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Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Entwässerung von schwer
entwässerbaren massen Die Entwässerung von breiartigen, faserigen bzw. schwammigen
Materialien, insbesondere solchen natürlicher Herkunft, wie Torf, Kartoffeln, Rübenschnitzeln
oder -brei usw., ist infolge des diesen Massen eigentümlichen zähen Festhaltens
des Wassers und infolge ihrer Schlüpfrigkeit mit großen Schwierigkeiten verknüpft.
Zur Vermeidung der relativ höhen Eindampf- bzw. Trocknungskosten wird die Vorentwässerung
fast ausschließlich auf mechanischem Weg vorgenommen. Die hierfür bekannten Vorrichtungen,
wie Zentrifugen, Nutschen, Saugzellenfilter, Filterpressen, Schrauben-, Röhren-
und Brikettpressen und Walzenverschiedener Art, z. B. solche, bei denen die Walzen;
auf die das zu entwässernde Gut lose aufgeschüttet wird, perforiert oder mit Kanälen
oder kapillaren Spalten versehen sind, durch welche die zwischen den Walzen ausgepreßte
Flüssigkeit in dem dem Walzeneinzug entsprechenden keilförmigen --Raum durch Vakuum
oder infolge der Adhäsionskraft der kapillaren Spalten abgeleitet, also eine vereinigte
Druck-, Saug- und Keilwirkung angewandt wird, sind für die genannten Fälle, insbesondere
für Rohtorf und aufgeschlossenen Rohtorf, wenig geeignet. Teils gestatten diese
Apparate nicht ein so weitgehendes Entwässern, wie es für eine lohnende Weiterverarbeitung
des Gutes Voraussetzung ist, teils ist der erreichbare Durchsatz so gering, daß
unverhältnismäßig große Apparate erforderlich sind.
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Es wurde nun gefunden, daß man durch kombinierte Anwendung von Überdruck-,
Saug- und Keilwirkung, gegebenenfalls in weiterer Kombination mit Walzwirkung, mit
Hilfe einer Vorrichtung der nachstehend beschriebenen Art eine besonders weitgehende
Entwässerung, z. B. bei aufgeschlossenem Torf auf einen Wassergehalt von 5o bis
6o °@", erreichen kann.
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Die in der Zeichnung erläuterte Vorrichtung besteht aus einer in ihrer
Achse A drehbar gelagerten Trommel T (Fig. i), die auf ihrem gelochten zylindrischen
Mantel zweckmäßig mit Drahtgewebe, Filtertuch u. dgl. bespannt ist; sie besitzt
in bekannter Weise unter ihrer Filterfläche Kammern K, K, die auf geeignete Art,
z. B. mit nach der Rohrachse geführten Kanälen oder Rohren, an eine Evakuiervorrichtung
angeschlossen sind und hierdurch eine Abführung des am Trommelumfange aus dem verarbeiteten
Gut austretenden Wassers gestatten. Ein solches, auf bekannte Art durch Eintauchen
in das zu entwässernde Gut oder mittels auf den Mantel
aufgesetzter
Mulden beschicktes Drehfilter saugt zwar das lose, dem Gut anhaftende Wasser ab;
sobald jedoch dieses Wasser entfernt ist, tritt durch die Poren des Gutes Luft hindurch,
wobei die Entwässerung im wesentlichen aufhört. Gemäß der vorliegenden Erfindung
erfolgt dagegen die Aufgabe des zu entwässernden Gutes unter einem angemessenen
Überdruck, der z. B. bei aufgeschlossenem Rohtorf etwa 3 bis 4 at beträgt, mit Hilfe
eines geeigneten Förderorgans, z. B. einer Pumpe, durch den Stut-zen B der
Haube H. Die auf der Innenseite glatte Haube kann bis zu etwa 8o °/o des
Trommelmantels umfassen. Bei mehr als halbkreisförmiger Umspannung wird die Haube
geteilt ausgeführt. Der Abstand s, s der Haube H von dem Trommelmantel M verjüngt
sich, zweckmäßig der Form einer flachen Spirale folgend, in der Drehrichtung der
Filtertrommel, entsprechend der Art des Gutes und dessen fortschreitendem Wasserverlust.
Diese Verjüngung des Abstandes s muß spätestens von dem Punkt ab erfolgen, an dem
das zu behandelnde Gut seine leichtflüssige oder breiige Form verliert und in einen
plastischen, schwerer formbaren Zustand übergeht. Die Form der Haube vor diesem
Punkt ist beliebig, sie wird aber vorteilhaft auf der ganzen Länge spiralförmig
gehalten, wie in Fig. i gezeichnet. Die Haube H ist an der Stelle L gegen den Filtermantel
mit geeigneten Dichtungen, z. B. Lederstreifen oder Gummiwalzen, und auch an den
Flanken der Filtertrommel, z, B. mit Schleifflächen oder Labyrinthen usw., abgedichtet.
