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Vorrichtung und Verfahren zum Auspressen von Flüssigkeit aus flüssigkeitshaltigem, feinkörnigem Gut, wie Kohlenschlamm u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspressen von Flüssigkeit aus flüssigkeitshaltigem fein- körnigem Gut, wie Kohlenschlamm u. dgl., die eine mit Aufgabeeinrichtungen für das zu behandelnde
Gut versehene Kammer enthält, welche von einer Flüssigkeit durchlassenden festen Wand und einer mit- tels eines Druckmediums, in Richtung auf die Flüssigkeit durchlassende Wand verstellbaren, undurchläs- sigen, elastischen Wand begrenzt wird.
Aus der am 17. April 1952 bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung W 6757 des J. Willmers ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die für das Auspressen von Obst u. dgl. bestimmt ist. Sie setzt sich zusammen aus einer zylindrischen Kammer mit gelochter Wand und einer in dieser untergebrachten Blase aus elastischem Stoff, z. B. aus Gummi, welche die Aufgabe der elastischen Wand erfüllt. Statt der gelochten Wand kann auch ein Filterkörper verwendet werden; als solcher soll im Sinne dieser Beschreibung ein mit einer Auskleidung aus Filtertuch, Drahtgewebe, gelochtem Blech oder Filterstäben versehener Körper verstanden werden, der die festen Teilchen des zu filtrierenden Gutes zurückhält, während die in dem Gut enthaltene Flüssigkeit durchgelassen wird, wobei Mittel zur Abführung dieser Flüssigkeit vorhanden sind.
Infolge der mechanischen Gewinnung von Steinkohle steigt der Prozentsatz feiner Bestandteile ständig, an. Es ist notwendig, erstens aus wirtschaftlichen Gründen, zweitens um zu verhüten, dass das Waschwasser nach dessen Verwendung mit Schmutz beladen abgeführt wird, die in dem Waschwasser vorhandenen Feinstoffe möglichst zurückzuhalten. Ein übliches Verfahren das hiezu dient, ist die Anwendung von Flotationsvorrichtungen, in denen die feinen Kohleteilchen und die feinen Bergeteilchen getrennt anfallen.
Eine der Methoden, die sich darauf beziehen, die Feinkohle, nötigenfalls auch das Bergefein, vom Wasser zu trennen, besteht darin, dass man die Fraktionen sich in Klärbecken absetzen lässt. Das Absetzen erfordert viel zeit und die Kläranlagen beanspruchen grosse Räume. Ausserdem enthält das feine Gut das man aus den Kläranlagen ablässt, noch viel Flüssigkeit. Häufig verwendet man deswegen Saugfilter ; bei deren Benutzung setzen sich die in einer kontinuierlich zugeleiteten Schlammsuspension enthaltenen, mittels eines Unterdrucks kontinuierlich angesaugten, feinen Kohle-bzw. Bergeteilchen schichtweise auf das Filtertuch ab, während die in dem Filterkuchen enthaltene Flüssigkeit fortgesaugt wird.
Diese Saugfilter arbeiten sehr mangelhaft und infolgedessen hat der Filterkuchen, den man von dem Filtertuch abschabt, einen für die Praxis noch zu hohen Feuchtigkeitsgehalt. Man ist deswegen genötigt, das Gut hernach einer mechanischen oder einer thermischen Trocknung, zu unterziehen. Aus diesem Grunde hat man bereits vorgeschlagen, die von der Flotationsvorrichtung kommenden Fraktionen sogleich Pressfiltervorrichtungen zuzuleiten, in denen sie bei Anwendung hoher Pressdrucke einer intensiveren Trocknung unterliegen, beispielsweise einer Vorrichtung, die sich zusammensetzt aus einem einzigen bzw. mehreren Filterkörpern und einem einzigen oder mehreren mittels eines Druckmediums in bezug auf den Filterkörper, bzw. die Filterkörper, verstellbaren Druckkörpern (vgl. brit.
Patentschrift Nr. 18, 195/1912). Eine derartige Vorrichtung ist aber mit dem Nachteil behaftet, dass die Menge Gut, die pro Zeiteinheit verarbeitet werden kann, nur gering ist. Die Kosten, welche mit dieser Verarbeitung von Flotationsschaum
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und Bergen verbunden sind, sind deswegen hoch. Einen weiteren Nachteil stellt der Umstand dar, dass bei deren Verwendung sich das Gut während des Zuleitens unregelmässig absetzt und während des Pressens daher in dem Filterkörper und/oder in dem Druckkörper ungleichmässige Spannungen auftreten können, die die Zerstörung der betreffenden Körper veranlassen können.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung der zu Anfang beschriebenen Art zu entwickeln, welche die erwähnten Übelstände nicht oder in weit geringerem Masse aufweist.
Würde man die anfangs beschriebene Vorrichtung zum Entwässern von Kohlenschlamm anwenden, so wäre wohl die Gefahr der Zerstörung der Druckkörper beseitigt aber man würde dann wieder auf den Übelstand stossen, dass die Wand aus elastischem Stoff - die, wie be zits srwahnt, aus einer Blase besteht vor dem Füllen der Kammer leergesaugt werden müsste, wobei sich @@@t@ @lden würden, während sie, weil sie sich beim Pressen in dem Augenblick, wo die stärksten Kräfte aux das zu behandelnde Gut wirken müssen, maximal dehnt, leicht beschädigt werden kann.
Die Fat'enbildung bewirkt eine rasche Verkürzung der Lebensdauer der betreffenden Wand aus elastischem Si :.) i < .
