DE102010031072A1

DE102010031072A1 - Flüssigkeitsabscheider

Info

Publication number: DE102010031072A1
Application number: DE102010031072A
Authority: DE
Inventors: Alois Börger
Original assignee: BOERGER GmbH; Borger GmbH
Current assignee: BOERGER GmbH; Borger GmbH
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: DE102010031072B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider (1) zum Eindicken von schlamm- und/oder faserstoffhaltigem Substrat, mit wenigstens einem Filterrohr (2) und einem rotierbaren Räumelement (3), wobei mittels des Räumelements (3) Feststoff aus der eingetragenen Flüssigkeit abscheidbar und zum Bilden eines Pfropfens in ein Mundstück (5) druckbar ist und wobei das Mundstück (5) mit einer bewegbaren Klappe (6) verschließbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsabscheider (1) ist zur Verbesserung der Förder- und Abscheideleistung vorgesehen, dass die Klappe (6) mit dem rotierbaren Räumelement (3) mitrotiert und axial verschiebbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider zum Eindicken von schlamm- und/oder faserstoffhaltigem Substrat, mit wenigstens einem Filterrohr und einem rotierbaren Räumelement, wobei mittels des Räumelements Feststoff aus der eingetragenen Flüssigkeit abscheidbar und zum Bilden eines Pfropfens in ein Mundstück druckbar ist und wobei das Mundstück mit einer bewegbaren Klappe verschließbar ist.
Ein Flüssigkeitsabscheider der vorstehend angegebenen Art ist beispielsweise aus der DE 10 2008 048 091 A1 bekannt, bei dem das Räumelement einen zweiteiligen Aufbau aufweist und wobei zwischen diesen ein Klemmspalt ausgebildet ist. Zum Abscheiden von Flüssigkeiten sind in einem Filterrohrmantel vorzugsweise schlitzförmige Ausnehmungen ausgebildet.
Weiterhin offenbart die DE 42 32 449 A1 einen derartigen Flüssigkeitsabscheider bzw. Separatur, bei dem nach dem Abscheiden einer Flüssigkeit an einem Stabsieb der Feststoff in ein Mundstück gedrückt und dort zu einem hohlringförmigen Pfropfen komprimiert wird. Zum Aufbau des hierzu notwendigen Gegendrucks dient mindestens eine halbmondförmige Klappe, die das Mundstück verschließt. Ist der Pfropfen ausreichend groß, kann die Klappe geöffnet und durch die Schnecke der Pfropfen nach außen gefördert werden.
Dabei erfolgt eine Förderung der Feststoffe mittels des schneckenartigen Räumelements gegen eine Dickstoffpumpe, so dass beispielsweise bei einem Spaltsieb oder einem Stabsieb ein hoher Anpressdruck und somit ein hoher Verschleiß auftritt. Zum erstmaligen Bilden eines Pfropfens muss die zu entwässernde Flüssigkeit zudem grobfaserige Strukturen umfassen. Hierzu muss auch ein hoher Arbeitsdruck innerhalb der Vorrichtung aufrecht erhalten werden. Wird zudem die vorstehend beschriebene Klappe geöffnet, so fällt üblicherweise ein gesamter Pfropfen heraus und ein neuer Pfropfen muss sich erst wieder neu bilden.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, die Aufgabe, einen Flüssigkeitsabscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Pfropfen zuverlässig gebildet und dann kontinuierlich aufrecht erhalten bleibt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß bei einem Flüssigkeitsabscheider der eingangs genanten Art dadurch, dass die Klappe mit dem rotierbaren Räumelement mitrotiert und axial verschiebbar gelagert ist.
Bei einem derart ausgebildeten Flüssigkeitsabscheider erfolgt eine Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten vorzugsweise in an sich bekannter Weise mittels eines Filterrohrs mit Ausnehmungen sowie Rotorelementen zur Bildung eines Klemmspalts entsprechend der DE 10 2008 048 091 A1 , die auf die Anmelderin zurückgeht. Deren Offenbarungsgehalt wird vollumfänglich hier aufgenommen und die dort offenbarten Ausgestaltungen können auch an einem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsabscheider der hier vorliegenden Anmeldung ausgebildet sein.
Zusätzlich ist der Flüssigkeitsabscheider derart ausgebildet, dass nach einer Vorentwässerung entsprechend vorstehend genannter Patentanmeldung das Räumelement bzw. eine Schnecke die noch vorhandnen Dickstoffe oder Feststoffe zur Verdichtung in einen geschlossenen Presskanal fördert. Hierzu ist an einem Mundstück bzw. einem Auswurfbereich an einer Auswurfseite des Presskanals eine mitrotierende Klappe vorgesehen, die in ihrer Grundstellung den Presskanal verschließt. Diese Klappe wird von der Schneckenwelle bzw. dem rotierbaren Räumelement mitbewegt. Zusätzlich ist die mitrotierende Klappe axial verschiebbar, um das Mundstück bzw. den Auswurfbereich des Preskanals von Zeit zu Zeit freizugeben oder zu öffnen und gepressten Feststoff aus dem Pfropfen oder Presskuchen im Presskanal nach außen abzuführen.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch den vereinfachten Auswurfmechanismus des Flüssigkeitsabscheiders ein hoher Trockenmasseanteil im Pfropfen oder Presskuchen und eine hohe Feststoff-Abscheideleistung des Abscheiders erreichbar sind. Verlagert sich die mitrotierende Klappe in axialer Richtung zum Offnen des Presskanals, so öffnet sich innerhalb kurzer Zeit ein Ringspalt, durch den der Pfropfen ausgefördert werden kann. Dabei kann die axiale Verlagerung der mitrotierenden Klappe beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch erfolgen. Geeignet ist z. B. eine mitrotierende Vieleckwelle, auf der sich dann die Verschlussklappe mit einem entsprechenden zentrischen Gegenvieleck verschiebt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.
