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Verfahren und Vorrichtung zur Scheidung von Flüssigkeiten von in ihnen suspen- dierten festen Teilchen.
Die Erfindung betrifft die Abscheidung von festen Körpern aus Flüssigkeiten und insbesondere Vorrichtungen, in welchen die Flüssigkeit, in der die festen Körper mehr oder weniger vollständig suspendiert sind, in einen Behälter mit einer Anzahl übereinander angeordneter Tröge oder Wänden laufen gelassen wird, auf welchen die festen Körper sich absetzen, worauf die Flüssigkeit abgelassen wird und die festen Körper durch Umkippen der Tröge entfernt werden.
Der Hauptzweck der Erfindung ist der, die Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit der Vorrichtung zu erhöhen und ihre Konstruktion zu verbessern. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist der, die Ab- scheidung zu verbessern und zu beschleunigen und das Verfahren zu vereinfachen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die festen Körper auf Trögen in Lagen geregelter Dicke und gleicher Durchlässigkeit abgelagert und die gesamte Flüssigkeit über einer Lage durch diese letztere gehen gelassen.
Gemäss der Erfindung werden ferner die Tröge, die gewöhnlich waagrecht liegen, an den einander gegenüberliegenden Seiten drehbar unterstützt und können aufeinanderfolgend von den hinteren Enden aus gekippt werden, um miteinander verschiedene Winkel einzuschliessen, so dass der Inhalt der Tröge nicht gleichzeitig, sondern aufeinanderfolgend entleert wird. Endlich sind die Tröge, mit Ausnahme des untersten, mit drehbaren Flügeln, zweckmässig in der Mitte an den vorderen Enden ausgestattet.
Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei die Tröge sich in der normalen waagrechten Lage befinden, Fig. 2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 ist ein der Fig. 1 ähnlicher Schnitt, wobei die Tröge unter verschiedenen Winkeln in die Entleerungsstellung gekippt sind, Fig. 4 ist ein Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer abgeänderten Vorrichtung.
Die Erfindung ist vorzugsweise, aber nicht ausschliesslich, für Zwecke der Brauerei und ähnlicher Industrien bestimmt, um die verzuckerten Materialien zu behandeln und soll zunächst diesem Zweck entsprechend beschrieben werden.
Die Vorrichtung besteht aus dem Behälter A, zweckmässig von parallelepipedischer Form und den in Fig. 1 und 3 schematisch angedeuteten Trögen, die übereinander und für gewöhnlich waagrecht liegen.
Jeder Trog trägt an einander gegenüberliegenden Seiten Zapfen b, die in Ständern Al A2 gelagert sind, letztere sind in lotrechte Schlitze oder Ausnehmungen in den Seitenwänden des Behälters A eingelassen. Die Drehpunkte liegen gegen die vorderen Enden der Tröge zu und zweckmässig nahe dem hinteren Rand eines Entleerungsrumpfes oder einer Öffnung A3 am Boden des Behälters A.
In der waagrechten Lage werden die Tröge B Bl durch Leisten (Fig. 1 und 3) im Behälter A unterstützt.
Nahe dem hinteren Ende der Tröge ist unter dem untersten Trog eine Querstange C vorgesehen, deren Enden in lotrechten Stangen C C ruhen, die ihrerseits in lotrechten Nuten der Seitenwände des Behälters A gleiten. Jeder Trog B, mit Ausnahme des untersten, ist in der Mitte des vorderen Endes mit einem drehbaren Flügel oder einer Klappe D ausgestattet. Diese Klappen sind bei d in den Seitenteilen der Tröge gelagert, wobei die Tröge zur Unterbringung dieser Klappen entsprechend ausgeschnitten sind.
An den hinteren Enden der Klappen D geht eine Stange D'durch die Tröge, welche, wenn die Klappen geschlossen sind, dicht in der Ebene der Drehpunkte der Tröge B B in den Ständern Al A2 liegt. Die Stange D'ist durch Zapfen oder in anderer Weise mit den hinteren Enden der Klappen ver-
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bunden.
Wenn der Behälter mit einem Gemisch von Flüssigkeit und festen Stoffen oder einer Suspension der letzteren in ersterer zu füllen ist, so werden die Tröge in die Stellung Fig. 1 gebracht und die Klappen D werden um ihre Zapfen d durch Heben der Stange D'gedreht, so dass sie niedergedrückt werden und an der Vorderwand des Behälters A einen Kanal frei lassen, durch den das in den Behälter einströmende Gut zunächst zum untersten und sodann zu den weiteren Trögen der Reihe nach in dem Masse gelangen kann, wie sich der Behälter füllt.
