DE68925675T2

DE68925675T2 - Trennungsanlage mit Druckfüllung

Info

Publication number: DE68925675T2
Application number: DE68925675T
Authority: DE
Inventors: George Burgess
Original assignee: CONTRA SHEAR HOLDINGS
Current assignee: CONTRA SHEAR HOLDINGS
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2009-11-23
Also published as: BR8905867A; EP0370779A3; ZA898838B; ATE134148T1; AU630130B2; CA2003414A1; FI92473C; NZ227050A; CN1018238B; GR3019489T3; RU2042388C1; JPH02245208A; US5078903A; AU4539489A; FI895486A0; CA2003414C; ES2083975T3; CN1043274A; EP0370779B1; EP0370779A2

Description

Die Erfindung betrifft Trennungsanlagen und ein Verfahren zum Betreiben derselben.
Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung eine Druckfüllanlage zur Verwendung bei der Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten durch Filtern.
Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt standen bestimmte Arten von stationären Druckeinfüllanlagen zur Verfügung, die jedoch in verschiedenen Ausmaßen den Nachteil beinhalteten, komplex zu sein und/oder ineffizient.
In der GB 2 167 976 ist eine Trennanlage offenbart, die eine Siebtrommel umfaßt, in die ein Brei oder Schlamm unter Schwerkraft durch einen Längsschlitz in einen innerhalb der Trommel aufgehängten Breibehälter tangential eingeleitet wird.
Es wird daher angestrebt, eine drehbare Trennungsanlage mit Druckfüllung anzugeben, wobei diese Anlage einen einfachen und dabei dennoch effizienten Trennapparat vorsehen kann, und eine spezialisierte Zuführungseinrichtung oder Fülleinrichtung für das Ausstoßen oder Ausdrücken der Suspension, die zu trennen ist, unter Druck vorzusehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Trennanlage vorgesehen, die eine drehbare Siebtrommel mit feiner Lochung bzw. feingemascht aufweist, ferner einen Einlaß zur Einleitung einer Suspensionsströmung in das Innere der Trommel und eine Zuführungseinrichtung oder Fülleinrichtung, die direkt angrenzend an die Innenfläche der Siebtrommel liegt und Auslässe aufweist, die in derselben Umfangsebene wie diese innere Oberfläche gerichtet ist, um die Suspension tangentiai auf die Innenfläche der Siebtrommel auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung mehrere Düsen zur Einbringung der Suspension in das Innere der Trommel unter Druck und zum Ausstoßen der Suspension über die Innenfläche der Trommel hinweg oder herüber aufweist. Die Düsen sind im Schnitt bzw.Querschnitt so gekrümmt, daß sie im wesentlichen konform zu der Ebene der Innenfläche der Siebtrommel liegen, und weisen ausgedehnte bzw. aufgeweitete oder aufgeblähte Austrittsöffnungen auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nach einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Trennung von Feststoffen bzw. Festkörkörpern und Flüssigkeiten aus einer Suspension durch Filtern angegeben, aufweisend:
(1) Drehen einer feingelochten Siebtrommel;
(2) Einleiten einer Suspensionsströmung unter Druck in das Innere der Trommel durch eine Zuführungseinrichtung, die direkt angrenzend an der Innenseite der Siebtrommel angeordnet ist und Auslässe aufweist, die in dieselbe Umfangsebene wie die Innenfläche gerichtet sind;
(3) Ausstoßen der Suspension tangential über die Innenfläche der Siebtrommel unter Druck durch mehrere Düsen hinweg oder herüber, wobei die Düsen im Querschnitt bzw. Schnitt so gekrümmt sind, daß sie der Ebene der Innenfläche der Trommel im wesentlichen konform sind, d.h. formmäßig im wesentlichen angepaßt sind, und daß sie aufgeweitete oder ausgedehnte Auslaß- oder Ausstoßteile aufweisen; und
(4) Extrahieren von Siebfeststoffen aus der Trommel heraus bzw. aus dem Inneren der Trommel.
Weitere Aspekte dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar, die beispielhalber an Hand eines möglichen Ausführungsbeispiels für die Erfindung erfolgt und in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen ist, in denen:
