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Kontinuierlich arbeitende Filterbandzentrifuge
Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Filterbandzentrifuge mit zum Trennen von feinen festen und gelförmigen Suspensionen mit einem in Längsrichtung der Trommel wandernden Filterband.
Die bisher bekannten kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen können nur zum Abtrennen von groben Kristallen oder sonstigen festen Partikeln von den Flüssigkeiten benutzt werden. Feine schwer filtrierbare Suspensionen und Gele lassen sich nur mittels üblicher, unterbrochen arbeitender Zentrifugen oder Schlammpressen abtrennen. Die Benutzung von unterbrochen arbeitenden Filtereinrichtungen oder Zentrifugen ist jedoch zeitraubend, da die Filtergewebe oft verstopft werden. Zum Auswechseln oder Auswaschen von verschlammten Filtertüchern muss der Betrieb zeitweise eingestellt werden.
Es wurde deshalb angestrebt, kontinuierlich arbeitende Zentrifugen zu konstruieren, die es ermöglichen würden, das Filtergewebe kontinuierlich auszuwechseln und zu reinigen. So wurde z. B. eine Schleudermaschine vorgeschlagen, wo auf einer Stangentrommel, deren Stangen mit Rollen versehen waren, ein Filterband schraubenförmig aufgewickelt war, wobei das Filterband über eine Trommel zurückgeführt wurde, welche dem Filterband eine andere Geschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel erteilte, wodurch es zu einem kontinuierlichen Auf- und Abwickeln des Filterbandes kommt. Es ist ferner eine ähnliche Anordnung mit einem in axialer Richtung geführten Filterband bekannt, wobei dem Filterband ebenfalls von aussen eine Bewegung erteilt wurde. Ein Nachteil dieser Anordnungen ist, dass sie einen besonderen Antrieb des Filterbandes erfordern.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine äussere und eine innere, einseitig offene Trommel vorgesehen ist, deren Achsen miteinander einen Winkel einschliessen und deren zylindrische Wandungen aus axial verlaufenden, in Abständen angeordneten Stäben bestehen, wobei sich die Stäbe der äusseren Trommel zwischen den Stäben der inneren Trommel befinden, so dass eine mit Schlitzen versehene, im wesentlichen zylindrische Siebwand entsteht, welche an der Innenseite von einem endlosen Filterband abgedeckt ist, das in aufeinanderfolgenden und sich teilweise überdeckenden Windungen stets von einem Paar fluchtender Schlitze in beiden Trommelböden ausgehend axial über die Siebwand verläuft,
aussen um den Rand der offenen Seite der äusseren Trommel herum wieder zurück zum benachbarten Schlitz geführt ist und dessen beide Enden miteinander verbunden sind.
Infolge des Divergierens der beiden Trommelachse wird das toroidförmig verlaufende Filterband innerhalb der Zentrifugentrommel ständig vom Boden zum Rande aufwärts (bei vertikaler Betriebslage der Trommelachse) bewegt und ausserhalb der Trommel wieder zum Boden desselben zurückgeführt. Diese Bewegung erfolgt ganz regelmässig und geht ohne Schwierigkeiten vor sich. Auf seiner Bahn durch das Innere der Zentrifuge wird das Filterband zunächst mit der zu filtrierenden Suspension beschickt, worauf die Waschflüssigkeit in die äussere Trommelzone eingespritzt wird. Man kann sogar mehrere Waschflüssigkeiten nacheinander verwenden.
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Die Mutterflüssigkeit und die Waschflüssigkeiten können gegebenenfalls in voneinander getrennten, rings um die Zentrifugentrommel angeordneten Rinnen aufgefangen werden. Die abgetrennte feste Substanz wird durch die Fliehkraft vom Rand der Trommel in eine Rinne abgeschleudert und in üblicher Weise, z. B. mittels einer Rutsche, weiter transportiert. Die Geschwindigkeit des sich in der Richtung
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bei gleichzeitigem Waschen von sehr feinen Suspensionen und Gelen. Feste, aus der Suspension abgetrennte und auf dem Filtergewebe aufgefangene Stoffe lassen sich ohne Schwierigkeiten noch auf demselben Filterband durchwaschen. Nach dem Abschleudern der Waschflüssigkeit werden sie automatisch, ohne Verwendung von Messern oder sonstigen Einrichtungen ausgetragen.
