DE102010031984A1

DE102010031984A1 - Separator zum Separieren und Filtern

Info

Publication number: DE102010031984A1
Application number: DE201010031984
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Weigand Friedrich Eugen
Original assignee: FEW SEPARATOR GmbH
Current assignee: FEW SEPARATOR GmbH
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-01-26
Also published as: DE102010031984A8

Abstract

Separator (S) zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten in Suspensionen – mit einem Gehäuse, – einem zylindrischem ersten Sieb (52), – einer Pressschnecke (6) zum Fördern einer Suspension bzw. eines durch Separation gewonnenen Presslings, – wobei das Sieb (52) in einem ersten Bereich (B1) des Gehäuses angeordnet ist, – wobei die Pressschnecke (6) in dem ersten Sieb (52) drehbar angeordnet ist und eine Welle (61) und wenigstens einen auf der Welle angeordneten Schneckengang (62) aufweist, – wobei der erste Bereich (B1) des Gehäuses einen ersten Zulauf hat, über welchen die zu separierende Suspension in den ersten Bereich (B1) einleitbar ist, – wobei der erste Bereich (B1) wenigstens einen Ablauf (41) hat, über welchen eine Flüssigkeit aus der ersten Kammer ableitbar ist, und – wobei durch die Pressschnecke (6) und das Gehäuse eine Förderrichtung vorgegeben ist, – wobei das Gehäuse einen zweiten Bereich (B2) aufweist, der in der Förderrichtung hinter dem ersten Bereich (B1) angeordnet ist und in welchen der Pressling durch die Pressschnecke (6) förderbar ist, und – wobei der zweite Bereich (B2) einen zweiten Zulauf (63) hat, der über eine Leitung mit dem Ablauf (41) des ersten Bereichs (B1) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator zum Separieren von Feststoffen und Flüssigkeiten in Suspensionen

– einem zylindrischem ersten Sieb,
– einer Pressschnecke zum Fördern einer Suspension bzw. eines durch Separation gewonnenen Presslings,
– wobei der Separator einen ersten Bereich aufweist,
– wobei im ersten Bereich die Pressschnecke drehbar im ersten Sieb angeordnet ist und eine Welle und wenigstens einen auf der Welle angeordneten Schneckengang aufweist,
– wobei dem ersten Bereich ein erster Zulauf zugeordnet ist, über welchen die zu separierende Suspension in den ersten Bereich einleitbar ist,
– wobei dem ersten Bereich wenigstens ein Ablauf zugeordnet ist, über welchen eine Flüssigkeit aus dem ersten Bereich ableitbar ist, und
– wobei durch die Pressschnecke eine Förderrichtung vorgegeben ist.

