DE2255325A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen fluessiger und fester stoffe eines gemisches - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum trennen fluessiger und fester stoffe eines gemisches

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DE2255325A1 DE2255325A DE2255325A DE2255325A1 DE 2255325 A1 DE2255325 A1 DE 2255325A1 DE 2255325 A DE2255325 A DE 2255325A DE 2255325 A DE2255325 A DE 2255325A DE 2255325 A1 DE2255325 A1 DE 2255325A1
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Description

13.451/2 30/ei
PATENTANWÄLTE
Pr. Tcr. rat. ΡΙΓ-ΤΓΧ LOUIS ' 0 O C C O 9 C
•Dipl.-Phys. CLAL1S Γ·".: .'LAU ^ ^. U U O Z, D
Dipi.-ίΓβ. F.;/· Γ-·3 LOMPvEMTZ Ö5Ü0 N G1Rf ] BERQ Ki.. -U:.SfLATZ 1
Firma De Gooijer's Tabak N.V., Rotterdam
Verfahren und Vorrichtung zum Trennen flüssiger Und fester Stoffe eines Gemisches
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Stoffen eines Gemisches, das in Form einer Schicht auf ein bewegbares, endloses Filterband aufgebracht wird, welches von einem darunterliegenden, parallel zum Band bewegbaren Saugkasten abgestützt wird, der intermittierend im Inneren unter Unterdruck gesetzt wird, so dass während der ünterdruckperipden die flüssigen Bestandteile des Gemisches durch das Filterband gesaugt werden, wobei infolge der Saugwirkung Filterband und Saugkasten eng miteinander verbunden sind und sich gegenseitig nicht bewegen, .während bei Wiederherstellung von Atmosphä-
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rendruck im Saugkasten eine gegenseitige Verschiebung des Filterbandes und des Saugkastens erfolgt. Ausserdem befasst sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Eine Vorrichtung zur Durchführung eines vorstehend erläuterten Verfahrens ist in der niederländischen Patentschrift 105 182 beschrieben. Es ist dabei ein eirlfacher Saugkasten benutzt, der durch ein Federelement in seine Anfangslage zurückgeführt wird, woraus sich schliessen lässt, dass es sich bei der bekannten Vorrichtung um eine Vorrichtung verhältnismässig geringer Leistung oder geringen Gewichtes handelt, bei der nicht die Möglichkeit besteht, komplizierte Verfahren zur Gemischabscheidung oder Extraktion durchzuführen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die zur Trennung fester und flüssiger Stoffe eines Gemisches auch bei erhöhten Anforderungen geeignet sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass ein Saugkasten verwendet wird, der aus mehreren voneinander getrennten Elementen besteht, die jeweils gesondert betätigbare Absaugmittel aufweisen, welche an über dem Filterband angeordnete Filtrat- oder Waschflüssigkeits-Verteildüsen angeschlossen werden können, wo durch ein wiederholter Umlauf und/oder Gegenstromumlauf
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von Filtrat und/oder Waschflüssigkeit durch die auf dem Filterband liegende Feststoffschicht ermöglicht wird.
In den Fällen, in denen die Zeitspannen für die Trennung (des Gemischs oder der Suspension in Kuchen und Filtrat), die Waschung bzw. die Extraktion verhältnismässig kurz sind, wird zweckmässig so vorgegangen, dass das Filterband kontinuierlich bewegt wird und dass die Saugkastenelemente während der Absaugperioden mit dem Band mitbewegt und nach der Wiederherstellung des Atmosphärendruckes im Kasteninneren in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden.
In den Fällen, in denen die Trennung, das Waschen usw. längere Zeitspannen beanspruchen, können erfindungsgemäss das Filterband und die Saugkastenelemente während der Absaugperiode stillstehen, worauf nach Wiederherstellung des Atmosphärendruckes in den Saugkastenelementen das Filterband verschoben wird, während die Saugkastenelemente ihre Lage beibehalten. In diesem Falle kann in den Saugkastenelementen anstelle des Atmosphärendruckes ein einstellbarer Überdruck erzeugt werden.