F I G . 1 eine seitliche Ansicht einer Trennanlage zeigt, wobei ein Teil der Trommelwandung entfernt ist, um Details der Einlaßeinrichtung zu zeigen;
F I G . 2 eine Stirnseitenansicht der Anlage der FIG. 1 ist, die das Einlaßende der Anlage zeigt;
F I G . 3 eine perspektivische Ansicht einer Zuführungseinrichtung ist;
F I G . 4 eine Querschnittsseitenansicht dieser Zuführungseinrichtung ist; und
F I G . 5 eine Ansicht der Zuführungseinrichtung von oben ist.
Gemäß der beiliegenden Zeichnungen umfaßt die Anlage eine hohle Siebtrommel 1 bzw. ein Drehsieb, das um seine Achse drehbar angebracht ist, die im wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegt und die mittels einer Einstell- oder Justiereinrichtung 2 justierbar ist. Die Anlage umfaßt eine nicht dargestellte Dreheinrichtung zur Drehung der Siebtrommel und eine Einlaßeinrichtung 3, die ein Verteiler(rohr) 4 und einen Einlaßflansch 5 umfaßt, der dazu ausgelegt ist, mit einer Zufuhr zu siebender Suspension verbunden zu werden bzw. einem Suspensionsvorrat verbunden zu werden. Die Einlaßeinrichtung 3 ist dazu ausgelegt, eine Strömung aus einer Feststoff/Flüssigkeits-Suspension in das Innere der Trommel unter Druch einzuleiten.
Die Siebtrommel 1 umfaßt eine Innenwand 6, die als ein Sieb ausgebildet ist, das mehrere Siebdrähte oder Gewebedrähte 7 aufweist, die in paralleler Anordnung um den Umfang der Trommel hinweg voneinander beabstandet sind. Es wurde gefunden, daß Löcher oder Öffnungen, die typischerweise von 25 bis 150 µm reichen, bei Fülldrücken oder Zuführungsdrücken durch die Einlaßeinrichtung 3, die typischerweise von 20 bis 700 kPa Überdruck (3 PSIG bis 100 PSIG = pounds per square inch gauge) reichen, geeignet sind.
Die Siebtrommel 1, wie oben erwähnt, ist drehbar, und ihre Drehung wird bewerkstelligt, indem die Trommel auf Drehzapfen oder Rollen angebracht wird. Um den Umfang oder Rand an jedem Ende der Trommel ist ein kreisförmiger kanalförmiger Laufmantel oder Reifen 8 vorgesehen, wobei die Drehzapfenraäder 9 dazu ausgelegt sind, sich in die Kanäle dieses Laufmantels einzupassen und darin zu laufen. Die besagten beiden Drehzapfenräder an jeder Seite der Trommel sind auf einer Welle angebracht, die durch einen elektrischen Motor oder eine Vergleichbare Antriebseinrichtung angetrieben werden kann.
Wie in FIG. 1 dargestellt, ist das Verteilerrohr 4 im wesentlichen horizontal ausgebildet und so dargestellt, daß es sich entlang im wesentlichen der Länge der Siebtrommel 1 erstreckt. Es weist mehrere Düsen 10 an sich auf. Diese Düsen 10 können so angeordnet sein, daß sie aneinanderstoßen oder daß sie voneinander beabstandet sind. Gleichermaßen können sie entlang einem Teil oder der gesamten Länge des Verteilerrohrs 4 angeordnet sein.
Die FIG. 2 zeigt die Anlage von einer Stirnseite aus. Es sind an dem Verteilerrohr 4 Düsen 10a und 10b angebracht, Aus dieser Ansicht geht hervor, daß die Düsen 10a und 10b sich in entgegengesetzte Richtungen weg von dem Verteilerrohr 4 erstrecken und im wesentlichen in derselben Ebene wie die konkave Innenwand 6 der Siebtrommel 1.
FIG. 3 zeigt die Düse 10. Wie hieraus ersichtlich ist, umfaßt sie eine Befestigungseinrichtung 11 und einen Rumpfabschnitt 12. Die Befestigungseinrichtung 11 kann im wesentlichen ringförmig sein und ist dazu ausgelegt, sich in einer geeigneten Weise an das Verteilerrohr 4 zu passen. Der Rumpfabschnitt 12 kann fächerförmig sein, wobei er sich von einer anfänglich ringförmigen oder kreisförmigen Form in eine aufgeweitete oder verbreiterte und abgeflachte Form zu seinem distalen Ende 13 hin erstreckt.
