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Verfahren und Vorrichtung für das Entfernen der Feststoffe bei der mechanischen Klärung von Suspensionen in einem Absetzbehälter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen für das Entfernen der Feststoffe, die bei der mechanischen Klärung von Suspensionen durch Sedimentation aus der Flüssigkeit getrennt werden, wobei die Klärung innerhalb eines Absetzbehälters erfolgt, der einen Stapel von übereinander angeordneten Absetzflächen aufweist.
Die Leistung einer solchen Vorrichtung steigt mit der effektiven Klärfläche, welche die Summe aller eingebauten Absetzflächen ist. Hiebei kommt aber nur deren Projektion auf die Horizontalebene in Betracht, da sich die Feststoffe bei solchen Vorrichtungen ja durch Schwerkraft aus der Flüssigkeit absetzen.
Man kennt auch Zentrifugen, bei denen die Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit durch eine erhebliche Zentrifugalbeschleunigung erfolgt. Die hiemit gegebenen Nachteile sind :
Ein grosser Energiebedarf für das Schleudern und eine entsprechend den hohen Drehzahlen sehr aufwendige bzw. komplizierte und schwere Konstruktion. Ausserdem können die relativ feinen Körner oder Teilchen der ausgeschleuderten Feststoffe durch diese hohen Zentrifugalbeschleunigungen beschädigt werden. Dies kann nachteilig sein, falls die Feststoffe weiter verwendet werden, z. B. das angestrebte Endprodukt sind.
Ferner ist eine Vorrichtung zum Nacheindicken von Schlamm bekannt, die mehrere Gruppen rotie-
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Der dazu notwendige konstruktive Aufwand ist aber recht erheblich. Ausserdem befasst sich die Erfindung nicht mit Klärern dieser Art.
Sie bezieht sich vielmehr unter Vermeidung der Nachteile der vorbekannten Konstruktionen ausdrücklich auf die eingangs beschriebenen Klärer, bei denen das Absetzen der Feststoffe allein durch Sedimentation, d. h. durch Schwerkraft, erfolgt.
Dabei besteht vor allem die Forderung, die Flächen einwandfrei, leicht und in wirtschaftlicher Weise von den darauf abgesetzten Feststoffen (z. B. Schlamm) reinigen zu können. Die bisher übliche Reinigung von Hand, durch Bürsten oder durch Schrabber ist nämlich in verschiedener Hinsicht ungenügend. Ausserdem soll die effektive Klärfläche erhöht werden, ohne aber gleichzeitig die Behälterabmessungen im selben Verhältnis vergrössern zu müssen.
Die Erfindung will die vorgenannten Aufgaben sowie weitere Probleme derartiger Klärer lösen. Sie schlägt dazu in erster Linie vor, dass die Feststoffe, z. B. Schlamm, nach dem Absetzen auf den Flächen lediglich durch Abschleuderung mittels Zentrifugalkraft von den Flächen entfernt werden, wobei die Zentrifugalkraft durch Rotation der Flächen erzeugt wird. Dieses Schleudern erfolgt nur kurzzeitig. Dagegen stehen die Flächen während der eigentlichen Arbeitsphase still, in der sich die Feststoffe auf Grund ihrer natürlichen Eigenschwere aus der Flüssigkeit absetzen.
Für den Abtransport der Feststoffe von den Flächen durch Rotation sind vorteilhafterweise verhältnismässig geringe Drehzahlen notwendig, da bereits mit mittleren Zentrifugalbeschleunigungen in der Grössenordnung von ungefähr 1 g (1 g gleich Erd-
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beschleunigung) eine einwandfreie Reinigung erzielt werden kann. Bei dem vorbekannten Klärer mit rotierenden Flügeln zur Beschleunigung der Absetzbewegung ist dagegen die Zentrifugalbeschleuni- gung am Umfang der Flügel ungefähr 0, 005 g.
Das kurzzeitige Abschleudern der Feststoffe von den Flächen kann, z. B. mittels einer Schaltuhr, periodisch in bestimmten Abständen erfolgen, die dem jeweiligen Feststoffanfall angepasst sind. Man wird spätestens dann abschleudern, wenn die Auffangflächen voll sind bzw. eine kritische Schichtdicke erreicht wurde. Im Prinzip wäre das Abschleudern aber auch schon vor Erreichen dieser kritischen
Schichtdicke möglich. Dabei ist wesentlich, dass der Behälter auch zum Abschleudern der abgesetzten
Feststoffe nicht geöffnet werden muss. Das Abschleudern kann bei mit Suspension gefülltem Behälter er- folgen. Dies ist vor allem beim Abscheiden schwererer Feststoffe möglich. Man kann aber auch vor dem Abschleudern die noch im Behälter befindliche Suspension bzw.
