DE3816214A1

DE3816214A1 - Drehsieb

Info

Publication number: DE3816214A1
Application number: DE3816214A
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Allsop
Original assignee: SURESCREEN Manufacturing
Current assignee: Johnson Filtration Systems Australia Pty Ltd
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1989-03-16
Also published as: GB2204506A; GB8811291D0; GB2204506B; ZA883274B; NZ224560A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten oder die Trennung von Feststoffen und Feststoffen durch Siebung. Die Erfindung betrifft genauer Verbesserungen an einer Trennvorrichtung, bei der ein Drehsieb oder eine Siebtrommel verwendet wird.

Eine typische Trennvorrichtung dieser Art umfaßt einen hohlen Zylinder mit einer äußeren Wand, in der eine Vielzahl von Perforationen ausgebildet sind. Das Material, das getrennt werden soll, wird in den Zylinder eingeführt, während er gedreht wird, so daß kontinuierlich eine frische Sieboberfläche dem Material gegenübergestellt wird, wodurch ein recht effizienter Trennvorgang im Vergleich zu einer statischen Siebung erreicht wird.

Die Perforationen in der Zylinderwand besitzen eine Größe und eine Form, die vom Material, das behandelt werden soll, abhängt. Daher können die Perforationen in ihrer einfachsten Form relativ groß bemessene Öffnungen in einer glatten Wand für die Trennung von großen Partikeln sein, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 26 664 204 beschrieben. Die Perforationen können auch relativ klein mit speziell gestaltetem Aussehen sein, wie z.B. Perforationen zwischen parallelen Litzen aus keilförmigen Drähten, die um Tragestangen gewunden sind, für die Trennung von Flüssigkeiten und Festkörpern, beschrieben in der US-Patentanmeldung Nr. 39 61 605. Obwohl diese speziell ausgestaltete Formgebung eine sehr gute Wirksamkeit des Siebes erzeugt und im wesentlichen die Neigung des Siebes zum Verstopfen verringert, wird eine gleichmäßige Verteilung des wässrigen Schlamms oder des zu trennenden Materials nicht immer erreicht, wodurch die Effizienz des Siebes reduziert wird.

Andere Nachteile dieser bekannten Arten der rotierenden Trennvorrichtung sind im Hinblick auf die spezifische Art des zu trennenden Materials einzigartig. Z.B. muß bei der Trennung von Fettstoffen aus Rohabwasser oder bei der Trennung von Zuckersaft von Bagasse der rotierende Zylinder besonders lang sein, um eine geeignete Trennung sicherzustellen. Dies bringt eine Erhöhung der tatsächlichen Belastung der ungestützten Wände des verlängerten Zylinders mit sich, was zu einem Bruch des Zylinders während der Benutzung führen kann. Darüber hinaus kann der Einsatz innerer Ablenkbleche, durch die die Trennung unterstützt wird, indem die Verweilzeit des Materials im Zylinder erhöht wird, ebenfalls strukturelle Probleme hervorrufen, die die Standzeit des Zylinders reduzieren.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung oder Veränderung der bekannten rotierenden Trennvorrichtung zu schaffen, bei dem die zuvor erwähnten Nachteile vermieden oder zumindest minimiert werden.

Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung folgend wurde eine Vorrichtung geschaffen für die Trennung von Flüssigkeiten von Feststoffen und/oder die Trennung von Feststoffen von Feststoffen, die eine Siebtrommel umfaßt, wobei die Verbesserung dabei durch eine kegelförmige Teiltrommel erzielt wird, die am Auslaß der Siebtrommel befestigt ist, wobei die sich verjüngende Teiltrommel eine Vielzahl von darin ausgebildeten Perforationen aufweist.

Sinn und Zweck der keilförmigen Teiltrommel ist es, die Dauer der Trennung des Eingangsmaterials durch einen größeren Betrag in einer gegebenen Längeneinheit zu erhöhen als die, die in einer gleichen Länge des Trommelsiebes erzielt wird. Das bedeutet, daß das zu trennende Material für einen größeren Zeitraum in der keilförmigen Teiltrommel gehalten wird, als in einer Siebtrommel mit einer äquivalenten Länge, um eine im wesentlichen größere Trennungseffizienz zu erreichen. Demnach wird im Fall einer Flüssigkeit/Feststoff-Trennung sowie im Fall der Abwasserbehandlung ein erhöhter Filtereffekt mit bis zu 20% zusätzlicher Feuchtigkeitsentfernung erreicht. Bei einer Feststoff/Feststoff-Trennung, wie im Fall der Getreidereinigung, ist eine nahezu 100%ige Trennung durch die Verwendung der keilförmigen Teiltrommel erzielbar.

