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Vorrichtung zum Waschen und chemischen Behandeln von
Materialien in einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Waschen und chemischen Behandeln von Materialien in einer Flüssigkeit und zum Auspressen von Flüssigkeit aus den Materialien, die aus mindestens zwei in einem gemeinsamen, mit Einlass und Auslass versehenen Gehäuse drehbar gelagerten, ineinander greifenden
Schrauben oder Schnecken besteht.
Die chemische Behandlung kann z. B. im Kochen von Zellstoffmasse im kontinuierlichen Verfahren oder einer andernBehandlung von festem Material mit chemischen Flüssigkeiten bestehen. Das Auspressen von Flüssigkeit kann z. B. die Entwässerung von verschiedenen Materialien, wie Zellstoffmasse oder Torf, bezwecken oder auch ein Auspressen oder eine Extraktion wertvoller Flüssigkeiten, z. B. beim Pressen von Wein, Auspressen von Öl aus Ölpflanzen, Auspressen von Zuckersaft aus zuckerhaltigem Material, Auspressen von Fischöl usw. sein.
Zu diesem Zweck wurde beispielsweise schon die Verwendung von Einsäulentürmen mit im Inneren angeordneter Förderschnecke vorgeschlagen, wobei das zu behandelnde Material und die Waschflüssigkeit im Gegenstrom durch das Gefäss geführt wurden. Die Kapazität und Wirksamkeit derartiger Vorrichtungen wurde nach einem bekannten Vorschlag dahingehend verbessert, dass man mindestens zwei in einem gemeinsamen, mit Einlass und Auslass versehenen Gehäuse drehbar gelagerte, ineinandergreifende Schrauben oder Schnecken zur Anwendung brachte.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Vorrichtungen insbesondere durch eine grössere Leistung bei verhältnismässig einfacher Bauart sowie vielseitiger Anwendungmöglichkeit aus.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der im Eingriff miteinander stehenden Schrauben bzw. Schnecken als flächenbegrenzter Hohlkörper ausgebildet ist und dass mindestens eine Achse der Schrauben bzw. Schnecken hohl und die Flanken mindestens eines Gewindehohlkörper perforiert sind, um der Flüssigkeit den Zustrom von bzw. zu dem zwischen den Schrauben-bzw. Schneckenflanken bearbeiteten Material zu ermöglichen.
Dieses Material wird zwischen den ineinander greifenden Schrauben-bzw. Schneckenflanken gepresst oder geklemmt und gleichzeitig in axialer Richtung der Schrauben bzw. Schnecken vorgeschoben.
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Waschen und chemischen Behandeln mit Flüssigkeit wird die bzw. Behandlungsflüssigkeit zweckmässig an einem Ende des Gehäuses eingeführt, um durch die im Gehäuse befindliche Masse über die hohlen, perforierten Schrauben- bzw.
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keit erzielt wird, während diese gleichzeitig allmählich durch die hohlen Schrauben- bzw. Schnecken und einenAbzug abgeleitet wird. Bei Anwendung als Entwässerer wird das Wasser aus der Masse bei deren Festklemmen im"Pressgriff zwischen den ineinander eingreifenden, als Siebflächen wirkenden Schrauben- bzw. Schneckenflanken ausgepresst. Hier entsteht eine starke keilartige Klemmwirkung unter gleichzeitiger Rotation der Siebflächen, und die Flüssigkeit wird unmittelbar durch die hohlen Schrauben bzw.
Schnecken abgeführt. In allen Anwendungsfällen bilden die perforierten Schrauben-bzw. Schneckenflanken grosse Siebflächen, die sich durch die ganze Masse erstrecken, was für die Wirksamkeit der Vorrichtung besonders vorteilhaft ist.
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Als zweckmässig hat es sich gezeigt, das gegebenenfalls perforierte Zwischenwände in den hohlen
Schrauben- bzw. Schneckenkörpern angeordnet sind, die diese in Fächer aufteilen und die Bildung von Luftkissen in den Schrauben- bzw. Schneckenhohlkörpern ermöglichen.
