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Presse zur Trennung von Faserstoff-Aufschwemmungen
Die Erfindung betrifft eine Presse zur Trennung von Faserstoff-Aufschwemmungen in ihren flüssigen und festen, faserförmigen Bestandteil, mit einem zwischen zwei trommelförmigen, um waagrechte Achsen exzentrisch ineinander rotierenden Pressgliedern gebildeten Spalt mit mondsichelförmigem, sich in Umlaufrichtung nach oben verjüngendem Querschnitt, wobei die Flüssigkeit durch siebförmige Abschnitte dieser Pressglieder abgeschieden wird.
Derartige Pressen werden auf verschiedenen Gebieten zur Abscheidung fester Stoffe aus Aufschwemmungen oder Suspensionen verwendet, wie z. B. bei der Herstellung von Papier, Pappe od. dgl., zur Tren- nung von Zellstoff-Fasern oder anderen Faserstoffen, in Brauereien zur Verarbeitung der Maische, ferner zum Auspressen von Torf aus Aufschwemmungen sowie zum Auspressen von Säften beispielsweise bei der Zucker-Fabrikation. Bei diesen Verfahren können also jeweils entweder die durch das Auspressen gewonnene feste Substanz oder die abgeschiedene Flüssigkeit bzw. auch beide Komponenten das nutzbare Produkt darstellen, wie z.
B. bei der Herstellung von Zellstoff auf chemischem oder halb chemischem Wege, wobei das Wasser der Aufschwemmung gleichzeitig wertvolle Chemikalien enthält, die nach Trennung beider Grundkomponenten aus dem Wasser durch Extraktion zurückgewonnen werden.
Es sollen nun Pressen zur Trennung von Aufschwemmungen von besonders einfachem und preiswertem Aufbau geschaffen werden, die vor allem mit hohem Pressdruck und grosser Leistungsfähigkeit arbeiten und auch eine im wesentlichen gleichförmige Auspressung des festen Anteiles ermöglichen.
Nach der Erfindung wird dies bei Pressen der eingangs beschriebenen Bauart dadurch erreicht, dass das innere Pressglied zwecks Einstellung der Weite der engsten Stelle des Spaltes - der sogenannten Klemmemittels auf die Lager desselben wirkender Servomotoren gegen das äussere Pressglied verstellbar ist. Die im Spalt zwischen beiden Pressgliedern gebildete Klemme befindet sich dabei zweckmässig über der waagrechten Mittelebene auf der Seite der Aufwärtsbewegung der Pressglieder.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Presse wirken auf die Lager des inneren Pressgliedes zwei Servomotore, die das innere Pressglied nach einer etwaigen Schräg-Versetzung in die achsenparallele Lage zurückführen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Presse zur Trennung von
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ben Querschnitt wie Fig. 2.
Im Gehäuse bzw. Rahmen 10 der Presse sind beide hohlzylindrischen Pressglieder, das innere, walzenförmige 12 sowie das äussere, trommelförmige 14, untergebracht ; das innere Pressglied 12 ist
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zusammenarbeiten und paarweise auf Wellen 29,30 bzw. 31 sitzen, die in Lagern 32 am Gehäuse 10 gelagert sind.
Beide Pressglieder sind achsenparallel, jedoch exzentrisch zueinander gelagert und werden, wie durch den Pfeil 34 angedeutet ist, gleichsinnig entgegen dem Uhrzeigersinn, mit gleicher oder auch etwas
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verschiedener Umfangsgeschwindigkeit der gegeneinander gerichteten Pressflächen angetrieben, zweckmässig mit einigen Umdrehungen je Minute ; zugeordnete Punkte der Pressglieder erreichen dabei ihre maximale Entfernung in dem sogenannten Maul 36 (Fig. 2 und 5) und den Mindest-Abstand ander diametral
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ein auf der Welle 30 der Rollen 24 sitzendes Kettenrad, zwischen welchem und einem zweiten Kettenrad 40 auf der Welle 31 der oberen Rollen 26 eine zweite Kette 46 läuft, so dass die beiden Rollenpaare 24 und 26 angetrieben sind.
