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Siebeinrichtung mit einer drehbaren lotrechten Siebtrommel Die Erfindung
betrifft eine Siebeinrichtung mit einer drehbaren lotrechten Siebtrommel und bezieht
sich insbesondere auf Verbesserungen hinsichtlich der Konstruktion der Trommel und
deren Abstützung im Gehäuse, innerhalb dessen die Trommel sich dreht.
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Siebeinrichtungen mit einer rotierenden lotrechten Siebtrommel werden
vielfach industriell zum Entferner von Feststoffen aus Flüssigkeiten benutzt. Im
allgemeinen werden sie zum Ausscheiden von Feststoffen aus freiem Wasser wie Flüssen
oder Bächen verwendet, können aber auch für andere Zwecke Verwendung finden. Die
übliche Bauweise umfaßt ein zylindrisches, aufrechtes Gehäuse, das oben und unten
geschlossen ist und am Boden einander gegenüberliegende Stutzen für den Ein- und
Auslaß des Wassers aufweist. Das einströmende Wasser wird aufwärts um die Außenseite
der drehbar um ihre vertikale Achse angeordneten Trommel geleitet. Die Trommel kann
zylindrisch gestaltet sein, ist aber in der Regel als umgekehrter Kegelstumpf ausgebildet
und besitzt zählreiche COffnungen in ihrer Wand, in welche einzelne Siebelemente
eingesetzt sind. Die Trommeloberseite ist geschlossen. Hingegen ist der Trommelboden
nach unten geöffnet und sitzt am unteren Ende gleitbar mit Spiel innerhalb einer
Trennwand, welche das einströmende Wasser von demjenigen Wasser trennt, das durch
die Siebelemente in das Trommelinnere und aus dem Boden strömt. Diese Trennwand
bildet einen Ringteil, in welchen das untere Trommelende ragt; in eben diesen Ringteil
paßt das untere Trommelende mit engem Spiel.
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Bei Siebeinrichtungen der vorliegenden Art wird die Trommel ständig
gedreht, um nacheinander als Siebelement an einem feststehenden Rückspülschuh auf
der inneren Gehäusewand der Siebeinrichtung vorbeizubewegen; dieser Spülschuh legt
sich an die Außenfläche der Trommel, derart, daß an dieser Stelle ein Teil des sich
innerhalb der Trommel befindenden Wassers in entgegengesetzter Richtung durch die
Siebelemente in den Rückspülschuh gelangt und so an der Außenfläche des Siebelementes
sich angesammelten Feststoffe wegspülen kann. Handelt es sich um eine Siebtrommel
in Form eines umgekehrten Kegelstumpfes, wie dies meist der Fall ist, so wird das
Spiel zwischen unterem Trommelende und dem Ring, in welchem die Trommel rotiert,
durch vertikale Verstellung der Trommel relativ zum Ring eingestellt. Auf ähnliche
Weise wird auch das Arbeitsspiel zwischen Trommel und Spülschuh justiert. Diese
Einstellungen müssen mit Mikrometergenauigkeit erfolgen, und zwar ungeachtet der
Größe und des Gewichts der Trommel.
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Bisher wurde die Trommelwelle in Lagern an der Oberseite und am Boden
des Gehäuses gehalten, wobei eine vertikale Einstellung durch vertikales Nachstellen
eines unterhalb des Bodens zugänglichen Drucklagers erfolgte, wie dies z. B. im
USA.-Patent 2 956 683 beschrieben ist. Eine solche Ausführungsform setzt voraus,
daß die ganze Siebeinrichtung auf Beinen von beträchtlicher Höhe abgestützt ist,
um die Einrichtung so weit vom darunterliegenden Boden abzuheben, daß ein Mann unter
ihr arbeiten kann; ferner ist im Boden ein Sitz erforderlich, der von Zeit zu Zeit
nachgesehen werden muß.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Siebeinrichtung geschaffen,
bei der alle Einstellungen an der Oberseite des Gehäuses der Einrichtung vorgenommen
werden können. Die Erfindung ermöglicht, das Wellenlager im Gehäuseboden gänzlich
in Wegfall zu bringen, was darüber hinaus eine wesentliche Verkürzung der Welle
ergibt. Die Erfindung erreicht dies mit Hilfe einer neuartigen Lagerbaugruppe auf
dem Gehäuse der Einrichtung. Es sind ferner Vorkehrungen getroffen, um die betreffenden
Teile in der einmal eingestellten Lage zu sichern, so daß eine ungewollte Verstellung
ausgeschlossen ist. Die Erfindung ermöglicht nicht nur eine Verringerung der gesamten
Bauhöhe der Siebeinrichtung und ein erleichtertes Einstellen, sondern auch eine
Gewichtseinsparung.
