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Schub- Schälschleuder zur Abtrennung von Feststoffen aus Suspensionen
Gegenstand der Erfindung ist eine Schleuder zur Trennung von Feststoff- Flüssigkeits-
Suspensionen, die auf Grund ihrer besonderen Bauweise gestattet, inöeiner Maschine
die Vorteile mehrerer bisher bekannter Arten von Trennschleudern zu vereinigen.
Entsprechend ihrer Arbeitsweise wurde für die Schleuder die Bezeichnung " Schub-
Schälschleuder " gewählt.
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Der Anwendungsbereich erstreckt sich innerhalb der gesamten mechanischen
Trenntechnik insbesondere auf diejenigen Anwendungsfälle, bei denen der Aufbau und
die Erhaltung einer nach Art und Stärke frei wählbaren Filterhilfsschicht, gute
Auswaschung des Filterkuchens, weitgehend bis völlig trockener Filterkuchen nach
Abschluß der Entfeuchtung, möglichst kontinuierliche Arbeitsweise und damit vergleichsweise
geringe Abmessungen der Schleuder angestrebt werden.
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Solche Anforderungen sind insbesondere in der chemischen und pharmazeutischen
Industrie, in der Lebensmittelindustrie sowie in verwandten Produktionszweigen häufig.
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Für die mechanische Abtrennung von Feststoffparti eln aus Flüssigkeiten
ist eine große Anzahl von Schleuderbauarten teils vorgeschlagen, teils technisch
eingeführt worden, um den vielfältigen Anforderuns;en gerecht zu werden, die durch
Korngröße, Form und spezifisches Gewicht der
Feststoffanteile, durch
die Konzentration des Feststoffs im Verhältnis zur Flüssigkeit, durch die Reinheitsforderungen
an Feststoff ( Filterkuchen ) und Flüssigkeit ( Filtrat ) sowie durch die Eigenschaften
der Flüssigkeit, wie z.B. Viskosität, Oberflächenspannung, Brennbarkeit, bestimmt
sind. Bei der Gewinnung vieler Feststoffe als Wertstoffe aus Flüssigkeiten sind
folgende Ziele für die Schleuder auswahl von besonderer Bedeutung: 1. Vollständige
Trennung von Feststoff und Flüssigkeit, d.h. niedrige Restfeuchte des Filterkuchens,
keine oder wenig Feststoffpartikel im Filtrat.
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2. Hoher Reinheitsgrad des Feststoffs durch die Möglichkeit, den Filterkuchen
in der Schleuder intensiv zu waschen.
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3. Universelle Anwendbarkeit der Schleuder im Einblick auf wechselnde
Eigenschaften des Feststoffs und der Flüssigkeit sowie auf wechselnde Mengendurchsätze
und Feststoffkonzentrationen.
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4. Kornschonende Behandlung des Feststoffs beim Füllen, Waschen und
Aust:sgen.
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5. Einfache, leichte, raumsparende Bauart der Schleuder als Voraussetzung
für kostengünstige Beschaffung, Bedienung, Wartung und Instandhaltung.
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Schleudern mit Siebtrommeln für unstetige Arbeitsweise in vielfältigen
Ausführungen mit waagerechter und senkrechter Trcmmelachse, mit einfachen oder aufwendigen
Füllvorrichtungen, mit manuellem oder durch Hilfsenergien - hydraulisch, pneumatisch,
elektrisch - bei sehr unterschiedlichem Bauaufwand bewirktem Austrag sind in großem
Umfang eingeführt, weil sie den oben genannten Bedingungen 1 bis 4 gut gereckt werden.