Flüssigkeit ablassen, was sich besonders bei der Klärung von Suspensionen mit leicht dispergierbaren Feststoffen empfiehlt.
Die Erfindung ermöglicht aber nicht nur in einfacher Weise die vorbeschriebene, nahezu vollkom- mene Abschleuderung der abgesetzten Feststoffe, sondern es bleibt der Vorteil bestehen, dass sich die Feststoffe aus einer ruhenden, d. h. stehenden Flüssigkeit absetzen können, womit eine fast 100%ige Ab- scheidung erreicht wird. Dies ist nicht nur bei der Klärung von Abwässern usw., sondern auch bei den unten näher beschriebenen industriellen Anwendungen von wesentlicher Bedeutung.
Ferner sieht die Erfindung bei einem Klärer zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens vor, dass eine Gruppe von Schlammauffangflächen rotierbar angeordnet ist und die für den Antrieb der Flächen vorgesehene, gemeinsame Welle in einer fest angeordneten Hülse gelagert ist, welche die Antriebswelle und deren Lagerung gegen die Suspension abdichtend umgibt, wobei die Antriebswelle aus dem oberen, über die Flächen überstehenden Ende der Lagerhülse hervorragt und auf Drehung mit einer als Strömungsverteiler dienenden Hohlnabe, an der die Flächen drehfest angebracht sind, verbunden ist.
Da nunmehr keine gesonderten Reinigungsorgane, wie Bürsten, Schrabber usw., zwischen die Flächen eingeführt werden müssen, können sie sehr dicht übereinander angeordnet sein. Es sind daher in einem Behälter von relativ geringer Bauhöhe verhältnismässig viele Auffangflächen unterbringbar, wodurch sich die Herstellungskosten eines solchen Klräers entsprechend verringern. Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht eine stabile und durch die Hülse gegen die Suspension geschützte Lagerung der Antriebswelle sowie eine einwandfreie Übertragung der Rotationskraft auf die Flächen.
DieAuffangflächen können gemäss weiteren Vorschlägen der Erfindung horizontal oder geneigt verlaufen sowie wannen- oder schalenförmig sein. Die Ausbildung der Flächen als nach oben offene Schalen oder Wannen hat den besonderen Vorzug, dass damit das Volumen des hievon gebildeten FeststoffSammelraumes genau bestimmt ist. Ausserdem erhöht sich dadurch die Dicke der pro Flächeneinheit sammelbaren Feststoffschicht entsprechend der Tiefe der Schale oder. Wanne. Die Verwendung solcher schalenförmigen Auffangflächen oder-behälter bei Absetzklärern wird überhaupt erst durch das erfindungsgemässe Verfahren möglich gemacht, denn in der Praxis wäre es ausserordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich, aus solchen Schalen oder Wannen die Feststoffe mittels Bürsten, Schrabber usw. zu entfernen.
Dagegen ist die Abschleuderung nach der Erfindung ohne weiteres dabei durchführbar.
Zusätzlich zu der diskontinuierlichen Reinigung mittels Rotation der Flächen kann ferner ein kontinuierlicher Abfluss der Feststoffe vorgesehen sein.
Die Erfindung kann z. B. für die Gewinnung eines von den Feststoffen gebildeten Endproduktes verwendetwerden, das durch Absetzen von einer Lösung getrennt werden soll. Dies kommt vor allem in der chemischen Industrie vor. Als weiteres Verwendungsgebiet sei die Entfernung von Schmutzstoffen (z. B.
