DE1486817A1 - Fluessigkeitsabscheider - Google Patents

Description

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PATENTANWALT DIPL.-ING.RICHARD MÜLLER-BÖRNER PATENTANWALT DIPL. - ING. "HANS-HEINRICH WEY BERLIN-DAHLEM · PODBIELSKIALLEE 68 MÖNCHEN 22 - WtDENMAYERSTRASSE 49 TELEFON! 76 29 07 · TELEGRAMME: PROPINDUS TELEFON : 22 55 85 · TELEGRAMME: PROPINDUS

den 31. Januar 1966

Rice Barton Corporation, Worcester, Mass. (USA)

Fluss igkeits abscheider

- ι

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Verringerung des Flüssigkeitsgehalts eines Flussigkeit-Feststoffgemischs,

Hauptziel der Erfindung ist ein solcher Apparat, der Betriebsund Wartungseinfachheit mit Anpassungsfähigkeit und hoher Durchsatzleistungsfähigkeit verbindet. Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist ein geschlossener zweistufiger Apparat zum aufeinanderfolgenden Abscheiden großer Flüssigkeitsmengen in einer Schneöeenfilter- und einer Scheibenpressenstufe, Ein weiteres bedeutendes Ziel der Erfindung .ist die Schaffung eines solchen Schneckenfilters von gedrungener Bauart, der aber trotzdem bei erhöhten Drücken und erhöhten Durchsatzmengen sowie bei verringerten Verlusten an Feinteilen betrieben werden kann. Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Scheibenpresse, bei welcher die Lagerbedürfnisse vereinfacht und die Bildung von Knoten auf ein Mindestmaß herab-

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FERNSCHREIBER: 019 4057

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gesetzt wird. Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Scheibenpresse, die auch bei Schwankungen der Zufuhrmenge wirksam zu arbeiten in der Lage ist« Weitere wesentliche Ziele der Erfindung bestehen darin, daß eine solche Scheibenpresse mit dünn-flüssigeren Breimassen arbeiten, sich bildende Knoten ausscheiden und, ohne angehalten zu werden, gespült werden kann. Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung ist das Ausbringen von feuchten Feststoffen aus einer Scheibenpresse, die so zerkleinert sind, daß sie auf pneumatischem Wege wirksam befördert werden können» Die Erfindung sieht ein geschlossenes System vor, bei welchem ein Schneckenfilter in eine Scheibenpresse unmittelbar hinein— fördert. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Schneckenfiltereinheit sind Symmetrieachsen vorgesehen, bei welchen die eines oder beider Enden zu der des Mittelteils in einem solchen Winkel ^ verläuft, daß tote Winkel und damit zusammenhängender, sich aufbauender unerwünschter Gegendruck am Austrittsende vermieden werden und ein Anbringen der Schneckenfilter hintereinander möglich ist, die Schnecken sich in Hälften von der Schneckenwelle abnehmen lassen und die äußeren spiralförmigen Flächen der Schnecken aus Metallborsten, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Messing, La

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Scheibenpressen-einheit nach der Erfindung sind die beiden kegeistumpfförmigen Scheiben erfindungsgemäß so angebracht, daß sie um Achsen in gleicher

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horizontaler Ebene umlaufen, wobei den Einlaßdruck erfühlende Mittel zum Verändern der Drehzahl der Scheiben, Labyrinthdichtungen für die Scheiben und ein Abstreifmesser vorgesehen sein können, die eine Spülwasserkammer und eine sich bildende Knoten ausscheidende Kammer mit Transportschnecke umgrenzen. In Weiterausbildung der Erfindung ist außerdem in Kombination (j mit einer Scheibenpresse eine Zerkleinerungsvorrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die so bewegt werden, daß sie auf den aus der Scheibenpresse kommenden Preßling einwirken, um ihn zwecks seines weiteren Abtransports, vorzugsweise auf pneumatischem Wege, zu zerkleinern.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in Fig. 1 bis 7 der beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die teilweise in einem senkrechten

Schnitt aufgebrochen ist;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen n'aeh der Linie 3-3 in Fig. 1 aufgebrochenen Schnitt in vergrößertem Maßstabe;

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht einer Einzelheit;

Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch einen Teil der Filterschnecke ;

