DE1632274C - Kontinuierlich arbeitende Filterzen tnfuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontinuierlich arbeitende Filterzentrifuge, bestehend aus zwei Trommeln, deren Mäntel aus parallel zur Trommelachse verlaufenden Leisten gebildet sind, wobei diese Trommeln so ineinandergelegt sind, daß ihre Leisten ineinandergreifen und die Achsen dieser Trommeln sich entweder schneiden oder kreuzen.

Es ist bereits eine Filterzentrifuge dieser Art vorgeschlagen worden, bei der ein Band von Filtergewebe schraubenlinienförmig gewunden, durch Schlitze in der Stirnwand in den Innenraum der Trommeln eingeführt, über den abgerundeten Rand der einen Trommel nach außen umgelenkt und schließlich über außen an der Stirnwand befestigte Rollen wieder zurückgeleitet ist. Hierbei ist die eine Trommel über ihre Stirnwand mit einer Welle verbunden, die durch ein Pendellager hindurchgeht, das in der hohlen Welle der anderen Trommel angeordnet ist. j,

Das endlose, schraubenlinienförmig gewundene Band des Filtergewebes wird infolge der beiden sich schneidenden oder windschiefen Achsen der Leistentrommeln, von der Stirnwand der Trommel zu ihrem anderen Rand transportiert und kehrt außerhalb der Trommel wieder durch die Schlitze zurück. Die Mutterlauge und das Waschwasser werden vom schraubenlinienförmig gewundenen Band des Filtergewebes abgespritzt, dessen Windungen sich überdecken, wobei die abfiltrierte Suspension durch den Einfluß der Zentrifugalkraft vom Rand des Filtertuches in eine zugehörige Rinne abgeschleudert wird. Im Hinblick auf die fortschreitende Bewegung des Bandes, das in Form einer Schraubenlinie auf die Mäntel beider Trommeln gewickelt ist, entsteht auf der ganzen inneren Oberfläche der Trommel eine zusammenhängende Filterfläche, so daß während der Rotation der Zentrifuge das schraubenlinienförmig gewundene Band gewaschen werden kann und die Zentrifugierung kontinuierlich verläuft. .

Diese Zentrifuge mit schraubenlinienförmig gewundenem Band zeigt jedoch keine genügende Filterfähigkeit für feine Suspensionen, und das Auswaschen des Bandes ist in manchen Fällen schwierig.

Sodann ist eine Filterzentrifuge bekannt, bei der ein endloses Band aus Filtergewebe schraubenförmig am inneren Umfang einer Trommel aufgewickelt ist. Eine Rückführvorrichtung im Innern der Trommel sorgt für den Bandvorschub und führt das Band von dem einen Ende zum anderen Ende der Trommel. Das Band verläßt daher niemals das Innere der Trommel und kann bei kontinuierlichem Betrieb niemals gereinigt werden. Ferner behindert die eingebaute Rückführvorrichtung das Einführen und gleichmäßige Verteilen der Suspension. Es ist auch schwierig, die Vorschubgeschwindigkeit so mit der Zentrifugalgeschwindigkeit abzustimmen, daß sich eine gleichmäßige Filterfläche ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Filterzentrifuge anzugeben, die auch bei feinen Suspensionen eine ausreichende Filterfähigkeit hat, bei der ein Auswaschen des die Filterfläche bildenden Materials sehr einfach ist und bei der auch die Zufuhr der zu filternden Suspension keine Schwierigkeiten macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Trommel mit· einer hohlen Welle versehen ist, die mit Hilfe eines Lagers in einer hohlen Welle der anderen Trommel gelagert ist, und daß außerhalb der Zentrifuge eine Zuführeinrichtung, welche eine endlose Filterschnur an einem' Trommelende in den inneren Raum der Trommeln einführt, und eine Aufwickelvorrichtung, welche die Schnur am anderen Trommelende aus dem inneren Raum der Trommeln abzieht, angeordnet sind, wobei die Schnur aus der Aufwickelvorrichtung zurück in die Zuführeinrichtung geleitet ist sowie sich infolge der

ίο Zentrifugalkraft in Form einer Schraubenlinie auf die innere Fläche der Trommeln aufwickelt und hierdurch eine Filterschicht für die Suspension bildet, die in den inneren Raum der beiden Trommeln mit Hilfe einer Düse eingespritzt wird..