Zur Durchführung des Verfahrnes nach der Erfindung hat sich eine Vorrichtung als günstig erwiesen mit einem bewegbaren, endlosen Filterband, über dem eine Gemischzuführdüse angeordnet ist und das von einem darunterliegenden,
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parallel zum Band bewegbaren Saugkasten abgestützt wird, welcher durch eine biegsame Leitung mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist, wobei Mittel vorgesehen sind, über die der Saugkasten abwechselnd mit der Absaugvorrichtung oder der umgebenden Atmosphäre verbunden werden kann, sowie Einrichtungen, mittels der der Saugkasten parallel zum Filterband verschiebbar ist, die sich dadurch auszeichnet, dass der Saugkasten aus mehreren voneinander getrennten Elementen besteht, die je für sich über eine biegsame Leitung mit an die Absaugvorrichtung angeschlossenen Absaugmitteln verbunden sind, wobei in Bewegungsrichtung des Filterbandes in Abstand voneinander über dem Band Verteildüsen angebracht sind, die wahlweise mit dem Auslass mindestens eines Absaugmittels oder mit mindestens einem Waschflüssigkeit sbehälter verbindbar sind.
Erfindungsgemäss erhalt man also ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei deren Benutzung ein Arbeiten möglich ist, zu dem nach dem Stand der Technik mehrere Vorrichtungen erforderlich wären. Bei einem erfindungsgemäss durchgeführten Arbeitsverfahren kann es sich handeln um:
a) das sogenannte "precoating" (Vorbekleidung) mit dem eigenen Produkt (Gemisch),
b) Trennung einer Suspension (eines Gemisches) in Kuchen und Mutterfiltrat,
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c) eine Anzahl von Wasch- bzw. Extraktionsbehandlungen in Form eines direkten bzw. Gegenstromverfahrens bei Verteilung über, mehrere Abschnitte, wobei unbeschränkt die Möglichkeit eines Gegenwaschens besteht,
d) Trocknung auf dem Filterband in einem Trockenabschnitt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Standes der Technik sowie einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung anhand der Zeichnung sowie aus weiteren Unteransprüchen. In der Zeichnung stellen dar:
Figuren 1a bis 1d eine Vorrichtung gemäss dem Stand der Technik in unterschiedlichen Arbeitstellungen;
Figur 2 schematisch zur Erläuterung der Arbeitsweise eine erfindungsgemässe Vorrichtung;
Figur 3 teilweise aufgebrochen in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung nach der Erfindung;
Figur 4 schematisch einen Teil-Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäss der Erfindung und
Figur 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Figur 4.
Die Figuren 1a bis 1d erläutern die Wirkungsweise einer bekannten Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung wird durch eine Gemischzufuhrdüse 1 eine Gemischschicht 2 auf eis. endloses
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Filterband 3 aufgebracht, das über Antriebsrollen 4 und 5 geführt ist. Ein parallel zum Band 3 verschiebbarer Saugkasten 6 ist über eine biegsame Leitung 7 und einen Hahn 8 entweder an eine nicht dargestellte Absaugvorrichtung angeschlossen oder steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Während des Saugtaktes der Figur 1a wird der Saugkasten durch den in seinem Inneren auftretenden Unterdruck festgehalten und von dem Filterband in Pfeilrichtung mitgeführt. Am Ende des Saugtaktes (Figur 1b) wird der Unterdruck im Saugkasten 6 durch Luftzufuhr behoben, wodurch sich der Saugkasten 6 von dem Filterband 3 löst. Der Saugkasten wird nun durch einen nicht dargestellten Mechanismus in Richtung des Pfeiles der Figur 1b in die Ausgangslage zurückgeführt.
Die Figuren 1c und 1d veranschaulichen-wiederum die Vorgänge gemäss den Figuren 1a bzw.1b, wobei jedoch das Filterband 3 mit dem inzwischen über die Leitung 7 im wesentlichen von Flüssigkeiten befreiten Feststoffen weiter nach rechts verschoben ist.