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Fig« 6 eine schematische Ansicht des Schneckenfilters unter Veranschaulichung des DruckausgleichrohM in zwei Stel-

lungen und · ,

Fig» 7 zwei hintereinander angeordnete Schneckenfilter»

Fig» 1 zeigt einen Flüssigkeitsabscheider, der sich beispielsweise dazu eignet, den Feststoffgehalt von Holzfaserbrei in Wasser von 4X oder veniger auf 40Ji oder mehr zu bringen*

Der Flüssigkeitsabscheider besitzt einen allgemein mit 10 bezeichneten Schneckenfilter, der mit seinem Austrittsende an einer allgemein mit 12 bezeichneten Scheibenpresse befestigt ist»

Der Schneckenfilter 10 besitzt eine Schnecke 14 aus rostfreie» Stahl, die zu ihrem Drehantrieb auf einer in den Lagern 18 und 20 gelagerten Welle 16 angebracht ist. Das Lager 18 wird mit Hilfe einer sogenannten "Micarta"-Buchse mit Wasser gesdhmiert» Das Lager 20 ist ein Rollenlager« Die Schnecjce 14 besteht aus zvei Teilen 14a und 14b, die je die Welle 16 in einem Umfang von 180° umgeben und sich zu ihrer Reinigung oder Wartung leicht auseinandernehmen lassen» An der gesamten schraub enl ini enf ö rraigen Kante des Haupt teils 22 de*r Schnecke 14 sind "Borsten" 24 aus rostfreiem Stahl befestigt, die eine schraubenllinienförmige Bürste bilden (Fig. 5). Die Außenfläche d'ieser Bürste ist zu ihrer Maßgenauigkeit geschliffen. Die Länge der Borsten vor dem Schleifvorgang ist in gestrichelten

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Linien angegeben· Ein Filtersieb 26 aus perforiertem rostfreiem Stahlblech und ein Gehäuse 28 aus rostfreiem Stahl bestehen ebenfalls je aus zwei halbzylindrischen Teilen, wobei sie beide, wie die Schnecke, in einer Ebene halbiert sind, in welcher ihre Achse verläuft. (Zwischen den beiden Gehäusehälften ist eine nicht dargestellte Dichtung vorgesehen.) Die untere Hälfte des Gehäuses 28 ist mit ihrem unteren Ende an der Basis 30, einem 45°-Krümmer mit Berührungsflächen aus rostfreiem Stahl, und mit ihrem oberen Ende an einem Teil 32 aus rostfreiem Stahl befestigt, dessen Ende ebenfalls um eine Achse im Winkel von 45° zur Achse der Welle 16 entsprechend ausgebildet ist, so daß das Entfernen der oberen Hälfte des Gehäuses 28 zu seiner Wartung oder Reinigung einfach ist. Auf der Welle 16 ist ein nach Bedarf in Längsrichtung verstellbarer Klumpenzerteiler 34 angebracht, der nach Belieben auf und ab bewegt werden kann,"um den Betriebsdruck im Inneren des Filter- ' siebes 26 zu verringern bzw. zu vermehren. Die Welle 16 wird durch einen Motor 36 über einen Treibriemen 38 angetrieben. Der effektive Druck läßt sich auch, wie in Fig. 6 gezeigt, durch Verwendung eines Ausgleichrohrs 39 ändern. Die Verwendung von mehr als einem Schneckenfilter 10 ist in Fig. 7 dargestellt. Diese Verwendung wird dadurch erleichtert, daß die Achse des Einlasses und die Achse des Auslasses jedes Filters in entgegengesetzten Richtungen von der Schneckenachse abgehen.