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Die S ebtrobmeln in Pendelschleudern oder Schälschleudern bekannter
Bauart können mit beliebigem Filtermaterial - Gewebe aus Metall, ans Kunststoff
fäden und -fasern, aus Nat@urfäden und - fasern, in Sonderfäljen auch poröse Platten
aus Sintermetall, Sinterkunststoffen, Sinterkeramik - sowie mit Kombinationen dieser
Filtermaterialien belegt und dadurch wechselnden Filtntionsaufgaben
optimal
angepaßt werden. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang die Benutzung der
sogenannten Restschicht als Filtrationshilfsmittel. Hierbei handelt es sich um die
bei Siebtrommelschleudern mit Feststoffaustrag durch Schälmesser unmittelbar auf
dem Filtergewebe befindliche Filtelkuchenschicht, die stehen bleiben muß, weil das
Schälmesser nicht mit dem Filterkuchen in Berührung konidien darf. Diese Restschicht
stellt ein Filtrationshilfsmittel von beträchtlichem Wert dar, weil sie dadurch
ihre Struktur als verdichtetes kapillar-poröses Haufwerk zum Zurückhalten feinster
Partikel geeignet ist; vor allem aber auch deshalb, weil durch die Restschicht als
Filterhilfsschicht ein prozeßfremdes Material, wie es z.B. bei der sogenannten Anscllwem.mfiltration
in Form von Kieselgur und ähnlichen Filterhilfsmitteln verwendet wird, in den Entfeuchtungsvorgang
eingeführt werden muß und dadurch bei der Gewinnung des Filterkuchens als Wertstoff
das schwierige oder unlösbare Problem der Trennung von Filterkuchen und Filterhilfsschicht
ganz wegfäslt.Ein beachtlicher Vorteil der zu hoher technischer Reife entwikkelten
Siebtrommelschleudern besteht darin, daß sich verschiedenartige Lade- und Austragvorrichtungen
im Baukastensystem mit einer Grundmaschine kombinieren lassen; hierdurch wird auch
die teilweise oder volle Automatisierung dieser ansatzweise arbeitenden Schleudern
erleichtert und die Viel' -seitigkeit der Anwendungsmöglichkeiten vergrößert.Überdies
kann die Siebtrommel gegen eine Vollmanteltrommel ausgewechselt werden, sodaß man
die Schleuder auch für Dekantieraufgaben verwenden kann.
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Schleudern dieser Bauart sind gekennzeichnet durch Verweilzeiten des
Feststoffs in der Trommel, die frei wählbar sind und bis zur vollständigen Entfeuchtung
einschließlich der Entfernung von Waschflüssigkeit zwischen einigen Minuten und
mehreren Stunden liegen können. Waschmittelmengen und Waschzeiten sind ebenfalls
frei wählbar.
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Der Nachteil dieser Schleuder besteht darin, daß sie die Forderung
5 nur unvollkommen erfüllen. Als absatzweise arbeitende Schleudern erfordern sie,
um mit einem entsp@@chenden Suspensionsbehälter kombinierbar zu werden, ein Mindestfüllvolumen
der Trommel, das entspre hend- große Masclrinenabmessungen,
Gewichte
und Preise bedingt. Büll- und Austrag vorrichtungen sowie Steueranlagen sind kompliziert,
teuer und wartungsbedürftig bzw. stör- und reparaturalifällig in dem gleichen Maß,wie
sie das Bedienungspersonal von ent sprechender manueller und kontrollierender Tätigkeit
entlasten. Die Gefahr von Ladeunwuchten ist - vor aller; bei grösseren Schleudern
und rasch sich entfeuchtendem Feststoff -beträchtlich, weil es sich um erhebliche
Gewichte handelt, die in kurzer Zeit in die Schleuder einzubringen sind. Lade unwuchten
können bei großen Schleudern schwere Unfälle auslösen, weil durch feststehende Einbauten
innerhalb der drehend den Trommel die Gefahr metallischer Reibung und damit von
Branden oder Explosionen, ausgelöst von Zündfunken oder Überhitzung, gegeben ist,
Auch der infolge Bedienungsfehlern zusammenfallende Filterkuchen oder die nach längerem
Stillstand ausgetrocknete, rissig gewordene und dann zusammenfallende Restschicht
können Unwuchten hervorrufen, die verheerende Personen- und Sachschäden zur Folge
haben und ganze Betriebe gefährden können.
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Auch stetig oder annähernd stetig, d.hç mit ausgesprochenem Kurzzeit-Arbeitstakt,
arbeitende Schleudern werden für die oben beschriebenen Einsatzfälle häufig verwendet
Di Troinmeln solcher Maschinen sind zylindrisch ( Schubschleudern ) oder konisch
( Siebschneckenschleuder, Gleitsiebschleuder, Schwingtrommelschl@uder ) ausgebildet.