Die Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend
an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 zum Teil im Schnitt und zum Teil in der Ansicht eine erfindungsgemäße
Siebeinrichtung, F i g. 2 eine Ansicht der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung von
oben mit zum Teil im Schnitt dargestellten Teilen für den Antrieb der Trommel, F
i g. 3 einen Horizontalschnitt gemäß der durch die Linien III-III in F i g. 1 angedeuteten
Ebene, F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, F i g. 5 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab gemäß der durch
die Linien V-V in F i g. 6 angedeuteten Ebene und F i g. 6 zum Teil in der Ansicht
und zum Teil im Schnitt gemäß Linie VI-VI in F i g. 5 ein Detail der in F i g. 5
dargestellten Ausführungsform.
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In der Zeichnung bezeichnet 2 das Gehäuse einer erfindungsgemäßen
Siebeinrichtung, die im wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt aufweist. Das
Gehäuse hat einen Boden 3, ferner einen nach einwärts gerichteten Flansch 4 auf
der Oberseite, an welchen die Deckelplatte 5 mit Schrauben befestigt ist. Die Zapfen
6 dienen zum Einhängen einer Hebevorrichtung. Im Gehäuseinnern in der Nähe des Bodens
befindet sich eine Trennwand 7, auf deren Oberseite ein Ring 8 angeordnet
ist. Das Wasser oder eine andere zu siebende Flüssigkeit tritt durch den Einlaß
9 ein. Der Auslaß 10 liegt diametral gegenüber.
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Im Gehäuseinnern befindet sich eine drehbare Siebtrommel
11, die vorzugsweise die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes aufweist. Der
Trommelunterteil ist mit enger Gleitpassung im Ring 8 gehalten, und die Anordnung
ist so getroffen, daß das in den Einlaß 9 einströmende Wasser in den Raum
12 innerhalb des Gehäuses 2 rund um die Trommel gelangt. In der Trommelwand
sind zahlreiche öffnungen vorgesehen, in welche Siebelemente 13 auf übliche Weise
eingesetzt sind. Das die Trommel umströmende Wasser passiert diese Siebelemente
und gelangt in das Trommelinnere und in den Auslaßkanal 10. Die Aufgabe der
Trennwand 7 mit dem Ring 8 besteht darin, das einströmende Wasser vom abfließenden
Wasser zu trennen; das Spiel zwischen Ring 8 und unterem Trommelende muß
derart gewählt werden, daß ein ins Gewicht fallendes Abströmen von Wasser zusammen
mit mitgeführten Fremdkörpern zwischen Trommelaußenseite und Ring verhindert ist.
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Wie F i g. 3 zeigt, trägt das Gehäuse aus einem Stück mit ihm geformte
vertikale Rückspülschuhe 14. Die Stirnseite eines Schuhes ist der Trommelaußenwand
zugekehrt und ist zu dieser parallel. Schuh und Trommel bilden einen Gleitsitz,
derart, daß die Trommel rotieren kann, daß aber keine ins Gewicht fallende Wassermenge
zwischen Trommel und Stirnseite des Schuhes in den Spülkanal strömen kann. In der
Stirnseite des Schuhes befindet sich ein senkrechter Schlitz 16, und beim Drehen
der Trommel gelangen die Siebelemente in der Trommelwand in den Bereich des Schlitzes,
so daß eine umgekehrte Wasserströmung aus dem Trommelinnern durch die Filterelemente
in das Innere des Spülkanals stattfinden kann. Dabei werden aus dem Wasser ausgeschiedene
und in den Siebelementen gefangene Fremdkörper losgelöst und weggespült. Diese Anordnung
ist bekannt. Zum Abführen des Spülwassers und der losgelösten Feststoffe kann eine
abnehmbare Leitung vorgesehen sein.