Derartige Separatoren liefern an dem ersten Ablauf eine Flüssigkeit, die von Feststoffen großer und mittlerer Größe befreit ist. Allerdings kann die Flüssigkeit noch Feststoffe kleinerer Größe, zum Beispiel Schwebstoffe enthalten.
Die Größe der in dem Filtrat enthaltenen Feststoffe ergibt sich aus der Maschenweite des Siebs. Wird für das Sieb eine kleinere Maschenweite gewählt, könnten zwar die Feststoffe in dem Filtrat weiter reduziert werden, dieses ginge allerdings zu Lasten der Separationsleistung des Separators. Die Wahl der Maschenweite ist daher stets ein Kompromiss zwischen der Separationsleistung und der Reinheit des Filtrats.
Sollen die in dem Filtrat, d. h. der am ersten Ablauf anstehenden Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe aus der Flüssigkeit entfernt werden, ist eine weitere Filtratration notwendig. Dazu ist dann in der Regel neben dem Separator eine weitere Maschine erforderlich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde einen Separator derart weiter zu entwickeln, dass eine weitere Vorrichtung zum Filtern des aus dem Separator austretenden Filtrats überflüssig ist. Die Separationsleistung soll allerdings durch die Weiterentwicklung nicht verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Separator einen zweiten Bereich aufweist, der in der Förderrichtung hinter dem ersten Bereich angeordnet ist und in welchen der Pressling durch die Pressschnecke förderbar ist, und dass der zweite Bereich einen zweiten Zulauf hat, der über eine Leitung mit dem ersten Bereich verbunden ist.
Das über den ersten Ablauf ablaufende Filtrat kann mit der Erfindung damit dem zweiten Bereich des Gehäuses zugeführt werden. In dem zweiten Bereich des Separators ist im Betrieb des erfindungsgemäßen Separators der Pressling enthalten. Das dem zweiten Bereich zugeführte verdünnte Stoffgemisch wird nun durch den Pressling geleitet. Der Pressling wirkt dabei wie ein Filter, dass die in dem Filtrat enthaltenen kleineren Feststoffe zurückhält. Die durch den Pressling gefilterte Flüssigkeit steht an dem zweiten Ablauf an und kann über den zweiten Ablauf entnommen werden.
Dadurch dass der in dem zweiten Bereich befindliche Pressling kontinuierlich erneuert wird, ist eine Verstopfung des als Filter dienenden Presslings nicht schädlich. Der verbrauchte Filter kann durch eine Öffnung dem Separator kontinuierlich entnommen werden.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel auf, mit denen der im ersten Bereich auf den Pressling aufgebrachte Druck zumindest in einem Teil des zweiten Bereichs aufrechterhalten werden kann. Wird der Druck auf den Pressling aufrechterhalten und dann über den zweiten Zulauf Flüssigkeit durch den Pressling geleitet, kann der Pressling die Flüssigkeit nicht aufnehmen und nicht speichern.
Vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Mittel zur Druckerhöhung, insbesondere eine Pumpe auf, welche den Druck der über den zweiten Zulauf in den zweiten Bereich eintretenden Flüssigkeit erhöht. Das Mittel zur Druckerhöhung kann in der Leitung zwischen dem ersten Ablauf und dem zweiten Zulauf angeordnet sein.
Der zweite Zulauf kann einen Hohlkörper, insbesondere einen Hohlzylinder mit gelochter Wand aufweisen, der im zweiten Bereich angeordnet ist, und dessen Innenraum über die Leitung mit dem ersten Ablauf verbunden ist. Der Hohlkörper ist vorteilhaft in einem zentralen, sich Längs der Drehachse erstreckenden Abschnitt oder einer Verlängerung der Drehachse der Pressschnecke angeordnet.
Die Pressschnecke kann eine Welle und wenigstes einen Schneckengang haben. Die Welle kann ein erstes Ende und ein in Strömungsrichtung hinter dem ersten Ende liegendes zweites Ende haben.
Die Welle kann am ersten Ende durch einen Motor angetrieben sein.
Der Hohlkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann einen an einem zweiten Ende der Welle liegenden Abschnitt der Welle bilden. Der Hohlkörper ist dann Teil der Welle. Die Pressschnecke kann in dem durch den Hohlkörper gebildeten Abschnitt ebenso einen Schneckengang aufweisen wie in anderen Bereichen der Pressschnecke.
Ebenso ist es möglich, dass der Hohlkörper an das zweite Ende der Welle anschließt und nicht Teil der Welle ist.