Als Filterelemente werden Spaltsiebe mit achsparallelen Spaltöffnungen ' Schubschleudern
) oder konische Lochsiebe ( Siebschneckenschleudern, Gleitsibschleudern, Schwingtrommelschleudern
) verwendet. Eine Sonderstellung nehmen Filterbeutel- Trommelschleudern ein, bei
denen ein Filterbeutel oder - schlauch aus textilem Material zur Entfeuchtung verwendet
und der Austrag durch Umstülpen des Filterbeutels mittels Vorschub in Maschinen-Achsrichtung
bewirkt wird. Füllung, Entfeuchtung, Waschung und Austrag geschehen kontinuiErlich
bzw.
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in quasikontinuierlichem Kurzzeit-Zyklus( Schubschleuder, Filterbeutel-
Tr@mmelschleuder ). Die Suspension läuft in Achs@alrichtung gegen den Trommelboden
ein, wird durch Verteileinrichtungen wie z.B. Konusbleche, die zun! Zweck
der
Vorentfeuchtung ebenfalls als Filter ausgebildet sein können, umgelenkt und auf
die Filterfläche geführt; diese Umlenkung ist bei Schubschleudern beonders ausgeprägt
Der Feststoffaustrag geschieht durch hin- und her gehende Schub-bzw. höherfrequente
Schwingbewegung ( Schubschleuder, Schwingtrommelschleuder ), durch Austragschnecke
( Schnekensiebschleuder ), durch eine Komponente der Fliehkraft in Richtung der
Sieb Mantellinie ( Gleitsiebschleudern )@oder, wie oben beschrieben, durch geeignete
Verformung des Gewebes filters mittels Schubbewegung. Für die Verweilzeiten bestimmend
sind hierbei Schubzahl bzw. Frequenz der achsialen Trommelschwingung in Verbindung
mit der achsialen Länge der Siebfläche; Differenzdrehzahl der Austragschnecke gegenüber
der Trommel; Länge, Öffnungswinkel und Drehzahl der Trommel ( Gleitsiebschleudern
) ; bei der quasikontinuierlich arbeitenden Filterbeutel- Trommelschleuder ist die
Verweilzeit in der Steuerung frei einstellbar.
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Charakteristisch für diese Schleudern sind Verweilzeiten in den Größenordnungen
yon Sekunden bis Minuten als Voraussetzung für hohe Durchsatzleistungen in verhältnismäßig
bescheidenen Maschinenabmessungen sowie die Belastung der Trommeln mit verhältnismäßig
kleinen Feststoffmengen.
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Daraus folgt, daß Entfeuchtung und Waschung sehr rasch ablaufen müssen
und die mögliche Waschmittelmenge pro Feststoff- Gewichtseinheit, ausgenommen bei
der Filterbeutel-Trommelschleuder mit beliebig einstellbarer Waschzeit, ebenfalls
nach oben begrenzt ist.
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Schleudern dieser Bauarten erfüllen die Forderung 5 in zum Teil fast
idealer Weise; weniger befriedigen sie im Hinblick auf die Forderungen 1 bis 4.
Eine vollständige Trennung von Feststoff und Flüssigkeit ist umso weniger erreichbar,
je kleiner die Feststoffpartikel sind0 Vor allem im Bereich der Korngrößen von 0,1
mm und kleiner nimmt der Festst"ffanteil in der Filtratflüssigkeit ( " Durchschlag
t') stark zu. Hohe Reinheitsgrade, die nur durch intensive Waschung zu erreichen
sind, lassen sich bei Verweilzeiten in der Größenordnung vor Sekunden nicht erzielen.
