DE2433017A1 - Vorrichtung zum extrahieren der in einer wasserhaltigen substanz, beispielsweise zuckerruebenpulpe, enthaltenen fluessigkeit durch druckanwendung - Google Patents

Vorrichtung zum extrahieren der in einer wasserhaltigen substanz, beispielsweise zuckerruebenpulpe, enthaltenen fluessigkeit durch druckanwendung

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DE2433017A1
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Fives Cail Babcock SA
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Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-INQ. A. WEDDE DIPL-ING. K. EMPL
Banken: Deutsche Bank Nr. 65/22 601 Bayer. Hypothekenbank Nr.172/28OO2 Postscheck München Nr. 47 392-8O3
8 MÜNCHEN 8O Sohumannstr, 2 — Tel. (08B) 471S47 Teleflramme: Patentwedde- München
9o Juli 1974
Akte: PGm. 7762
Societe Fives-Oail Babcock
Paris/Frankreich
Vorrichtung zum Extrahieren der in einer wasserhaltigen Substanz, beispielsweise Zuckerrübenpulpe, enthaltenen Flüssigkeit durch Druckanwendung
Die Erfindung betrifft die unter Druck stattfindende Abtrennung der Flüssigkeit, welche in sehr wasserhaltigen Substanzen, beispielsweise in der Zuokerrübenpulpe, enthalten ist, die in Zuckerfabriken am Austritt aus der Diffusionsanlage erhalten wird.
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Auskünfte am Fernsprecher sind unverbindlich.
Pur diesen Vorgang werden im allgemeinen Spindelpressen mit einer zylindrischen Kammer verwendet, deren Wand als ein Sieb ausgebildet ist und in deren Inneren eine Spindel umläuft, welche aus einer kegelstumpfförmigen Nabe mit einem schraubenförmigen Gewinde besteht. Der zwischen dem Sieb und der Habe der Spindel ausgebildete Querschnitt des ringförmigen Raumes vermindert sich vom Eintritt bis zum Austritt, wodurch der Druck in diesem Raum progressiv erhöht werden kann; zu demselben Zwecke kann auch die Steigung des schraubenförmigen Gewindes vom Eintritt in Richtung zum Austritt verringert werden»
Bei diesen Pressen ist also der Druck, durch die Konstruktion bedingt, festgelegt und kann nicht in Abhängigkeit von der Qualität des zu verarbeitenden Produktes geregelt werden. Im Übrigen verschiebt sich die gepreßte Substanz parallel zum Sieb und die mit dem Sieb im Berührung stehende Substanz wird nicht erneuert« Der in den Schichten der vom Sieb weiter entfernten Substanz enthaltenen Flüssigkeit fällt es daher sohwer, das Sieb wegen der geringen Durchlässigkeit der ausgepreßten Substanz zu erreichen, was das Extrahieren schwieriger macht. Schließlich findet die Preimachung des Siebes beim Yorbaigang des Gewindes der Schraube nur einmal pro Umdrehung statt ο Dazu ist die von den
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abhängende Drehgeschwindigkeit der Spindel immer sehr langsam und die Kolmation des Siebes behindert das Abströmen der Flüssigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Pressen zu vermeiden, indem sie den notwendigen Druck durch eine Hilfs-Zufuhreinrichtung schafft, welche außerhalb der Druckkammer angeordnet ist, und indem sie das Freimachen des Siebes und ein Umrühren herbeiführt, was eine Erneuerung der mit dem Sieb in Berührung stehenden Substanz mit Hilfe von umlaufenden Schaufeln ermöglicht, deren Anzahl, Profil und Umlaufgeschwindigkeit gewählt werden können, um diese Arbeitsgänge optimal auszunutzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei zylindrischen Siebflächen, welche konzentrisch angeordnet sind, so daß eine Kammer mit konstantem ringförmigem Querschnitt ausgebildet ist, in welche die Substanz eingeführt und unter Druck gehalten und von einem zum anderen Ende der Kammer kontinuierlich verschoben wird, wobei die eine der Siebflächen stationär ist und die andere um ihre Achse umläuft, und kennzeichnet sich dadurch, daß die beiden Flächen Schaufeln tragen, welche die jeweilige gegenüberliegende Siebfläche abschaben, wobei die Schaufeln zu diesen Flächen geneigt sind, so daß die
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Substanz in radialer Richtung entfernt und ihre Erneuerung ermöglicht wird.