Die abgetrennten Waschflüssigkeiten und die Mutterflüssigkeit können entweder zusammen oder getrennt abgeleitet werden. Das Filtergewebeband kann aus verschiedenem Material, wie z. B. Baumwolle, Kunstseide, sowie aus synthetischen oder Glasfasern oder auch aus feinem Metalldraht hergestellt werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Zentrifuge mit horizontaler Trommelachse im Vertikalschnitt nach der Linie
III-IV in Fig. 2 und Fig. 2 einen Teil eines Querschnittes nach der Linie I-II in Fig. 1. Letzterer zeigt die beiden Sätze der ineinandergreifenden Stangen, zusammen mit dem versetzt angeordneten Schlitzen in den Trommelstirnen.
Die in Fig. 1 dargestellte Zentrifuge besteht aus zwei rotierenden Stangentrommeln-1, 2-, wobei innerhalb der getriebenen äusseren Welle --12-- der Trommel --1-- die Welle --11-- der inneren Stangentrommel --2-- angeordnet ist, die entweder ebenfalls getrieben oder durch die abwechselnd angeordneten Stangen der Trommel --1-- angetrieben wird. Die Mäntel der beiden Trommeln bestehen aus Stangen-3, 4-, wobei die Stangen der einen Trommel in die Stangen der andern Trommel greifen.
In der Stirnfläche --5-- (Boden) der inneren Trommel --2-- sind längliche Öffnungen oder Schlitze --7--, die sich gegenüber den Schlitzen -8-- in der Stirnfläche --6-- der äusseren Stangentrom- meI --1-- befinden. Die Schlitze sind vorzugsweise tangential zu einem zum Trommelquerschnitt konzentrischen Kreis angeordnet. Die Stirnfläche-5- der inneren Trommel--2-- ist konzentrisch mit der Welle -11-- verbunden, die durch mindestens ein einstellbares Lager --10-- in der hohlen Welle --12-- der äusseren Trommel --1-- schwenkbar gelagert ist. Diese hohle Welle wird mit einem be" liebigen Mittel zum Antrieb versehen, z. B. mit einer Riemenscheibe ; sie ist durch das Lager --9-- beliebiger Art (z. B.
Kugel- oder Gleitlager) gehalten. Die Achsen von beiden Trommeln sind divergierend-entweder auseinanderlaufend oder sie kreuzen sich-wie es in übertriebenem Massstab in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die Neigung der Trommelachsen gegeneinander kann durch nicht veranschaulichte beliebige Mittel, wie Schraube, Hebel, Schnecke, Zahnräder od. dgl. in der Richtung der in Fig. 1 eingetragenen Pfeile geändert werden.
Derselbe Effekt kann durch Verschwenken der äusseren Welle gegenüber der stabil gelagerten inneren Welle oder aber durch Verschwenken beider Wellen, d. h. der äusseren Welle nach oben und der inneren Welle nach unten erzielt werden.
Der endlose Streifen bzw. das endlose Band des Filtergewebes-13-wird durch die Schlitze --7, 8-- derart gewunden, dass dadurch eine torroidähnliche Windung bzw. Spule gebildet wird, die
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gen die innere Wand der Trommel gepresst und durch die beim Rotieren wechselweise ausragenden Stangen der beiden Trommeln über die abgerundete Kante-17-der Stangentrommel-l-aufwärtsge- schoben wird, von welcher Kante die abgetrennten Feststoffe abgeschleudert werden.
Das toroidförmige Filterband bewegt sich dann, im Inneren der Trommel, stets in der Richtung der Drehachse bzw. ausserhalb der Trommel abwärts, wobei es gegebenenfalls durch nicht veranschaulichte Mittel, wie ringför- mige Drähte oder Stangen aus Kunststoff oder Metall gestützt wird, und kehrt schliesslich wieder unten in die Trommel zurück, beispielsweise über eine Reihe von Rollen oder über eine abgerundete Kante.
Auf diese Weise wird das Filtergewebeband vollständig um das ganze doppelte Stangentrommelsystem gewunden und bildet eine geschlossene toroide Spule.
Die beiden Stangentrommeln können gegebenenfalls in einem Gehäuse --14-- angeordnet werden, das mit einer oder mehreren Ableitungsröhren --15-- versehen ist, durch welche die Mutterflüssigkeit
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und die Waschflüssigkeiten abgezogen werden. Die zu filtrierende Suspension wird durch die Zulei- tungsröhre-18-eingeleitet, die Waschflüssigkeiten werden ähnlich durch andere, in den Zeichnun - gen nicht veranschaulichte Röhren zugeführt. Die abgetrennten festen Stoffe werden durch die Rut- sche --16-- abgeführt.
Die Filterbandzentrifuge kann entweder in horizontaler oder in vertikaler Stellung der Rotationsachse angeordnet werden, oder es kann die Rotationsachse in einem beliebigen Winkel geneigt werden.
Die einzelnen abgetrennten Flüssigkeiten können, falls erwünscht, in getrennten ringförmigen Rinnen aufgefangen und aus denselben abgeleitet werden. Diese Rinnen sind in geeigneten Entfernungen von der Zentrifugentrommel in üblicher Weise befestigt.
Das Gehäuse --14-- kann gegebenenfalls gegenüber der Umgebung abgedichtet und in seinem Inneren mit einem inerten Gas gefüllt werden.
Es ist auch möglich, auf das Filterband zunächst eine Suspension eines festen Filtermaterials, wie z. B. Aktivkohle, Silikagel, Kieselerde od. ähnl. aufzutragen und die zu filtrierende Suspension erst auf das so präparierte Filterband aufzubringen.
Es müssen somit zwei getrennte Zuführungsrohre vorgesehen sein, eines für das Auftragen der Hilfsschicht, das zweite für die Suspension. Die festen, auf dem Filterband aufgefangenen Stoffe werden dann an den Wendepunkten zum grössten Teil abgeschleudert, der Rest wird abgewaschen. Es ist aller... dings für den Fall, dass man den festen Stoff der Suspension erhalten will, notwendig, den Stoff vom
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Continuously working filter belt centrifuge
The invention relates to a continuously operating filter belt centrifuge for separating fine solid and gel-like suspensions with a filter belt moving in the longitudinal direction of the drum.
The previously known continuously operating centrifuges can only be used to separate coarse crystals or other solid particles from the liquids. Fine suspensions and gels that are difficult to filter can only be separated by means of conventional, interrupted centrifuges or sludge presses. However, the use of intermittently operating filter devices or centrifuges is time-consuming because the filter fabrics are often clogged. To replace or wash out silted filter cloths, operation must be temporarily stopped.
The aim was therefore to construct continuously operating centrifuges which would make it possible to continuously replace and clean the filter fabric. So was z. B. proposed a centrifugal machine, where on a rod drum, the rods of which were provided with rollers, a filter belt was helically wound, the filter belt was returned over a drum, which gave the filter belt a different speed than the peripheral speed of the drum, whereby it to a continuous winding and unwinding of the filter tape comes. Furthermore, a similar arrangement is known with a filter belt guided in the axial direction, the filter belt likewise being given a movement from the outside. A disadvantage of these arrangements is that they require a special drive for the filter belt.
These disadvantages are eliminated by the invention. According to the invention, this is achieved in that an outer and an inner drum, open on one side, is provided, the axes of which form an angle with one another and the cylindrical walls of which consist of axially extending, spaced-apart bars, the bars of the outer drum being between the bars of the inner drum are located, so that a slot-provided, essentially cylindrical screen wall is created, which is covered on the inside by an endless filter belt, which in successive and partially overlapping turns always starting from a pair of aligned slots in both drum bases axially over the screen wall runs,
outside around the edge of the open side of the outer drum is guided back to the adjacent slot and both ends of which are connected to one another.
As a result of the divergence of the two drum axes, the toroidal filter belt within the centrifuge drum is constantly moved upwards from the bottom to the edge (when the drum axis is in a vertical operating position) and is returned to the bottom of the drum outside the drum. This movement takes place quite regularly and without any difficulties. On its path through the interior of the centrifuge, the filter belt is first charged with the suspension to be filtered, after which the washing liquid is injected into the outer drum zone. You can even use several washing liquids one after the other.
