DE1273487B - Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Nassschlamm - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche KL: 12 d-16/02

Nummer: 1273 487

Aktenzeichen: P 12 73 487.1-27 (F 40606)

Anmeldetag: 28. August 1963

Auslegetag: 25, Juli 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Naßschlamm mit mindestens einem ringförmigen Filterelement, auf welches Naßschlamm aufgebracht und entwässerter Schlamm an mindestens einer Stelle durch die zentrale Öffnung des Filterelementes abgeführt wird.

Es sind Einrichtungen zum Entwässern von Brennereirückständen bekannt, die ringförmige ebene Filterflächen aufweisen, auf welche die nassen Rückstände aufgebracht werden. Auf den Filterflächen rollen Druckwalzen, die das aufgegebene Material auspressen, und die entwässerten Filterrückstände werden mittels Förderschnecken von der Filterfläche abgearbeitet. Abgesehen von Nachteilen betrieblicher Art, die insbesondere in einer großen Abnützung und mangelhaften Reinigung der Filterflächen durch die Förderschnecken bedingt sind, eignen sich solche Einrichtungen nicht zur wirtschaftlichen kontinuierlichen Entwässerung von Naßschlämmen, insbesondere Kommunalschlämmen und Industrieschläm- so men aller Art.

Zur Entwässerung solcher Schlämme sind vielmehr Einrichtungen geeignet und bekannt, die drehbare Trommeln aufweisen, deren Innenwand als Filterfläche ausgebildet ist und in welcher sich bei Drehung der Trommel eine Schlammwalze bildet. Es ist hierbei möglich, eine genügende Selbstreinigung der Filterfläche durch die Schlammwalze selbst zu erzielen, d. h., auf mechanische Reinigungsvorrichtungen für die Filterfläche zu verzichten. Auch diese Ausführung hat aber bestimmte Nachteile.

Wenn außerhalb der Filterfläche ein Unterdruck herrschen soll, was zur Erzielung hoher Leistung und vor allem zur Behandlung verschiedenartiger Schlämme wesentlich ist, ergeben sich verhältnismäßig umständliche Konstruktionen, um zugleich dieses Vakuum zu erzeugen und das Filtrat abzuführen. Trotz dieser Umständlichkeit ist die Leistungsfähigkeit begrenzt, weil in der Trommel nur eine Schlammwalze gebildet werden kann.

Es ist zwar auch bekannt, ein Filtertuch einseitig an einem ortsfesten Halter und anderseitig an einem mit hoher Frequenz schwingenden Halter zu befestigen, derart, daß im durchhängenden Filtertuch teils longitudinal, teils transversale Schwingungsbewegungen auftreten. Auch in diesem Falle ist die Erzeugung von Unterdruck schwierig oder unmöglich, weil die ganze Filterfläche in Schwingungsbewegung zu halten ist und daher praktisch nicht dichtend angeordnet werden kann.

Es sind auch Einrichtungen bekannt, in welchen Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken
von Naßschlamm

Anmelder:

Hans Beat Fehlmann, Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dr. E. Sturm, Patentanwalt,

8000 München 23, Leopoldstr. 20

Als Erfinder benannt:

Hans Beat Fehlmann, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 31, Juli 1963 (9511)

ein biegsames Filterelement als Band über Umlenk- und Antriebswalzen läuft. Bei dieser Ausführung mit einer Filterfläche, die nicht fest mit den übrigen antreibenden Teilen verbunden ist, bietet die Erzeugung von Unterdruck auf der Rückseite der Filterfläche größte Schwierigkeiten und kann als praktisch unmöglich erachtet werden.

Bei den bekannten Ausführungen hängen somit die Schwierigkeiten weitgehend damit zusammen, daß das Filterelement gegenüber den festen Anlageteilen in Richtung seiner Flächenausdehnung bewegt wird.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die bekannten Nachteile zu vermeiden, die bekannten schweren Konstruktionen zu vereinfachen und die Leistung zu steigern.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement mit seinen Rändern an Öffnungsrändern eines ortsfesten, ringförmigen, oben offenen Gehäuses befestigt ist, mit welchem Gehäuse ein Vakuumerzeuger in Verbindung steht, und daß das Filterelement von einem ringförmigen, im Gehäuse drehbaren, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Boden versehenen Träger derart stellenweise unterstützt ist, daß das zwischen seinen Befestigungs- und Unterstützungsstellen durchhängende Filterelement radiale Mulden bildet, die sich bei Drehung des Trägers in Umfangsrichtung wellenartig fortpflanzen, wobei in die Mulden eingebrachter Naßschlamm an ansteigenden Muldenflanken in an sich bekannter Weise Schlammwalzen bildet, die an ihren inneren Enden laufend abgebaut werden.

