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Verfahren zum Auspressen von flüssigen Bestandteilen aus teigigen
oder faserigen Massen Das Auspressen von flüssigen Bestandteilen aus teigigen oder
faserigen Massen bereitet noch erhebliche Schwierigkeiten, namentlich wenn es sich
um Massen, wie z. B. Torf, Pflanzenfasern od. dgl., mit besonders stark ausgebildeten
kolloidalen oder kapillaren, die Flüssigkeit festhaltenden Kräften handelt. Diese
kapillaren und kolloidalen Saugkräfte saugen die durch Pressung an die Oberfläche
geförderten flüssigen Bestandteile nach Aufhören des PreBdrucks sofort wieder in
die Masse zurück. Die mit Preßwirkung arbeitenden Entwässerungsverfahren für die
vorgenannten Massen hatten deshalb bisher unbefriedigende Ergebnisse und konnten
die unwirtschaftlichen, mit chemischen oder wärmetechnischen Mitteln arbeitenden
sehr kostspieligen Trocknungsverfahren nicht ersetzen. Zweck der Erfindung ist die
Beseitigung dieses Übelstandes durch Schaffung eines möglichst einfachen Verfahrens
und einer Vorrichtung, mit deren Hilfe mit mechanischen Mitteln eine weitgehende
Entwässerung oder Trocknung derartiger teigiger oder faseriger Massen durchgeführt
werden kann.
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Es wurde gefunden, daB auch Massen mit stark ausgebildeten kolloidalen
oder kapillaren Eigenschaften die Flüssigkeit weitgehend entzogen werden kann, wenn
es gelingt, die durch die Pressung frei gewordene Flüssigkeit jeweils sofort zu
entfernen, ehe sie beim Nachlassen des Preßdrucks von der PreBmasse wieder aufgesaugt
werden kann.
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Diese von der Erfindung neu gestellte Aufgabe wird bei den bekannten
Verfahren, bei denen die Masse zwischen Filtertüchern, Filz od. dgl. geführt und
gepreßt
wird, nicht gelöst, weil diese schon bei der Beladung mit der Masse so feucht werden,
daß sie die bei der Pressung frei werdende Flüssigkeit nicht zusätzlich aufnehmen
können.
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Außerdem stehen diese vorwiegend dem Zweck eines Trägers und Filters
dienenden Stoffe während der ganzen Durchlaufzeit der Preßmasse mit dieser in Berührung,
so daß die kolloidalen und kapillaren Kräfte der Preßmasse hinreichend Gelegenheit
haben, Flüssigkeit aus diesen Stoffen zurückzusaugen, Schließlich erfordert die
Trocknung von Filtertüchern, Filz od. dgl. hohen apparativen und Wärmeenergieaufwand.
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Die Erfindung bevorzugt an Stelle der die gestellte Aufgabe eher hindernden
als fördernden Stoffe als Träger der Preßmasse Metallgewebe, von denen die abgepreßte
Flüssigkeit durch Absaugen oder Abstreifen leicht entfernt werden kann.
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Zum Absaugen der jeweils ausgepreßten Flüssigkeit werden nach dem
neuen Verfahren saugfähige Substanzen, wie z. B. Schwammgummi, Moosgummi od. dgl.,
verwendet, die sich durch einfaches Auspressen von der Flüssigkeit befreien lassen
und so angeordnet werden, daß sie während des Preßdrucks oder unmittelbar danach
mit der Preßmasse bzw. dem die Preßmasse tragenden Metallgewebe in Berührung kommen,
sich nach der Flüssigkeitsaufnahme aber sofort wieder von diesem entfernen.
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Die Erfindung läßt mehrere Möglichkeiten einer für diese Zwecke geeigneten
Anordnung bzw. Arbeitsweise zu. Man kann einmal zwischen der Bahn der auszupressenden
Masse bzw. ihrer Abdeckung und einer oder allen beiden Preßwalzen je eine durchgehende
endlose Bahn saugfähiger Stoffe umlaufen lassen, die entweder auf einem oder beiden
Preßwalzenumfängen befestigt ist oder über diese geführt wird. Man kann aber auch
die Preßmittel als profilierte Preßwalzen ausführen, die dicht nebeneinanderliegende
Preßzonen und mit saugfähigen Substanzen versehene Absaugzonen aufweisen.