Schlamm) aus Flüssigkeiten genannt. Hiezu gehört vor allem die Reinigung von Wasser, nämlich : Trink- wasser, Abwässer sowie Wasser in Industrieanlagen, das zur Kühlung, zum Abführen von Verunreinigungen usw. gebraucht wird.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf weitere zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens dienende Vorrichtungen. Sie ist anHand der in denZeichnungendargestelltenAusführungsbeispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht und zum Teil aufgeschnitten, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in zwei verschieden geführten Längsschnitten, Fig. 3 teils in perspektivischer Ansicht, teils im Schnitt verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Auffangfläche, die Fig. 4-6 Ausführungsbeispiele von schalenförmig ausgebildeten Auffangflächen, Fig. 7 segmentartige Flächenteile mit Gehäuse, die Fig. 8 und 9 ein Flächenteil und ein Verteilerrohr, die zusätzlich zur periodischen Reinigung einen kontinuierlichen Ablauf der Feststoffe ermöglichen, Fig. lofa-c weitere Ausführungsbeispiele von Auffangflächen, die für einen zusätzlichen, kontinuierlichen Ablauf der Fest-
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stoffe geeignet sind, die Fig.
11-14 im Querschnitt Gruppen von Flächen, die neben dem Verteilerrohr noch von weiteren Zu- oder Abflussrohren durchsetzt sind, Fig. 15 eine weitere Variante der Erfindung, Fig. 16 das Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Anordnung der Erfindung.
Die folgende Beschreibung der Fig. 1 gilt im wesentlichen auch für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2. Der zylindrische Behälter 1 mit Kreiswehr 2, Überlaufrinne 3 und dem DoppelkonusUnterteil 4,7 steht auf Stützen 5. In den Innenkonus 7 ist eine Tragplatte 8 eingebaut, welche die fest angeordnete Lagerhülse 9 trägt. Darin ist die Welle 10 gelagert, welche die Schlammauffangflächen gemeinsam antreibt und vom Motor 27 her direkt oder über einen Riementrieb in Rotation versetzt wird. Die Welle 10 mit ihren Lagern 11 und 12 wird durch die Hülse 9 einwandfrei gegen die Suspension abgeschirmt. Dies ist vor allem für das untere Spurlager 12 von
Bedeutung.
Aus dem oberen, über die Auffangflächen 19 überstehenden Ende der Lagerhülse 9 ragt die Antriebswelle 10 hervor. Sie ist über einen starren Verbindungsteil 13, der zugleich den Zulauftopf 14 trägt, auf Drehung mit einer als Strömungsverteiler dienenden Hohlnabe 15 verbunden, an der die Flächen 19 drehfest angebracht sind. Der Strömungsverteiler 15 wird also zusammen mit dem Flächenstapel vom oberen Ende der Welle 10 getragen und umgreift die Teile 9,10 konzentrisch. Er besitzt am unteren Ende zur Aufnahme des Flächenstapels einen Speichenkreuzring bzw.
Trägerstern 16, mit dem die Verbindungsstangen 18 verschraubbar sind. Die Zahl der den Stapel bildenden Flächen 19 ist abhängig von der Länge der verwendeten Distanzbuchsen 20. In den Zeichnungen sind zwölf bzw. elf Flächen dargestellt. In der Praxis können aber bis zu fünfzig oder mehr Flä- chen vorgesehen sein. Der Stapel wird von den Stangen 18 zusammengehalten, die durch Muttern 22 mit den Flächen verspannt werden können. Eine obere Fläche 24 kann verstärkt ausgeführt und über nicht gezeichnete Mitnehmer drehfest mit dem Verteiler 15 verbunden sein. Eine Umlenkscheibe 23 ist mit dem Behälter 1 verbunden.
Durch ein Blechteil 35 ist der Innenraum der Lagerhülse 9 gegen Spritzwasser abgeschirmt, während ein weiteres Blechteil 36 den unterhalb des Verteilerrohres 15 befindlichen Schlammsammelraum gegen den Eintritt von Frischsuspension schützt.
Die zu klärende Trübe bzw. Suspension wird der Vorrichtung über den Zulauftopf 14 kontinuierlich zugeführt und tritt durch die Öffnungen 32 in den Ringraum, der sich zwischen den Teilen 9 und 15 befindet. Aus diesem Ringraum strömt die Flüssigkeit über eine Vielzahl von Öffnungen 33 des Verteilerrohres 15 gleichmässig in radialer Richtung nach aussen in die Räume 34, die sich zwi- schen den Flächen 19 befinden.
