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Kontinuierlich arbeitende Filterbandzentrifuge
Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Filterbandzentrifuge mit zum Trennen von feinen festen und gelförmigen Suspensionen mit einem in Längsrichtung der Trommel wandernden Filterband.
Die bisher bekannten kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen können nur zum Abtrennen von groben Kristallen oder sonstigen festen Partikeln von den Flüssigkeiten benutzt werden. Feine schwer filtrierbare Suspensionen und Gele lassen sich nur mittels üblicher, unterbrochen arbeitender Zentrifugen oder Schlammpressen abtrennen. Die Benutzung von unterbrochen arbeitenden Filtereinrichtungen oder Zentrifugen ist jedoch zeitraubend, da die Filtergewebe oft verstopft werden. Zum Auswechseln oder Auswaschen von verschlammten Filtertüchern muss der Betrieb zeitweise eingestellt werden.
Es wurde deshalb angestrebt, kontinuierlich arbeitende Zentrifugen zu konstruieren, die es ermöglichen würden, das Filtergewebe kontinuierlich auszuwechseln und zu reinigen. So wurde z. B. eine Schleudermaschine vorgeschlagen, wo auf einer Stangentrommel, deren Stangen mit Rollen versehen waren, ein Filterband schraubenförmig aufgewickelt war, wobei das Filterband über eine Trommel zurückgeführt wurde, welche dem Filterband eine andere Geschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel erteilte, wodurch es zu einem kontinuierlichen Auf- und Abwickeln des Filterbandes kommt. Es ist ferner eine ähnliche Anordnung mit einem in axialer Richtung geführten Filterband bekannt, wobei dem Filterband ebenfalls von aussen eine Bewegung erteilt wurde. Ein Nachteil dieser Anordnungen ist, dass sie einen besonderen Antrieb des Filterbandes erfordern.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine äussere und eine innere, einseitig offene Trommel vorgesehen ist, deren Achsen miteinander einen Winkel einschliessen und deren zylindrische Wandungen aus axial verlaufenden, in Abständen angeordneten Stäben bestehen, wobei sich die Stäbe der äusseren Trommel zwischen den Stäben der inneren Trommel befinden, so dass eine mit Schlitzen versehene, im wesentlichen zylindrische Siebwand entsteht, welche an der Innenseite von einem endlosen Filterband abgedeckt ist, das in aufeinanderfolgenden und sich teilweise überdeckenden Windungen stets von einem Paar fluchtender Schlitze in beiden Trommelböden ausgehend axial über die Siebwand verläuft,
aussen um den Rand der offenen Seite der äusseren Trommel herum wieder zurück zum benachbarten Schlitz geführt ist und dessen beide Enden miteinander verbunden sind.
Infolge des Divergierens der beiden Trommelachse wird das toroidförmig verlaufende Filterband innerhalb der Zentrifugentrommel ständig vom Boden zum Rande aufwärts (bei vertikaler Betriebslage der Trommelachse) bewegt und ausserhalb der Trommel wieder zum Boden desselben zurückgeführt. Diese Bewegung erfolgt ganz regelmässig und geht ohne Schwierigkeiten vor sich. Auf seiner Bahn durch das Innere der Zentrifuge wird das Filterband zunächst mit der zu filtrierenden Suspension beschickt, worauf die Waschflüssigkeit in die äussere Trommelzone eingespritzt wird. Man kann sogar mehrere Waschflüssigkeiten nacheinander verwenden.
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Die Mutterflüssigkeit und die Waschflüssigkeiten können gegebenenfalls in voneinander getrennten, rings um die Zentrifugentrommel angeordneten Rinnen aufgefangen werden. Die abgetrennte feste Substanz wird durch die Fliehkraft vom Rand der Trommel in eine Rinne abgeschleudert und in üblicher Weise, z. B. mittels einer Rutsche, weiter transportiert. Die Geschwindigkeit des sich in der Richtung
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bei gleichzeitigem Waschen von sehr feinen Suspensionen und Gelen. Feste, aus der Suspension abgetrennte und auf dem Filtergewebe aufgefangene Stoffe lassen sich ohne Schwierigkeiten noch auf demselben Filterband durchwaschen. Nach dem Abschleudern der Waschflüssigkeit werden sie automatisch, ohne Verwendung von Messern oder sonstigen Einrichtungen ausgetragen.
Die abgetrennten Waschflüssigkeiten und die Mutterflüssigkeit können entweder zusammen oder getrennt abgeleitet werden. Das Filtergewebeband kann aus verschiedenem Material, wie z. B. Baumwolle, Kunstseide, sowie aus synthetischen oder Glasfasern oder auch aus feinem Metalldraht hergestellt werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Zentrifuge mit horizontaler Trommelachse im Vertikalschnitt nach der Linie
III-IV in Fig. 2 und Fig. 2 einen Teil eines Querschnittes nach der Linie I-II in Fig. 1. Letzterer zeigt die beiden Sätze der ineinandergreifenden Stangen, zusammen mit dem versetzt angeordneten Schlitzen in den Trommelstirnen.
