DE2129483A1

DE2129483A1 - Verfahren zur Trennung von Suspensionen und Einrichtung zu dessen Durchfuehrung

Info

Publication number: DE2129483A1
Application number: DE19712129483
Authority: DE
Inventors: Prilyzkij Jakow Ch; Schkoropad Dmitrij E; Baturow Wladimir I; Schiborin Wiktor I
Original assignee: DSERSCHINSKIJ NI I K I KHIM MA
Current assignee: DSERSCHINSKIJ NI I K I KHIM MA
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1971-06-14
Publication date: 1972-02-03
Also published as: FR2099164A5; GB1301609A; IT942124B; CA959430A; SE371582B

Description

fa

Dzerzinskij filial naucno-issledoyatel¹skogo i konstruktorskogo instituta chimi&eskogo masinostroenija,

Dzerzinsk / UdSSR , 1*. Juni 1971

RZ/Hu

P. 38 822/2

VERFAHREN ZUR TRENNUNG VON SUSPENSIONEN UND EINRICHTUNG ZU DESSEN DURCHFÜHRUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Trennungstechnik von Suspensionen in ihre feste und flüssige Bestandteile, insbesondere auf Verfahren und Einrichtung« zur Tremung von Suspensionen unter Fliehkraftwirkung in einem dünnen Flüssigkeitsfilm, der auf der Oberfläche eines Rotationskörpers entsteht und eine freie Oberfläche besitzt. Sie

(kr ·

kann zur Trennung von Suspensionen in chemischen, Montan-, Nahrungsmitte lindustrie sowie in anderen Industriezweigen zur Anwendung kommen.

Die bekannten Verfahren zur Trennung von Suspensionen beruhen auf der Zuleitung der AusgangÄspension dfe Ober-

.,.-,. „ 109886/0271

fläche des sich drehenden Rotationskörpers in Form eines dünnen Films, auf der Trennung der Suspension auf dieser Oberfläche unter Fliehkraftwirkung und auf getrenntem Auffangen der sich von der freien Oberfläche des Flüssigkeitsfilm losreißenden Festteilchen und der flüssigen von der Oberfläche des Rotationskörpers in einem kontinuierlichen Film abfließenden Fraktion.

. Bekannt sind auch Einrichtungen zur Trennung von Suspensionen in einem flüssigen Film, der eine freie Oberfläche aufvyeist, die zumindest einen Rotationskörper enthalten, der auf einer senkrechten Hohlwelle mit Bohrungen in deren V/andung montiert und in einem Gehäuse untergebracht ist, das Seit entaschen zur Aufnahme der Festfraktion, einen Abfluß und eine Kammer zur Aufnahme der flüssigen Fraktion sowie einen Stutzen zum Zuführen der Ausgangssuspension aufweist

(Patentschrift d,UdSSR 192 101). . ._-.

Pie bekannten Verfahren und Einrichtungen ermöglichen es nicht, eine genügend hohe Produktivität des Trennungsvorganges von. Suspensionen und einen hohen Trennungsgrad der Suspensionen zu erzielen, und zwar dadurch, daß der flüssige Suspensionsfilm bei seinem Niederfließen auf der Oberfläche des Festkörpers einen großen Widerstand zu überwinden hat und eine verhältnismäßig kleine Strömungsge-

' der

schwindigkeit entwickelt wird und dadurch auch absolute Wert

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der Fliehkraft, die auf die Festteilchen in deren Abreißzone von der freien Oberfläche des flüssigen Films wirkt, nicht groß genug ist.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung

der obenerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennungsverfahren von Suspensionen in einem flüssigen Film, der eine freie Oberfläche aufweist zu schaffen"und eine

Einrichtung zu dessen Durchführung zu entwickeln, mit deren Hilf e eine beträchtliche Steigerung der Produktivität

eine,

c/gjs Trennvorgangs und -^höhung des Trennungsgrades der Suspensionen erzielt werden können.

Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Verfahren zur Trennung von Suspensionen unter Fliekraftwirkung in einem dünnen, an der Oberf lächele ines Rotationskörpers ge-

eme
bildeten und freie Oberfläche aufweisenden Flüssigkeitsfilm wird auf die Oberfläche des Rotationskörpers erfindungsgemäß zunächst eine ^chmierflüssigkeit gegeben und hiernach auf dio auf dieser Oberfläche gebildeten flüssigen Schicht eine Suspension geleitet, die unter der Wirkung der Fliehkraft einer Trennung unterworfen wird.