Vorteilhaft ist die keilförmige Teiltrommel einstückig mit dem Trommelsieb ausgebildet. In einer derartigen Ausführungsform wird sie üblicherweise an das Trommelsieb angeschweißt. In einigen Situationen mag es jedoch erforderlich sein, daß die keilförmige Teiltrommel ein abnehmbarer Bestandteil ist, so z.B. wenn stark schleifende Feststoffe getrennt werden müssen und Abnutzung und Verschleiß mit großer Wahrscheinlichkeit in der keilförmigen Teiltrommel auftreten und einen Ersatz erforderlich machen. In diesem Fall ist die keilförmige Hülse an der Siebtrommel durch lösbare Sicherungsmittel befestigt. Eine bevorzugte Ausbildung der lösbaren Sicherungsmittel umfaßt eine lösbare Stifteinrichtung, wie z.B. eine Mutter- und Bolzenanordnung, bei der sich der Bolzen durch Flanschöffnungen erstreckt, die auf benachbarten Kanten der Siebtrommel und der keilförmigen Teiltrommel ausgebildet sind.

Die keilförmige Teiltrommel besitzt ein Einlaßende, das im Hinblick auf Form und Abmessungen gleich oder nahezu gleich dem Auslaßende der Siebtrommel ist. Weiter besitzt sie ein Auslaßende, das verglichen mit dem Einlaßende einen im wesentlichen verkleinerten Durchmesser aufweist. Da die Form der kegelförmigen Teiltrommel normalerweise mit der Form der Siebtrommel übereinstimmt, besitzt sie normalerweise eine konische Kegelstumpfform, da die Siebtrommel üblicherweise zylindrisch ist. In einigen Fällen können jedoch unregelmäßige Siebtrommeln bevorzugt werden, die z.B. einen polygonalen Querschnitt besitzen. Mit polygonal ist hier gemeint, daß die Siebtrommel vier oder mehrere im wesentlichen gerade Seitenwände besitzt. Eine bevorzugte polygonale Querschnittsform ist das Sechseck. Die keilförmige Teiltrommel besitzt daher auch einen auf die polygonale Form passenden Querschnitt.

Es ist jedoch auch vorstellbar, daß die Form der keilförmigen Teiltrommel sich von der der Siebtrommel unterscheidet. Z.B. kann in einigen Fällen eine polygonale keilförmige Teiltrommel zusammen mit einer zylindrischen Siebtrommel verwendet werden, oder eine konusförmige Teiltrommel mit einer Siebtrommel mit polygonalem Querschnitt. Offensichtlich muß in diesen Fällen die Verbindung zwischen der Siebtrommel und der sich verjüngenden Teiltrommel besonders ausgebildet werden, um die unterschiedlichen Formen aneinander anzupassen. Demnach kann es sein, daß das Auslaßende der Siebtrommel und/oder das Einlaßende der sich verjüngenden Teiltrommel hinsichtlich ihrer Form verändert werden, um eine derartige Verbindung zuzulassen. Alternativ kann ein getrenntes Verbindungselement verwendet werden. Ein derartiges Element muß in Form eines Kragens ausgebildet sein, bei dem ein Bereich an das Profil der Siebtrommel und ein anderer Bereich an das Profil der sich verjüngenden Teiltrommel anpaßt.

Die Perforationen in der keilförmigen Teiltrommel entsprechen vorteilhaft der Perforation in der Siebtrommel. Besonders vorteilhaft wird die Perforation gebildet, indem Haltestäbe über eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten gewickelt werden, die in einer Anordnung angeordnet sind, die den entsprechenden keilförmigen Aufbau der Hülse erzeugen. Solche Drähte und Stäbe sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, jedoch kann jedes Material, das für den besonderen Trennungstyp geeignet ist, verwendet werden. Diese Materialien umfassen einen weiten Bereich von Metallen und Kunststoffmaterialien, wie z.B. Stahl, Kupfer, Metalllegierungen, Polyurethan, Polyvenylchlorit, Polybutylen und ähnliches.