Zur Verbesserung der Auswurfleistung wird vorgeschlagen, dass an der Innenseite der mitrotierenden Klappe zumindest eine Auswurfschaufel ausgebildet ist, um Material aus dem Pfropfen rasch aus dem sich bei axialer Verlagerung öffnenden Ringspalt auszufördern. Vorzugsweise können auch zwei oder mehr, insbesondere äquidistant um den Umfang der mitrotierenden Klappe verteilt angeordnete, Auswurfschaufeln vorgesehen sein. Die Klappe ist beispielsweise plattenförmig und rund ausgeführt. Die Auswurfschaufeln sind an der Klappe angebracht, z. B. angeschweißt oder, für eine Austauschbarkeit, angeschraubt, oder einstückig mit der Klappe ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mitrotierende Klappe in axialer Richtung mit einer Kraft, insbesondere Federkraft, beaufschlagbar ist, wobei durch die Größe der Federkraft die Intervalle sowie der Hub der axialen Verlagerung zum Öffnen und Schließen bzw. zum Ausfördern des zusammengepressten Pfropfenmaterials eingestellt werden können.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
1 einen Flüssigkeitsabscheider in Querschnittsdarstellung und
2 eine Verschlussklappe als Teil des Flüssigkeitsabscheiders, in perspektivischer Ansicht.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um einen Flüssigkeitsabscheider 1, dem beispielsweise über eine erste Pumpe aus einem Vorratsbehälter ein zu trennendes Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch, wie Gülle, zugeführt wird. Innerhalb des Flüssigkeitsabscheiders 1, der im Wesentlichen aus einem Filterrohr 2 mit schlitzartigen Ausnehmungen besteht, erfolgt eine Flüssigkeitsabscheidung. Innerhalb des Filterrohrs 2 rotiert ein hier schneckenförmig ausgebildetes Räumelement 3. Die Rotation des Räumelements 3 wird über einen zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht abgebildeten Antriebsmotor bewirkt. Es versteht sich, dass zur Drucküberwachung sowie zur gesamten Ablaufsteuerung Sensoren, Stelleinrichtungen, eine Steuereinheit und dergleichen vorgesehen sind.
Weiterhin ist der Flüssigkeitsabscheider 1 mit einem Presskanal 4 ausgestattet, in den hinein die vom Räumelement 3 geförderten Feststoffe gefördert werden, um dort zu einem ringförmigen Pfropfen oder Presskuchen zusammengepresst zu werden. Die Förderrichtung ist durch den Pfeil F verdeutlicht. Ein Mundstück 5 bzw. Auswurfbereich des Presskanals 4 ist mit einer Klappe 6 verschlossen, die, wie durch den Pfeil R angedeutet, mit dem Räumelement 3 mitrotiert. Hierzu ist die Klappe 6 beispielsweise über eine mitrotierende Vieleckwelle mit einem zentrischen Gegenstück axial verschiebbar an einer Mittelwelle 7 des Räumelements 3 gelagert, wie durch den Doppelpfeil A angedeutet. Um die Klappe 6 normalerweise im geschlossenen Zustand zu halten, ist sie mit einer Feder 8 druckbeaufschlagt.
Durch einen im Betrieb des Flüssigkeitsabscheiders 1 erfolgenden stetigen Aufbau des Pfropfens drückt dieser von innen gegen die Klappe 6 und verschiebt diese gegen die Federkraft nach außen, wobei in 1 ein geringfügig geöffneter Zustand der Klappe 6 abgebildet ist. Dadurch bildet sich ein Ringspalt 9 zwischen Klappe 6 und Presskanal 4. Durch diesen Ringspalt 9 kann der Feststoffpfropfen ausgefördert werden. Zur Verbesserung dieser Ausförderung dient eine Auswurfschaufel 10, die an der zum Presskanal 4 weisenden Seite der Klappe 6 angebracht ist. Es können auch mehrere, vorzugsweise äquidistant angeordnete, Auswurfschaufeln 10 vorgesehen sein. Sobald ein entsprechender Teil des Pfropfens mittels der Auswurfschaufel 10 abgeschabt und kleinteilig durch den Ringspalt 9 hindurch ausgefördert worden ist, überwiegt die Kraft der Feder 8 wiederum und die Klappe 6 verlagert sich axial in Richtung A zum Presskanal 4, um diesen wiederum zu verschließen, bis der Pfropfen wieder eine ausreichende Größe erreicht hat, um die Klappe 6 erneut aufzudrücken. Stets bleibt jedoch ein Teil des Pfropfens innerhalb des Presskanals 4 vorhanden, so dass durch diesen hindurch in keinem Fall unerwünscht und unkontrolliert Flüssigkeit austreten kann, sondern lediglich komprimierte Feststoffe ausgetragen werden. Somit wird bei erhöhter Förder- bzw. Abscheideleistung das Trockenmasseverhältnis wesentlich verbessert.
In 2 ist die Klappe 6, nun mit mehreren Auswurfschaufeln 10, als Einzelteil in Ansicht auf ihre in 1 dem Mundstück 5 zugewandte Seite abgebildet. Weiterhin sind radial außen an der Klappe 6 randseitige Finger 11 vorgesehen, um den ausgetragenen Feststoff ggf. von einer Außenwandung des Presskanals 4 abzustreifen. Zum Mitrotieren der Klappe 6 mit der Mittelwelle 7 bzw. dem Räumelement 3 in Drehrichtung R dient eine Vieleckwelle 12, auf der die Klappe 6 in Richtung A axial verschiebbar ist, beispielsweise auf einem korrespondierenden Vieleckabschnitt der Mittelwelle 7.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitsabscheider
2: Filterrohr
3: Räumelement
4: Presskanal
5: Mundstück
6: Klappe
7: Mittelwelle
8: Feder
9: Ringspalt
10: Auswurfschaufel
11: Finger
12: Vieleckwelle
R: Rotation der Klappe
A: axiale Verschiebung der Klappe
F: Förderrichtung

