DE3029684C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Misch- und Filtrationsapparat mit einem nach oben konisch erweiterten Behälter, mit einem Deckel zum Verschließen des Behälters, mit einem in dem Behälter angeordnetem Filter, durch den der Behälterinnenraum in eine erste Kammer und in eine zweite Kammer unterteilt wird, mit einem Einlaß für die Suspension in die erste Kammer, mit einem Auslaß für die ab­ filtrierte Flüssigkeit aus der zweiten Kammer und mit einer antreibbaren Mischeinrichtung in der ersten Kammer.

Ein Misch- und Filtrationsapparat der vorgezeichneten Gat­ tung ist aus der CH-PS 5 74 753 bekannt. Diese zeigt einen druckdicht verschließbaren Behälter, der im Bereich seines einen Endes einen Filterboden enthält und im Bereich des ge­ genüberliegenden Endes mit einem Rührwerk versehen ist. Zum Einfüllen der zu behandelnden Suspension wird der um eine waagrechte Achse drehbar gelagerte Behälter in eine erste Betriebsstellung verschwenkt, in der sich seine Öffnung oben befindet. Während des Filtrationsbetriebes kann der Behälter verschwenkt werden, so daß ein zwischen der Behälteröffnung und dem Sieb wirksames Rührwerk das schon weniger getrockne­ te Gut vor einer erneuten Filtrationsphase homogenisiert. Oberhalb des Filterbodens wirkt ein Glättebalken, der die bei der Entwässerung entstehenden Kanäle und Risse des Gutes einebnen und schließen soll. Nach beendeter Filtration wird der Behälter so verschwenkt, daß seine Öffnung nach unten weist.

Der bekannte Filtrationsapparat ist in seiner Arbeitsweise auf die eingefüllte Charge beschränkt und arbeitet verhält­ nismäßig langsam. Dies hat seine Ursache darin, daß das Rührwerk lediglich in der Flüssigphase eingesetzt werden kann und während der eigentlichen Filtration keine Funktion mehr hat, wenn das Gut auf dem Filterboden aufliegt und dann nur noch von dem Glättebalken erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Misch- und Filtrationsapparat der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, daß durch Beseitigung der zeitlichen Tren­ nung zwischen Misch- oder Rührphase einerseits und Filtra­ tionsphase andererseits verbesserte Filtrationsergebnisse erreicht werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß von dem die Oberseite des Behälters verschließenden Deckel ein Zylindergehäuse ausgeht, daß der Filter als ein mit der Spitze nach unten gerichte­ ter Kegel ausgebildet ist, der sich an das untere Ende des Zylindergehäuses anschließt und zusammen mit diesem und dem Deckel die zweite Kammer umschließt, daß die Mischeinrichtung als eine von unten in die erste Kammer ragende, reversierbare und in einem Gehäuse ge­ lagerte Doppelwellenschnecke ausgebildet ist, daß das Gehäuse ein Produktdurchlaßrohr aufweist, daß die untere Flanschöffnung des Behälters mittels eines Tragteils verschlossen ist, in dem die Doppelwellen­ schnecke in dem Gehäuse gelagert ist und eine umlaufen­ de Bewegung etwa parallel zum Behältermantel und zumin­ dest ungefähr parallel zum Umfang des Filters ausführt, um entfeuchtetes Produkt vom Filter zu lösen, und daß in die zweite Kammer ein Rohr zum Absaugen der abfiltrierten Flüssigkeit ragt.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen sinnvollen Kombination zwi­ schen dem nach unten konisch verjüngten Mischbehälter, dem darin konzentrisch angeordneten Kegelfilter und der im Ab­ stand zwischen Filter und Behälter angeordneten umlaufenden Doppelwellenschnecke wird das Produkt während des Filtra­ tionsvorganges ständig weiter durchmischt, so daß die zu­ nächst vorliegende Suspension durch ständige Bewegung schnell entwässert und bis zu einer pastösen Masse einge­ dickt wird. Wenn die reversierbare Doppelwellenschnecke in der einen Förderrichtung das an der Filterfläche entwässerte Produkt nach oben fördert, erfolgt eine erneute Durchmi­ schung mit den feuchteren Bestandteilen der Charge, so daß dann die feuchtere Mischung in den Filtrationsbereich zu­ rückgelangt, wobei die Schnecke diesen Vorgang ständig wie­ derholt. Somit wird das auch im Bereich der Spitze des Ke­ gelfilters sich ansammelnde feuchtere Produkt ständig dort weggenommen und mit dem Produkt aus trockeneren Zonen ver­ mischt. Die sich durch Schwerkraft im unteren Teil des Be­ hälters ansammelnde Flüssigkeit gelangt aufgrund der Mi­ scherwirkung nach oben und wird schon während dieser Auf­ wärtsbeförderung abgesaugt. Somit wird auch das Entstehen von Rissen oder Kanälen in dem an der Filterfläche anlie­ genden Produktkuchen vermieden, die sonst eine schnelle, intensive Entwässerung verhindern.