FIG. 4 zeigt diese Düse 10 in einer anderen Ansicht. Sie zeigt die ringförmige Befestigungseinrichtung 11 und den Rumpfabschnitt 12. Wie hier ersichtlich ist, ist der Rumpfabschnitt zu seinem distalen Ende 13 hin gekrümmt, und es ist ebenfalls ersichtlich, daß diese Krümmung oder Wölbung im wesentlichen in derselben Ebene wie die Innenwand 6 liegt oder verläuft. Tatsächlich ist ersichtlich, daß das distale Ende des Rumpfabschnitts 12 im wesentlichen parallel zur Innenwand 6 liegt.
Die Düse 10 umfaßt einen Schaft 14, der selbst als Teil eines Ventils 15 angebracht oder ausgebildet ist. Gemeinsam verbinden diese beiden Teile 14 und 15 die Befestigungseinrichtung 11 der Düse 10 mit dem Verteilerrohr 4.
FIG. 5 zeigt eine Ansicht der Düse 10 von oben. Wie hieraus ersichtlich ist, erweitert oder verbreitert sich der Rumpfabschnitt 12 zum Abschnitt 13 derart hin, daß die Düse 10 von oben gesehen im wesentlichen fächerförmig ausgebildet ist. Diese spezielle Auslegung erwies sich dahingehend, daß sie die Strömungscharakteristik der Düse verbessert.
Im Einsatz der Anlage wird die Suspension unter Druck in das Verteilerrohr 4 gespeist. Sie wird dann längs des Verteilerrohrs 4 zu den Düsen 10 transportiert. Die Düsen 10a und 10b können gleichzeitig betätigt werden. Alternativ kann die Düse 10a oder 10b betrieben werden. Die Siebtrommel 1 ist dazu ausgelegt, in zwei Richtungen gedreht zu werden. Unter der Annahme, daß die Drehrichtung in FIG. 2 in Richtung des Pfeils E verläuft und daß beide Düsen 10a und 10b in Betrieb gesetzt sind, wird ersichtlich, daß die Suspension gegen die Innenwand 6 entgegen der Drehströmung (Düse 10b) und mit der Drehströmung (Düse 10a) in die Siebtrommel 1 ausgestoßen wird. Auf diese Weise wird das Material gegen die Innenwand 6 sowohl mit als auch gegen die Rotationsströmung bzw. den Rotationsfluß ausgestoßen, was bedeutet, daß die Trennung auf zwei diskreten Wegen erfolgen kann. Alternativ kann abhängig von der Art des zu trennenden Materials die Anlage als "Konträrströmungs-" oder "Proströmungs"-System verwendet werden. Dies bedeutet durch Einstellung der Düsen und/oder der Richtung der Drehung der Siebtrommel 1.
Gemäß FIG. 4 ist die Richtung der Suspensionsströmung insgesamt durch den Pfeil C angezeigt. Die Strömung des Materials unter Druck in die Siebtrommel 1 ist durch den Pfeil D angezeigt. Die Eintrittsöffnung der Befestigungseinrichtung 11 umfaßt einen Durchmesser, der durch den Pfeil A angezeigt ist, während die Eintrittsöffnung der Düse durch den Pfeil B angezeigt ist. Diese beiden Bereiche oder Flächen A und B stimmen im wesentlichen überein, wodurch der effiziente Suspensionstransfer unter Druck durch die Düse und in die Siebtrommel 1 ermöglicht wird. Es ist zu beachten, daß jedweder störende Eingriff in die Strömung des Materials zum Aufbau eines Rückstaudrucks oder Druckback-up führen kann und damit unvermeidlicherweise zu einem Leistungsverlust.
Wie am distalen Ende der Düse 10 ersichtlich ist, läuft diese im wesentlichen in derselben Ebene wie die Innenwand 6. Während die tangentiale Einbringung von einer Suspension in die Siebvorrichtungen im wesentlichen bekannt ist, neigten bekannte Systeme dazu, die Suspension lediglich einfach auf eine konkave Wand im wesentlichen tangential auftropfen zu lassen.
Im Fall der vorliegenden Erfindung läuft das distale Ende der Düse 10 in dichter Nachbarschaft zur Ebene der Innenwand 6. Infolgedessen verläuft die Strömungsrichtung des Materials sowohl im wesentlich parallel zur Innenwand 6 als auch direkt angrenzend an die Innenwand. Dies führt zu einem Anwachsen der Effizienz, da die Suspension über die perforierte Innenwand 6 hinweg oder quer hierüber ausgestoßen wird, statt auf diese Wand und zu einem gewissen Ausmaß durch diese Wand. Dies ist von Relevanz, da die Suspension unter Druck in die Anlage eintritt und ein "Verstopfen" (Jamming) der Suspension in den Löchern der Innenwand 6 andernfalls auftreten könnte.
