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Trennvorrichtung zur Reinigung einer Papiertrübe od. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung zur Reinigung einer
Papiertrübe od. dgl. von unerwiinschten Feststoffen mit einem außen durch ein zylindrisches
Sieb begrenzten Ringkanal mit einem tangentialen Einlaß, der die Trübe auf einer
spiralförmigen Bahn durch den Ringkanal strömen läßt, und mit einem Auslaß für den
Siebrückstand am anderen Ende, sowie einem auf der Außenseite des Siebes angeordneten
Auslaß für das Filtrat, wobei innerhalb des Ringkanals eine an der stromaufwärtigen
Siebseite entlangstreichende, tragflügelförmiges Profil aufweisende Abstreifeinrichtung
für den Siebrückstand bewegbar ist.
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Bei einer bekannten Trennvorrichtung dieser Art ist der verhältnismäßig
breit gehaltene Ringkanal beidseitig von einem zylindrischen Sieb begrenzt. Auf
Grund der Zentrifugalkraft, die durch die tangentiale Strömung der Papiertrübe und
die in der Papiertrübe umlaufenden Abstreifer hervorgerufen ist, ist die Strömung
in Richtung des äußeren Siebes kräftiger als in Richtung des inneren Siebes.
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Wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Papiertrübe herabgesetzt wird,
wird die Siebkapazität des inneren Siebes in bezug auf die Siebkapazität des äußeren
Siebes beträchtlich herabgesetzt. Das liegt daran, daß die vorstehend erwähnte Zentrifugalkraft
der in Richtung des inneren Siebes verlaufenden Strömungskraft entgegengerichtet
ist, während die zum äußeren Sieb gerichtete Strömungskraft unterstützt wird. Bei
stärkerer Senkung der Siebkapazität des inneren Siebes kann der Trübestrom unter
Umständen zur Ruhe kommen und das innere Sieb unwirksam machen, so daß sich sogar
ein Rückfluß durch das Sieb ergibt und sich eine große Menge verdickter Trübe sammelt
und das innere Sieb verstopft. Das wiederum kann dazu führen, daß Klumpen von verdickter
Trübe und von abgeschiedenen Feststoffen in das Filtrat gelangen und die Siebwirkung
ungleichmäßig und unbrauchbar wird.
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Bekannt ist auch bereits eine Trennvorrichtung, bei der eine konische
Siebtrommel zusammen mit einem ungelochten konischen Außenmantel einen Ringkanal
von etwa 20/0 der Breite des kleinsten Siebdurchmessers begrenzt, in den am oberen
Ende der Trübestrom durch kleine Öffnungen eingelassen wird. Dabei ist auf der Innenseite
der konischen Siebtrommel eine umlaufende Reinigungsvorrichtung angeordnet, die
Wasserstrahlen gegen die Siebfläche richtet. Derartige Siebe haben nur eine begrenzte
Kapazität und neigen auch leicht zum Verstopfen des engen Ringkanals. Insbesondere
kann hier auch die Zentrifugalkraft nicht zur Erhöhung der Siebwirkung ausgenutzt
werden,
weil diese die Trübe ja gegen die ungelochte Wand drückt.
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Weiterhin gibt es auch bereits Trennvorrichtungen mit einer zylindrischen
Siebtrommel, der die Trübe auf spiralförmiger Bahn oben zugeführt wird. Dabei ist
die zylindrische Siebtrommel innen vollständig frei und wird außen in weitem Abstand
von einem zylindrischen Mantel umgeben. Dieser zylindrische Mantel trägt unten den
Auslaß für das Filtrat, wohingegen der Auslaß für den Siebrückstand am unteren Ende
der zylindrischen Siebtrommel sitzt. Bei derartigen Hydrozyklon-Trennvorrichtungen
treten erhebliche Turbulenzen auf, die eine wirkungsvolle Trennung vereiteln. Auch
wirkt der untere Auslaß der konischen Siebtrommel drosselnd.