Es können zwei, drei oder mehr mit einander zusammenwirkende Schrauben oder Schnecken zur Anwendung gelangen, die entweder in der gleichen oder in zu einander entgegengesetzter Drehrichtung um- laufen. -Die letztgenannte. Ausführung ist vorzuziehen, weil die zwischen den Schrauben oder Schnecken bearbeitete Masse dabei daran gehindert wird, in grösserer Menge bei der Rotation derselben mitzufolgen.
Die Vorrichtung kann mit senkrechter, waagrechter oder schwach geneigter Achse ausgeführt werden.
Bei waagrechter oder geneigter Achse kann es manchmal vorteilhaft sein, die hohlen Schrauben bzw. Schnecken innen mit Schaufelflächen auszubilden, um Flüssigkeit vom unteren Teil jedes Schraubenganges nach dessen zentralen Teil zu führen.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäss der Erfindung zur Verwendung als Wäscher ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 stellt eine Einzelheit in der Draufsicht dar.
In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Gehäuse mit einem Einlass 2 für die zu behandelnde Masse sowie einem Einlass 3 für Waschflüssigkeit, z. B. Wasser, und einem Abzug 4 für die gewaschene Masse. Das Waschwasser kann z. B. durch Rohre oder radiale Schlitze zugeführt werden, die an der Stirnseite so dicht als möglich hinter der Abzugstelle der Masse angebracht sind, ohne dass das Wasser durch die Austritts- öffnung für die Masse abströmt, auch wenn das Waschwasser einen Druck von mehreren Atmosphären besitzt. Mit dem Ausdruck "hinter" ist eine positive Winkeldrehung in der Drehrichtung der Schnecken gemeint. Durch diese Anordnung wird ein weitestgehendes Durchdringen des Wassers durch'die gesamte darunterliegende Massenschicht erzielt, wobei das Waschwasser nicht in das Innere der Schrauben oder Schnecken eintreten kann, ohne eine Masseschicht durchströmt zu haben.
Im Gehäuse sind zwei Schrauben oder Schnecken 5 und 6 drehbar nebeneinander derart gelagert, dass die Flanken der einen Schraube zwischen die Flanken der andern Schraube in Abstand von einander eingreifen. Die Schrauben oder Schnecken sind hohl und besitzen somit einen inneren Hohlraum 7, der mit dem Raum ausserhalb des Hohlraumes durch in der Wand der Schrauben- bzw. Schneckenflanken angebrachte Perforierungen 8 in Verbindung steht, die bei Anwendung der Vorrichtung als Wäscher sowohl auf der Oberseite wie auf der Unterseite der Schrauben- bzw. Schneckenflanken angeordnet sind, während bei einem Entwässerer Perforierungen auf der einen Seite ausreichen. Die eine Schraube bzw. Schnecke kann gegebenenfalls massive Flanken ohne Perforierungen besitzen. Jede Schraube bzw.
Schnecke wird von einer Hohlwelle 11 bzw. 12 getragen, die nach oben durch eine Öffnung 9 und nach unten durch eine Öffnung 10 mit den hohlen Schrauben- bzw. Schneckenflanken in Verbindung steht. Die Schrauben bzw.
Schnecken werden durch ineinander eingreifende Zahnräder 13, 14 angetrieben, von denen das letztgenannte durch einen Motor 15 über ein Zahnrad 16 angetrieben wird. Gemäss der Zeichnung werden die Schrauben bzw. Schnecken in zu einander entgegengesetzten Richtungen angetrieben, sie können jedoch auch in gleicher Richtung angetrieben werden. Das Antriebsystem (Zahngetriebe und Motor) der Schrauben bzw. Schnecken kann entweder unterhalb oder oberhalb derselben angeordnet werden. Bei Anordnung des Getriebes im Oberteil muss man jedoch darauf achten, dass genügend Platz für die Austrittsöffnung vorhanden ist, die gegebenenfalls eine veränderliche Grösse erhalten und mit einer federbelasteten, einen Gegendruck ausübenden Klappe versehen werden kann.
Innerhalb der hohlen Schrauben-bzw. Schneckenkörper 5,6 sind zweckmässig Zwischenwände 17 angeordnet, die oberhalb einer gewissen Höhe bei 18 perforiert sind.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird die zu waschende Masse durch den unteren Einlass 2, Waschflüssigkeit oben durch den Einlass 3 eingeführt. Beim Umlauf der Schrauben bzw. Schnecken wird die Masse zwischen den einander gegenüberliegenden Schraubenflanken gepresst und in axialer Richtung vorgeschoben. Gleichzeitig erfolgt das Waschen mittels der Waschflüssigkeit, die durch die unteren Perforierungen 8 abläuft, während die in den oberen Schichten abgepresste Waschflüssigkeit den darunter liegenden Schichten durch die oberenPerforierungen 8 zuströmt. Mittels der Zwischenwände 17 erzielt man eine gleichmässige Verteilung der Waschflüssigkeit und durch die Perforierungen 18 einen Ausgleich des Flüssigkeitsniveaus. Auf diese. Weise wird ein sehr wirksames Waschen auf kleinem Raum erzielt.
Die Waschflüssigkeit mit den von dieser aufgenommenen Stoffen strömt zuletzt durch die Öffnung 10 und das untere Ende der Hohlwellen 11 und 12 ab.
Das Waschprinzip gründet sich darauf, dass beim Pressen der Masse die ausgepresste Flüssigkeit durch die Perforierung der Schrauben bzw. Schneckenflanken eindringen und dann wieder in die darunter be-
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findliche Masse ablaufen kann, so dass sich die Masse und die Pressflüssigkeit im Gegenstrom bewegen. Da sich die Masse aufwärts bewegt, bedeutet dies, dass sich die Pressflüssigkeit durch die Masse hindurch nach abwärts bewegt.
Es ist wichtig, dass die Pressflüssigkeit gleichmässig über die gesamte Massenschichtverteilt wird. Um dieses Problem zu lösen, ist der Hohlraum in den Schrauben bzw. Schnecken ständig teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, wobei das Flüssigkeitsniveau nicht bis zum obersten Teil des Hohlraumes reicht, in dem sich daher Luftkissen bilden, die ein Ansaugen der Flüssigkeit durch die Masse nach oben verhindern. Die Masse saugt vielmehr stets von oben Flüssigkeit nach, auch dann wenn durch das Pressen eine Bewegung der Flüssigkeit nach oben und unten eintreten sollte. Aus diesem Grunde ist das Innere der Schrauben bzw.
Schnecken in eine grosse Anzahl Fächer aufgeteilt, die aus radial angeordneten Zwischenwänden 17 bestehen, deren obere Hälfte bei 18 perforiert ist, wodurch ein Abströmen der Waschflüssigkeit durch die Perforierung ermöglicht wird. Die Zwischenwände sollen so dicht angeordnet sein, dass ein treppenförmiger Flüssigkeitsverlauf erhalten wird, so zwar, dass das Flüssigkeitsniveau bis an die Perforierungen in der oberen Hälfte herapreicht. Die Zwischenwände sollen auch als Versteifungen für die perforierten Flanken der Schrauben bzw. Schnecken dienen.
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Steigung der Schnecken bzw. Schrauben kann konstant oder nach dem einen und bzw. oder dem1.
Vorrichtung zum Waschen und chemischen Behandeln von Materialien in einer Flüssigkeit und zum Auspressen von Flüssigkeit aus den Materialien, mit mindestens zwei in einem. gemeinsamen, mit Einlass und Auslass versehenen Gehäuse drehbar gelagerten, ineinander greifenden Schrauben oder Schnecken, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der im Eingriff miteinander stehenden Schrauben bzw. Schnecken (5,6) als flächenbegrenzter Hohlkörper ausgebildet ist und das mindestens eine Achse (11 bzw. 12) der Schrauben bzw. Schnecken (5 bzw. 6) hohl und die Flanken mindestens eines Gewindehohlkörpers (5 bzw. 6) perforiert sind, um der Flüssigkeit den Zustrom von bzw. zu dem zwischen den Schrauben- bzw. Schneckenflanken bearbeitenden Material zu ermöglichen.
2. Vorrichtung nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls perforierte Zwischenwände (17) in den hohlen Schrauben- bzw. Schneckenkörpern (5 bzw. 6) angeordnet sind, die diese in Fächer aufteilen und die Bildung von Luftkissen in den Schrauben- bzw. Schneckenhohlkörpern ermöglichen.