Während sich der Feststoff (Schlamm) auf den Böden der Flächen 19 absetzt, vereinigen sich die Klarlaufteilströme in dem Ringraum 37 zwischen dem Flächenstapel und dem Behälter 1. Zwischen Deckfläche 24 und Umlenkscheibe 23 hindurch fliesst der vereinigte Klarlauf schliesslich über das Kreiswehr 2 in die Überlaufrinne 3 und wird von dort kontinuierlich über den Stutzen 28 abgeführt. Das Entfernen der abgesetzten Feststoffe von den Flächen erfolgt gemäss der Erfindung durch Rotation des Flächenstapels mit Hilfe der beschriebenen Antriebs- und Kraftübertragungsmittel.
Die Feststoffe gelangen nach dem Abschleudern von den Flächen 19 über den Ringraum 37 in den Raum zwischen Aussen- und Innenkonus 4 und 7 und werden nach Durchqueren eines Ringraumes 25, der konisch nach unten zusammenlaufende Seitenflächen aufweist, einer sich von dort nach unten hin erstreckenden, schraubenförmigen Austragsrinne zugeleitet. Diese Rinne führt die Feststoffe an einem Punkt zusammen, von dem sie über den Stutzen 29 austreten. Die im Behälter befindliche Suspension kann durch die Entleerungsstutzen 30 und 31 abgelassen werden. Dies ist notwendig bei Reparaturen und in Fällen, bei denen ein leicht dispergierbarer Feststoff nicht innerhalb der Suspension abgeschleudert werden soll.
Die Flächen 19 können verschieden geformt und ferner in sich geschlossene Ringscheiben sein oder auch aus einzelnen Teilstücken bestehen.
So zeigt Fig. 1 horizontal verlaufende, ebene Ringscheiben 19. Die Flächen können aber auch schalenförmig und nach oben offen sein (s. z. B. Fig. 2). Damit bilden sie einen in seinem Volumen genau definierten Sarnmelraum, in dem sich also eine ganz bestimmte Menge der Feststoffe (z. B. Schlamm) absetzen kann. Trotzdem werden die Feststoffe beim Rotieren des Flächenstapels einwandfrei über den Schalenrand nach aussen abgeführt.
Beim Beispiel der Fig. 2, 3, 3a verlaufen die Flächen horizontal und sind mit Innen- und bzw. oder Aussenbordein 42, 43 versehen, wobei die Aussenbördel bevorzugt geneigt sind. Durch diese Bördelung wird eine wesentliche Vereinfachung der Fabrikation erreicht. Der Durchmesser solcher Auffangflachen kann nämlich mehrere Meter betragen und das Prägen solch grosser Flächen in Schalenform wäre
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praktischkaum möglich, zumindest sehr aufwendig. Die Flächen können entweder einteilig sein (Fig. 2, 3) oder aus mehreren segmentartigen Teilflächen 45 (Fig. 3a) zusammengesetzt werden. Ferner ist es möglich, den Aussenrand 43 der Flächen oder Flächenteile in Form eines Polygons zu bördeln.
Damit erfolgt das Bördeln des Randes entlang gerader Linien, während dies bei einem runden Rand entlang eines Kreisbogens geschehen müsste. was schwierig ist und einen grösseren Blechverschnitt zur Folge hat.
Da für solche Auffangflächen relativ starke Bleche verwendet werden, während ausserdem die dazu er- forderlichen Biegekräfte sehr erheblich.
Die Herstellung der Auffangflächen aus einzelnen Teilstücken ergibt bei Klärern mit besonders gro- ben Flächendurchmessern ebenfalls fabrikatorische Vorteile, da man somit die zum Bördeln notwendi- gen Biegekräfte weiterhin herabsetzen kann und ausserdem einen wesentlich kleineren Blechverschnitt hat als bei der Herstellung der Flächen aus einem Stück.
Die Flächenteile oder Sektoren 45 (Fig. 3a) können ausserdem noch mit radial verlaufenden, nach oben umgebördelten Seitenkanten 46 versehen sein, so dass jeder Flächenteil eine allseitig von einem Rand umgebene Wanne bildet und gegebenenfalls selbständig für sich verwendbar ist. Bevorzugt ist die
Zahl der Sektoren je Fläche gleich der Zahl der Verbindungsstangen 18 im Stapel, so dass jeder Sektor oder Flächenteil 45 ein Durchgangsloch 44 für eine Stange 18 aufweist.