Die Anwendbarkeit dieser Zentrifugen ist damit sowie durch zusätzliche Bedingungen
stark eingeschränkt. Solche zusätzliche Bedingungen
sind z.B. die
Forderung nach Schubsteifigkeit des Filterkuchens bei Verarbeitung auf de Schubschleuder,
die Mindest- Feststoffkonzentrationen auf stetigen Schleudern, die mechanische Belastbarkeit
des Filtergewebes insbesondere während der Verformung beim Austragen aus der Filterbeutel-
Trommelschleuder. Zu beachten ist die hohe Beanspruchung des Feststoffs beim Füll-
sowie beim Entfeuchtungsvorgang durch Umlenkung der Suspension, durch die Schubbewegung
bzw. den Schnecken transport, die bei spröden, weichen oder sonstwie empfindlichen
Kristallen zur Kornzerkleinerung und andererseits zu einem entsprechenden Verschleiß
der Filterelemente ( Spaltsieb, Lochsieb, Gewebefilterbeutel ) führt.
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Es bestand also die Aufgabe, das technische Konzept einer Schleuder
zu finden, die unter Vermeidung der Nachteile bisher bekannter Bauarten die Forderungen
1 bis 5 möglichst vollständig erfüllt. Insbesondere erschien es wünschenswert, während
des Betriebs eine in ihrer Wandstärke frei wählbare, gegen Aufreißen und sonstige
Beschädigungen beim neuchtungs- und Austragvorgang geschützte, beim Austrag in der
Schleuder verbleibende Restschicht aufbauen oder erhalten zu können, wobei die Restschicht
Oowoel aus Filterkuchen wie aus Filterhilfsmitteln bestehen kann, ferner oberhalb
dieser Restschicht Filterkuchen von beliebiger Dicke zu erzeugen, zu waschen, trockenzuschleudern
und anschließend kornschonend auszutragen. Die einzelnen Arbeitsschritte sollten
programmierbar sein und damit eine automatische, quasikontinuierliche Arbeitsweise
im Kurzzeit- Zyklus ermöglichen, um bei Verweilzeiten in der Größenordnung von Sekunden
bis Minuten und kleinen Maschinenabmessungen große Durchsätze zu erzielen.
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Zur Verwirklichung dieser Forderungen wird vorgeschlagen, unter Verwendung
von Bauelementen der Schubschleuder eine Schleuder zu bauen, deren erfindungsgemäße
Kennzeichen darin bestehen, daß im Innern einer Siebtrommel unmittelbar an die Trommelwand
anschließend ein zur Begrenzung und zum Schutz einer Filter-Restschicht dienenderRestschichtkbrb
vorhanden ist, bestehend aus zwei Restschichtringen und mindestens drei Restschichtstegen,
daß ferner die Restschictkammer mit der Trommel umläuft, und daß als Austragvorrichtung
ein ebenfalls mit der Trommel umlaufender,
in Achsrichtung über
die gesamte Breite des Restschichtkorbes verschiebbarer Schubschälkorb verwendet
wird; der seinerseIts aus einem mit auswechselbaren Schneiden versehenen Schubschälboden,
mindestens drei Verbindungsstegen und einen Bordring besteht dessen Innendurchmesser
kleiner ist als derjenige des Restschichtkorbes, und der in Ruhelage gegen -über
dem vorderen Ende der Siebtrommel abgedichtet ist Das Prinzip im Aufbau einer derartigen
Trennmaschine, für die auf Grund ihrer Arbeitsweise die Bezeichnung <' Schub-Schälschleuder
" zutreffend ist, zeigt Figur 1 Eine Hohlwelle 1 trägt an ihrem dem Antrieb abgewandten
Ende eine Siebtrommel 2, die auf ihrer Innenseite, innerhalb einer Filtereinlage
3, zwei an beiden Enden koaxial fest angeordnete Restschichtringe 4 und 5 enthält,
welche ihrerseits durch symmetrisch angeordnete Restschichtstege 6 miteinander verbunden
sind. Diese Stege haben vorzugsweise rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt.
Die Restschichtstege 6 bilden zusammen mit den Restschichtringen 4 und 5 einen hohlzylinderförmigen
Korb, dessen Wandstärke gegeben ist durch die Höhe der Restschichtstege 6.