Der Boden der Tröge kann, wie die Zeichnung andeutet, jedoch nur für besondere Zwecke gelocht sein. Die Tröge haben aufgebogene Seitenwände B2 und sind mit Verstärkungsrippen B3 ausgestattet, welche sie der Länge nach in Abteile teilen. Unterhalb der Tröge sind Querversteifungen B4 vorgesehen.
Die Suspension oder das Gemisch wird zweckmässig, jedoch nicht notwendigerweise in gleichförmigem Zustand eingefüllt, so dass die verschiedenen Lagen zwischen den aufeinanderfolgenden Trögen angenähert gleiche Konsistenz haben.
Ist der Behälter bis zum obersten Trog gefüllt, so werden die Klappen D in die normale oder Schlussstellung zurückgeführt, so dass das Innere des Behälters in eine Anzahl übereinander liegender Abteile geteilt ist.
Sind die Klappen geschlossen, so setzen sich die festen Stoffe in den Trögen ab, und wenn die abgesetzten Schichten nicht durchwegs genau dieselbe Dicke haben, so ist die Durchlässigkeit des ganzen Inhaltes gleich jener der dicksten gebildeten Schichte.
Die vorstehend beschriebene Anordnung ist besonders für Brau-oder Branntweinmaische und ähnliche Zwecke der Gärungsindustrie geeignet.
Die meisten dabei verwendeten Stoffe nehmen beträchtliche Mengen Flüssigkeit auf, die nachher zum Ablaufen gebracht werden soll.
Wenn sich die festen Stoffe absetzen, werden die kleineren Partikel bis zu einem gewissen Grad eine schlammartige Schicht auf den Schichten aus Schalen oder'gröberen Partikeln bilden, welche die Schlitze in den Trögen und die schmalen Zwischenräume zwischen den Trögen und den Behälterwänden abschliessen. Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird vor dem Abziehen der Würze oder Flüssigkeit eine Schichte Wasser von der erforderlichen Temperatur auf den obersten Trog laufen gelassen, welche eine Vermischung mit der Würze oder darunter befindlichen Flüssigkeit verhindert und die Wasserschiebt schwimmt auf der viel dichteren Würze mit bloss geringer Diffussion.
Der Ablauf A 4 am unteren Ende des Behälters wird sodann geöffnet und die Würze wird zunächst aus dem untersten Teil des Behälters abgelassen. So wie die Würze unter dem untersten Trog abgelassen wird, verdrängt die Wasserschicht am oberen Ende des Behälters beim Herabsinken aufeinanderfolgend die Würze aus der festen Schicht oder dem festen Inhalt jedes Troges.
Die Wirksamkeit des Verdrängens beim vorliegenden Verfahren und Apparat hängt zunächst
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jeder einzelnen abgesetzten Schicht ab.
Der ersten Bedingung wird durch Unterteilung des Behälterinhaltes in Schichten von regelbarer Dicke genügt, wie oben angegeben wurde. Der zweiten Bedingung wird dadurch genügt, dass man die gesamte, über jedem Trog befindliche Würze zwingt, durch diesen Trog hindurchzugehen. Sollte irgendein Teil einer Schichte schwächer sein als die übrigen, so sucht die Würze zunächst durch diesen Teil hindurchzugehen, setzt aber dabei die feinsten Partikel des festen Stoffes ab, welchen diesen schwächsten Teil verstärken und den Durchfluss an dieser Stelle erschweren, dagegen werden stärkere Stellen der Schicht durch Ablagerung der feinsten Teile erst dann verstärkt, wenn der Durchfluss durch die schwachen Stellen der Schicht, wie oben beschrieben, verzögert worden ist.
Bevor daher das Verdrängungs-oder Waschwasser eine Schicht erreicht, hat diese durchwegs die gleiche Durchlässigkeit erhalten.
Vermöge der vorliegenden Erfindung können die Abmessungen der für eine gegebene Menge Material erforderlichen Vorrichtung sehr bedeutend verringert und eine starke Würze erzielt werden, weil die Menge des zur Gewinnung der erlangbaren Stoffe aus den festen Teilen erforderlichen Waschwassers verhältnismässig gering ist.