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Das letztere Verfahren hat den Vorteil, daß die saugfähigen Stoffe
nicht dem gleichen Preßdruck wie die Preßmasse bei dem ersteren Verfahren ausgesetzt
sind. Das erstere Verfahren hingegen hat den Vorteil, daß die saugfähigen Stoffe
durch die starke Zusammenpressung für den beim Nachlassen des Drucks einsetzenden
Saugakt gewissermaßen aktiviert werden.
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Diesen Vorteil kann man auch bei dem Verfahren mit den profilierten
Preßwalzen dadurch erzielen, daß man durch Vorstehenlassen der saugfähigen Stoffe
in der Absaugzone über die Oberfläche der Profilwalze hinaus deren Zusammenpressung
während des Preßaktes hervorruft. In diesem Fall kann sogar der Grad der Zusammenpressung,
also die Aktivierung im oben angedeuteten Sinne, einerseits durch die Tiefe der
Profilrillen, andererseits durch die Höhe des Vorstehens der saugfähigen Stoffeinlagen
wunschgemäß reguliert werden.
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Bei dem Verfahren unter Anwendung dicht nebeneinanderliegender Preß-
und Absaugzonen werden nicht alle Teile der auszupressenden Masse vom Preßdruck
erfaßt. Das ist für das Absaugen der ausgepreßten Flüssigkeit von Vorteil. Um auch
die nicht ausgepreßten Teile der Preßmasse zu erfassen, wird unmittelbar danach
das Verfahren wiederholt, wobei dann die Absaugzonen an die Stelle der Preßzonen
der ersten Pressung gelegt werden. Durch diese wechselweise Pressung und Absaugung
entsteht auch eine die Entfernung der Flüssigkeit aus der Preßmasse begünstigende
Durchwalkung der Preßmasse. Diese kann noch weiter gesteigert werden, wenn bei den
verschiedenen zur Anwendung kommenden profilierten Preßwalzen nicht nur die Anordnung,
sondern auch die Richtung der Preß- und Absaugzonen gewechselt wird, beispielsweise
abwechselnd in Längs-und Querrichtung.
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Zur Erhöhung des Durchsatzes von Preßmasse ist es möglich, zwei oder
mehrere Preßmasseschichten mit einer oder entsprechend mehreren dazwischenliegenden
Bahnen saugfähiger Stoffe durch die Preßwalzen laufen zu lassen, wobei auch bei
diesen Zwischenbahnen saugfähiger Stoffe die vorerwähnte Aktivierung durch Zusammenpressen
beim Preßakt durchgeführt wird.
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Sowohl die nach dem ersten Verfahren benutzten durchgehenden Bahnen
saugfähiger Stoffe als auch die nach dem zweiten Verfahren mit profilierten Walzen
benutzten Einlagen saugfähiger Stoffe entfernen sich unmittelbar nach der Saugwirkung
von den Preßmasseschichten, so daß die Preßmasse auch beim Vorliegen starker kolloidaler
und kapillarer Kräfte keine Möglichkeit hat, Flüssigkeit aus den saugfähigen Stoffen
zurückzusaugen.
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In beiden Fällen wird die Flüssigkeit aus den saugfähigen Stoffen
vor ihrer Wiederbenutzung zu einem erneuten Saugvorgang an einer für eine Flüssigkeitsableitung
günstigen Stelle ihres Kreislaufes lediglich durch Auspressen entfernt. Dies geschieht
im Falle durchgehender Bänder saugfähiger Stoffe durch gegen diese drückende Auspreßwalzen,
im Falle profilierter Preßwalzen durch entsprechend profilierte Auspreßwalzen, deren
vorstehende Rippen in die Einlagen aus saugfähigen Stoffen eindringen. Sowohl für
das Saugen als auch für das Auspressen der aufgesaugten Flüssigkeit ist es vorteilhaft,
die Rillen in den Profilwalzen, die Oberfläche der saugfähigen Einlagen und die
Rippen der Auspreßwalzen abzurunden, da bei eckiger Gestaltung Flüssigkeitsreste
in den Ecken zurückbleiben können.