Das innere Pressglied 12 wird zweckmässig vom gleichen Antriebsorgan wie das äussere 14 mittels einer Kette 48 angetrieben, die um ein auf einer Welle 5S im Rahmen 10 gelagertes Rad 50 läuft : um ein auf dieser Welle 52 sitzendes Treibrad 54 sowie um ein mit dem Wellenzapfen 16 des Pressgliedes 12 verbundenes Treibrad 56 - das vorzugs- weise lotrecht über dem Mittelpunkt des kleineren Treibrades 50 angeordnet ist - liegt eine Kette 58, Das innere Pressglied 12 ist im Rahmen 10 relativ zum äusseren 14 waagrecht verschiebbar, wodurch das Verhältnis der Breite von Maul 36 und Klemme 38 eingestellt werden kann ;
zu diesem ZweckesindimRahmen 10 anbeidenStirnseitenjezweiwaagrechteFührungen 60 mit Auflagen m aus geeignetem Gleit-Material, wie z. B. aus Tetrafluoräthylen, angeordnet, in denen Gleitköpfe 6' und 65 eingesetzt sind, welche die Lager 20 und 21 des inneren Pressgliedes 12 umschliessen, dessen Verschiebung mit hydraulischen Mitteln erfolgt ; die Lager und ihre Gleitköpfe sind beiderseitsmit rechteckigen Deckeln 66 und 68 abgeschlossen.
Der Spalt 69 zwischen innerem und äusserem Pressglied 12 und 14 ist seitlich durch ortsfeste, seinem mondsichelförmigen Querschnitt angepasste Blenden 70 abgeschlossen, die zweckmässig gegen die ebenen Stirnflächen beider Pressglieder mit gegen das Auslecken von Faserstoff möglichst wirksamen Dichtungen 72 und 74 abgedichtet und diesen gegenüber durch Schrauben 76 einstellbar sind.
Das Pressgut, die Faser-Aufschwemmung, wird dem zwischen den Pressgliedern befindlichen Spalt 69 durch je eine in die Blenden 70 in Höhe des Spalt-Maules 36 mündende Leitung 78 zugeführt, über welcher Stelle der Spalt 69 durch eine achsenparallele, ortsfeste Zwischenwand 80 abgeschlossen ist, die mit Laschen 82 aus Gummi od. dgl. an beiden zylindrischen Sieb-Blechen 104 und 84 der Pressglieder in den verschiedenen Abstands-Einstellungen derselben dicht anliegt.
Das äussere Pressglied 14 ist, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, innen mit einem SiebTuch oder-Blech 84 ausgekleidet, das auf einem zylindrischen Rohr 86 aufliegt, welches innen mit zahlreichen kreisförmigen Rillen 88 versehen ist und aussen von einem starken Mantel 90 mit einwärts gerichteten Ring-Rippen 92 abgestützt wird ; diese Rippen 92 sind mit achsenparallelen Bohrungen 94 und der Mantel 90 entlang seiner Mittelebene mit radialen Löchern 96 versehen.
Die durch das Sieb 84 austretende Flüssigkeit folgt den innenseitigen peripheren Rillen 88 im Rohr 8E sowie den auf diesem aussenentsprechend versetzt angebrachtenLängsschlitzen 98 und gelangt schliesslich durch die, axialen Bohrungen 94 der Mantel-Rippen 92 zu den Abflusslöchern 96 ; im Sockel der Presse befindet sich ein Sammeltrog 100 mit einem Auslass 102 zur Aufnahme und Weiterführung der gewonnenen Flüssigkeit.
Das innere Pressglied 12 ist in ähnlicher Weise wie das äussere 14 zum Ausscheiden und Ableiten
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sehen ist, die mit der Innenseite des Rohres durch auf derselben entsprechend gruppierte achsenparallele Schlitze 110 verbunden sind, die ihrerseits nun in Fächer 112 münden, welche voneinander durch parallele sowie radiale Wände 114 bzw. 116, letztere mit abgewinkelten Aussenflanschen 118, getrennt sind :
diese Fächer 112 sind nun an der Nabe des Pressgliedes durch radiale Bohrungen 120 mit einem beide Wellenzapfen 16 und 18 durchsetzenden axialen Kanal 122 verbunden, der durch einen sternförmigenEinsatz 123 in eine der radialen Unterteilung des äusseren Pressgliedes entsprechende An- zahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel also in acht, parallele Teilkanäle unterteilt ist, wodurch ein Überströmen der Flüssigkeit von einer radialen Fächerreihe in die andere verhindert wird ; an einen oder beiden ist eine in den Trog 100 mündende Abfluss-Leitung 124 angeschlossen.
