DE10022901C2 - Mischvorrichtung zum Zuführen und Dosieren einer Flüssigkeit in eine Schlammsuspension - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Zuführen und Dosieren einer Flüssigkeit in eine Schlammsuspension, die im Betrieb in einer mit einer Pumpe verbundenen Rohrleitung strömt, mit einem Gehäuse, das im Betrieb auf der Rohrleitung aufsitzt, mit einem von dem Gehäuse getragenen Antrieb, mit einer an den Antrieb angeschlossenen Welle, die sich durch das Gehäuse hindurch erstreckt, mit einem Hohlraum im Innern der Welle, mit einer Kammer zwischen dem Gehäuse und der Welle, mit einem Einlass für die Flüssigkeit in die Kammer unter Druck, mit mindestens einer Eintrittsöffnung in der Welle für den Zutritt der Flüssigkeit in den Hohlraum der Welle, mit einem Mischkopf, der in Verlängerung der Welle an dieser befestigt und durch diese antreibbar ist, der in die Rohrleitung hineinragt und der an seinem Umfang Mischflügel aufweist, mit einer Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeit aus dem Hohlraum der Welle in das Innere des Mischkopfs und mit mindestens einem Auslass für die Flüssigkeit aus dem Mischkopf in die Schlammsuspension.

Das Zugeben bzw. Dosieren von Filtrationshilfsmittel, auch Flockungsmittel bzw. Konditionierungsmittel genannt, zur Koagulation/Fällung von Feststoffen in wässrigen Phasen betrifft sämtliche Industriezweige. In vielen Fällen steht die grundsätzliche Aufbereitung von Suspensionen zur Entwässerung im Vordergrund, wobei in speziellen Fällen vor allem die Effizienz, also die Kostenfrage, eine wesentliche Rolle spielt. Dazu kann das richtige Zugabeverfahren des Filtrationshilfsmittels und die Anordnung der Zugabevorrichtung wesentlich sein.

Es gibt im Grunde genommen drei Impfstellen für die Zugabe von Filtrationshilfsmitteln. Die erste liegt vor, die zweite hinter und die dritte im Bereich der Beschickungspumpe.

Die Erfindung konzentriert sich auf die Vorrichtung, die beim Zugeben des Filtrationshilfsmittels gegen einen bestimmten Druck in der Förderleitung arbeitet.

Bei einer weiteren Vorrichtung zum Einmischen eines Filtrationshilfsmittels, bekannt aus der DE 40 29 824 A1, sitzt ein Verteilerkopf mit einer Anzahl von Austrittsöffnungen in einer Rohrleitung zwischen einer Pumpe zur Förderung der Suspension und einer Kammerfilterpresse. Der Verteilerkopf, der mit einem Antrieb zu dessen Rotation versehen ist, verfügt über Mischflügel, die das Filtrationshilfsmittel in die Suspension verteilen. Die Zuteilung des Filtrationshilfsmittels zum Verteilerkopf geschieht über eine dem Vorratsbehälter nachgeschaltete Dosierpumpe.

Aus der DE 197 19 637 C1 ist hierzu eine Vorrichtung zum Zugeben von Filtrationshilfsmittel bekannt. Dazu sitzt an einer Impfstelle des schlammführenden Rohres ein drehbarer Verteilerkopf. Aufgrund der rund um den rotierenden Verteilerkopf angeordneten Auslässe tritt Filtrationshilfsmittel aus dem Verteilerkopf aus und vermischt sich mit dem Klärschlamm. Direkt an der Impfstelle befindet sich auch eine Meßstelle mit einer Meßapparatur, die die Verteilung des Flockungsmittels im Klärschlamm mißt. Je nachdem, welcher Mischwert sich ergibt, wird die Zudosierung erhöht oder verringert. Zur Vermeidung des Eindringens von Schlamm in die Zuleitung für das Filtrationshilfsmittel ist ein Rückschlagventil eingebaut.