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se eine feste Wand hinter der elastischen Wand in einigem Abstand von dieser ex-, rachat ist und Einrichtungen vorhanden sind, die gestatten, die elastische Wand während des Zl11ei : t : us des Aufgabeguts gegen die feste Wand anzusaugen oder anzupressen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der die erwähnten LbdsLände nicht oder in weit geringerem Masse auftreten, besteht aus einem formfesten Kernkörper länglicher Ausführung mit im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt und einem Gehäuse, das den betreffenden Kernkörper konzentrisch umgibt, wobei einer dieser Bauteile als Filterkörper ausgebildet und die Form dieser Teile derart ist, dass ein in der Hauptsache geschlossener Raum eingeschlossen wird, bzw. mehrere solcher Räume eingeschlossen werden, und die elastische Wand, die der vollen Länge des Kernkörpers nach zwischen ihm und dem Gehäuse angebracht ist, in radialem Sinne über den ganzen Abstand, der den Kernkörper von dem Gehäuse trennt, verstellbar ist.
Vorzugsweise ist der betreffende elastische Körper rohrförmig.
Es sei hier bemerkt, 0dass aus der niederländischen Patentschrift Nr. 52289 ein Saugfilter bekannt ist, das sich zusammensetzt aus einem formfesten Kernkörper länglicher Ausführung, einem Gehäuse, das konzentrisch diesen Kernkörper umgibt und einem zwischen beiden Teilen angebrachten rohrförmigen Körper aus elastischem Stoff. Diese Vorrichtung erfüllt die Aufgabe, mittels eines Filters, unter dem ein Unterdruck erzeugt wird, einer in der Hauptsache kontinuierlich zugeleiteten Suspension den in dieser enthaltenen Feststoff zu entziehen. Das Filter ist hiezu, statt auf dem Kernkörper oder auf dem Gehäuse,
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handenen Räume mit einem Raum verbunden sind, in dem ein Unterdruck erzeugt werden kann.
Dem elastischen Tragorgan wird bereits vor dem Zuleiten der Suspension eine Spannung verliehen, die auch im Verlauf des Zuleitens der Suspension und der gleichzeitig stattfindenden Erzeugung des Unterdrucks aufrechterhalten wird, bis sich der Filterkuchen ausreichend verdickt und fortgesetztes Absaugen keine Wirkung mehr hat. Indem man dem elastischen Tragorgan Spannung verleiht, schafft man die Möglichkeit einer leichten Lösung des Filterkuchens von dem Filter, indem man das elastische Tragorgan nach vollzogener Bildung des Filterkuchens spannungsfrei macht. Zwar hat man bereits vorgeschlagen, die in dem Filterkuchen enthaltene Flüssigkeit durch weitere Steigerung der Spannung zu entfernen, aber dies ist nur möglich, wenn sehr elastische-und daher ziemliche schwache-Filter verwendet werden, bei denen man also nur geringe Drücke anwenden kann.
Zudem besteht die Gefahr, dass in einer Phase, in der der sich bildende Filterkuchen noch nicht ganz bis an die Wand des Gehäuses heranreicht, ein Zustand auftritt, in dem es nicht mehr gelingt, aus dem Kuchen Feuchtigkeit abzusaugen. Das Filter muss sich in diesem Falle zusätzlich dehnen, weswegen sich nur elastische Filter eignen, die, indem sie ziemlich schwach sind, nur Anwendung geringer Drücke zulassen.
Der Querschnitt des Filterkörpers kann, was die Form betrifft, erfindungsgemäss im wesentlichen der eines Kreises entsprechen, oder der eines regelmässigen Vielecks, oder sogar der eines drei-oder mehrzackigen Sternes ; der Körper aus elastischem Stoff kann rotationssymmetrisch sein. Die Gehäuseinnenwand ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt. Vorzugsweise sorgt man auch dafür, dass der Körper aus elastischem Stoff annähernd spannungsfrei ist in der Stellung, in der seine Oberfläche zwischen dem Gehäuse und der äusseren Wand des Kernkörpers am kleinsten ist, wobei die Vorrichtung in ihrer Ruhelage ist. Hiedurch werden nur geringe Zugspannungen in jener Phase wirken, in der der angewandte Pressdruck hoch ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass beim Wirken des Druckes sich der Kör-
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per aus elastischem Stoff jeder Unregelmässigkeit des Aufbaues des den Filterkörper umgebenden Gutes anpassen kann, ohne dass die Gefahr vorliegt, dass einer der Körper Bruchschäden erfährt. Ein weiterer
Vorteil ist, dass der Körper aus elastischem Stoff in seiner äussersten Stellung, in der er der Gehäuseinnen- wand bzw. der äusseren Wand des Kernkörpers anliegt, der stärksten Zugspannung unterliegt, während diese letztere beim Wirken des Pressdrucks geringer wird. Die Gefahr von Faltenbildung, die im Falle von
Gummi der Anlass zu hoher örtlicher Spannung und frühzeitigem Zubruchegehen sein kann, liegt dann nicht vor.
Ein anderer Vorteil ist, dass man der Vorrichtung eine Länge zu geben vermag, die um viele
Male grösser ist als ihr Druchmesser.
Der Kernkörper braucht in bezug auf das Gehäuse nicht völlig flüssigkeitsdicht verschlossen zu sein.
Gemäss der Erfindung kann eine der Endwände des Gehäuses oder können beide eine kreisrunde Öffnung haben, in die eines der äusseren Enden des Kernkörpers mit etwas Spiel passt und können Mittel vorhanden sein, die eine relative axiale Verstellung von Gehäuse und Kernkörper in bezug aufeinander ermöglichen.
Dieses Spiel darf höchstens der Maschenweite des Filters des Filterkörpers entsprechen.
