DE2027407A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen einer aus ungleichen Stoffen bestehenden Mediumsmischung - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen einer aus ungleichen Stoffen bestehenden Me'diumsmischung

Die Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen einer aus ungleichen Stoffen bestehenden IKIediumsmischung.

Die Abscheidung bziu» Trennung von Feststoff-Flüssigkeit- ä

mischungen tuird mit unterschiedlichen Vorrichtungen durchgeführt. Beispiele für die bisher bekannten Verfahren sind die Sedimentation, Flotation, Filtrierung und das Schleudern. Derartige Verfahren und die hierzu benutzten Vorrichtungen führen bei vielen Feststoff~Fiüssigkeit<-fnischungen zu Indifferenzergebnissen.

Sedimentier- und Flotationsanlagen sind abhängig von der Absetzgeschuuindigkeit bzw. vom dynamischen Auftrieb der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffteilchen. Zentrifugalabscheider, bei denen in erster Linie die Trägheitskraft ausgenutzt luird, hängen von der unterschiedlichen Dichte der Feststoffteilchen und die Flüssigkeit ab« Da Sedimentier-, Flotations- und Zentrifugalabscheidervorrichtungen alle von Dichte-unterschieden zwischen den zu trennenden Stoffen abhängen, ist ihr Wirkungsgrad um so geringer, je geringer der Dichteunterschied zwischen den zu trennenden Stoffen ist. Die Bläschen der Filter können sich

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rait Fsststoffteilchen v/erstopf an und erfordere eine periodisch erfolgsnde Reinigung und Ausm@chslun§_a

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde® ein Verfahren und eins Vorrichtung zu schaffen,, dia unter Vemei·= dung der worerraähnten Nachteile eine Trennung won Feststoffteilchen und Flüssigkeit aus darartigen Mischungen ermöglicht,, Insbssondere soll das Verfahren kontinuierlich durchführbar sein_o Auch soll das Vorfahren salbst dann . anwendbar ssin» eiann die Feststoffteilchen im saasantlichen die gleiche Dichte aufweisen aiie die Trägarflüssigkeit· Schließlich soll das Verfahren besonders geeignet sein zur Abscheidung faserförmiger Teilchen aus Flüssigkeitssuspensionen sowie zur Anreicherung von aus Flüssigkeit und Feststoffteilchen bestehenden Suspensionen»

Ulenn eine Flüssigkeitsströmung entlang einer Festen 'Oberfläche in Berührung mit dieser fließt;, z<B« Uta einen ortsfesten Körper oder entlang den Wandungen einer Rohrleitung, durch die die Flüssigkeit geleitet wird, besteht ein Geschvuindigkeitsgradient im Bereich nahe diessr Oberfläche. Die mit dieser Oberfläche in Berührung stshendenFlüssigkeits· moleküle haben dann die Geschwindigkeit der Oberfläche, die im Falle einer ortsfesten ruhenden Obsrflächs gleich Null ist.

In den meisten üblichen praktischen Fällen einer Flüssigkeitsströmung, wo eine turbulente Strömung vorliegt, hat die Flüssigkeit, die sich nicht leeit von der Oberfläche entfernt befindet, die Geschwindigkeit einer frei strömenden Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsschichten zwischen den mit der Oberfläche in Berührung stehenden Molekülen und der frei strömenden Flüssigkeit haben Zuiischengeschwindigkeiten infolge der Ulirkung- von Reibungskräften, die parallel zur Oberfläche wirken.

Ferner zeigen Beobachtungen von mit Feststoffteilchen beladenen F lüssigk tii tsmischungen , die in Rohrleitungen Strömen, daG die Feststoffteilchen dazu neigen, sich in der freien Strömung zu kontentrieren, d.h. sie sind in den Schichten zwischen der Landung und der Freien Strömung weniger konzentriert als in der freien Strömung. Diese schwächer konzentrierten Flüssigkeitsschichten werden ' nachstehend als "Saubere Schicht" bezeichnet.

Es ist in der Papierindustrie seit langem bekannt, daß, uienn verdünnte Suspensionen won Holzfasern in Uiasser entlang einer festen Oberfläche strömen, wie dies bei "weißem uiasser" der Fall ist, das durch eine Rohrleitung strömt, die Fasern dazu neigen, sich im Innern der Rohrleitung zu sammeln und eine relativ dünne faserfreie Schicht unmittel-

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bar an der Ulandung lassen, d.h. es bildet sich ein Strömungsring mit relativ faserfreiem Wasser entlang der Rohrlei tun gswandung.