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Dem Zweck, die Mängel der bekannten Trennvorrichtungen zu vermeiden
und ein Sieb zu schaffen, welches bei gleichmäßiger und turbulenzfreier Strömung
einen Rückfluß des Filtrats und eine Vermischung der frischen Trübe mit dem Siebrückstand
vermeidet und welches eine leichte Entfernung des
Siebrückstandes
gestattet, genügt die Erfindung dadurch, daß bei einer Trennvorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen wird, daß die Abstreifeinrichtung
gleichsinnig mit der Strömungsrichtung umläuft und die innere Begrenzung des Ringkanals
von einer-im wesentlichen zylindrischen, ungelochten Wand gebildet wird und daß
die Durchschnittsbreite des Ringkanals zwischen der inneren ortsfesten Wand und
dem ortsfesten Sieb 3 bis 2001* des Durchmessers des Siebzylinders beträgt.
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Der schmale Spalt zwischen dem Sieb und der ungelochten inneren Wand
führt zusammen mit der radial nach außen gerichteten Strömung und der auf der stromaufwärtigen
Seite des Siebes angeordneten Abstreifeinrichtung zu einer erheblich verbesserten
Trennwirkung.
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Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die innere Begrenzung
des Ringkanals leicht konisch gestaltet ist, so daß die Breite des Ringkanals sich
vom Einlaß zum Auslaß allmählich verringert.
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Damit wird ein Ausgleich für die Verringerung des vom Sieb einlaß
zum Siebauslaß fortschreitenden Flüssigkeitsvolumens geschaffen. Die auf diese Weise
erzielte Verringerung ist stärker als bei der obenerwähnten Trennvorrichtung, die
mit einem konischen Siebmantel in einem konischen ungelochten Außenmantel arbeitet.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, daß erfindungsgemäß der
Auslaß zur Beseitigung des Siebrückstandes in der Bewegungsrichtung des Suspensionsstromes
tangential nach außen verläuft.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung
beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise aufgebrochen und im
Schnitt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und
F i g. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.
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In dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel enthält
die Trennvorrichtung zur Reinigung einer Papiertrübe von Schmutzpartikeln einen
Grundsockel 10, in welchem eine ringförmige Kammer mit einer feststehenden, glatten,
undurchbrochenen Innenwand 12 und einer feststehenden Außenwand 14 eingebaut ist.
In dem hohlen Mittelabschnitt der Kammer werden von ringförmigen Stützplatten 17
und 19 zwei Lager 16 und 18 getragen. Die Stützplatten 17 und 19 sind je für sich
mit Bolzen an ringförmigen Ansätzen 21 befestigt, die einen Bestandteil der Innenwand
13 bilden. Die Lager 16 und 18 dienen zum Tragen der Treibwelle 20, auf deren unterem
Ende eine Scheibe 22 für einen Keilriemenantrieb mit mehreren Riemen befestigt ist.
Die Scheibe 22 wird von einer Kraftquelle, wie beispielsweise einem Elektromotor
(nicht dargestellt), vermittels der Keilriemen 24 angetrieben.
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In der durch die inneren und äußeren Wände 12 und 14 begrenzten ringförmigen
Kammer befindet sich eine befestigte, zylindrische Siebplatte 26, die von einem
Rost aus in gewissem Abstand voneinander befindlichen Rippen28 unterstützt wird.
Der Rost seinerseits am oberen und unteren Ende durch die äußere Wand 14 gehalten,
und sowohl die innere Wand 12 als auch die äußere Wand 14 haben etwa die gleiche
Länge wie das Sieb 26. Am oberen Ende des Gerätes befindet sich eine ringförmige
Einlaßkammer 30 mit einem Einlaß 32, durch welchen der
Trübestrom eingeführt wird.
Die Einiaßkammer sorgt dafür, daß die Trübe auf die Innenfläche des Siebes entlang
seines oberen Umfanges in tangentialer Richtung auftrifft und auf Grund der Schwerkraft
nach unten in die eine spiralförmige Strömungsbahn zwischen dem Sieb 26 und der
inneren Wand 12 abgelenkt wird.
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Der Ringkanal zwischen dem Sieb 26 und der äußeren Wand 14 dient
als Aufnahmekammer für das Filtrat. Diese Kammer ist oben und unten verschlossen,
so daß das in diese Kammer eintretende Filtrat durch das Sieb 26 hindurchgelangt
ist. Das Filtrat fließt durch den Hauptauslaß 34 nach außen, während derjenige Teil
der Trübe, der Feststoffe enthält, durch den Rückstandsauslaß 36 nach außen fließt.