Alternativ kann die Perforation in der keilförmigen Teiltrommel unterschiedlich von der der Siebtrommel sein. Sie kann z.B. ausgebildet werden, indem Löcher in das Plattenmaterial, z.B. rostfreie Stahlbleche oder ein Kunststoffmaterial gestanzt werden. Sie kann eine andere Größe und einen anderen Aufbau als die Perforation in der Siebtrommel aufweisen. Die keilförmige Teiltrommel kann auch aus einem vollständig anderen Material als die Siebtrommel hergestellt sein.

Eine besondere bevorzugte Ausführungsform der keilförmigen Teiltrommel wird hergestellt, indem Haltestäbe über eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten mit einseitiger Neigung angeordnet werden. Dadurch wird ein stärkerer Oberflächentrenneffekt bei einer Flüssigkeit/Feststoff-Trennung erzielt und damit eine größere Trennungseffizienz. Besonders bevorzugt stimmt die keilförmige Teiltrommel mit der Siebtrommel darin überein, daß die Keildrähte und Haltestäbe in einer ähnlich geneigten Art aufgewickelt sind. Im Fall einer zylindrischen Siebtrommel kann diese Neigung einen spiralförmig gewundenen Draht erzeugen.

Im Betrieb ist die Siebtrommel vorzugsweise drehbar in einem kleinen Winkel bezogen auf die Horizontale gelagert, um zu ermöglichen, daß das zugeführte zu trennende Material unter gemeinsamer Wirkung der Gravitation und der Drehbeschleunigung der Siebtrommel fließt. Die keilförmige Teiltrommel ist an der Öffnung der Siebtrommel befestigt, die am weitesten unten gelagert ist. Die Steigung der Keilform der Teiltrommel wird üblicherweise so gewählt, daß ein noch kleinerer Winkel zwischen dem Bodenbereich der Wand der Teiltrommel und der Horizontalen bestehen bleibt, kleiner als der der durch die Wand der Siebtrommel gebildet wird. Dieser Winkel kann im wesentlichen zwischen 0° und ungefähr 10° variieren. Die Verringerung der Neigung zwischen der Siebtrommel und der Bodenwand der keilförmigen Teiltrommel bewirkt, daß das zu trennende Material verlangsamt wird, wenn es durch die keilförmige Teiltrommel hindurchläuft, wodurch das Auftreten einer weiteren Trennung zugelassen wird. Man hat festgestellt, daß durch den Zusatz der keilförmigen Teiltrommel eine wesentliche Erhöhung der Trennungseffizienz erzielt wird. Im Fall der Rohwabwasserbehandlung wird ungefährt 75% der Feuchtigkeit des zugeführten Materials in der Siebtrommel entfernt und durch das Hinzufügen der keilförmigen Teiltrommel ungefähr 85% der Feuchtigkeit.

Die keilförmige Teiltrommel weist eine besondere Verwendbarkeit bei der Zuckersaftgewinnung der Abwasserbehandlung, der Getreidereinigung und der Papierbreibearbeitung auf.

Die Erfindung erstreckt sich auf die keilförmige Teiltrommel an sich.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Perspektivansicht einer Trennvorrichtung mit keilförmiger kegelstumpfförmiger Teiltrommel gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine seitliche Perspektivansicht einer konisch geformten Teiltrommel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 3 eine seitliche Persepktivansicht einer sich verjüngenden Teiltrommel mit sechseckigem Profil gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen oder zur Trennung von Feststoffen und Feststoffen dargestellt mit einem drehenden Siebzylinder bzw. Siebtrommel 10, mit einer daran angeschweißten sich verjüngenden Teiltrommel 20. Die Siebtrommel weist eine herkömmliche zylindrische Walze 11 auf, die aus einer Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckenden keilförmigen Siebdrähten 12 und einer Vielzahl von Haltestäben 13 aufgebaut ist, die um die Siebdrähte 12 gewickelt sind, um eine Vielzahl von Siebschlitzen 17 damit zu bilden.

Die Siebtrommel ist an gegenüberliegenden Enden durch Rollenanordnungen 14, 15 aus einem Paar aus Zapfenrädern auf jeder Seite der Siebtrommel gelagert (nur jeweils eins ist in der Zeichnung dargestellt). Zumindest eine der Rollenanordnungen wird durch eine nicht dargestellte herkömmliche Antriebsvorrichtung angetrieben, um die Drehung der Siebtrommel und der Teiltrommel im Betrieb zu bewirken. Die sich verjüngende Teiltrommel 20 ist an der Auslaßöffnung der Siebtrommel so angeschweißt, daß sie sich über die Tragerollen 15 hinaus in Form eines Auslegers erstreckt.