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Die innerhalb des Restschichtkorbs entstehenden Hohlzylinder-Segmente,
jeweils begrenzt durch gegenüberliegende Seitenwandflächen der Restschichtstege
6 und durch die zugehörigen Kreisringsegmente an den Innenseiten der Restschichtringe
4 und 5, nehmen die Restschicht auf. Die Dicke der Restschicht stimmt also mit der
Höhe der Restschichtstege 6 überein. Die Anzahl, Höhe und Breite der Restschichtstege
6 ist nach den Produkteigenschaften frei wählbar; ihre Anzahl und Breite bestimmen
die in der Filtertrommel verbleibende nutzbare Filterfläche auf der Filtereinlage
3, die in üblicher Weise aus Abstands-, Stütz- und Filtergeweben entsprechend den
Eigenschaften des Filterkuchens zusammengestellt wird.
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Die Hohlwelle 1, auf welcher die Siebtrommel 2 montiert ist, nimmt
eine in eimer Gleitbuchse achsial verschitbbare Innenwelle 7 auf, die sich mit gleicher
Drehzahl wie die Siebtrommel 2 dreht und. einen Schubschälkorbboc.e (%> trägt.
Der Außendurchmesser des Schubschälkorbbodens 8 stimmt mit dem Innendurchmesser
des Restschichtkorbes bis
auf das erforderliche Bewegungsspiel überein
und ist als Rundschneide ausgebildet. Da diese Rundschneide hohen Beanspruchungen
ausgesetzt ist, wird sie zweckmäßig aus hoch verschleißfestem Material hergestellt.
Außerdem muß es möglich sein, die Schneidkante nachzuschleifen, sodaß eine Ausführung
in Form radial nachstellbarer Ringschneidensegmente 9 , die in den Schubschälkorbboden
8 mit lösbarer Verbindung eingesetzt sind, zu bevorzugen ist.
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Der Schubschälkorbboden 8 hält über Tragstege 10 einen Bordring 11,
der innerhalb des vorderen Restschichtringes 5 angeordnet ist0 Die innere Stirnfläche
des Bordrings 11, die ihr genau gegenüberliegende Teil-Stirnfläche des Schubschälkorbbodens
8 und die Innenflächen der Tragstege 10 bilden einen hohlzylindrischen Ringraum,
den Schubschälkorb.Dieser wird mittels einer Dichtung 12, welche im Bordring 11
oder wahlweise auch im vorderen Restschichtring 5 gekammert eingebaut ist, gegenüber
dem jeweils gegenüberliegenden Ring in der Ruhelage abgedichtet. Die Ruhelage ist
die hintere, das heißt antriebsseitige Endlage des Schubschälkorbes, Teile 8 bis
11 bzw. 12. In der vorderen Endlage der Schubschälbewegung steht der Schupschälkorbboden
im Bereich der antriebsabgewandten Stirnseite des vorderen Restschichtrings 5, er
hat in dieser Lage also die gesamte Innenfläche des Restschichtkorbs üerstrichen.
Es kann jedoch zur Erleichterung des Austrags des ausgeschälten Filterkuchens auch
zweckmäßig sein, die Schubbewegung weiter von der Antriebsseite weg in den vorderen
Gehäuseraum zu führer.