Die Flächen 47 (Fig. 4) können auch konisch geformt sein. Auch solche Flächen sind durch entsprechenden Zuschnitt und Verschweissen einer Flächenbahn relativ leicht herstellbar. Sie können zusätzlich noch eine Aussen- und bzw. oder Innenbördelung besitzen. Will man bei stärkerer Neigung der Fläche 47 den Innenbördel 42 niedrig halten und damit einen geringeren Flächenabstand erzielen, so kann man mit Hilfe konischer Zwischenbördelringe 48 (Fig. 5) eine entsprechend grosse Menge an Feststoffen sammeln. Beim Beispiel in Fig. 6 fällt die Sammelfläche 49 leicht konisch nach aussen ab und ist nur mit dem geneigten Aussenbördel 43 versehen.
Fig. 7 zeigt, dass ein Stapel von Flächen 19 oder Flächenteilen 45 auch fest mit dem Behälter verbunden sein kann. Das Abschleudern der Feststoffe erfolgt hiebei durch Rotation des Behälters. Die Flächen können konzentrisch oder aber, wie die Zeichnungen zeigen, exzentrisch zum Verteilerrohr 51 sein. Im letztgenannten Fall ist das Rohr 51 lediglich in der gewollten Strömungsrichtung, d. h. zur Absetzfläche 45 hin perforiert, während sein gegenüberliegender'Teil von der Wandung des Behälters 50 gebildet sein kann. Die sich durch die exzentrische Anordnung ergebenden Unwuchten werden von einem Gestell 52 aufgefangen. Ausserdem kann dazu am Aussenrand des Behälters 50, der zugleich die Überlaufrinne 53 trägt, ein ein-oder mehrteiliges Fahrgestell 54 angebracht sein.
Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen der während des Klärvorganges auf den Flächen abgesetzte teig- oder schlammartige Feststoff, nur eine geringere Konsistenz erreicht, so dass er leicht fliessbar bleibt. Die Erfindung sieht für solche Fälle vor, dass während des Klärprozesses, d. h. bei ruhendem Flächenstapel, ein kontinuierlicher Abfluss der Feststoffe durchgeführt wird. Die Reinigung der Flächen durch Rotation des Stapels erfolgt dann in wesentlich grösseren Zeitabständen, z. B. einmal je Arbeitsschicht oder je Arbeitstag oder je Woche usw. Dies richtet sich jeweils nach den Eigenschaften der Stoffe und wird zweckmässigerweise den örtlichen Betriebsverhältnissen angepasst.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine derartige Ausführungsform, bei welcher der kontinuierliche Abzug der Feststoffe nach innen in Teilkammern des Verteilerrohres hinein erfolgt. In Fig. 8 ist dazu beispielsweise ein Flächenteil bzw. -sektor im Sinne der Ausführung der Fig. 3a dargestellt, welcher aber ausser dem Innenbördel 42, dem Aussenbördel 43 und dem Seitenbördel 46 noch Seitenbördelüberhöhungen 55 und überhöhte Zwischenstege 56 enthält. Dieses Leitblechsystem isoliert entlang einem Teil des Flächenradius von innen nach aussen die Arbeitsräume der Flächensektoren gegeneinander, d. h. teilt sie in zwei getrennt wirkende Abteilungen 57a und 57b auf. Ein die Leitbleche 55 und 56 verbindendes Querblech 58, das am Flächenboden einen Durchflussspalt freilässt, wirkt als Tauchwehr für den Schlamm.
Durch Öffnungen 59 des Verteilerrohres 61 strömt die Suspension in die Schlammabsetzabteilung 57a, während dieSchlammenmahmeabteilung 57b für den Schlammablauf nach innen dient. Das Verteilerrohr besitzt dazu Abzugsöffnungen 60, die anders als die Öffnungen 59 geformt sein können und in die Teilkammern 62 des Verteilerrohres münden. Dieses Verteilerrohr ist in Fig. 9 dargestellt. Auf seiner Innenseite befinden sich die schachtartigen, von oben nach unten verlaufenden Teilkammern 62. Für den vorstehend beschriebenen Suspensionszulauf dienen dagegen die zum Rohrinneren offenen Teilkammern 63.
Der kontinuierliche Abzug der Feststoffe erfolgt bei gefülltem Gesamtbehälter. Die Fallschächte oder Teilklammern 62 sind zweckmässigerweise nach oben hin verschlossen, so dass eineRückvermi- schung wieder aufgewirbelter Feststoffe mit der Zulauftrübe vermieden wird. Die Feststoffe treten aus
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den unteren Öffnungen der Teilkammern 62 in den in Fig. 2 sichtbaren Ringquerschnitt 64, der sich zwischen dem unteren Ende des Verteilerrohres 15 und der Tragplatte 8 befindet.