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Der in dem Schneckenfilter 10 eingedickte Brei tritt aus ihm unmittelbar in die Eintrittszone 40 de.s (aus säurefestem "Meehanite CG^M-Eisen gegossenen) Gehäuses 42 der Scheibenpresse 12 hinein aus. Unterhalb der Zone 40 befinden sich Teile zweier Scheiben 44 mit kegel stumpf artigen Preßflächen 46» Jede Fläche 46 weist eine Vielzahl von durch die Scheiben hindurch verlaufenden öffnungen 48 auf. Die Öffnungen 48 stehen mit Flüssigkeit sammelnden, zueinander konzentrischen Nuten oder Rillen 50 sowie mit radialen Nuten oder Killen 52 in Verbindung (vgl. Fig. 1 im oberen rechten Viertel, wo das Sieb aufgebrochen ist). Die Drehachsen 54 und der Scheiben 44 liegen in der gleichen horizontalen Ebene, was u.a. den Vorteil einer Vereinfachung ihrer Lagerbedürfnisse bietet (Fig. 2). Die Scheiben 44 erhalten ihren Drehantrieb um die Achsen 54 und 56 mit Hilfe eines Motors 58, der sie über Zahnräder 60 antreibt, wobei der Außenumfang der Preßscheiben ein mit den Zahnrädern 60 kämmendes Kegelrad bildet. Die Scheiben 44 werden auf Wellen 59 mit Hilfe von Sicherungsblechen 61 gehalten. Jede Preßfläche 46 ist mit einem Sieb 62 (Fig. l) aus rostfreiem Stahl bedeckt, das aus zwei symmetrischen Teilen besteht. Die Siebe sind mit dem gleichen Kegelwinkel wie die Flächen 46 der Scheiben hergestellt, wobei letztere (beim abschließenden GenauigkeitsbearbeitungsVorgang) auf den Scheiben 44 maschinell bearbeitet werden, (die je in einem Stück mit radialen Kippen 64 aus säurefestem "Meehanite CC"-Eisen gegossen sind), so daß ein genaues Zusammenpassen für die Montage gewährleistet ist. Das (aus einem oberen und einem unteren Teil bestehende) Gehäuse 42 besitzt

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zwei Satz um es herum verlaufende Labyrinthdichtungsnuten 66, die je mit Labyrinthdichtungsrippen an einer der Scheiben so zusammenwirken, daß die Scheibenpresse auch für dünnflüssigere Breimassen verwendbar ist« Das Gehäuse 42 weist ein mit ihm aus einem Stück gefertigtes herabhängendes Abstreifmesser 70 auf, dessen Seitenflächen in geringem Abstand von den Sieben 62 der umlaufenden Scheiben 44 angeordnet sind« Eine Wasserschmierung erfolgt über von der Spülkammer 72 in einem Winkel abgehende Offnungen 71, die durch das Abstreifmesser 70 hindurch an seinen den durch Siebe abgedeckten Scheiben gegenüberliegenden Flächen münden· Das Abstreifmesser 70 besitzt drei herabhängende Stege, die mit den Sieben 62 eine Kammer 72 und eine Xhotenausscheidekamm&r 74 bilden bzw« abgrenzen. Durch die Siebe 62 in die rammer 74 hineingetragene !noten werden von den Sieben (Fig· 3) durch die (von einem Motor 78 angetriebene) Schnecke 76 abgerieben und durch sie

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nach außen bewegt zu ihrem Auswerfen durch eine öffnung 80, fcron wo sie zu ihrem Aufbrechen in das dem Schneckenfilter zuzuführende Arbeitsgut erneut eingebracht werden können)· über eine Leitung 82 in die Spülkammer 72 eingebrachtes Spülwasser kann durch die Siebe unmittelbar austreten, ohne den Betrieb anhalten oder eine Demontage vornehmen zu müssen« Die untere Hälfte des Gehäuses 42 trägt eine Entleerungsleitung 84. Die durch die Siebe 62 gequetschte Flüssigkeit tritt über

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die Öffnungen 48 aus« Die Umlaufgeschwindigkeit der Scheiben 44 wird mit Hilfe eines in der Einlaßzone 40 angeordneten Druck-

fühlers 85 verändert, der die Drehzahl des Motors 58 so verändert,

daß in der Zone 40 ein konstanter Druck aufrechterhalten wird» Der Fühler 85 kann beispielsweise von der durch die Firma The Foxboro Company, Foxboro, Mass., auf den Markt gebrachten Bauart Jf "Consotrol M/52A" sein. Die Austrittszone 86 liegt oberhalb

des Bereichs der größten Feststoffverdichtung, der in einer horizontalen Ebene durch die horizontale Mittellinie der Quetsch- ' zone zwischen den Scheiben verläuft, so daß sich das austretende Arbeitsgut bei seinem Verlassen der Austrittszone 86 in Querrichtung ausdehnen kann. Außerdem kann sich das austretende Arbeits gut auf Grund dieser Anordnung der Zone 86 frei nach oben ausdehnen, was es unter Einwirkung der Zerkleinerungsvorrichtung leicht tut, die auf die austretende Masse einwirkt, um sie in einzelne kleine Stücke aufzubrechen, die zu einem pneumatischen Transport aus der Zerkleinerungsvorrichtung gut geeignet sind.

