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Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Abtrennung von Feststoffen mit
haar- oder faserförmigen Beimengungen aus Flüssigkeiten mit einem Schwingungserreger
für Kreisschwingungen in Fließrichtung des Gutes.
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Mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art läßt sich die Abtrennung
derartiger Beimengungen aus Flüssigkeiten, die insbesondere beim Sieben von Abwasser
oder Abwasserschlämmen von Wichtigkeit ist, nur sehr schwierig erreichen.
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Die Vorrichtungen verstopfen sehr schnell und der Siebvorgang muß
daher in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen unterbrochen werden oder es sind besondere
Reinigungsvorrichtungen erforderlich, um überhaupt einen wirkungsvollen Siebvorgang
zu ermöglichen. Dadurch wird aber nicht nur die Siebeinrichtung verteuert, sondern
ein kontinuierlicher Siebvorgang beeinträchtigt oder gar unmöglich gemacht.
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Bei einer bekannten Vorrichtung, die vor allem zum Absieben von Getreide
vorgesehen ist, wird das Sieb gebildet aus an Querstäben angebrachten bogenförmigen
Zungen, die die eigentlichen Sieböffnungen bilden.
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Zur Abtrennung von haar- oder faserförmigen Beimengungen aus Flüssigkeiten
sind derartige Vorrichtungen aber nicht geeignet, da zwar die Rückstände wohl leicht
zurückgehalten werden und die Sieböffnungen auch in bequemer Weise in ihrer Größe
verstellbar sind, haar- oder faserförmige Beimengungen aber in die Sieböffnungen
zum Teil eindringen und diese sehr schnell verstopfen, da sie zum Teil außerhalb
der Spalte verbleiben und sich festsetzen, wobei ferner die Bewegungen des Siebgutes
eine Verfilzung der Beimengungen bewirken, die sich auf diese Weise festgesetzt
haben. Obgleich derartige Vorrichtungen als Schwingsiebe verwendet werden, wird
dieser Nachteil nicht beseitigt, da, wenn die Beimengungen sich einmal festgesetzt
haben, allenfalls eine zusätzliche Verfilzung bzw. Verklumpung der Beimengungen
erfolgt.
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Gemäß der Erfindung werden nun diese Nachteile in sehr einfacher Weise
dadurch vermieden, daß der Siebboden aus Querstäben besteht, die sich in Fließrichtung
überlappen und gegen die Fließrichtung geneigte Spalte bilden.
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Zwar sind auch bei der vorher erwähnten bekannten Vorrichtung Querstäbe
vorhanden, die aber lediglich zur Befestigung der Zungen dienen, die die eigentlichen
Sieböffnungen in Form von runden Löchern oder vertikalen Schlitzen bilden. Bei dem
Gegenstand der Erfindung bilden die Querstäbe jedoch unmittelbar die quer zur Siebebene
angeordneten Spalte, die im übrigen gegen die Fließrichtung a e nei, -t angeordnet
sind. Dadurch, daß sich die Querstäbe überlappen, wird zwischen der Richtung, mit
der das Siebgut durch die Spalte tritt und der Richtung der Bewegung des Siebgutes
bzw. des Siebgutrückstandes auf der Siebfläche ein stumpfer Winkel gebildet. Die
haar- bzw. faserförmigen Beimengungen haben bei dieser Anordnung keine Möglichkeit,
sich in den Siebspalten festzusetzen, so daß auch keine Verfilzung od. dgl. von
festsitzenden Teilchen bewirkt wird. Sie werden vielmehr, auch wenn sie zum Teil
in einen Spalt eindringen sollten, durch die Weiterbewegung des Rückstandes wieder
aus dem Spalt herausgezogen, so daß eine Selbstreinigung des Siebes erfolgt und
über die ganze Siebfläche hin eine wirksame Siebung gewährleistet ist. Dies ist
aber nur bei den quer zur Siebfläche angeordneten Spalten gemäß der Erfindung der
Fall, während bei den bekannten Sieböffnungen die einmal eingedrungenen Teilchen
nicht mehr sicher entfernt werden können.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Querstäbe aus Winkel- oder
T-Profilen bestehen. Derartige Querstäbe lassen sich sehr leicht anbringen und bilden
eine stabile Konstruktion. Dabei können handelsübliche Profilstäbe verwendet werden,
die eine ausreichende Biegefestigkeit aufweisen und aus denen ohne aufwendige Bearbeitung
eine Siebfläche entsprechend der Erfindung hergestellt werden kann.
