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Kreiselpumpe mit einem spiralförmigen Gehäuse und einem Sieb Die Erfindung
bezieht sich auf eine Kreiselpumpe, wobei der letzte Teil der Wand des Spiralgehäuses
aus einem Sieb besteht.
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Eine solche Siebkreiselpumpe erscheint im allgemeinen sehr geeignet
für das Waschen und Auslaugen von festen Stoffen, für das Trennen von flüssigen
und festen Bestandteilen, kurz für alle Fälle, wo erwünscht ist, ein festes, pulvriges
oder faseriges Produkt von einer Flüssigkeit abzutrennen oder es mit einer Flüssigkeit
zu behandeln, welche wieder entfernt werden soll. Eine solche Siebkreiselpumpe gemäß
der Erfindung erscheint besonders geeignet für das Auswaschen von Stärkekörnchen
aus einer Mischung von Stärkekörnchen und Fasern, z. B. aus dem Brei, wie er beim
Vermahlen von gequollenem Mais erhalten wird, aus welchem die Keime entfernt worden
sind.
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Gemäß dem üblichen Verfahren wird Stärke aus einem Brei von Fasern
und Stärkekörnchen auf Schüttelsieben mit großer Siebfläche ausgewaschen.
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Diese erfordern viel Platz für ihre Aufstellung. Durch Übergang zu
Siebeinrichtungen unter Verwendung von Schleuderkraft, welche dadurch entwickelt
wird, daß rotierende Siebe oder eine sich drehende Einrichtung auf große Geschwindigkeit
gebracht wird, hat man erfolgreicherweise eine beträchtliche Ersparnis an dem für
die Anlage der Siebeinrichtung erforderlichen Raum erzielt. Diese bekannten Siebeinrichtungen
mit sich drehenden Teilen haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr viel Energie verbrauchen.
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Demgegenüber werden gemäß der Erfindung außergewöhnlich gute Ergebnisse
mit einem beträchtlich geringeren Kraftverbrauch erhalten als bei Anwendung der
bekannten Siebeinrichtungen mit sich drehenden Teilen.
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Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit spiralförmigem Gehäuse und
einem Sieb, entlang welchem das zu behandelnde Material durch die Wirkung der Pumpe
gleitet, sowie mit einem Hilfsauslaß ist dadurch gekennzeichnet, daß der letzte
Teil der Wandung des spiralförmigen Gehäuses aus einem Sieb besteht und in einem
Winkelabstand von etwa 360° von dem Beginn der Wandung des spiralförmigen Gehäuses
ein einen Gegendruck auf das durch die Kreiselpumpe getriebene Material ausübender
Leitflügel vorgesehen ist, der mit einer einen Hebel mit einem Gegengewicht tragenden
rotierenden Welle verbunden ist.
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Dabei kann das Sieb sich an die Wandung des spiralförmigen Gehäuses
in einem Winkelabstand von etwa 1800 vom Anfang der Wandung anschließen.
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Ferner kann eine Gleitwandung vorgesehen sein, welche mehr oder weniger
das zu einem Spiralsieb verlängerte Sieb abdeckt.
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Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren für die Abtrennung einer
Mischung von Stärkekörnchen und Fasern, wobei eine Suspension dieser Mischung in
Wasser zentral einer Kreiselpumpe der eben beschriebenen Art zugeführt wird.
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Dabei können mehrere hintereinander angeordnete Kreiselpumpen vorgesehen
sein, so daß das zu behandelnde Material im Gegenstrom zu einem Wasserstrom wandert
und die durch die Mischung der das Wasser enthaltenden Stärke erhaltene Aufschwemmung
liefert, wenn irgendein von der nachfolgenden Pumpe kommender mit dem von der vorhergehenden
Pumpe kommenden Faserbrei jeder Pumpe zugeführt wird.
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Bei einer Siebzentrifugalpumpe gemäß der Erfindung ist ein Leitflügel
an der Auslaßseite des Spiralgehäuses in einem Abstand von etwa 3600 von dem Beginn
seiner Wand vorgesehen, durch welchen Flügel ein Gegendruck ausgeübt wird. Dieser
Flügel ist in einer solchen Weise ausgebildet, daß er schwenken kann. Dies wird
durch sein Anbringen auf einer drehbaren Welle erzielt, welche einen Hebel mit Gegengewicht
trägt, durch welchen der durch den Leitflügel ausgeübte Gegendruck geregelt werden
kann. Dieser schwenkbare Leitflügel hat überdies den Vorteil, daß er nachgeben kann,
um beispielsweise
große Steine u. dgl. durchzulassen, wenn diese
in dem von der Zentrifugalpumpe geförderten Material vorhanden sind. Ferner wird
er selbsttätig einen größeren Durchlaß bei größerer Förderleistung der Pumpe freigeben.