Aus dem vorgenannten Stand der Technik sind zwar Anordnungen und Ausführungen für Mischköpfe sowie Anordnungen eines Rückschlagventils bekannt; auf die Behebung von auftretenden Verschleißmängeln in den Lagern für die Mischköpfe ist unter Bedingungen von bis zu 40 bar hohem Beschickungsdruck für die Schlammförderung keine Lösung aufgezeigt.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, die Lagerung von Mischköpfen bei der Filtrationshilfsmittelzuführung vor Verschleiß zu schützen und die Standzeit der Mischvorrichtung zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Zuführen und Dosieren eines Filtrationshilfsmittels in eine mit einer Pumpe verbundene Suspensionsleitung, wobei ein Mischkopf über eine teilweise hohle Welle und eine mit dem Gehäuse gebildete ringzylindrische Kammer verbunden ist, in der die Dichtung für die Welle sitzt. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß der Aufbau und die Betriebsweise der Mischvorrichtung zum Zuführen und Dosieren des Filtrationshilfsmittels wesentlichen Einfluß auf die Standzeit ausübt.

Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausbildung der Erfindung, in der das Stellglied in Form einer Ventildrossel oder eines gleich wirkenden Elements in der mindestens teilweise hohlen Welle sitzt, läßt sich der Druck in dem Bereich, in dem die Dichtungen und Lagerungen für die Welle des Mischkopfes sitzen, höher einstellen, als der Druck im Bereich in dem die Schlammsuspension gefördert wird. Damit wird verhindert, daß die Schlammsuspension zur Beeinträchtigung der Dichtung und auch der Lagerung für den Mischkopf Führt.

In einer vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist in der hohlen Welle, die auch Zwischen- oder Hauptwelle genannt werden kann, eine Ventildrossel eingesetzt, die aus einem Drosselkörper bzw. einem Ventilkegel besteht, der mit einer Führungsbuchse verbunden ist. Der Drosselkörper wird von einer Feder gegen eine konische Dichtfläche gedrückt. Durch diese in Strömungsrichtung des Filtrationshilfsmittels vor dem Mischkopf angeordnete Ventildrossel wird der Kontakt der Dichtungs- und Lagerungselemente für den Mischkopf mit der Schlammsuspension verhindert.

Der Druck, der zum Öffnen der Ventildrossel führt und der damit im Bereich der Gleitringdichtungen im ringzylindrischen Raum zwischen der Welle und dem Gehäuse herrscht, ist stets größer als die Kraft, die die Feder auf die konischen Dichtflächen des Drosselkörpers ausübt. Das bedeutet, daß der Druck P1 im Filtrationshilfsmittelbereich stets größer sein muß als der Druck P2 im Bereich der Schlammsuspension. Erfindungsgemäß werden Drücke der Suspension bis zu 40 bar erreicht.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung sind als Dichtungen Gleitringdichtungen, vorzugsweise eine doppelt wirkende Gleitringdichtung, eingesetzt. Diese Dichtungen, die während des Betriebs der Mischvorrichtung mit einem Sperr- oder Schmiermittel versehen werden müssen, werden hier erfindungsgemäß mit dem Filtrationshilfsmittel beaufschlagt, wodurch keine zusätzlichen Vorrats- oder Druckbehälter notwendig sind.

Eine der Ausführungsformen der Erfindung wird im Nachfolgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Mischvorrichtung mit Mischkopf, Ventildrossel und Lagerung.

In Fig. 1 ist eine Mischvorrichtung 10 dargestellt, die Filtrationshilfsmittel in den Teil einer Rohrleitung 12 einbringt. Die Rohrleitung 12 hat zwei Flansche 14, 14'. Der eine Flansch ist das Verbindungsstück zur Rohrleitung zu einer Förderpumpe für die Schlammsuspension, der andere Flansch das Verbindungsstück für die Rohrleitung zu einer Filter- oder Schneckenpresse.

Die Mischvorrichtung 10 besteht aus einem Mischkopf 16, der über eine Welle 18 mit einem Antrieb 20 verbunden ist. Die Welle 18 erstreckt sich durch ein Gehäuse 22 und ist gegenüber dessen Flanschoberteil 24 und Flanschunterteil 26 mittels Kugellager 28 und 30 drehbeweglich angeordnet. Als Abdichtung der Lager sind doppelt wirkende Gleitringdichtungen 32, 34 vorgesehen.

