Dabei ist für b1 natürlich der der Eintrittsmitte entsprechende Wert (vergl. Fig. 5, Eintrittsmitte) einzusetzen. Die Austrittsfläche wurde in entsprechender Weise einmal in die »Austrittskante« und dann in die » Austrittsmitte« gelegt.

Im ersteren Falle wurden wieder zwei verschiedene Annahmen in ihrer Uebereinstimmung mit den Bremsergebnissen geprüft: erstens die Annahme, daß die Schaufelstärken im Austritt eine Wasserverzögerung mit entsprechendem Druckrückgewinn hervorrufen, zweitens die, daß dies nicht eintritt. Nach der ersten Annahme fallen die Schaufelstärken aus der hydraulischen Gleichung völlig heraus, nach der zweiten muß die Verengung durch die Schaufelstärken berücksichtigt werden.

Wir erhalten dann — jeweils senkrecht zu w2 gemessen

für die Austrittskante ohne Schaufelverengung:

c)

f2 = Σ4f2 = Σta sin a 4b2 た ΣΔ

tz β2

(wobei die Schaufelteilung nach Fig. 6),

mit Schaufelverengung:

d)

ΣΔ 2 (t2

f2 = ΣAf2 = Σ(ta sin B2-$2) Aba,

schließlich für die Austrittsmitte mit anderm Ab2, Fig 5 und 6:

deutscher Ingenieure.

Zur Bestimmung der Schaufelverengung bezw. zur Nachprüfung der lichten Weiten ausgeführter Laufräder ist es nötig, die durch die Flutflächen schräg geschnittenen, in der Zeichnung auftretenden Schaufelstärken s aus den Blechstärken s', sowie die auf den Flutflächen vorhandenen Schaufelweiten a aus den meßbaren lichten Weiten a2' zu berechnen.

Fig. 8.

Bestimmung des in der Kegelabwicklung erscheinenden

Ich halte mich für diese Rechnung im allgemeinen an die Ausführungen Wagenbachs in Z. f. d. g. T. 1907 S. 303, füge aber noch eine die Ableitung erleichternde perspektivische Figur 9 bei, in der man den Laufradkranz im Schnitt und einen Teil der Schaufel mit Ein- und Austrittsprofil (E, und A,) und mit Axialschnitten A, erkennt.

Dabei stellt dihe ein Tetraeder dar, dessen Seite dih in der Zeichenebene liegt; id ist (Fig. 6 und 7) der in der Zeichenebene auf der Evolvente gemessene Abstand bis zum nächsten Schaufelrücken, ih, parallel zur Tangente Ast an

Fig. 9.

Geometrische Beziehungen am Laufrad-Austritt.

So wird man z. B. bei Fig. 7 zweifeln können, ob man als a die der wirklichen lichten Weite oder die der Evolvente entsprechende Größe in die Rechnung einsetzen soll.

4) Die zahlenmäßige Nachrechnung der Querschnitte geschah nun an Hand der Konstruktionszeichnungen mit gelegentlicher Nachprüfung der ausgeführten Laufräder.

Ich erwähne dabei, daß zur Konstruktion der Schaufelfläche die in den einzelnen Flutflächen F, Fig. 3, gewünschten Austrittswinkel 2 auf den die Flutflächen ersetzenden Kreiskegeln, Fig. 5 und 6, aufgetragen, daß die daran añgeschlossenen Schaufelschnitte (Fig. 6 z. B. für Kegel V) durch Axialebenen geschnitten werden, die in Fig. 6 als Gerade durch die Achse erscheinen, aber nicht eigens eingetragen sind, und daß die dann in Fig. 5 übertragenen Axialschnitte A, der Achsialebenen mit den Schaufeln die Schaufelkrümmung erkennen lassen.