Dies bedeutet, daß schwankende Materialmengen pro Zeiteinheit in der gleichen Pumpe
mit dem gleichen Endergebnis behandelt werden können, weil der durch den Leitflügel
ausgeübte Gegendruck im wesentlichen von dem Volumen des geförderten Materials unabhängig
ist.
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Vorzugsweise besteht die gesamte zweite Hälfte der ersten 3600 der
Wand des Spiralgehäuses aus einem Sieb. Gewünschtenfalls kann eine Schiebewand über
diesem Sieb angeordnet sein, durch welche die Länge der als Sieb wirkenden Wand
des Spiralgehäuses verändert werden kann.
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In der Praxis wird bevorzugt, die ersten 3600 der Wand des Spiralgehäuses
der Zentrifugalpumpe, deren letzterer Teil aus einem Sieb besteht, durch ein Sieb
zu verlängern, welches sich über ein Stück von beispielsweise 360° als eine Spirallinie
um das Spiralgehäuse der Zentrifugalpumpe erstreckt. Mit dieser Ausführungsform
wird bewirkt, daß die Feuchtigkeit aus dem festen Material zu einem noch größeren
Prozentsatz herausgeschleudert wird.
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Für die Siebe können sowohl perforierte Plattensiebe wie auch elektrisch
niedergeschlagene Plattensiebe und sogenannte Siebrostsiebe verwendet werden. In
allen anderen Fällen werden Schlitzsiebe bevorzugt.
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Die Erfindung wird noch weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
von einer bevorzugten Ausführungsform der Siebzentrifugalpumpe erläutert, welche
darstellen in Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt der Ausführungsform nach Linie
1-1 von Fig. 2, in Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt nach Linie II-II von Fig.
1.
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Die Zentrifugalpumpe nach den Fig. 1 und 2 ist mit einer Antriebswelle
1 versehen, welche von einem nicht dargestellten Motor getrieben wird; sie besitzt
eine mittlere Führung 2, welche mit einer das zu behandelnde Material liefernden
Pumpe verbunden ist.
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Die zwischen den Platten 4 und 5 angeordneten Flügel drehen sich in
der von dem Pfeil angezeigten Richtung, wenn die Zentrifugalpumpe in Betrieb ist.
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Die ersten 1800 der Wand des Spiralgehäuses der Pumpe sind als eine
geschlossene Wand 5 ausgeführt.
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Die folgenden 1800 sind jedoch als ein Sieb 6 ausgeführt, welches
sich über den Leitflügel 7 hinaus als das Spiralsieb 8 erstreckt.
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Zwischen der als Sieb ausgeführten Wand 6 der Zentrifugalpumpe und
dem Spiralsieb 8 in ihrer Verrängerung ist die geschlossene Wand 9 vorhanden, welche
sich an den geschlossenen Teil 5 der Wand des Pumpengehäuses anschließt.
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Die gesamte Pumpe einschließlich des verlängerten Spiralsiebes 8
ist in dem Gehäuse 16 eingeschlossen, welches mit einem Auslaß 10 für das durch
das Sieb gegangene Material versehen ist.
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Der Leittlügel 7 ist schwenkbar an der Welle 11 befestigt. Diese
Welle erstreckt sich über das Gehäuse 16 an der Seite der Zuleitung 2 hinaus und
trägt einen Hebel 12 mit Gegengewicht 13.
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Das zu behandelnde Material, beispielsweise die Suspension aus Stärkekörnchen
und Fasern in Wasser, wird durch die Zuleitung 2 zugeführt und gegen das Sieb 6
durch die Schaufeln 3 geschleudert. Infolge-
dessen wird ein großer Anteil Wasser
von den Fasern abgetrennt und Stärke davon mitgenommen. Das durch das Sieb hindurchgehende
Wasser mit der Stärke sammelt sich an dem unteren Ieil der feststehenden Wand 9.