Vorzugsweise trägt man dafür Sorge, dass der Kernkörper derart geformt ist, dass die auf die obere und untere Seite wirkenden inneren axialen Kräfte einander das Gleichgewicht halten. Unter anderem lässt sich dies dadurch erzielen, dass man den Querschnitt des mittleren Teils des Kernkörpers kleiner wählt als den über die Kernkörperenden, während man für letztere einen Querschnitt wählt, der für beide
Kernkörperenden gleich gross ist.
Einer der wichtigsten Vorteile, die man bei Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielt ist, dass bereits bei Anwendung geringer von innen nach aussen wirkender Kräfte der zylindrische Kuchen, der aus Gut besteht, das um den als Filterkörper ausgebildeten Kernkörper zusammengepresst ist, mühe- los zerbrochen werden kann, so dass die Entfernung des durch Pressen erhaltenen Gutes keine Schwierig- keiten bieten wird.
Die Erfindung sieht also Mittel vor, diese Kräfte zu liefern, beispielsweise ein an einer der Gehäuse- öffnungen angebrachter Rand zum Abschaben, oder eine Vorrichtung, die die Möglichkeit bietet, im In- neren des Filterkörpers eine Gasdruckwelle zu erzeugen.
Hat der Kernkörper eine solche Form, dass sein Querschnitt die Form eines Sternes mit wenigstens drei Zacken hat, so kann es Vorteile bieten, wenn man das Gehäuse als Filterkörper ausführt, weil dann der durch den Pressvorgang erhaltene Kuchen aus mehreren sich leicht lösenden Zylindersegmenten bestehen wird.
Gemäss einer der erfindungsgemässen Ausführungsformen mundet, bzw. münden das Aufgaberohr, bzw. die Aufgaberohre in die Kammer. Beim Aufbringen des Pressdrucks, der 70 - 100 oder sogar 200 at betragen kann, sind die Ventile, welche diese Autgaberohre abzuschliessen haben, auch diesem hohen Druck ausgesetzt, so dass besondere Vorkehrungen für eine einwandfreie Abdichtung zu treffen sind.
Zugleich liegt die Gefahr vor, dass der elastische Körper Schaden nimmt.
Um dieser Schwierigkeit aus dem Wege zu gehen, münden gemäss einer Variante der Ausführungsform die Aufgabemittel mit ihrer (ihren) Austrittsöffnung (en) an einer Stelle bzw. an Stellen in der Ge- häuse-oder Kernkörperwand, die während der Zeit, wo das Druckmittel auf das Aufgabegut einwirkt, diesem Druck des Mediums nicht ausgesetzt sind, wobei die Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen infolge einer relativen Axialverschiebung von Gehäuse und Kernkörper mit der Kammer in Verbindung gebracht werden kann (können).
Diese Ausführungsform kann sowohl bei einer Vorrichtung, bei der der Kernkörper einen sternförmigen Querschnitt aufweist, als bei einer Vorrichtung mit einem Kernkörper von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt angewandt werden.
Bei den Vorrichtungen mit Kernkörpern von im wesentlichen sternförmigem Querschnitt oder im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, dessen Durchmesser kleiner ist als der der äusseren Enden, befindet (befinden) sich die Austrittsöffnung oder Austrittsöffnungen gemäss der Erfindung vorzugsweise in einem Abschnitt der Gehäusewand, der oberhalb der Stelle im Gehäuse liegt, wo sich während der Wirkung des Pressdrucks der obere Rand des Kernkörpers befindet, und ist die relative Verstellung von Gehäuse und Kernkörper derart, dass die Öffnung oder Öffnungen nach der Verstellung unterhalb der, die Obenseite der Kammer begrenzenden Wand des Kernkörpers mündet (münden), während ferner der Kernkörper am unteren Ende mit einem zylindrischen Ansatz von gleichem Durchmesser als dieses Ende ausgestattet ist,
wobei die Länge dieses Ansatzstücks der genannten relativen Verstellung mindestens gleichkommt.
Sollte bei Vorrichtungen mit sternförmigem Kernkörper das Gehäuse als Filterkörper ausgebildet sein, so empfiehlt es sich, die Filterwand in der Weise hinsichtlich der Zentralöffnung versetzt anzuordnen, dass das auf der Filterwand befindliche Filtergewebe bei der relativen Verstellung von Gehäuse und Kernkörper diesen Kernkörper nicht berührt.
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Bei der Vorrichtung mit einem Kernkörper von kreisförmigem Querschnitt, der im wesentlichen dem der äusseren Enden dieses Kemkörpers gleichkommt, befindet (befinden) sich die Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen der Aufgabemittel vorzugsweise in dem Kernkörperabschnitt, der in der Stellung, wo auf das Gut der Pressdruck wirkt, mindestens über der oberen Begrenzung der Kammer liegt. i Vorzugsweise ist (sind) die Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen in einem Ansatzstück des Kern- körpers angebracht, das nach Aufbringen des Pressdrucks über die obere Fläche des Gehäuses hinausragt.
