-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Reinigung
mineralischer Feststoffe, wie z. B. Ton oder dergleichen keramische Massen,
mit zumindest einer Fördereinheit und einer Filtereinrichtung,
wonach die Feststoffe im Wesentlichen in Längsrichtung
der zugehörigen Vorrichtung durch die Fördereinheit
zur Filtereinrichtung gefördert werden.
-
Solche
Verfahren und zugehörige Vorrichtungen sind bekannt und
werden beispielsweise als Siebfiltermischer bezeichnet sowie in
der
DE 203 02 003
U1 beschrieben. Siebfiltermischer haben sich grundsätzlich
bewährt, wenn es darum geht, Verschmutzungen in den mineralischen
Feststoffen auszusondern. Hierbei kann es sich um Steine, Holzreste
etc. handeln, weil die fraglichen mineralischen Feststoffe in beispielsweise
Tongruben gewonnen werden und folglich natürlichen Ursprungs
sind. Da die mineralischen Feststoffe unmittelbar durch das endseitig
der Fördereinheit vorhandene Sieb bzw. die Filtereinrichtung
hindurchgedrückt werden müssen, sind relativ hohe
Antriebsleistungen erforderlich. Hier setzt die Erfindung ein.
-
Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges
Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Reinigung
mineralischer Feststoffe so weiter zu entwickeln, dass eine höhere
Leistung erzielt wird bzw. mit geringerer Antriebsleistung bei gleicher
Förderleistung gearbeitet werden kann.
-
Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem
gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die
Fördereinheit und/oder die Filtereinrichtung mit Ablenkmitteln
ausgerüstet werden, welche die Feststoffe unter grundsätzlicher
Beibehaltung ihrer Förderung in Längsrichtung
durch zusätzliches Erzeugen einer Scherwirkung räumlich
im Vergleich zur Längsrichtung ablenken.
-
Das
heißt, die mineralischen Feststoffe erfahren eine zusätzliche
Ablenkung im Vergleich zur Förderrichtung, welche regelmäßig
mit der Längsrichtung der Vorrichtung zusammenfällt.
Durch diese ergänzende Ablenkung meistens quer oder in
einem Winkel zur Längsrichtung wird in dem Feststoff eine zusätzliche
Scherwirkung erzeugt. Das heißt, einzelne Ebenen des Feststoffes
gleiten aneinander entlang und sorgen auf diese Weise dafür,
dass im Feststoff eingelagerte Fremdpartikel effektiv zerkleinert werden.
-
Dieser
Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass mineralische und
insbesondere keramische Feststoffe ohnehin über einen ausgeprägten
mikroskopischen Schichtaufbau verfügen, welcher das Aneinandergleiten
einzelner Materialschichten und damit die Scherwirkung unterstützt.
Jedenfalls sorgen die Ablenkmittel insgesamt dafür, dass
die zu reinigenden mineralischen Feststoffe nicht nur in Längsrichtung
der Vorrichtung bzw. in Förderrichtung auf die Filtereinrichtung
zubewegt werden, sondern gegenüber der Längsrichtung
eine räumliche Ablenkung erfahren, so dass es zu dem beschriebenen
Effekt des Aneinandergleitens verschiedener Materialschichten und
der damit verbundenen Zerkleinerungswirkung kommt.
-
Meistens
sind die Ablenkmittel so ausgelegt und gestaltet, dass der aufzubereitende
Feststoff mit einer Geschwindigkeitskomponente quer zu seiner Förderrichtung
beaufschlagt wird. Besonders bewährt hat es sich, wenn
der fragliche Feststoff rotativ im Vergleich zur Längsrichtung
bzw. Förderrichtung abgelenkt wird, so dass der Feststoff
bzw. die mehreren Feststoffe einer oder mehreren wendelförmigen Transienten,
das heißt Bewegungsrichtungen, folgen. Anders ausgedrückt,
wird der in Förderrichtung längs der Vorrichtung
bewegte Feststoff quer zu dieser Förderrichtung abgelenkt,
und zwar dergestalt, dass er nach vorteilhafter Ausführungsform
zusätzlich und im Querschnitt der Vorrichtung gesehen einer
Rotationsbewegung im Vergleich zur Längsachse als Mittelpunkt
vollführt.
-
Da
die Vorrichtung meistens mit einem nahezu zylindrischen Gehäuse
umfangsseitig der Fördereinheit ausgerüstet ist,
gibt der zugehörige Umfang des Gehäuses die Kreisbewegung
mit der Längsachse der Vorrichtung im Mittelpunkt vor.