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F i g. 3 zeigt ferner eine senkrechte Öffnung 18 in der Wand des Gehäuses
2, die sich im wesentlichen über die ganze Höhe der Trommel erstreckt und die einen
Zugang zu den einzelnen Siebeinsätzen 13 für das Auswechseln bzw. Reparieren derselben
ermöglicht. Die Öffnung ermöglicht ferner den Zugang für das Einsetzen einer Fühlerlehre
zwischen Ring 8 und unterem Trommelrand beim Einstellen des Spiels zwischen diesen
beiden Teilen. Die genannte öffnung ist normalerweise mittels einer Deckelplatte
verschlossen.
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Erfindungsgemäß besitzt die Siebtrommel einen geschlossenen Oberteil
11a, dessen Oberfläche einwärts nach innen abfällt und in eine zentrale Nabe
20 übergeht. Die Trommel 11, der Trommeloberteil 11 a und die Nabe
20 sind zweckmäßig aus einem Stück gegossen. Die Nabe 20 besitzt vertikale
Verlängerungen, derart, daß ihr unteres Ende weit in das Trommelinnere ragt. Die
Oberkante des oberen Nabenendteils 20 a liegt nur geringfügig tiefer als der Rand
der durch den Oberteil lla gebildeten Vertiefung.
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In der Nabe 20 sitzt die Antriebswelle 21, die einen angeschweißten
Tragring 22 aufweist. Mehrere Schrauben 23 sind durch den Tragring hindurch mit
dem Nabenoberteil verschraubt und ergeben eine lösbare Befestigung von Trommel und
Welle. Die axiale Länge des Nabenoberteils 20a ist so gewählt, daß zwischen der
Unterseite des Deckels 5 und der Oberseite der Schrauben 23 ein nur geringes Spiel
besteht.
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Die Welle 21 ragt aufwärts durch den Deckel 5.
Dieser
ist auf der Oberseite mit einer Ausnehmung zur Aufnahme von Dichtungsringen
24 versehen. Die Ringe werden durch eine Ringplätte 25 in Arbeitslage gehalten;
die Platte ist mittels Schrauben 26 am Deckel 5 befestigt.
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Koaxial um die Welle 21 ist ein mittels Schrauben 27 am Deckel
befestigter Ständer 28 vorhanden, der Öffnungen 28a aufweist, die einen Zugang
zu den Schrauben 26 zwecks Kontrolle und Ersatz der Dichtung 24 ermöglichen. Der
Ständer ist aus einem Stück zusammen mit einem oberen Gehäuse 29 geformt, das einen
Unterteil 30 und einen Oberteil 31
besitzt. Die Welle 21 ragt aufwärts
durch das Gehäuse 29. Auf der Oberseite des Gehäuses 29 besitzt die Welle eine verjüngte
Verlängerung21a, wobei sich zwischen dem dickeren unteren Wellenteil21 und der Verlängerung
21a eine Schulter befindet. Der Gehäuseunterteil 30 trägt den Ring 32,, auf dem
die Kegelrollen 33 laufen, die mit dem auf der Welle sitzenden Konus-Laufring 34
zusammenwirken. Ein Gewinde 35 mit sehr kleiner Steigung ist auf der Welle 21 gerade
oberhalb des beschriebenen Lagers angebracht.