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Gemäß der Erfindung können die Querstäbe zur Einstellung der Spaltweiten
in an sich bekannter Weise einzeln oder gemeinsam verschwenkbar sein. Die Spaltweiten
richten sich nach den übrigen Bedingungen, unter denen die Siebung durchgeführt
werden soll.
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Nach einem bevorzugten Merkmal ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Siebspalte sich an der Austrittsseite in ihrem Querschnitt jäh erweitern.
Dadurch wird ein Verstopfen der Siebspalte selbst vermieden, da das durch das Sieb
hindurchtretende Gut sehr rasch abfließen kann. Die Siebspalte selbst können daher
verhältnismäßig kurz ausgebildet sein. Die Länge des eigentlichen Spaltes kann man
dabei kleiner als das Zweifache und vorzugsweise entsprechend dem 0,5 bis 1fachen
Maß der Siebspalte ausbilden. Es werden auf diese Weise verhältnismäßig kurze Spalte
gebildet, durch die eine Verstopfungsgefahr der Spalte selbst weitgehend vermieden
wird. Die genannten Verhältnisse können im übrigen entsprechend dem jeweils zu siebenden
Gut gewählt werden.
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Die Länge des nicht überlappten Teiles der Querstäbe kann ebenfalls
entsprechend dem zu siebenden Gut gewählt werden. Im allgemeinen wird dieser nicht
überlappte Teil 1 bis 5 mm betragen und die in Fließrichtung gemessene Länge des
nicht überlappten Teiles größer als die Spaltweite sein und vorzugsweise den 2 bis
5fachen Wert der Spaltweite aufweisen.
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Man kann dabei die Spalte so ausbilden, daß sie über ihre ganze Länge
einen gleichen Querschnitt aufweisen; man kann sie jedoch auch gemäß der Erfindung
so ausbilden, daß die Spaltweite in Durchströmrichtung des Siebspaltes zunimmt.
Auch auf diese Weise kann eine jähe Querschnittserweiterung am Austrittsende erreicht
werden, insbesondere wenn der in Durchströmrichtung vor der jähen Querschnittserweiterung
befindliche Teil der Querstäbe eben ausgebildet ist. Vorteilhaft ist es dabei, wenn
die Querstäbe an den jähen Querschnittserweiterungen einen Knickwinkel von 30 bis
90° aufweisen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Spalte gegenüber der Horizontalen nur
sehr wenig geneigt angeordnet sind. Daher ist es zweckmäßig, die Querstäbe unter
einem Winkel von weniger als 9.5°, vorzugsweise 0 bis 7°, gegenüber der Horizontalen
geneigt anzuordnen.
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Die einzelnen Querstäbe können dabei eine nur durch die Siebspalte
unterbrochene glatte Siebfläche bilden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch gemäß
der Erfindung, die die Sieboberfläche bildenden Teile der Querstäbe treppenförmig
anzuordnen. Auf diese Weise ist ein leichteres Herausführen der etwa bereits in
die Siebspalte eingetretenen Teile des Siebgutes möglich.
Man kann
gemäß der Erfindung Querstäbe verwenden, deren nicht überlappter Teil als frei schwingende
Zunge ausgebildet und lediglich über seine Verbindung mit den übrigen Querstäben
am Siebrahmen befestigt ist, wodurch ebenfalls eine leichte Anbringung der Querstäbe
erreicht werden kann.