Als Folge der sich überlagernden Kreisbewegung und Förderbewegung
in Längsrichtung bzw. Förderrichtung stellt sich
die bereits beschriebene insgesamt wendelförmige Bewegung
der Feststoffe ein.
-
Im
Detail hat es sich bewährt, wenn die Ablenkmittel als Inhomogenitäten
in einer die Fördereinheit umschließenden Auskleidung
bzw. im Gehäuse ausgeführt sind. Alternativ oder
zusätzlich können solche Inhomogenitäten
auch auf einer Außenfläche der Fördereinheit
realisiert werden, um die gewünschte Bewegungskomponente
in rotativer Richtung auf die Feststoffe zu übertragen.
-
Ferner
liegt es im Rahmen der Erfindung, alternativ oder zusätzlich
solche Inhomogenitäten in der Filtereinrichtung vorzusehen.
In diesem Zusammenhang hat es sich nämlich als günstig
erwiesen, wenn die Filtereinrichtung als Filtersieb bzw. Siebplatte
mit Filteröffnungen ausgeführt ist, welche in Förderrichtung
bzw. Längsrichtung der Vorrichtung einen unterschiedlichen Öffnungsquerschnitt
aufweisen. Hierdurch werden wiederum Ablenkmittel zur Verfügung
gestellt, die für eine Ablenkung der Feststoffe im Vergleich
zur Längsrichtung bzw. Förderrichtung sorgen und
eine zusätzliche Scherwirkung bewirken. Meistens sind die
Filteröffnungen so angeordnet, dass sie der Ablenkbewegung
des Feststoffes in Querschnittsrichtung folgen, das heißt,
ihre Querschnittsöffnungen sind im Vergleich zur Längsachse
der Vorrichtung rotationssymmetrisch angeordnet.
-
Bei
der Fördereinheit handelt es sich vorteilhaft um wenigstens
eine von einem Gehäuse ganz oder teilweise umgebene Förderschnecke.
Grundsätzlich kann auch eine andere Fördereinheit
zum Einsatz kommen. Dabei sind Ablenkmittel in Form von Stegen bei
solchen Förderschnecken zur Extrusion mineralischer Feststoffe
grundsätzlich bekannt, nicht jedoch – wie bei
der Erfindung – in Verbindung mit der Reinigung mineralischer
Feststoffe.
-
Im
Detail ist meistens das die Fördereinheit bzw. die Förderschnecke
umgebende Gehäuse innenwandseitig mit Stegen als Ablenkmittel
ausgerüstet. Diese Stege sind meistens als größtenteils
im Querschnitt rechteckförmige Profilstäbe ausgebildet, die
innenwandseitig am Gehäuse angebracht, z. B. angeschweißt,
werden. Nach vorteilhafter Ausgestaltung sind die Ablenkmittel bzw.
Stege gleichmäßig über den Innenumfang
des fraglichen Gehäuses verteilt angeordnet. Außerdem
hat es sich bewährt, wenn die Ablenkmittel bzw. Stege wenigstens
eine Wendel entlang der Innenwand bzw. entlang des Innenumfanges
des Gehäuses beschreiben. Meistens sind mehrere voneinander
gleich beabstandete Wendeln übereinstimmender Drehrichtung
am Innenumfang des Gehäuses angeordnet.
-
Schlussendlich
hat es sich bewährt, wenn die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Reinigung mineralischer Feststoffe auf zwei gegenläufige
Fördereinheiten zurückgreift. Zu diesen gegenläufigen
Fördereinheiten korrespondieren meistens zugehörige ebenfalls
gegenläufige Ablenkmittel.
-
Im
Ergebnis werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung
mineralischer Feststoffe wie z. B. von Tonen oder dergleichen keramischen Massen
zur Verfügung gestellt, welche insgesamt leistungssteigernd
arbeiten. Das lässt sich im Kern darauf zurückführen,
dass durch die zusätzliche vorteilhafte rotative Ablenkung
der Feststoffe bei ihrem Transport in Förderrichtung bzw.
Längsrichtung der Vorrichtung mit Hilfe der Ablenkmittel
eine Scherwirkung erzielt wird und demzufolge Fremdstoffe bereits vor
Erreichen der Siebeinrichtung wirksam zerkleinert werden. Dadurch
können diese zerkleinerten Fremdstoffe die Förderung
nicht mehr – wie früher – behindern,
weil sie von der Siebeinrichtung zurückgehalten werden,
sondern im günstigsten Fall die Filteröffnungen
passieren.
-
Im Übrigen
vermittelt die üblicherweise als Fördereinheit
eingesetzte Förderschnecke den Feststoffen gegebenenfalls
und von vornherein eine gewisse Bewegungskomponente in rotativer
Richtung, die durch die Ablenkmittel noch verstärkt wird.