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Die Wellenbewegung erfordert keine Verschiebung der Filterfläche in Richtung ihrer Flächenausdehnung, d. h., es ist möglich, die Filterfläche fest mit einem festen Anlageteil zu verbinden und lediglich durch Bewegung einer die Filterfläche stützenden Vorrichtung wellenartig fortschreitende Unebenheiten zu schaffen, in welchen sich Schlammwalzen bilden können, die synchron zur Wellenbewegung fortbewegt werden.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Einrichtung nach der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach LinieII-II in Fig. 1,

F i g. 3 und 4 die Formen von Stützrippen in Abwicklung,

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine Befestigungsstelle des Filterelementes auf einem Träger und Fig. 6 einen Längsschnitt zu Fig. 5.

Die Einrichtung weist ein auf Pfeilern 60 ruhendes dichtes Gehäuse 61 auf, welches eine ringförmige Rinne 62 bildet. Der äußere Öffnungsrand 63 des Gehäuses 61 liegt bedeutend höher als der innere Öffnungsrand 64. Die innere Begrenzungswand des Gehäuses 61 bildet einen Abfuhrkanal 65 von kreisförmigem Querschnitt. Mit dem Innenraum des Gehäuses 61 steht der Saugstutzen 66 eines Ventilators 67 in Verbindung, so daß bei angetriebenem Ventilator 67 im Gehäuse 61 ein Unterdruck erzeugt werden kann. Mit dem Innenraum des Gehäuses 61 steht außerdem eine Ableitung 68 mit einem Siphon 69 in Verbindung.

Auf der Bodenfläche des Gehäuses 61 sind an drei um je 120° versetzten Stellen Lagerböcke 70 montiert, in welchen je zwei Lagerwalzen 71 drehbar gelagert sind. Jedes Paar von Lagerwalzen 71 trägt eine Lauf walze 72. Die in Fig. 2 rechts dargestellte Laufwalze 72 kann über ein Untersetzungsgetriebe von einem Motor 73 angetrieben werden. Die Laufwalzen 72 greifen in einen Laufring 74 eines konzentrisch zum Gehäuse 61 angeordneten rinnenförmigen Trägers 75 mit durchbrochenem Boden 76. Die vertikalen Begrenzungswände oder Stützrippen 77 und 78 sind gemäß F i g. 5 und 6 am oberen Rand mit einem U-förmigen Profil 79 versehen, welches zum Einsetzen von aus Kunststoff bestehenden Gleitern 80 dient. Wie die teilweisen Abwicklungen nach F i g. 3 und 4 zeigen, weisen die Stützrippen 77 und 78 wellenförmig verlaufende obere Ränder auf.

Ein als Filterelement 81 verwendbares, feinmaschiges, biegsames und zugfestes Flachmaterial, beispielsweise ein Nylongewebe, ein Drahtgeflecht aus rostfreiem Stahl od. dgl., ist gemäß F i g. 2 an den Öffnungsrändern 63 und 64 des Gehäuses 61 in nicht näher dargestellter Weise befestigt und gemäß Fig. 5 mit den Gleitern80 vernäht. Das im folgenden als Filtertuch bezeichnete Flachmaterial ist so mit den Öffnungsrändern 63 und 64 und mit den Gleitern 80 verbunden, daß es zwischen dem äußeren Öffnungsrand 63 des Gehäuses 61 und der äußeren Stützrippe 77 des Trägers 75 verhältnismäßig stark durchhängt und dort eine Rinne 82 bildet. Zwischen den beiden Stützrippen 77 und 78 hängt das Filtertuch 81 verhältnismäßig schwach durch, während es zwischen der inneren Stützrippe 78 und dem inneren Öffnungsrand 64 ziemlich straff gespannt ist. An einer Stelle mündet über der Rinne 82 ein schematisch dargestellter Zufuhrstutzen 83 für den Naßschlamm, der in einstellbarer Menge praktisch kontinuierlich durch eine Förderpumpe oder einen Becherelevator gefördert werden kann.