Die Aufschwemmung, z. B. Holzfasern in einer Chemikalien-Lösung mit einer Konzentration von et- wa 5-150/0, wird durch die Leitung oder Leitungen 78 in den Spalt 69 zwischen innerem und äusserem Press glied 12 und 14 eingeführt, gegebenenfalls unter Überdruck bis zu einigen atü ; während des lang- samen Umlaufes beider Pressglieder in Pfeilrichtung 34 wird die Flüssigkeit durch beide Siebbleche 84 und 104 hindurch ausgepresst ; die Sieb-Löcher können einen Durchmesser von einem bis zu einigen mm haben, weil sich bei Beginn des Pressvorganges sogleich Fibermasse über den Löchern absetzt und dadurch ein zusätzliches Filter bildet ;
durch die in Umlaufrichtung der Pressglieder fortschreitende Verengung des
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Spaltes 69 wird immer mehr Flüssigkeit ausgepresst, bis schliesslich in der Klemme 38 des Spaltes, wo Pressdruck und Zusammenpressung des Gutes ihren Höchstwert erreichen, der Gehalt an Fasersubstanz auf 45-500/0 ansteigen kann ; die durch beide Sieb-Bleche 104 und 84 der Pressglieder austretende Flüssigkeit gelangt auf den oben beschriebenen Weg durch den Sammeltrog 100 zum Auslass 102 ; die beim Umlauf des inneren Pressgliedes 12 in den jeweils oberen Fächern 112 vorhandene Flüssigkeit wird durch die besondere oben erwähnte Form dieser Fächer daran gehindert, durch den Sieb-Mantel hindurch in die über das Pressglied vorbeigeführte trockene Fasersubstanz zurückzukehren.
Der ausgepresste feste Rückstand wird schli Slichaus der Presse mit der Förderschraube 126 herausgeführt, welche zweckmässig von der Mitte aus nach beiden Seiten je mit einem rechtsgängigen und einem linksgängigen Gewinde versehen und somit doppelwirkend ausgebildet ist. Diese Förder-Schraube 126 ist von einer Blechtasche 128 umgeben, deren Ränder an den umlaufenden Sieb-Blechen 104 und 84 schleifen, um dieser die Fasersubstanz abzuscheren.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Klemme über der waagrechten Mittelebene der Presse und auf der Seite angeordnet, wo die Siebflächen während ihrer Umlaufbewegung sich aufwärts bewegen ; die Klemme 38 kann einen Winkel von etwa 300 mit der waagrechten Ebene durch die Achse des inneren Pressgliedes 12 bilden ; durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass die abgetrennte Flüssigkeit durch ihr eigenes Gewicht daran gehindert wird, sich wieder mit der getrockneten Fasersubstanz zu vereinigen.
Wie schon erwähnt, wird der Pressdruck auf hydraulischem Weg erzielt. Auf beiden, das innere Pressglied 12 tragenden Lager 20 und 21 wirkt je ein hydraulischer Servo-Motor 130 bzw. 132 (siehe Fig. 3 und 4), in dessen Zylinder ein Kolben 134 bzw. 136 bewegbar ist, in dem ein zentraler, von einem Gummiring umgebener Zapfen 138 angebracht sein kann, der ein gewisses Selbsteinstellungsvermögen gegenüber dem Kolben besitzt ; den Druckräumen der Servo-Motoren wird Öl durch Leitungen 140 und 142 zugeführt ; für das Wegleiten von Lecköl können eine im Gehäuse jedes Servo-Motors ausgebildete Ringnut 144 und ein Auslass 146 dienen.
Es ist von grosser Bedeutung, dass sich der auf das innere Pressglied 12 wirkende Pressdruck der axialen Verteilung des Pressgutes im Spalt 69 anpasst ; falls sich also beispielsweise beim Ingangsetzen der Presse am seitlichen Ende des Spaltes mehr Pressgut als am andern angesammelt hat, wird das Pressglied an jenem Ende mit der kleineren Gutmenge leichter zu verschieben sein als an seinem anderen ; wenn somit das innere Pressglied 12 am rechten Ende gemäss Fig. 4 mehr belastet wird als am linken, begegnet der Kolben 136 sogleich einem starken Gegendruck, wogegen der Kolben 134 das Pressglied in Schrägstellung zu verschieben trachtet, welches jedoch vermieden werden muss, unter anderem deswegen, weil dabei die Dichtung zwischen den Schirmen 70 und dem Pressglied beeinträchtigt würde.
Wie in Fig. 4 veranschaulicht ist, ist in einem Steuerventil 146 ein mit 148 bezeichneter Schieber oder Ventilkörper angeordnet ; dieser Ventilkörper hat Partien, die unter Gleitsitz gegen zylindrische Flächen im Ventilgehäuse abdichten und ferner weisen diese Partien voneinander trennende Teile mit kleinerem Durchmesser auf. In gleicher Weise hat die Innenfläche des Gehäuses Partien mit abwechselnd grösserem und kleinerem lichtem Durchmesser. Von einem Sumpf 150 wird Öl von einer Pumpe 152 unter gleichbleibendem Druck einerseits durch eine Leitung 153 zu einer Kammer 154 in dem Ventil und anderseits durch eine Leitung 156 mit Verzweigungen 158 und 160 zu den Druck- kammern zweier weiterer Servo-Motoren 162 und 164 geführt.