Das Gehäuse 22 und die Welle 18 begrenzen eine ringzylindrische Kammer 36. In dieser Kammer 36 fließt über einen Einlaß 38 Filtrationshilfsmittel unter Druck zu. Das Filtrationshilfsmittel dient hier als Trenn- und Schmiermittel für die doppelt wirkenden Gleitringdichtungen 32, 34. Die Welle 18 weist an dem Ende, an dem sie mit dem Mischkopf 16 verbunden ist, einen inneren Hohlraum 40 auf, in dem das Stellglied in Form einer Ventildrossel 41 oder einer wirkungsgleichen Einrichtung sitzt. Im Ausführungsbeispiel besteht die Ventildrossel 41 aus einer Feder 42, einer Führungsbuchse 44 und einem Ventilkegel 46. Nachdem der Druck P1 in der Kammer 36 für das Filtrationshilfsmittel stets höher sein muß als der Druck P2 in der Rohrleitung 12 kann die Feder passend zum jeweiligen Druck gewählt und eingesetzt werden. Der in der Kammer 36 höhere Druck P1 verhindert, daß Suspension in den Bereich der Gleitringdichtungen über den Ventilsitz und Schlitze 47 gelangt. Die Feder 42 wird von einem Sicherungsring 48 gehalten und einer Scheibe 50 aufgenommen. Im unteren Lagerungsdeckel 51 sitzt eine Dichtung 53.

Eine Wellenverlängerung 52 für den Mischkopf 16 ist über ein Gewinde mit der Welle 18 verbunden und durch einen Stift 54 fixiert. Das Filtrationshilfsmittel strömt aus Schlitzen 56, wobei Flügel 58 für eine intensive Vermischung mit der Schlammsuspension sorgen. Im Ausführungsbeispiel ist der Mischkopf 16 und das dazugehörige Rohrteil über eine Mischeraufnahme 60 mit der Kammer 36 verbunden.

Claims (6)

1. Mischvorrichtung zum Zuführen und Dosieren einer Flüssigkeit in eine Schlammsuspension, die im Betrieb in einer mit einer Pumpe verbundenen Rohrleitung (12) strömt, mit einem Gehäuse (22), das im Betrieb auf der Rohrleitung aufsitzt, mit einem von dem Gehäuse getragenen Antrieb (20), mit einer an den Antrieb angeschlossenen Welle (18), die sich durch das Gehäuse hindurch erstreckt, mit einem Hohlraum (40) im Innern der Welle, mit einer Kammer (36) zwischen dem Gehäuse und der Welle, mit einem Einlass (38) für die Flüssigkeit in die Kammer (36) unter Druck, mit mindestens einer Eintrittsöffnung (47) in der Welle für den Zutritt der Flüssigkeit in den Hohlraum (40) der Welle, mit einem Mischkopf (16), der in Verlängerung der Welle an dieser befestigt und durch diese antreibbar ist, der in die Rohrleitung hineinragt und der an seinem Umfang Mischflügel aufweist, mit einer Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeit aus dem Hohlraum der Welle in das Innere des Mischkopfs und mit mindestens einem Auslass (56) für die Flüssigkeit aus dem Mischkopf in die Schlammsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (40) der Welle (18) eine Ventildrossel (41) angeordnet ist, die im Betrieb die Strömungsverbindung zwischen der Kammer (36) und dem Auslass (56) derart unterbricht, dass der Druck P1 in der Kammer (36) für die Flüssigkeit höher gehalten wird als der Druck P2 in der Rohrleitung (12) für die Schlammsuspension.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventildrossel (41) aus einer Feder (42), einer Führungsbuchse (44) und einem Ventilkegel (46) besteht.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der ringzylindrischen Kammer (36) als Wellenabdichtung Gleitringdichtungen (32, 34) angeordnet sind.

4. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (18) Kugellager (28, 30) aufweist.

5. Mischvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Ventildrossel (41) ist, dessen Schließdruck einstellbar ist.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrationshilfsmittel gleichzeitig das Schmier- und Sperrmittel für die doppelt wirkenden Gleitringdichtungen (32, 34) ist.