148170. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék durvaszemcsés anyagoknak száraz úton fajsúly szerint történő elkülönítésére

Megjelent: 1961. március 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.170. SZÁM 1. a. 20—32. OSZTÁLY — BA—1401. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás és készülék durvaszemcsés anyagoknak száraz úton fajsúly szerint történő elkülönítésére Bányászati Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Martiny Károly gépészmérnök, Budapest, 60%, Szojka László bányagépészmérnök, Budapest, 20%, Pécsi Tibor gépészmérnök, Budapest, 20% Ä bejelentés napja: 1959. november 21. A találmány általánosságban bármilyen szemcsés anyaghalmaz szeparálására, de különösképpen a 20—120 mm közötti szemcsenagyságú, ún. dió- és kockaszenek minőségjavítására szolgál azáltal, hogy a tiszta szenet a belekeveredett meddő- és középtermék-daraboktól a fajsúlykülönbség alapján, vagy egyéb fizikai sajátságokban mutatkozó eltérések mellett elsősorban a faj súlykülönbség alapján száraz úton gépileg különválasztani iparkodik. Aprószenek hasonló szeparálására ismeretesek az ún. légszérek és pneumatikus ülepítőgépek. Az ezekkel feldolgozható anyag felső szemnagysághatára kb. 40—50 mm, de ezek a gépek már a 20 mm-nél nagyobb szemnagyságosztályok előkészítésére is kevésbé alkalmasak, aminek természetes oka a durvább szemcsék levegővel való fajtázásának nehézsége és tökéletlensége. A másik oldalon viszont a nagy darabos szenek előkészítésére szokásois kéziválogatás hatásosságának és gazdaságosságának alsó szemnagysághatára kb. 100 mm. így tehát olyan esetekben, amikor a szén vizes mosásának műszaki vagy gazdasági akadályai vannak, a közbeeső dió- és kockaszénosztályok előkészítése nincs megoldva, holott sok esetben éppen ez lehetne az illető bánya legértékesebb terméke. A jelen találmány ezt a hiányt iparkodik pótolni, éspedig a gyakorlati szükségletnek megfelelően olyan egyszerű és olcsó eszközökkel, hogy lehetővé tegye az említett szemcseosztályok minőségjavítását kisebb szénosztályozókon és általában szerényebb körülmények között is, aminek érdekében sokszor a minőségi és kihozatali követelményekből is engedhetünk a tökéletesebb, de drágább szénmosóberendezésektől várható eredményekkel szemben. A találmány tárgyát képező eljárás azon ismert fizikai jelenségen alapszik, hogy ha egy szemcsés anyaghalmazt úgy bolygatunk, hogy a szemcsék egyimásrahatását, vagyis a nyomásoknak egyikről a másikra való továbbítását biztosítva a szemcsék a halmazban egymáshoz képest elmozdulhassanak és helyet tudjanak cserélni, akkor az anyaghalmaz olyan rendeződése következik be, amelynek végső állapotában a nagyobb fajsúlyú szemek lejjebb, a könnyebbek pedig a felső rétegekben helyezkednek el. A jelenség legegyszerűbben az ún. „entrópia-törvénnyel" magyarázható: az anyaghalmaz igyekszik olyan állapotba kerülni, hogy potenciális energiája a legkisebb legyen. Elvileg bármilyen alakú és bármilyen nagy szemcséket tartalmazó anyaghalmazt lehetne ily módon szeparálni, de természetesen megvannak! a gyakorlati kivihetőség relatív határai. A nehézség az anyagréteg olyan kavaró (lazító) bolygatásában van, amely a szemcséket egymástól lehetőleg függetlenül, de egymáshoz ütközően mozgatja, közben csak olyan eltávolodást hozva létre az érintkező felületek között, ami a rendeződést akadályozó súrlódás legyőzéséhez szükséges. Aprószemű és pornemű anyagok esetében mindez egyértelmű az anyagréteg fluidizálásával, a durva szemcsék e jelenségeket csak megközelíthetik. Minthogy a szemcsék különböző alakúak (gömbölyű, szögletes és lapos szemek), kívánatos, hogy mozgásuk közben el is forduljanak. A fenti feltételeknek legjobban megfelelő rétegmozgást a szemcsék egymástól független, illetőleg egymáshoz képest fázisban eltolt rezgőmozgásával érhetjük el, amit viszont legcélszerűbben az anyagrétegen áthatoló levegőlökésekkel hozhatunk létre. Visszatértünk tehát a levegőimpulzusok alkalmazásához, azonban a találmány szerint azzal a feltétellel, hogy a levegőnek csak energiatovábbító szerepet juttatunk és nem akarjuk magát a légáramot a szeparálás céljára igénybe venni. A durva szemcsés anyagréteg levegőimpulzusokkal történő bolygató ülepítésének mindenekelőtt két fő nehézséget kell leküzdenünk. Az egyik nehézség az ülepítéshez megkívánt rétegvastagságban és így az egyidőben mozgatandó anyagtömegben volna, mert nyilvánvaló, hogy a rétegeződéshez