Die Zerkleinerungsvorrichtung,90, die sowohl eine Abgabegleichmäßigkeit als auch einen stückigen Ausstoß herbeiführt, bewirkt, daß pro Minute 51 000 Zerkleinerungskanten 92 auf die Ausgangsfeststoffe einwirken. Während diese Zähne mit Zerkleinerungs— kanten 92 in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, können sie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in vielen unter—" schiedlichen Abständen angeordnet und durch eine Vielzahl von Kettensträngen getragen sein, die auf Kettenrädern 94 laufen

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und durch einen Motor 96 über einen Treibriemen 98 angetrieben werden. Die: Zerkleinerungsvorrichtung 90 führt den zerkleinerten Preßkuchen mit einer Geschwindigkeit von etwa 130 m pro Minute aus der Scheibenpresse 12 ab» Die von Ketten getragenen gezahnten Kanten 92 laufen auf Rollenlagern, wobei die gesamte Zerkleinerungsvorrichtung auf der Scheibenpresse f

schwenkbar angebracht ist, und zwar sowohl zu ihrem leichteren Zugang als auch als Sicherheitsmaßnahme für den Fall eines Antriebsausfalles, damit der Preßkuchen frei und ungehindert austreten kann.

Die Arbeitsweise des Apparats ergibt sich aus vorstehenden Ausführungen. Sobald die Abgabe aus dem Schneckenfilter 10 in die Scheibenpresse 12 hinein etwa 8% oder mehr beträgt, wird der Teil 32 entfernt, so daß der Austritt über die darunterliegende Zone sowie*auch über die sonstwie verfügbare Zone * stattfinden kann.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   /~lJ Plüssigkeits abscheider mit einer Scheibenpresse, die aus einem auf einem Achsenpaar drehbar angebrachten Scheibenpaar besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (54, 56) in einer horizontalen Ebene liegen»

   2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Scheiben kegelstumpfförmige Flächen- aufweisen, die zwischen sich eine Preßzone abgrenzen, die sich in ihrer Weite von einer größten Weite in Verbindung mit einer Aufnahmezone bis zu einer schmälsten Weite in Verbindungjmit einer Abgabezone verändert, wobei ein Gehäuse (42) vorgesehen ist, das mit jeder der Scheiben (44) an ihren einander gegenüberliegenden Außenumfängen mit Labyrinthdichtungen (66) zusammenwirkt.

   3. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich außerhalb der Preßzone zwischen den stumpfkegeligen Flächen (46) radial zu ihnen ein Abstreifmesser (70) er-

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   streckt, dessen Querflächen sich an die stumpfkegeligen Flächen (46) eng anpassen, wobei das Abstreifmesser (70) zwei sich radial erstreckende Kammern (72, 74) aufweist, die je mit den von Sieben (62) bedeckten Scheiben (44) über die Querflächen in Berührung stehen, und das Abstreifmesser (70) mit dem Gehäuse (42) aus einem Stück besteht, während eine (72) der Kammern als Zugang für Spülflüssigkeit vorgesehen und in der anderen Kammer (74) eine Reinigungsvorrichtung (76) so angeordnet ist, daß sie sich in Berührung mit den Von Sieben (62) bedeckten Scheiben (44) bewegen kann, um von den Scheiben (44) Knoten in die letztgenannte Kammer (74) hineinzubefördern,

   4· Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung eine auf einer radialen Achse drehbar angebrachte Schnecke (76) ist, die mit den von Sieben (62) bedeckten Scheiben (44) in Berührung steht, um von ihnen Knoten aufzunehmen und sie in radialer Richtung aus der Kammer (74) abzuführen,