Dies ist ein Sonderfall der "sauberen Schicht". Es ist ferner bekannt, daß die relativ dünne raserfreie Schicht infolge der Flüssigkeitsreibungskräfte, die parallel zur Oberfläche wirken, an der Oberfläche langsamer strömt als die stärker konzentrierte Fasersuspension, die einen größeren Abstand von der Wandung hat. ^Ln der Rohrleitung strömt somit der elativ faserfreie Strömungsring langsamer als die stärker konzentrierte Fasersuspension im Innern der Rohrleitung. Es sei hier bemerkt, daß Holzfasern, die Feststoffteilchen des "weißen Wassers" von Papiermühlen Dichten aufweisen, die fast gleich der Dichte des Ulassers sind.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis dieser bekannten physikalischen ^phänomene und deren praktischer Anwendung in einen Verfahren sowie einer Vorrichtung einerseits zur Erzeugung von Konzentrationsgradienten in Feststoff-Flüssigkeitsmischungen und andererseits zum .Trennen verschiedener Konzentrationen.

Benn zwischen einer festen Oberfläche und einer aus in Flüssigkeit, ueläzien Feststoff teilchen bestehenden mischung,

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die hiermit in Berührung steht, ein Geschwindigkeitsdifferential vorliegt, so bilden die parallel zur Oberfläche wirkenden Kräfte eine "saubere Schicht" an der Oberfläche.

Die Relativgeschuiindigkeit, die zur Erzeugung einer "sauberen Schicht" erforderlich ist, ist tueit geringer als diejenigen Geschwindigkeiten, die bei den bekannten, mit der Trägheitskraft abeitenden Abscheidern, z.B. Zentrifugalabscheider, Flüssigkeitszyklonen oder dergleichen benutzt werden· Auch sind die Kräfte zur Erzeugung der "sauberen Schicht" viel geringer als die bei den genannten Abscheidern benutzten Trägheitskräfte. Ferner wirken die Kräfte, die eine "saubere Schicht" erzeugen, parallel zur Oberfläche und somit auch parallel zur Richtung der Relativbewegung, wogegen die bei den genannten Abscheidern wirkenden Kräfte stets quer zur Bewegungsrichtung wirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren uiird darin gesehen, daß die fllediumsraischung mit einer festen Oberfläche in Berührung gebracht und durch eine parallel zu dieser Oberfläche wirkende Kraft'eine Relativbewegung zwischen dieser Oberfläche und der Mediumsmischung erzeugt wird, durch die sich Schichten unterschiedlicher Konzentration und Strömungsrichtung ■ bilden und daß mindestens ein Teil der erzeugten Schichten von der mediumsmischung abgezogen wird.

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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß eine an der Oberfläche anhaftende Schicht der mediua'ffsischung unmittelbar entfernt eird®

Vorteilhaft ist ferner, senn aine »it Feststoffteilchen beladens, vorzugsweise flüssige,, z_eB. MJasser enthaltende ffladiumsraischung verwendet »irdo

Die Faststoffteilchen teöransm sine beliebig®, vorzugsweise " Kugelgestalt habans sie können aber ausfo sos Fasarrt₉ z.B* aus Zellolosefassrra bestehen.

Uartsilhaft ist eine Reiativgeschwindigkeit zwischen der festen Oberfläche und der föediuMsmischung von höchetens , 9 m/s vorgesehen.

Die erfindungsgsmäßs Vorrichtung zur Ausführung dieses ' , Verfahrens besteht darin, daß ein die Riediumsinischung aufnehmender, mit an seiner einen Saite und an seiner gegenüber« liegenden Seite angeordneten Überlaufschnallen versehener Behälter vorgesehen ist, und daß in dem Behiltsr mindestens eins mit dar Uediumsnenge in Berührung stehende iieeegts feste Oberflächs angeordnet ist, deren Bewegungsrichtung der Richtung von der einen zur anderen libertyf schwelle ent» spricht.

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Gemäß »Heiterer Ausgestaltung der Erfindung können die bewegten festen Oberflächen eben sein, endlos sein oder als umlaufende Teile ausgebildet sein.

Ferner können die bewegten Oberflächen eine Vielzahl von Stirnseiten mit einer beträchtlichen mit der ffladiumsmischung in Berührung kommenden Flächenabmessung aufweisen. Vorteilhaft ist mindestens ein Teil der Stirnseiten parallel % zueinander und senkrecht zu einer Drehachse angeordnet.