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Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht im wesentlichen
aus starren Preßorganen und auf diesen angeordneten oder an ihnen entlanggeführten
Schichten saugfähiger Substanzen. Zum Fördern und Abdecken der Preßmasse gegenüber
den Preß- und Absaugorganen beiderseits der Preßmasse werden zweckmäßig endlose
Metallgewebe verwendet. Die saugfähigen Substanzen können einen durchgehenden Belag
des Preßorgans bilden oder als Band über das Preßorgan entlanggeführt werden. Es
können aber auch Walzen verwendet werden, die als Profilwalzen abwechselnd mit Preß-
und Absaugorganen versehen sind.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung
zur Ausübung des Verfahrens
gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Ausführungsform einer Preß- und Absaugeinrichtung mit zwei
Preß- und Absaugwalzen und einer zwischen diesen hindurchgeführten Preßmasseschicht
in vergrößerter Seitenansicht, Fig. 2 eine ähnliche Ausführungsform einer Preß-und
Absaugeinrichtung mit zwei Preß- und Absaugwalzen und zwei zwischen diesen unter
Zwischenlage einer Saugschicht hindurchgeführten Preßmasseschichten in vergrößerter
Seitenansicht, Fig.3 eine andere Ausführungsform einer Preß-und Absaugeinrichtung
mit einer Preßwalze und einer profilierten Preß- und Absaugwalze sowie einem Auspreßorgan
für die Saugorgane der letzteren in Seitenansicht, Fig.4 und 5 eine andere Ausführungsform
einer Preß- und Absaugeinrichtung mit einer beispielsweise als Siebtrommel ausgebildeten
Preßwalze mit innerer Absaug- bzw. Abstreifwalze sowie äußerer profilierter Preß-
und Absaugwalze und Auspreßorganen für die äußeren und inneren Absaugbeläge in Draufsicht,
zum Teil in horizontalem Mittelschnitt und in Seitenansicht, Fig. 6 in verkleinertem
Maßstab eine Ausführungsform einer Gesamtanlage zum Auspressen und Absaugen von
Preßmasse in Seitenansicht.
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In der vergrößerten Darstellung nach Fig.i sind i und 2 starre Preßwalzen,
die auf ihrem Umfang je eine Schicht 3, 4 einer saugfähigen Substanz, wie z. B.
Schwammgummi, Moosgummi od. dgl., auf-«-eisen. j und 6 sind zwei endlose Metallgewebebänder,
zwischen denen eine dünne Preßmasseschicht 7 gelagert ist.
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Bei ca beginnt die Pressung der Preßmasse 7 und der saugfähigen Schichten
3 und 4. Bei b erreicht die Pressung zwischen den Preßwalzen i und 2 ihren Höhepunkt.
Von b bis c läßt der Preßdruck nach, und die dadurch ebenfalls entlasteten saugfähigen
Schichten 3 und 4 saugen bei ihrer Wiederausdehnung auf diesem Wege die bei der
Pressung aus der Preßmasse ausgepreßte Flüssigkeitsmasse begierig auf und entfernen
sich bei c von der durch die Metallgewebe 6 und 7 abgedeckten Preßmasseschicht 7,
so daß diese keine ausgepreßte Flüssigkeit mehr zurücksaugen kann.
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Bei der gleichen Anordnung nach Fig. 2 sind vier endlose Metallgewebebänder
5, 8 und 6, g zwischen den Preßwalzen i, 2 mit saugfähigen Belägen 3, 4 angeordnet,
zwischen denen zwei durch eine Zwischenlage io aus saugfähiger Substanz getrennte
dünne Schichten Preßmasse gelagert sind.
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Hier spielen sich bei der Anordnung nach Fig. i für die saugfähigen
Schichten 3 und 4 geschilderte Vorgänge auch bei der saugfähigen Zwischenlage io
ab. Die auch hier wünschenswerte sofortige Entfernung der Zwischenlage io von der
beiderseitigen, durch Metallgewebe 5, 8 und 6, g angedeckten Preßmasseschichten
7 wird durch entsprechende Umlenkung der beiden Preßmasseschichten 7 und die gerade
Weiterleitung der saugfähigen Mittelschicht io erreicht, die an einer für die Flüssigkeitsableitung
günstigen Stelle durch ein Auspreßwalzenpaar wieder flüssigkeitsfrei gemacht wird.
