DE1611163C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken von Suspensionen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken von Suspensionen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindicken von Suspensionen mit rotierenden und/oder feststehenden Filterkörpern, bei denen der an den Filterflächen anhaftende Filterkuchen durch Zentrifugal- und Scherkräfte von den Filterflächen entfernt wird und bei denen der von den Filterflächen entfernte Filterkuchen wieder mit der zu filtrierenden Suspension gemischt wird und dieses Gemisch intensiv gerührt wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Durch die französische Patentschrift 1 402 661 ist ein dynamisches Eindicken von Suspensionen mit einem rotierenden Filterkörper und einer dicht benachbart stehenden festen Filterplatte bekanntgeworden. Bei diesem Verfahren zum Eindicken von Suspensionen wurde der an den Filterflächen anhaftende Filterkuchen durch Zentrifugal- und Scherkräfte von den Filterflächen entfernt und wieder mit der zu filtrierenden Suspension gemischt, wodurch es möglich wurde, relativ gute Eindickungsgrade zu erzielen. Durch das ständige Wiedereinrühren des Filterkuchens in die zu filtrierende Suspension behält diese ihre Fließeigenschaften. Mit diesen Fließeigenschaften ist es möglich, die Flüssigkeit weitaus stärker zu entfernen, als dieses bei nach unten absinkenden Filterkuchen möglich ist, welcher meist in Form einer Schliere absinkt, seine Fließeigenschaften dabei verliert und infolge seiner thixotropen Eigenschaften während des Absinkens einen hohen Flüssigkeitsgehalt gewinnt. Schwierigkeiten bereitet jedoch ein so weitgehender Entzug von Flüssigkeit, daß am Ausgang ein fester Filterkuchen entsteht, wenn dieses Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden soll und wenn insbesondere ein kontinuierlicher Abzug des Filterkuchens erreicht werden soll.
Durch die DT-AS B 19 005 (bekanntgemacht am 30.5.1956) ist es bekanntgeworden, die Dickschlammentnahme aus mit einem Krählwerk versehenen Eindikkern zu steuern. Moderne Eindicker, die nach dem Verfahren der Sedimentation arbeiten, sind mit einem Überlastungsmelder zur Überwachung der mechanischen Belastung des FCrählwerkes und zur Verhinderung einer Überbelstung des Krählwerkes versehen. Um derartige Überlastungen zu vermeiden, ist es hier bekanntgeworden, die mechanische Belastung des Krählwerkes durch einen Drehmomentenmesser zu messen und die Schlammentnahmepumpe des Eindikkers durch die Meßwerte des Drehmomentenmessers zu steuern. Hier bei diesen Sedimentationseindickern mit Krählwerk liegt die Problematik zu Grunde, den Dickschlamm nicht zu dick werden zu lassen, damit er noch austragungsfähig mittels Schlammpumpe bleibt, und damit das Krählwerk nicht überlastet wird und durch eine eventuelle Überlastung Schaden nimmt.
Bei der vorliegenden Erfindung geht es um ein.anderes Problem: Hier geht es darum, Dickschlämme, wie sie beispielsweise aus Sedimentationseindickern anfallen, noch weiter zu verdicken.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einem kontinuierlichen Vorgehen die Eindickung von Suspensionen bis zu einem festen Filterkuchen zu ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die zu filtrierende Suspension kontinuierlich zwischen den Filterflächen mit abwechselnder Richtung zur Zentrifugalkraft geleitet wird und daß der Eindickgrad des filtrierten Gutes in Abhängigkeit von der momentanen Differenz zwischen dem von den Scherkräften hervorgerufenen Drehmoment und dem im voraus eingestellten Wert des Drehmomentes konstant gehalten wird.