Der Leitflügel 7 übt einen Gegendruck auf das auf dem Sieb 6 verbleibende Fasermaterial
aus. Unter dem Einfluß der Pumpenwirkung wird dieses Material unter dem Leitflügel
7 nach oben längs des Spiralsiebes 8 geschoben, wo es weiter entwässert wird. Das
sich auf dem unteren Teil der feststehenden Wand 9 sammelnde Wasser mit der Stärke
wird über die Leitung 14 unter dem unteren Teil des Spiralsiebes 8 geleitet, wo
es sich mit der Flüssigkeit vereinigt, welche durch den linken und unteren Teil
des Spiralsiebes 8 gegangen ist. Das feste über das Sieb gegangene Fasermaterial
wird durch Auslaß 15 abgegeben und gewünschtenfalls nach dem Vermischen mit neuem
zu waschendem Material einer gleichen Einrichtung zugeführt.
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Wie schon erwähnt, ist die Siebzentrifugalpumpe besonders wichtig
für das Auswaschen von Stärke aus einer Mischung von Stärke und Fasern, wie sie
beispielsweise beim Naßvermahlen von Mais erhalten wird.
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Wenn die Stärke aus einer Mischung von Stärke und Fasern ausgewaschen
wird, wird bevorzugt, eine Anzahl von Siebzentrifugalpumpen, eine hinter der anderen,
anzuordnen und das auszuwaschende Material hindurch im Gegenstrom mit einem Wasserstrom
zu leiten. Dabei wird eine Suspension, welche durch Vermischen des gegebenenfalls
Stärke enthaltenden, aus der nachfolgenden Pumpe kommenden Wassers mit einem aus
der vorhergehenden Siebzentrifugalpumpe kommenden Faserbrei erhalten wird, jeder
Siebzentrifugalpumpe zugeführt.
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Beispiel Eine aus vier Zentrifugalpumpen gemäß der Erfindung bestehende
Anlage wurde zum Auswaschen der Stärke aus einem Brei verwendet, wie er durch Naßvermahlen
von gequollenem Mais nach Entfernung der Keime erhalten wurde. Das Ausgangsprodukt
hatte einen Gehalt an Trockenstoffen von 24e/o, wobei etwa 76°/o der Trockenstoffe
aus Stärke bestanden.
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Jede der verwendeten vier Siebzentrifugalpumpen hatte eine Pumpengehäusebreite
von 150mm und eine Sieboberfläche von 45 dm2. Der Durchmesser des Flügelrads in
jeder Siebzentrifugalpumpe relief sich auf 200 mm, während das Spiralsieb einen
kleinsten Durchmesser von 270 mm und einen größten von 450 mm besaß.
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Die Anordnung der vier Pumpe, II, III, IV ist im Diagramm der Fig.
3 angegeben. Durch die ausgezogenen Linien ist die Förderung des Wassers durch die
verschiedenen Pumpen und durch die gestrichelten Linien die Förderung des Fasermaterials
angegeben.
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Das Ausgangsmaterial wurde mit dem stärkehaltigen Wasser gemischt,
welches durch das Sieb der Pumpe gegangen war, und die so erhaltene Suspension wurde
der Pumpe I zugeführt. Das von dem Sieb der Pumpe I zurückgehaltene Material wurde
mit dem stärkehaltigen Wasser gemischt, welches durch das Sieb der Pumpe III gegangen
war usw.
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Zur Pumpe IV wurde eine Mischung von frischem Wasser und dem Faserbrei
von Pumpe III zugeführt.
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Mit dieser Anlage wurden 16850kg Ausgangsmaterial der obenerwähnten
Zusammensetzung pro
Stunde behandelt. Pro Stunde wurden 39 8001
frisches reines Wasser der Siebzentrifugalpumpe IV zugeführt.
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Nach der ersten Pumpe bestanden immer noch 50 01c der Trockensubstanz
aus Stärke, nach der zweiten Pumpe 33 O/o, nach der dritten 21 0/o. Der die Pumpe
IV verlassende Faserbrei hatte einen Gehalt an Trockensubstanz von 8 O/o. Nur 15
O/o der Trockensubstanz bestanden aus Stärke.
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Die Siebzentrifugalpumpen der erwähnten Anlage machten 1450 Umdrehungen
pro Minute, und jede wurde unmittelbar von einem Motor von 7 PS angetrieben.