Die sich verjüngende Teiltrommel 20 ist auf dieselbe Art hergestellt wie die Siebtrommel 10, nämlich aus einer Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden keilförmigen Siebdrähten 21 und einer Vielzahl von aufgewickelten transversal laufenden Haltestäben 22. Die sich verjüngende Teiltrommel besitzt üblicherweise den Aufbau eines konischen Kegelstumpfes.

Wie dargestellt ist die Siebtrommel in Bezug auf die Horizontale geneigt, so daß die Zylinderlängsachse der Siebtrommel einen Winkel von ungefähr 5° zur Horizontalen einnimmt. Der untere Wandbereich 16 der sich verjüngenden Teiltrommel 20 ist mit einem solchen Winkel ausgebildet, daß er, bezogen auf die Horizontale, einen Winkel von ungefähr 1° einnimmt.

Die Trennvorrichtung umfaßt ebenfalls ein Reservoir für das Sammeln der Flüssigkeit, die vom zugeführten Flüssigkeit/Feststoff-Gemisch abgetrennt wird, oder für das Sammeln des feinkörnigen Materials aus einem zugeführten Feststoff/Feststoff-Gemisch. Das Reservoir besitzt üblicherweise die Form einer halbzylindrischen Mulde mit nach oben stehenden Seiten und ist unter der Siebtrommel und der sich verjüngenden Teiltrommel angeordnet, wobei die nach oben stehenden Seiten der Mulde sich in der Nähe der Wände der Trommel und der sich verjüngenden Teiltrommel nach oben erstrecken. Das Reservoir kann verschiedenartig aufgebaut sein und ist nicht dargestellt, da es keinen Teil der Erfindung bildet.

Der Zuführstutzen zur Siebtrommel (nicht dargestellt) kann aus einem geschlitzten Rohr bestehen, das sich teilweise in das Innere der Siebtrommel erstreckt oder eine Anordnung, die das zu trennende Material unmittelbar gegen die Wand der Siebtrommel in der Nähe der Einlaßöffnung richtet. Die Zuführung kann in Drehrichtung oder gegen die Drehrichtung der Siebtrommel oder auch in beide Richtungen erfolgen. Bevorzugt ist die Flußrichtung des Materials am Zuführungspunkt im wesentlichen gleich der Drehrichtung der Siebtrommel.

Im Betrieb wird eine Schlammsuspension oder ein Feststoff/Feststoff-Gemisch aus unterschiedlich großen Partikeln in die Siebtrommel durch bekannte Zuführungsrichtungen in der Richtung zugeführt, die in der Zeichnung durch den Pfeil A angedeutet ist, während die Siebtrommel 10 und die befestigte Teiltrommel 20 entweder in Uhrzeigerrichtung oder entgegengesetzt gedreht werden. Nach dem Eintritt in die Siebtrommel wird das zu trennende Material kontinuierlich umgewälzt, so daß die Flüssigkeit oder die feinkörnigen Komponenten durch die Perforation 17 in der Wand der Siebtrommel hindurchfallen, während das Material durch die Siebtrommel läuft. Wenn das Material die sich verjüngende Teiltrommel 20 erreicht, ist ein Großteil bereits in die Bestandteile getrennt worden und die Vorwärtsbewegung des restlichen Materials wird plötzlich verringert. Das Material wird dann einer relativ längeren Bearbeitungszeit in der Vorrichtung unterzogen, was eine verbesserte Trennung als in einer einfach verlängerten Siebtrommel erreichbar macht. Der Feststoffanteil eines zugeführten Flüssigkeit/Feststoffgemischs oder der großkörnige Bestandteil einer Feststoff/Feststoff-Partikel-Mischung wird kontinuierlich aus der Auslaßöffnung der sich verjüngenden Teiltrommel abgezogen.

In Fig. 2 ist eine weitere Form einer sich verjüngenden Teiltrommel gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Sie besteht aus einer konischen Kegelstumpf-Teiltrommel mit einer Einlaßöffnung 31 und einer Auslaßöffnung 32. Die Teiltrommel wird hergestellt, indem Haltestäbe 33 in einer halbspiralförmigen Anordnung um eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten 34 gewickelt werden, die ebenfalls in einer halbspiralförmigen Anordnung angeordnet sind, wodurch dazwischen Öffnungen 38 gebildet werden. Flansche 35 und 36 aus einem Metallring sind an jedem Ende der Teiltrommel angeordnet. Der Flansch 36 besitzt Öffnungen 37, um eine Befestigung an der Siebtrommel mit Hilfe von Bolzen oder ähnlichem zu ermöglichen.