Dabei erscheinen in den die Flutflächen ersetzenden abgewickelten Kegelflächen verzerrte Winkel Pi", die zu den wirklichen Schaufelwinkeln Bi' in der Beziehung

Tangente an die Flutbahn

تشکر

Tangente an die

Flutbahn (perspektivisch)

10. Juni 1911.

den Axialschnitt A, der Schaufel mit der Axialebene, ist die Tangente an den Schaufelschnitt der nächsten Schaufel.

Nun wird eine Normalebene Ne senkrecht auf dem austretenden Wasserstrahl in d errichtet. Sie schneidet die Zeichenebene senkrecht zur Flutprofiltangente Fpt im Normalschnitt N, und die nächste Schaufel in eh, wobei dei eine Ebene durch das Flutprofil senkrecht zur Zeichenebene darstellt.

Errichten wir nun noch eine Gerade dg in der Normalebene Ne senkrecht zum Schnitt eh mit der Schaufel, so stellt dg den kürzesten Abstand und (dg-s') die lichte Weite a2' dar (s' Blechstärke).

Ihre Berechnung aus den Konstruktionsgrößen y' Winkel zwischen der Flutprofilnormalen N, =dh und der Axialschnitt-Tangente Asih sowie dem Austritts winkel B, Fig. 5 und 6, ergibt sich aus der Figur 9 der Figur 9 in den umgeklappten Dreiecken de cos y

oder, da ag' dg, a

wobei

dg de

5) Anwendung auf die Hauptgleichung. Mit den gerechneten Querschnitten wäre es nun möglich, für eine gegebene Beaufschlagung die Wassergeschwindigkeit in den einzelnen Wasserstraßen zu berechnen, wenn die Verteilung der Wassermenge auf die einzelnen Teilturbinen bekannt wäre.

Der Laufradeintritt ist bei Zentripetalturbinen im allgemeinen gleichartig genug, um die Annahme einer gleichmäßigen Wasserverteilung zu rechtfertigen. Danach setzen wir Cm in erster Annäherung konstant.

Der Laufradaustritt hingegen ist im allgemeinen sehr wechselnd, und die Frage der Wasserverteilung ist besonders bei nicht normalen Beaufschlagungen der Turbinen so verwickelt, daß sie in einem eigenen Kapitel behandelt werden soll.

Hier aber, zur Beurteilung der Lage der Ein- und Austrittsquerschnitte, haben wir nur die normale Beaufschlagung heranzuziehen.

Diese Frage soll nämlich dadurch entschieden werden, daß wir nach unsern verschiedenen Annahmen die Wasser

mengen ausrechnen, die dem günstigsten Arbeiten der Turbine, soweit sich das voraussagen läßt, entsprechen, und dann vergleichen, wie das Ergebnis mit der für den besten Wirkungsgrad beobachteten Wassermenge übereinstimmt.

Nun darf der beste Wirkungsgrad wohl bei derjenigen Wassermenge erwartet werden, bei der der Eintritt des Wassers ins Laufrad ohne sogenannten Stoßverlust und bei der der Austritt nahezu senkrecht verläuft. Ich sage: nahezu, da das günstigste Austrittsdreieck vermutlich eine etwas kleinere Relativgeschwindigkeit aufweist als das für senkrechten Austritt, da eine sehr kleine Umfangskomponente Cu2 noch keine wesentlichen Wirbel hervorruft, die mit w22 proportionalen Reibungsverluste aber schon merklich verkleinert.

Wir nehmen daher an, daß der höchste Wirkungsgrad der Turbine bei der Wassermenge und Umlaufzahl eintritt, bei der der Eintritt ohne sogenannten »Stoßverlust«, der Austritt aber so erfolgt, daß das Geschwindigkeitsdreieck zwischen demjenigen für senkrechten Austritt (2 = 0) und dem für u2 liegt.

Ein Zusammenfallen dieser Bedingungen für Ein- und Austritt wird sich bei Turbinen mit Finkschen Drehschaufeln im allgemeinen für irgend eine Wasserstraße stets erreichen lassen, da man in der Lage ist, beliebige Beaufschlagungen mit beliebigen Drehzahlen zu vereinigen. Die Frage ist dann nur, wie sich die andern Wasserstraßen gleichzeitig verhalten.