Es ist wünschenswert, die Ausgangssuspension zunächst einer Vorverdickung zu unterwerfen, indem von dieser eine geklärte flüssige Fraktion abgeleitet wird, und die erhaltene ver^-dickte Fraktion auf die Oberfläche der auf der Ober-

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fläche des Rotationskörpers gebildeten Schmierflüssigkeitsschicht zu leiten. ' .

Zweckmäßigerweise werden in der erf indungsgemäßen Einrichtung zur Trennung von Suspensionen, welche zumindest einen auf der Senkrechthohlwelle mit Bohrungen in deren . Wandung montierten Rotationskörper, enthält, der in einem Gehäuse mit Taschen zur Aufnahme der Festfraktion der zu trennenden Suspension untergebracht ist, das einen Abfluß und eine Kammer zur Aufnahme der flüssigen Fraktion aufweist, über der Oberfläche jedes Rotationskörpers in einem Abstand zur Oberfläche auf der Senkrechtwelle befestigte Führungselemente zur Formierung der Filmströmung der zu trennenden Suspension auf der Oberfläche der durch die Bohrungen in der Wandung der Senkrechthohlwelle herangeleiteten Schmierflüssigkeit angeordnet. · .

Vorteilhaft werden die Führungselemente auf der Senken^ rechtwelle der Trennungseinrichtung für Suspensionen lang der Wellenachse verstellbar zur Einstellung "jeweiligen Abstandes zwischen diesen Führungselementen und der Oberfläche des Rotationskörpers angeordnet.

Die Führungselemente können als nach unten erweiterte Teller ausgebildet werden, die außenseitig mit radial verlaufenden Rippen versehen sind.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Trennung von Suspensionen und Einrichtung zu dessen Durchführung, die in voller

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Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, lassen mit Erfolg alle gestellten Aufgaben lösen.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens zur Trennung von Suspensionen und der Ausführungs-. Varianten der Einrichtung zu dessen Durchführung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angeführt, es zeigt

Fig. 1 Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 Ausführungs- und Befestigungsvariante der Führungselemente auf der Senkrechtwelle.

Das Verfahren zur Trennung von Suspensionen

und die Einrichtung zu dessen Durchführung beruhen auf der in der Hydrodynamik bekannten Erscheinung des Abreißens der Festteilchen von der freien Filmoberfläche unter Fliehkraftwirkung.

'Nenn auf die Oberfläche eines sich drehenden Rotationsfestkörpers die Ausgangssuspension als ein dünner Film aufgegeben wird, so streben die in der Suspension enthaltenen

d<twf
Teilchen der Festfraktion, unter der Fliehkraftwirkung auf der Filmoberfläche aufzutauchen, reißen sich danach von dem Film, die Oberflächenspannungskräfte bezwingend, los und werden nun in die'Aufnahmesammler hinweggeschleudert, während die flüssige Fraktion von der Oberfläche des Festkörpers abfließt und in die Aufnahmekammern niederfällt.

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Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Trennverfahrens besteht darin, daß auf die Oberfläche des Rotationskörpers zunächst eine Schmierflüssigkeit geleitet wird, indem .ein gleichmäßiger Filmstrom aus dieser Flüsigkeit gebildet wird, welcher von der Drehachse her zum Randgebiet des Rotationskörpers fließt, und dann auf den gebildeten Schmierflüssigkeitsflim die Trennungssuspension zugeführt ; wird. Die Suspension fließt in dünner Schicht vom Mittelteil des Rotationskörpers zu seinem Randgebiet auf dem

s
Schmierflüssigkeitfilm, der auch von der Drehachse zum Umfangsgebiet des Rotationskörpers strömt. Dadurch vergrößert sich'absolute Geschwindigkeit des Suspensionsflusses, die eine intensivere Herausschleuderung der Teilchen der festfraktion von der kuspensionsfilmoberflache, d.h. eine effektivere Suspensiontrennung, bewirkt . Außerdem wird beim Fließen der Suspensionsdünnschicht auf dem Schmierflüssigkeitsfilm der Einfluß der Oberfläühen^rauhigkeit des Rotationskörpers auf die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in der Dünnschicht aufgehoben, wodurch sich der Trennungs· grad der letzteren erhöht.

Als Schmierflüssigkeit kann eine Flüssigkeit ausgenutzt

werden, die eine größere Zähigkeit und Adhäsionsfähigkeit

der
als flüssige Bestandteil der Ausgangssuspension aufweist.

Solche Flüssigkeiten in bezug z.B. auf V/assersuspensionen sindi Glyzerin, Wasserlösungen des Glyzerins, verschiedenartige öle sowie andere zähige Flüssigkeiten und Lösungen.