Nach einer anderen Ausbildung können die bewegten Oberflächen auch Zylinderflächen sein«

Cine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß ein um eine waagerechte Achse umlaufender Zylinder vorgesehen ist, der auf seiner äußeren Bantelflache eine Vielzahl von senkrecht zur Drehachse ausgerichteten nach außen ragenden ^ Ringen oder Scheiben aufweist und daß der Behälter einen bogenförmigen Querschnitt hat, dessen Radium etwas größer ist als der Außenradius der Ringe oder Scheiben und mit einer Einlaßöffnung sowie zwei Überlaufschwellen ausgerüstet ist, ,

Eine weitere Ausgestaltung besteht.' darin, dal? ßin an den Ringen oder Scheiben unqi ei f 'en.tier M ?t ι Hi f er i/oiQßsehen ist»'

-B-

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der Zylinder aus einer Wolle besteht und daß die Ringe oder Scheiben eine gegenüber der HJaIIe beträchtliche Flächenabmeesung besitzen.

Eine weitere Ausführungsfarm besteht darin, daß in einem im Querschnitt halbkreisförmigen Behälter ein aus konzentrischen Hingen bestehender, um ©ine waagerechte Achse umlaufender Zylinder vorgesehen ist, der teilweise in die fflediumsmiechung eintaucht.

Eine andere Aus-führungsform besteht darin, daß in einem Behälter zwei um senkrechte Achsen laufende Bändertriebe vorgesehen sind, deren einander zugekehrte Trume gleichsinnig und zueinander parallel laufen und einen Kanal zwischen den Überlaufschwellen bilden.

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Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert) und zwar zeigen:

Fig. 1 einen waagerechten Längsschnitt nach der Linie 1-1 in Fig· 2 eines Abscheiders Mit einer Vielzahl von scheibenförmigen, aus einem umlaufenden Zylinder vorkragenden Ringen

Fig. 2 einen lotrechten Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Abscheiders der Fig. 1 und 2 im Schnitt nach der Linie 3·3 in Fig. 2

Fig. 4 einen lotrechten Querschnitt durch eine

abgewandelte Ausführung eines Abscheiders mit einer Welle, auf der Scheiben großen

Durchmessers mit einer IDittelöffnung sitzen (| Fig. 5 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt

nach der Linie 5-5 in Fig. 6 einer weiteren Abwandlung eines Abscheiders mit relativ engen konzentrischen, auf einer umlaufenden Scheibe befestigten Zylindern

Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5

Fig· 7 einen mittleren Längsschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 8 durch eine weitere Aus-

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führungsfora sine® Abscheiders in For»

eines Hohlzylindars
Fig. B einen Querschnitt nach dor Linie 8-8 i

Fig. 7
Fig· 9 ©ine Draufsicht auf eine weitere Aus-

" führungsfotm mit uslaufenden Bändern Fig· 10 sinen Iotriieht@rä Längsschnitt nach Lini© 10-10 in Fig. 9_O

In der Zeichnung sind glaiehartiga Teile Bit.gleichen zeichen versehen.

Grundsätzlich besteht das erfindungsgenäSe Abscheideverfahren darin, daß bei einer zuströmenden Menge A (Fig· I) einer Flüssigkeitsnischung B (Fig. 4) aus ungleichen Stoffen die Flüssigkeitsmischung B rait einer Wandung C in Berührung gebracht wird, wobei eine Kraft 0 auf die Flüssigkeitsmischung B ausgeübt wird, indem eine Relativbewegung, die schematisch in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, erzeugt wird« Diese Kraft D ist parallel zur Wandung C gerichtet, wodurch Schichten E mit unterschiedlichen Konzentrationen gebildet tuerden. Anschließend wird mindestens ein Teil dieser Schichten abgezogen. Bei diesem Verfahren kann auch noch vorgesehen sein, daß eine an der Ulandung anhaftende Schicht der Flüssigkeitsnischung abgezogen wird, z_oB_e nitteiß Abst?aiforgane^ F„

