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Verfahren und Anordnung zur Durchführung von Nasssiebungen und Filterungen
Es ist bekannt, dass das Sieben und Filtern von Nass-Schlämmen aller Art je nach Feuchtigkeitsgrad mehr oder weniger Schwierigkeiten bereitet.
Bei jedem Sieb-oder Filtergut wird bei einer ganz bestimmten Verdünnung, wobei der Prozentbereich der Feuchte mehr oder weniger breit sein kann, die Kapillarkraft so stark, dass die Siebung oder Filterung erschwert oder ganz unmöglich wird. Man erkennt diese Erscheinung als Kleben der teigigen Masse am Sieb- und Filtergewebe. In der Auswirkung bedeutet dies, dass ein Transport der Teilchen nicht mehr erfolgt und jede Sieboder Filterfläche sich zwangsläufig zusetzt. Verbesserte Ergebnisse hat man schon durch die inzwischen bekanntgewordene hochfrequente Erregung der Sieb- und Filterfläche mit transversalen Schwingungen erzielen können, wobei die Neigung der Sieb- und Filterfläche die Transportgeschwindigkeit bestimmt, ohne jedoch die eingangs geschilderten Schwierigkeiten restlos beseitigen zu können.
Auch bei diesen Siebungen und Filterungen von Nass-Schlämmen kommt das Siebgut durch die stattfindende Entwässerung in eine Zone, in der es einen kritischen Feuchte-Gehalt besitzt, das heisst, es klebt und lässt keinen Transport mehr zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieser Probleme, die besondere Bedeutung für die Kläranlagen von Städten und Industriewerken und für die Rückgewinnung wertvoller Abfallstoffe von Industrien haben, in einwandfreier Weise Herr zu werden. Die grundsätzliche erfinderische Lösung wird darin gesehen, dass eine mit Nassgut beaufschlagte Sieb- oder Filtergewebefläche durch transversale Schwingungen mit bis in den Schallbereich reichenden hohen Frequenzen, daran anschliessend und im Grenzbereich überschneidend mit Longitudinal-Schwingungen, die ebenfalls eine bis in den Schallbereich reichende hohe Frequenz besitzen, erregt wird.
Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in überraschender Weise durch eine Anordnung möglich, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Sieb- oder Filtergewebefläche im Querschnitt nach Art einer Seildurchhangkurve einerseits fest und anderseits in Longitudinal-Schwingungen erregbar beweglich aufgehängt ist.
Eine vorteilhafte Ausbildung dieser Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zwei sich gegenüberliegenden Befestigungen der Sieb- oder Filtergewebeflächenränder horizontal angeordnet sind, während die durchhängenden Seiten vollständig frei bleiben.
Besonders eigenartige vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass der eine Befestigungsrand aus der Parallellage der Arbeitsebene verdreht angeordnet ist.
Eine andere Variation ist dadurch gekennzeichnet, dass einer oder beide der Befestigungsränder aus der Waagrechten geneigt sind. Mit Hilfe dieses erfindungsgemässen Verfahrens wird eine weitgehende Entwässerung und Filterung des Nassgutes im Bereich der transversalen Schwingungen erreicht.
Die transversalen Schwingungen dienen also im wesentlichen der Siebung, Filterung oder Entwässerung des Nassgutes. Die Longitudinal-Schwin- gungen übernehmen den Abtransport des auf derSiebfläche verbleibenden übergutes aus der Siebungszone, wobei durch die überschneidung der beiden Schwingungsarten ein ganz allmählicher übergang gegeben ist.
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Mit diesen Schwingungserregern wird das Sieboder Filtergewebe über den ganzen Verlauf bis zum Festrand in Schwingungen versetzt. Dabei entstehen zunächst von der Erregerseite aus Lon-
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herauskommen, bei Entlangwandern an der Siebfläche zum Festpunkt hin in transversale Schwingungen übergehen. Beschickt man nun diese durchhängende Siebgewebefläche in der Nähe der Festkante mit Nassgut, dann durchläuft dieses Nassgut zunächst die Zone der transversalen Schwingungen, wodurch der durch diese transversalen Schwingungen bekannte Sieb- und Filterprozess vollzogen wird.
Das Obergut wandert dabei zunächst der Schwerkraft nach dem Kulminationspunkt des
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das Obergut erfassen und auf Grund ihrer sägezahnartigen Ausbildung in Richtung auf den Schwingungserreger transportieren. Das Obergut wird dabei in eine rollende Bewegung versetzt und ballt sich, an der Siebfläche entlangziehend, zusammen. Auf diese Art und Weise wird das Nassgut gleichzeitig im hohen Masse entwässert.