Wie Fig. 3 zeigt, weist die äußere Stützrippe77 tiefste Stellen 84 auf, von welchen der Rand beidseitig etwa symmetrisch ansteigt, sodann auf einem höchsten Niveau 85 etwa horizontal verläuft und dazwischen eine verhältnismäßig schwache Einbuchtung 86 aufweist. Die innere Stützrippe 78 weist sich periodisch folgende Vertiefungen 87 und Erhöhungen 88 auf. Die Anzahl der sich gleichartig wiederholenden Wellenformen der äußeren und inneren Stützrippe ist gleich, wobei eine Wellenperiode von einer tiefsten Stelle 84 zur nächsten der äußeren Stützrippe 77 einer Wellenperiode zwischen zwei höchsten Stellen 88 der inneren Stützrippe 78 entspricht. Mit anderen Worten sind also die Wellenformen an der inneren und äußeren Stützrippe praktisch um eine halbe Periode versetzt, indem die tiefsten Stellen 84 der äußeren Stützrippe 77 auf dem gleichen Radiusstrahl liegen wie die Erhöhungen 88 der inneren Stützrippe 78.

Das über die zwei gewellten Stützrippen 77 und 78 gelegte Filtertuch 81 hat in an sich bekannter Weise die Tendenz, zwischen innerer Erhöhung und äußerer höchster Stelle in gerader Linie verlaufende erhöhte Rippen zu bilden, zwischen welchen es durchhängt. Eine solche Rippe 89 ist in F i g. 2 angedeutet. Natürlich hängt in der Praxis auch der Kamm dieser Rippe unter der Belastung im Betrieb etwas durch. Grundsätzlich bilden sich aber zwischen diesen Rippen voneinander getrennte, also nicht miteinander kommunizierende Mulden, von welchen di6 einen über die tiefsten Stellen 84 der äußeren Stützrippe 77 mit der Rinne 82 in Verbindung stehen. Diese Mulden90, von welchen auch in Fig. 2 links die eine dargestellt ist, dienen der Zufuhr des Naßschlamms und sind gemäß F i g. 2 teilweise mit solchem gefüllt. Zwischen den verhältnismäßig hoch liegenden Einbuchtungen 86 der äußeren Stützrippe 77 und den auf demselben Radiusstrahl liegenden Vertiefungen 87 der inneren Stützrippe 78 bildet das Filtertuch ebenfalls radial liegende Mulden, deren äußere Enden höher liegen als die inneren Enden. Eine solche Mulde 91 ist in Fi g. 2 rechts dargestellt.

Während des Betriebs werden vorerst der Motor 73 und der Ventilator 67 eingeschaltet. Der Motor 73 treibt über die Lauf walze 72 den drehbar gelagerten Träger 75 mit der gewünschten Geschwindigkeit an, während der Ventilator 67 im Innenraum des Gehäuses 61 und mit dem damit kommunizierenden, vom Träger 75 eingeschlossenen Raum unter dem Filtertuch 81 einen Unterdruck von beispielsweise 5 bis 6 cm Wassersäule erzeugt. Zugleich wird die Förderpumpe eingeschaltet, so daß Naßschlamm durch den Zuführstutzen 83 in die Rinne 82 zugeführt wird. Da das Filtertuch 81 an den Öffnungsrändern 63 und 64 des Gehäuses 61 befestigt ist, kann es nicht mit dem Träger 75 verdreht werden, sondern dieser dreht sich unter dem Filtertuch 81, wobei die Gleiter 80 in dem als Gleitschienen vorgesehenen U-förmigen Profil 79 der Stützrippen 77 und 78 gleiten. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte sternförmige Wellengestalt des Filtertuches pflanzt sich daher in Drehrichtung des Trägers 75 fort, d. h., die aus der Rinne 82 mit Naßschlamm gefüllten Mulden 90,91 wandern mit der Drehgeschwindigkeit

des Trägers 75 weiter, so daß die Naßschlammpfützen durch das sich hinter ihnen anhebende Tuch 81 mit gedreht werden. Es ist daher nicht unbedingt erforderlich, daß der Naßschlamm sich am ganzen Umfang durch die äußere Rinne 82 verbreitet, denn wenn immer sich innerhalb des Zufuhrstutzens 83 eine Mulde 90 bildet, kann der Naßschlamm dort einfließen, und diese eingeflossene Naßschlammenge pflanzt sich dann mit der wellenförmigen Fortpflanzung der Mulde 90 in Umfangsrichtung fort. Im kontinuierlichen Betrieb befinden sich daher am ganzen Umfang mit Naßschlamm versehene Mulden 90, aus denen die hinter den Mulden 90 ansteigenden Filtertuchteile eine dünne Schlammschicht mitnehmen. Auf diesen aus den Mulden 90 ansteigenden Filtertuchteilen wird diese dünne Schlammschicht durch den vorhandenen Unterdruck rasch entwässert und so weit eingedickt, daß ihre Konsistenz bei Eintritt in die nächste vom Innenrand ausgehende Mulde 91 zur selbsttätigen Bildung einer _ao Scblammwalze 92 ausschließlich aus dem Schlamm geeignet ist. Wie F i g. 2 zeigt, ist die Achse dieser Schlammwalzen 92 leicht nach innen abfallend geneigt, so daß das plastische Material die Tendenz hat, nach innen zu fließen. Die inneren Enden der Schlammwalzen brechen oder fließen daher je nach ihrer Konsistenz über die an den tiefsten Stellen 87 der inneren Stützrippe 78 gebildeten Kanten ab und gelangen durch die Öffnung 65 an den Bestimmungsort für den eingedickten Schlamm. Das abfiltrierte Wasser gelangt durch die Ableitung 68 zur Kanalisation. Der Siphon 69 verhindert dabei ein Ansaugen von Luft.