In diesen Servo-Motoren arbeiten Kol- ben 166 bzw. 168, die ebenfalls auf die Lager 20 bzw. 21 wirken, aber entgegengesetzt zu der Ar-
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wirken, kleiner als die von den letztgenannten Kolben erzeugte Gegenkraft, solange alle Kolben unter demselben spezifischen Öldruck stehen.
Seitlich neben der zentralen Ventilkammer 154 sind Kammern 170, 172, 174 und 176 ausgebildet, die mit einem mit dem Sumpf 150 in offener Verbindung stehenden Leitungssystem 178 und 180 verbunden und daher drucklos sind. Eine Feder 182 ist bestrebt, den Ventilkörper 148 nach links zu drücken (Fig. 4). Auf einem aus dem Gehäuse herausragenden Teil 184 des Schiebers 148 sitzt das eine Ende eines Winkelhebelarmes 186, der um einen Zapfen 188 auf einer Stange 190 schwenkbar ist ; das andere Ende des Winkelhebelarmes 186 ist gelenkig mit einer Stange 194 verbunden und erstreckt sich zu dem Block 65 des Lagers 21. Ein anderer Winkelhebelarm 196 ist bei 198 ortsfest schwenkbar gelagert und mit seinenEnden gelenkig mit derStange 190 undeinerzu dem Block 64 des anderen Lagers 20 reichenden Stange 200 verbunden.
Bei der inFig. 4 gezeigten Lage des Ventilkörpers 148 wird durch die beiden Leitungen 140 und 142
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einDruckmitteluntervollemDruckzugeführt, mitwelchemalsodiebeidenKolben 134und136 gleichmässig auf das innere Pressglied 12 wirken und welcher in jedem der beiden Servo-Motoren von einer Grössenordnung von 50 t sein kann.
Wenn nun aber aus irgendeinem Grunde die Zufuhr von Fasersubstanz zur rechten Seite des inneren Pressgliedes 12 kleiner ausfällt als auf der linken, trifft offensichtlichderKolben 136 aufeinenkleinerenWiderstandund-verschiebtdamitdenBlock 65 mehr als der Kolben 134 den anderen Block 64 ; das Pressglied 12 stellt sich schräg, wodurch sich je- doch die Stange 194 aufwärts bewegt, der Winkelhebelarm 186 entgegen dem Uhrzeigersinne um den Lagerpunkt 188 verschwenkt und damit der Ventilkörper 148 nach links verschoben wird. Hiedurch wird der Teil der Kammer 154, der mit der Leitung 142 in Verbindung steht, von dem Einlass
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Leitungdem drucklosen Auslass 180 verbunden.
Hiedurch erhält die Kraft des entgegenwirkenden kleinen Servo-Motors 168 die Oberhand, so dass der Block 65 zurückgeführt und der Spalt 69 wieder auf gleichmässige Weite eingestellt wird ; falls dagegen der Kolben 134 den linken Block 64 schräg verschieben will, wird der Arm 200 aufwärts verschwenkt, der Winkelhebelarm 196 im Sinne des Uhr- zeigers bewegt, die Stange 190 nach rechts geführt und dadurch veranlasst, den Winkelhebelarm 186 mitzuführen, weil dieser von der Stange 194 daran gehindert wird, sich um den Zapfen 188 zu drehen.
Der Ventilkörper 148 wird somit nach rechts bewegt und die Leitung 140 mehr oder wenig voll- ständig von Druc1, entlastet, so dass der kleine Kolben 166 den Block 64 zurückzuschieben vermag und damit auch diese Schrägverschiebung beseitigt wird.
Durch die waagrechte Verschiebbarkeit des inneren Pressgliedes 12 und der Winkelverschiebung der Klemme 38 aufwärts wird ferner der Vorteil erzielt, dass eine grössere Pressdruckkomponente erhal- ten wird als es der Fall wäre, wenn die Klemme mit der Angriffsebene des Pressdruckes zusammenfiele.