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Um unproduktiven Zeitaufwand beim Trennen in Dünnschicht zu verkürzen und.demzufolge die Produktivität des Trennvorganges beim Filmtrennen zu steigern, empfiehlt es sich, die Ausgangssuspension einer Vorverdickung zu unterwerfen. Die bei der Vorverdickung erhaltene, geklärte Flüssigkeit sfralcti-on wird abgeleitet und der Oberfläche des Rotationskörpers nur die eingedickte Fraktion zugeleitet.

Das hier beschriebene Verfahren der Trennung von Suspensionen kann mit Hilfe einer in Fig. 1,2 dargestellten Einrichtung verwirklicht werden·

IVie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Einrichtung aus mehreren Scheiben 1, deren Durchmesser fort-

Att
laufend von vorhergehenden zur nachfolgenden zunimmt, wobei jede Scheibe auf einer Senkrechthohlwelle 2 befestigt ist, in deren Wandung Bohrungen 5 zum Zuleiten auf die Oberflächen der Scheiben 1 feiner Schmierflüssigkeit^'ausgeführt sind, die durch die Innenbohrung der Welle 2 heranfließt. Über jeder Scheibe 1 ist ein Führungselement in Form von einem nach unten erweiterten Teller 4- befestigt. Unter den Scheiben 1 sind Vorrichtungen zum Ableiten der flüssigen Fraktion in Form von Trichtern 5 angeordnet, die an den Bühnen 6 der Seitenwand des Gehäuses 7 befestigt sind, die seitliche iUngtaschen 8 zur Aufnahme der Festfraktion mit Verladeschurren 9 zum Austragen dieser Fraktion aus den Taschen 8 and eine Kammer 10 zur Aufnahme der flüssigen Fraktion mit

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dem Stutzen 11 zu deren Auslaß bilden. Im Oberteil des Gehäuses 7 ist eine Aufgabevorrichtung zum Zuleiten der Ausgangssuspension vorgesehen, die als Zuteiler 12 ausge-. , bildet ' ist. Die Welle 2 ist in Lagern 15 montiert und mit einem Antrieb zu ihrer Drehung (aus der Zeichnung nicht zu ersehen) gekoppelt.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt. ·

Zunächst wird in die Innenbohrung der Senkrechtwelle 2" über den Eintritts stutzen zum Zuführen der Schmier flüssigkeit (in der Zeichnung nicht angedeutet) diese ununterbrochen eingeführt, welche dann durch die Bohrungen 3 in der Wellenwandung und den Spalt zwischen den Oberflächen der Scheiben 1 und den Kanten der Teller 4- in Form eines gleichmäßig verteilten, Flussigkeitsf ilmsjauf auf den Oberflächen der Scheiben 1 in Richtung von der Scheibenachse zum Scheibenrandgebiet zerfließt. Danach wird über den Zuteiler 12 kontinuierlich die Ausgangssuspension aufgegeben, welche zuerst auf die Oberfläche der Führungsteller 4 gelangt, sich von den Tellerachsen zum Tellerumkreis bewegt und dann von den Randkanten der Teller 4 auf die Oberfläche der auf der Oberfläche der Scheiben 1 gebildeten Dünnschicht der ochmierflüssigkeit niederfließt. An den Punkten, die auf der Linie 14 zügiger Konjugierung der flachgeneigten Flächenabschnitte 15 der Scheiben 1 mit steilen Abschnitten 16 dieser Flächen liegen, tritt das Abreißen der in der Suspension enthaltenen Fest te ilchen unter der Fliehkraftwirkung

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auf, die in die Aufnahmetaschen 8 weggeschleudert werden. Die flüssige Komponente (Fraktion) der Suspension fließt von der oberen Scheibe 1 mit dem Schmierflüssigkeitsfilm zusammen über den Überlauftriehter 5 auf den Führungsteller 4 der nächsten Scheibe 1 über und fällt dann von diesem auf die Oberfläche der auf der Oberfläche der folgenden zweiten Scheibe 1 gebildeten Dünnschicht der Schmier flüssigkeit nieder. Auf dieser zweiten Scheibe 1 werden aus der Suspensionsschicht noch kleinere Festteilchen hinweggeschleudert, da der Durchmesser dieser zweiten Scheibe 1 größer als der ersten ist.