In der schematischen Darstellung der Figur 2 sind die der Figur 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Wie Figur 2 erkennen lässt, besteht der Saugkasten bei der
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Vorrichtung nach der Erfindung aus einer Anzahl von-einander getrennter Elemente 9, die jeweils einzeln oder gemeinsam mit gesondert betätigbaren Absaugmitteln· versehen sind. Als Absaugmittel kommen beispielsweise unter Unterdruck stehende Tanks 10 in Frage, die eine gemeinsame Vakuumpumpe 11 und jeweils einzeln eine Abfuhrpumpe 12 aufweisen.
Jeder Vakuumtank 10 steht über eine wenigstens teilweise . biegsame Leitung 7 mit mindestens einem Saugkastenelement 9 in Verbindung. Die Leitung 7 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Vakuumabsperrglied 8 und einem seitlichen Belüftungsventil 13 versehen. Durch Waschflüssigkeits-Verteildüsen 14,. 15 kann Waschflüssigkeit auf die gefilterte Schicht, z.B. bei 14, gesprüht und/oder vorzugsweise im Gegenstrom bei 15 erneut verteilt werden.
Zu diesem Zweck kann, die Düse 15 durch, eine Leitung 16 mit einer der Abfuhrpumpen 12 verbunden sein. Andere Abfuhrpumpen 12 können beispielsweise bei 17 das Filtrat und bei 18 die konzentrierte Waschflüssigkeit abführen.
Bei der gezeigten Vorrichtung ist weiter eine Tuch-Wasch-
pumpe 19 vorgesehen, die über eine Leitung 20 und ein Düsenrohr 21 das aus Tuch bestehende Filterband 3 reinigt, während der wesentliche Teil des auf dem Filterband 3 befindlichen Feststoffes beim Passieren der Rolle 4 entfernt wird. .
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Eine verstellbare Führungsrolle 22 bildet zusammen mit einer weiteren Führungsrolle 23 eine Bandspannvorrichtung. Die Rolle 4 ist angetrieben.
In Figur 3 mit der teilweise aufgebrochenen, perspektivischen Darstellung der Vorrichtung sind wiederum die den Figuren 1 und 2 entsprechenden Teile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Wie Figur 3 zeigt, wird die Antriebsrolle 4 von einem Elektromotor über ein V/echselgetriebe 24 angetrieben. Ein Abstreifer 25 entfernt die abfiltrierten und erforderlichenfalls gewaschenen Feststoffe in Form eines Kuchens im wesentlichen von dem Filterband 3.
Die Saugkastenelemente 9 sind mit schräg aufwärtsverlaufenden Seitenwänden und mit gegebenenfalls herausnehmbaren, perforierten Bodenplatten 26 versehen, die auf Stützgittern 27 liegen. Mit 28 ist ein Pneumatik-Zylinder zum Antrieb des von den Saugkastenelementen 9 gebildeten Zuges bezeichnet. Die Vakuumtanks 10 sind über eine Leitung 29 mit der Vakuumpumpe 11 verbunden. Die Flüssigkeit wird von den Tanks 10 über die Leitungen 30 den Abfuhrpumpen 12 zugeführt. Die Leitungen 31 verbinden die Tanks 10 mit den Vakuumventilen 8.
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Nach dem Passieren der beweglichen Düse 21 kann das Filtertuch 3 noch mittels einer drehbaren Bürste 32 nachgereinigt werden.
Über dem nahe der Antriebsrolle 4 liegenden Teil des Filterbandes können - was in der Zeichnung nicht dargestellt ist - Trockeneinrichtungen angeordnet werden. Ausserdem
kann die gesamte Vorrichtung in einem nicht gezeigten
Schrank enthalten sein, um beispielsweise in einer Stickstof fatmosphäre bzw. unter Überdruck arbeiten zu können.