Die Welle der Pressschnecke kann eine Hohlwelle sein. Das erste Ende der Hohlwelle kann dann über eine Leitung strömungstechnisch mit dem ersten Ablauf verbunden sein. Der den zweiten Zulauf bildende Hohlkörper kann über die Hohlwelle und die Leitung mit dem ersten Ablauf verbunden sein. Der Hohlkörper kann dabei Teil der Hohlwelle oder strömungstechnisch mit der Hohlwelle verbunden sein, ohne dass er Teil der Hohlwelle ist. In beiden Fällen wird die Hohlwelle genutzt, um das verdünnte Stoffgemisch vom ersten Ablauf zum zweiten Zulauf zu führen.
Der den zweiten Zulauf bildende Hohlkörper kann aber auch ohne dass die Welle eine Hohlwelle ist, mit dem ersten Ablauf verbunden sein. Der Hohlkörper ist dann vorzugsweise unmittelbar mit der Leitung verbunden. Die Leitung schließt dann vorzugsweise in der Strömungsrichtung hinter dem Hohlkörper an den Hohlkörper an. Auch bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Separators kann der Hohlkörper Teil der Welle sein.
In einem einfachen Fall ist der Hohlkörper ein Topf, mit einer gelochten Wand, einem Boden und einer Öffnung, die mit der Hohlwelle oder der Leitung verbunden sein kann.
Die Pressschnecke oder die Hohlwelle der Pressschnecke kann bei einem erfindungsgemäßen Separator in dem zweiten Bereich enden oder den zweiten Bereich durchdringen.
In dem zweiten Bereich kann ein zweites, vorzugsweise zylindrisches Sieb angeordnet sein. Die Pressschnecke kann sich in das zweite Sieb erstrecken.
Im ersten Bereich und im zweiten Bereich des Separators kann zwischen einer Innenseite eines Gehäuses oder einer Auffangwanne und dem ersten Sieb ein erster Raum und/oder zwischen einer Innenseite des Gehäuses oder der Wanne und dem zweiten Sieb ein zweiter Raum vorgesehen sein. Dann kann eine an der Innenseite des Gehäuses oder der Wanne angebrachte Wand den ersten Raum von dem zweiten Raum trennen. Das kann es ermöglichen, dass die das erste Sieb durchdringende Flüssigkeit, die von der Pressschnecke im ersten Bereich ausgepresst wird, und die vom Pressling im zweiten Bereich gefilterte Flüssigkeit über den ersten Bereich und den zweiten Bereich getrennt voneinander aus dem Gehäuse oder der Wanne abgeführt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigt
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Separator,
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt gemäß 1 und
3 einen Querschnitt durch den in den 1 und 2 dargestellten Separator.
Der erfindungsgemäße, in den Figuren dargestellte Separator S weist eine Vielzahl von Merkmalen in Kombination auf. Gleichwohl ist es möglich, dass einzelne Merkmale des Separators S anders gestaltet sind, solange die durch den Anspruch 1 bestimmten Merkmale vorhanden sind. Es liegt daher im Rahmen der Erfindung durch Änderungen des dargestellten Ausführungsbeispiels zu anderen Varianten der Erfindung zu kommen.
Der in den 1 bis 3 dargestellte Separator S weist einen Maschinenständer 1 auf, an dem ein Zulaufgehäuse 3 angebracht ist.
Das Zulaufgehäuse 3 weist drei Stutzen 31, 32, 33 auf. Zwei der drei Stutzen, nämlich die Stutzen 32, 33 liegen einander gegenüber, während der dritte Stutzen 31 senkrecht zu den anderen Stutzen steht.
Das Zulaufgehäuse 3 ist mit dem Maschinenständer 1 fest verbunden. An dem Stutzen 33 des Zulaufgehäuses 3 ist eine Motor- und Getriebeeinheit 2 angeflanscht. Diese Motor- und Getriebeeinheit 2 hat einen Abtrieb, der mit einer Pressschnecke 6 verbunden ist, um diese anzutreiben. Die Pressschnecke 6 erstreckt sich in dem Zulaufgehäuse 3, durch den Stutzen 32, einem ersten Bereich B1 und einem zweiten Bereich B2 des Separators. Das von der Pressschnecke 6 durchdrungene Zulaufgehäuse 3 ist zum Beispiel im Stutzen 32 im Wesentlichen hohlzylindrischer ausgebildet. Der Innendurchmesser des Zulaufgehäuses 3 ist dort etwas größer als der Außendurchmesser der Pressschnecke 6.
Der Stutzen 31 bildet einen ersten Zulauf 31 für eine Suspension, dass durch den Separator S in einen möglichst trockenen Feststoffteil und in einen flüssigen Teil getrennt werden soll.