Wenn die Flüssigkeit abgezogen ist, können die auf den Trögen zurückgebliebenen festen Stoffe entleert werden. Der Verschluss- des Ablassrumpfes A3 wird geöffnet und sodann werden die Tröge nacheinander gekippt, indem man die Stangen 01 02 hebt, wodurch auch die Querstange C gehoben wird. Diese kippt zunächst den untersten Trog B bis der Gleitwinkel des auf ihn befindlichen Materials erreicht ist. Dabei trifft der hintere Rand des untersten Troges Bu gegen das hintere Ende des nächst oberen Troges und kippt den letzteren und so fort bei der fortgesetzten Bewegung der Stangen Cl C2.
Es werden so die Tröge von unten nach oben aufeinanderfolgend gekippt, und sobald jeder Trog bis zum Gleitwinkel geneigt worden ist, fällt das auf ihm befindliche Material herab. Die Tröge werden so aufeinanderfolgend entleert, aber der Gesamtinhalt des Behälters wird nicht plötzlich entleert, was eine unerwünscht grosse Masse bilden würde.
An den oberen Rändern der hinteren Enden der Tröge sind vorteilhafterweise Rollen B6 angebracht.
In Fig. 5 ist der Querschnitt der Vorrichtung nicht rechteckig, sondern sechseckig und die Tröge sind entsprechend gestaltet, um den ganzen Querschnitt des Behälters tunlichst nahe auszufüllen. Die
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Anordnung ist empfehlenswert, wenn ein genaues Passen der Tröge erwünscht ist. Werden die Tröge aus der waagrechten Stellung hinausgedreht, so rücken ihre Ränder von den Behälterwänden ab ; dadurch wird jedes Verklemmen beim Kippen zwecks Entleerens vermieden.
Wenngleich die Erfindung für Gärungsindustrien besonders geeignet ist, so ist sie doch nicht auf diese beschränkt, weil durch Anordnung einer Reihe von nacheinander kippbaren Trögen, die Vorrichtung auch für andere Zwecke anwendbar wird.
Die Tröge können statt gelochter auch volle Böden haben und können so angeordnet werden, dass eine Flüssigkeit mit darin suspendierten festen Stoffen, am unteren Ende des Behälters eintritt und im Zickzack weiter strömt, wobei sie feste Stoffe von verschiedener Dichte absetzt. Diese abgesetzten
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Die Vorrichtung kann auch zur Konzentration dienen ; in diesem Falle wird der Behälter mit einer Flüssigkeit mit darin suspendierten feien Teilen gefüllt und diese Teilchen werden auf den Trögen abgelagert. Die Geschwindigkeit der Ablagerung kann durch Verwendung von gelochten, mit geeignetem Gewebe überzogenen Trögen beschleunigt werden. In diesem Falle wird ein abwärts gerichteter Strom des Gesamtinhaltes sehr rasch Schichten von abgesetzten festen Teilchen bilden, bis diese Schichten die Gewebe dicht schliessen. Die überstehende Flüssigkeit kann dann durch Hähne gelassen werden, die in geeigneten Abständen voneinander angeordnet sind. Nach dem Entfernen der Schichten werden die Gewebe durch einen aufwärts gerichteten Wasserstrom gewaschen.
Ordnet man die Drehzapfen der Tröge in einer nach vorne geneigten Ebene, statt lotrecht übereinander an, so können die Abstände der Tröge in der Kippstellung wesentlich grösser ausfallen, wodurch die Entfernung dickerer Schichten, als der in der Zeichnung dargestellten, erleichtert wird. Es kann auch Druck angewendet werden, wenn die Vorrichtung einen Deckel hat. Die Erfindung ist auch zum Auslaugen im allgemeinen bei solchen Industrien, wie Holzstoff-oder Gerbstofferzeugung und Farbholzextrakten, beim Waschen von Natronzellulose, Gerberlohe, Kaolin, Kohle und in der Stärkefabrikation verwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Scheidung von Flüssigkeiten von in ihnen suspendierten festen Teilchen unter Auslaugung der letzteren mit Hilfe von übereinander angeordneten Filterplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension allen übereinander angeordneten Filterplatten praktisch gleichzeitig zugeführt wird und dadurch sich auf den Filterplatten gleichartige und gleich durchlässige Schichten der festen Teilchen absetzen und unter Auslaugung zum Filtrieren der Suspension dienen, worauf auf die oberste Filterplatte Wasser aufgegossen wird, welches bei offenem Flüssigkeitsauslass die auf den darunter liegenden Filterplatten befindliche Flüssigkeit vor sich herdrängt und die von den festen Teilchen gebildeten Schichten endgültig auslaugt, und schliesslich die Filterplatten, beginnend von der untersten nacheinander gekippt werden,
um die Schichten der festen Teilchen nacheinander aus der Vorrichtung zu entleeren.