Die Preß- und Absaugvorrichtung nach Fig.3 besteht aus einer Preßwalze ii, einer
Preß- und Absaugwalze 12 mit über ihren Umfang verteilten abgerundeten Vertiefungen
13 zur Aufnahme von saugfähigen Substanzen 14, wie z. B. Schwammgummi, in Leistenform
mit rundem Querschnitt als Absaugorgane, die über den Umfang der Walze 12 hinausragen
und mit leistenartigen Vorsprüngen 15 einer Auspreßwalze 16 in zusammenwirkender
Verbindung stehen und von diesen an einer außerhalb ihres Arbeitsbereichs (zwischen
den Walzen ii und 12) gelegenen Stelle ausgepreßt werden. Zwischen den Walzen ii
und 12 sind wieder zwei endlose Metallgewebebänder 5 und 6 angeordnet, zwischen
denen die dünne Preßmasseschicht 7 gelagert ist.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 3 werden im Gegensatz zu den Einrichtungen
nach Fig. i und 2 die hier leistenförmig angeordneten saugfähigen Einlagen 14 beim
Preßvorgang nicht dem vollen Preßdruck ausgesetzt, sondern entsprechend ihrer vorstehenden
Hälften auf dem Wege von a nach b nur auf die Hälfte ihres Gesamtvolumens
zusammengepreßt (s. b). Anschließend dehnen sie sich auf dem Wege von b nach c wieder
aus und saugen dabei die von den beiden benachbarten Preßzonen ausgepreßte Flüssigkeit
auf und entfernen sich bei c wieder von der durch Metallgewebe 5, 6 abgedeckten
Preßmasseschicht 7. Ehe sie erneut an der Preßstelle a bis c in Tätigkeit treten,
werden sie an einer für die Ableitung der Flüssigkeit günstigen Stelle durch die
leistenartig vorstehenden Rippen 15 der Auspreßwalzen 16 so zusammengepreßt, daß
alle Flüssigkeit aus ihnen entweicht und in Auffangschalen fällt. Durch Abrundung
der Aufnahmerillen 13 für die saugfähigen Stoffe 14 und der Auspreßrippen 15 der
Auspreßwalzen 16 wird eine gleichmäßige Auspressung der Saugeinlagen 14 gewährleistet.
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Die Preß- und Absaugvorrichtung nach Fig. 4 und 5 besteht aus einer
Preßwalze 17, die hier beispielsweise als Siebtrommel 17 dargestellt ist, einer
Preß- und Absaugwalze 18 mit ringnutenartigen Vertiefungen ig am Umfang zur Aufnahme
von saugfähigen Substanzen 20, wie z. B. Schwammgummi, in Ringform mit rundem oder
(weniger gut) viereckigem Querschnitt als Absaugorgane. Diese ringförmigen Absaugorgane
2o stehen wieder mit ringförmigen Vorsprüngen 21 einer Auspreßwalze 22 außerhalb
ihres Arbeitsbereichs in zusammenwirkender Verbindung und werden von diesen an einer
für die Ableitung günstigen Stelle ausgepreßt.
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Zur Unterstützung des Ablaufens der ausgepreßten Flüssigkeit von der
Auspreßwalze 22 kann ein entsprechend dieser Auspreßwalze profilierter Abstreifer
49 vorgesehen werden. Ist die Preßwalze 17 als Siebtrommel ausgebildet, so besitzt
diese an ihrer Innenseite Absaugwalzen 23 mit saugfähigem Belag 24 aus Schwammgummi
od. dgl., der außerhalb des Arbeitsbereichs an einer für die Ableitung günstigen
Stelle mit einer AuspreB«-alze 25 in zusammenarbeitender Verbindung steht und von
dieser ausgepreßt wird. Die ausgepreßte Flüssigkeit wird in Schalen 26, 27 aufgefangen
und abgeleitet. Zwischen Siebtrommel 17 und Preß- und Absaugwalze 18 ist
ein
endloses -Metallgewebe 28 angeordnet, das die zwischen dem Metallgewebeband 28 und
der Siebtrommel 17 gelagerte dünne Preßmasseschicht 7 gegenüber der Preß- und Absaugwalze
18 abdeckt.