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Der Deckelteil 31 des Gehäuses 29 trägt auf entsprechende Weise in
allerdings umgekehrter Lage einen Lagerring 36 für Kegelrollen 37, die an einem
Laufring 38 abrollen. Die Welle 21 hat ein weiteres Gewinde 39 mit kleiner Steigung
unterhalb dieser oberen Lagerbaugruppe.
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Auf den Gewindeteil 35 der Welle 21 oberhalb des Ringes
34 ist eine Mutter 40 aufgeschraubt, die einen mit Nuten oder Schlitzen
versehenen Umfang aufweist. Zwischen Mutter 40 und Ring 34 ist ein
Sicherungsring
41, der - wie dies am besten aus F i g. 5 ersichtlich ist - eine oder mehrere radiale
Laschen 41a trägt, die über den Umfang der Mutter 40 hinausragen. Die Anzahl der
Schlitze im Umfang der Mutter und die Anzahl der Laschen 41a am Sicherungsring ist
vorzugsweise ungleich. Die Welle 21 ist ferner mit einer Nut 21 versehen, die sich
vom Oberteil der Hauptwelle 21 über die zwei Gewindepartien 39 und 35 hinaus nach
unten erstreckt. Wie dies am besten aus F i g. 5 und 6 ersichtlich ist, besitzt
der Sicherungsring 41 eine einwärts gerichtete Lasche 41 b, die in der genannten
Nut gleiten kann und den Sicherungsring 41 gegen eine relative Verdrehung
auf der Welle sichert.
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Mit der geschilderten Anordnung kann die Mutter 40 auf das
Gewinde 35 aufgeschraubt werden und eine Druckkraft auf den Ring 34 ausüben.
Dieser Schub wird über die Kegelrollen auf den Lagerring 32 übertragen. Wird die
Mutter nach unten geschraubt, läßt sich die Trommel 11 in vertikaler Richtung
anheben, weil die Mutter ja auf der gleichen Höhe bleibt und so eine Hubkraft auf
die Welle 21 ausübt. In Verbindung mit einer konischen Siebtrommel ergibt eine geeignete
vertikale Verstellung der Welle und Trommel das erwünschte Spiel zwischen Ring 8
und dem unteren Ende der Trommel; gleichzeitig werden die Trommelaußenfläche und
der Spülschuh in richtige Lage zueinander gebracht. Nach Vornahme der exakten Einstellung
wird eine der Laschen 41a des Sicherungsringes aufwärts in einen der Schlitze im
Umfang der Mutter 40 gebogen, so daß die Mutter gegen eine relative Verdrehung infolge
Eingriffs der Lasche 41 a in die Nut 21a gesichert ist. Durch diese Verriegelung
von Mutter und Welle dreht die Mutter im Betrieb mit der Welle, und die Rollen 33
bilden ein Drucklager zur Aufnahme von abwärts gerichteten Druckkräften und zur
Halterung der Trommel in aufgehängter Lage im Innern des Maschinengehäuses.
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Bei Verwendung eines Wellengewindes kleiner Steilheit, einer Mehrzahl
von Laschen am Sicherungsring 41 und einer davon abweichenden Anzahl von Schlitzen
im Umfang der Mutter 40 kann eine äußerst feine Einstellung mit Mikrometergenauigkeit
durchgeführt werden.
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Eine entsprechende Mutter 41 mit ebenfalls geschlitztem Umfang ist
auf dem Gewindeteil 39 der Welle 21 aufgeschraubt. Weiter ist ein zweiter
Sicherungsring 41 vorhanden zwischen der Mutter und dem Ring 38 eines oberen Lagers.
Nach Einstellung der Trommel unter Verdrehung der Mutter 40 auf geschilderte
Weise wird die Mutter 42 entsprechend eingestellt und dann durch Abwärtsbiegen
einer der Laschen 41 a des oberen Sicherungsringes 41 gesichert. Das obere Lager
nimmt nach oben auf die Trommel oder die Welle wirkende Schubkräfte auf und sichert
so die eingestellte Trommel nach oben.
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Oberhalb des oberen Lagers besitzt die Welle eine Verlängerung 21
b mit kleinerem Durchmesser, an welcher der Antriebsmechanismus angreifen kann.