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Nachstehend ist die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert, «obei statt der allgemeinen Buchstabenbezeichnungen die in der Zeichnung angeführten fiezugsziffern benutzt «erden.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Abscheider 10 vorgesehen,

der einen Rotor 12 «it aiaagarechter Drehachse auf «eist· ä

• ■ ■

Der Rotor 12 besteht aus einem Zylinder 14 mit relativ großem Durchmesser, einer äußeren Mantelfläche 16 und Stirnwänden 18. Auf dem Zylinder 14 sind Oberflächen C in Form von den Zylinder umgebenden Rittein oder Ringen befestigt, die von der Rentelfäche 19 des Zylinders 14 vorkragen· Im Abscheider 10 eind diese Ringe als Viel·» zahl von gleich-abständigen, parallelen, scheibenförmigen Ringen 20 ausgebildet, die starr an dem um eine waagerechte Achse umlaufenden Zylinder 14 befestigt sind«

■§ Die Ringe 20 haben diametral* . ;\ Stirnseiten 22. Die ^

vorstehenden Abschnitte der äußeren Mantelfläche 16 sind zusammen mit den Stirnseiten 22 der Ringe gemeinsam mit 24 bezeichnet.

Von den Stirnwänden 18 dee Zylinders 14 ragt ein Paar lUellenstümpfe 26 vor, die koaxial zum Rotor 12 angeordnet sind undin üblichen Lagern 28 .gehalten sind, die ihrerseits in einem nicht dargestellten Maschinengestell ruhen.

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- 12 Der eine UJellenstumpf 26 ist mittels geeigneter, nicht

dargestellter Mittel mit einer ebenfalls nicht dargestellten Antriebsquelle verbunden, mit der der Rotor um seine Achse entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig· 2) in Pfeilrichtung 30 angetrieben wird·

Der untere Teil des Rotors 12 befindet sich in einem ihn teilweise umgebenden Behälter 32, der Teile 34 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, die einen etwas größeren Durchmesser als die äußeren Kanten 36 der Ringe 20 haben und im übrigen konzentrisch hierzu angeordnet sind. Der Behälter 32 ist an seinen Enden durch Stirnbänder 36 abgeschlossen. Die halbkreisförmigen oder bogenförmigen Teile 34 des Behälters 32 sind unterbrochen von einer Erweiterung bzw« einem Einlaßtrog 40, der mit dem Innern des Behälters 32 in offener Verbindung steht· An einem Ende des Behälters 32 steht der Einlaßtrog 40 mit einer Zuführleitung 43 in Verbindung·

Die oberen Kanten 41 der gebogenen Teile 34 sind durch Überlaufschwellen 42-44 verlängert, die hinsichtlich .ihrer Höhe einzeln einstellbar sind·

Für die über die Überlaufschwellen 42»44 laufende Flüssigkeit sind AuslaOrinners 46,48 vorgesehen, mittels geeigneter mittel sind zwischen jedem Paar der Ringe 20 an nicht

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dargestellten ortsfesten starren Haltern Abstreifer 50 aus Gummi oder anderem flexiblem Merkstoff vorgesehen, die die parallelen Oberflächen benachbarter Paare von Stirnseiten und den von diesen eingeschlossenen Teil der Mantelfläche des Rotors 12 berühren. Unterhalb jedes Abstreifers 50 ist ein mit einem Sammeltrog 54 verbundener Trogfinger 52 angeordnet.

Im Betrieb wird eine Suspension 56 aus Feststoffteilchen und Flüssigkeit in den Behälter 32 durch die Zuführleitung 43 und den Trog 40 mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit eingeführt. Uienn der Rotor 12 und die an ihre befestigten Ringe 20, wie Fig. 2 zeigt, entgegen dem Uhrzeigersinn durch die Suspension 56 laufen, bewegen sich die in Fig. 3 gezeigten Abschnitte der Ringe 20 in Richtung der Pfeile 58.

Nahe den Stirnseiten 22 bilden sich 'feaubere Schichten" 60 *Fig. 3), ebenso wie in der Nähe der Mantelfläche 16· Infolge der Flüssigkeitsreibungskräfte, die parallel zur beluegten Oberfläche 24 wirken (die Oberfläche 24 ist schließt die Stirnseiten 22 der Ringe 20 ein), ergibt sich eine örtliche Flüssigkeitsbeeiegung in Schichten 62, die sich in einer ersten Richtung, nämlich derjenigen der Ringe 20 bewegen, uras in Fig. 3 durch Teile 64 angegeben ist· Ulis Fig. zeigt, schließen die Schichten 62, die sich in der ersten

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Richtung bewegen, auch zumindest einen Teil der sauberen Schichten 60 mit ein»