Das gilt besonders für den Fall, dass die Drehrichtung
von den Schneckenflügeln der Förderschnecke und
diejenige der wendelförmig an der Innenwand des Gehäuses
angeordneten Ablenkmittel jeweils übereinstimmen. Außerdem
wird man vorteilhaft zugehörige Steigungen von einerseits
den Schneckenflügeln und andererseits den wendelförmig
angeordneten Ablenkmitteln aneinander anpassen bzw. in etwa in gleicher
Größe auslegen.
-
Immer
wird im Bereich der Fördereinheit und auch an der Filtereinrichtung
direkt durch die zusätzliche rotative Bewegungskomponente
der Feststoffe eine ergänzende Scherwirkung erzielt, welche
sowohl eine durchsatzerhöhende Wirkung entfaltet als auch
den Einsatz kleinerer Filteröffnungen als bisher ermöglicht.
Dadurch kann die Filterwirkung der Filtereinrichtung verbessert
werden.
-
Da
die Ablenkmittel bzw. die an dieser Stelle vorteilhaft vorgesehenen
Stege ineinandergreifend ausgelegt sind, ergibt sich eine fortlaufende
Wendelform. Diese fortlaufende Wendelform wird lediglich dann unterbrochen,
wenn zwei gegenläufige Fördereinheiten bzw. Förderschnecken
mit zugehörigen gegenläufigen Ablenkmitteln bzw.
Stegen realisiert sind, und zwar in deren Überlappbereich.
Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
-
1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung mineralischer
Feststoffe in schematischer Seitenansicht und
-
2 einen
Blick aus Richtung X auf den Gegenstand nach 1, das heißt
die Filtereinrichtung in Frontansicht.
-
In
den Figuren ist eine Vorrichtung zur Reinigung mineralischer Feststoffe
dargestellt, bei welcher es sich vorliegend und nicht einschränkend
um einen so genannten Siebfiltermischer handelt. Dieser setzt sich
in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Fördereinheit 1 und
einer Filtereinrichtung 2 zusammen. Bei der Fördereinheit 1 handelt
es sich vorliegend und nicht einschränkend um eine Förderschnecke 1a,
die von einem Gehäuse 1b eingehaust bzw. umgeben
wird. Tatsächlich sind zwei gegenläufige Förderschnecken 1a realisiert,
die in einem gemeinsamen größtenteils zylindrischen
Gehäuse 1b aufgenommen werden und sich in einem Überlappbereich Ü überdecken.
Das Gehäuse 1b ist innenseitig mit ggf. austauschbaren
Verschleißeinsätzen ausgerüstet, was
jedoch nicht zwingend ist.
-
Mit
Hilfe der Fördereinheit 1 bzw. der Förderschnecken 1a in
Verbindung mit dem sie umgebenden (zylindrischen) Gehäuse 1b werden
die mineralischen Feststoffe in Förderrichtung F zur Filtereinrichtung 2 hin
befördert bzw. transportiert. Dabei dient die Filtereinrichtung 2 grundsätzlich
dazu, Schmutzpartikel, Fremdstoffe usw. zurückzuhalten,
so dass ausgangsseitig ein unmittelbar weiterverarbeitbarer Ton respektive
ein anderer mineralischer und vorzugsweise keramischer Feststoff
zur Verfügung steht.
-
Man
erkennt, dass die Fördereinheit
1 bzw. dass die
Förderschnecken
1a umgebende Gehäuse
1b innenwandseitig
mit Stegen
3 ausgerüstet ist. Die Stege
3 fungieren ähnlich
wie Öffnungen
4 in der Filtereinrichtung
2 bzw.
einer Filterplatte bzw. Siebplatte
5 als Ablenkmittel
3,
4,
wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Grundsätzlich
sind solche Stege
3 innenwandseitig eines Gehäuses
1b bei
einer Förderschnecke
1a bekannt, wie dies bereits
in der
DE 1 271 973 erläutert
wird, allerdings nicht bei einer Vorrichtung zur Reinigung derartiger
mineralischer Feststoffe bzw. einem Siebfiltermischer.
-
Man
erkennt, dass die Ablenkmittel 3, 4 bzw. die Stege 3 und
die Öffnungen oder Filteröffnungen 4 gleichmäßig über
den Innenumfang des Gehäuses 1b bzw. die Filtereinrichtung 2 verteilt
angeordnet sind. Außerdem formen die Ablenkmittel bzw.
Stege 3 vorliegend mehrere ineinander greifende Wendel 6 entlang
der Innenwandung bzw. des Innenumfangs des Gehäuses 1b.