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The mother liquid and the washing liquids can, if necessary, be collected in separate channels arranged around the centrifuge drum. The separated solid substance is thrown by the centrifugal force from the edge of the drum into a channel and in the usual way, for. B. by means of a slide, transported further. The speed of moving in the direction
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with simultaneous washing of very fine suspensions and gels. Solid substances separated from the suspension and caught on the filter fabric can still be washed through on the same filter belt without difficulty. After the washing liquid has been spun off, they are automatically discharged without the use of knives or other devices.
The separated washing liquids and the mother liquid can be drained either together or separately. The filter cloth tape can be made of various materials, such as. B. cotton, rayon, as well as synthetic or glass fibers or fine metal wire.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawings.
Fig. 1 shows a centrifuge with a horizontal drum axis in a vertical section along the line
III-IV in Fig. 2 and Fig. 2 a part of a cross section along the line I-II in Fig. 1. The latter shows the two sets of interlocking rods, together with the staggered slots in the drum heads.
The centrifuge shown in Fig. 1 consists of two rotating rod drums-1, 2-, whereby inside the driven outer shaft --12-- the drum --1-- the shaft --11-- the inner rod drum --2- - Is arranged, which is either also driven or driven by the alternately arranged rods of the drum --1--. The jackets of the two drums consist of rods 3, 4, with the rods of one drum engaging the rods of the other drum.
In the front surface --5-- (bottom) of the inner drum --2-- are elongated openings or slots --7--, which are opposite the slots -8-- in the front surface --6-- of the outer rod barrel - meI --1-- are located. The slots are preferably arranged tangentially to a circle concentric to the drum cross section. The end face -5 of the inner drum - 2-- is concentrically connected to the shaft -11--, which is supported by at least one adjustable bearing --10-- in the hollow shaft --12-- of the outer drum --1 - Is pivoted. This hollow shaft can be provided with any means for driving it, e.g. with a belt pulley; it is supported by the bearing --9-- of any kind (e.g.
Ball or slide bearings). The axes of the two drums are divergent - either diverging from one another or they cross one another - as is illustrated on an exaggerated scale in FIG. The inclination of the drum axes relative to one another can be changed in the direction of the arrows entered in FIG. 1 by any means, not illustrated, such as screws, levers, worms, gears or the like.
The same effect can be achieved by pivoting the outer shaft in relation to the stably mounted inner shaft or by pivoting both shafts, ie. H. the outer shaft upwards and the inner shaft downwards.
The endless strip or the endless band of the filter fabric -13- is wound through the slots --7, 8 - in such a way that a toroid-like winding or coil is formed
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pressed against the inner wall of the drum and pushed upwards by the rods of the two drums, which protrude alternately during rotation, over the rounded edge-17-of the rod drum-1, from which edge the separated solids are thrown off.
The toroidal filter belt then moves, inside the drum, always in the direction of the axis of rotation or downwards outside the drum, possibly being supported by means not illustrated, such as ring-shaped wires or rods made of plastic or metal, and finally returns back down into the drum, for example over a series of rollers or over a rounded edge.
In this way the filter cloth tape is completely wound around the entire double rod drum system and forms a closed toroidal coil.
The two rod drums can optionally be arranged in a housing --14-- which is provided with one or more discharge tubes --15-- through which the mother liquid
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and the washing liquids are drawn off. The suspension to be filtered is introduced through the supply tube -18-, the washing liquids are similarly supplied through other tubes not shown in the drawings. The separated solids are discharged through the chute --16--.
The filter belt centrifuge can either be arranged in a horizontal or in a vertical position of the axis of rotation, or the axis of rotation can be inclined at any desired angle.
The individual separated liquids can, if desired, be collected in separate annular channels and drained therefrom. These troughs are attached in the usual manner at suitable distances from the centrifuge drum.
The housing --14 - can optionally be sealed off from the environment and filled with an inert gas inside.
It is also possible to first apply a suspension of a solid filter material, such as. B. activated carbon, silica gel, silica or similar. to apply and the suspension to be filtered only to be applied to the thus prepared filter belt.
Two separate feed pipes must therefore be provided, one for the application of the auxiliary layer and the second for the suspension. Most of the solid substances caught on the filter belt are thrown off at the turning points, the rest is washed off. However, if you want to preserve the solid substance of the suspension, it is necessary to remove the substance from
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