Bei dieser Filterzentrifuge wird die Filterschnur außerhalb der Trommeln zurückgeführt und kann dabei leicht gereinigt werden. Es ist daher ein kontinuierlicher Betrieb möglich. Im Trommelinnern befindet sich keine Rücklaufvorrichtung, die die Zuführung der Suspension behindert. Infolge der speziellen Trommelkonstruktion ergibt sich ein selbständiger Vorschub, wobei die Vorsjchubgeschwindigkeit durch verschiedene Faktoren, z. B. die Neigung der Trommelachsen, beeinflußt werden kann. Auch legen sich die Schnurwindungen von selbst eng nebeneinander, so daß eine gleichmäßige Filterfläche entsteht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Zentrifuge und die Einrichtung für das Aufwinden der Schnur,

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie I-II in Fig. 3 und

F i g. 3 eine abgewandelte Lösung für die Zentrifuge.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung der ganzen Einrichtung, d. h. die kontinuierlich arbeitende Filterzentrifuge, eine Dosiereinrichtung und eine Aufwickelvorrichtung. Die Zentrifuge besteht aus zwei Trommeln 1 und 2, deren zylindrische Wände nicht voll sind, sondern von den ineinandergreifenden Leisten 5 und 6 gebildet werden, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist. Dreht sich die Trommel 1 mit den Leisten 5, dann nimmt sie die Leisten 6 der Trommel 2 mit, so daß diese sich mitdreht. Die Welle 4 der Trommel 1 ist in dem festen Lager 7 gelagert, das mit einem Gehäuse 29 der Zentrifuge verbunden ist. Die Welle 4 ist hohl und wird von der zweiten Welle 4' der zweiten Trommel 2 durchsetzt, die ebenfalls hohl ist und dem Durchgang der Schnur in das Innere der Trommel 2 dient, wie nachfolgend näher erläutert wird. Die zweite Welle 4' ist im Lager 8 gelagert, das auf der ersten Welle 4 angeordnet ist; die Welle 4' kann in einem kleinen Winkel schwingen (pendeln). Die Welle X ist mit einem fest aufgesetzten Ring 9 verschen, gegen den von der einen Seite her eine Stellschraube 10 und von der anderen Seite eine Feder 11 drückt. Mit dieser Einrichtung kann die Welle 4' gegenüber der Welle 4 geschwenkt werden, so daß die Achsen beider Wellen nicht parallel sind, sondern sich z. B. schneiden. Die Welle 4 der Trommel 1 ist an ihrem Ende mit einer Riemenscheibe 12 für den Antrieb dieser Trommel versehen. Dreht sich also die Trommel 1, dann dreht sich auch die Trommel 2 infolge des Eingriffes der

3 . 4

Leisten 5 der Trommeil in die Leisten 6 der Trom- lenpaaren gemeinsame Achse 27 erzielt. Die Schnur