Hierdurch wird es möglich, am Ausgang des Filters stichfeste Filterkuchen zu erreichen. Da die zu filtrierende Suspension kontinuierlich zwischen den Filterflächen mit abwechselnder Richtung zur Zentrifugalkraft geführt wird, nimmt der Eindickungsgrad vom Eingang des Filters zum Ausgang kontinuierlich zu. Bei dieser Führung des Filtergutes kann es nicht vorkommen, daß noch nicht eingedickte Suspension sich einen Weg vom Eingang zum Ausgang während des Auslaßvorganges
bildet. Sobald einmal noch nicht eingedickte Suspension sich durch bereits eingedicktes Gut einen Weg in Richtung auf den Ausgang bricht, kann dieser noch nicht eingedickte Anteil nicht den Ausgang erreichen, da durch die hervorgerufene Drehmomentenänderung dann sofort wieder der Ausgang geschlossen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß infolge der labyrinthförmigen Führung des Filtergutes und der Steuerung über das Drehmoment an der Filterwelle erreicht wird, daß nur fester Filterkuchen das Filter verläßt, ein fester FiI-terkuchen, der durch die Bewegung der Filterplatten noch im flüssigen Zustande gehalten wird, aber sofort nach Aufhören der Bewegung fest wird.
Eine Möglichkeit des Vorgehens bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß die eingedickte Suspension laufend abgeführt wird, wobei man den Austragsmengenstrom erhöht, wenn das momentane Drehmoment größer als dessen im voraus eingestellter Wert ist und umgekehrt
Eine andere Möglichkeit des Vorgehens besteht darin, daß die eingedickte Suspension laufend ausgetragen wird und die Erhöhung des Ausgangsmengenstromes der Differenz zwischen dem momentanen Wert des Drehmomentes und dessen im voraus eingestellten Wert proportional ist
Eine weitere Möglichkeit des Vorgehens besteht darin, daß die eingedickte Suspension ausgetragen wird, wenn die Differenz zwischen dem momentanen Wert des Drehmomentes und dessen im voraus eingestellten Wert positiv ist und die eingedickte Suspension nicht ausgetragen wird, wenn diese Differenz negativ ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einer Vorrichtung durchführen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zusätzlich zu der einen rotierenden Filterplatte mehrere rotierende Filterplatten vorgesehen sind, daß zwischen diese mehrere, feststehende Filterplatten ragen und daß ein den Regler der Vorrichtung zum Abführen der eingedickten Suspension steuernder Drehmomentenmesser vorgesehen ist.
Die ineinander eingreifenden rotierenden Filterplatten und feststehenden Filterplatten ergeben einen labyrinthförmigen Weg für das Filtergut Dieser labyrinthförmige Weg gewährleistet in Zusammenwirken mit dem vom Drehmoment gesteuerten Regler, daß nur fester Filterkuchen ausgetragen wird und daß noch flüssige Suspension nicht vom Eingang des Filters bis zum Ausgang des Filters durch Verschiebungen der Filtergutmasse im Inneren des Filters ungewollt ohne Flüssigkeitsentzug durchtreten kann.
Der labyrinthförmige ausgebildete Weg für das FiI-tergut im Inneren des Filters bringt aber noch weitere Vorteile mit sich: Beispielsweise kann man mit diesem Filter Suspensionen filtrieren, in denen Feststoffpartikel enthalten sind, welche kleiner sind als die Maschenweite der Filtertücher. Dieses dürfte darin seinen Grund haben, daß die unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften bewegten Teilchen am Beginn des Filtervorganges derart nach außen durch die rotierende erste Filterplatte geschleudert werden, daß sie beim Auftreffen auf die Filteroberfläche nicht senkrecht auf diese auftreffen, sondern in einer schrägen Richtung, durch die es zu einem Abprallen von der Filteroberfläche kommt. Nach dem Durchlaufen des ersten, von Filterflächen gebildeten Spaltes im Filter in Richtung der Zentrifugalkräfte ist schon ein so weitgehender Flüssigkeitsentzug aufgetreten, daß am Ende dieser Spalte bereits eine gewisse Agglomerisation der Teilchen erfolgt, so daß sich am Ende dieser ersten, in Richtung der Zentrifugalkräfte durchlaufenden Spalte bereits größere Teilchen gebildet haben, die dann beim Durchlaufen der nächsten Spalte in Richtung gegen die Zentrifugalkräfte eine Größe aufweisen, mit der ein Durchtreten durch die Maschen des Filtertuches nicht mehr möglich ist.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeipieles näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch das Filter,
F i g. 2 ein Diagramm der Viskosität der Suspension in Abhängigkeit von der Konzentration der festen Teilchen, wobei auf der Abszisse der Logarithmus der Konzentration der festen Teilchen w aufgetragen ist, während als Ordinate die Viskosität η der Suspension aufgetragen ist.