Die Inbetriebnahme der Anlage nach F i g. 1 bis 6 ist sehr einfach. Es ist lediglich anfänglich mit einer verhältnismäßig geringen Naßschlammenge zu beginnen und diese Menge ständig zu steigern, bis die richtig erscheinende Konsistenz der sich automatisch bildenden Schlammwalzen 92 erreicht ist. Eine Regulierung der Drehzahl des Trägers 75 ist im allgemeinen nicht erforderlich, und es genügt, ausschließlich die Naßschlammenge entsprechend deren Konsistenz einzustellen.

Das feinmaschige Filtertuch 81 kann nötigenfalls durch ein darunterliegendes grobmaschigeres Netz gestützt und verstärkt werden. Die flache muldenartige Ausführung nach Fig. 1 und 2 gestattet eine besonders raumsparende Anordnung, wobei insbesondere mehrere Anlagen der in F i g. 1 und 2 dargestellten Art stockwerkartig übereinander angeordnet sein können. Es können mehr oder weniger, z. B. in einer kleinen Anlage auch nur eine Schlammwalze gebildet werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Naßschlamm, mit mindestens einem ringförmigen Filterelement, auf welches Naßschlamm aufgebracht und entwässerter Schlamm an mindestens einer Stelle durch die zentrale Öffnung des Filterelementes abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (81) mit seinen Rändern an Öffnungsrändern (63, 64) eines ortsfesten, ringförmigen, oben offenen Gehäuses (61) befestigt ist, mit welchem Gehäuse ein Vakuumerzeuger (67) in Verbindung steht, und daß das Filterelement (81) von einem ringförmigen, im Gehäuse (61) drehbaren, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Boden (76) versehenen Träger (75) derart stellenweise unterstützt ist, daß das zwischen seinen Befestigungs- und Unterstützungsstellen durchhängende Filterelement Mulden (90, 91) bildet, die sich bei Drehung des Trägers (75) in Umfangsrichtung wellenartig fortpflanzen, wobei in die Mulden eingebrachter Naßschlamm an ansteigenden Muldenflanken in an sich bekannter Weise Schlammwalzen (92) bildet, die an ihren inneren Enden laufend abgebaut werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (81) auf zwei konzentrischen Stützrippen (77, 78) des im ringförmigen Gehäuse (61) konzentrisch angeordneten, drehbaren Trägers (75) aufliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsränder (63, 64) des Gehäuses (61) gleichbleibendes Niveau aufweisen, während die Stützrippen (77, 78) des Trägers (75) wellenförmig ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform der Stützrippen (77, 78) für das Filterelement (81) an den gegenüberliegenden Seiten des Flachelementes in Umfangsrichtung phasenverschoben ist, derart, daß mindestens eine Mulde (91) zur Aufnahme einer Schlammwalze (92) mit auf der inneren Seite des Filterelementes (81) tiefer liegendem Abfuhrkanal (65) für den eingedickten Schlamm und mindestens eine Mulde (90) mit auf der äußeren Seite bei der tiefsten Stelle (84) liegendem Einlaß für den in einer Rinne (82) aufgegebenen Naßschlamm entsteht.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (81) mit Gleitern (80) fest verbunden, z. B. vernäht ist, die auf den Stützrippen (77, 78) des beweglichen Trägers (75) gleitend angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite das Filterelement (81) zwischen dem Öffnungsrand (63) des Gehäuses (61) und der benachbarten Stützrippe (77) des Trägers (75) durchhängt und die Rinne (82) zur Aufnahme des zugeleiteten Naßschlammes bildet.

7. Einrichtung nach- einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Träger (75) als Rinne mit Durchlässen im Boden (76) und das Gehäuse (61) dicht ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einrichtungen stockwerkartig übereinander angeordnet sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feinmaschige Filterelement (81) durch ein darunterliegendes, grobmaschiges Tuch oder Geflecht verstärkt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 043 982;
USA.-Patentschriften Nr. 854 588, 2 553 387.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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