Dabei verlaufen die Wendel 6 jeweils vorteilhaft mit gleicher
Drehrichtung und übereinstimmender Steigung sowie gleich
beabstandet. Das ist selbstverständlich nicht zwingend.
Anhand der 1 erkennt man, dass in dem Gehäuse 1b zwei
unterschiedliche Gruppen von Wendeln 6 realisiert sind,
und zwar jeweils eine Gruppe pro Förderschnecke 1a.
-
Dabei
ist die Auslegung so getroffen, dass die der jeweiligen Förderschnecke 1a zugeordnete Wendel 6 bzw.
die Gruppe an Wendeln 6 eine gegenläufige Rotationsrichtung
aufweisen. Außerdem hat es sich bewährt, wenn
die jeweilige Wendel 6 von ihrer Drehrichtung und Steigung
her an die Drehrichtung und Steigung zugehöriger Schneckenflügel 7 der
jeweiligen Förderschnecke 1a angepasst ist.
-
So
oder so wird durch die Ablenkmittel 3, 4 und insbesondere
die innenwandseitig im Gehäuse 1b vorhandenen
und im Querschnitt meistens rechteckförmigen Stege 3 in
Gestalt von üblicherweise Profilstegen erreicht, dass der
in Förderrichtung F transportierte Feststoff die fragliche
Förderrichtung F in Längsrichtung der Vorrichtung
beibehält und zusätzlich im Vergleich zu der Förderrichtung
F bzw. der Längsrichtung ablenkt wird, wobei hierdurch
eine ergänzende Scherwirkung in dem Feststoff erzeugt wird.
Tatsächlich wird der Fest stoff mit Hilfe der Ablenkmittel 3, 4 bzw.
der Stege 3 zusätzlich in rotativer Richtung im
Vergleich zur Förderrichtung F abgelenkt. Das heißt,
der Feststoff wird mit einer ergänzenden Bewegungskomponente
quer zur Förderrichtung F beaufschlagt, und zwar im Rahmen
des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend
dergestalt, dass der Feststoff ergänzend und im Querschnitt
der Vorrichtung gesehen eine Rotation um eine Längsachse
L als Mittelpunkt vollführt.
-
Tatsächlich
sind vorliegend zwei Längsachsen L je Förderschnecke 1a vorgesehen,
wobei der Feststoff mit Bezug zur unteren Förderschnecke 1a in
der 1 beim Blick in Richtung X eine Rotation im Uhrzeigersinn
vollführt und mit Bezug zur oberen Förderschnecke 1a eine
solche im Gegenuhrzeigersinn. Dadurch wird eine insgesamt besonders
wirksame Durchmischung des Feststoffes und zugleich eine erhöhte
Scherwirkung erreicht wird, wie dies einleitend bereits beschrieben
wurde.
-
Betrachtet
man nun die Filtereinrichtung 2 in der 2,
so erkennt man, dass die dort dargestellte Siebplatte 5 mit
ihren Filteröffnungen bzw. Öffnungen 4 der
zuvor beschriebenen Rotation des Feststoffes im jeweiligen und der
Förderschnecke 1a zugehörigen Teil des
Gehäuses 1b folgt. Tatsächlich sind die Filteröffnungen
bzw. Öffnungen 4 so angeordnet und ausgebildet,
dass sie der Ablenkung des Feststoffes in Querschnittsrichtung folgen.
Dazu sind die Filteröffnungen 4 sternförmig
bzw. rotationssymmetrisch zur jeweiligen Längsachse L der
zugehörigen Förderschnecke 1a angeordnet.
Auf diese Weise wird der Feststoff im Bereich bzw. an der Siebplatte 5 zusätzlich
einer Scherwirkung unterzogen, weil er gleichsam unter einem Winkel
durch die zugehörige Filteröffnung 4 austritt.
-
Zu
diesem Zweck ist die jeweilige Filteröffnung 4 im
Querschnitt langgestreckt ausgebildet, wobei die größte
Längenausdehnung überwiegend in radialer Richtung
im Vergleich zur Längsachse L angeordnet ist. Aus Gründen
einer einfachen Fertigung ist der Filterbereich der Filtereinrichtung 2 bzw.
der Filterplatte 5 in jeweils 4 gleichgroße
Kreissegmente mit zugehörigem Öffnungswinkel von
ca. 90° unterteilt, die jeweils rotationssymmetrisch zur
Längsachse L als Mittelpunkt verteilt angeordnet sind.
Im Überlappbereich Ü sind die Filteröffnungen 4 gleichgerichtet
verlaufend positioniert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 20302003
U1 [0002]
- - DE 1271973 [0023]