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Um das Abschälen des Filterkuchens von der Restschicht zu erleichtern,
kann es zweckmäßig sein, die Innenflächen des Restschichtkorbs mit Material von
besonders guten Gleiteigenschaften, das gleichzeitig chemisch gut resistent sein
sollte, also beispielsweise Polytetrafluoräthylen, zu belegen, Die Vorderkante des
vorderen Restschichtrings 5 ist hochbelastet, da der gesamte Filterkuchen beim ausschalen
über diese Kante gleitet, wobei er noch, falls der Schälvorgang bei drehender Trommel
vorgenommen wird, der Filehkraft ausgeseizt: ist. Auch für die Partikel des Filterkuchens
besteht hier und auf dem folgendan Austragweg die Gefahr des Kornbrichs. Man kann
diese Gefahr aber vermindern, indem man die Vorderkante des Restschichtrings 5 abrundet,
für
den Ring 5 ein verschleißfestes Material verwendet und die vordere Stirnwand des
Ringes 5 so anschrägt, daß sich, gegebenenfalls in Verbindung mit einer abgerundeten
Übergangs~ kontur am Gehäuse, ein von schroffen Umlenkungen freier Gleitweg beim
Ausschälen ergibt. Aus dem gleichen Grund, und ferner um Anhäufungen des ausgeschälten
Filterkuchens im Winkel zwischen Restschichtring 5 und Gehäuse 14 zu vermeiden,
kann es zweckmäßig sein, das Gehäuse 14 in Ausschieberichtung konisch zu erweitern,
damit der achsiale Bewegungsimpuls des Ausschälvorgangs erhalten bleibt und durch
eine Komponente der Fliehkraft im Sinn einer Wanderung des ausgeschälten Materials
zum Gehäusedeckel 20 unterstützt wird. Diese Ausführungsform ist in Figur 5 gezeigt;
hier ist außerdem zu erkennen, wie am vorderen Restschichtring 5 eine RingS schürze
5a, die mit 5 umläuft, angebracht ist. Die Ringschürze 5a hat die Aufgabe, den Austritt
ausgeschälten Filterkuchens in den Spalt zwischen dem Gehäuse 14 und der Siebtrommel
2 zu verhindern. Bei kornbruchempfindlichem Material wird man bestrebt sein, eine
radiale Flugbewegung bzw. Gleitbewegung und das Anprallen des ausgeschälten Materials
gegen das Gehäuse 14 ganz zu vermeiden. Dies läßt sich erreichen, indem man eine,
wiederum je nach Gehäusekontur, zylindrische oder konisch lnach vorn sich erweiternde
Auffangschale 13 anordnet, deren antriebsseitiger Eingangsdurchmesser nur wenig
größer ist bzw. gleich ist dem Durchmesser des Restschichtd rings @ an der Abwurfkante.
Die Teile 13 und 14 können auch mite:'.nander verschmelzen. Die Funktion der Auffangschale
13 entspricht jener der Räumschale bei bekannten Schubschleudern; demgemäß lägt
sich die Funktion des bei Schubschleudern bekannten, in der Räumschale arbeitenden
Räumfiugers auch bei der Schubschälschleuder verwirklichen durch ellen oder, zur
Vermeidung von Unwucht mehrere drehsymmetrisch verteilte, Räumstege 10 a gemäß Figur
4, deren Länge ist der Länge des Schubschälkorbes und deren Höhe mit der raUialen
( wirksamen ) Höhe des Schubschälkor@es übereinstimmen. Die Räumstege sind beim
Filtrationsvorgang ils Filterkuchen fest eingebettet, sie erteilen jedoch dem ausgeschälten
Material in der vorderen Endlage des Schubschälkorbs eine kräftige Tangetialbeschleunigung,
die für den Transport zur Austrag öffnung im Gehäuse 14 sorgt. Zur Erleichertung
des Austrags ist es ferner zweckmäßig, den Querschnitt de: Restsc;'ich-stege
rechteckig
oder noch besser, gemäß Figur 4, Teil 10, trapezförmig nach außen sich verengend,
zu wählen, um die radiale Ablösung des Filterkuchens von: den Restschichtstegen
zu erleichtern. Eine weitere Maßnahme zur Erleichterung des Austrags ist die Auskleidung
der Auffangschale 13 bzw. des Gehäuses 14 mit Material von besonders guten Gleiteigenschaften
wie bei den Restschichtstegen.- In der hinteren Endlage des Schubschälkorbes sollte
der Raum hinter dem Schubschälkorbboden 8 gegen den Boden der Siebtrommel 2 durch
eine Dichtung 15 gemäß Figur 1 verschlossen werden, um die Füllung des Ringraums
zwischen Teil 2 und 8 durch Suspension beim Füllvorgang zu vermeiden.
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In Figur 5 ist außerdem eine zweckmäßige Variante der Ringschneide
9 dargestellt. Sie besteht in einer mehrstufigen Ausführung, sodaß die wirksame
Schneidenlänge je nach Stufenzahl verdoppelt, verdreifacht usw. wird. Der Filterkuchen
wird also in mehreren Schichten ausgeschält, was insbesondere bei hartem oder stark
verklebtem Filterkuchen günstig sein kann.