Zur Entwässerung trägt noch die Zusammenballung des Obergutes auf dem Transportweg entlang der Siebfläche bei. Das Obergut, das sich nach Art einer Rolle zusammenballt, weicht bei Zustrom weiteren Obergutes nach den Seiten hin zu den Stirnkanten der Siebfläche aus und kann dort abgenommen werden. Eine Ausrichtung der Abwanderung des Obergutes kann dabei durch eine Winkelneigung der Befestigungsränder des Siebgewebes aus der Waagrechten beeinflusst werden. Dabei wandert das Obergut in Richtung der Neigung und in Richtung der Transportschwingungen auf den Impulsgeber hin. Durch diese sich überschneidenden Bewegungsrichtungen erhält das Obergut eine Ausrichtung auf einen bestimmten Abgabepunkt an der Stirnfläche des Siebgewebes.
Eine gleichartige Ausrichtung des Obergutes im Hinblick auf eine bestimmte Abgabestelle an den Stirnrändern des Siebgewebes, kann durch eine Verschränkung eines der Befestigungsränder aus der Parallellage der Arbeitsebenen zu dem andern Befestigungsrand erzielt werden. Das durchhängende Siebgewebe entspricht im Querschnitt etwa einer Durchhangkurve, wobei in dem Masse des Durchhanges eine grosse Variationsmöglichkeit im Hinblick auf die Sieb- und Filterintensität und im Hinblick auf die Zusammensetzung des Nassgutes besteht.
Auf diese Art und Weise lässt sich Nassgut sieben und filtern, ohne dass das im hohen Masse entwässerte Obergut, auch bei Erreichung einer zu starken Entfeuchtung, den eigentlichen Sieboder Filtervorgang behindert oder auch nur beeinflusst, denn jedes Obergut wird schnellstens durch die auftretenden Longitudinal-Schwingungen aus dem Bereiche der transversalen Schwin- gungen wegtransportiert. Die eigentliche Sieboder Filterfläche bleibt somit stets frei. Dadurch wird es dann auch möglich, eine Anordnung dieser Art ausserordentlich hoch mit Nassgut zu beaufschlagen, ohne dass Störungen in der Filteroder Siebfunktion eintreten.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung in der Anordnung des Sieb- oder Filtergewebes ist dadurch gekennzeichnet, dass eine im Querschnitt nach Art einer Seildurchhangkurve angeordnete Sieb- oder Filtergewebefläche beidseitig in Longitudinal-Schwingungen erregbar aufgehängt ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Anord- nung besteht darin, dass die Ränder der frei durchhängenden Sieb- oder Filtergewebefläche in unterschiedlicher Höhe aufgehängt sind.
Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der frei durchhängenden Sieb- oder Filtergewebefläche um eine tangential zur Gewebefläche und mittig zum Rand stehenden Achse, vorzugsweise beide Ränder in gleiche Richtung und im gleichen Winkel, verschränkt sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht noch darin, dass die Ränder unterschiedlich erregt sind.
Durch die bewegliche Aufhängung einer Sieboder Filtergewebefläche, die nach Art einer Seildurchhangkurve durchhängt, beidseitig in Longitudinal-Schwingungen erregbar, wird es möglich, das Sieb- oder Filtergut nach zwei Seiten, bei einer mittigen Aufschüttung auf die Sieb- oder Filtergewebefläche, abzuleiten. Dabei sind beide be- weglich aufgehängten Ränaer des durchhängenden Gewebes mit je einem Schwingungserreger gekoppelt. Als Schwingungserreger dienen bekannte Impulsgeber, zum Beispiel elektromagnetische Schwingungserzeuger, wobei solche Schwingungserzeuger bevorzugt werden, die bis in den Schallbereich reichende Frequenzen als Oberschwingungen erzeugen.
Dabei werden bei der Erregung des durchhängenden Gewebes von zwei Seiten in der Mitte transversale Schwingungen hervorgerufen, die zu den erregten Rändern des Gewebes in Lon-
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Da die Longitudinal-Schwingungen eine Transportwelle darstellen, deren Fortpflanzungsrichtung auf die Ränder gerichtet ist, wird das Siebgut nach beiden Rändern abgeleitet. Dabei wird in vorteilhafter Weise das mittig auf das Gewebe aufgebrachte Sieb- oder Filtergut auseinandergerissen, wobei sich die feste Phase beim Transport zu den Rändern hin zusammenballt. Damit wird eine besonders gute Filterung des Aufgabegutes erreicht.