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Wie in Fig. i und 2 die saugfähigen Beläge 3 und 4, so werden auch
hier die saugfähigen ringförmigen Einlagen 2o auf dem Wege von ra nach
b, ähnlich wie bei der Einrichtung nach Fig. 3, etwa bis auf die Hälfte ihres
Gesamtvolumens zusammengepreßt. Bei ihrer Ausdehnung auf dem Wege von b nach c saugen
sie die von den benachbarten ringförmigen Preßstreifen ausgepreßte Flüssigkeit auf
und entfernen sich bei c von der durch Metallgewebe 23 abgedeckten Preßmasseschicht
7. Auch hier wird durch die Abrundung der Aufnahmerillen für die saugfähigen Einlagen
und der ringförmigen Vorsprünge der Auspreßwalzen eine gleichmäßige und vollständige
Auspressung der ringförmigen, saugfähigen Einlagen besser erreicht als bei der an
oberster Stelle dargestellten viereckigen Querschnittsform.
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Als Gegendruckorgan für die in Fig. 4 dargestellte ProfilpreB- und
Absaugwalze genügt ebenso wie bei der Einrichtung nach Fig.3 eine volle Preßwalze.
In beiden Fällen kann aber mit Vorteil auch eine Siebtrommel, wie sie in Fig. 4
und 5 dargestellt ist, verwendet werden. Die hierbei notwendige innere Absaug- bzw.
Abstreifwalze, die durchgehend mit saugfähigem Belag 24 versehen ist, kann mit gleicher
Umlaufgeschwindigkeit betrieben werden wie die Siebtrommel 17. Es empfiehlt sich
jedoch, sie schneller als die Siebtrommel 17 umlaufen zu lassen, um sie als Abstreifer
und Absaugorgan wirksam werden zu lassen.
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Die Gesamtanlage nach Fig.6 besteht aus zwei hintereinanderliegenden
Paaren von Preßwalzen 29, 30 und 31, 32, einem dahinterliegenden Preß- und
Absaugwalzenpaar 1, 2 nach Fig. i mit je einer Auspreßwalze 33, 34 für die saugfähigen
Beläge der Preß- und Absaugwalzen 1, 2, einer Preßwalze 35, mit zwei dieser gegenüberliegenden,
nacheinanderfolgenden, beispielsweise entsprechend Fig.3 bis 5 profilierten Preß-
und Absaugwalzen 36, 37 und je einer Auspreßwalze 38 für den saugfähigen Belag der
Walzen 36, 37 und dahinter einem zweiten Preß- und Absaugwalzenpaar 1, 2 nach Fig.
2 mit Auspreßwalzen 33, 34 für die saugfähigen Beläge 3, 4. Zwischen diese Walzenpaare
sind zwei über Rollen 39
geführte endlose Metallgewebebänder 40, 41 hindurchgeführt,
zwischen denen die Preßmasse in dünner Schicht gelagert ist. Die ausgepreßte Flüssigkeit
wird in Schalen 42, 43, 47, 48 aufgefangen und abgeleitet. Die endlosen Metallbänder
40, 41 werden nach Durchlaufen aller Preß- und Absaugwalzen durch nachgiebige oder
elastisch gelagerte Abstreifer 44 und umlaufende Bürsten 45 jedesmal von der anhaftenden
Preßmasse gereinigt, die in eine Auffangrinne oder -schale 46 fällt.
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Die Preßwalzenpaare 2c1, 3o und 31, 32 sollen im wesentlichen nur
die Hauptmenge der Flüssigkeit aus der Preßmasse entfernen und diese gleichmäßig
über die Walzenbreite verteilen.
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Die in Fig.6 dargestellte Anwendung von verschiedenen Auspreß- und
Absaugmethoden kann noch weiter, beispielsweise durch Einbeziehung einer der Fig.
3 entsprechenden Einrichtung, variiert werden. Der Wechsel der Auspreß- und Absaugmethoden
bringt eine gesteigerte Durch"@,all;ung der Preßmasse mit sich und begünstigt durch
Schaffung immer neuer Oberflächen der Preßmasse deren Flüssigkeitsentziehung.