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Der Transport des Siebgutes bzw. des Siebrückstandes erfolgt wie erwähnt
durch an sich bekannte etwa kreisförmige Schwingungen in einer senkrechten Ebene,
wobei auch elliptische Schwingungen verwendet werden können. Dabei wird das Gut
in angehobenem Zustand in die gewünschte Richtung gefördert und im abgesenkten Zustand
werden die Querstäbe zurückgeführt. So erfolgt dann die beschriebene Wanderung des
Gutes über die Siebfläche, wobei auch die etwa in die Siebspalte eingedrungenen
Teile des Gutes wieder aus der Öffnung entfernt werden. Eine Verstopfungsgefahr
wird daher unterbunden oder zumindest weitgehend vermieden, und zwar auch beim Sieben
von Abwasserschlämmen mit erheblichen Anteilen an Fasern, Haaren, Laub, Küchenabfällen
od. dgl., deren Siebung bisher außerordentliche Schwierigkeiten machte bzw. unmöglich
war. Die Siebfläche braucht nicht mehr oder höchstens in großen Zeitabständen gereinigt
zu werden. Dadurch wird ein kontinuierlicher Siebbetrieb sehr erleichtert und in
vielen Fällen überhaupt erst möglich.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist vor allem dann von Bedeutung,
wenn Abwasserschlamm zunächst mittels des Siebes nach der Erfindung gesiebt sowie
anschließend in einem Eindicker eingedickt und bzw. oder in einem Druckfilter, Vakuumfilter
oder in einer Zentrifuge entwässert wird. Die Absiebung allein reicht im allgemeinen
nicht aus, um einen Abwasserschlamm zu erhalten, der unter wirtschaftlichen Bedingungen
verbrannt werden kann. Auf der anderen Seite ist das Eindicken bzw. Entwässern solcher
Schlämme in einem Filter oder in einer Zentrifuge insbesondere dann nur sehr schwer
möglich bzw. unmöglich, wenn faser- oder haarförmige Beimengungen vorhanden sind.
Es erfolgt dann sehr leicht ein Verstopfen des Filters, das sogar zum Brechen von
Filterkammerplatten führen kann. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird jedoch
ein Schlamm erhalten, der so weit von die Filtration beeinträchtigenden Beimengungen
befreit ist, daß diese ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann. Es ist also
bei der Verwendung des Siebes nach der Erfindung möglich, auch solche Schlämme und
insbesondere Abwasserschlämme, die haar- und faserförmige Beimengungen enthalten,
ohne Schwierigkeiten mittels Eindickern, Filtern bzw. Zentrifugen zu entwässern.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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F i g. 1. ist eine schematische Draufsicht auf ein Sieb gemäß der
Erfindung; F i g. 2 ist ein Schnitt nach A -B der F i g. 1; F i g. 3 zeigt
Querstäbe gemäß der Erfindung in Form von Winkeleisen im Schnitt; F i g. 4 zeigt
Querstäbe gemäß der Erfindung in Form von T-Eisen im Schnitt; F i g. 5 zeigt im
Schnitt die Anordnung der Querstäbe in Form von sich überdeckenden Bandeisen; F
i g. 6 zeigt die Anbringung eines Querstabs an einem Siebrahmen; F i g. 7 zeigt
mehrfach abgebogene Querstäbe; F i g. 8 zeigt Querstäbe mit trapezförmigem Querschnitt;
F i g. 9 zeigt Querstäbe in Form von Winkeleisen mit einer Einrichtung zum Einstellen
der Spaltweite. Das Sieb entsprechend F i g. 1 und 2 wird gebildet aus einzelnen
Querstäben, z. B. 18, 19, 20, die in einem Rahmen 21 befestigt sind.
An Ansätzen 22,
23, 24, 25 ist der Rahmen federnd gelagert. An dem
Rahmen ist ein Schwingungserreger 8 angebracht. Die Ansätze können eine federnde
Abstützung in Schwingmetallausbildung bilden; es kann aber auch eine entsprechende
Auflage mit Federn gewählt werden.