Durch Aufhängung der Ränder der frei durchhängenden Sieb- oder Filtergewebefläche in unterschiedlicher Höhe werden verschiedene Steigungswinkel zu den Rändern des Gewebes erreicht, die in vorteilhafter Weise ausser der Filterung des Aufgabegutes eine Trennung von im Aufgabegut vorhandenen Stoffen voneinander unterschiedlichen spezifischen Gewichtes gestatten. Die im Auf-
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Diese Schwingungen 12 übertragen sich auf die Sieb- und Filtergewebefläche entlang dieser Fläche und bestehen bis zum Punkt 13 von dem Impuls- geber 11 aus, in der Hauptsache aus Longitudinal-
Schwingungen.
Durch die durch den Durchhang des Siebgewe- bes bewirkte Richtungsänderung der Prallfläche des Siebgewebes zur Richtung der Erregerschwin- gungen des Impulsgebers, treten von dem Punkt
13 bis zu dem Punkt 14 in der Hauptsache trans- versale Schwingungen auf. Die transversalen
Schwingungen dienen der Siebung und Filterung und die Longitudinal-Wellen dienen als Trans- portschwingungen. Wird durch den Aufgabetrich- ter 15 Nassgut auf das Siebgewebe im Bereich der transversalen Schwingungen aufgegeben, dann tritt gen mit den transversalen Schwingungen, und es intensive Sieb- und Filterung ein, während das
Obergut an'der Siebfläche entlang dem Kulmina- tionspunkt des Durchhanges auf Grund der Schwerkraft zuwandert.
In diesem Bereich überschneiden sich, bereits die Longitudinal-Schwingungen mit den transversalen Schwingungen und es tritt ein Transport des Obergutes durch die sägezahnartige Gestaltung der Transportwellen in Richtung auf den Impulsgeber ein. Das Obergut ballt sich in dem Gebiet der Longitudinal-Wellen zusammen, wobei das zusammengeballte Obergut von dem nachdrängenden aus der Beschickung herrührenden Obergut zu den Seiten hin abgedrängt wird.
Gemäss Fig. 3 und 4 wandert das im Bereich der Longitudinal-Schwingungen zusammengeballte Obergut in Richtung der Winkelneigung und strebt durch die Überschneidung der Transportschwingungsrichtung mit der Neigungsrichtung einem vorbestimmbaren Punkt 16 an einer Stirnseite der Siebgewebefläche zu.
Nach Fig. 5 und 6 ist der mit dem Impulsgeber 11 verbundene Befestigungsrand aus der Parallelen zum Befestigungsrand an der Festkante verschränkt angeordnet. Durch die Verschränkung kann die Abwanderung des Obergutes nach dieser oder jener Seite der Sieb- und Filterfläche auch in Richtung auf einen bestimmten Punkt an den Stirnrändern erzwungen werden.
Die Durchhangkurve kann gemäss Fig. 7 eine andere Krümmung erhalten, die den jeweiligen Anforderungen an das Mass der Filterung und Siebung und auch an das Nassgut angepasst werden kann. Die Wirkung bleibt dieselbe. Auch hier entsteht zwischen den Punkten 13 und 14 eine Zone transversaler Schwingungen und von 13 zum Impulsgeber hin ein Gebiet longitudinaler Transportschwingungen.
Nach Fig. 8 ist das Gewebe 1 mit den Rändern in freibeweglichen Leisten 17, 18 eingespannt, die die durch übliche Schwingungserzeuger erregbar sind. Durch diese Erregung der Ränder in Pfeilrichtung 19 werden mittig im Siebgewebe transversale Schwingungen, entsprechend dem Pfeil 20 erzielt, die eine doppelt so grosse Amplitude wie
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die transversalen Schwingungen eines nur einseitig erregten Gewebes erreichen und damit eine wesentlich erhöhte Leistung ergeben.
Fig. 9 zeigt eine gleichartige Aufhängung eines Gewebes 1, bei dem lediglich die Leiste 17 mit dem zugeordneten Geweberand tiefer als die Leiste 18 mit dem andern Geweberand aufgehängt sind. Die Erregung des Gewebes erfolgt ebenfalls von zwei Seiten in Pfeilrichtung 19, wodurch in der Mitte der Gewebefläche entsprechend dem Pfeil 20 transversale Schwingungen auftreten, die zu den Rändern in Longitudinal-Schwingungen übergehen.
Nach Fig. 10 sind die Ränder des Siebgewebes mit den Leisten 17, 18 um die Achsen von mittig auf die Leisten 17, 18 aufgesetzten Schwingungserzeugern 5 in der gleichen Richtung und im gleichen Winkel verschränkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Durchführung von Nasssiebungen und-filterungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Nassgut beaufschlagte Sieb- oder Filtergewebefläche durch transversale Schwingungen mit bis in den Schallbereich reichenden hohen Frequenzen und daran anschliessend und im Grenzbereich überschneidend mit Longitudinal-Schwingungen erregt wird, die ebenfalls eine bis in den Schallbereich reichende hohe Frequenz besitzen.