Betrachtet man daraufhin die normal gebauten Turbinen, so zeigt sich, daß für die genannten Fälle die Verhältnisse in den einzelnen Teilturbinen nicht sehr verschieden ausfallen können, so daß es wohl angängig erscheint, für letztere jeweils annähernd gleiche Gesamtreibungsverluste bezw. Wirkungsgrade anzunehmen.

Damit ist dann aber das Gesetz der Wasserverteilung festgelegt und die Ausrechnung ermöglicht.

Zur Vereinfachung nehmen wir somit an, daß bei senkrechtem Austritt die Wirkungsgrade der einzelnen Teilturbinen konstant seien. Es folgt dann aus der Hauptgleichung, daß dies die Bedingung für ein gleichzeitiges Eintreten des senkrechten Austrittes auf der ganzen Austrittskante ist, indem in εg H = U1 Cul Uz Cuz

mit εgH konst. und u1 Cul für konstante Eintrittsverhältnisse konst. auch uz C2 konstant, d. h. in diesem Fall gleich null werden muß.

deutscher Ingenieure.

Die Ausstellung von G. Luther A.-G. in Braunschweig.

besondere Führungsbleche für die Leitung des Gutes von der ersten Speisewalze a zur zweiten b und von letzterer zu den Mahlwalzen entbehrlich werden. Die geringe Entfernung zwischen der zweiten Speisewalze und der langsamlaufenden Mahlwalze e verhindert eine Trennung der leichteren Bestandteile des Mahlgutes von seinen schwereren, und da b und e gleiche Umfangsgeschwindigkeit haben, so wird jede Anstauung des Mahlgutes vermieden und eine vollkommen gleichmäßige Speisung des Stuhles bewirkt.

Der zur Auflockerung des Glattwalzenproduktes dienende Detacheur, Fig. 50, besteht in der Hauptsache aus dem Gehäuse a, der Schnecke b und dem mitumlaufenden Kegel c, der mit dem entsprechend erweiterten Gehäuse einen ringförmigen, mittels Stellschraube d und Handrades regelbaren ringförmigen Spalt bildet, durch den das Gut hindurchgedrückt wird, wobei es die beabsichtigte Auflockerung und gleichzeitig noch eine Nachfeinung erfährt.

B) Hartzerkleinerung.

Einige bemerkenswerte Neuerungen hat der in Fig. 51 im Längsschnitt dargestellte Kreiselbrecher aufzuweisen. Dort bedeutet a den Brechkegel, b den Mahlrumpf, e das obere Halskugellager, d die Spindel mit Mutter und Gegenmutter e zur Regelung der Höhenlage bezw. Spaltweite, f die untere Führungsbüchse mit zwangsweisem Oelumlauf, Antriebriemenscheibe und h die Bajonettkupplung.

die

Der Brechkegel hat hier, ebenso wie der Mahlrumpf, eine geschweifte Querschnittform, die das bei Kreiselbrechern mit geradliniger Querschnittform von Kegel und Rumpf häufig vorkommende Durchrutschen ganzer noch unzerkleinerter Stücke verhindert. Außerdem ist der Brechkegel zweiteilig, so daß er bei Bedarf leicht ausgewechselt und, ohne daß man die Spindel herauszunehmen braucht, durch einen neuen Mahlkörper ersetzt werden kann. Von Vorteil ist ferner noch, daß der umwendbare Mahlrumpf eine vollständige Ausnutzung dieses Teiles gestattet.

