren des Flüssigkeitsstroms in Aufwärtsrichtung, gleichzeitig ist es genügend nachgiebig, um verhältnismässig schwere Steine durchzulassen, ohne dass der Korrosion ausgesetzte Gelenke oder ähnliches notwendig sind. Eine eigentümliche, insbesondere hinsichtlich des Trenneffekts besondere, Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Waschbzw Siebtrommel eine sich zum Hubrad hin er weiternde Form hat, wodurch sich ein allmählich zunehmender Strömungsquerschnitt ergibt und die Absinkgeschwindigkeit der Fremdkörper entsprechend beeinflusst werden kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: schematisch einen Längsschnitt von oben durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 2: schematisch einen Schnitt II-II. Fig. 1 der Zeichnung zeigt schematisch von oben die Bewegungen in der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Rüben und die Fremdkörper werden in Richtung der Pfeile in einer Hochrinne 2, 3 transportiert, in die eine Siebtrommel 4 mit einem an ihrem austragsseitigen Ende befestigten Hubrad 1 eingeschaltet ist. Das Hubrad 1 ist als Sammel- und Entleerungsrad ausgebildet und zum Rotieren zusammen mit der Trommel eingerichtet. Unmittelbar vor dem Einlaufende der Siebtrommel 4 wird der Strömungsquerschnitt in aber Hochrinne 2 im Abschnitt 5 kontinuierlich erweitert und stromab des Hubrades 1 verengt sich die Hochrinne 3 wieder. Ein Antriebsmotor greift mittels mehrerer Reib- oder Zahnräder am Aussenumfang des Hubrades 1 an und treibt das Hub rad zusammen mit der Siebtrommel an. Dies hat antriebstechnische Vorzüge. Fig. 2 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung. In der linken Hälfte der Figur ist der erweiterte Abschnitt 5 der einlaufseitigen Hochrinne 2 mit einem Flüssigkeitspegel 6 dargestellt. Die Siebtrommel 4 besteht aus einem gelochten Stahlblech und hat ein einlaufseitig offenes Ende mit einem zentralen Traglager. An der Aussenseite der Siebtrommel 4 ist schraubenlinienförmig eine Finne 7 befestigt, die das durch die Siebtrommelöffnungen hindurchgetretene Material zum Hubrad 1 transportiert. Das Hubrad 1 läuft zusammen mit der Siebtrommel 4 in einem Trog 11, der einen schräg verbreiterten Endteil 12 zur Aufnahme des Hubrades 1 aufweist. Der Abstand zwischen der Siebtrommel 4 und dem Trog 11 entspricht in etwa der Höhe der Finne 7, so dass auch Feingut durch die schneckenartige Förderwirkung der Finne 7 zum Hubrad 1 gefördert werden kann. Wie dargestellt endet die Finne 7 am Beginn der schrägen Erweiterung zum verbreiterten Endteil 12 des Troges 11. Im Hubrad 1 sind in Umfangs richtung verlaufende Kanäle 9 vorgesehen, in die Wasser durch je eine Öffnung 8 einfliesst, wenn diese den Wasserstrom passiert. Durch die Drehung des Hubrades flieht dieses Wasser im jeweiligen Umfangskanal 9 zu Taschen 10 an der Innenseite des Rads und erzeugt in bzw vor diesen Taschen eine nach aufwärts gerichtete Strömung. Im oberen Teil des Hubrades 1 ist eine Austragsrutsche 13 für die durch Vollpfeile in der Zeichnung markierten Steine und Fremdkörper angeordnet, die von den durch umrandete Pfeile markierten Hackfrüchten und dem Wasser abgeschieden worden sind. Bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung gemäss der Erfindung hat die Siebtrommel und dementsprechend auch der Trog eine konische Form, wodurch sich ihr wirksamer Strömungsquerschnitt allmählich erweitert und damit die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend abnimmt. Je nach den vom Einzugsgebiet der Zuckerfabriken abhängigen Mengenanteilen von gröberen Steinen, Kies und Feingut können die Löcher in der Siebtrommel 4 eine spezifische Form haben. Wenn grosse Feingutmengen abgeschieden werden müssen, sind längliche in