CH629675A5 - Device for separating solid and liquid substances - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trennen von festen und flüssigen Stoffen, insbesondere zum Entsaften von landwirtschaftlichen Produkten mit einem drehbar gelagerten Pressbehälter, der in seinem Inneren durch einen haubenartigen Pressbalg in einen Pressraum und einen Druckraum unterteilt ist, wobei der Druckraum eine Einlassanordnung für ein Druckfluidum und der Pressraum an dem dem Pressbalg gegenüberliegenden vollwandigen Segment des Behälters gewölbeartige perforierte Drainage-Kanäle aufweist.

Bei Verwendung solcher Pressen zur Durchführung von Gärverfahren tritt der Übelstand ein, dass die im Verfahren entstandenen Gärgase (Kohlesäure) aus dem Pressraum nicht entweichen können.

Weil zur Auflockerung der im Pressraum befindlichen Maische der Behälter in Rotation versetzt wird, ist es nicht einfach, das Gas ohne Flüssigkeitsverluste abzuführen. Ein bei Überschreitung eines Mindestdruckes selbsttätig öffnendes Gärgasventil würde unter Umständen gerade dann öffnen, wenn das mitumlaufende Gärgasventil sich im unteren Bereich des Behälters befindet. Es käme dann zu einem Saftaustritt durch das Gärgasventil. Überdies würde das Gärgasventil verschmutzen und nicht mehr funktionieren.

Es sind weiter sogenannte Gär- und Entsaftungsbehälter bekannt, die um ihre horizontale Achse angetrieben sind und im Inneren des Behälters im Abstand von den seitlichen Stirnwänden Siebböden aufweisen, welche mit den Stirnwänden Saftauffangkammern bilden. Die Kammern sind im Inneren des Behälters leistungsverbunden. Am Umfang des Behälters, im Bereich der Saftauffangkammern, ist mindestens ein Gärventil angeordnet, das von aussen über eine Steuerkurve betätigt wird.

Ziel der Erfindung ist es, an einer Einrichtung der eingangs genannten Art ein Gärgasventil so anzuordnen, dass die im Pressraum auftretenden Gärgase zuverlässig, ohne Flüssigkeitsverluste und ohne Verstopfungsgefahr für das Gärgasventil abgeführt werden können.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass in der Wand des Mantels 2 des Pressbehälters 1 ein Gärgasventil 18 angeordnet ist, das im Inneren des Pressbehälters 1 unter einem Drainage-Kanal 17 oder im Bereich des Saft-sammelraums 14 mündet und dessen von einer Feder in Schliessstellung gehaltener Ventilkörper 22 sich in Offenstellung an einer über der Rotationsachse des Pressbehälters 1 angeordneten Steuerkurve 19 abstützt.

Auf diese Weise wird zunächst bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine Abführung der Gärgase von der Stelle ihrer Bildung, nämlich dem Pressraum, ermöglicht. Weiter ist das Gärgasventil in der Wand des Behälters angeordnet. Es befindet sich deshalb, da es mit dem Pressbehälter umläuft, bei jedem Umlauf einmal am höchsten und einmal am tiefsten Punkt des Mantels. Das Gärventil wird jedoch nicht druckgesteuert oder ständig offengehalten. Vielmehr wird es dann, wenn es sich am höchsten Punkt seiner Bahn befindet, nämlich lotrecht über der Rotationsachse des Pressbehälters, wenn sich dieser in Gärstellung befindet, zwangsweise durch Abstützung an einer hier angeordneten Steuerkurve aufgesteuert. Angesammelte Gärgase können entweichen. Nach Verlassen der Steuerkurve schliesst aber wegen der Beendigung der Abstützung der Ventilkörper sofort. Ein Saftaustritt über das Gärgasventil ist demnach unabhängig davon, obschon dieser im Bereich der Drainage-Kanäle angeordnet ist. Gleicherweise ist auch eine Verschmutzung aufgrund dieser Funktion vermieden, weil einerseits weder Saft noch Maische in das offene Gärgasventil eindringen können, anderseits das Gärgasventil erst an seinem höchsten Punkt geöffnet wird, wo oberflächlich auf ihm aufliegende Massen bereits abgetropft bzw. abgefallen sind.