Die infolge der durch di@ Fiüssigkeitsreibung in den Schichtan 62 bewirkten örtliehsn StröMung erzeugt® Strö» tnung bewirkt, daß der Flüssigkeitsspiegel 66 an ύ&τ Überlauf schwelle ' 44 in lotrechte« Querschnitt gesehen höher liegt;, als der Flüssigkeitsspiegel SB an der Überlauf schwelle 42 (Fig_e 2 und 4)„ Es ergibt sich somit .ein Druckunterschied zwischen den Fiüssigkeitsspiegeln 66 und 68« Dieser Druckunterschied bewirkt ©ine Gegenst-römung der Flüssigkeit,d.h» eine örtliche Flüssigkeitsbe» wegung in einer zweiten, der ersteh entgegengesetzten Richtung zwischen den Schichten 62· 0iese""Geg&0sttömung ist in Fig· 3 mit Pfeilen 70 bezeichnet* · . .

Da die Schichten 62 mindestens aucfr Teile der "sauberen Schichten" 60 umfassen, ergeben sich unterschiedliche Feststoffteilchenkonzentrationan zwischen den Schichten 62,die in der ersten Richtung strömen und der in der zuieiten Richtung strömenden Flüssigkeit,

Sorgfältige- Beobachtungen an gemäß den Fig. 1 und 2 hergestellten UersuchsBiodellen zeigten ferner, daß die in der zuieitsn Richtung 70 entgegenströmende Flüssigkeit

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während ihres Strömungsweges immer stärkere Konzentrationen aufuieist. Die Konzentration von Feststoffteilchen in der örtlichen, in der zweiten Richtung strömenden Suspension nimmt somit zu, je weiter diese in Richtung zur Überlaufschwelle 42 der Fig. 2 strömt.

Da der Flüssigkeitsspiegel 66 höher liegt als der Flüssigkeitsspiegel 68, sollte die Überlaufschwelle 44 normalerweise höher eingestellt werden als die Überlaufschwelle 42·

Durch richtige Linsteilung der Strömungsgeschwindigkeit der durch die Zuleitung 43 und den Druck 40 einströmenden Suspension 56 und entsprechende Höheneinstellung der Überlauf schwellen 42,44 fließt die gegenüber der zugeführten Suspension 56 merklich schwächer mit Feststoffteilchen beladens Flüssigkeit über die Überlaufschwelle 44 in die Ablaufrinhe 48, während gleichzeitig die höher konzentrierte Flüssigkeit .über die Überlaufschwelle 42 in die Ablaufrinne 46 flieSt.

Bei der Ausführungeform gemäß der Tig. 1 und 2 bleibt an der Oberfläche 24 eine anhaftende Flüssigkeitsschicht, die bis oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 66 Mitgenommen wird. Diese anhaftende Flüssigkeitsschicht wird von den Abstreifern 50 entfernt und fällt in die Trogfinger 52 und von dort

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in den Sammeltrog 54, von dem sie mittels nicht dargestellter Rohrleitungen abgezogen werden kann«

Da die anhaftende Flüssigkeitsschicht mindestens einen Teil der "sauberen Schicht" 60 an der Stelle, uto sie über den Flüssigkeitsspiegel 66 ausgehoben wird, enthält, weist der Samneltrog 54 eine deutlich geringere Menge an Feststoffteilchen auf als die zugeführte Suspension 56,

Alternativ können die Trogfinger 52 und der Sammeltrog 54 auch weggelassen werden· In diesem Fall fällt die von den Abstreifern 50 entfernte Flüssigkeitsschicht zurück auf den Flüssigkeitsspiegel 66, von tuo sie über die Überlaufschwelle 44 mit einen Teil der Schichten 62 strömt, die in der ersten Richtung bewegt werden.

Oer Abscheider 71 gemäß Fig. 4 besitzt eine Vielzahl von konzentrischen, an einer Welle 74 befestigten, starren und in der Mitte mit Öffnungen versehenen Scheiben oder scheibenförmigen Ringen 72, deren Durchmesser relativ groß ist, während die Welle* 74 einen wesentlich geringeren Durchmesser besitzt als der Zylinder 14, der mit dieser Welle 74 in der Richtung des Pfeiles 76 umläuft. Die Wells 74 wird von einer nicht dargestellten Kraftquelle angetrieben. Die gestrichelt dargestellte Flüssigkeitsaberflache

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78 wird unterhalb der UJelle 74 gehalten. Die Scheiben 72 haben Stirnseiten 80 mit relativ beträchtlichen Flächenabmessungen und sind zueinander parallel angeordnet. Die Scheiben .72 liegen relativ dicht beieinander und stehen senkrecht zur Achse der-Meile 74.