Ein Ersatz des Filterbandes.3 ist z.B. durch Lösen eines
nicht gezeigten Schnellverschlusses möglich. Eine aus der Textilindustrie bekannte, pneumatisch arbeitende Tuchspurvorrichtung sorgt dafür, dass das Filterband 3 nicht seitwärts ausweicht.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Massnahme schematisch erläutert, mittels der das an sich flache Filterband an den zwei schräg aufwärtsverlaufenden Seitenwänden der Saugkastenelemente entlang geführt werden kann. Zu diesem Zweck wird nach dem Passieren der oberen Führungsrolle 5 das
Filterband 3 schräg abwärts geführt, und zwar bis unter
,einen drehbaren Zylinder 34, dessen beide Stirnflächen im wesentlichen sphärisch ausgebildet sind. Dadurch wird das Filterband aus seiner gestreckten Stellung zeitweilig abgelenkt. Das im allgemeinen einigermassen elastische FiI-
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terband 3 erhält so zwei aufrechtstehende Seitenstreifen 33 $ die sich an die entsprechenden Seitenwände der Saugkastenelemente 9 anlegen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die anfangs noch flüssige Gemischschicht seitlich zwischen den Filterbandrändern und den aufrechtstehenden Seitenwänden der Saugkastenelemente wegläuft.
Aus dem beigefügten Nomogramm lassen sich· Filterabmessung und Bandgeschwindigkeit bestimmen..
Es bedeuten:
Filtrationsfaktor
Q: zugeführte Schlammenge
Δ ·
*"*-£* ·		 Filtrationsoberfläche
L: Filterlänge
vb: Bandge schwindigkeit
t: Filtrationszeit
Kuchendicke
Beispiel;
Für ein bestimmtes Produkt betragen die Filtrationszeiten nach Büchner-Untersuchungen 40, 110 und 280 see. bei Kuchendicken von 15 und 15 mm. Der Filtrationsfaktor f _, der aus den gemessenen Zeiten abgeleitet wird, beträgt 1.800, 1.300 bzw. 775 l/m2St. Die erforderliche Produktion beträgt 5.000 1 Schlamm pro Stunde.
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Es besteht nun die Aufgabe die erforderlichen Filterabmessungen für die Trennung und die Bandgeschwindigkeit zu ermitteln. . -
Hierbei ergibt sich folgende Lösung: Die effektive Filteroberfläche A£ folgt aus der Beziehung des Filtrationsfaktors f und der Kapazität Q. Die Bandgeschwindigkeit v^ folgt aus der Beziehung der effektiven Länge L und der Filtrationszeit t. Wird in diesem Fall eine Bandbreite von 1 m vorausgesetzt, so.entspricht die Längenskala der Filteroberflächenskala. In diesem Falle ist die optimale Kuchendicke etwa 10 mm bei einer effektiven Länge von etwa 4 m und einer Bandgeschwindigkeit von etwa 3,5 cm/sec. Bei geringerer Kuchendicke wird die Bandgeschwindigkeit zu hoch und bei dickerem Kuchen wird das Filter zu lang.
Es sei noch bemerkt, dass für das Waschen das gleiche Verfahren durchgeführt werden muss* Schliesslich wird die vollständige Filterlänge durch die Gesamtheit der für Trennung, Waschen und Trocknen erforderlichen Längen bestimmt.
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Claims (11)

  1. 2255323
    Patent-(Schutz-)Ansprüche:
    Verfahren zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Stoffen eines Gemisches, das in Form einer Schicht auf ein bewegbares endloses Filterband aufgebracht ist, welches von einem darunterliegenden, parallel zum Band bewegbaren Saugkasten abgestützt ist, der intermittierend im Inneren unter Unterdruck gesetzt wird, so dass während der Unterdruckperioden die flüssigen Bestandteile des Gemisches durch das Filterband gesaugt werden, wobei infolge der Saugwirkung Filterband und Saugkasten eng miteinander verbunden sind und sich gegenseitig nicht bewegen, während bei Widerhersteilung von Atmosphärendruck im Saugkasten eine gegenseitige Verschiebung des Filterbandes und des Saugkastens erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saug-kasten (6) verwendet wird, der aus mehreren voneinander getrennten Elementen (9) besteht, die Jeweils gesondert betätigbare Absaugmittel (10) aufweisen, welche an über dem Filterband (3) angeordnete Filtrat- oder Waschflüsslgkeitsverteildüsen (14, 15) angeschlossen werden können, wodurch ein wiederholter Umlauf und/oder Gegenstromumlauf von Filtrat und/oder Waschflüssigkeit durch die auf dem Filterband liegende Feststoffschicht (2) ermöglicht wird.