Die in Fig. 1 dargestellte Zentrifuge besteht aus zwei rotierenden Stangentrommeln-1, 2-, wobei innerhalb der getriebenen äusseren Welle --12-- der Trommel --1-- die Welle --11-- der inneren Stangentrommel --2-- angeordnet ist, die entweder ebenfalls getrieben oder durch die abwechselnd angeordneten Stangen der Trommel --1-- angetrieben wird. Die Mäntel der beiden Trommeln bestehen aus Stangen-3, 4-, wobei die Stangen der einen Trommel in die Stangen der andern Trommel greifen.
In der Stirnfläche --5-- (Boden) der inneren Trommel --2-- sind längliche Öffnungen oder Schlitze --7--, die sich gegenüber den Schlitzen -8-- in der Stirnfläche --6-- der äusseren Stangentrom- meI --1-- befinden. Die Schlitze sind vorzugsweise tangential zu einem zum Trommelquerschnitt konzentrischen Kreis angeordnet. Die Stirnfläche-5- der inneren Trommel--2-- ist konzentrisch mit der Welle -11-- verbunden, die durch mindestens ein einstellbares Lager --10-- in der hohlen Welle --12-- der äusseren Trommel --1-- schwenkbar gelagert ist. Diese hohle Welle wird mit einem be" liebigen Mittel zum Antrieb versehen, z. B. mit einer Riemenscheibe ; sie ist durch das Lager --9-- beliebiger Art (z. B.
Kugel- oder Gleitlager) gehalten. Die Achsen von beiden Trommeln sind divergierend-entweder auseinanderlaufend oder sie kreuzen sich-wie es in übertriebenem Massstab in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die Neigung der Trommelachsen gegeneinander kann durch nicht veranschaulichte beliebige Mittel, wie Schraube, Hebel, Schnecke, Zahnräder od. dgl. in der Richtung der in Fig. 1 eingetragenen Pfeile geändert werden.
Derselbe Effekt kann durch Verschwenken der äusseren Welle gegenüber der stabil gelagerten inneren Welle oder aber durch Verschwenken beider Wellen, d. h. der äusseren Welle nach oben und der inneren Welle nach unten erzielt werden.
Der endlose Streifen bzw. das endlose Band des Filtergewebes-13-wird durch die Schlitze --7, 8-- derart gewunden, dass dadurch eine torroidähnliche Windung bzw. Spule gebildet wird, die
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gen die innere Wand der Trommel gepresst und durch die beim Rotieren wechselweise ausragenden Stangen der beiden Trommeln über die abgerundete Kante-17-der Stangentrommel-l-aufwärtsge- schoben wird, von welcher Kante die abgetrennten Feststoffe abgeschleudert werden.
Das toroidförmige Filterband bewegt sich dann, im Inneren der Trommel, stets in der Richtung der Drehachse bzw. ausserhalb der Trommel abwärts, wobei es gegebenenfalls durch nicht veranschaulichte Mittel, wie ringför- mige Drähte oder Stangen aus Kunststoff oder Metall gestützt wird, und kehrt schliesslich wieder unten in die Trommel zurück, beispielsweise über eine Reihe von Rollen oder über eine abgerundete Kante.
Auf diese Weise wird das Filtergewebeband vollständig um das ganze doppelte Stangentrommelsystem gewunden und bildet eine geschlossene toroide Spule.
Die beiden Stangentrommeln können gegebenenfalls in einem Gehäuse --14-- angeordnet werden, das mit einer oder mehreren Ableitungsröhren --15-- versehen ist, durch welche die Mutterflüssigkeit
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und die Waschflüssigkeiten abgezogen werden. Die zu filtrierende Suspension wird durch die Zulei- tungsröhre-18-eingeleitet, die Waschflüssigkeiten werden ähnlich durch andere, in den Zeichnun - gen nicht veranschaulichte Röhren zugeführt. Die abgetrennten festen Stoffe werden durch die Rut- sche --16-- abgeführt.
Die Filterbandzentrifuge kann entweder in horizontaler oder in vertikaler Stellung der Rotationsachse angeordnet werden, oder es kann die Rotationsachse in einem beliebigen Winkel geneigt werden.
Die einzelnen abgetrennten Flüssigkeiten können, falls erwünscht, in getrennten ringförmigen Rinnen aufgefangen und aus denselben abgeleitet werden. Diese Rinnen sind in geeigneten Entfernungen von der Zentrifugentrommel in üblicher Weise befestigt.
Das Gehäuse --14-- kann gegebenenfalls gegenüber der Umgebung abgedichtet und in seinem Inneren mit einem inerten Gas gefüllt werden.
Es ist auch möglich, auf das Filterband zunächst eine Suspension eines festen Filtermaterials, wie z. B. Aktivkohle, Silikagel, Kieselerde od. ähnl. aufzutragen und die zu filtrierende Suspension erst auf das so präparierte Filterband aufzubringen.
Es müssen somit zwei getrennte Zuführungsrohre vorgesehen sein, eines für das Auftragen der Hilfsschicht, das zweite für die Suspension. Die festen, auf dem Filterband aufgefangenen Stoffe werden dann an den Wendepunkten zum grössten Teil abgeschleudert, der Rest wird abgewaschen. Es ist aller... dings für den Fall, dass man den festen Stoff der Suspension erhalten will, notwendig, den Stoff vom
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