DE1642897B2 - Vorrichtung zur entwaesserung eines feste schwimmstoffe enthaltenden waessrigen materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwässerung eines feste Schwimmstoffe enthaltenden wäßrigen Materials, bestehend aus einer Trommel mit einer Ausqueischeinrichtung und einer inneren kontinuierlich arbeitenden Schnecke als Vorschubeinrichtung, mit einer in einem Einlaufabschnitt angeordneten Einrichtung für die kontinuierliche Einführung des Materials und einem Behälter unterhalb der Trommel, in dem ei Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Unterseite der Schnek kenschaufeln einstellbar ist.

Aus Gründen der Einfachheit wird in der folgende!

Beschreibung als Beispiel für ein wäßriges Materia

welches feste Schwimmstoffe enthält. Wasser mi

Kautschuk beschrieben, ohne jedoch eine Beschränkunj

der Erfindung auf diese Materialien zu beabsichtigen.

Eine Entwässerungsvorrichtung der eingangs ge ίο nannten Art ist in ähnlicher Weise aus der USA.-Patent schrift 30 35 306 bekannt, wonach in einer als Tromme ausgebildeten Entwässerungsstrangpresse die Entwäs serung vor sich geht. Die Trommel besitzt ein< gewöhnliche, nach oben gerichtete, quer zur Trommel welle angeordnete Einführöffnung für den Einlauf des zi entwässernden Materials, und es ist Zweck dei Erfindung, die Leistung der bekannten Vorrichtung hinsichtlich verschiedener technischer Gesichtspunkts zu verbessern.

Mit der bekannten Vorrichtung ist es sehr sdiv> ·ι.·ι ι α das zu entwässernde Material, z.B. den SehLjüm; schnell genug einzuführen, weil sich der Beschicke ngsbeieich nur über einen kleinen Abschnitt in Längsrichtung der bekannten Trommel erstreckt. Man hm festgestellt, daß nur schwerlich zwischen der Schlamm einführung der normalen Produktionskapazität ;k : bekannten cntwässerungsschnecke ein funktionell·..-:- Ausgleich gehalten werden kann. Es ist im bekannten Fall daher nicht ohne weiteres möglich, große Mengen freien Wassers in einem Schlamm mit einer geringen Menge Schwimmstoffe zu entwässern. Insbesond._■; -.-wurde bislang immer beobachtet, daß die Feststofimenge pro Zeiteinheit schwankte, so daß die Feuchtigkeitskontrolle des ausgetragenen Materials unregelmäßige Werte erbrachte.

Bei einer speziellen Ausführungsform der bekannten Entwässerungsvorrichtung läßt man die von eier Flüssigkeit getrennten Feststoffkrümel zunächst abwärts und dann aufwärts über ein Wehr fließen, während die Schwimmstoffe entweder ausgesiebt oder durch Flolieren abgetrennt werden. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers wird in nachteiliger Weise hierbei jedoch leicht derart hoch, daß auch Schwimmstoffe mit fortgeführt werden. Andererseits ist eine Vergrößerung des Fließquerschnitts für die Flüssigkeit wirtschaftlich untragbar, insbesondere, wenn man es mit einem Rohmaterial zu tun hat, welches große Überschußmengen an freier Flüssigkeit enthält, wie z. B. bei einem zu entwässernden Material mit 98% Wasser und 2% Feststoff, um das ganze Gemisch auf einen Wassergehalt von ungefähr 12% vor der Strangverpresvung bringen zu können.

Bei anderen bekannten Einrichtungen hai mar. Vakuumfilter und Rüttelsiebe zur Entwässerung vorgesehen. Diese stören jedoch häufig den Verarbeitungsablauf, weil die Siebe zur Verstopfung neigen und /u unregelmäßigen Änderungen in der Feuchtigkcitssteuerung des ausgetragenen Materials führen.
Aus der deutschen Patentschrift 1 59 218 ist in einem anderen Zusammenhang eine Vorentwässerungseinrichtung beschrieben, nämlich für ein Verfahren zum Konzentrieren der Kohlentrübe in Bechersümpfen. Hierbei wird das aus der Trübe abgesonderte Kohlenklein von der übrigen, oben in den Sumpf eingetragenen Trübe getrennt und unmittelbar in den unteren Teil des Sumpies eingebracht. Über diesem ist ein geneig: liegende- Sieb angeordnet, auf welches das Gemisch oben aufgebracht wird und welches nur uV

Waschwasser und die Feinkohle durchläßt, so daß letztere sofort in den Sumpf gelangt. Im Hinblick auf die Erfindung ist aber eine andere Problematik gegeben, insbesondere, wenn man beachtet, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kautschukkrümel separiert werden können, während bei der bekannten Vorrichtung Kohlentrübe konzentriert werden soll.