Mit einem bedeutsamen Verfahren zur Aufbereitung stark magnetischer Erze, für das die Firma das Ausführungsrecht

10. Juni 1911.

erworben hat, ist G. Luther A.-G. durch Ausstellung eines Gröndal-Scheiders und der durch das Gröndal-Verfahren erzielten Produkte hervorgetreten. Nach Ostwald) hat die magnetische Anreicherung von Eisenerzen in Schweden und Norwegen in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht; namentlich in dem letztgenannten Lande, wo es kaum Eisenerze gibt, die ohne Anreicherung verhüttet werden können, wird dieses Verfahren mit der Zeit sicher allgemein eingeführt werden. Aber auch für Deutschland ist es von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Die Erzeugung von Eisenkonzentrat und Briketts mit 62 bis 66 vH Eisen wird vom Jahre 1912 ab in Norwegen rd. 1000000 t jährlich betragen, und auch in Schweden sind in den letzten Jahren bedeutende Aufbereitanlagen für Eisenerz nach dem Gröndal-Verfahren entstanden. Im Jahre 1908 wurden bereits von 26 Werken etwa 305000 t Briketts im Werte von rd. 3 Mill. Kronen hergestellt, während sehr umfangreiche Anlagen für dieselbe Menge im Bau begriffen sind. In den meisten Werken werden fein verwachsene Erze mit rd. 35 vH Eisen, 0,3 vH Schwefel und 0,03 vH Phosphor nach dem Gröndal-Verfahren aufbereitet und in Briketts verwandelt, die etwa 67 vH Eisen und nur noch kaum nachweisbare Spuren von Schwefel und Phosphor enthalten, somit den höchsten Ansprüchen genügen. Durchschnittlich werden 94 vH des im Roherz enthaltenen Eisens ausgeschieden. Die feine Verwachsung des Erzes erfordert eine Verkleinerung bis zu 1 oder gar 1/2 mm auf Kugel- und Rohrmühlen auf nassem Wege, also die Herstellung von Schlamm, den man den Scheidern zuführt.

Ein solcher Scheider, Bauart Gröndal, Type V, ist in Fig. 52 und 53 dargestellt. Er gehört zur Gattung der Trommelscheider, welche auf dem Aushebungsprinzip beruhen, und zwar heben die in der umlaufenden Trommel a festgelagerten, mittels eines Hebels beliebig einstellbaren Elektromagnete b die magnetischen Teile aus der Oberfläche eines Schlammwasserstromes heraus. Durch dieses Herausheben wird eine sehr saubere Scheidung erzielt, zumal das Erz einer fortwährenden Umlagerung auf dem Trommelmantel unterliegt, weil Nord- und Südpole abwechseln und somit das gezogene Erz bis zur Abfallstelle sich mehrere Male umlagern muß, wobei alle etwa mit eingeschlossenen unmagnetischen Teilchen abgewaschen werden.

Bei d wird die das anzureichernde Erzgemisch enthaltende Trübe im Spitzkasten e zugeführt und durch einen bei e eintretenden Klarwasserstrom unter der Magnettrommel durchgeleitet; während die unmagnetischen Teilchen unbeeinflußt bei g und h abfließen, wird das magnetische Gut nach ausgetragen.

1) »Stahl und Eisen« 1911 Nr. 1.

Kennzeichnend für den Gröndal-Scheider ist, daß ein Abstand zwischen dem Trommelumfang und dem Wasserspiegel besteht, so daß das Erz über die Wasseroberfläche gehoben werden muß, wobei sich in der Regel viele Erzkörner aneinanderreihen und Säulen von manchmal recht beträchtlicher Länge bilden. Der Abstand zwischen Schlammstrom und Trommelumfang beträgt gewöhnlich 25 bis 50 mm; je größer er ist, desto besser wird die Scheidung. Die von der Trommel festgehaltenen Teilchen fallen an der Stelle ab, wo die Wirkung der Magnete aufhört; überdies spült man sie durch einen kräftigen Wasserstrahl ab.