Im Fall eines anschließenden Waschvorganges wird der gesamte entwässerte Produktkuchen angemaischt, indem man in den Be­ hälter eingefüllte Waschflüssigkeit mit Hilfe der Schnecke mit dem Produkt verrührt. Auch während dieser Verfahrens­ stufe durchläuft das Produkt eine pastöse Phase, in der ein­ fache Förderschnecken sich vollsetzen und somit in ihrer Funktion ausfallen würden. Bei der erfindungsgemäß angewen­ deten Doppelwellenschnecke wird durch die ineinandergreifen­ den Schneckenwendeln das sich eventuell ansetzende Produkt ständig abgelöst.

Der Misch- und Filtrationsapparat nach der Erfindung ist da­ durch weitergebildet, daß das die Wellen bzw. Kernrohre der Doppelwellenschnecke mit Lagern abstützende Gehäuse, welches das Produktauslaßrohr enthält, von unten durch einen drehba­ ren Tragkranz hindurchgeführt, mit diesem fest verbunden und über eine Gleitringdichtung an die untere Öffnung des Behäl­ ters angeschlossen ist. Zweckmäßigerweise sind die Schnec­ kenflügel der Doppelwellenschnecke in überlappender Bezie­ hung zueinander angeordnet. Weiterhin können die Kernrohre der Doppelwellenschnecke sowie des Mantels des Behälters an ein Heiz- oder Kühlmittel anschließbar sein. Zu diesem Zweck kann der Mantel des Behälters als Doppelmantel ausgeführt sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal kann das in die zweite Kammer hineinragende Absaugrohr als bis in die Spitze des Filters führendes, insbesondere an eine Unterdruckquelle angeschlos­ senes Tauchrohr ausgebildet sein. Wenn somit die zweite Kam­ mer über das Tauchrohr an eine Unterdruckquelle angeschlos­ sen ist und im Behälter bzw. in der ersten Kammer ein Über­ druck herrscht, wird die Flüssigkeit der zu verarbeitenden Suspension aufgrund dieser Druckdifferenz durch den Kegel­ filter gedrückt, von wo sie dann abgesaugt werden kann.

Für weitere Ausgestaltungs- und Variationsmöglichkeiten des mit dem Misch- und Filtrationsapparat nach der Erfindung durchzuführenden Verfahrens kann der Behälter Anschlußmittel zum Anlegen eines auf die zu filtrierende Produktsuspension wirkenden Überdruckes aufweisen.

Gemäß einem anderen Merkmal kann der Filter mit dem oberen Zylindergehäuse als einheitliche zweite Kammer durch eine Deckelöffnung in den Behälter einführbar und mittels eines eigenen Deckels verschließbar sein.