Aus der USA.-Patentschrift 23 17 430 ist lediglich die Anordnung von schrägen Sieben beim Srhlackewaschen gezeigt.

Schließlich ist nach der deutschen Patentschrift 9 69 759 ein Profilstab für Siebboden von im wesentlichen dreieck- oder trapezförmigem, sich nach unten verjüngendem Querschnitt bekannt, um einen günstigen Durchgangswiderstand vorzusehen. Weitere Anregungen auf die Erfindung hin können diesem bekannten Profilstab aber nicht entnommen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten \n so zu verbessern, daß auch große Mengen freien Wassers in einem Schlamm mit einer geringen Menge von Schwimmstoffen mit verbesserter Leistung entfernt werden können, ohne daß in der Feuchtigkeitskontrolle des ausgetragenen Materials unregelmäßige Änderungen auftreten.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Einführeinrichtung für das wäßrige Material ein unter einem Winkel seitwärts zur Welle der Förderschnecke angeordneter Einlaufkasten ist. in dem ein steil abwärts geneigtes Sieb angeordnet ist, dc sen Breite im wesentlichen gleich der Länge des Einlaufab schnittes und der in diesem angeordneten Einlauföffnung des Einlaufkastens ist, und daß sich der unterhalb eier Trommel befindliche Ben«ik-..i '2ngs der Trommel erstreckt. Erfindungsgemäß wird somit das eingeführte Rohmaterial über eine ei hebliche Trommelbreitc in Förderrichtung verteilt, d.h. erfindungsgemäß wird längs eines großen Teils der Trommel das Rohmaterial zugeführt, im Gegensatz zu der erstgenannten schmalen, im wesentlichen sich senkrecht zur Trommelachse erstreckenden Einlauföffnung. In vorteilhafter Weise wird erfindungsgemäß der Eintrag so angeordnet, daß er mit einer erheblichen Anzahl Schneckenflügel sofort in Eingriff gelangt. Mit anderen Worten wird der wirksame Eintauchquerschnitt der Fördereinrichtung größer gestaltet. Vorteilhaft ist es auch, daß durch die vorstehenden erfinderischen Maßnahmen die Vorentwässerung durch die Anordnung des schräg, steil angeordneten Siebes verbessert ist.

Besonders günstig ergeben sich diese Verbesseruniien dann, wenn erfindungsgemäß sich der Behälter über die volle Länge des Einlaufabschnitts erstreckt. Außer der Leistungssteigerung ist es erfindungsgemäß hierdurch möglich, die lineare Strömungsgeschwindigkeit der flotierbaren Feststoffe einschließlich der Flüssigkeit niedrig zu halten, so daß der Auftriebseffekt der Krümel eine etwaige durch die Flüssigkeitsgeschwindigkeit bedingte abwärts gerichtete Kraft überschreitet und stets eine gute Erfassung der Schwimmstoffe gewährleistet ist. Zum Beispiel kanu ein Rohmaterial mit 98% t>o Wasser und 2% Feststoff so behandelt werden, dal* das ganze Gemisch vor der Sirangverpressung einen Wassergehalt von ungefähr 12% erhuus

Durch die Erfindung ist ei'ie Vorrichtung <:esch»!fei;, welche große Mengen lieier W.ixsen -:i emc.:! '"-Schlamm mit einer geringen Menge an Schwimmstoffen entfernen und handhaben kann, ohne daß in der e des auseeua^enen Materials unregelmäßige Änderungen auftreten, wobei gleichzeitig das Material, sowie es zugeführt wird, auch gleichmäßig aufgenommen wird. Ein etwaiger Anstieg der Einführungsgeschwindigkeit wird in vorteilhafter Weise automatisch ausgeglichen, so daß im Ausquetschabschnitt der neuen Vorrichtung eine praktisch konstante Feststoffmenge pro Zeiteinheit aufgenommen und abgegeben wird.

Die Erfindung ist zweckmäßig weiter dadurch ausgestaltet, daß das Sieb aus mehreren in Fließrichtung abwärts geneigten parallelen Stangen und ununterbrochen freien Zwischenräumen zwischen den Stangen besteht. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn erfindungsgemäß die Stangen dreieckigen Querschnitt haben, dessen flache Seiten die Stangenoberflä che bildet. Außerdem sollen die Stangen auf im Abstand voneinander liegenden runden Querstäben angeordnet sein.

