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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung mineralischer Feststoffe, wie z. B. Ton oder dergleichen keramische Massen, mit zumindest einer Fördereinheit und einer Filtereinrichtung, wobei die Fördereinheit die Feststoffe im Wesentlichen in Richtung auf die Filtereinrichtung in Längsrichtung fördert, und wobei die Fördereinheit und die Filtereinrichtung mit Ablenkmitteln ausgerüstet sind, welche die Feststoffe unter grundsätzlicher Beibehaltung ihrer Förderrichtung sowie durch zusätzliches Erzeugen einer Scherwirkung räumlich ablenken.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Ausführung entsprechend der
DE 20 2006 007 551 U1 ist eine Förderschnecke realisiert, die die Feststoffe in einen ausgangsseitigen Siebkorb fördert. Der Siebkorb verfügt über einen Trichterbereich und einen Expansionsbereich.
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Darüber hinaus beschreibt die
DE 1 163 217 A eine Misch- und Reinigungsvorrichtung für Ton, die auf einen Doppelzylinder zurückgreift, dessen Zylinderräume miteinander verbunden sind. In diesem Doppelzylinder finden sich zwei in entgegengesetzter Richtung rotierende Förderschnecken. Der Ton wird nach außen gegen die Innenwandung zweier Filterroste gedrückt.
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Durch die
DE 161 824 A ist ein Tonreiniger mit die Verunreinigungen zurückhaltendem Sieb und vor diesem sich drehenden Abstreichern bekannt geworden. Die Tonmasse wird durch die sich drehenden Abstreicherarme radial nach außen gedrängt.
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Im Rahmen der
DE 33 15 099 A1 wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen und Fördern eines Gemisches aus Trockengut und einer Flüssigkeit beschrieben. An dieser Stelle ist ein Förderorgan vorgesehen, welches aus wenigstens zwei parallel zueinander und vorzugsweise waagerecht angeordneten Förderschnecken besteht.
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Darüber hinaus beschreibt die
DE 203 02 003 U1 einen sogenannten Siebfiltermischer. Siebfiltermischer haben sich grundsätzlich bewährt, wenn es darum geht, Verschmutzungen in den mineralischen Feststoffen auszusondern.
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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.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige 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.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass als Fördereinheit zwei gegenläufige Förderschnecken mit zugehörigen gegenläufigen Ablenkmitteln in einem Gehäuse realisiert sind, die sich in einem Überlappbereich überdecken, und dass die Filtereinrichtung als Siebplatte mit Filteröffnungen als Ablenkmittel ausgebildet ist, wobei die Filteröffnungen einer Rotation des Feststoffes im jeweiligen und der Förderschnecke zugehörigen Teil des Gehäuses in Querschnittsrichtung folgen, und wobei die Filteröffnungen im Überlappbereich gleichgerichtet verlaufend positioniert sind.
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Das heißt, die mineralischen Feststoffe erfahren eine zusätzliche Ablenkung im Vergleich zur Förderrichtung, welche regelmäßig mit der Längsrichtung der Volrichtung 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.
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Dieser Effekt wird nach dadurch verstärkt, dass mineralische und insbesondere keramische Feststoffe ohnehin über einen ausgeprägten mikroskopischen Schichteufbau 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.
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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 heilt 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 eine Rotationsbewegung im Vergleich zur Längsachse als Mittelpunkt vollführt.
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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 Längsachtung bzw. Förderrichtung stellt sich die bereits beschriebene insgesamt wendelförmige Bewegung der Feststoffe ein.
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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.
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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.
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Bei der Fördereinheit handelt es sich um die zwei Förderschnecken, die von dem Gehäuse ganz oder teilweise umgeben werden. 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung mineralischer Feststoffe in schematischer Seitenansicht und
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2 einen Blick aus Richtung X auf den Gegenstand nach 1, das heißt die Filtereinrichtung in Frontansicht.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Feststoff 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.
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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, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde.
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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.
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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.