mel2 (s. Fig. 2). läuft von einer Rille der obeien Rolle in die weitere

Die gedrehte oder geflochtene Schnur 13, die in Rille der unteren Rolle, um schließlich über Kreuz die Trommel 2 der Zentrifuge geführt wird, ist auf auf das andere Rollenpaar überzugehen, das sich einer Einrichtung für den Antrieb der endlosen 5 infolgedessen in umgekehrter Richtung dreht. Selbst-Schnur aufgewickelt. Die Einrichtung besteht aus verständlich könnte diese Vorrichtung, die zum Aufzwei Rollen 14, 15, auf die die Schnur gewickelt ist. legen der Windungen der endlosen Schnur während Vor dort wird die Schnur auf die Innenwand der des Betriebes dient, auch durch eine ähnlich funktio-Trommel 2, über die Rollen 16 und über die Auf- liierende Einrichtung ersetzt werden,
wickeleinrichtung zur Rolle 14 der Antriebseinrich- io Die Suspension, die nitriert werden soll, wird tung zurückgeführt. Die Rolle 14 wird von einem durch eine Düse 28 in die Trommel 2 der Zentrifuge Motor 17 angetrieben; diese Bewegung kann jedoch eingespritzt. Die Düse 28 ist neben der Röhre 22 auch vom Antrieb der beiden Trommeln 1 und 2 ab- angeordnet, durch die die Schnur aus der Zentrifuge geleitet werden. Die Schnur ist endlos und wird abgeführt wird. Das zentrifugierte Filtrat (z. B. eine zwangsweise fortbewegt. Die Geschwindigkeit der 15 Kristallisations-Mutterlauge, ein Suspensionsmedium Schnurbewegung, die vom Motor 17 hervorgerufen oder eine Dispersion) wird in dem zugehörigen Abwird, ist z. B. in verschiedenen Stufen im Verhältnis schnitt des Gehäuses 29 der Zentrifuge aufgefangen zur Trommeldrehzahl änderbar. Die Änderung der und durch eine öffnung 30 abgeführt, während die Geschwindigkeit ist dann nötig, wenn eine doppelte abfiltrierte, feste Masse, die vom Rand der Trommel oder dreifache Schicht von Schnurwindungen auf der 20 weggeschleudert wird, durch eine Rinne oder eine Innenwand der Trommel 2 der Zentrifuge erzielt Leitung 31 abgeführt wird,
werden soll. F i g. 3 zeigt eine Alternative der Einrichtung, bei

Um das Auflaufen der Windungen der Schnur in der der normalerweise rotierende, radiale Teil der

der Zentrifuge zu erleichtern und den durch die abgewickelten Schnur vom Weg der eingespritzten

Reibung an der Wand der hohlen Welle 4' ent- 25 Suspension abgelenkt wird. Sie besteht aus einer

stehenden Widerstand zu überwinden, ist es von Röhre 32, die gleichachsig mit der Schleudertrommel

Vorteil, zwischen der Antriebs- und Zuführeinrich- in nicht dargestellten Kugellagern gelagert ist. Die

tung 14,15 und der hohlen Welle 4' einen Ejektor 18 Röhre 32 ist an ihrem Ende mit einer Scheibe 33

anzuordnen, der die Bewegung der Schnur 13 mit aus Metall, Kunststoff, Glas oder einem ähnlichen

einem gleichgerichteten Strom von Luft oder Wasser 30 Material versehen. Sie wird so in Rotation versetzt,

so lenkt, daß keine Störungen vor dem Eintritt in die daß ihre Drehzahl mit der Drehzahl des radialen

.hohle Welle 4' eintreten können. Die Luft oder das Teils der sich abwickelnden Schnur- übereinstimmt.

Wasser wird durch eine Leitung 19 in Pfeilrichtung Die Schnur wird ohne sichtbare Reibung in der an-

in den Ejektor 18 geleitet. Diese Einrichtung ermög- gegebenen Weise abgelenkt, worauf diese nach der

licht einen glatten Verlauf bei der Bildung der FiI- 35 Bildung der Filterschicht so nahe wie möglich am

terschicht auch bei solchen Drehzahlen der Zentri- Boden der Filtertrommel nahezu stets an derselben

fuge, bei denen die auf die an der Innenwand der Stelle abgeführt wird.

Trommel anliegende Schnur wirkende Zentrifugalkraft Im stationären Zustand, wie er beim Betrieb der

kleiner ist als der Widerstand, der durch die ge- Zentrifuge eintritt, bildet sich also die Filterschicht

zogene Schlinge hervorgerufen wird. Die Schnur wird 40 in der Trommel immer von neuem durch Aufwickeln

vom Ejektor 18 durch die hohle Welle 4' zum Boden der Schnur, da sie mit gleicher Geschwindigkeit vom

der Trommel 2 geführt und legt sich durch die Wir- Rand der Trommel wieder abgewickelt wird. Auf

kung der Zentrifugalkraft an der Innenwand der dem Rückweg zur Trommel kann die Schnur weit-