Zur gleichmäßigen Erfassung der Schwimmstoffe sowie zur Verbesserung der gleichmäßigen Einführung derselben in den Abquetschabschnitt ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Schneckenflügel im Einlaufabschnitt im wesentlichen gleich tief in die Flüssigkeit eintauchend ausgebildet sind.

Dies läßt sich konstruktiv besonders einfach dann ausgestalten, wenn erfindungsgemäß die Welle der Förderschnecke vom Einlaufabschnitt zum Ausquetschabschnitt hin ansteigt. Günsiig ist es erfindungsgemäß ferner, wenn der Ausquetschabschnitt ein verjüngtes Gehäuse aufweist und die Schneckenflügel sich zum Ende des Ausquetschabschnitts hin verjüngen.

Fine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist lerner noch gekennzeichnet durch mehrere als Längsführungen wirkende parallele Stangen an der Innenseite der Trommel im Ausquetschabschnitt rings um den Umfang der Schneckenflügel. Hierdurch wird dem sich drehenden Material ein gewisser Widerstand entgegengestellt, damit sich ein überwiegend in axialer Richtung verlaufender Fluß ergibt, wenn im verjüngten Ausquetschabschnitt die hohen Quetschdrücke erreicht werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Gerätes nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie U-H der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab:

F i g. 3 ist eine Seitenansicht von links auf die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Schlammeinlaufteil des in F i g. 2 ersichtlichen Gerätes, dessen andere Teile fortgebrochen sind;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach Linie V-V dei Fig I;

F 1 g. 6 ist ein vergrößerter Längsschnitt, der der inneren Aufbau der Trommel und der Schnecke in' Entwässcrungsgeiät zusammen mit dem oberen Teil de; Schlammzulaufbehälters zeigt;

Fig. 7. 8 und 9 sind Querschnitte nach den Liniei VlI VIl, V])I-VlIl und IX-IX der Fig. 6;

F 1 g. H) isi eine vergrößern Schnittansicht nach Lini< X-X der F ig. 2;

Fig. 1'. zeig: persjickmisch und vergrößert einei \bschnitt der Siebeinrichtung mit einem Teil de Schlaniüizulauiabschnines des Gerätes.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel de Erfindung treib! der Motor 20 eine Welle 2t, die in eil EntwäNScrungsgo'äi der Ar¹: hineinragt, wie sie in de

USA.-Patentschrift 30 35 306 beschrieben ist. Dieses Gerät besitzt einen Einlaufabschnitt 22, einen Quctsch- abschnitt 23, einen Auspreßabschnitt 24, einen Preßaufsatz 25 und einen Schneidabschnitt 26 mit einem Messer 27 zum Zerschneiden des fertigen getrockneten Produktes in bekannter Weise. Der Quetschabschnitt 23 entspricht dem Abschnitt 13 der schon erwähnten Patentschrift, und der Auspreßabschnitt 24 ist gleich dem Abschnitt 14 der Patentschrift. Ferner entspricht der Preßaufsatz dem Block 57 in I- i g. 6 der genannten Patentschrift und wird mittels eines in F i g. 1 gezeigten Ventils gesteuert, um in geregelter Weise Druck auf das Material gerade vor seinem Austritt aus dem Extruderabschnitt 24 aufzubringen.

Die in Fig. 1 gezeigte Schlammeinführeinrichtung unterscheidet sich jedoch grundsätzlich von dem aufwärtsragenden Einlaufrohr 16 der USA.-Patentschrift 30 35 306. Gemäß der Erfindung ist ein Behälter 30 unterhalb des Einlaufabschnittcs 22 vorgesehen und erstreckt sich entlang der Trommel, vorzugsweise über die volle Länge des Abschnittes 22.

Weitcrc Einzelheiten der Schlammeinführeinrichtung sind aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich. Das große Mengen Überschußwasser enthaltende Rohmaterial wird in den Einiaufkasten 31 eingelassen, übei dessen Wehr 32 das Einlauftiaterial fließt. Seitlich hiervon ibt ein Sieb 33 von der Wehroberkante 32 zum Behälter 30 schräg abwärts führend angebracht, so daß der Einlaufschlamm über das Sieb fließt. Hierbei wird etwas freies Wasser von den Feststoffen abgetrennt und fließt in der durch die Pfeile a in Fig. 2 und 5 angedeuteten Richtung durch einen Auslaufkasten 34 zu einem Auslaßrohr 35. Der abgesiebte Teil des Schlammes fließt in der durch Pfeil b in Fi g. 2 und 5 angedeuteten Richtung in den Behälter 30. Unter der Wirkung der Schneckenflügcl im Innern der Trommel 36 des Einlaufabschnittcs 22 werden oben auf der Flüssigkeit im Behälter 30 schwimmende feste Stoffe mitgenommen und entlang dem Quetschabschniu 23 vorgeschoben, während abgetrenntes Wasser in den Behälter 30 in der durch Pfeil c angedeuteten Richtung abwärts fließt. Eine abgewinkelte Platte 37 (s. F i g. 5 und 10) unterteilt den Behälter 30 und läßt das Wasser, wie durch Pfeil c angedeutet, abwärts, dann entsprechend Pfeil b aufwärts und schließlich über die Kante des Wehrs 40 abwärts durch das Austrittsrohr 35 fließen. Das Wehr 40 regelt den Spiegel von Flüssigkeit und Schlamm in dem Behälter und hält ihn auf richtiger Höhe im Verhältnis zur unteren Fläche der Schneckenflügel im Einlaufabschnitt 22.