Der untere Teil der Scheiben 72 ist teilweise von einer λ

Behälterschale umgeben, die gebogene Teile 82 aufweist, an deren Oberkanten Überlaufschwellen 84-86 angebracht sind, über die Flüssigkeit, die gegenüber der durch eine Zuführleitung 88 eingegebene Suspension 56 unterschiedlich mit Feststoffteilchen beladen ist, ablaufen kann. Der Radius der gebogenen Teile 82 ist etwas großer als der AuBenradius der Scheiben 72. Ia Betrieb ergibt sich ein Konzentrationsgradient von der Überlaufschwelle 84 zur Überlaufschwelle 86.

Auch hier können Abstreifer, z.B. Abstreifer 90, verwendet werden, die an den umlaufenden Oberflächen der Stirnseiten 80 angreifen. Diese Abstreifer entfernen die an den Stirnseiten 80 anhaftenden Flüssigkeitsschichten, nachdem sie über den Flüssigkeitsspiegel 78 ausgehoben worden sind. Nach deren Entfernung fällt die Flüssigkeit dieser anhaftenden Schicht nach unten, und zwar teilweise über die Überlaufschwelle 86, auf die hierüber austretende Flüssigkeit und

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teilweise auf den Flüssigkeitsspiegel 78 nahe dar Überlauf«» schwelle 86«,

Der Abscheider IOD gemäß den Fig_o 5 und 6 seist gin© auf einer Welle 104 befestigte Sch©ibe 102 auf, die ais Fig_o 5 zeigt,, entgegen dara Uhrzeigersinn ^«getrieben iate Auf der Scheibe 102 ist eine Uielzahl konzentrischer Zylinder 106 befestigt, die innere isnü äußere Santelfliehen 108 aufweisen.

Die Scheibe 102 und die Zylinder 106 tauchen teilweise in einen Behälter 110 ein₇ der einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt und eine Einlaßöffnung 112 souiie ein Paar Auslaßöffnungen 114,116 aufweist» Die Hinterkanten der Auslaßöffnungen 114,116 sind als einstellbare Uberlaufschiuellen 118,120 ausgebildet, die in ihrer Höhe verstellbar sind» Im Betrieb verursacht die drehung der Welle 104 die Bildung "sauberer Schichten" an den Mantelflächen 108 und eine örtliche Strömung in einer ersten Richtung nahe jeder dieser Blantelf lachen 108 zur Überlauf schwelle 120. Gleichzeitig beuiirkt das von dieser Strömung erzeugte Druckdif f erenlial, das zwischen den beiden Überlaufschwellen 120_sil8 herrscht^ eine Strömung in der zweiten Richtung 2ur Überlaufschselle 118· Auf diese Weise mird entlang jeder gebogenen Flüssig-»

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keitsbahn, die durch konzentrische Paare von Mantelflächen 108 begrenzt ist, ein Konzentrationsgradient von der Über· laufschwelle 120 zur Überlaufschwelle 118 erzeugt. Die Auslaßöffnung 114 dient für' die stärker konzentrierte Flüssigkeit, während die Auslaßöffnung 116 für die mit weniger feststoffteilchen beladene flüssigkeit vorgesehen ist·

Der Abscheider 130 gernäQ den Fig« 7 und B verwendet eine innere Mantelfläche 132 eines umlaufenden Hohlzylinders 134, der entgegen den Uhrzeigersinn um eine waagerechte Achse in Richtung des Pfeiles 136 bewegt wird und eine "saubere Schicht" bildet. Die äußere Ifiantelflache des Zylinders 134 wird von einer Anzahl Laufrollen od.dgl, getragen und angetrieben· Bei dieser Ausführung ist der Zylinder 134 zugleich auch der Flüssigkeitsbehälter·

Eine Stirnwand 140 des Zylinders 134 ist nicht durchlocht {| und läuft nit diesem um. Die gegenüberliegende Stirnwand 142 ist dagegen ortsfest und gegenüber de« unlaufenden- Zylinder 134 Mittels einer Umlaufdichtung 144 abgedichtet« Die ortsfeste Stirnwand 142 trägt eine Zuführleitung 146, einen AusiaQdruck 148 für saubere Flüssigkeit und einen Auslaßdruck 150 für konzentrierte Flüssigkeit« Ein ebenfalls von der ortsfesten Stirnwand getragener Abstreifer 152 -· greift an der inneren Mantelfläche 132 des Zylinders 134

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-. 20 oberhalb des Auslaßtroges 148 an.