Die Flächen oder Flächenteile können gemäss den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auch konisch sein. Fig. 10a zeigt dazu eine kelchförmige, nach aussen konisch ansteigende Fläche 65 mit zylindrischem Innenbördel 42 und konischem Aussenbördel 43. Gemäss Fig. lOb fällt die Innenfläche 66 dagegen nach aussen ab. Die Neigung der ähnlich ausgebildeten Fläche 67 in Fig. 10c ist so, dass kein Innenbördel mehr notwendig ist. Bei den Fig. lofa-c sind jeweils die in Fig. 8 dargestellten Überhöhungen 55 der Seitenbördel und die überhöhten Zwischenstege 56 mit vorgesehen. Die strichpunktierten Linien deuten die durch den Innenbördel 42 bzw. die Austrittsöffnungen 60 des Verteilerrohres 61 (Fig. 9) bedingte optimale Höhe der Oberfläche der Feststoffe an.
AnstattdieFallschächteimVerteilerrohr 61 vorzusehen (Fig. 9), können sie gemäss den Fig. 11-14 unabhängige zusätzliche Bauteile sein, die im Bereich der Flächen oder Flächenteile, z. B. auf dem Lochkreisradius der Verbindungsstangen 18 (s. Fig. 1 und 2), angeordnet sind.
Die rohrartigen Fallschächte 68 der Fig. Lia-d dienen ebenfalls für den kontinuierlichen Ablauf S der Feststoffe. Die Varianten a - d unterscheiden sich dabei lediglich durch die Formgebung der Flächen bzw. Flächenteile, die horizontal (a), oder konisch nach aussen abfallend mit oder ohne Innenbördel (b und c), oder aus zwei konischen Flächen (d) gebildet sein können. In jedem Fall ist ausserdem ein geneigter Aussenbördel 43 vorgesehen. Der Zulauf Z erfolgt von dem in den Zeichnungen
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Derartige Rohre können gemäss der Ziffer 70 in den Fig. 12a, b auch für die Zuleitung Z der zu klärenden Suspension dienen. Dazu münden die Rohre 70 mit ihrem oberen Ende - ebenso wie in den Fig. 1 und 2 die Öffnungen oder Rohrstutzen 32 - in den Zulauf 14, so dass sie von dort gleichmässig mit der Suspension beschickt werden. Der kontinuierliche Abzug S der Feststoffe kann entweder gemäss Fig. 12a nach innen erfolgen, da das Verteilerrohr (auch hier nicht dargestellt) des Flächenstapels nun nicht mehr die Suspension zuführt, sondern ausschliesslich als Fallrohr für die Feststoffableitung dient. Dazu ist der Innenbördel 42 niedriger als der Aussenbördel 43. Die maximale Höhe der Feststoffoberfläche ist auch hier strichpunktiert angedeutet.
Sollte eine sehr grosse Menge an Feststoffen kontinuierlich abzuziehen sein, so lässt sich, wie Fig. 12b zeigt, das Prinzip auch umkehren. Dazu ist der Innenbördel 42 so hoch ausgeführt, dass die Feststoffe über den niedrigeren Aussenbördel 43 nach aussen ablaufen. Der Klarlauf K tritt dann nach innen in das Verteilerrohr des Flächenstapels ein. Der Verteiler ist in diesem Fall am oberen Ende entsprechend perforiert, um den Klarlauf dem Überlaufwehr 2 zuzuleiten.
Bei den in den Fig. 11-12 gezeigten kontinuierlich zu betreibenden Flächenklärern erfolgt - wie auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen - eine periodische Reinigung der Flächen durch Abschleudern der darauf abgesetzten Feststoffe. Dies kann hier allerdings in wesentlich grösseren Zeitabständen erfolgen.