Da sich das Treibrad 50 unter den Lagern 20 und 21 befindet, kann das innere Pressglied 12 ihre Verschiebungsbewegungen in waagrechter Richtung ausführen, ohne dass die Übertragung der Treibkraft über die Kette 58 beeinträchtigt wird. Das Rad 60 wird nämlich nur über einen kleineren Winkel in beiden Richtungen von einer Mittellage aus verschoben, was ohne weiteres zulässig ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von den vorhergehenden hauptsächlich dadurch, dass in der zentralen Bohrung ein ortsfester Schieber 202 mit ungefähr halbkreisförmigem Querschnitt vorgesehen ist. Die Bohrung 122 ist vorzugsweise in einer mit der Nabe des inneren Pressgliedes 12 fest verbundenen Welle 204 ausgebildet. In den in Umlaufrichtung hinteren Teilen der Fächer 112 sindKanäleoderRohre 206 vorhanden, diesichzumSieb-Blech 104 erstreckenunddurchKanäle 208 mit dem Inneren der Bohrung 122 in Verbindung stehen, wenn sie sich mitten vor dem Spalt 69 befinden und von dem Schieber 202 nicht abgeschirmt werden. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird durch die Rohre 206 weggeleitet, gegebenenfalls mit Hilfe eines in der Bohrung 122 erzeugten Unterdrukkes.
Wenn ein Kanal 208 während des Umlaufes vom Schieber 202 geschlossen wird, scheidet der Kanal aus dem Betrieb aus und gleichzeitig kommt die äussere Mündung des Rohres 206 zu der Klemme 38 oder wenigstens in deren Nähe. Die Fächer 112 stehen durch in der Nabe des inneren Pressgliedes 12 und ir der Welle 204 ausgebildete Kanäle 210 und 212 mit dem Inneren des Schiebers 202 in Verbindung, wenn die Fächer 112 durch den Oberteil der Presse hindurchgehen, wo der Ausschub des fertig gepressten Fasergutes stattfindet. Es ist selbstverständlich, dass einerseits die Kanäle 208 und anderseits die Kanäle 210 sowie 212 axial gegeneinander versetzt sind.
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Siebflächen brauchen nicht unbedingt zylindrisch zu sein, sondern können auch z. B. die Form eines in der Mitte schmalen Doppelkegels besitzen.
Wenn die Umlaufgeschwindigkeiten der Pressglieder ungleich gross sind, können in dem zwischen den Siebflächen zusammengedrückten Gut Schubspannungen hervorgerufen werden, was eine gewisse Verbesserung der Flüssigkeitsabscheidung mit sich bringt. Die Zwischenwand 80 kann zwecks Anpassung an verschiedene Weiten des Maules teleskopartig ausgeführt sein. Die Parallelführung der Pressglieder kann auch durch mechanische Mittel herbeigeführt werden. Der Ausschub des feniggepressten Gutes aus dem Oberteil der Presse kann mit Hilfe einer Art Pflug oder eines Riemenförderers erfolgen. Der Verstärkungsflansch 92 kann in axialer Richtung schraubenförmig ausgebildet
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Es kann vorkommen, dass in den Sieb-Blechen verbleibende Rückstände des festen Gutes den Durchgang für die Flüssigkeit erschweren.
Um einer solchen Verstopfung vorzubeugen, kann eine Reinigung dadurch erfolgen, dass ein Gasstrom, zweckmässig Druckluft oder Dampf, durch die Löcher 96 hindurchgeleitet wird, wenn diese an der Klemme vorbeikommen und bevor sie die waagrechte Axialebene durch-
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laufen haben. Der Raum zwischen Hülse 86 und Aussenwand 90 der Trommel ist in solchemFalle mit Zwischenwänden versehen, welche diesen Raum in axialer Richtung in verschiedene Fächer unterteilen. Ähnliche Mittel können für die Reinigung der Sieblöcher des inneren Pressgliedes vorgesehen sein, wobei das Druckmedium durch einen Schieber in seiner Mittelbohrung des inneren Pressgliedes eingeführt wird, welcher dem Schieber 202 ähnlich sein kann, obgleich er mit zwei Durchlässen versehen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Presse zur Trennung von Faserstoff-Aufschwemmungen in ihren flüssigen und festen, faserförmigen Bestandteil, mit einem zwischen zwei trommelförmigen, um waagrechte Achsen exzentrisch ineinander rotierenden Pressgliedern gebildeten Spalt mit mondsichelförmigem, sich in Umlaufrichtung nach oben verjüngendem Querschnitt, wobei die Flüssigkeit durch siebförmige Abschnitte dieser Pressglieder abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Pressglied (12) zwecks Einstellung der Weite der engsten Stelle des Spaltes - der sogenannten Klemme (38)-mittels auf die Lager (20, 21) desselben wirkender Servo-Motoren (130, 132) gegen das äussere Pressglied (14) verstellbar ist.
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