Die Wirkung des halbspiralförmigen aufgewickelten Drahtes besteht darin, den axialen Fluß des zu trennenden Materials durch die sich verjüngende Teiltrommel weiter abzubremsen, wodurch eine stärkere Entwässerung bzw. Feinbestandteilabtrennung als sonst möglich erreicht wird.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer sich verjüngenden Teiltrommel dargestellt. Die Teiltrommel besitzt ein sechseckiges Profil mit einer Einlaßöffnung 41 und einer Auslaßöffnung 42. Sie ist hergestellt, indem Haltestäbe 43 transversal um eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten 44 gewickelt werden. Schlitze 45 werden zwischen den sich überlappenden Drähten 43 und 44 gebildet.

Jedes Ende der sich verjüngenden Teiltrommel besitzt einen Flansch 46 und 47. Der Flansch 47 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und weist Öffnungen 48 für die Befestigung an eine herkömmliche zylindrische Siebtrommel mit Bolzen oder ähnlichem auf. Die sich verjüngende Teiltrommel mit sechseckigem Profil besitzt gegenüber dem konischen Kegelstumpf den Vorteil, daß dadurch eine stärkere Bewegung des zu trennenden Materials ermöglicht wird und auch ein Festbacken auf der Innenseite der Teiltrommel verhindert wird.

Die obigen Ausführungen dienen als beispielhafte Darstellung der Erfindung. Ein Fachmann kann viele Veränderungen und Anpassungen an der vorliegenden Erfindung vornehmen, ohne von dem breiten Umfang der Erfindung abzuweichen, die in den vorangehenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

1. Trennvorrichtung für Flüssigkeit/Feststoff-Gemische und/oder Feststoff/Feststoff-Gemische mit einer Siebtrommel (10), gekennzeichnet durch eine sich verjüngende Teiltrommel (20), die am Auslaßende der Siebtrommel (10) befestigt ist, die eine Vielzahl von darin ausgebildeten Perforationen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngende Teiltrommel (20) einstückig mit der Siebtrommel (10) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich verjüngende Teiltrommel (20) mit Hilfe einer lösbaren Befestigungseinrichtung an der Siebtrommel (10) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Befestigungseinrichtung einen Verriegelungsstift umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (10) eine zylindrische Form und die sich verjüngende Teiltrommel (20) die Form eines Kegelstumpfes besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtrommel (10) einen polygonalen Querschnitt und die sich verjüngende Teiltrommel (20) einen entsprechenden polygonalen Querschnitt besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation in der sich verjüngenden Teiltrommel (20) mit der Perforation der Siebtrommelwand übereinstimmt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation in der sich verjüngenden Teiltrommel (20) ausgebildet ist, indem Haltestäbe (13, 33, 43) über eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten (12, 34, 44) gewickelt wurden, die in einer entsprechenden sich verjüngenden Ausrichtung angeordnet sind.

9. Sich verjüngende Teiltrommel für die Verwendung in einer Trennvorrichtung für Flüssigkeit/Feststoff-Gemische und/oder Feststoff/Feststoff-Gemische mit einer Siebtrommel (10), wobei die sich verjüngende Teiltrommel (20) eine Vielzahl von darin ausgebildeten Perforationen aufweist.

10. Sich verjüngende Teiltrommel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kegelstumpfform besitzt.

11. Sich verjüngende Teiltrommel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Pyramidenstumpfform besitzt.

12. Sich verjüngende Teiltrommel nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen ausgebildet sind, indem Haltestäbe (13, 33, 43) über eine Vielzahl von keilförmigen Siebdrähten (12, 34, 44) in einer Anordnung gewickelt wurden, um den entsprechenden sich verjüngenden Aufbau der Teiltrommel zu erzeugen.

13. Trennvorrichtung für Flüssigkeit/Feststoff-Gemische und/oder Feststoff/Feststoff-Gemische, wie im wesentlichen im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

14. Sich verjüngende Teiltrommel für die Verwendung in einer Trennvorrichtung für Flüssigkeit/Feststoff-Gemische und/oder Feststoff/Feststoff-Gemische mit einer Siebtrommel (10), wie im wesentlichen im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.