Die Fig. 13 und 14 zeigen weitere Beispiele eines aus Flächen zusammengesetzten Klärers mit Hohlrohren 70 für die Zufuhr der Suspension. Beim kontinuierlichen Schlammabzug sind Bördel nicht unbedingt erforderlich. Demnach sind hier konische, bördellose Flächen verwendet, deren Neigung flach sein kann. Gemäss Fig. 13 sind die Flächen 47 kelchförmig, d. h. besitzen eine nach oben offene Konusform. Der Schlamm (Feststoff S) läuft dabei nach innen ab, u. zw. durch das hier als Fallrohr ausgebildete Verteiler- oder Trägerrohr 15 (nicht dargestellt) des Flächenstapels, während der Klarlauf K in der beschriebenen Weise nach aussen fliesst und durch den Ringraum 37 zwischen Flächenstapel und Behälterwand 1 gesammelt austritt (s. Fig. 1 und 2).
Sofern grössere Mengen an Feststoffen vorhanden sind, kann gemäss Fig. 14 auch ein Stapel von an sich bekannten, nach aussen abfallenden Konusscheiben 49 vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung fliessen die Feststoffe S kontinuierlich nach aussen, während der Klarlauf K nach innen läuft und durch das wieder perforierte Verteilerrohr aufsteigt.
In den vorbeschriebenen Fällen sind also für den kontinuierlichen Austritt der Feststoffe und den Klarlauf voneinander getrennte Überläufegeschaffen. Derartige zusätzliche Rohre 68 und 70 sind natürlich auch zusammen mit den eingangs beschriebenen ebenen Scheiben verwendbar.
DieAusführungsbeispiele der Fig. 13 und 14 eignen sich ferner für die Separierung von Drei-PhasenFlüssigkeitsgemischen, bei denen also zwei verschieden schwere, ineinander nicht lösbare Flüssigkeiten und feste Stoffe, z. B. Verunreinigungen, voneinander zu trennen sind. Die abfliessende leichte Phase tritt an die Stelle des Klarlaufes K und die abfliessende schwere Phase an die des kontinuierlichen Auslaufes S. Die festen Stoffe (S.
Phase) setzen sich im Laufe der Zeit auf den Flächen ab und werden
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ebenfalls periodisch bzw. willkürlich durch Abschleudern von den Flächen entfernt und durch den Ring- raum 37 demKonus 4 des Behälters zugeleitet. Dabei ist wesentlich, dass durch die Erfindung auch im Falle der nach oben kelchartig geöffneten Flächen 47 (Fig. 13) der Schmutztransport, d. h. die
Reinigung der Flächen entgegen der Schwerkraft zum Aussenrand hin erfolgt. Hier kann das Abschleu- dern ebenfalls nach Entleeren des Behälters von der eingefüllten Restsuspension erfolgen.
Die bereits in Fig. 14 gezeigte Anordnung konischer, nach unten offener Flächen, kann für denkon- tinuierlichen Feststoff-Abzug auch ohne die zusätzlichen Rohre 70 verwendet werden. Fig. 13 zeigt dazu einen Stapel entsprechender Flächen 49'. Die Suspension Z strömt in diesem Fall von innen her durch das nicht dargestellte Verteilerrohr, während der Klarlauf K und der kontinuierliche Fest- stoff-Austritt S am Aussenrand der Flächen erfolgen.
Wie Versuche gezeigt haben, werden hiemit zufriedenstellende Ergebnisse erreicht. Sobald sich auf den Flächen eine bestimmte Menge an Feststoff abgesetzt hat, wird sie durch Rotation der Flächen ab- geschleudert. Hiebei kann aber auch entgegen der zeichnerischen Darstellung in Fig. 15 das Trägerrohr für den Klarlaufabzug vorgesehen werden, während der Zulauf am Aussenrand zwischen die konischen Flächen eintritt.
Falls eine Rückvermischung bereits abgesetzter, feinteiliger Feststoffe mit der Suspension zu befürchten ist (dies kann vor allem bei geringerem spezifischem Gewichtsunterschied zwischen Feststoff und Trägerflüssigkeit eintreten), empfiehlt sich eine zweistufige Klärung. Hiezu kann der Flächenstapel gemäss Fig. 16 in zwei hintereinandergeschalteten Abteilungen oder Gruppen aufgeteilt werden.
Die Zufuhr der Suspension kann in einer der beschriebenen Weisen erfolgen. Beim Ausführungsbei- spielnachFig. 16 dient dazu das Rohr 15, das aber nur im Bereich der Flächen 19 der unteren Gruppe mit den Öffnungen 33 versehen ist. Von dort wird die vorgeklärte Suspension über eine Trennscheibe 71 gemäss den im linken Teil der Fig. 16 eingezeichneten Pfeilen nach innen umgeleitet.