Man baut den Gröndal-Scheider, Type V, in verschiedenen Größen. Die am meisten gebräuchlichen Modelle haben einen Trommeldurchmesser von 766 mm bei entweder 900 mm Breite (Doppelscheider) oder 450 mm Breite (einfacher Scheider). Vorteilhaft läßt man je zwei und zwei Scheider zusammenarbeiten (Tandemanordnung) und leitet das im ersten Scheider vom größten Teil der Abgänge befreite Konzentrat auf den zweiten Scheider. Bei einfachen Scheidern wendet man Stromstärken von 4 bis 8 Amp, bei Doppelscheidern solche von 10 bis 14 Amp an, beidemal bei 110 V und 20 bis 24 Uml./min. Um die Trommel vor raschem Verschleiß zu schützen, umkleidet man sie entweder mit einem 1 mm starken Gummituch oder einer 4 mm starken Asphaltschicht oder man umwickelt sie mit 1 mm starkem Kupferdraht. Letzteres hat sich am vorteilhaftesten erwiesen.

Nachdem das magnetische Eisenkonzentrat auf mechanischem Wege entwässert worden ist, wird es ohne Zusatz eines Bindemittels brikettiert, und die Briketts werden in Kanalöfen angesintert. Die fertigen Briketts entsprechen dann allen Anforderungen in bezug auf Versand- und Verhüttungsfähigkeit.

In Fig. 54 bis 60 ist eine vollständige Anlage zur Eisenerzaufbereitung nach Gröndal dargestellt.

Das aus der Grube kommende, ungemein harte und zum Teil sehr grobe Erz gelangt über einen großen Rätter nach dem Steinbrecher a, der es auf etwa 150 mm Stückgröße vorbricht. Ein Band b befördert das Vorgebrochene in einen Trichter mit zwei Ausläufen, die zu zwei Kreiselbrechern c führen 1). Das gebrochene Gut von ungefähr 50 mm Stückgröße fällt auf ein Leseband d, auf dem die wertlosen Berge ausgelesen werden, um dann in einen Trichter zu gelangen, der es mittels umlaufender Telleraufgabevorrichtungen an 4 Gröndalsche Naßkugelmühlen e abgibt. Letztere sind auf Rollen gelagert und werden durch Zahnradvorgelege angetrieben. Sowohl die Roste dieser Mühlen als auch die Kugeln sind in Schale gegossen, und zwar im Werke selbst. Sie halten zwar nicht ganz so lange wie Stahlroste und Stahlkugeln, sind aber in der Anschaffung bedeutend billiger. Die Mühlen machen etwa 40 Uml./min und werden mit 3 bis 4 t Kugeln beschickt, von denen je nach der Härte des zu mahlenden Erzes bis zu 100 kg täglich nachgesetzt werden müssen. Die Leistung der Mühlen von 2 m Dmr. und 1 m Länge beträgt 3 bis 42 t/st bei einem Kraftverbrauch von 25 bis 30 PS. Bei den größeren Mühlen von 2 m Dmr. und 1,7 m Länge beträgt die Leistung 5 bis 7 t/st und der Kraftverbrauch 60 bis 70 PS. Ein- und Austragung erfolgt durch die Hohlzapfen der Mühle, also in axialer Richtung. In der Trübe sind die Eisenerzteile feiner als die begleitenden Gesteinsteile; da letztere spezifisch leichter sind, werden sie vom Wasserstrom in verhältnismäßig größeren Körnern mit herausgeschwemmt, so daß schon durch ein Absieben der gemahlenen Massen eine Scheidung erzielt werden kann.

Je nachdem man die Erze mehr oder weniger fein gemahlen haben will, was davon abhängt, ob sie fein oder grob eingesprengt sind, läßt man in die Kugelmühlen mehr oder weniger Wasser einfließen; bei geringerem Wasserzufluß sind die austretenden Erze feiner gemahlen, die Leistung wird dafür aber natürlich geringer. Man muß also von Fall zu Fall die güntigste Menge Wasser ausprobieren.

Die aus den Kugelmühlen fließende Trübe wird nun unter Gröndal-Scheider f geleitet, die zu zweien hinterein

1) Die Kreiselbrecher mußten wegen zu großer Abnutzung durch Steinbrecher ersetzt werden.

deutscher Ingenieure.