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Dieser verläuft tangential vom unteren oder Auslaßende der ringförmigen
Strömungskammer zwischen dem Sieb 26 und der inneren Wand 12. Der Auslaß 36 ist
im selben Sinne angebracht, wie es der Strömungsrichtung der Trübe entspricht, die
durch den Einlaß 32 eingeführt wird, wie man am besten aus F i g. 2 erkennen kann.
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Um ein Zusetzen oder Verstopfen des Siebes zu verhindern, sind an
einem Tragringpaar 42 ein Paar Abstreifer 38, 40 angebracht, die von am oberen Ende
der Welle 20 befestigten Stützarmen 44 herabhängen. Die Abstreifer38, 40 erstrecken
sich nach unten in die ringförmige Strömungsbahn zwischen der inneren Wand 12 und
dem Sieb 26. Dabei liegen sie dicht neben der Innenfläche des Siebes 26 und dienen
zum Freihalten der Siebiläche, wenn sie sich, durch die umlaufende Welle 20 angetrieben,
an dieser vorbeibewegen.
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Wenn auch das Sieb 26 und die innere Wand 12 an sich die Form konzentrischer
Zylinder haben können, um eine ringförmige Strömungsbahn mit über den gesamten Umfang
vollkommen gleichmäßigen Abmessungen zu schaffen, so wird doch vorgezogen (s. Fig.
1), die Oberfläche der Wandl2 schwach kegelig zu gestalten, so daß die Weite der
ringförmigen Strömungsbahn zwischen der Wand und dem Sieb am oberen Einlaß des Siebes
etwas größer ist als am unteren Auslaß. Diese allmähliche Verminderung des Abstandes
zwischen dem Sieb und der gegenüberliegenden inneren Wand dient dazu, wenigstens
zum Teil die Volumenverminderung auszugleichen, die sich dadurch ergibt, daß ein
Teil der vom Einlaß zum Auslaß hinströmenden Trübe durch das Sieb hindurchtritt.
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Es ist äußerst wichtig, daß der Ringkanal zwischen der glatten, ungelochten
inneren Wand 12 und dem koaxialen zylindrischen Sieb 26 so klein wie möglich gehalten
wird, wobei allerdings für die Abstreifer 38, 40 ein freier Umlauf gesichert sein
muß. Im allgemeinen sollte der Abstand zwischen der inneren Wand 12 und dem Sieb
26 etwa 2 bis 20 öle des Durchmessers des Siebzylinders betragen, wobei der Prozentsatz
rnit abnehmendem Siebdurchmesser ansteigen sollte. Bei kleinen Sieben mit einem
Durchmesser von 450 mm sollte beispielsweise der Abstand nicht mehr als 75 mm betragen,
während der Abstand bei großen Sieben mit Durchmessern von 1500 mm nicht mehr als
125 mm betragen sollte.
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Der enge Zwischenraum zwischen der Wand 12 und dem Sieb 26 vermindert
den Rückfluß der Trübe und verhindert, daß sich die in die Strömungsbahn eintretende
Trübe mit einem Teil des Siebrückstandes vermischt. Auf diese Weise wird die gleichmäßigere
Trennwirkung
gefördert. Die innere Wand 12, die eine glatte, nicht gelochte Oberfläche hat und
überall von kreisförmigem Querschnitt ist, dient dazu, die Trübe dann, wenn sie
aus einer gewundenen Bahn dem Auslaß zuströmt, in einer verhältnismäßig dünnen Schicht
eng an der inneren Oberfläche des Siebes 26 zu halten. Die innere Wand 12 sorgt
für einen glatten gleichmäßigen Fluß der Trübe über und durch das Sieb mit einem
Minimum an Störungen und Turbulenz.
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Darüber hinaus erleichtert der sich tangential vom unteren Ende der
Strömungsbahn zwischen der inneren Wand 12 und dem Sieb 26 nach außen erstrekkende
Rückstandsauslaß 36 die Abscheidung und vollkommene Entfernung von übergroßen Schmutzpartikeln,
die im allgemeinen von größerem spezifischen Gewicht sind und vom Sieb zurückgehalten
werden.
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Die Abstreifer 38 und 40 werden vorzugsweise im Uhrzeigersinn gedreht,
wie F i g. 2 erkennen läßt, so daß sie im selben Sinne umlaufen wie die tangential
durch den Einlaß 32 eingeführte Trübe. Es ist jedoch auch möglich, die Drehrichtung
der Abstreifer umzukehren, so daß sie in einer Richtung entgegen dem Trübestrom
umlaufen.