Dieser benutzt einen Aufbau 43, der auf die Oberseite des Gehäuses 19 montiert
ist. Ein mit der Wellenverlängerung verkeiltes Schneckenrad ist mit seiner Nabe
in einem unteren Kegellager 45 und einem oberen Kegellager 46 gehalten. Der Aufbau
43 umfaßt ferner einen sich in waagerechter Richtung erstreckenden zylindrischen
Gehäuseteil 47, der am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, sowie eine Schneckenwelle
48 mit einer Schnecke 49, die im Eingriff mit dem Schneckenrad 44 steht. An einem
Ende der Schneckenwelle 48 befindet sich ein Zahnrad 50, das mit einem kleineren
Zahnrad 51 auf der Welle 52 des Motors 53 kämmt. Der Motor ist am einen Ende des
zylindrischen Gehäuseteiles 47 angebaut. Bei laufendem Motor wird die Trommel so
über das Radpaar 50, 51 und das Schneckengetriebe in Drehung versetzt. Die Räder
51 und 50 sind so bemessen, daß die Drehzahl der Schneckenwelle unterhalb der Drehzahl
der Motorwelle liegt.
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Das gegenüberliegende Ende der Motorwelle 52 hat ein Vierkant-Endstück
51a, an welchem ein geeigneter Hebel oder eine Kurbel angesetzt werden kann,
um die Trommel von Hand durchdrehen zu können, wenn die erste oder eine nachfolgende
Einstellung erfolgt oder wenn ein Stromausfalll in einem kritischen Zeitpunkt ein
Drehen der Trommel von Hand nötig macht.
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Eine Öffnung 29 a im Gehäuse 29 ermöglicht den Zugang zu den Muttern
40 und 42 für Nacheinstellungen im Zusammenhang mit Abnutzungen. Die
Öffnung ist normalerweise durch die Deckelplatte 29b verschlossen. Die Öffnung ermöglicht
ferner das Schmieren der Teile im Gehäuseinnern.
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Weil alle Radial- und Drucklager sich im Oberteil der Siebeinrichtung
befinden und weil die Trommelwelle sich nicht durch die Trommel hindurch bis zum
Gehäuseboden bzw. einer unteren Abstützung erstreckt, ist es besonders bei größeren
Einrichtungen der geschilderten Art und höheren Drücken notwendig, daß größere Druckunterschiede
über den Trommelumfang vermieden werden. F i g. 4 veranschaulicht zwei mögliche
Ausführungsformen, um diesen Zustand zu erreichen. Nach der ersten werden zwei oder
mehr Spülschuhe benutzt und diese Schuhe gleichmäßig über den Trommelumfang verteilt.
In F i g. 4 bezeichnet 60 die Trommel und 61 das Gehäuse. Die Rückspülschuhe sind
mit 62 bezeichnet und in gleichmäßigen Abständen, nämlich diametral einander gegenüberliegend,
über den Umfang verteilt. Weil die Wasserrückspülung einen die Trommel gegen den
Spülschuh ausbiegenden Druck erzeugt, ergibt die Anordnung von zwei einander gegenüberliegenden
Spülschuhen einen Ausgleich dieser Drücke und damit eine Entlastung der Welle 21
von Biegespannungen; ferner werden übermäßige Radialkräfte auf die oberen Lager
vermieden, die bei Anordnung von nur eines einzigen Schuhes sonst auftreten würden.
Zwei Rückspülschuhe können natürlich auch zusammen mit den Anordnungen nach den
F i g. 1 bis 3 benutzt werden; F i g. 4 zeigt jedoch, daß die Trommelachse exzentrisch
zur Achse der Kammer ist, in welcher die Trommel rotiert. In dieser Darstellung
ist der Einlaß mit 64 und der Auslaß mit 65 bezeichnet. Die Trommelseitenwand liegt
der Gehäuseinnenwand im Bereich des Auslasses am nächsten. Das in den Einlaß strömende
Wasser gelangt in den Bereich mit größtem Abstand zwischen Trommel und Gehäuseinnenwand.