FIG. 2 zeigt Berieselungs- oder Sprüheinrichtuqen 16 und 17. Die Berieselungseinrichtung 16 liegt innerhalb der Siebtrommel 1, während die Berieselungseinrichtung 17 außerhalb der Siebtrommel liegt. Die Berieselungseinrichtungen 16 und 17 können gleichzeitig oder getrennt und während oder nach dem Betrieb der Anlage verwendet werden. Es wurde gefunden, daß die innere Berieselungseinrichtung 16 geeigneterweise während des Ablaufs einer Trennphase verwendet wird, während die Berieselungseinrichtung 17 sich als nützlich erwies, nach der Arbeitsphase die überschüssigen Feststoffe von der Außenseite der Wand 6 zu entfernen.
FIG. 1 zeigt, daß die Siebtrommel 1 im wesentlichen horizontal, jedoch mit einer leichten Neigung, angeordnet ist. Die Neigung der Siebtrommel kann durch die Einstelleinrichtung 2 variiert werden, und die Siebtrommel ist auf einer Befestigungseinrichtung 18 schwenkbar angeordnet. Ist die Siebtrommel einmal derart geneigt, wird das Feststoffmaterial aus der Anlage auf der natürlichen Schneckenlinie oder Helix entfernt und wird in Richtung eines Pfeils F aus der Anlage ausgetragen. Die Einstelleinrichtung 2 kann während des Betriebs der Anlage ohne die Notwendigkeit der Unterbrechung der Drehung eingestellt werden. Dies gestattet eine Feinabstimmung der Anlage im Anlagenlauf, wodurch eine effiziente Verarbeitung des Materials möglich wird. In Verbindung hiermit ist auch die Fähigkeit zu sehen, die Drehzahl der Siebtrommel 1 während des Anlagenlaufs zu ändern.
Auf diese Weise kann die Anlage zur Erzielung einer zufriedenstellenden Arbeitsleistung abgestimmt werden. Diese Abstimmung kann durch das Vorsehen eines Sensors oder einer bergleichbaren Monitoreinrichtung innerhalb oder außerhalb der Anlage erzielt werden, um so eine Einstellung auf einer kontinuierlichen Basis vornehmen zu können.
Während dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann eine axial bewegliche Düse vorgesehen sein. Dieser wandernde Verteiler oder diese wandernde Düse könnte entweder durch eine elektrische Lineareinheit betrieben werden oder durch komprimierte Luft betätigt werden. Die Einheit könnte axial durch die Siebtrommel 1 wandern, womit eine kontrollierte und gleichförmige Abnutzung der Sieboberfläche der Innenwand 6 ermöglicht wird. Dies wiederum würde eine längere Lebensdauer der Sieboberfläche vorsehen.
Es ist unmittelbar einleuchtend, daß die Düsen 10a und 10b nicht notwendigerweise aus demselben Verteiler austreten und daß sie beispielsweise so voneinander beabstandet sein können, daß eine zur Oberseite der Siebtrommel hin und eine zum Boden hin oder eine jeweils auf eine der beiden Seiten gerichtet ist, so daß sie einander nicht stören. Es können ferner drei Verteiler bzw. Verteilerrohre jeweils mit eigenem Düsensatz verwendet werden, da die Variation der Düsenform und Dimensionierung und die Variation der Drehung und des Drucks abgewandelte Anwendungen der Erfindung ermöglichen könnten. Ferner kann für den Einsatz einer Anzahl von Berieselungs- oder Sprüheinrichtungen entweder innerhalb oder auch außerhalb der Siebtrommel gesorgt werden. Das Sprüh- und Düsensystem kann derart integral ausgebildet sein, daß die Zufuhr und das Waschen im wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Ferner kann ein Sprühsystem, das mit Heißwasser betrieben wird oder dergleichen, um fettige oder schmierige Substanzen verarbeiten zu können, vorgesehen werden.
Die Zufühungseinrichtungen werden vorzugsweise so eingestellt, daß die ausgestoßene Suspensionsmenge von einer Düse zur anderen variabel ist. Die Düsen können extern bezüglich der Innenfläche der Siebtrommel einstellbar sein.
Insgesamt erscheint daher die vorliegende Erfindung, eine einfache, dabei jedoch effektive Trennanlage vorzusehen, durch welche Suspensionen unter Druck getrennt werden können.