Die Drainage-Kanäle sind perforiert und dienen der freien Abführung des Saftes aus dem Pressraum. Die Maische kann jedoch in die Drainage-Kanäle nicht eindringen. Damit ist der Verschmutzung des Gärgasventils noch sicherer entgegengewirkt.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen zylindrischen Pressbehälter

Fig. 2 bis 4 im Querschnitt einen grundsätzlich demjenigen der Fig. 1 entsprechenden - in bezug auf die Saftauslass5

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anordnung allerdings modifizierten - Pressbehälter in verschiedenen Arbeitsstellungen, und

Fig. 5 einen Schnitt durch das Gärventil.

Fig. 1 zeigt einen Pressbehälter 1 mit einem zylindrischen Mantel 2, der an seinen beiden Enden durch gewölbte Stirnwandungen 3 abgeschlossen ist. Letztere sind mit Lagerzapfen 4 verbunden, die in Lagerböcken 5 drehbar abgestützt sind. Über ein mit dem Lagerzapfen 4 drehfest verbundenes Zahnrad 6 ist der Pressbehälter 1 von einem nicht näher veranschaulichten Antriebsmechanismus aus antreibbar.

Fig. 2 zeigt einen innerhalb des Pressbehälters 1 befindlichen haubenförmigen Pressbalg 8, dessen Rand in unmittelbarer Nähe einer Axialebene des Behälters an den Wandungen desselben, d.h. an dem Mantel 2 und den beiden Stirnwandungen 3 dichtend verankert ist. Diese in einer die Achse des Pressbehälters 1 enthaltenen Axialebene «rundherum» verlaufende Verankerung 7 erfolgt mit Dichtstreifen 9, die durch auf vom Mantel 2 bzw. den Stirnwandungen 3 nach innen vorstehenden Bolzen aufgeschraubte Muttern oder auf andere Weise unter Zwischenlage des Pressbalgs 8 auf der Wand niedergehalten werden. Entsprechend dieser Anordnung wird der Pressbehälter 1 durch den Pressbalg 8 in einen Pressraum 10 und in einen Druckraum 11 unterteilt. Letzterer steht mittels einer generell über eine Einlassanordnung 12 mit einer nicht dargestellten Quelle für ein Druckfluidum in gesteuerter bzw. steuerbarer Verbindung. Der Ausdruck «Druck» bedeutet hier sowohl Überdruck als auch Unterdruck, wobei also dementsprechend vorgesehen ist, das Druckfluidum in den Druckraum 11 einzuführen bzw. von dort abzuführen. Im ersten Fall wird der Druckraum 11 zu Lasten des Pressraumes 10 vergrössert, im zweiten Fall wird der Pressbalg 8 mehr oder weniger an die Behälterwandung angelegt.

Als Einlassanordnung 12 für das Druckfluidum dient der Lagerzapfen 4, der als Hohlzapfen ausgebildet ist und der über eine mitumlaufende Leitung 13 mit einer an der Innenseite der Behälterwandung anliegenden Einlassleitung verbunden ist.

Man erkennt in Fig. 1 weiter einen ringförmigen Saft-sammelraum 14, einen als Einlassanordnung für die Maische dienenden Rohrstutzen 15, der über ein Ventil mit der Maischepumpe verbunden ist, sowie eine durch einen Deckel verschliessbare Öffnung 16, die selbstverständlich sowohl als Einfüll- als auch als Entleerungsstutzen verwendet werden kann. Diese und alle anderen Teile sind, wie in der Zeichnung gezeigt, ausgebildet und angeordnet. Im Innern des Pressbehälters 1 sind Drainagekanäle 17 vorgesehen, die parallel zu den Mantellinien des zylindrischen Behälters verlaufen und durch eine Stirnseite des Behälters hindurch in den ringförmigen Saftsammeiraum 14 münden.

Vorzugsweise können die Drainagekanäle 17 auch wendeiförmig an der Behälterinnenwand angeordnet werden. Sie können dann gleichzeitig als Austragelement verwendet werden, wenn sie in ihrem Querschnitt als dachförmige Rinnenelemente ausgebildet sind. Diese Rinnenelemente sind mit einer über ihre ganze Oberfläche sich erstreckenden Perforation versehen.

An der Aussenwand des Pressbehälters 1 ist im Bereich des Pressraumes 10 ein Gärventil 18 angeordnet, das dafür sorgt, dass das im Gärprozess entstandene Gas aus dem Pressraum 10 entweichen kann. Das Anbringen dieses Gärventils 18 an der äusseren Wand des Behälters ist aufgrund der Verschmutzungsgefahr unter einem Drainagekanal vorzusehen.

Wird der Pressbehälter 1 in Rotation versetzt, öffnet es im Moment der Gärstellung des Behälters, d.h. immer dann, wenn das im Bereich des Drainagekanals 17 angeordnete Gärventil 18 am Umfang des Behälters 1 den höchsten

Punkt erreicht (Fig. 2). Das wird durch eine an dieser Stelle ortsfest angeordnete Steuerkurve 19 erreicht. Sobald das Gärungsventil auf diese aufläuft, öffnet es selbsttätig und gibt unter Abbau des Überdrucks im Pressraum 10 die Gärgase in die Umgebung ab. Durch seitliches Verschieben bzw. Wegversetzen der Steuerkurve 19 kann erreicht werden, dass das Gärventil 18 in der Auflockerungsphase ständig geschlossen ist.

Fig. 3 zeigt den Pressbehälter 1 in einer Stellung, in der die Öffnung 16 den höchsten Punkt am Umfang des Mantels 2 erreicht. Der die Öffnung 16 verschliessende Deckel kann zur Durchführung von Arbeiten geöffnet werden.

Fig. 4 zeigt die Einleitung des Saftablaufs. Der Pressbehälter 10 wird hierfür um 180° aus der Gärstellung nach Fig. 2 in die Entsaftungsstellung gedreht. Das Gärventil 18 ist geschlossen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Gärventils 18. Ein Flansch 20 dient zur Befestigung des Gärventils am Mantel 2 des Pressbehälters 1 unter Zwischenlage einer Dichtung. Mit dem Flansch 20 ist ein Zylinder 21 verschweisst, dessen Achse zu der des Pressbehälters senkrecht steht. Im Zylinder 21 ist ein Ventilkörper 22 achsbeweglich geführt. An dem Pressbehälter 1 zugewandten Ende des Ventilkörpers 22 ist in eine Ringnut ein Dichtungsring 23 eingelegt. Eine zwischen Flansch 20 und einen am vom Pressbehälter abgewandten Ende des Ventilkörpers angeschweisster Flansch 24 eingesetzte Schraubenfeder 25 zieht den Ventilkörper 22 aus dem Zylinder 21 radial nach aussen aus. Diese Bewegung wird durch einen Anschlagstift 26 begrenzt, der vom Aussenum-fang des Ventilkörpers 22 radial absteht und in einem achsparallelen Langloch des Zylinders 21 geführt ist. Das Gärventil ist in Fig. 5 in seiner durch Schraubenfeder 25 und Anschlagstift 26 bestimmten geschlossenen Endstellung gezeigt.

Am radialen Aussenende des Ventilkörpers 22 trägt dieser eine auf einer Achse umlaufend gelagerte Rolle 27. Läuft die Rolle 27 auf die Steuerkurve 19 auf, so wird der Ventilkörper 22 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 25 im Zylinder 21 nach unten und in den Pressbehälter 1 eingedrückt. Dabei kommt eine in der Wandung des Ventilkörpers 22 über dem Dichtring 23 ausgebildete Ringeinfräsung 28 erheblicher axialer Länge mit dem Inneren des Pressraumes 10 über Schlitze des in diesen hineinragenden Endes des Zylinders 21 in Verbindung und entlüftet diesen über Durchbrechungen 29 des Zylinders 21, die über den Flansch 20 in die freie Atmosphäre münden. Sobald die Rolle 27 die Steuerkurve 19 wieder verlässt, wird die Verbindung des Pressraumes 10 über die Ringeinfräsung 28 des Ventilkörpers 22 und die Durchbrechungen 29 des Zylinders 21 wieder aufgehoben. Der Ventilkörper 22 weist im Inneren eine durchgehende Axialbohrung auf. Diese ist auf der in den Pressraum 10 mündenden Seite als Ventilsitz für ein selbsttätiges Überdruckventil ausgebildet, das aus einer als Ventilkörper dienenden Kugel 30, einer die Kugel 30 auf den Ventilsitz drük-kenden Schraubenfeder 31 und einer als Gegenlager dienenden Stellschraube 32 besteht, die zur Einregelung des Sicherheitsdrucks in einem Gewindeabschnitt der Axialbohrung verstellt werden kann. Hierfür genügt es nach Lösen eines Sicherheitsschräubchens 33, die Rolle 27 nach Herausstossen ihrer Achse zu entnehmen. Die Stellschraube 32 ist dann zugänglich. Tritt im Pressraum 10 ein gefährlicher Überdruck auf, so hebt die Kugel 30 von ihrem Sitz ab und entlüftet den Pressraum über Bohrungen 34, die in die Ringeinfräsung 28 münden, sowie die Durchbrechungen 29. Ist der Sicherheitsschwellwert unterschritten, so schliesst das Sicherheitsventil selbständig wieder. Es erfolgt also kein so weitgehender Druckabbau, wie beim Auflaufen der Rolle 27 auf die Steuerkurve 19. Die Funktion des Sicherheitsventils ist von dieser völlig unabhängig.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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1. Einrichtung zum Trennen von festen und flüssigen Stoffen, insbesondere zum Entsaften von landwirtschaftlichen Produkten, mit einem drehbar gelagerten Pressbehälter, der in seinem Inneren durch einen haubenartigen Pressbalg in einen Pressraum und einen Druckraum unterteilt ist, wobei der Druckraum eine Einlassanordnung für ein Druck-fluidum und der Pressraum an dem dem Pressbalg gegenüberliegenden vollwandigen Segment des Behälters gewölbeartige, perforierte Drainage-Kanäle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand des Mantels (2) des Pressbehälters (1) ein Gärgasventil (18) angeordnet ist, das im Inneren des Pressbehälters (1) unter einem Drainage-Kanal (17) oder im Bereich des Saftsammeiraums (14) mündet und dessen von einer Feder in Schliessstellung gehaltener Ventilkörper (22) sich in Offenstellung an einer über der Rotationsachse des Pressbehälters (1) angeordneten Steuerkurve (19) abstützt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (19) lotrecht über der Rotationsachse des Pressbehälters (1) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gärgasventil (18) auf einer Mantellinie des Pressbehälters (1) zwischen Einfüllstutzen und Saftablauf angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) bezüglich des Pressbehälters (1) radialbeweglich in einem Durchbrechungen (29) für den Gasaustritt aufweisenden Zylinder (21) als Führung gelagert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (22) an seinem radialen Aussenen-de eine mit der Steuerkurve (19) zusammenwirkende Rolle (27) aufweist, deren Drehachse zur Rotationsachse des Pressbehälters (1) parallel ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Innenbohrung des Ventilkörpers (22) ein Überdruckventil angeordnet ist, das wie das gesteuerte Gärgasventil (18) einerseits im Pressraum (10) und anderseits in der freien Atmosphäre mündet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (19) am Umfang des Pressbehälters (1) ortsfest angeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (19) zur Verstellung des Öffnungszeitpunktes des Gärgasventils (18) längs dessen Bewegungsbahn in einer Parallelführung versetzbar und feststellbar angeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (19) zur Ausser-betriebnahme des Gärgasventils (18) von dessen Bewegungsbahn unter Erhöhung des Abstandes von der Rotationsachse des Pressbehälters (1) nach aussen oder bei gleichbleibendem Abstand von der Rotationsachse seitlich versetzbar und feststellbar ist.