Der Wandabstand verrringert sich bei dieser exzentrischen Anordnung sowohl in Umfangsrichtung
wie in vertikaler Richtung. Weil das Wasser die Trommelwand über praktisch 360°
ihres Umfanges durchsetzt, resultiert bei exzentrischer Anordnung eine Abnahme des
Wasserdruckes gegen die Trommelwand in denjenigem Trommelbereich, der sich jeweils
am weitesten entfernt vom Wassereinlaß befindet.
Auf Grund der geschilderten
Exzentrizität der Trommel innerhalb des Gehäuses vermindert sich der Raum um die
Trommel mit abnehmender Wassermenge, was die Aufrechterhaltung eines gleichen Wasserdruckes
auf die Trommel von der Einlaßseite bis zur Auslaßseite fördert. Damit werden Biegekräfte
auf die Trommelwelle verringert oder überhaupt ausgeschlossen. Die Exzentrizität
der Trommel relativ zum Gehäuse kann natürlich auch dann angewendet werden, wenn
nur ein Rückspülschuh oder mehr als zwei Rückspülschuhe vorhanden sind.
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Bei Verwendung von mehr als einem Rückspülschuh kann sich ein Schuh
vom Boden bis zu einer Teilhöhe der Trommel erstrecken, während der andere Schuh
sich von oben entsprechend über eine Teilhöhe nach unten erstreckt, womit eine unnötige
Behinderung der Wasserströmung rund um die Trommel verhindert wird. Aber auch wenn
jeder Rückspülschuh sich über die ganze Trommelhöhe erstreckt, ist genügend Raum
vorhanden, daß das Wasser über die Trommeloberseite aus einem nahe dem Einlaß gelegenen
Bereich in einen vom Einlaß entfernten Bereich strömen kann, derart, daß die im
Auslaßbereieh jeweils befindlichen Teile der Trommelwand nicht einen Wassermangel
erleiden unter dem sperrenden Einfluß der Schuhe 62 und 63. Wenn aber auf geschilderte
Weise in vertikaler Richtung gestaffelte Schuhe benutzt werden, ergibt sich noch
weniger die Möglichkeit, daß die auf eine Trommelseite wirkenden Drücke nicht in
der Lage sind, die auf die andere Trommelseite wirkenden Drücke auszugleichen.
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Wie die Zeichnungen veranschaulichen, ist es nicht notwendig, zwischen
dem Boden der Siebeinrichtung und dem darunterliegenden Betonboden einen Abstand
vorzusehen; der Boden der Siebeinrichtung kann unmittelbar auf dem Betonboden ruhen,
während die Einlaß- und Auslaßleitungen sich ganz oder teilweise unterhalb des Niveaus
des Betonbodens befinden. Obschon Standbeine vorgesehen werden können, läßt ihr
Wegfall ganz wesentlich die Gesamthöhe der Siebeinrichtung verringern, ferner bei
größeren Einrichtungen ganz besonders auch das Gewicht. Noch wichtiger ist der dank
der Erfindung erzielte Wegfall von Wellenpackungen und Abdichtungen und des Drucklagers
im Gehäuseboden sowie der Notwendigkeit, daß zum Nachstellen der Trommel ein Mann
sich unter die Siebeinrichtung begeben muß. Eine erhebliche Gewichtseinsparung resultiert
auch dank der Verwendung einer kurzen Stummelwelle 21; die verhältnismäßig
große Ausdehnung der Nabe in Achsrichtung ermöglicht hierbei unter allen Umständen
eine einwandfreie Abstützung der Trommel auf der Welle. Die Verwendung des Flanschringes
22 und der Schrauben 23 zum Befestigen der Trommel auf der Welle erleichtert
die Montage und - was noch wichtiger ist - ermöglicht eine leichte Trennung, wenn
nach jahrelangem Gebrauch die Siebtrommel zwecks Reparatur ausgebaut wird.