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Der Siebkasten entsprechend F i g. 1 und 2 weist außerdem ein Einlaufrohr
26 und einen Auslauf 27
auf, der als Abwurfstelle .für den Siebaustrag
dient.
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Durch den Schwingungserreger 8 wird das Sieb in etwa kreisförmige
Schwingungen in einer senkrechten Ebene versetzt. Dabei wird der Schlamm auf der
Siebfläche zu dem Auslauf 27 hin bewegt. Während dieser Förderung treten
Flüssigkeit und feine Feststoffe als Siebdurchgang durch das Sieb hindurch und gelangen
beispielsweise in einen Schlammsammler, wobei eine makroskopisch homogene Masse
gewonnen wird. Der Siebrückstand, der im wesentlichen aus Grob- und Faserstoffen
mit 80 bis 90 Gewichtsprozent Wasseranteil besteht, verläßt das Sieb dann bei dem
Auslauf 27 und kann beispielsweise einer weiteren Entwässerung zugeführt
werden.
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Die einzelnen Querstäbe 18, 19, 20 sind bei der Ausführungsform
der F i g. 2 als Winkeleisen ausgebildet, die an den Seitenwänden des Rahmens
21 befestigt sind. Es ist vorteilhaft, sie durch ein Gestänge 28, 29
(F i g. 3) verschwenkbar auszubilden, wobei das Gestänge an Schwenkachsen, z. B.
30, angreift, an denen die Winkeleisen befestigt sind. Es ist aus F i g.
3 ersichtlich, daß auf diese Weise bequem die Weite des Siebspaltes je nach dem
zu siebenden Gut verstellt werden kann.
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F i g. 9 zeigt eine weitere Möglichkeit der Einstellung der Querstäbe,
wobei nicht die Schwenkachse 39 von dem Gestänge 40 angegriffen wird, sondern
ein Gelenk 41 am unteren Ende des entsprechenden Stabes 42, die dann
also um die drehbar befestigte Achse 39 zur Verstellung der Spaltweite geschwenkt
werden kann.
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An Stelle von Winkeleisen kann man auch Querstäbe 31, 32, 33
mit T-Profil wählen, die in der gleichen Weise, wie in F i g. 3 gezeigt, einstellbar
ausgebildet sein können.
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Schließlich kann man auch einfache Flacheisen 34,
35, 36 als
Querstäbe verwenden, wie dies in F i g. 5 und 6 gezeigt ist. Dabei kann es vorteilhaft
sein, die Flacheisen nur über die Breite ü, mit der sie einander überlappen, an
dem Siebrahmen 21 zu befestigen, während die freie Länge der Stäbe als frei
schwingende Zunge ausgebildet sein kann (F i g. 6). Diese Ausbildung ist zur Unterstützung
der Schwingbewegung sehr vorteilhaft.
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Schließlich kann man, insbesondere auch aus schwingungstechnischen
Gründen, mehrfach abgebogene Querstäbe 37 entsprechend F i g. 7 verwensen,
wobei es zweckmäßig ist, den Winkel q, nicht größer als 45° zu wählen. Es wird auch
dann ein sich jäh erweiternder Querschnitt am Ende des Spaltes gebildet, der an
der zweiten Krümmungsstelle in den senkrechten Ablauf einmündet.
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Auch Querstäbe 38 mit trapezförmigem Querschnitt
entsprechend
F i g. 8 können mit Vorteil Verwendung finden.
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F i g. 5 zeigt, daß die Stäbe 36 von dem Querstab 35 um die Länge
ü überragt bzw. überdeckt werden. Dabei handelt es sich zugleich um die Länge des
eigentlichen Siebspaltes, der im vorliegenden Fall die Breite s hat. Die
Länge ü, d. h. also, die Länge des Siebspaltes soll vorteilhafterweise im
Verhältnis zur Siebspaltweite nicht zu groß sein und kürzer als die dreifache Siebspaltweite
sein, um aus rein mechanischen Gründen die Möglichkeit einer Verstopfung zu vermeiden.