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Die Schleuder wird gefüllt durch ein Füllrohr i6 gemäß Figur 1 und
3. Dieses Rohr ist in der Schleuderhaup-achse angeordnet und tragt em Ende einen
kreissymmetrischen Verteiler 17 in Form eines Hohlkonus oder in Form konisch angeordneter
Spritzrohre. Das Füllrohr 15 ist in Richtung der Antriebsseite so weit vorgezogen,
daß es die Bewegung des Schubschalkorbes nicht behindert; es liegt bei dieser Ausführungsform
ganz außerhalb der Siebtrommel. Es kann aber auch in die Siebtrommel 2 hineingezogen
werden. In diesem Fall darf der Schubschälkorbboden nicht wie in Figur 1 eine von
der Antriebsseite weggerichtete Nabe besitzen, sondern muß in RIchtung auf die Antriebsseite
hohlkegelig bzw. muldenförmig ausgebildet sein, damit in der vorderen Endlage des
Schubschalkorbs weder Füll- noch Waschrohr mit rotierenden Teilen in Berührung kommen.
Das Waschrohr « 8 ist ebenfalls koaxial t.ur Siebtrommelachse angebracht gemäß Figur
1 und besitzt auch, gemäß Figuren 1 und 2, kreissymmetrisch verteilte, konisch angeordnete
Spritzrohr 19 Füll- Lnd Waschrohr sind am Gehäusedeckel 20 gemäß Figur 1 befestigt.
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Die Einordnung der Schleuder in ein Trennsystem und ihre Arbeitsweise
sind in Figur 6 dargestellt.
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Die zu trennende Suspension wird aus dem Behälter 22 durch kurzzeitige
Öffnung des von der Steueranlage 21, welche in ihrer einfachsten Ausführung ein
Zeit-Schrittschaltwerk darstellt, angesteuerten Füllventils 23 über die Fülleitung
24 in. die Schleuder eingeführt. Die Füllzeit ist so bemessen, daß die Zulaufmenge
einem Füllvolumen entspricht,- welches durch den Innendurchmesser des Bordrings
11 begrenzt ist.
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Selbstverständlich kann für den Füllvorgang auch ein Füllstandsfühler
bekannter Ausführung, wie an Siebtronmelschleudern üblich verwendet werden. Die
Suspension verteilt sich auf Grund ihrer Fließfähigkeit in hohlzylinderförmiger
Schicht über die Filterfläche, wobei sich die Siebtrommel dreht und der Schubschälkorb
in der hinteren Endlage gemäß Figur 1 steht.
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Das Füllgut bleibt in der Schleuder, bis der Filterkuchen getugend
entfeuchtet ist. Dann wird, falls erforderlich, durch die Steueranlage 21 das Waschventil
26 kurzzeitig geöffnet, gegebenenfalls wird ein Volumenzähler angesteuert, dadurch
läuft aus dem Waschflüssigkeitsbehälter 25 durch die Waschleitung 27 eine auf die
in der Schleuder befindliche Feststoff:-lenge abgestimmte Waschflüssigkeitsmenge
zu. Diese wird während einer ebenfalls in der Steueranlage 2i programmierten Verweilzeit
abgeschleudert, gegebenenfalls kann das Ende des Entteuchtungsvorgangs durch Messung
der ablaufenden Filtratflüssigkeitsmenge bestimmt werden. Der Waschvorgang kann
durch entsprechende Programmierung nach Bedarf wiederholt werden.
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Nach abgeschlossener Entfeuchtung des Filterk@chens öffnet die Steueranlage
das Haupt-Steuerventil 31 der Hydraulikanlage für die Schubschälkorb- Bewegung i
Achsrichtung, der Schubschälkorb ( Teile 8 bis 11 bzw. 12 gemäß Figur 1 ) wird durch
einen Hydraulikzylinder nach vorn geschoben, die-gesamte Filterfläche überstreichend,
und schält dabei den Filterkuchen aus. Dieser wird im Gehäuse 14 bzw. in dAr Auf
f&ngschale 13 abgeschleudert und durch den Feststoff schacht am Gehäuse 14 ausgetragen,
unter Mitwirkung der Räumstege 10 a gemäß Figur 4. Der Aufbau und die Bestandteile
der Steueranlage 21 für die nacheinander ablaufenden Vorgänge des Füllens, Waschens,
Trockenschleuderns und Schubschälens sind von anderen Sehleuderbauarten her bekannt.