F i g. 2, 3 und 4 zeigen eine Ablaßklappe 41 zur Entfernung fester Stoffe z. B. von Schwermetallen M. die durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung abgetrennt werden. F i g. 3 zeigt auch im oberen Teil das Sieb 33 und die zugehörigen Teile.

Aus F i g. 4 ist die Art des Siebes 33 näher ersichtlich. Die Siebbreite ist praktisch gleich der Länge des Einlaufabschnittes 22. Stützstangen 42 halten die Siebieile im richtigen Abstand und ausgerichtet, ungeachtet der erheblichen Spannungen, die durch die im Gerät zu behandelnden großen Wassermengen hervorgerufen werden. Der Spiegel L der Flüssigkeit und des Schlammes nach Maßgabe des Wehres 40 ist deutlich aus F i g. 5 ersichtlich.

Gemäß Fig.6 sind die Flügel 43 im Einlaufabschnitt 22 derart angeordnet daß ihre unteren Umfangsteile im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind und ungefähr gleich tief in das Wasser im Behälter 30 eintauchen. Dies ist von Bedeutung, weil die Gummiteilchen P auf der Flüssigkeit schwimmen, und selbst wenn die Einlaufmenge ansteigt, können die Flügel 43 nur höchstens eine Maximalmenge an Feststoffen in der Zeiteinheit aufnehmen. Bei einem Anstieg in der Einlaufmenge, der über das Maximum hinausgeht, werden die übermäßigen Festsloffmengen lediglich zeitweilig in das Wasser im Behälter 30 nach unten verlagert, wie aus Fig.6 ersichtlich, so daß selbsttätig die Höchstmenge abgeschöpft wird, da einige Teilchen zu tief untergetaucht

ίο sind, um von den Schneckenflügeln erfaßt zj werden. Vorzugsweise ist die Einrichtung so getroffen, daß die höchste Einlaufmenge derjenigen entspricht, welche der letzte Auspreßabschnitt 24 bewältigen kann. Wenn ein vorübergehender Rohmaterialanstieg beerdet ist, schwimmen natürlich die überschüssigen Feststoffe allmählich nach oben und werden leicht gleichmäßig entsprechend der Leistungsfähigkeit der Schneckenflügel 43 fortgeführt.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich, haben die Schneckenflügel 44 im Quetschabschnitt 23 allmählich abnehmenden Durchmesser in Anpassung an die verjüngte Form des Gehäuses. Einige dieser Flügel besitzen im allgemeinen rechteckige Öffnungen 45, die das aus den Feststoffen ausgequetschte Wasser zurückfließen lassen. Nahe dem Auslaßende des Quetschabschnittes 23 befinden sich mehrere parallele Stangen 46 (s. auch Fig. 8). die sich der drehenden Mitnahme des Materials entgegenstellen und einen überwiegend in axialer Richtung gehenden Fluß bewirken, wenn die endgültigen Quetschdrückc aufgebracht werden. Die Linie B in Fig. 6 zeigt schematisch den Umriß der Fläche, längs der die Teilchen P beim Abschöpfen von der Flüssigkeit durch die Flügel 44 im Quetschabschnitt 23 angestaut werden.

Der Extruderabschnitt 24 (Fig.6) dient zur Entfcrnung der letzten Wassermengen aus der erhaltenen Mischung, im wesentlichen in derselben Weise, wie in der schon erwähnten Patentschrift beschrieben. Dieser Auspreßabschnitt kann jedoch mit im wesentlichen parallelen Längsstäben ausgerüstet sein, die zur Orientierung der Materialbewcgung dienen, wenn das Material durch den Auspreßabschnitt 24 fließt.

F i g. 11 zeigt Einzelheiten der bevorzugten Siebform, wie sie im Einlaufabschnitt der anderen Figuren dargestellt ist. Um eine Verstopfung auszuschalten, ist dieses Sieb vorzugsweise nicht nur steil geneigt, sondern besteht aus mehreren parallelen Stangen 50 von dreieckigem Querschnitt, die in Fließrichtung ausgerichtet sind. Jede Stange besitzt eine flache Oberseite 51. und die Oberflächen liegen parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene. Die dreieckigen Bodenteile der Stangen sind nach unten gerichtet. Bei dieser Bauweise zeigt sich, daß die Teilchen nicht zu einer Verstopfung in den Zwischenräumen 52 neigen. Die parallelen Stangen 50 ruhen auf runden Querstäben 53.

Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet die Vorteile, daß keine Verstopfung des Siebes auftritt und infolgedessen die größte Menge an Wasser und Feststoffen durchlaufen kann, so daß die Gleichmäßigkeit des Betriebes weiter erhöht wird. Der sich praktisch

über die ganze Länge des Einlaufabschnittes erstreckende Behälter gestattet, daß das Wasser mit geringstei Lineargeschwindigkeit abwärts fließt, da der Flächenbe reich groß ist. Ef ergibt sich also eine sehr großt Durchgangsleistung, insbesondere, wenn das Rohmate rial große Wassermengen im Verhältnis zur Schwimm stoffmenge hat Der lange Einlaufrumpf, der teilweis! untergetaucht ist. vergleichmäßigt automatisch Anstie ge im Einjauf und liefert ein gleichmäßiges Produkt, da:

mit erstaunlich großer Leistung im Vergleich zu bisher bekannten Entwässerungsmaschinen erzeugt werden kann. Außerdem werden bei der dargestellten Gerätetrommel große Ersparnisse an Fertigungskosten erzielt, weil eine Verstählung ausgeschaltet ist, große Spielräume zulässig sind und die verwendeten Stangen viel weniger als maschinell bearbeitete Schlitze kosten, wie man sie früher als notwendig angesehen hat.

Obgleich in der Beschreibung auf die Wasserabtrennung von Gummi Bezug genommen wurde, kann die Erfindung allgemein auf die Abtrennung irgendwelche! Flüssigkeit von festen Schwimmstoffen angewand werden; obgleich ferner Zeichnung und Beschreibunj eine Schlammzufuhreinrichtung in Verbindung mit eine Entwässerungsmaschine erläutert, die letzten Endes zi einer Strangpresse fördert, bietet in gewissen Fällen dii Schlammzulaufeinrichtung auch Vorteile, wenn sie ai einen Einlaufabschnitt einer Entwässerungsvorrichtunj anderer Art angeschlossen ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entwässerung eines feste Schwimmstoffe enthaltenden wäßrigen Materials, bestehend aus einer Trommel mit einer Ausquetscheinrichtung und einer inneren kontinuierlich arbeitenden Schnecke als Vorschubeinrichtung, mit einer in einem Einlaufabschnitt angeordneten Einrichtung für die kontinuierliche Einführung des Materials und einem Behälter unterhalb der Trommel, in dem ein Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Unterseite der Schneckenschaufeln einstellbar ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einführeinrichtung für das wäßrige Material ein unter einem Winkel seitwärts zur Welle (21) der Förderschnecke angeordneter Einlaufkasten (31) ist, in dem ein steil abwärts geneigtes Sieb (33) angeordnet ist, dessen Breite im wesentlichen gleich der Länge des Einlaufabschnittes (22) und der in diesem angeordneten Einlauföffnung des Einlaufkastens (31) ist, und daß sich der unterhalb der Trommel (36) befindliche Behälter (30) längs der Trommel (36) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Behälter (30) über die Welle längs des Einlaufabschnitts (22) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (33) aus mehreren in Fließrichtung abwärts geneigten parallelen Stangen (50) und ununterbrochen freien Zwischenräumen (52) zwischen den Stangen (51) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (50) dreieckigen Querschnitt haben, dessen flache Seite (51) die Stangenoberfläche bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (50) auf in Abstand voneinander liegenden runden Querstiiben (53) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenflügel (43) im Einlaufabschnitt (22) im wesentlichen gleich tief in die Flüssigkeit eintauchend ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (21) der Förderschnecke vom Einlaufabschnitt (22) zum Ausquetschabschnitt (23) hin ansteigt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausquetschabschnitt (23) ein verjüngtes Gehäuse aufweist und die Schneckenflügel (44) sich zum Ende des Ausquetschabschnitts (23) hin verjüngen.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere Längsführungen an der Innenseite der Trommel (36) im Ausquetschabschnitt (23) rings um den Umfang der Schneckenflügel (44).