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Die Neigung des Siebspaltes ergibt sich aus der Neigung der Querstäbe,
die definiert wird durch den Winkel y zwischen der Normalen zur Abtropfrichtung
und der Ebene des Querstabes. Es ist dies der Förderwinkel, d. h. also, der Winkel,
mit dem die Siebflüssigkeit durch den Spalt hindurchtritt.
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Der Förderwinkel sollte möglichst klein sein und kann an sich auch
einen Wert von 0° annehmen, so daß also die Querstäbe dann in horizontalen Ebenen
liegen. Dann wird jedoch die Stärke der Querstäbe sehr gering, so daß ein Winkel
p zwischen 0 bis 15° gewählt wird.
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Die Siebfläche kann waagerecht angeordnet sein, wie dies beispielsweise
in den F i g. 3, 4, 7 und 10 der Fall ist. Der Anstellwinkel a des Siebes ist dann
0°.
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Man kann aber auch eine in Förderrichtung nach unten geneigte Siebfläche
verwenden, wie dies beispielsweise in den F i g. 5 und 8 gezeigt ist. Der Anstellwinkel
a des Siebes ist dann positiv. Schließlich kann man auch einen negativen Anstellwinkel
entsprechend F i g.1 und 2 wählen. Letzterer hat den Vorteil, daß in einem Siebkasten
mit einem bestimmten Niveau gearbeitet werden kann, aus dem der Siebrückstand ausgetragen
wird. Hier muß allerdings die Förderung des Rückstandes allein durch die Schwingung
des Siebes erfolgen. Ist der Anstellwinkel positiv, so wird der Siebrückstand zu
einem Teil durch Schwerkraft gefördert. Allerdings kann die Siebung dann nicht in
einem Behälter mit gleichbleibendem Flüssigkeitsniveau erfolgen. Eine derartige
Siebstellung ist aber durchaus geeignet zum Sieben von Schlämmen od. dgl.
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In allen Fällen wird, wie bereits früher beschrieben, der Rückstand
jeweils von einem Querstab auf die nächstfolgende, also beispielsweise im Falle
der in F i g. 5 von dem Querstab 34 auf den Querstab 35 usw. gefördert. Die Flüssigkeit
tritt in einem stumpfen Winkel zu dieser Förderrichtung in und durch die Siebspalte,
und zwar trennen sich, wenn man von den einzelnen Stäben ausgeht, Siebdurchgang
und Siebrückstand in einer Ebene in entgegengesetzter Richtung. Etwa zum Teil in
die Siebspalte gelangende Fasern, Haare und andere Rückstände werden wieder aus
dem Spalt herausgefördert und haben keine Möglichkeit, sich an den Spalträndern
festzusetzen und in diesem Zustand zu verfilzen. Vielmehr erfolgt eine Verfilzung
vor der Spaltöffnung durch die gleichzeitig die Förderung bewirkende Schwingungsbewegung.
So entsteht durch gegenseitige Reibung und dadurch bedingte Verfilzung eine mitten-
oder fließartige Faseransammlung, die sehr leicht weiterzufördern ist.
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Die in die Spalte eintretende Flüssigkeit wird durch die jähe Querschnittserweiterung
nach dem verhältnismäßig kurzen Spalt sehr schnell entfernt, so daß also eine rasche
und wirksame Siebung erfolgt.
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Die Frequenz der Schwingbewegung ist abhängig von dem jeweils zu siebenden
Gut. Im allgemeinen können Frequenzen von 10 bis 100 Hertz, insbesondere 20 bis
80 Hertz verwendet werden. Häufig ist auch eine Frequenz von 50 Hertz, die sich
ja bequem erreichen läßt, geeignet.