Trommel 2 an. Wie aus der schematischen Darstel- gehend von anhaftenden Resten der Suspension be-

lung in Fig. 1 zu ersehen ist, legen sich wegen der 45 freit werden, so daß die Suspension dauernd von

zueinander schrägstehenden Achsen der Wellen 4 einer frischen, reinen Filterschicht filtriert wird. Die

und 4' die einzelnen Windungen der Schnur dicht Schnur bildet keine Zwischenräume, zwischen denen

nebeneinander,, so daß sie eine Filterschicht 20 bil- die Suspension durchlaufen könnte. Bildet sich durch

den, die sich an der Innenwand der Trommel 2 zum unrichtige Handhabung der Einrichtung ein Zwi-

offenen Ende bewegen. Die Schnur 13 wird von einem 50 schenraum, dann genügt es, die Zuführungsgeschwin-

erhöhten Rand 21 weg und durch eine Röhre 22 in digkeit der Schnur kurzzeitig zu erhöhen, die dann

der Achse der Welle 4' im offenen Ende der Trom- selbsttätig den Zwischenraum verschließt. Vor dem

mel 2 hindurch über Führungsrollen 16 und die Auf- Beginn der Filtration wird zuerst die notwendige FiI-

wickelvorrichtung zur Antriebseinrichtung 14,15 ge- terschicht gebildet, worauf sich die Zentrifuge in

zogen. 55 einem Zustand hält, bei dem die' Geschwindigkeit

Die Aufwickelvorrichtung macht es möglich, daß der Zuführung (Aufwickeln) und des Abzuges (Ab-

die endlose Schnur während des Betriebes der Zen- wickeln) der Schnur gleich ist, und mit der kontinu-

trifuge ständig abgewickelt und von neuem als Filter- ierlichen Filtration der zugeführten Suspension be-

schicht aufgewickelt werden kann. Diese Wickelvor- gönnen werden kann.

richtung besteht aus zwei Rollenpaaren 23, 24, die 60 Mehrere Windungslagen erhält man durch eine frei drehbar" auf Achsen 25 gelagert sind. Die Rollen entsprechende, kurzzeitige Erhöhung der Züführungs-23, 24 sind mit Umlaufrillen versehen. Beide Achsen geschwindigkeit der Schnur, die sich dann in Ab-25 sind in einem Rahmen 26 befestigt, der auf einer hängigkeit vom Verhältnis der Zuführungs- und drehbar gelagerten Achse 27 befestigt ist. Die endlose Abführungsgeschwindigkeit in mehreren Lagen aufSchnur wird vorher auf das eine Rollenpaar und dann 65 einanderlegt. So bilden sich, z. B. wenn die Zuführim umgekehrten Sinn auf das zweite Rollenpaar ge- geschwindigkeit der Schnur dreimal so groß ist wie wickelt. Das Aufwickeln oder Freimachen wird durch Abzugsgeschwindigkeit, die dreifache Anzahl von Drehen der ganzen Einrichtung um die beidtMi RuI- Windungen pro Zeiteinheit, so daß nach Ablauf einer

Zeit, in der sonst eine Windungslage gebildet wird, jetzt drei Windungslagen gebildet werden. Nach Ablauf dieser Zeit wird die ursprüngliche Zuführgeschwindigkeit wiederhergestellt, so daß die. drei Windungslagen erhalten bleiben. .

Die Schnur läuft während des Betriebes der Zentrifuge mit einer Geschwindigkeit um, die einen bestimmten Teil der Umfangsgeschwindigkeit der Zentrifuge darstellt, während die Schicht der Windungen als Ganzes durch das System der ineinandergreifenden Leistentrommeln vom Boden zum Rand vorgeschoben wird. Die zugeführte Schnur verdreht sicli beim Aufwickeln auf die Innenwand der Zentrifuge, so daß es zu einer Verdrillung kommt, die proportional zur Anzahl der Umdrehungen der Zentrifuge bzw. der Umfangsgeschwindigkeit der weggeführten Schnur und der Geschwindigkeit ihrer Bewegung durch die ganze Zentrifuge ist. Bei der endlosen Schnur spielt dies keine Rolle, da sich die Schnur beim Abzug gleichzeitig in gleichem Maß aufdreht, so daß außerhalb der Zentrifugentrommel die eventuell vorhandenen, ursprünglichen Verdrehungen unverändert bleiben. Zwischen dem Austritt der Schnur aus der Trommel und ihrem Wiedereintritt in die Trommel kann überall ein Auswaschen; vorteilhaft im Gegenstrom, durchgeführt werden, z. B. wird die laufende Schnur durch eine Röhre mit lließendem reinem Wasser, entgegengesetzt zu dessen Strömungsrichtung, geführt. Das Waschwasser kann von neuem in die Zentrifuge geleitet werden, um 'auch geringe Verluste zu vermeiden.