An den Stutzen 32 ist eine Siebeinheit 5 angeflanscht. Die Siebeinheit weist einen Käfig 51 aus drei Vierkantrohren 511 und zwei Ringen 512, 513 auf. Die Rohre 511 sind im Winkel von 120° parallel verlaufend senkrecht an die Ringe 512, 513 angeschweißt. Der Käfig könnte auch auf andere Art und Weise gestaltet sein. Der Käfig dient dem Halten eines ersten Siebs 52 und eines zweiten Siebs 53. Die Halterung erfolgt so, dass eine Bewegung der Siebe 52, 53 senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung möglich ist.
Zu Halterung der Siebe 52, 53 weist die Siebeinheit 5 Haltemittel 54 auf, die federbelastete Stifte 541 aufweisen, die in Ausnehmungen 551 in einen zylindrischen Siebträger 55 aus einem Lochblech eingreifen.
Das zunächst ebene Lochblech des Siebträgers ist zu einem Hohlzylinder gerollt. Enden des Lochblechs sind nach außen abgewinkelt und mittels Schrauben 552 miteinander verschraubt. Löcher des Lochblechs sind in der 1 und 3 der Übersichtlichkeit halber in nur einem Bereich dargestellt. In dem Siebträger 55 ist das erste Sieb 52 angeordnet.
Die Siebe 52, 53 weisen in einer Zylinderfläche parallel zueinander angeordnete Stäbe 521 auf, die mit einem Drahtwendel 522 durch Schweißen verbunden sind. Zwischenräume zwischen den Stäben bilden Maschen der Siebe. Die Drahtwendel 522 sind in der 1 und 3 der Übersichtlichkeit halber in nur einem Teilbereich des ersten Siebs 52 dargestellt. In der 3 sind die Stäbe 521 des ersten Siebs 52 dargestellt.
Das erste Sieb 52 ist im ersten Bereich B1 des Separators angeordnet, in dem mittels der Pressschnecke 6 die Flüssigkeit aus dem über den Zulauf 31 zugeführten Stoffgemisch ausgepresst wird. In diesem ersten Bereich B1 wird durch das Pressen eine hohe Kraft auf das erste Sieb 52 ausgeübt. Die Kraft wird von dem Siebträger 55 aufgenommen. Das zweite Sieb 53, das mit dem ersten Sieb 52 in einem Stück ausgebildet ist, aber nicht sein muss, wird nicht in dem Maße durch Kräfte beaufschlagt, wie das erste Sieb 52. Es ist daher nicht notwendig, dass der Siebträger 55 auch das zweite Sieb 53 stützt. Gleichwohl kann ein erfindungsgemäßer Separator auch so gestaltet sein, dass der Siebträger 55 auch um das zweite Sieb 53 angeordnet ist.
An dem Käfig 51 sind Abdeckungen 56 angebracht, die ein Wegspritzen von aus den Sieben 52, 53 oben und seitlich austretender Flüssigkeit verhindern. Unterhalb der Siebe 52, 53 ist eine Wanne 4 vorgesehen, die die aus den Sieben 52, 53 austretende verdünnte Suspension oder Flüssigkeit auffängt.
Die Wanne kann einen Trennsteg oder eine Wand 43 dort aufweisen, wo der erste Bereich B1 und der zweite Bereich B2 des erfindungsgemäßen Separators an einander stoßen. Durch die Wand 43 kann eine im ersten Bereich aus dem ersten Sieb 52 austretende Flüssigkeit über einen ersten Ablauf 41 getrennt von einer im zweiten Bereich B2 aus dem zweiten Sieb 53 austretenden Flüssigkeit aus der Wanne abgeführt werden. Die Wanne 4 weist zum Abführen der im zweiten Bereich austretenden Flüssigkeit einen zweiten Ablauf 42 auf.
Die Pressschnecke 6 durchgreift die Siebeinheit 5 vollständig. Die Pressschnecke 6 weist eine Welle 61 und einen Schneckengang 62 auf. Die Welle 61 ist mit einem ersten Ende an den Abtrieb der Motor- und Getriebeeinheit 2 angeschlossen. Ein entgegen gesetzt liegendes zweites Ende der Welle ragt aus der Siebeinheit heraus. Der Schneckengang 62 ist insbesondere im Zulaufgehäuse 3 und im ersten Bereich B1 vorgesehen. Er erstreckt sich nur geringfügig in den zweiten Bereich B2.
Ein an das zweite Ende anschließender Abschnitt der Welle 6 ist hohlzylindrisch ausgeführt und bildet so einen Hohlkörper 63. Die Wand dieses Hohlköpers 63 ist gelocht. Der Hohlkörper 63 bildet einen zweiten Zulauf des erfindungsgemäßen Separators.
Der erfindungsgemäße Separator weist, was in den 1 bis 3 nur zum Teil dargestellt ist, eine Leitung 7 auf, die den ersten Ablauf 41 mit dem zweiten Zulauf 63 verbindet. Eine in der Leitung eingeschaltete Pumpe (nicht dargestellt), fördert eine aus dem Ablauf 41 ohne Druck austretende Flüssigkeit mit einem Anteil von kleinen Feststoffen unter Druck zum zweiten Zulauf 63 und presst die Flüssigkeit durch die gelochte Wand des Hohlkörpers 63 in den zweiten Bereich B2 des Separators S.
Durch den im Betrieb des Separators S im zweiten Bereich B2 vorgesehenen Pressling wird die in den zweiten Bereich B2 eintretende Flüssigkeit gefiltert und kann über das zweite Sieb 53 und den zweiten Ablauf 42 den Separator verlassen.