Ein Ausführungsbeispiel des Misch- und Filtrationsapparates gemäß der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine perspektivische, halb geschnittene Ansicht eines Misch- und Filtrationsapparates gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den unteren Be­ reich des Apparates, wobei eine Schnecke der Dop­ pelwellenschnecken-Anordnung in die Schnittebene versetzt ist.

Entsprechend Fig. 1 ist ein nach oben konisch erweiterter Mischbehälter 10, der einen beheizbaren oder kühlbaren Doppelmantel 12 aufweist, mit seinem unteren Flansch 14 an einen Tragteil 16 angeschlossen, der als Lager­ gehäuse für einen detailliert in Fig. 3 gezeigten Drehantrieb dient. Ein im Lagergehäuse 16 gelagertes Schneckenrad steht mit einer von einem Getriebemotor 20 angetriebenen Schnecke in Eingriff, deren eines End­ lager 18 in Fig. 1 sichtbar ist. In einem Gehäuse 22 sind die unteren Enden einer Doppelwellenschnecke 23, 24 gelagert, die sich durch die untere, in der Höhe des Flansches 14 befindliche Behälteröffnung hindurch bis in den oberen Bereich des Behälters hineinerstrecken, und zwar ungefähr parallel zum Doppelmantel 12.

Das Gehäuse 22 ragt in den Tragteil 16 hinein und ist dort durch das kranzförmige Schneckenrad des Drehantriebes hindurchgeführt und fest mit diesem verbunden. Unterhalb des Schneckenrades ist das Gehäuse 22 an ein Produktaus­ laßrohr 28 angeschlossen, das sich vorzugsweise konzentrisch zur vertikalen Mittelachse des Mischbehälters 10 erstreckt. Am Gehäuse 22 ist außerdem ein reversierbarer Getriebe­ motor 26 befestigt, über den die Doppelwellenschnecke 23, 24 angetrieben wird.

Am oberen Ende ist der Mischbehälter 10 durch einen ge­ wölbten Flanschdeckel 30 verschlossen, der eine zentrische Öffnung enthält. Durch diese Öffnung ragt ein zylindrisches Gehäuse 32 in den Behälter, das mit einem Umfangsflansch 34 auf dem Öffnungsrand aufliegt und seinerseits durch einen Deckel 36 abgedichtet ist. Am Deckel 36 ist ein Anschluß 38 für eine nichtgezeigte Unterdruckquelle vorgesehen. Am unteren Ende des in den Füllbereich des Mischbehälters 10 hineinragenden Zylindergehäuses 32 ist ein Kegelfilter 40 angeschlossen, der einen Nutschboden bildet und zweck­ mäßigerweise mit Stützgewebe, Filtertuch und einem Metalltressengewebe bespannt ist.

Aufgrund des innerhalb des im Zylindergehäuse 32 und Kegelfilters 40 herrschenden Unterdrucks sowie eines ggf. an das Behälterinnere angelegten Überdruckes, wird die Flüssigkeit der über einen Füllstutzen 42 im Flanschdeckel 30 eingefüllten Produktsuspension durch den Kegelfilter 40 hindurchgedrückt und von dort mit Hilfe eines nichtgezeigten Tauchrohres weggesaugt.

Dieses Tauchrohr ist mit dem Anschluß 38 im Deckel 36 verbunden und erstreckt sich bis an die unterste Spitze des Kegelfilters 40, um von dort die anfallende, ab­ filtrierte Flüssigkeit abzusaugen.

Bei einem Betriebsbeispiel steht die Produktsuspension innerhalb des abgeschlossenen Behälters unter einem Überdruck von etwa 6 bar, der von einer nichtgezeigten Druckquelle aus beispielsweise über den Füllstutzen 42 von oben auf die Produktsuspension wirkt, in die das Zylindergehäuse 32 weit eintaucht. Dabei wird durch den Kegelfilter 40 das Lösungsmittel abfiltriert, das den Innenraum des Kegelfilters bis zu einer gewissen Höhe füllt. In diese Flüssigkeit ragt das Tauchrohr 39 hinein, das an einen Unterdruck in der Größenordnung von etwa 0,5 bar angeschlossen ist. Im Zylindergehäuse 32 stellt sich im Betrieb im wesentlichen Normaldruck ein.