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 102008048091 A1 [0002, 0007]
DE 4232449 A1 [0003]

Claims

Flüssigkeitsabscheider (1) zum Eindicken von schlamm- und/oder faserstoffhaltigem Substrat, mit wenigstens einem Filterrohr (2) und einem rotierbaren Räumelement (3), wobei mittels des Räumelements (3) Feststoff aus der eingetragenen Flüssigkeit abscheidbar und zum Bilden eines Pfropfens in ein Mundstück (5) druckbar ist und wobei das Mundstück (5) mit einer bewegbaren Klappe (6) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) mit dem rotierbaren Räumelement (3) mitrotiert und axial verschiebbar gelagert ist.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) die Form einer runden Platte hat.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Mundstück (5) zugewandten Innenseite der Klappe (6) mindestens eine Auswurfschaufel (10) angeordnet ist.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr äquidistant in Umfangsrichtung der Klappe (6) verteilt angeordnete Auswurfschaufeln (10) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede Auswurfschaufel (10) an der Klappe (6) angebracht, insbesondere angeschweißt oder angeschraubt, ist oder einstückig mit der Klappe (6) ausgebildet ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) über eine mitrotierende Vieleckwelle mit einem zentrischen Gegenstück axial verschiebbar auf einer Mittelwelle (7) des Räumelements (3) gelagert ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) mit einer in Richtung zum Mundstück (5) weisenden Kraft beaufschlagt oder beaufschlagbar ist.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft durch eine Feder (8) erzeugt oder erzeugbar ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass radial außen an der Klappe (6) mindestens ein randseitiger Finger (11) vorgesehen ist, der sich radial außen vom Außenumfang des Mundstücks (5) axial in Richtung zu diesem erstreckt.