   5· Abscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine an der Abgabezone (86) in von der schmälsten Weite getrennter Lage angeordnete Zerkleinerungsvorrichtung (90), die eine Vielzahl von sich in einem Winkel zu der Abgaberichtung in der Abgabezone rasch bewegenden Zähnen (92) besitzt, um das Ärbeitsgut in Stücken unter einem anderen Winkel auszubringen. ..;,;--

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   6. Abscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (70) eine in radialer Richtung verlaufende, über seine Querflochen mit den Scheiben (44) in Berührung stehende Kammer (72) und eine Zufuhrleitung (82) für Spülflüssigkeit zu dieser Kammer besitzt· '

   7· Abscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der sich in radialer Richtung erstreckenden rammer (74) eine Reinigungsvorrichtung (76) vorgesehen ist, die in Berührung «it den von Sieben (62) bedeckten Scheiben (44) beyeglich ist^. um von den Scheiben (44) Knoten in die Kammer (74) hinein zu entfernen. .

   8» Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Motor (58) mit regelbarer Drehzahl für den gerneinsaaen gleichlaufenden Antrieb der Scheiben (44) bei nach Bedarf veränderbaren Drehzahlen, vobei in der Aufnahmezone (40) der Scheibenpresse (12) ein Druckfühler (85) vorgesehen ist, der bei einem Druckanstieg eine Drehzahlsteuerung und bei Druckabfall eine Drehzahlverminderung des Motors (58) bevirkt, um Druckveränderungen in der Aufnahmezone. (40) auf ein Mindestmaß herabzusetzen«

   9· Abscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung aus einer um eine im wesentlichen radiale Achse drehbar angebrachten, die von

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   Sieben. (62) bedeckten Scheiben (44) berührenden Schnecke (76) besteht.

   . Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Schneckenfilter (10) mit einer Abgabezone, die mit der Aufnahmezone (40) zwischen den Scheiben (44) der Presse in enger Verbindung steht, wobei ein Fühler (85) vorgesehen ist, der durch mindestens ein Betriebsmerkmal des Filters (10) beeinflußt ist und ein Betriebsmerkmal der Presse (12) automatisch steuert, so daß ein mit der Scheibenpresse zusammenhängendes geschlossenes Flüssigkeitsabscheidesystem entsteht»

   11. Abscheider nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler ein auf die Durchsatzmenge durch die Abgabezone ansprechender Druckfühler (85) ist und die Drehzahl der Scheiben (44) der Scheibenpresse verändert, um den Druck in der Aufnahmezone (40) möglichst konstant zu halten.

   12· Abscheidernach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenfilter (10) aus einer Schnecke (14) und einem mit zahlreichen Perforierungen versehenen Zylinder (26) besteht, gegen den die aus einer Vielzahl von Metallborsten (24) bestehende schraubenlinienförmige Außenfläche (22) der Schnecke anliegt, wobei der Schneckenfilter (10) außerdem ein Einlaß- und ein Auslaßteil (30,32) besitzt, deren Symmetrieachsen in einander entgegengesetzten Eichtungen von der Achse der Schnecke (14) abgehen»

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   13· Abscheider nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
   gekennzeichnet, daß der Schneckenfilter (10) aus einem Ein- ' laß-, einem Auslaß- und einem Zwischenteil besteht, wobei
   die Symmetrieachse des Auslaßteiles (32) sanft von der Achse des Zwischenteils (28) abgeht· -

   14· Abscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß - und das Auslaßteil (30,32) in einander entgegengesetzten Richtungen in Krümmungen von der Achse des Zwischenteils (28) abgehen· ·

   15· Abscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesarat be tragt der Abweichungen 90° beträgt, so däß an
   dem Einlaß- und dem Auslaßende (30,32) des Filters (10) vorgesehene Plansche zueinander parallel verlaufen·

   16. Abscheider nach Anspruch 15, dadurch- gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenteil (28) drehbar angebrachte Schnecke (14) in ihrer Längsrichtung halbiert ist.

   17· Abscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenteil (28) drehbar angebrachte Schnecke
   (14) eine schraubenlinienförmige Kante (22) aufweist, die aus einer Vielzahl von sich nach aussen erstreckenden Metallborsten (24) besteht.

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