Die Erfindung erstreckt sich weiters auf ein mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung durchgeführ- tes Verfahren. Bei diesem werden wenigstens drei Druckphasen in dem von der Gehäuseinnenwand und dem Körper aus elastischen Stoff begrenzten Raum angewandt und ist der angewandte Druck jeweils in je- ) der der aufeinanderfolgenden Phasen ein höherer als der inder vorangegangenen. Vorzugsweise wird in der ersten Phase, in welcher die Einleitung des Aufgabeguts in den von dem Filtrierkörper und dem Körper aus elastischem Stoff begrenzten Raum stattfindet, ein Unterdruck angewandt.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt eill Schema derAufstelluÏ1g der erfindungsgemässen Vorrichtung ; Fig. 2 zeigt schematisch einen veri tikalen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäss der Erfindung ; Fig. 3 zeigt schematisch eine andere Ausfüh- rungsform ; Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform ; Fig. 5 zeigt einen teilweisen Quer- schnitt einer Variante der Ausführung des Filterkörpers ; Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt der unteren Hälfte der Vorrichtung nach Fig. 5 gemäss der Linie VI - VI ; Fig. 7 zeigt einen teilweisen Querschnitt einer wei- teren Variante ; Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt der unteren Hälfte der Ausführungsform nach Fig. 7, ge- mäss der Linie VU - VU in dieser Figur ;
Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt gemäss der Linie IX - IX von Fig. 10 einerAusführungsform der Erfindung mit einem als Filterkörper ausgebildeten sternförmigen Kern- körper ; Fig. 10 zeigt einen Querschnitt über die Vorrichtung mit sternförmigem Kernkörper gemäss Fig. 9 ;
Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt über eine Ausführungsform mit einem als Filterkörper ausgebildeten zy- lindrischen Kernkörper ; Fig. 12 zeigt einen Teil des Längsschnitts einer Ausführungsform mit sternförmi- gem Kernkörper und einem als Filterkörper ausgebildeten Gehäuse. Wo möglich, sind gleichartige Teile in jeder der erwähnten Figuren mit gleichen Bezugsziffern angedeutet.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung, die sich zusammensetzt aus einem im wesentlichen
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wesentlichen zylindrischen Körper 2 aus elastischem Stoff ; beide Körper sind in einem Gehäuse 3 untergebracht. Der Körper 2 aus elastischem Stoff, beispielsweise aus Gummi, der in dieser Beschreibung nachher der Kürze halber als Gummikörper bezeichnet werden soll, ist in der linken Hälfte der Zeichnung in
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neren Wand des Gehäuses 3. Der Gummikörper kann ursprünglich die Zylinderform aufweisen, und, um die Anbringung zu ermöglichen, an seinem oberen Teil und an seinem unteren gedehnt sein, wobei diese Teile einer Transversalspannung unterliegen und der Körper daher eine Einschnürung aufweist, oder der Körper kann von der liefernden Fabrik in derverlangtenForm hergestellt sein.
Der Gummikörper 2 ist, wie in Schemaform dargestellt, zwischen den Flanschen 4 des Gehäuses 3 und den an beiden Seiten des Gehäuses angebrachten Deckeln 5 fest eingeklemmt.
In der Zeichnung weist sowohl der untere, wie auch der obere Deckel 5, eine Öffnung 6 auf, in die der untere bzw. obere Rand des Filterkörpers 1 mit geringem Spiel passt. Die Öffnungen sind vorzugsweise gleich gross gewählt, so dass, wenn- man auf das zu trocknende Gut einen Druck, der sehr hoch sein kann, wirken lässt, der in bezug auf eine horizontale transversal verlaufende Ebene symmetrisch ausgeführte Filterkörper entlastet ist. Der Filterkernkörper besteht aus einem aus Metall angefertigten Zylinder, der konische Erweiterungen 8 an seinen unteren und oberen äusseren Enden aufweist und mit vertikalen Rippen 9 versehen ist, auf denen der Filterbelag 10 angebracht ist. Dieser Belag kann aus einem beliebigen geeigneten Stoff hergestellt sein.
Der Zylinder 7 hat zum Durchlassen der durch Pressen aus dem Aufgabegut entfernten Flüssigkeit Löcher 11 ; die betreffende Flüssigkeit kann über ein Rohr 12, das unten an den Filterkörper anschliesst und mittels eines Absperrventils 13 abschliessbar ist, abgeführt werden.
Das Spiel, das zwischen der Aussenseite der 00beren und unteren äusseren Enden des Körpers 1 und der Innenseite der in den Deckeln 5 vorhandenen Öffnung 6 vorliegt, entspricht höchstens der Maschenweite des Siebbelags 10. Ist der Siebbelag ein gelochtes Blech oder ist er aus einem Gewebe angefertigt, so entspricht die Maschenweite dem Durchmesser der runden Öffnung oder der Seite der quadratischen Öffnung. Die Maschenweite entspricht bei Verwendung parallel zueinander angeordneter Siebstäbe der Breite der zwischen den Stäben vorhandenen Spalte. In der Ausführungsform gemäss Fig. 1 weist der obere konische Teil 8 des Filterkörpers 1 Bohrungen 14 auf, über die das Aufgabegut dem Raum zwischen dem Fil- terkörper und dem Gummikörper zugeleitet wird.
Diese Bohrungen können in jeder geeigneten Weise zum
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Behufe des Pressens geschlossen werden, beispielsweise mittels Ventile 15, die während des Füllens geöff- net und während des Pressens geschlossen sind. An die Zylinderwand 16 des Gehäuses 3 schliesst minde- stens eine-vorzugsweise umlaufende-Kammer 17 an, welche über Kanäle 18 mit dem Raum zwischen der Innenwand des Gehäuses 3 und der äusseren Wand des Gummikörpers 2 in Verbindung steht. An der
Kammer 17 ist ein Ansatz 19 befestigt, über den die Kammer mit einer Vorrichtung verbunden werden kann, mit der ein Unterdruck in dem Raum zwischen dem Gehäuse 3 und dem Gummikörper 2 erzeugt werden kann, oder mit einer Hochdruckquelle vorzugsweise mit einer Druckflüssigkeit.
Wenn nötig, kön- nen Nuten in der inneren Wand des Gehäuses angebracht sein, die vertikal laufen und in die Bohrungen in der Wand der Kammer 17 münden. Diese Nuten sind in den Fig. 2, 5 und 6 angegeben.