Claims

1. Trennanlage, aufweisend eine drehbare Siebtrommel (1) mit feinen Löchern, einen Einlaß (3) zur Einleitung einer Suspensionsströmung in das Innere der Trommel und Zuführungseinrichtungen, die direkt angrenzend an die Innenfläche der Siebtrommel angeordnet sind und Auslässe aufweisen, die in dieselbe Umfangsebene wie die Innenfläche gerichtet sind, zur Ausstoßung der Suspension tangential auf die Innenfläche der Siebtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtungen mehrere Düsen (10a, 10b) zur Einleitung der Suspension in das Innere der Trommel unter Druck und zum Ausstoßen der Suspension über die Innenfläche der Trommel aufweisen, wobei die Düsen (10) im Querschnitt so gekrümmt sind, daß sie zur Ebene der Innenfläche der Siebtrommel (1) im wesentlichen konform sind, und wobei die Düsen (10) aufgeweitete Auslaßöffnungen aufweisen.

2. Trennanlage nach Anspruch 1, derart betreibbar, daß die mehreren Düsen (10a, 10b) die Einleitung der Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel mit und/oder gegen die Drehrichtung der Trommel ermöglichen.

3. Trennanlage nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die Trommel (1) derart drehbar ist, daß die Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel mit der Richtung der Trommeldrehung ausgestoßen wird.

4. Trennanlage nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die Trommel (1) derart drehbar ist, daß die Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel gleichzeitig mit der und gegen die Richtung der Trommeldrehung ausgestoßen wird.

5. Trennanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die Düsen (10) entlang im wesentlichen der Länge der Innenfläche der Siebtrommel (1) liegen.

6. Trennanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, in welcher die Zuführungseinrichtungen derart einstellbar sind, daß die ausgestoßene Suspensionsmenge von einer Düse (10) zur anderen variabel ist.

7. Trennanlage nach Anspruch 6, in welcher die Düsen (10) extern der Innenfläche der Siebtrommel einstellbar sind..

8. Trennanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, in welcher die Zuführungseinrichtungen axial innerhalb der Siebtrommel (1) beweglich sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Abnutzung auf der Siebwand zu bewirken.

9. Trennanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, in welcher die Längsachse der Siebtrommel geneigt ist.

10. Trennanlage nach Anspruch 9, in welcher die Neigung der Längsachse der Siebtrommel (1) während des Betriebs der Anlage variabel ist, um zu ermöglichen, daß die Austragungsrate von Feststoffmaterial aus der Trommel steuerbar ist.

11. Verfahren zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten aus einer Suspension durch Sieben, umfassend:

(1) Drehen einer feingelochten Siebtrommel (1);

(2) Einleiten eines Suspensionsströmung in das Innere der Trommel durch Zuführungseinrichtungen, die direkt angrenzend an die Innenfläche der Siebtrommel angeordnet sind und Auslässe aufweisen, die in dieselbe Umfangsebene wie die Innenfläche gerichtet sind;

(3) Ausstoßen der Suspension tangential über die Innenfläche der Siebtrommel unter Druck durch mehrere Düsen, wobei die Düsen im Querschnitt so gekrümmt sind, daß sie im wesentlichen zur Ebene der Innenfläche der Trommel konform sind, und aufgeweitete Auslaßöffnungen aufweisen; und

(4) Extrahieren von Siebfeststoffen vom Innern der Trommel.

12. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem die Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel mit der Richtung der Trommeldrehung ausgestoßen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem die Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel entgegen der Richtung der Siebtrommeldrehung ausgestoßen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem die Suspension über die Innenfläche der Siebtrommel gleichzeitig mit und entgegen der Richtung der Trommeldrehung ausgestoßen wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, in welchem die Suspensionsmenge, die ausgestoßen wird, von einer Düse (10) zur anderen variabel ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, in welchem die Düsen extern der Innenfläche der Siebtrommel einstellbar sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, in welchem die Zuführungseinrichtungen axial innerhalb der Siebtrommel bewegt werden, um eine im wesentlichen gleichförmige Abnutzung der Innenfläche der Siebtrommel zu bewirken.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, in welchem die Längsachse der Siebtrommel während des Betriebs geneigt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, in welchem die Neigung der Längsachse der Siebtrommel während des Betriebs variabel ist, um zu ermöglichen, daß die Austragungsrate von Feststoffmaterial aus der Trommel steuerbar ist.