Im Betrieb gelangt, wenn der Zylinder 134 umläuft, eine mit Feststoffteilchen beladens Suspension durch die Zuführleitung 146 in den Zylinder 134. Es bildet sich dann eine "saubere Schicht'· nahe der umlaufenden inneren Mantelfläche 132« Wenn diese über den Flüssigkeitsspiegel 154 zusammen mit der anhaftenden Schicht auftaucht, wird diese vom Abstreifer 152 entfernt und fällt in den Auslaßtrog 148 für saubere Flüssigkeit· Da die anhaftende Schicht mindestens teilweise aus einer '"sauberen Schicht" besteht, die sich nahe der Mantelfläche 132 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 154 gebildet hat, besitzt die den Zylinder 134 durch den Auslaßdruck 148 verlassende Flüssigkeit eine geringere Konzentration an Feststoffteilchen als die zugeführte Suspension. Der Auslaßtrog 150 für die stärker konzentrierte Flüssigkeit ist an der einen Seite als Über· laufschwelle 156 ausgebildet, über die eine Flüssigkeit strömt , die stärker mit Feststoffteilchen beladen.ist als die zugeführte Suspension«,

Bei dem Abscheider 160 gemäß dem Fig® 9 und 10 sind die Oberflächen C endlos in Fore yon Riemen,, insbesondere-einer Vielzahl von Riemen 16.2 ausgebildet» die wen fli-ementronmeln 166 getragen und angetrieben w@su&n_t de?sn Antrieb nicht

dargestellt ist.

Die einander zugekehrten Oberflächen 164 benachbarter Riemen-162 sind gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben. Die Riemen 162 tauchen teilweise in einen rechteckigen Behälter 168 ein, der eine Zulauföffnung 170 am Behälterboden aufweist, durch die eine mit _Λ Feststoffteilchen beladene Flüssigkeitssuspension zwischen die parallelen Oberflächen 164 geleitet wird. Der Behälter hat einstellbare Überlaufschwellen 172,174, die an den Stirnwänden 175 des Behälters angeordnet sind. Neben den Überlaufschwellen 172,174 sind Abstreiferpaare 176, 178 angeordnet, die an den Oberflächen der Riemen 162 angreifen, wenn diese über die Riementrommeln 166 laufen, und zwar derart, daß sie eine Flüssigkeitsströmung zwischen dem um die Riementrommeln laufenden Riemen und den Stirnwänden des Behälters 168 verhindern. Eine untere Riemen- % abdichtung 180 verhindert, daß Flüssigkeit unter die Unterkanten der Riemen 162 entweicht. Teile der Riemen 162, die sich zwischen den Riementrommeln 166 erstrecken, haben ebene Oberflächen 164 und laufen überfeine beträchtliche Strecke parallel zueinander«

Im Betrieb u/erden nahe den Oberflächen 164 "saubere Schichten" gebildet, die sich in Richtung der Pfeile 182 bewegen.

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Eine örtliche Strömung fließt in der ersten dichtung 184 und enthält mindestens einen Teil der sauberen Schichten, die sich infolge der parallel zu und entlang der Oberflächen 164 wirkenden Flüssigkeitsreibungskräften gebildet haben.

Eine örtliche Flüssigkeitsströmung in der zweiten,, entgegengesetzten Richtung uiird durch ein hierbei erzeugtes Druckdiffereniial hervorgerufen und fließt in Richtung des Pfeiles 186. Die Überlaufschwellen 172„174 dienen zum Abführen von Flüssigkeiten, die eine starke bzm«, geringere Konzentration an Feststoffteilchen aufweisen als die zugeführte Suspension.

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Claims (1)

1. - 23 Patentansprüche

   1. !/erfahren zum Trennen einer aus ungleichen Stoffen bestehenden fflediumsmischung, d a d ure h g e kennzeichnet, daß die Nlediumsmischung (a,B) mit einer festen Oberfläche (C) in Berührung gebracht und durch eine parallel zu dieser Oberfläche wirkende Kraft (D), eine Relativbewegung zwischen dieser Oberfläche und der Rlediuasmischung erzeugt wird, durch die sich Schichten (E) unterschiedlicher Konzentration und Ströüungsrichtung bilden und daß mindestens ein Teil der erzeugten Schichten von der Rlediumsmischung abgezogen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g β -

   k en η ζ β i c h π e t , daß eine an der Oberfläche anhaftende Schicht der fflediuwswischung unmittelbar entfernt wird.