Somit sammelt sich im Laufe des Vorganges der Suspensions-

der

trennung in jeder Tasche 8, die gegenüber entsprechender Trennscheibe 1 angeordnet ist, die Festteilchenfraktion einer bestimmten Korngröße. Die flüssige Suspensionskomponente fließt von der einen auf die andere Trennungsscheibe 1 über und zum Schluß von der unteren (letzteren) Scheibe 1 in die Kammer 10 hinein, von wo aus sie durch der Auslaßstutzen 11 in einen Sammelbehälter (in der Zeichnung nicht angedeutet) abgeführt wird.

Die Stärke der ^chmierflüssigkeitsschicht auf der Oberfläche der Scheiben 1 kann dabei je nach den Schmierflüssigkeitseigenschaften nachgestellt werden. Dazu sfxid die

ent} Fuhrungsteller 4 auf der Senkrech;twelle 2 <Lang ihrer Achse vermittels eines Schraubengewindes veetellbar angeordnet, in

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welclies die Führ ungs tell er 4 mit ihren Naben 18 eingreifen (Fig.2). Um ein G-Ie it en des Films über die Oberfläche . der Führungsteller 4 zu. vermeiden, werden auf ihren Außenflächen radial verlaufende Rippen 19 vorgesehen.

In der oben angeführten Beschreibung ist eine der möglichen Ausführungsvarianten der Einricirfcung zur .Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Suspensionstrennung betrachtet. In der gegebenen Ausführung erfolgt eine teilweise Durchmischung der Suspension mit der Schmierflüs^Lgkeit bei deren Überlauf von einer vorhergehenden auf die

eine

nächstfolgende Scheibe. Falls aber solche Durchmisehung unerwünscht ist, kann die Einrichtung nur mit einem Rotationskörper ausgerüstet v/erden, dessen Oberfläche ungeteilt ist und aus miteinander gleichmäßig gekoppelten Stufen besteht, deren Form der Form der Trennungsscheiben der obenbeschriebenen " · Einrichtung ähnlich ist. Die Größen der Durchmesser der einzelnen Stufen nehmen allmählich von der vorhergehenden zu der nächstfolgenden von oben nach unten zu.

Vorstehend sind die zweckmäßigsten Ausführungsvarianten der Einrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Trennung von Suspensionen eingehend betrachtet. Jedoch wird das Wesen der Erfindung mit beschriebenen Ausführ uhgsvarianten nicht eingeschränkt.

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Claims

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Patentansprüche:

Verfahren zur Trennung von Suspensionen unter ^: Fliehkraftwirkung in einem dünnen, freie Oberfläche auf- · ·

weisenden Flüssigkeitsfilm, der an der Oberfläche eines Rota- ' tionskörpers gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Rotationskörpers zunächst eine Schaierflüssigkeit geleitet wird, äie auf ,

daß

dieser Oberfläche eine Flüssigkeitsschicht bildet, und auf diese Dünnschicht die Suspension aufgegeben und unter Fliehkraftwirkung einer Trennung unterworfen wird. ;

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch ge- j kennzei chnet, daß die Ausgangssuspension vor- \ verdickt wird, indem von dieser eine geklärte Flüssigkeitsfrak· tion getrennt und abgeleitet wird, und die erhaltene ein- i

gedickte Fraktion auf die Oberfläche des Schmierflüssigkeits^'. i

films auf der Oberfläche des Rotationskörpers aufgegeben wird.j

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahren nach '■ Anspruch 1, die zumindest einen Rotationskörper besitzt, der an einer Senkrechthohlwelle mit Bohrungen in deren Wandung Gefestigt und in einem Gehäuse untergebracht ist, das Ringtaschen zur Aufnahme der Festfraktion der Trennungssuspension eine Vorrichtung zum Ableiten und Kammer zur Übernahme der flüssigen Fraktion sowie eine Aufgabevorrichtung zur Zufuhr der Suspension enthält, dadurch g e k e η η ζ e i c h-

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η e t, daß über jedem Rotationskörper (1) mit einem Abstand zu dessen Oberfläche ein Führungselement angeordnet ist, das an der Senkrecht hohlwelle (2) befestigt ist und die Trennungasuspens ionsströmung auf der Schicht der Schmierflüssigkeit formbildet, die durch die Bohrungen (3) in der Wandung der ■Senkrechtwelle (2) zu-^-leitbar ist .

4. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement zur Nachstellung des Abstandes zwischen ihm und der Oberfläche des Rotationskörpers (1) auf der Senkrechtwelle·<yerstellbar^enflang deren Achse angeordnet ist.

5* Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennze ichne t, daß jedes Führungselement als ein nach unten erweiterter Teller (4) ausgeführt ist, der außenseitig mit radial verlauf enden Rippen (19) versehen ist.

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