Eine mechanische Steuerung der Schubschälkorb-Bewegung ist selbstverständlich auch
möglich,
wenn auch weniger zweckmäßig als die hydraulisch bewirkte.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion erfüllt die eingangs genannten,
an Trennschleudern zu stellenden Forderungen 1 bis 5 und vereinigt dabei die Vorteile
der absatzweise arbeitenden Siebtrommel- wie auch der Schubschleudern in sich. Aus
der Arbeitsweise mit jeweils kleinen, in verhältnismäßig dünner Schicht verteilten,
je für sich in wiederholten Trennzyklen gewaschenen und entfeuchteten Feststoffmengen
ergibt sich eine einfache, leichte, raum- und kostensparende Bauweise. Der erforderliche
Aufwand geht über das, was zue einwandfreien Betrieb ve-rgleichbarer vollkontinuierlicher
Schleudern als notwendig bekannt ist, nicht hinaus, weder in maschinenbaulicher
noch in steuerungstechnischer Hinsicht. Die von Zeit zu Zeit infolge Feinkornanreicherung
erforderliche Restschichtentfernung ist infolge der vergelichsweise kleinen Abmessungen
und der einfachen Form des Restschichtkorbes schnell und leicht zu bewerkstelligen,
entweder manuell durch Benutzung eines entsprechend geformten Räumhakens oder durch
kurzzeitige Öffnung des Restschicht-Lösemittelventils 29 über die Steueranlage 21
gemäß Figur 6, wodurch das erforderliche Lösemittel, das auch mit dem Waschmittel
identisch sein kann, aus dem Behälter ^- über die Lösemittelleitung 30 in die Schleuder
gelangt. De Restschichtentfernung ergibt wegen der kleinen Maschinenabmessungen
nur geringfügige Feststoffverluste.
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Eine über die mechanische Entfeuchtung hinausgehende Anwendung ist
in einfacher Weise durch geringfügige Erweiterung der Steueranlage möglich. Steuerbare
Absperrorgange, Teil 37 gemäß Figur 6 für den Feststoffschacht und Teil 38 für den
Filtratflüssigkeitsablauf werden nach Ablauf eines Entfe-ichtungszyklus von der
Steueranlage geschlossen. Dann wird oas Absperrorgan 32 geöffnet, und ein Trocknungsmedium
( Luft, Stickstoff, Dampf und so fort ), welches,gegebenenfalls durch den Ventilator
33 über ein Heizregister 34 unter Druck ansteht, wird durch den @ noch nicht ausgschälten,
entfeuchteten, porösen Filterkuchen geblasen, welcher dadurch vollständig getrocknet
und als fertiges Endprodul(t ausgeschält werden kann. Voraussetzung ist lediglich
ein entsprechend druckdichtes Gehäuse mit Ein- und Auslaßöffnung für das Trocknungsmedium
sowie temperaturbeständige Dichtungen.
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Bei der Abtrennung von wertvollen oder aus Gründen des Umweltschutzes
für das Abblasen in die Atmosphäre ungeeigneten Plüssigkeiten bzw.
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deren Dämpfe ist es darüber hinaus mit wenig Zusatzaufwand möglich,
einen geschlossenen Trocknungskreislauf mìt Lösemittelrückgewinnung in an sich bekannter
Weise zu bauen. Das mit der ausgedampften.Flüssigkeit beladene Trocknungsgas verläßt
das Schleudergehäuse, wird über einen Kondensator 35 gemäß Figur 6 mit Tropfenabscheider
36 zurückgeführt und. die mitgeführten Dämpfe werden durch Kondensation, wahlweise
Absorption, Waschturm oder eine andere geeignete Trennanlage ausgekreist. Nunmehr
kann das feuchtigkeitsarme Trocknungsgas über Ventilator 33 und Heizregister 34
für einen neuen Trocknungszyklus.über die Steueranlage in die Schleuder eingeführt
werden, die somit zentraler Bestandteil einer kombinierten mechanisch- thermisch
vollintergrierten Trennanlage für Suspensionen wird.