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    - 13 "" 225532$
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterband (3) kontinuierlich bewegt wird und dass die Saugkastenelemente (9) während der Absaugperioden mit dem Band mitbewegt und nach der Wiederherstellung des Atmosphärendruckes im Kasteninneren in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden,
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterband (3) und die Saugkastenelemente (9) während der Absaugperiode stillstehen, und dass bei Wiederherstellung des Ätmosphärendruckes in den Saugkastenelementen das Filterband verschoben wird, während die Saugkastenelemente ihre Lage beibehalten.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Saugkastenelementen (9) ein einstellbarer Überdruck erzeugt wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einem bewegbaren, endlosen Filterband, über dem eine Gemischzufuhrdüse angeordnet ist und das von einem darunterliegenden, parallel zum Band bewegbaren Saugkasten abgestützt wird, welcher durch eine biegsame Leitung mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist, wobei Mittel vorgesehen sind, über die der Saugkasten abwechselnd
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    mit der Absaugvorrichtung oder der umgebenden Atmosphäre verbunden werden kann, sowie Einrichtungen, mittels der der Saugkasten parallel zum Filterband verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkasten (6) aus mehreren voneinander getrennten Elementen (9) besteht, die je für-sich über eine biegsame Leitung (7) mit an die Absaugvorrichtung (11) angeschlossenen Absaugmitteln (10) verbunden sind, wobei in Bewegungsrichtung des Filterbandes (3) in Abstand voneinander über dem Band Verteildüsen (14, 15) angebracht sind, die wahlweise mit dem Auslass (17, 18) mindestens eines Absaugmittels oder mit mindestens einem Waschflüssigkeitsbehälter (16) verbindbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkastenelemente (9) mittels eines Pneumatik-Zylinders (28) verschiebbar sind und das Filterband (3) mittels einer Antriebsrolle (4) mit regelbarem Antrieb fortbewegbar ist, wobei der Pneumatik-Zylinder und der Rollenantrieb intermittierend bei gleichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen der Saugkastenelemente und des Bandes kuppelbar und bei verschiedenen Geschwindigkeiten entkuppelbar sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkastenelemente (9) aus Ein-
    409808/0751
    . 225532$
    heitskübeln:bestehen, die jeweils wenigstens zwei Fächer aufweisen, wobei jedes Fach durqh eine biegsame Leitung (7) mit einem Absaugmittel (19) verbunden ist und die Absaugmittel nach Wahl miteinander verbindbar sind. . . '
  8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkastenelemente (9) aufrechtstehende.Seitenwände und perforierte, auf Stützgliedern (27) liegende Bodenplatten (26) aufweisen. ........
  9. Oj ß. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterband (3) die Antriebsrolle (4) und ein Abstreiforgan (25) berührt. . .
  10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche. 5 bis-9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bandfilter-
    -..tuchwaschvorrichtung (19 - 21),mit-einem beweglichen Spritzrohr (21) vorgesehen ist, die.das Band (3) nach dem Passieren der Antriebsrolle (4) durchläuft..
  11. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterband (3) vor dem Passieren der Gemischzufuhrdüse (1) gegen
    409 8-0 8/(KW- is-,
    225532S
    die Unterseite eines drehbaren Zylinders (34) mit
    im wesentlichen sphärischen Stirnflächen geführt ist, wodurch das an sich flache Band über eine bestimmte Bewegungsstrecke schräg aufwärts verlaufende Seitenstreifen (33) erhält.
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