Wenn nach anhaltender Filtration das Produkt im Misch­ behälter 10 entfeuchtet und in die pastöse Phase gelangt ist, wird über den Füllstutzen 42 Waschflüssigkeit in den Behälter eingefüllt, wobei der Unterdruck im Zylinder­ gehäuse 32 und der Überdruck im Behälter 10 beseitigt sind. Nach dem "Anmaischen" des Produktes mit Wasch­ flüssigkeit zu einer Suspension, wobei die nach oben fördernde und gleichzeitig rundum die Behälterinnenwand umlaufende Doppelwellenschnecke 23, 24 eine innige Durchmischung besorgt, wird der nächste Filtrations­ prozeß eingeleitet. Falls das Produkt nur einmal zu waschen ist, werden nunmehr der Doppelmantel 12 des Be­ hälters und die Wellen der Förderschnecken 23, 24 beheizt, um die Trocknung des Produktes zu beschleunigen. Über das Tauchrohr 39 werden folglich nicht nur Waschflüssig­ keit, sondern auch Dämpfe von Waschflüssigkeit und noch im Produkt befindlichem Lösungsmittel abgesaugt.

Wenn das Produkt den erwünschten Restfeuchtegrad besitzt, wird es aus dem Behälter entleert. Zu diesem Zweck wird der Getriebemotor 26 umgeschaltet, so daß die Doppel­ wellenschnecke 23, 24 nach unten fördert, um das Produkt dem Auslaßrohr 28 zuzuführen. Man erkennt aus Fig. 1, daß der Kegelfilter 40 und der Behältermantel 12 ungefähr den gleichen Konuswinkel aufweisen, so daß der dadurch gebildete konische Ringraum von den Schneckenflügeln besonders intensiv durchmischt und auch vollständig ent­ leert werden kann.

Entsprechend Fig. 2 ist an dem unteren Flansch 14 des Behälters 10 der Tragteil 16 angeschlossen, in dem ein Zahnkranz 60 gelagert ist. Die Umfangsverzahnung des Zahnkranzes 16 steht mit einem Schneckenrad 62 in Eingriff, das über den in Fig. 1 gezeigten Getriebemotor 20 angetrieben und eben­ falls im Tragteil 16 gelagert ist. Durch die mittlere Öffnung des Zahnkranzes 60 erstreckt sich das obere Ende des Gehäuses 22, das über einen Anschlußflansch 64 mit dem Zahnkranz fest und abgedichtet verbunden ist.

Um das mit dem angetriebenen Zahnkranz 60 mitdrehende Gehäuse 22 der Doppelschnecke 23, 24 gegenüber dem Innern des Mischbehälters 10 abzudichten, sind in einem zwischen Flansch 14 und Tragteil 16 abgedichtet einge­ spannten Zwischenring 66 zwei konzentrische Gleitring­ dichtungen untergebracht, die auf einem am Gehäuse 22 befestigten Stützring 72 anliegen. Der Raum zwischen den beiden Gleitringdichtungen 68, 70 ist über einen nichtgezeigten Anschluß mit Sperrgas (Stickstoff) beaufschlagt, dessen Druck ständig überwacht wird.

Die Darstellung nach Fig. 2 ist insoweit schematisch vereinfacht, als der Öffnungsdurchmesser des unteren Behälterendes und des Zahnkranzes 60 nur für den Durch­ gang einer Förderschnecke 24 bemessen und gezeichnet ist. Tatsächlich enthält das Gehäuse 22 jedoch zwei nebeneinander angeordnete Förderschnecken, deren Flügel 74 einander überlappen und sich jeweils bis in die Nähe des gegenüberliegenden Kernrohres 76 erstrecken. Dem­ entsprechend ist das Auslaßrohr 28, zumindest in seinem Anschlußbereich zum Gehäuse 22 mit einem ovalen Quer­ schnitt versehen. Auf dem unteren Ende des Kernrohres 76 sind Abwurfschaufeln 78 befestigt, mit denen das heran­ geführte Produkt zwangsläufig in den Auslaß 28 befördert wird. Zur Abdichtung und Lagerung der Schnecken 23, 24 im Gehäuse 22 dienen handelsübliche Labyrinthdichtungen 80, Radiallager 82 und Axiallager 84.