Umfangsrichtung orientierte Löcher vorteilhaft, durch die entsprechend grössere Feingutmengen in den äusseren Förderraum zwischen Siebtrommel und Trog gelangen. Wenn das Feingut von den Steinen als jeweils verkaufsfähige Produkte getrennt ausgetragen werden soll, kann vor dem Hubrad 1 ein Hilfs-Hubrad angeordnet werden, das mit der Trommel und/ oder dem Hubrad fest verbunden ist und die Funktion eines Becherwerkes hat, das das kurz vor dem Austragsende am Trogboden gesammelte Feingut - bevorzugt Sand und feinerer Kies - in eine zweite obere Austragsrutsche übergibt. Die Taschen 10 können "Schieber" in Form von biegsamen Platten aus armiertem Gummi aufweisen, deren Flexibilität so gewählt ist, dass ein ausreichend dichter Flüssigkeitsabschluss im Normalbetrieb zum Erhalt des notwendigen hydrostatischen Druckes gewährleistet ist, dass jedoch bei Oberfüllung und/oder der Aufnahme schwerer Gesteinsbrocken durch selbsttätige Auslenkung oder Ausbiegung der "Schieber" ein Durchgang möglich wird. Aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit werden solche Gummiplatten - z. B. Abschnitte von Förderbändern - bevorzugt. Es können jedoch auch federbelastete steife Schwenkklappen mit Scharnieren verwendet werden. Die Schieber sind bevorzugt so angeordnet, dass sie über die Taschen eingeschoben werden können, um diese teilweise zu schliessen.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Trennen von Fremdkörpern, wie Steine, Kies und Sand, von Hackfrüchten, insbesondere Zucker rüben, bei dem die Hackfrüchte zusammen mit den Fremdkörpern in einem Flüssigkeitsstrom transportiert werden, wobei die Strömungsge schwindigkeit durch Erweiterung des Strömungs querschnittes derart reduziert wird, dass die verhältnismässig schweren Fremdkörper absinken und die Hackfrüchte in der Schwebe gehalten wer den, und bei dem die abgesunkenen Fremdkörper ge sammelt aus dem Flüssigkeitsstrom herausgehoben und seitlich ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörper erst nach Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit gesammelt und aus dem Flüssigkeitsstrom abgeschieden werden. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer drehangetriebenen Trommeleinheit und einem damit verbundenen Hub rad, das in der Umfangsrichtung verlaufende Kanäle enthält, die durch die Rotation Transport wasser von-der Aussenseite an Sammeltaschen für die Steine an der Innenseite des Rads leiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommeleinheit (4) in Strömungsrichtung vor dem Hubrad (1) angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer Trommel, die Mantelöffnungen für die Passage von abge sunkenen kleineren Fremdkörpern enthält und an deren Aussenseite eine schraubenlinienförmige Finne befestigt ist, die einen zur Austrags seite gerichteten Förderkanal für das Feingut begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Inennfläche der Trommel (4) eine glatte Zylinderfläche ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Taschen des Hubrads (1) Schieber zum Regulieren des Querschnittes vorgesehen sind, die bei bestimmten Belastungen öffnen. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber plattenförmige Körper aus armiertem Gummi sind, die eine Linie am Hinter rand der Taschen öffnen. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r Ch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trommel eine konische Form mit austrags seitig breiterem Querschnitt hat. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass vor dem Hubrad (1) ein Hilfs-Hubrad zum gesonderten Austrag des Feingutes angeordnet ist.

Inventors: HANSEN, KAJ
Applicants: SN-ENGINEERING A/S
Application year: 1985
Main classification: A23N12
IPC codes: A23N12, B03B5