Die stationären Schaufelreihen wechseln sich mit den beweglichen Schaufelreihen in der Richtung von einem zum anderen Ende der Kammer ab und ihre radiale Breite ist kleiner als die halbe Breite der Kammer, so daß die stationären und die beweglichen Schaufeln in derselben Höhe miteinander angeordnet sein können. Sie können in bezug auf die Mantellinien der Siebflächen geneigt sein, um die Substanz in Richtung zum Ausgang zu drücken, so daß der Druckabfall weitgehend kompensiert wird, der aus der Reibung der Substanz während ihres Abfließens resultiert.
Die Substanz wird unter Druckanwendung in die Kammer an einem ihrer Enden mit Hilfe einer volumetrischen Pumpe eingeführt und verläßt sie durch eine an ihrem anderen Ende vorgesehenen Öffnung, die durch einen beweglichen, unter Federdruck stehenden Boden gebildet ist, so daß ein Ventil geschaffen ist, welches den Solldruck im Inneren der Kammer aufrecht erhält.
Vorzugsweise sind die Siebflächen vertikal angeordnet, wobei die Substanz am oberen Ende der Kammer eingeführt wird und an ihrem unteren Ende austritt. Bei einer be-
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sonderen Ausführungsform ist die äußere Siebfläche von einem stationären Zylinder und die innere Siebfläche von einem umlaufenden Zylinder getragen, wobei das obere Ende der zwischen den beiden Zylindern ausgebildeten Kammer durch eine unbewegliche Kappe und ihr unteres Ende durch einen axial verschieblichen Boden verschlossen sind, welcher federnd in seine Schließstellung gedrückt wirdo Dieser Boden ist durch eine zylindrische Schürze geführt, die mit dem Außenzylinder verbunden und zu ihm koaxial angeordnet ist; an einen hydro-pneumatischen Speicher sind hydraulische Hebeböcke angeschlossen, die den .Boden auf seinen festen Sitz zu drücken suchen. Er trägt Rollen, welche auf einer inneren zylindrischen Fläche des umlaufenden Zylinders ablaufen und zu dessen Zentrierung dienen. Die Führung des beweglichen Bodens und' die Zentrierung des umlaufenden Zylinders sind vorgesehen, um dem Boden eine Neigung in bezug auf eine zur Achse des Zylinders senkrechten Ebene zu ermöglicheno
Der innere Zylinder wird über einen zwischenliegenden Kranz in Drehung versetzt, der am oberen Ende des Zylinders befestigt ist und gleichzeitig zu seiner Zentrierung und lagerung dient.
Die Wände der Zylinder sind für den Durchtritt der Flüssigkeit perforiert, die durch die Siebflächen hindurch-
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sickert; sie wird einerseits in einem den stationären Zylinder umgebenden Hantel und andererseits im Inneren des umlaufenden Zylinders aufgefangen, von wo sie durch eine zentrale, an ihren Boden angeschlossene Rohrleitung abgezogen wird.
Die ausgepreßte Substanz wird in einem unter der Druckkammer angeordneten Kübel gesammelt und über eine oder mehrere im .Boden angeordnete Öffnungen dieses Kübels mit Hilfe von mit dem umlaufenden Zylinder verbundenen Schaufeln abgeführte
Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Pig. 1 eine Darstellung, teils im Schnitt, teils in der Ansicht, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auspressen von Pulpen und der an die Vorrichtung angeschlossenen Zulaufpumpe, wobei der Schnitt durch eine vertikale, die Achse der Vorrichtung enthaltende Ebene verläuft j und
fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung in einer zu ihrer Achse senkrechten Ebene.
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Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem stationären Zylinder oder Stator 11 und aus einem umlaufenden Zylinder oder Rotor 12, welche eine ringförmige Kammer 10 begrenzen, die an ihrem oberen Ende durch eine feststehende Kappe und an ihrem unteren Ende durch einen Boden mit einem feststehenden Teil 24 und einem beweglichen Teil 25 begrenzt ist; zwischen dem Rotor und der Kappe 13 bzw. dem Bodenteil 25 sind Dichtungen 14 und 40 vorgesehen»
Der Zylinder 11 besteht aus einem mit Löchern versehenen Mantel 20, dessen Innenfläche einen Rost 19 trägt, an welchem ein Sieb 18 anliegt; der Rost 19 ermöglicht die Zirkulation der durch das Sieb hindurchgetretenen Flüssigkeit bis zu den Löchern des Mantels.
Der Zylinder 12 ist in derselben Weise mit einem perforierten Mantel 20', einem Rost 19* und einem Sieb 18' ausgebildet, aber Rost und Sieb sind außen am Mantel angeordnet.