Claims (8)

1. Misch- und Filtrationsapparat mit einem nach oben konisch erweiterten Behälter, mit einem Deckel zum Verschließen des Behälters, mit einem in dem Behälter angeordneten Filter, durch den der Behälterinnenraum in eine erste Kammer und in eine zweite Kammer unterteilt wird, mit einem Einlaß für die Suspension in die erste Kammer, mit einem Auslaß für die abfiltrierte Flüssig­ keit aus der zweiten Kammer und mit einer antreibbaren Mischeinrichtung in der ersten Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß von dem die Oberseite des Behälters (10) verschließen­ den Deckel (30) ein Zylindergehäuse (34) ausgeht, daß der Filter (40) als ein mit der Spitze nach unten ge­ richteter Kegel ausgebildet ist, der sich an das untere Ende des Zylindergehäuses anschließt und zusammen mit diesem und dem Deckel die zweite Kammer umschließt, daß die Mischeinrichtung als eine von unten in die erste Kammer ragende, reversierbare und in einem Gehäuse (22) gelagerte Doppelwellenschnecke (23, 24) ausgebildet ist, daß das Gehäuse ein Produktdurchlaßrohr (28) aufweist, daß die untere Flanschöffnung des Behälters (10) mittels eines Tragteils (16) verschlossen ist, in dem die Dop­ pelwellenschnecke in dem Gehäuse (22) gelagert ist und eine umlaufende Bewegung etwa parallel zum Behälterman­ tel und zumindest ungefähr parallel zum Umlauf des Fil­ ters (40) ausführt, um entfeuchtetes Produkt vom Filter zu lösen, und daß in die zweite Kammer ein Rohr (39) zum Absaugen der abfiltrierten Flüssigkeit ragt.

2. Misch- und Filtrationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wellen bzw. Kernrohre (76) der Doppelwellenschnecke (23, 24) mit Lagern abstützende Gehäuse (22), welches das Produkt Durchlaßrohr (28) ent­ hält, von unten durch einen drehbaren Tragkranz (60) hin­ durch geführt, mit diesem fest verbunden und über eine Gleitringdichtung (68 bis 72) an die untere Öffnung des Behälters (10) abgedichtet angeschlossen ist.

3. Misch- und Filtrationsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenflügel (74) der Doppelwellenschnecke (23, 24) in überlappender Beziehung zueinander angeordnet sind.

4. Misch- und Filtrationsapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernrohre (76) der Doppelwellenschnecke (23, 24) sowie der Mantel des Behälters (10) an ein Heiz- oder Kühlmittel an­ schließbar sind.

5. Misch- und Filtrationsapparat nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Behälters (10) als Doppelmantel (12) ausgeführt ist.

6. Misch- und Filtrationsapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in die zweite Kammer hineinragende Absaugrohr als bis in die Spitze des Filters (40) führendes, insbesondere an eine Unterdruckquelle angeschlossenes Tauchrohr (39) ausgebil­ det ist.

7. Misch- und Filtrationsapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) Anschlußmittel zum Anlegen eines auf die zu filtrie­ rende Produktsuspension wirkenden Überdruckes aufweist.

8. Misch- und Filtrationsapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (40) mit dem oberen Zylindergehäuse (32) als einheitliche zweite Kammer durch eine Deckelöffnung in den Behälter (10) einführbar und mittels eines eigenen Deckels (36) verschließbar ist.