   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k ennze ichnet, daß eine «it Feststoffteilchen beladens fflediumsraischung verwendet wird.

   A· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h

   gekennzeic h..n et, daß eine flüssige, z.B. ■ tllasser enthaltende BlediuasMisehung verwendet wird.

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   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen eine beliebige, vorzugsweise kugelige Gestalt haben.

   6· Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen aus Fasern, z.B. ^ellulosefasern bestehen.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß die feste Oberfläche einer Umlaufbewegung unterworfen wird·

   8· Verfahren nach einem.der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß die feste Oberfläche einer planeren Beilegung unterworfen wird.

   9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, d a du r c h gekennzeichnet, daß eine Relativgeschwindigkeit zwischen der festen Oberfläche und der Mediues-■ischung von höchstens 9 m/s vorgesehen ist.

   10· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar paralleler Oberflächen verwendet wird.

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   lie Vorrichtung zur Trennung einer aus ungleichen Stoffen bestehenden Mediumsmischung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Hflediumsmischung aufnehmender, mit an seiner einen Seite und an seiner gegenüberliegenden Seite angeordneten Überlaufschwellen (42,44;B4,86;118,120? 156jl72,174) versehener Behälter (34,82,110,134,168) vorgesehen ist und daß in dem Behälter mindestens eine mit der Mediumsmischung (56) in Berührung stehende bewegte feste Oberfläche (24,80,108,132,164) angeordnet ist, deren Bewegungsrichtung der Richtung von der einen zur anderen Überlaufschwelle entspricht.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegten festen Oberflächen (24,80,164) eben sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die bewegten Oberflächen (24,80,108,132,164) endlos sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 13, dadurch g β k β η η ζ e i c h η et , daß die beaegtsn Oberflächen (24, 80,108,132,164) umlaufende Teil; sind«,

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   15, Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegten Oberflächen (24(BQ) eine Vielzahl von Stirnseiten mit einer beträchtlichen, mit Mediumsmischung in Berührung kommenden Flächenabmessung aufweisen.

   _ 16, Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Stirnseiten parallel zueinander angeordnet ist.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 16, daß die parallelen Stirnseiten (22,80) senkrecht zu einer Drehachse (26,74) angeordnet sind.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 11, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Ober-

   P flächen (16,108,132) Zylinderflächen sind.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegten ^uberflächen (132^ die innere fflantelFläche eines hohlen Zylinders (134) ist.

   20» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 *> 19, dadurch gekennzeichnet,' daß die Über»

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   laufschwellen (42,44 ; 84, 86i HB , 12Q ; 156 ; 172,174' in ihrer Höhe einstellbar sind. "

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 14 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein um eine waagerechte Achse (26) umlaufender Zylinder (14) vorgesehen ist, der auf seiner äußeren *antelfläche eine Vielzahl von senkrecht zur Drehachse ausgerichteten, nach außen ragenden Ringen (20,72) oder Scheiben aufweist und daß der Behälter (34,82) einen bogenförmigen Querschnitt hat, dessen Radius etwas größer ist als der Außenradius der Ringe (20,72) oder Scheiben und mit einer Einlaßöffnung (43,44;88) sowie zwei Überlaufschwellen (42,44;84,86) ausgerüstet ist.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, d a durch g · · kennzeichnet, daß ein an den Ringen (20, 72) oder Scheiben angreifender Abstreifer (50,90J vor· gesehen ist.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Zylinder (74) aus einer UJelIe besteht, und daß die Ringe (72) oder Scheiben eine gegenüber der Ulelle (74) beträchtliche Flächenabmessung besitzen. -

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   24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 13 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß in einem im Querschnitt halbkreisförmigen Behälter (110) ein aus konzentrischen Ringen (106) bestehender, um eine waagerechte Achse (104) umlaufender Zylinder ■ vorgesehen ist, der teilweise in die lilediumsmischung (56) eintaucht.

   25* Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter zwei um senkrechte Achsen laufende Bändertriebe (162) vorgesehen sind, deren einander zugekehrte Trume gleichsinnig und zueinander parallel laufen und einen Kanal zwischen den Uberlaufschtuellen (172,174) bilden*

   Für Fa. Environmental Purification

   Inc.

   PATENTANWALT k

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