Claims

Separator (S) zum Trennen von Feststoffen und Flüssigkeiten in Suspensionen – einem zylindrischem ersten Sieb (52), – einer Pressschnecke (6) zum Fördern einer Suspension bzw. eines durch Separation gewonnenen Presslings, – wobei das Sieb (52) in einem ersten Bereich (B1) des Separators (S) angeordnet ist, – wobei die Pressschnecke (6) in dem ersten Sieb (52) drehbar angeordnet ist, – wobei dem ersten Bereich (B1) ein erster Zulauf (31) zugeordnet ist, über welchen die zu separierende Suspension in den ersten Bereich (B1) einleitbar ist, – wobei dem ersten Bereich (B1) ein Ablauf (41) zugeordnet ist, über welchen eine Flüssigkeit aus dem ersten Bereich (B1) ableitbar ist, und – wobei durch die Pressschnecke (6) eine Förderrichtung vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (S) einen zweiten Bereich (B2) aufweist, der in der Förderrichtung hinter dem ersten Bereich (B1) angeordnet ist und in welchen der Pressling durch die Pressschnecke (6) förderbar ist, und dass dem zweiten Bereich (B2) ein zweiter Zulauf (63) zugeordnet ist, der über eine Leitung mit dem ersten Ablauf (41) verbunden ist.
Separator (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zulauf (63) einen Hohlkörper mit gelochter Wand aufweist, der im zweiten Bereich (B2) angeordnet ist, und dessen Innenraum über die Leitung mit dem ersten Ablauf (41) verbunden ist.
Separator (S) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressschnecke (6) eine Weile (61) und wenigstes einen Schneckengang (62) hat, wobei die Welle (61) ein erstes Ende und ein zweites, in Strömungsrichtung hinter dem ersten Ende liegendes zweites Ende hat.
Separator (S) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper einen an einem zweiten Ende der Welle (61) liegenden Abschnitt der Welle bildet.
Separator (S) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper an das zweite Ende der Welle (61) anschließt.
Separator (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (61) der Pressschnecke (6) eine Hohlwelle ist.
Separator (S) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende der Hohlwelle über eine Leitung strömungstechnisch mit dem ersten Ablauf verbunden ist und dass der den zweiten Zulauf bildende Hohlkörper über die Hohlwelle und die Leitung mit dem ersten Ablauf verbunden ist.
Separator (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den zweiten Zulauf (63) bildende Hohlkörper mit dem ersten Ablauf (41) verbunden ist und der Hohlkörper mit der Leitung (7) verbunden ist.
Separator (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressschnecke (6) oder die Hohlwelle der Pressschnecke in dem zweiten Bereich (B2) endet oder den zweiten Bereich (B2) durchdringt.
Separator (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Bereich (B2) ein zweites zylindrisches Sieb (53) angeordnet ist, in welches sich die Pressschnecke (6) erstreckt.
Separator (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Bereich (B1) und im zweiten Bereich (B2) zwischen einer Innenseite einer Wanne (4) oder eines Gehäuses und dem ersten Sieb (52) bzw. dem zweiten Sieb (53) ein erster Raum bzw. ein zweiter Raum sind, wobei eine an der Innenseite angebrachte Wand (43) den ersten Raum von dem zweiten Raum trennt.