F i g. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Das Filter besteht aus einem zylindrischen Gefäß 3 mit den Deckeln 1 und 9. Im Deckel 1 befindet sich der Einlaßstutzen 2, im Deckel 9 befindet sich zentrisch der Auslaßstutzen 10. Im Inneren des Filters befindet sich eine hohle Welle 4, auf der rotierende Filterplatten 5 angebracht sind. Die durch die Filtertücher auf den rotierenden Filterplatten hindurchtretende Flüssigkeit wird aus dem Filter durch die Hohlwelle 4 nach außen abgeführt. Zwischen die rotierenden Filterplatten 5 greifen feststehende Filterplaaten 7, welche kreisscheibenförmig ausgebildet sind und in der Mitte hohl sind. Für die in die festen Filterplatten eintretende Flüssigkeit sind besondere Auslaßstutzen 8 vorgesehen. Der Antrieb der hohlen Filterwelle erfolgt vom Motor 14 über die Treibriemenräder 11,12. Der Auslaßstutzen 10 des Filters ist durch ein Ventil 15 verschlossen. Auf der Welle 4 befindet sich noch ein Drehmomentenmesser 17, dessen Meßwerte einer Steuervorrichtung 16 zugeführt werden, weiche das Ventil 15 betätigt
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Eindicken von Suspensionen mit rotierenden und/oder feststehenden Filterkörpern, bei denen der an den Filterflächen anhaftende Filterkuchen durch Zentrifugal- und Scherkräfte von den Filterflächen entfernt wird und bei denen der von den Filterflächen entfernte Filterkuchen wieder mit der zu filtrierenden Suspension gemischt wird und dieses Gemisch intensiv gerührt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu filtrierende Suspension kontinuierlich zwischen den Filterflächen mit abwechselnder Richtung zur Zentrifugalkraft geleitet wird und daß der Eindickgrad des filtrierten Gutes in Abhängigkeit von der momentanen Differenz zwischen dem von den Scherkräften hervorgerufenen Drehmoment und dem im voraus eingestellten Wert des Drehmomentes konstant gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingedickte Suspension laufend abgeführt wird, wobei man den Austragsmengenstrom erhöht, wenn das momentane Drehmoment größer als dessen im voraus eingestellter Wert ist und umgekehrt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingedickte Suspension laufend ausgetragen wird und die Erhöhung des Ausgangsmengenstromes der Differenz zwischen dem momentanen Wert des Drehmomentes und dessen im voraus eingestellten Wert proportional ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingedickte Suspension ausgetragen wird, wenn die Differenz zwischen dem momentanen Wert des Drehmomentes und dessen im voraus eingestellten Wert positiv ist und die eingedickte Suspension nicht ausgetragen wird, wenn diese Differenz negativ ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, mit einer auf einer Hohlwelle aufgebrachten, rotierenden Filterplatte und einer unmittelbar benachbart angeordneten feststehenden Filterplatte, die in einem mit einem Einlaßstutzen in einem Deckel und einem Auslaßstutzen im gegenüberliegenden Deckel versehenen Gefäß untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der einen rotierenden Filterplatte (5) mehrere rotierende Filterplatten (5) vorgesehen sind, daß zwischen diese mehrere, feststehende Filterplatten (7) ragen und daß ein den Regler (16) der Vorrichtung (15) zum Abführen der eingedickten Suspension steuernder Drehmomentenmesser vorgesehen ist.
DE1611163A 1966-12-21 1967-12-19 Verfahren und Vorrichtung zum Eindicken von Suspensionen Expired DE1611163C3 (de)

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