Sie gelangt in einen Ringraum 72 zwischerr der Aussenseite des in diesem Bereich nicht perforierten Rohres 15 und der Innenseite eines zusätzlichen perforierten Verteilerrohres 73 und danach durch dessen Öffnungen 74 in die Räume zwischen den Flächen 75 der oberen Gruppe des Flächenstapels.
Die Verbindungsstangen 18 fassen den gesamten Stapel zusammen. Die unterste Fläche 76 des oberen Stapelteiles ist fest mit einem mitrotierenden Zylinder 77 verbunden, der die Flächen des unteren Stapels umgibt. Das Verbindungsstück zwischen der Fläche 76 und dem Zylinder 77 kann, wie die Zeichnungen zeigen, konisch verlaufen. Mit dieser Anordnung ist gewährleistet, dass einerseits der Klarlauf der unteren Gruppe an der Innenwand des Zylinders nach oben strömen kann, während zwischen Innenwand des Behälters und Aussenwand des Zylinders genügend Platz für den Feststoff-Austritt der oberen Gruppe verbleibt.
Im übrigen stimmt die Ausführung gemäss Fig. 16 mit der nach Fig. 2 überein, so dass die weiteren Einzelteile hier nicht mehr bezeichnet sind.
Die abgeschleuderten Feststoffe sind auf jeden Fall feucht. Ihre Konsistenz ist aber-je nach den vorliegenden Verhältnissen - verschieden. Unter ungünstigen Umständen besteht die Gefahr, dass sie an den Flächen, an der Innenwand des Behälters und an dem schneckenförmigen Ansatz hängen- oder klebenbleiben. Dazu können die folgenden Zusatzeinrichtungen vorgesehen sein :
Der gesamte Flächenstapel kann in Schwingungen geeigneter Frequenz und Amplitude versetzt werden, falls die Feststoffe beim Schleudern nicht rasch genug abgleiten sollten. Der hiezu erforderliche Schwingungserreger ist nicht dargestellt. Er kann sich am Verteiler-oder Trägerrohr 15, an dem Bauteil 13 oder auch an dem hiemit starr verbundenen Zulauftopf 14 oberhalb des Flüssigkeitsspie- gels befinden.
Mit dieser Vibrationseinrichtung können die Feststoffe auch vor ihrem Abschleudern verdichtet werden.
Um das Anhaften der abgeschleuderten Feststoffe an der Innenwand des Behälters 1 zu vermeiden, kann im Ringraum 37 ein etwa zylinderförmiges Tuch oder Schürze 38 vorgesehen sein. Dieses Tuch besteht vorzugsweise aus Kunstfaser und ist an der Umlenkscheibe 23 angehängt. Zur Reinigung wird es entweder mit der Umlenkscheibe 23 nach oben herausgenommen. Oder man versieht auch die Umlenkscheibe 23 mit einer ebenfalls nicht dargestellten Rüttelvorrichtung, so dass die hievon in Vibration versetzte Schürze 38 innerhalb des Behälters gereinigt werden kann. Ja nach Art des Feststoffes erfolgt das Abschütteln unterhalb des Flüssigkeitsspiegels oder aber bei entleertem Behälter.
Das Stagnieren der Feststoffe imAnsatz 26 kann mittels einer weiteren Vibrationsvorrichtung 39 behobenwerden. Hiezukann der doppelwandige Ansatz 26 mit dem Aussenkonus 4 und dem Innenkonus 7 durch'elastische Zwischenglieder 40 und 41 wasserdicht verbunden sein, die bevorzugt aus Gummi oder Kunststoff bestehen (s. Fig. 2).
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Gegebenenfalls können die vorbeschriebenen Vibrationen auch von einem gemeinsamen Schwingungserzeuger her geleitet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren für das Entfernen der Feststoffe, die bei der mechanischen Klärung von Suspensionen durch Sedimentation aus der Flüssigkeit getrennt werden, wobei die Klärung innerhalb eines Absetzbehälters erfolgt, der einen Stapel von übereinander angeordneten Absetzflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe, z. B. Schlamm, nach dem Absetzen allein durch ihre Schwerkraft auf den Flächen lediglich durch kurzzeitige Abschleuderung mittels der durch Rotation erzeugten Zentrifugalkraft von den Flächen nach aussen abgeschleudert werden.