Auf diese Weise ist es somit möglich, drei Kräfte zur Entwässerung des Gutes zusammenzufassen,
von denen jede für sich zur Entwässerung der genannten Massen nicht genügt.
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Diese Faktoren sind: ' i. Der Pumpenüberdruck in der Haube; z. das
Vakuum unter der Filterfläche; 3. die Keilwirkung zwischen dem letzten Teil der
Haube und dem Trommelumfang. Die Keilwirkung ist ohne die vorausgehende kombinierte
Druckvakuumfilterung unmöglich. Letztere erzeugt durch Wasserentzug auf einer genügend
großen Filterfläche unter der Haube eine Verdichtung des sonst schlüpfrigen Filtergutes,
wodurch die erforderliche Reibung und Adhäsion zum Zustandekommen der Keilwirkung
erst hervorgerufen wird. Die Adhäsion erlaubt nun noch das planmäßige Hinzufügen
einer Entwässerungsmöglichkeit, der Walzwirhung, welche sich ohne Kombination mit
der beschriebenen Einrichtung bei dem genannten Filtergut, z. B. aufgeschlossenem
Torf, als unmöglich erwiesen hat. Zur Erzielung dieses weiteren Entwässerungsprozesses
wird eine zweite, ähnlich wie Trommel T, eingerichtete, zweckmäßig z. B. auf Walzenlagern
angeordnete Trommel TZ (Fig. a), die z. B. hydraulisch oder durch kräftige Federn
an die erste Trommel angepreßt oder mit feststehendem Zwischenraum montiert sein
kann, nach Art eines Duowalzenwerkes mit der Trommel T, kombiniert. Die Evakuierung
der Trommel T2 braucht sich nur auf den jeweils kleinen, die Walzarbeit leistenden
Sektor zu erstrecken. Die Trommel T2 kann jedoch auch nur mit einem glatten Mantel
versehen sein. Zweckmäßig werden beide Trommeln mit Zahnrädern gekuppelt und angetrieben.
Es kann aber auch nur j e eine der Trommeln angetrieben werden, so daß die andere
durch Reibung an der Walzstelle mitgenommen wird. Die oben beschriebene Einrichtung
der Druckscheibe bewirkt, daß der am Ende der Haube austretende vorentwässerte Filterkuchen
gut von der Walze gefaßt und noch weiter ausgepreßt wird, wobei jedoch das abgepreßte
Wasser sofort durch eine der Trommeln oder beide zugleich abgesaugt werden muß.
Eine nicht in der obengenannten Weise, sondern z. B. glockenförmig ausgebildete
Druckhaube über der Walzstelle führt nicht zu dem gewünschten Erfolg, da dann das
schlüpfrige Filtergut, beispielsweise Torf oder aufgeschlossener Torf, mangels Adhäsion
auf der Filterfläche der Walzstelle ausweicht.
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Die Druckhaube kann zur Steigerung der Filterleistung und zur Verstärkung
des Walzkuchens auch nach Fig.3 über beide Filterwalzen ausgedehnt werden. Statt
einer Druckhaube können zur Erhöhung der Leistung auch auf dem Umfange der Hauptfiltertrommel
mehrere kleinere Druckhauben angeordnet werden, die gegebenenfalls ihrerseits mit
Hilfsfilterwalzen gleicher oder verschiedener Größe kombiniert sein können, welche
die beschriebenen Einrichtungen einzeln oder kombiniert besitzen. Es ist noch hervorzuheben,
daß durch den luftdichten Abschluß der nahezu die ganze evakuierte Filterfläche
umspannenden Haube das erforderliche Hubvolumen und damit der Energiebedarf der
Vakuumpumpen erheblich geringer ist als bei gewöhnlichen Drehfiltern.
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Gegebenenfalls kann durch einen oder mehrere auf der Druckhaube angebrachte
Stutzen eine Waschflüssigkeit zum Waschen der zu entwässernden Masse zugeführt werden.
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Die Ablösung des Walzkuchens von den Filterwalzen erfolgt bei aufgeschlossenem
Torf nach Entwässerung unter etwa 7o°fo von selbst. Bei Materialien, die sich ungünstiger
verhalten und von einer der Filterwalzen mitgenommen werden, kann durch einen Schaber
oder
eine andere an sich bekannte Abstreifvorrichtung ein Ablösen des Gutes bewirkt werden.
Ebenso kann das Filtertuch -hinter der Walzstelle auf bekannte Weise mit Luft, Wasser
oder Dampf durchblasen oder gereinigt werden. Bei aufgeschlossenem Torf hat sich
dies als überflüssig erwiesen.