Nach dem Austritt aus der Trommel und gegebenenfalls nach dem Auswaschen kann die Schnur durch einen weiteren Luftejektor geführt werden, in welchem sie von überschüssiger Flüssigkeit (Wasser oder ein anderes Suspensionsincdium) durch einen scharfen Luftstrom befreit wird.

Die beschriebene Einrichtung kann in Einzelheiten in verschiedener Hinsicht abgeändert werden. Zum Beispiel kann die Einrichtung für den Antrieb der endlosen Schnur an Stelle zweier gerillter Rollen zwei oder drei Rollen erhalten. *^ron denen wenigstens eine mit einer Gummischicht oder ähnlichem versehen ist und zwischen denen die Schnur zusammengedrückt und zwangsweise geführt wird. Eine andere Möglichkeit besteht in der Anwendung eines Führungszylinders mil einer gerillten Rolle. Den radial verlaufenden Teil der abgewickelten Schnur vom Weg der eingespritzten Suspension abzulenken kann durch eine synchronisierte Unterbrechung des Einspritzens in dem Augenblick erreicht werden, in dem die abgewickelte Schnur an der Mündung der Düse vorbeigeht. Der Abspritzejektor nach der Abwickeleinrichtung kann durch zwei Quetschwalzen ersetzt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kontinuierlich arbeitende Filterzentrifuge, bestehend aus zwei Trommeln, deren Mäntel aus parallel zur Trommelachse verlaufenden Leisten gebildet sind, wobei diese Trommeln so ineinandcrgelegt sind, daß ihre Leisten ineinandergreifen und die Achsen dieser Trommeln sich entweder schneiden oder kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Trommel (2) mit einer hohlen Welle (4') versehen ist, die mit Hilfe eines Lagers (8) in einer hohlen Welle (4) der anderen Trommel (1) gelagert ist, und daß außerhalb der Zentrifuge eine Zuführeinrichtung (14, 15), welche eine endlose Filterschnur (13) an einem Trommelende in den inneren Raum der Trommeln einführt, und eine Aufwickelvorrichtung (23, 24), welche die Schnur (13) am anderen (^ Troinmelende aus dem inneren Raum der Trommeln (1,2) abzieht, angeordnet sind, wobei die Schnur aus der Aufwickelvorrichtung (23, 24) zurück in die Zuführeinrichtung (14, 15) geleitet ist, sowie sich infolge'der Zentrifugalkraft in Form einer Schraubenlinie auf die innere Fläche der Trommeln aufwickelt und hierdurch eine Filterschicht (20) für die Suspension bildet, die in den inneren Raum der beiden Trommeln mit Hilfe einer Düse (26) eingespritzt wird.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge-KiMinzcichncl. (laß zum Abziehen der endlosen Schnur (13) ein Rohr (32) vorgesehen ist, das in Richtung der Achse einer Trommel (1) verschiebbar jielagert und an dem Ende, das sich im inneren Raum der Trommel befindet, mit einer Scheibe (33) versehen ist, die einen kleineren Diiiclimesscr als die Filtcrschichl (20) aufweist und drehbar [ielagert ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zufüliieinrich- (, lung (14,15) und der hohlen Welle (4') ein Ejek- ^ tor (18) angeordnet ist, der zur Gleichrichtung der Bewegung der Schnur (13) mit einem gleichlaufenden Strom von Luft oder Wasser dient, der in den Ejektor (18) durch eine an ihn anschließende Röhre (19) zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen