DE19805593A1

DE19805593A1 - Eindicker

Info

Publication number: DE19805593A1
Application number: DE19805593A
Authority: DE
Inventors: Wolf Gunter Stotz
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-19
Also published as: CA2320997A1; US6514381B1; ES2242390T3; EP1100605B1; EP1100605A1; ATE293487T1; DE59911950D1; WO1999040994A1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und entsprechende Einrichtungen zum kontinuierlichen mechanischen Entwässern von wasserhaltigen Suspensionen oder Schlämmen, besonders von Altpapier-Suspensionen oder Klärschlämmen, zwischen einem endlosen Siebgewebeband und einer eine geschlossene, glatte Oberfläche aufweisenden, in Laufrichtung sich bewegenden, endlosen Preßfläche. Dabei wird der zu entwässernde Suspensionskuchen zwischen Siebgewebeband und Preßfläche zusammengepreßt. Der erforderliche Preßdruck entsteht dadurch, daß das Siebgewebeband die zylindrische Preßfläche unter Längsspannung während des Entwässerungsvorganges umschlingt, wobei sich das ausgepreßtes Wasser mit Hilfe des Siebgewebes aus dem Suspensionskuchen entfernt.

Dieser Eindicker dient auch der Integration in vorhandene Entwässerungsverfahren zwecks Erhöhung der Feststoffkonsistenz, ohne dabei den Bauraum oder den Bedienaufwand wesentlich zu vergrößern.

Eines der bisher bekannten Verfahren, z. B. "Winkelpresse" von Bellmer von 1972, führt den Suspensionskuchen zwischen zwei Siebgewebebändern; dies hat den Vorteil, daß der Kuchen sich nach zwei Seiten entwässern läßt, indem dieses Sandwich mäanderförmig um Leitwalzen herum geführt wird, so daß die Abfuhr von Quetschwasser von der umschlungenen Walze weg durch das jeweils außenliegende Siebgewebeband erfolgt. So kann auch der Durchmesser der Leitwalzen im Verlaufe der Umführungen jeweils verkleinert werden, was die Pressung steigert. Es zeigt sich aber als gravierender Nachteil, daß das in den Maschen beider Siebgewebe durch Adhäsionskräfte verbleibende Wasser, beim Verlassen der Preßzone, wieder in den Kuchen zurückströmt, da die Adhäsionskräfte der Suspension infolge feinerer Faser- und Partikelgrößen stärker sind und damit zurücksaugend wirken.

Aber es können die Leitwalzendurchmesser nicht beliebig verkleinert werden, da Festigkeit und Durchbiegung der Leitwalzen dies verhindern.

Eine weitere Möglichkeit, die Preßkräfte zu steigern, liegt darin, die Längsspannung der Siebgewebebänder zu erhöhen; auch hier setzen Festigkeit und Durchbiegung der Leitwalzen sowie die Festigkeit der Siebgewebebänder selbst Grenzen für Steigerung des Trockengehaltes nach der Pressung.

In der Praxis liegen die Siebspannungen in der Größenordnung von 10 N/mm, selten bis 30 N/mm, was bei einem kleinen Walzendurchmesser von z. B. 200 mm einen Preßdruck von ca. 1 bar, selten 2 bar, ergibt.

Beide Möglichkeiten verhindern aber nicht die Rückfeuchtung durch das Wasser in den Siebmaschen beider Siebgewebe.

Ein zweites Verfahren verwendet nur ein einziges Siebgewebeband (CH 644414 = "Variosplit"), welches eine glatte Walze teilweise umspannt. Der Vorteil liegt in der nur einseitigen Rückfeuchtung des Kuchens und der einfacheren Ausführung mit nur einem Band. Nachteilig ist jedoch, daß der Kuchen nur an dieser einen Walze, d. h. nur ein Mal nach einer Seite hin entwässert werden kann, so daß der Endtrockengehalt nicht optimal ausfällt. Außerdem ist die zu entwässernde Kuchendicke begrenzt, weil auch das Wasser der Walzenseite den Weg durch die ganze Kuchendicke zum Siebgewebe nehmen muß. Dies kann zwar durch langsameren Lauf der Presse etwas kompensiert werden.

Eine optimale Leistung ist also nicht möglich: Endtrockengehalt oder Durchsatzmenge stehen gegeneinander.

Als drittes Verfahren wird die Kammerfilter-Presse angewendet, die keinen kontinuierlichen, sondern einen chargenweisen Betrieb darstellt; der großen Einwirkdauer und dem hohen Preßdruck steht der umständliche Füll- und Entleerungsvorgang entgegen. Außerdem werden Zentrifugen (Dekanter) zur Abscheidung von Wasser eingesetzt. Diese beiden Verfahren haben mit der Patentidee aber nichts zu tun.

Obwohl nicht unter den Erfindungs-Problemkreis gehörend, sei der Vollständigkeit halber noch das Auspressen von Wasser aus z. B. Papier- oder Kartonbahnen erwähnt:

Grundsätzliche Unterschiede zum Gegenstand dieser Erfindung bestehen dabei darin, daß bei Papier die Qualität der zu entwässernden Bahn zu beachten ist, d. h. daß die ankommende Bahn sehr homogen ist, daß die Pressung mit markier-unempfindlichen Filzen erfolgt, daß kein Verdrücken der Bahn passieren darf, d. h. Verschieben von Fasern, daß sich das ausgepreßte Wasser nicht gegen die Laufrichtung der Papierbahn bewegen darf, da sonst die Papierbahn zerstört wird, und daß insgesamt die Qualität, d. h. die Gleichförmigkeit der entwässerten Papierbahn gewährleistet sein muß.

Papiermaschinenfilze, die mit ihrem feinen Haarvlies für die markierungsfreie homogene Pressung sorgen, werden bei der Patentidee nicht eingesetzt. Einerseits verschmutzen sie viel leichter und andererseits ist die gleichförmige markierungsfreie Pressung bei der vorliegenden Erfindung gar nicht erforderlich; im Gegenteil, eine markierende, d. h. ungleichförmige Pressung ist erwünscht, denn sie wird eine gewisse Knetwirkung ausüben, was dem besseren Wasserabfluß aus dem Kuchen hilft. Außerdem ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht erwünscht, wenn der Kuchen nach dem Eindicken eine stabile Bahn bildet. Bei der Patentidee ist u. a. durch beabsichtigte Differenzgeschwindigkeit zwischen Siebgewebe und Preßfläche zu beiden Seite den Kuchens und/oder durch die gröbere Struktur der zusätzlichen wasserdurchlässigen Bänder eine Zerstörung der Bahnstruktur beabsichtigt, um dem Wasser beim Ausquetschvorgang Wege freizumachen für leichteres Abströmen und um ein Zerbröseln nach dem Eindicken zu erreichen.

Außerdem wird bei Papier- und Kartonbahnen die Suspension nicht auf dem selben Siebgewebeband von einer flüssigen Phase bis zu einer Konsistenz von über ca. 25% gebracht, was mit der Erfindung erreicht wird.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bis heute angewandten Techniken zu vermeiden bzw. die Vorteile der bekannten Einrichtungen zu kombinieren, d. h. die auf den Suspensionskuchen einwirkenden Preßdrücke deutlich und lange genug zu erhöhen bei minimaler Rückfeuchtung, und zwar im kontinuierlichen Durchlaufbetrieb.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die sowohl die Einwirkdauer des Preßdruckes (Entwässerungsdruck) des vorhandenen Siebgewebebandes auf den Suspensionskuchen vergrößern als auch gleichzeitig den Preßdruck wesentlich steigern, ohne dem ausgepreßten Wasser den Abfluß zu versperren. Das erfindungsgemäße Verfahren steigert den Preßdruck von bisher ca. 1 bar auf Drücke von z. B. bis zu 100 bar.

Aufgrund dieser Ausbildung ergeben sich wirtschaftlich interessante Lösungen:
Bei der Eindickung von Altpapiersuspension kann die Erfindung dem Waschprozeß, d. h. Separieren von Feinstoffen vom wiederverwertbaren Fasermaterial mittels Entwässerung einer dünnschichtigen niedrigkonsistenten Suspension (<2%) bei höherer Arbeitsgeschwindigkeit (<200 m/min.), direkt angehängt werden, wobei das dazu verwendete Siebgewebeband mit den entsprechenden Bandleitwalzen für beide Schritte eingesetzt wird. Auch entfällt der Transport der teilentwässerten Suspension vom Wäscher zum Eindicker.

Die Eindickung von Schlämmen mittels der Doppelsiebpressen wird, durch Integration der Erfindung in den bekannten Prozeß (Eingangskonsistenz <2% bei Arbeitsgeschwindigkeit (10 m/min.), zu geringerem Wassergehalt des mechanisch entwässerten Kuchens führen. Dies ist von hohem gesamtwirtschaftlichen Nutzen; heutzutage entstehen hohe Kosten für den Abtransport der eingedickten Schlämme und für den dann notwendigen Deponieraum bzw. die Trocknung oder Verbrennung, da 2/3 bis 3/4 des Volumens aus Wasser besteht. Bei Reduktion des Wassergehaltes sind diese Kosten direkt positiv betroffen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Patentidee sollen die Wirksamkeit und Anwendungsbreite erhöhen. Der Anwendung bei nicht sehr gleichförmig verteiltem Suspensionskuchen und der Vermeidung von Rückbefeuchtung beim Trennen von fertig eingedicktem Kuchen und erstem Siebgewebe wird besonderes Augenmerk geschenkt.

Die Ansprüche 2 und 8 stellen fest, daß der Preßdruck dadurch gesteigert wird, daß mehrere endlose Bänder aufeinander laufen. Hierbei wird der Preßdruck entsprechend erhöht, die Bandspannungen bleiben aber in gewohntem Rahmen.

Die Ansprüche 3-7 behandeln unterschiedliche Bandkonstruktionen, die den Durchtritt des ausgepreßten Wassers ermöglichen. Dabei wird in Anspruch 7 ein Band beansprucht, welches kein Wasser in seinen Hohlräumen festhält und folglich dieses Wasser auch nicht rückbefeuchten kann.

Die Ansprüche 5 und 9 beschäftigen sich mit der hohen Eingesteifigkeit des Bandes, um Unebenheiten des Kuchens zu überbrücken oder per Pressung einzuebnen, was gleichzeitig den Kuchen walkt und damit den Abfluß von Quetschwasser fördert.

Bei Anwendung eines Preßschuhs (Ansprüche 10-14) mit hydrostatischer oder hydrodynamischer Schmierung werden die Gleiteigenschaften zwischen Band und Gleitfläche ebenfalls verbessert. Die Eigensteifigkeit des Bandes kann in Querrichtung zum Maschinenlauf sehr hoch sein, solange die Längssteifigkeit so gering bleibt, daß das Band den Konturen der Walzen und Gleitflächen gut folgen kann.

Die Ansprüche 15-17 zeigen Alternativen auf, wohin das ausgepreßte Wasser fließen kann bzw. wie dieses aus der Preßzone abtransportiert wird, damit der Auspreßvorgang nicht durch mangelndes Schluckvolumen behindert wird.

Anspruch 17 offenbart, daß der noch instabile Filterkuchen schrittweise unter steigenden Druck gesetzt wird, indem mehrere Bänder nacheinander hinzugefügt werden und erst als letzte Stufe der hohe Preßdruck eines Anpreßschuhs erfolgt.

Die Ansprüche 18-20 widmen sich der Verhinderung des Rückflusses von freiem Wasser der Bänder in den Kuchen beim Trennen derselben voneinander nach der maximalen Pressung, weil dies die erreichte Konsistenz im Kuchen wieder verschlechtern würde. Anspruch 18 geht davon aus, daß bei rascher vollständiger Trennung aller wasserführenden Bänder diesem Wasser wenig Zelt verbleibt, zurückgesaugt zu werden (Anwendung vor allem bei höherer Betriebsgeschwindigkeit).

Anspruch 19, hauptsächlich für langsamen Betrieb vorgesehen, geht davon aus, daß zwar das 1. Siebgewebeband auf dem Kuchen eine kleine Weile länger verbleibt und sein Wasser an den Kuchen abgeben kann, aber weitere wasserführende Bänder nehmen ihr Wasser mit weg und rückbefeuchten nicht.

Besonders gesichert ist dies, wenn entspr. Anspruch 7 das auf dem 1. Siebgewebeband liegende Band kaum Wasser mit sich führt. Bei Anordnung der Bänder bei der Trennung unterhalb des Kuchens wird dieser Effekt deutlich, wenn die Schwerkraft den Rückfluß zum 1. Siebgewebeband verhindert.

Soll die Rückbefeuchtung durch das 1. Siebgewebeband selbst gering gehalten werden, gibt es zwei Möglichkeiten:
Man wählt dafür ein Siebgewebe mit geringem Schluckvolumen für das Preßwasser, bzw. dieses Sieb ist unter dem Preßdruck komprimierbar, so daß nur eine geringe Wassermenge beim Verlassen der Preßzone darin haftet.

Oder man entfernt nach Anspruch 20 das Wasser aus den Siebmaschen nach Verlassen der Preßzone vor Abheben des Siebes vom Suspensionskuchen. Dies kann durch tangentiales Aufbringen eines flächigen Wasserstrahles auf das Siebgewebe erfolgen, wobei die höhere Strahlgeschwindigkeit mit ihrer kinetischen Energie das Wasser aus den Siebmaschen reißt. Das gleiche kann durch Aufblasen eines Luftstrahls geschehen. Diese beiden Methoden sind aber nicht sehr handlich, da das abfliegende Wasser wieder aufgefangen werden muß. Sinnvoller ist deshalb ein Rohrsauger, der mit einer Längsleiste einen Spalt zum Sieb bildet, durch den die Saugluft hindurchströmt. Hierbei wird das Wasser aus dem Sieb herausgerissen und gleich mit der Saugluft durch den Rohrsauger abgeführt.

Die Ansprüche 21 bis 27 zeigen Varianten, wie die Preßfläche, gegen die das 1. Siebgewebeband den Suspensionskuchen preßt, gestaltet werden kann. Anspruch 24 zeigt eine Schuhwalze mit progressiv enger werdendem Krümmungsradius, was ohne Differenzgeschwindigkeit und Reibung zwischen Walzenmantel und Siebgewebeband möglich ist.

Die Ansprüche 25 bis 27 haben ein abgewandeltes Prinzip zum Inhalt, indem die Preßfläche in der Preßzone eine konkave Form einnimmt (Schuhwalze) und gegen eine runde Walze preßt.

Obwohl das Grundprinzip dieser Erfindung nicht unbedingt an eine grundsätzliche räumliche Lage der Bauelemente gebunden ist, ist es bei der Ausführung der Ansprüche 25 bis 27 von großem Nutzen, wenn die runde Gegenwalze unterhalb der Preßzone angeordnet ist. Damit ist der Ablauf des Preßwassers am einfachsten. Besonders bei der niedrigen Betriebsgeschwindigkeit beim Entwässern von Schlamm ist dies entspr. Anspruch 27 vorteilhaft. So kann Quetschwasser auch entgegen der Drehrichtung ablaufen.

Das Wegführen der Bänder nach der Pressung ist mit fallender Neigung anzustreben, damit kein Siebwasser zum Kuchen zurücklaufen kann.

Anspruch 32 behandelt die Möglichkeit, das 1. Siebgewebeband gegenüber der Preßfläche mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu betreiben, wodurch der Suspensionskuchen in sich verschoben und aufgerissen wird, was die Oberfläche insgesamt vergrößert und den Abfluß des Wassers verbessert.

Der Erfindungsgedanke wird im folgenden anhand von vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die Darstellung einer Entwässerungseinrichtung unter Verwendung mehrerer Bänder und einer Walze als Preßfläche (Ansprüche 2, 6, 8, 21).

Fig. 2 zeigt die Verwendung eines undurchlässigen Bandes mit Anpreßschuh (Ansprüche 10-13 und 21).

Fig. 3 zeigt die Verwendung mehrerer Bänder und eines undurchlässigen Bandes mit Anpreßschuh (Anspruche 14, 15, 17, 18, 21).

Fig. 4 zeigt Fig. 3, allerdings mit Verbleib des 1. Siebgewebebandes am Suspensionskuchen auch nach der verstärkten Pressung (Anspruch 19, 20 und 21).

Fig. 5 zeigt die Darstellung einer Entwässerungseinrichtung für langsame Entwässerungsgeschwindigkeit und dicken Suspensionskuchen mit Ablauf von Quetschwasser auch gegen die Laufrichtung (Ansprüche 11, 12, 13, 18, 21).

Fig. 6 zeigt die progressive Entwässerung durch ein oder mehrere Bänder unter Anwendung eines sich verkleinernden Krümmungsradius' der glatten Preßfläche (Ansprüche 23 und 24).

Fig. 7 zeigt die Pressung an einem perforierten Walzenrohr (Anspruch 23, 25).

Fig. 8 zeigt ähnlich Fig. 7 die Pressung an einer Walze mit Umfangsrillung (Anspruch 27).

In Fig. 1 ist eine Entwässerungseinrichtung dargestellt, bei der die Fasersuspension (12) mit einer Verteilvorrichtung (16) zwischen eine Walze als Preßfläche (7) und ein Siebgewebeband (1) eingespritzt wird. Unter dem Preßdruck des Siebgewebebandes (1) und der Fliehkraft wird die Suspension (12) einer ersten Entwässerung unterzogen, wobei auch Feinstoffe der Suspension beabsichtigt ausgewaschen werden. Das entsprechende Preßwasser (14) wird mit zunehmender Eindickung immer weniger. Durch ein zweites umschlingendes durchlässiges Band (2) wird der Preßdruck erhöht, so daß weiteres Preßwasser (14) ausgequetscht wird. Nun wird ein drittes Band (3), in diesem Falle ein undurchlässiges Band, ebenfalls auf die vorausgehenden Bänder mittels Längsspannung aufgebracht und der Preßdruck wird ein weiteres Mal erhöht. Es ist nun offengelassen, ob die nun ausgepreßte Wassermenge in den Hohlräumen der ersten beiden Bänder (1, 2) noch aufgenommen werden kann oder ob dafür ein Schluckvolumen, z. B. Rillen oder Blindbohrungen an der Außenseite des 3. Bandes (3) vorhanden sind. Am Ende der dreistufigen Pressung verlassen alle drei Bänder (1, 2, 3) die Preßfläche (7) gemeinsam und trennen sich erst auf der Bandleitwalze (11). Danach werden alle drei Bänder auf nicht dargestellte Weise vom Wasser befreit und gereinigt. Der eingedickte Suspensions-Kuchen (13) haftet an der Preßfläche (7) und wird von einem Schaber (15) abgenommen. Erfindungsgemäß sind die beiden Bänder (2, 3) der bekannten Vorrichtung hinzugefügt worden, um den Wassergehalt des Suspensions-Kuchen (13) zu verringern.

Die dargestellte Einrichtung läuft mit Geschwindigkeit über 200 m/min.

In Fig. 2 ist die gleiche Entwässerungseinrichtung gezeigt wie in Fig. 1, jedoch statt mit zwei weiteren Bändern, hier mit einem zusätzlichen undurchlässigen Band (3), welches mittels einer Gleitfläche (5) eines Anpreßschuhs (6) angepreßt wird. Dieses Band (3) hat Schluckvolumen auf der Oberfläche und schleudert deshalb das darin aufgenommene Wasser (14) nach Verlassen der Preßzone ab. Beide Bänder werden gleichzeitig vom Suspensions-Kuchen weggeleitet, um die Rückbefeuchtung zu minimieren.

In Fig. 3 handelt es sich ebenfalls um die gleiche Einrichtung wie in Fig. 1 und 2. Aber die Eindickung wird erreicht durch eine Kombination aus Fig. 1 und 2, d. h. ein zweites durchlässiges (2) und ein drittes undurchlässiges Band (4) sind vorgesehen, aber das dritte Band (4) wird durch eine Gleitfläche (5) angepreßt. Dieses dritte Band (4) hat in diesem Falle kein Schluckvolumen, weshalb auch kein Preßwasser von diesem abgeschleudert wird. Die drei Bänder (1, 2, 4) werden wiederum gleichzeitig vom Kuchen (13) weggeleitet, aber jedes in eine andere Richtung.

Die Fig. 4 entspricht im wesentlichen dem Fig. 3, aber mit folgenden Unterschieden: das dritte Band (4) hat wieder Schluckvolumen und schleudert Wasser ab (14). Außerdem wird das 1. Siebgewebeband nicht gleichzeitig vom Kuchen weggeführt wie die beiden anderen Bänder (2, 4), sondern verbleibt noch unter Längsspannung am Kuchen. Während dieser Strecke wird das Gewebe mit einem einseitig mit Abstand vom Sieb positionierten Rohrsauger (17) trockengesaugt.

Fig. 5 zeigt eine sehr langsam (unter 10 m/min.) laufende Schlammentwässerungs- Einrichtung, die selber mit zwei Siebgewebebändern (1, 2) und einer Anzahl von Bandleitwalzen (11) versehen ist, um den Schlamm bei jeder Umschlingung abwechselnd nach jeder Seite zu entwässern.

Hier ist vorteilhafterweise die Erfindungs-Vorrichtung gleich anschließend unter Verwendung eines der beiden Siebgewebebänder (1) integriert. Hinzu kommt eine glatte Walze als Preßfläche (7), die vom vorhandenen Siebgewebeband (1) teilweise umschlungen wird. Das zweite Band wird nicht weiter verwendet, da erfindungsgemäß nur ein Band notwendig ist. Als Preßeinrichtung dient nun ein drittes undurchlässiges Band (4) und ein Anpreßschuh (6) mit Gleitfläche (5), wobei das Band (4) Umfangsrillen besitzt.

Dadurch ist es möglich, jede anfallende Preßwassermenge (14) in oder entgegen der Laufrichtung abzuleiten. Restwasser im Band (1) läuft ebenfalls nicht mehr zum Kuchen zurück, da das Band (1) fallend weggeleitet wird. Der an der Preßfläche (7) klebende Kuchen (13) wird vom Schaber (15) abgenommen.

Fig. 6 stellt eine Kombination aus Fig. 1 und 5 dar: Kuchen und 1. Siebgewebeband umschlingen ähnlich Fig. 5 die Preßfläche (7), die selbst aber nicht aus einer runden Walze besteht, sondern aus einem glatten, undurchlässigen Band (4), welches von einem Anpreßschuh (6) mit Gleitfläche (5) geführt wird. Als Besonderheit ist diese Gleitfläche in Laufrichtung mit einer progressiv enger werdenden Kontur (R1-R4) versehen, wodurch der Preßdruck auf den Suspensions-Kuchen stetig zunimmt. Gestrichelt dargestellt sind weitere Bänder (2, 3), die entsprechend Fig. 1 hinzukommen können, um den Preßdruck noch weiter zu erhöhen.

Fig. 7 bezieht sich ebenfalls auf die Einrichtung nach Fig. 5 und beläßt die dort gezeigte Führung des 1. Siebgewebebandes. Lediglich werden die beiden "Walzen" (4, 7) vertauscht, wodurch das undurchlässige Band mit Anpreßschuh zur glatten Preßfläche wird (wie Fig. 6), allerdings mit konkaver Gleitfläche (5), um dem hier vorgesehenen Walzenrohr (8) als Gegenfläche zu entsprechen. Das Preßwasser kann radial durch die im Walzenrohr (8) eingebrachten Bohrungen abfließen.

In Fig. 8 ist im Gegensatz zu Fig. 7 das Walzenrohr (8) durch eine massive Walze mit Umfangsrillen (9) ersetzt. Also kann das Wasser wie in Fig. 5 tangential nach beiden Richtungen ablaufen.

Diese Walze ist auch als massive Walze mit Blindbohrungen an der Oberfläche denkbar (10).

Auch ist hier wieder ein weiteres Band gestrichelt dargestellt, falls der Banddruck vor der Schuhpressung (6) bereits erhöht werden soll.

Bezugszeichenliste

1

1. Siebgewebeband

2

2. Band (durchlässig)

3

3. Band (undurchlässig)

4

Schuhwalzen-Mantel

5

Gleitfläche

6

Anpreßschuh

7

Preßfläche

8

Walzenrohr mit Radialbohrungen

9

Walze mit Umfangsrillen

10

Walze mit Blindbohrungen

11

Bandleitwalze

12

Suspension

13

Suspensions-Kuchen

14

Preßwasser

15

Schaber

16

Verteilvorrichtung

17

Rohrsauger
R Krümmungsradius

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen mechanischen Eindicken (Entwässern) von wasserhaltigen Suspensionen oder Schlämmen mit Hilfe eines endlosen Siebgewebebandes und einer eine geschlossene, glatte Oberfläche aufweisenden, in Laufrichtung sich bewegenden, endlosen Preßfläche,

- wobei der zu entwässernde Suspensionskuchen zwischen Siebgewebeband und Preßfläche zusammengepreßt wird
- und ein Preßdruck dadurch entsteht, daß das Siebgewebeband die zylindrische Preßfläche unter Längsspannung während des Entwässerungsvorganges umschlingt,
- so daß sich das ausgepreßte Wasser mit Hilfe des Siebgewebes aus dem Suspensionskuchen entfernt,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Preßdruck des Siebgewebebandes (1) auf den Suspensionskuchen (13) auf eine größere Einwirkdauer bringen, als dies mit zwei gegeneinander gepreßten, kreiszylindrischen Preßwalzen möglich ist, und zwar gleichzeitig auf mindestens den doppelten Preßdruck des durch das Siebgewebeband (1) selbst erzeugten Entwässerungsdrucks (d. h. Preßdruck), wobei der Wasserabfluß (14) mittels dem Siebgewebe oder durch das Siebgewebe hindurch erhalten bleibt.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß der Preßdruck des Siebgewebebandes (1) auf den Suspensionskuchen (13) entsprechend lange und auf mindestens den doppelten Wert erhöht wird, indem mindestens ein zusätzliches wasseraufnehmendes oder wasserdurchlässiges endloses Band (2, 3) von außen auf dieses 1. Siebgewebeband (1) wirkt, und zwar vorzugsweise gegen Ende des mechanischen Entwässerungsvorganges, wobei die Summe der Längsspannungen aller zusätzlichen Bänder (2, 3) mindestens der Längsspannung des 1. Siebgewebebandes (1) entspricht (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d. g., daß mindestens ein zusätzliches endloses Band (2) aus einem Siebgewebe besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, d. g., daß mindestens ein zusätzliches endloses Band (2) aus Längs- und Querfäden besteht, die unverwoben übereinanderliegend miteinander haftend oder ohne feste Haftung verbunden sind (z. B. geklebt, geschweißt oder mittels Abstandshalter gegen Lösen oder Verschieben gesichert).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d. g., daß mindestens eines der zusätzlichen endlosen Bänder (2) aus Längs- und Querfäden besteht, wobei die Querfäden (quer zur Laufrichtung) eine größere Biegesteifigkeit aufweisen als die Längsfäden, so daß das Band in seiner Struktur quer zur Laufrichtung weniger flexibel ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, d. g., daß mindestens eines der zusätzlichen endlosen Bänder (2) z. B. aus undurchlässigem Kunststoff oder Metall, also nicht als wasserdurchlässige Gewebe- oder Fadenkonstruktion ausgeführt ist, wobei jedoch dieses Band Perforationen besitzt, die den Durchtritt des ausgepreßten Wassers ermöglichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, d. g., daß die den Durchtritt des ausgepreßten Wassers (14) erlaubenden Hohlräume des mindestens einen, auf dem 1. Siebgewebeband (1) aufliegenden Bandes (2), so beschaffen sind, daß diese infolge von Adhäsionskräften nicht mit Wasser (14) überbrückt, d. h. mit erheblicher Wassermenge gefüllt bleiben können (Fig. 1, 2. Band).

8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß mindestens eines der zusätzlichen endlosen Bänder aus einem wasserundurchlässigen Band (3) besteht, welches mit Hilfe seiner Längsspannung mittel- oder unmittelbar gegen das 1. Siebgewebeband (1) gepreßt wird, um den Entwässerungsdruck auf den Suspensionskuchen (13) über eine genügend lange Zeit auf mindestens den doppelten Wert des durch das 1. Siebgewebeband selbst erreichten Entwässerungsdruck zu steigern, wobei der Wasserabfluß durch das 1. Siebgewebeband (1) gewährleistet bleibt, da die Summe der Schluckvolumina mindestens des 1. Siebgewebebandes (1) für die Aufnahme der gesamten Quetschwassermenge ausreicht, oder es kann auch Schluckvolumen in der äußeren Oberfläche des undurchlässigen Bandes (3) vorgesehen sein, z. B. Blindbohrungen oder Rillen (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, d. g., daß mindestens eines der zusätzlichen Bänder (2, 3) eine genügende Eigensteifigkeit mindestens in Querrichtung besitzt, um Unebenheiten des Suspensionskuchens (13) zu überbrücken.

10. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß ein wasserundurch lässiges endloses Band (4) mit Hilfe mindestens einer geeigneten Gleitfläche (5) mittel- oder unmittelbar gegen das 1. Siebgewebeband (1) gepreßt wird, um den Entwässerungsdruck auf den Suspensionskuchen (13) über eine genügend lange Zeit auf mindestens den zehnfachen Wert des durch das 1. Siebgewebeband (1) selbst erreichten Entwässerungsdruck (Preßdruck) zu steigern, wobei der Wasserabfluß (14) durch das 1. Siebgewebeband gewährleistet ist, da z. B. in der äußeren Oberfläche des Bandes eine Vielzahl von Blindbohrungen vorgesehen ist, die das überschüssige Wasser aufnehmen können (Fig. 2).

11. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g. . daß ein wasserundurch lässiges endloses Band (4) mit Hilfe mindestens einer geeigneten Gleitfläche (5) mittel- oder unmittelbar gegen das 1. Siebgewebeband (1) gepreßt wird, um den Entwässerungsdruck auf den Suspensionskuchen (13) über eine genügend lange Zeit auf mindestens den zehnfachen Wert des durch das 1. Siebgewebeband (1) selbst erreichten Entwässerungsdruck (Preßdruck) zu steigern, wobei der Wasserabfluß (14) durch das 1. Siebgewebeband (1) gewährleistet ist, da z. B. in der äußeren Oberfläche des Bandes eine Vielzahl von Umfangsrillen vorgesehen ist, die das überschüssige Wasser aufnehmen und in oder entgegen der Laufrichtung ableiten können (Fig. 5).

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d. g. daß das wasserundurchlässige endlose Band (4) von mindestens einer Gleitfläche (5) zwecks Druckerhöhung im Suspensionskuchen (13) gegen das 1. Siebgewebeband (1) gepreßt wird, wobei die Gleitfläche (5) auf einem Anpreßschuh (6) entsprechend der entgegenwirkenden Preßfläche (7) geformt ist und die Anpreßkraft symmetrisch oder asymmetrisch, entsprechend der Ausdehnung des Schuhs (6) in Laufrichtung, auf den Anpreßschuh (6) wirkt, damit der Anpreßdruck in Laufrichtung entweder im wesentlichen gleichförmig oder zunehmend wirkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d. g., daß das wasserundurchlässige endlose Band (4) nur in der Preßzone von wenigstens einem Anpreßschuh (6) entsprechend der Kontur der entgegenwirkenden Preßfläche (7) geformt ist, im Rest seiner Umlaufbahn im wesentlichen kreiszylindrisch, an seinen Rändern dichtend, von umlaufenden Seitenschilden geführt wird, und wobei der Anpreßschuh (6) auf einem Träger abgestützt wird, welcher das umlaufende Band durchgreift und gegen die Seitenschilde abgedichtet sowie in der Stuhlung drehfest gelagert ist (Fig. 2).

14. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß der Preßdruck des 1. Siebgewebebandes (1) dadurch gesteigert wird, daß sowohl mindestens ein zusätzliches wasseraufnehmendes oder wasserdurchlässiges endloses Band (2) außerhalb des 1. Siebgewebebandes (1) vorgesehen ist, als auch ein wasserundurchlässiges endloses Band (4), welches mit Hilfe mindestens einer entsprechenden Gleitfläche (5) gegen die mindestens zwei Bänder (1, 2) angepreßt wird (Fig. 3).

15. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 14, d. g., daß das durch das 1. Siebgewebeband (1) abfließende Wasser (14) ausschließlich durch das mindestens eine zusätzliche, wasseraufnehmende oder wasserdurchlässige endlose Band (2) aufgenommen und weitertransportiert wird.

16. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, d. g., daß das durch das 1. Siebgewebeband (1) abfließende Wasser (14) sowohl durch das mindestens eine zusätzliche wasseraufnehmende oder wasserdurchlässige endlose Band (2) als auch durch das wasserundurchlässige endlose Band (3, 4) mittels der Vielzahl in seiner äußeren Oberfläche vorgesehenen Blindbohrungen oder Umfangsrillen aufgenommen und abgeleitet werden kann (Fig. 4).

17. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, d. g., daß der Preßdruck auf den Suspensionskuchen (13) in mehreren Schritten gesteigert wird, indem dem 1. Siebgewebeband (1) nach einer Vorentwässerungs-Phase mindestens ein zusätzliches endloses Band (2) unter Längsspannung von außen aufgepreßt wird, und daß nach einer Einwirkdauer des mindestens zweiten Bandes (2, 3) ein wasserundurchlässiges endloses Band (4) auch unter Wirkung einer Gleitfläche (5) auf die bereits pressenden Bänder (1, 2, 3) drückt (Fig. 3 und 4).

18. Verfahren nach Anspruch 2, 8, 10, 11, 14 oder 17, d. g., daß zwecks Verhinderung des Rückflusses von ausgepreßtem Wasser (14) aus den Bändern (1, 2, 3, 4) in den Suspensionskuchen (13), alle Bänder nach dem Erreichen des maximalen Preßdrucks möglichst schnell und gleichzeitig vom Suspensionskuchen (13) weggeführtwerden (Fig. 1 bis 3).

19. Verfahren nach Anspruch 14. d. g., daß zwecks Verhinderung des Rückflusses von ausgepreßtem Wasser (14) aus den Bändern (1, 2, 3, 4) in den Suspensionskuchen (13), die Bänder nach dem Erreichen des maximalen Preßdrucks nicht gleichzeitig vom Suspensionskuchen (13) weggeführt werden (Fig. 4).

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d. g., daß das 1. Siebgewebeband (1) nach dem Verlassen der Zone des maximalen Preßdruckes noch nicht vom Suspensionskuchen (13) weggeführt wird, also seine Längsspannung noch Entwässerungsdruck ausübt, und daß während dieser Phase freies Wasser (14) aus den Siebgewebemaschen entfernt wird, indem, durch Aufbringen von Luft (17) oder Wasser mit erheblicher Differenzgeschwindigkeit zur Bandgeschwindigkeit, Wasser (14) der Siebgewebemaschen herausgerissen wird, und damit die Rückbefeuchtung des Suspensionskuchens (13) verringert wird (Fig. 4).

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß die die geschlossene, glatte Oberfläche aufweisende, in Laufrichtung sich bewegende, endlose Preßfläche (7) durch eine kreiszylindrische Walze gebildet wird (Fig. 1-5).

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß die Preßfläche (7) durch ein rundes Walzenrohr gebildet wird, welches auf seiner Innenseite u. a. gegen die Entwässerungskräfte abgestützt ist, entweder durch Versteifungen oder durch Stützelemente auf einem statischen Träger.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß die glatte, in Laufrichtung sich bewegende, endlose Preßfläche (7) durch ein wasserundurchlässiges endloses Band (4) gebildet wird, welches innerhalb der Bandschlaufe (4) über mindestens eine geeignete Gleitfläche (5) läuft, die zumindest im Bereich des Eindickvorgangs das Band gegen den Entwässerungsdruck abstützt (Fig. 6-8).

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, d. g., daß die Gleitfläche (5) in Laufrichtung eine von der kreiszylindrischen Form abweichende, über die Breite gleichförmige Kontur besitzt, welche im besonderen eine konvexe, in Laufrichtung des Bandes enger werdende Krümmung (R1-R4,) aufweist, während der Preßvorgang noch andauert (Fig. 6).

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, d. g., daß die geschlossene, glatte Preßfläche (7) von einem wasserundurchlässigen endlosen Band (4) gebildet wird, welches mit Hilfe mindestens einer geeigneten konkaven Gleitfläche (5) (Anpreßschuh (6)) gegen ein rundes, mit einet Vielzahl von radialen Durchbrüchen (Bohrungen) versehenes Walzenrohr (8) gepreßt wird, wobei der Suspensionskuchen (13) zwischen dem wasserundurchlässigen Band (4) und dem Siebgewebeband (1) ausgequetscht wird und sich das Siebgewebeband (1) auf dem perforierten Walzenrohr (8) abstützt, welches das ausgequetschte Wasser (14) radial ablaufen läßt (siehe Fig 7).

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, d. g., daß die geschlossene, glatte Preßfläche (7) von einem wasserundurchlässigen endlosen Band (4) gebildet wird, welches mit Hilfe mindestens einer geeigneten konkaven Gleitfläche (5) (Anpreßschuh (6)) gegen eine mit einer Vielzahl von Blindbohrungen versehenen kreiszylindrischen Walze (10) gepreßt wird, wobei der Suspensionskuchen (13) zwischen dem wasserundurchlässigen Band (4) und dem Siebgewebeband (1) ausgequetscht wird und sich das Siebgewebeband auf der blindgebohrten Walze (10) abstützt, welche das ausgequetschte Wasser (14) in den Blindbohrungen aufnimmt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 23, d. g., daß die geschlossene, glatte Preßfläche (7) von einem wasserundurchlässigen endlosen Band (4) gebildet wird, welches mit Hilfe mindestens einer geeigneten konkaven Gleitfläche (5) (Anpreßschuh (6)) gegen eine mit einer Vielzahl von Umfangsrillen versehenen kreiszylindrischen Walze (9) gepreßt wird, wobei der Suspensionskuchen (13) zwischen dem wasserundurchlässigen Band (4) und dem Siebgewebeband (1) ausgequetscht wird und sich das Siebgewebeband (1) auf der gerillten Walze (9) abstützt, welche das ausgequetschte Wasser (14) in den Rillen aufnimmt bzw. durch die Rillen entlang ihres Umfangs ablaufen läßt (Fig. 8).

28. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß der Preßdruck auf den Suspensionskuchen (13) mindestens 10 bar (gestaffelt 20/30/40/50 bar) über eine Strecke in Laufrichtung von mindestens 100 mm beträgt.

29. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß bei der Eindickung von Papier-Rohstoff die Einwirkdauer des Entwässerungs-/Preß druckes auf den Suspensionskuchen (13) von mindestens dem Doppelten des durch das 1. Siebgewebeband (1) selbst erzeugten Entwässerungsdrucks mindestens 0,01 Sekunden (gestaffelt 0,02/0,03/0,04 Sekunden) beträgt.

30. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß bei der Eindickung von Klärschlamm die Einwirkdauer des Entwässerungs-/Preß druckes auf den Suspensionskuchen (13) von mindestens dem Doppelten des durch das 1. Siebgewebeband (1) selbst erzeugten Entwässerungsdrucks mindestens 1 Sekunde (gestaffelt 2/4/6/8/10 Sekunden) beträgt.

31. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß der Feststoff-Anteil des Suspensionskuchens (13) bzw. des Schlamms vor dem Einlauf in die Zone zur Erhöhung des Entwässerungs-/Preßdrucks auf mindestens das Doppelte des durch das 1. Siebgewebeband selbst erzeugten Entwässerungsdrucks mindestens 10% beträgt.

32. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß die Geschwindigkeiten des 1. Siebgewebebandes (1) und der geschlossenen, glatten Oberfläche (7) ungleich sind.

33. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d. g., daß bei der Eindickung von Klärschlamm die Geschwindigkeit des 1. Siebgewebebandes (1) kleiner ist als 10 m/sec.

34. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, d. g., daß das selbe 1. Siebgewebeband (1) ohne Unterbrechung gleichzeitig seit der Eindickung der flüssigen Suspension (12) mit dieser in Kontakt ist, d. h. seit einer Konsistenz von weniger als ca. 8% (gestaffelt 6%/4%/2%), bis es nach der beendeten Pressung vom Suspensionskuchen (13) weggeleitet wird.