Das Aufgabegut, aus dem die Feuchtigkeit zu entfernen ist, wird-wie es die Fig. l zeigt-zwischen den Filtrierkörper 1 und den Gummikörper 2 eingebracht ; auf dieses Gut wird durch Zuleiten von Druck- flüssigkeit ein Druck ausgeübt, der von aussen nach innen wirkt. Der Kuchen, der sich durch die Presswir- kung aus dem Aufgabegut bildet, ist im wesentlichen zylinderförmig und schliesst an den Filterkörper an.
Bereits eine relativ geringe in der Richtung vom Kucheninneren nach aussen wirkende Kraft genügt, das
Zerbrechen des Kuchens herbeizuführen. In der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist hiezu in der den Filter- körper 2 oben abschliessenden Deckelplatte 20 eine mittels eines Absperrventils 22 abschliessbare Leitung
21 angebracht, die mit einem Druckgasbehälter 23 in Verbindung steht.
Das Gehäuse 3 ist in einem Gestell 24 untergebracht, an dem eine Führung 25 für das Rohr 21 befe- stigt ist sowie eine Führung 26 für das Rohr 12. Mittels Leitungen 27, die zum Teile biegsam ausgeführt sind, und über ein Absperrventil 28, sind die Bohrungen 14 mit einem Behälter 29 verbunden, der, wenn nötig, mit einem Rührer 30 versehen ist, und in welchem sich das zu behandelnde Aufgabegut, beispiels- weise Schaum, der von einer Flotationsvorrichtung kommt, sammelt. Den Abstand in senkrechter Rich- tung, von der oberen Seite des Gehäuses bis zu der unteren Seite des Behälters, wählt man vorteilhaft möglichst gross, damit das Aufgabegut mit Vordruck in den den Filterkörper umgebenden Raum eintritt hiedurch wird bereits eine Teilmenge der in dem zugeleiteten Gut vorhandenen Feuchtigkeit ausgetrie- ben.
Es sind weiter vorhanden : Ein Pumpensumpf 31, der auch als Wasserverschluss dient, in welchen eine
Leitung 32 mündet, die an eine nach dem Ansatz 19 führende Leitung 33 anschliesst, eine N. D.-Wasserpumpe 34, eine H. D.-Pumpe 35 mit Leitung 36 und Absperrventilen 37 und 38. In der Leitung 32 befin- det sich ein Absperrventil 39. Damit durch Ansaugung ein gutes Vakuum erzielt werden kann, ist der Pumpensumpf 31 möglichst niedrig aufgestellt, beispielsweise etwa 10 m unter dem Gehäuse 3.
Der Filterkorper list all einem mit einem Gegengewicht 43 versehenen und über die Scheiben 41 und 42 laufenden Seil 40 aufgehängt. Das Gegengewicht 43 ist an der Kolbenstange eines Kolbens 44 befestigt, der in einem Zylinder 45 untergebracht und axial verstellbar ist, in welchen obenseitig eine mit einem Absperrventil 46 versehene Druckluftleitung mündet und untenseitig eine mit einem Absperrventil 47 versehene Druckluftleitung. Es münden obenseitig in den Zylinder 45 noch eine mit einem Absperrventil 48 versehene Leitung, die mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht und untenseitig eine derartige Leitung, die mit einem Absperrventil 49 versehen ist.
Das Druckgefäss 23 steht über eine mittels eines Absperrventils 50 abschliessbare Leitung 51 mit einer Druckluftquelle in Verbindung ; eine Leitung 52 führt von dem Gefäss 23 nach einem Zylinder 53, in welchem ein Kolben, auf den eine Feder seine Wirkung ausübt, bei Verstellung - in der Zeichnung - nach links das Absperrventil 13 zu schliessen vermag.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt : Das Absperrventil 39 und die Ventile 15 sind vor dem Füllen des Raumes zwischen dem Gummikörper 2 und dem Filterkörper 1 geöffnet, die Absperrventile 37,38, 28,50, 47 und 48 zu ; die Absperrventile 13,46 und 49 sind geöffnet. Die Stellung des Filterkörpers ist dann wie in der Fig. 1 eingezeichnet; hiebei liegt, infolge des Unterdrucks der in dem Raum zwischen dem Gummikörper 2 und dem Gehäuse 3 erzeugt ist, der Gummikörper der Wand des Gehäuses an, wie dies in der rechtsseitigen Hälfte der Vorrichtung angegeben ist.
Das Absperrventil 28 wird geöffnet, der Filterschaum strömt nunmehr über die Leitungen 27 dem Raum zwischen dem Gummikörper 2 und dem Filterkörper 1 zu, in welchem sich, unter kontinuierlicher Abführung der Flüssigkeit über die Löcher 11 und die Leitung 12, eine aus viel Feuchtigkeit enthaltende Feinkohle bestehende Masse aufbaut, die auszupressen ist. Der Gummikörper weist in dieser Stellung maximale Dehnung auf. Anschlie- ssend werden der Reihe nach die Absperrventile 28,39 und die Ventile 15 geschlossen und das Absperrventil 37 geöffnet.
Die N. D. -Pumpe befördert nunmehr unter relativ niedrigem Druck, beispielsweise 25 bis 30 atm, Flüssigkeit nach dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Gummikörper, der Gummikörper wird nach innen verstellt, wobei überall auf den immer dünner werdenden Filterkuchen nahezu gleich-
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mässiger Druck ausgeübt wird, ungeachtet örtlich ungleichmässigen Aufbaues der Gutmasse. Lässt die Ab- führung von Flüssigkeit über die Leitung 12 merklich nach oder hört sie völlig auf, so wird das Absperr- ventil 37 geschlossen, anschliessend Absperrventil 38 geöffnet, worauf durch die H. D.-Pumpe 35 Flüssig- keit unter hohem Druck, beispielsweise 70 - 100 atm oder sogar 200 atm, zugeleitet wird.
Indem nun aus dem Gut bereits der übergrosse Teil der bis dahin in ihm vorhandenen Feuchtigkeit fortgedrängt ist, braucht die H. D. -Pumpe nur wenig Flüssigkeit zu befördern. Sobald aus der Leitung 12 praktisch keine
Flüssigkeit mehr abläuft, wird das Absperrventil 38 geschlossen und das Absperrventil 39 geöffnet. Die in dem Gehäuse vorhandene Flüssigkeit fliesst wieder dem Pumpensumpf 31 zu und der Gummikörper 2 legt sich, infolge der Saugwirkung, gegen die Innenwand des Gehäuses 3. Anschliessend werden die Absperr- ventile 45 und 49 geschlossen und die Absperrventile 48 und 47 geöffnet. Die über das Absperrventil 47 in den Zylinder 45 eintretende Druckluft treibt den Kolben 44 aufwärts, wobei die oberhalb des Kolbens vorhandene Luft über das Absperrventil 48 entweicht.
Der Filterkörper senkt sich bei dieser Verstellung des Kolbens über einen durch die Länge des Zylinders 45 begrenzten Abstand. Das Absperrventil 50 wird jetzt geöffnet, wodurch sich das Gefäss 23 mit Druckluft füllt. Zugleich wird der Kolben 54 durch die
Wirkung der Druckluft nach links verstellt und er schliesst hiebei das Absperrventil 13.
Es entsteht durch plötzliches Öffnen des Absperrventils 22 jetzt eine Druckwelle, die sich über das
Innere des Filterkörpers 2 fortpflanzt und bewirkt, dass der Filterkuchen zerbricht, worauf die Teile des
Filterkuchens längs des unteren konischen Teils 8 des Filterkörpers hinunterfallen. Beim Leerlaufen des Gefässes öffnet sich wieder das Absperrventil 13. Wenn nötig, kann ein Verzögerungsmechanismus, der vorzeitiges Öffnen des Absperrventils 13 verhüten soll, in die Leitung 52 eingebaut sein. Zum Schluss werden die Absperrventile 22,47 und 48 geschlossen und die Absperrventile 49 und 46 geöffnet, wodurch der Filterkörper wieder in die Betriebsstellung zurückversetzt wird, worauf der Zyklus wieder von neuem anfangen kann.
Es ist wichtig, dass sich der Gummikörper nicht oder nur wenig bei seinem kleinsten Durchmesser faltet und sich nicht zu sehr bei seinem grössten Durchmesser dehnt. Man muss daher für ein richtiges Verhältnis äusserer Durchmesser des Kernkörpers zu innerem Durchmesser des Gehäuses sorgen. Statt ein feststehendes Gehäuse und einen verstellbaren Filterkörper zu verwenden, kann man sich auch des umgekehrten Zustandes bedienen. Fig. 2 zeigt einen teilweisen Querschnitt einer andern Konstruktionsform der er- findungsgemässen Vorrichtung in grösserem Massstab. Der Gummikörper 2 ist in diesem Falle um die äusse- ren Enden der zylindrischen Wand 16 des Gehäuses 3 gekrempelt und mit Klemmstreifen 55 festgeklemmt.
Die Verschlussdeckel 5 sind mittels durchlaufender Bolzen 56 und Muttern 57 fest auf dem Gummikörper 2 geklemmt. Die obere Hälfte der Zeichnung zeigt einen Filterkörper, dessen zylinderischer Teil 7 mit einem Schraubengang 58 versehen ist, in den die Löcher 11 münden. Der Filterbelag 10, der beispielsweise ein Filterblech sein kann, ist an der Aussenseite des zylindrischen Teils des Filterkörpers angebracht.
Die untere Hälfte der Zeichnung 0 zeigt eine andere Ausführungsform des Filterkörpers. Man hat hier am zylindrischen Teil vertikale, radial hervorspringende Rippen \ ; J 0angebracht, auf denen der Siebbelag 10 befestigt ist. Zwischen den Rippen 9 angebrachte, schärggestellte Bleche 59 dienen zur Abführung der durch Pressen entfernten Flüssigkeit ; die Kanäle 11 durch den Zylinderteil 7 münden an der niedrigsten Stelle dieser Bleche 59 aus.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Variante der erfindungsgemässen Ausführungsform. Diese unterscheidet sich insofern von den in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Ausführungsformen, als der Filtrierkörper fest in dem Gehäuse angebracht ist. Das Gehäuse ist an seiner oberen Seite mittels eines Deckels 60 verschlos-. sen, der Öffnungen 61 zum Anschliessen der Zuleitungen für das zu behandelnde Gut aufweist und eine Öffnung 62 zum Anschliessen einer der Leitung 21 in Fig. 1 entsprechenden, zum Erzeugen einer Druckgaswelle dienenden Druckgasleitung.
Das Gehäuse 3 ist unten mittels einer Platte 63 verschlossen, die eine ringförmige Öffnung 64 aufweist, welche mittels eines ebenfalls ringförmigen, um ein Gelenk 66 schwenkbaren Deckels 65 verschlossen und mittels Befestigungsorgane 67 gegen die Platte 63 gepresst werden kann. Eine zentrale Öffnung 68 dient zum Anbringen eines Abflussrohrs für die durch Pressen entfernte Flüssigkeit. Das Gehäuse ist an seiner Innenwand mit Kammern 69 versehen, welche Bohrungen 70 und eine Öffnung 71 aufweisen, über die diese Kammern mit dem Raum zwischen der Innenwand des Gehäuses 3 und dem Gummikörper 2, bzw. mit der Vorrichtung zum Erzeugen eines Unter- oder Überdrucks, in Verbindung gesetzt werden können. Bei dieser Ausführung ist es als Nachteil anzusehen, dass die Gehäusedeckel starken Kräften ausgesetzt sind.
In der in Fig. 4 schematisch angegebenen Ausführungsform - das Gehäuse 3 ist hier ähnlich wie in Fig. 3 mit Kammern 69 versehen-ist wieder der Durchmesser der Öffnungen 6 in dem oberen und unte-
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ren Deckel 5 gleich gross. Der Filterkörper, dessen oberes Ende, wie auch sein unteres, mit Spiel in Öff- nungen 6 hineinpassen, weist über seine ganze Länge ein und denselben Durchmesser auf. Die Öffnungen 6 sind unten oder oben mit einem Schabrand 72 versehen. Dieser Rand besorgt bei der axialen Verstellung des Filterkörpers und des Gehäuses in bezug aufeinander das Losschaben des Filterkuchens von dem Be- lag des Filters. Die Ventile 15 werden beim Füllen hochgezogen ; sie können mechanisch oder hydraulisch verriegelt werden, wenn Druck ausgeübt wird.
Es ist hier die Stellung des Gummikörpers eingezeichnet, in der Vorspannung vorliegt ; der Gummikörper liegt durch die Ansaugung der inneren Wand des Gehäuses an.
Fig. 5 zeigt einen halben Querschnitt einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei der als Filtrier- körper ausgebildete Kernkörper die Form eines dreizackigen Sterns hat, während die Fig. 6 einen vertika- len Querschnitt der unteren Hälfte des Apparats gemäss der Linie VI - VI zeigt.
Der Kernkörper 101 besteht aus einem zwischen parallelen oberen und unteren Platten 120 ange- brachten, rohrförmigen Körper 107 von im wesentlichen dreieckiger Form. nur eine der erwähnten Plat- ten, nämlich die untere, ist eingezeichnet. Aneinander befestigte Passstücke 111 sind um den Teil 7 herum derart zwischen den Platten 120 angebracht, dass sie zusammen einen dreizackigen Stern bilden, wobei sie mit dem Teil 107 einen Raum 121 einschliessen. Die Fig. 5 zeigt den elastischen Körper 102 in der Stellung, in der er durch Ansaugung der Wand 106 des Gehäuses 103 anliegt. Er ist, wie es die Fig. 6 zeigt, mittels einer ringförmigen Platte 105 und Muttern auf dem Flansch 154 des Gehäuses festgeklemmt.
Eine mit einem Zuleitungsrohr 119 versehene ringförmige Kammer 117 ist an dem Gehäuse befestigt.
Diese Kammer 117 steht über Kanäle 118 mit der Innenwand des Gehäuses in Verbindung. Längs der In- nenwand sind in der Längsrichtung Nuten 122 vorhanden, die, wenn der elastische Körper 103 gegen die
Wand angedrückt wird, dafür sorgen müssen, dass sämtliche verdrängte Flüssigkeit der Kammer 117 zuströmen kann, und umgekehrt bei Zuleitung von Druckflüssigkeit dafür sorgen, dass diese mühelos und über die ganze Länge des Gehäuses zugeleitet werden kann. Der Filterkörper ist mit Rippen 109 versehen, an denen das Filter 110, beispielsweise ein gelochtes Blech mit auf ihm angebrachtem Filtergewebe 126, befestigt ist.
Der untere konische Teil 108 des Filterkernkörpers wird von einem zusammen mit einer Platte 120 einen Raum 124 einschliessenden Blech 123 gebildet ; in diesen Raum münden die Nuten 109 und auch das zur Abführung der durch Pressen entfernten Flüssigkeit dienende Abführungsrohr 112. Wenn nötig, können Rippen 125 die Konstruktion verstärken. Der Raum 121 zwischen dem rohrförmigen Körper 107 und den Passstücken 111 dient zum Zuleiten einer Druckwelle, die das Loslösen des Presskuchens von dem Filter auswirkt. Die Wirkung der Vorrichtung entspricht derjenigen, die in Fig. l beschrieben ist, aber mit dem Unterschied, dass nach dem Pressen, der elastische Körper etwa die Stellung 102'innehat.
Hieraus folgt, dass nur eine geringe Kraft zum Loslösen des Kuchens von dem Filter notwendig ist.
Die oben beschriebene Form des Kernkörpers weist bei kleinem Querschnitt einen relativ grossen Umfang, demnach eine grosse filtrierende Fläche auf ; die maximal auftretende Dehnung ist zudem gering. Die Leistung, die sich mit dieser Vorrichtung erzielen lässt, ist besser als die einer Vorrichtung mit gleichem Durchmesser des Gehäuses und zylinderförmigem Kernkörper.
Man erzielt die gleichen Vorteile, wenn die Wand gemäss Fig. 7 und 8 als Filterkörper und der Kernkörper sternförmig ausgeführt ist. Der Kernkörper ist aus Passstücken 127, die aneinander befestigt sind, zusammengebaut, welche alle miteinander die rohrförmige Zufuhr 133 für das Druckmedium bilden. Diese Passstücke 127 weisen in gewissen Abständen Vorsprünge 128 auf, an denen vertikale Stäbe 129 angebracht sind. Die in den Passstücken 127 vorhandenen Vertiefungen 130 sind über Kanäle 131, die in regelmässigen Abständen über die Höhe des Kernkörpers verteilt sind, mit dem Zu-und Ableitungskanal 133 für das Druckmedium verbunden. Der elastische Körper 102 ist mittels eines Ringes 134 und Schrauben 135 fest auf der unteren Platte 120 geklemmt.
Das Gehäuse 103 setzt sich zusammen aus zwei konzentrischen Teilen 136 und 137, von denen der Teil 136 als Filterkörper ausgebildet ist und Rippen 109 mit einem auf diesen befestigten zylinderförmigen gelochten Blech 110 aufweist, das mit einem Filtergewebe 126 versehen ist. Kanäle 138 leiten die durch Pressen entfernte Flüssigkeit dem zylindrischen Raum 139 zwischen dem Filterkörper 136 und der äusseren Wand 137 zu. Eine oder mehrere Abführungsleitungen 140, die, wenn nötig, mit einer nichteingezeichneten Vorrichtung zum Zuleiten eines Luftdruckstosses verbunden sein können, besorgen die Abführung der durch Pressen entfernten Flüssigkeit. Nach dem Pressen hat der elastische Körper die Stellung 102" inne, die in der Fig. 8 strichpunktiert angegeben ist.
Man sieht, dass sich der Presskuchen in Form von drei Schalen gegen den Filterkörper abgesetzt hat, von dem er sich leicht ablösen lässt. Auch der elastische Körper dieser Ausführungsart weist bei Anwendung des maximalen Druckes minimale Dehnung auf, während Faltenbildung nicht auftritt.
In der Ausführungsform gemäss den Fig. 9 und 10 setzt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung aus
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einem diesen Teil umgebenden zylindrischen Teil 137 in Verbindung stehen. Beide Teile 136 und 137 sind an den oberen und unteren Deckplatten 104 geschweisst oder in sonstiger Weise befestigt. Der aus elastischem Werkstoff bestehende Körper 102 ist mittels eines ringförmigen Blechs 134 und mittels Kopfschrauben 135 auf der kreisförmigen Verschlussplatte 120 festgeklemmt. Übrigens sind Gehäuse und Kernkörper in gleicher Weise, wie in Fig. 9 angegeben wurde, mit Aufgabemitteln und Mitteln zum Auffan- gen von Leckwasser versehen.
Der Kernkörper besteht aus einem zylindrischen Teil 127, der mit am Umkreis angebrachten und durch Dämme 128 voneinander getrennten Nuten 130 mit auf diese Dämme 128 aufstützenden Stäben 129 versehen ist. Der Raum innerhalb des Kernkörpers ist über Bohrungen 131 mit diesen Nuten 130 verbun- den. Auf diese Weise ist es möglich, Druckmittel durch den Kernkörper hindurch nach der Innenseite des aus elastischem Werkstoff bestehenden Körpers 102 zu leiten und das aufgegebene Gut auszupressen.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 11 ist der Kernkörper 101 zylindrisch ausgebildet mit einheitli- chem Querschnitt, der mit Ausnahme eines geringen Spiels dem der Zentralöffnung 106 des Deckringes von Gehäuse 103 gleichkommt.
Die Zuführung des Druckmediums und die Erzeugung eines Vakuums hinter dem elastischen Körper 102 erfolgt über die Kammern 169, die wieder an eine Pressmittel- bzw. Vakuumquelle angeschlossen sind (nicht eingezeichnet), und weiter über die Bohrungen 118.
Der Kernkörper 101 weist an der oberen Seite ein Ansatzstück 163 auf, in dem sich Bohrungen 166 mit Austrittsöffnungen 147 befinden, wobei diese Bohrungen in den Raum 146 münden, in den auch das Aufgabegut durch die nicht eingezeichnete Zufuhrleitung eintritt. Die Bohrungen 166 können durch Ventile 162 von dem Raum 146 abgesperrt werden. Die Ventilspindeln 150 stecken mit Hilfe eines Dichtungsringes 165 durch einen Deckel 164.
Vor Auffüllung der Kammer liegt, wie eingezeichnet, der elastische Körper durch die Wirkung des Vakuums an der Innenwand des Gehäuses 103 an. Anschliessend erfährt das Gehäuse eine relative Verstellung, so dass die Öffnung bzw. Öffnungen 147 in den von dem elastischen Körper und dem Kernkörper 101 gebildeten Raum mündet (münden). Durch das Heben des Ventils (der Ventile) 162 strömt das Aufgabegut in die Kammer. Für die weitere Behandlung siehe die Bemerkungen bei den Fig. 9 und 10.
Zum Loslösen des ausgepressten Gutes wird der Kernkörper so weit hochgezogen als zur Entfernung des leeren Filterkuchens erforderlich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Auspressen von Flüssigkeit aus flüssigkeitshaltigem, feinkörnigem Gut, wie Kohlenschlamm u. dgl., die eine mit Aufgabeeinrichtungen für das zu behandelnde Gut versehene Kammer enthält, welche von einer Flüssigkeit durchlassenden festen Wand und einer mittels eines Druckmediums in Richtung auf die Flüssigkeit durchlassende Wand verstellbaren, undurchlässigen, elastischen Wand begrenzt wird, wobei eine feste Wand hinter der elastischen Wand in einigem Abstand von dieser angebracht ist und Einrichtungen vorhanden sind, die gestatten, die elastische Wand während des Zuleitens des Aufgabeguts gegen die feste Wand anzusaugen oder anzupressen,
gekennzeichnet durch einen formfesten Kernkörper länglicherAusführung mit im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt und ein diesen Kernkörper konzentrisch umgebendes Gehäuse, wobei einer dieser Bauteile als Filterkörper ausgebildet und die Form dieser Teile derart ist, dass ein in der Hauptsache geschlossener Raum eingeschlossen wird, bzw. mehrere solcher Räume eingeschlossen werden, und sich die elastische Wand, die der vollen Länge des Kemkörpers nach zwischen ihm und dem Gehäuse angebracht ist, in radialem Sinne über den Abstand, der den Kernkörper von dem Gehäuse trennt, verstellbar ist.