Im Inneren der Kammer 10 sind Schaufeln 22 und 23 angeordnet, welche mit dem Rotor bzw. dem Stator verbunden sindο Sie sind in kreisförmigen Reihen angeordnet und an den Mänteln, bzw. an Armen befestigt, deren axialer
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Platzbedarf wesentlich, kleiner als die Länge der Schaufeln ist. Die Reihen der stationären Schaufeln wechseln sich, mit den Reihen der beweglichen Schaufeln ab, und die radiale Breite.der Schaufeln ist kleiner als die halbe radiale Breite der Kammer 10, wodurch ein Übereinandergreifen der stationären und der beweglichen Schaufeln ermöglicht ist.
Die angreifenden Kanten dieser Schaufeln sind sehr nahe bei dem Sieb 18 bzw. 18' angeordnet, so daß diese freigemacht werden können0 TIm die Entfernung der verbrauchten Schicht zu besorgen und sie in das Innere der Kammer 10 abzuführen, weisen die Schaufeln in bezug auf die Siebe eine Neigung auf. Die Relativdrehung der Schaufeln in bezug auf die Siebe schafft vor den Schaufeln einen Überdruck und hinter ihnen einen Unterdruck, wodurch eine radiale Verschiebung der Substanz hervorgerufen und ein Ersetzen der schon verbrauchten Schichten durch, andere Schichten ermöglicht wird, deren Auslaugungsgrad noch geringer ist.
Außerdem weisen die Schaufeln eine Neigung zu den Mantellinien der Zylinder auf, um auf die Substanz einen Druck ausüben zu können, der nach unten gerichtet ist und durch den der von der inneren und äußeren Reibung der
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Substanz während ihres Abfließens herrührende Druckabfall kompensiert werden kann.
Der Bodenteil 24 ist als ein an einem mit dem Stator 11 verbundenen Flansch befestigter Ring ausgebildet, dessen Innenkante einen größeren Durchmesser als der Rotor 12 aufweist, so daß eine ringförmige öffnung 26 ausgebildet ist. Diese wird durch den beweglichen Bodenteil 25 abgeschlossen, welcher an einen mit dem Bodenteil 24 verbundenen Sitz durch hydraulische Hebeböcke 31 angedrückt wirdo Der Bodenteil 25 ist zur Achse der Zylinder 11 und 12 durch einen zwischenliegenden Zylinder 29 zentriert und an diesem durch Arme 30 befestigt, wobei der Zylinder 29 einen Dichtungsring 28 aufweist, welcher im Inneren einer zylindrischen Schürze 27 des Bodenteiles 24 gleitbar angeordnet ist ο Die Außenfläche des Dichtungsringes 28 ist kugelförmig mit einem Radius, der gleich dem Radius der Innenfläche der Schürze 27 ist.
Die Hebeböcke 31 stehen unter dem Druck eines hydropneumatischen Speichers, dessen Eigenschaften so gewählt sind, daß die Solldruckänderung abhängig ist vom Weg der Hebeböcke und damit vom Öffnungsgrad des beweglichen Bodenteiles.
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Der Bodenteil 25 trägt drei Rollen 37, die zueinander um 120 versetzt sind und für die Zentrierung des Rotors an seinem unteren Abschnitt sorgen. Die Mittelebene der Rollen fällt mit derjenigen des Bodenteiles 25 und des Dichtringes 28 zusammen; die Lauffläche der Rollen ist gewölbt und weist einen in der ihre Achse enthaltenden Ebene gemessenen Krümmungsradius auf, der gleich dem Radius der zylindrischen Fläche des Rotors ist, auf der sie abrollen»
Der bewegliche Bodenteil 25 verhält sich wie ein Ventil, das sich öffnet, wenn die ausgepreßte Substanz auf ihn eine größere Kraft ausübt als die Hebeböcke. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung wird vermieden, daß sich der Bodenteil verklemmt, wenn er schräg gestellt ist» Im normalen Betrieb ist seine Neigung vernaehlässigbar, denn der Innendruck ist gut verteilt\ sie könnte aber von Bedeutung sein, wenn ein Fremdkörper zwischen dem stationären und dem beweglichen Bodenteil eingeklemmt bleibt.
Uach dem Durchtritt durch die Wand des Stators wird die Flüssigkeit in einem zylindrischen Mantel 41 aufgefangen, der ihn umgibt,und durch Rohrleitungen 42, die in einen kreisförmigen, nicht gezeigten Sammler münden, abgeführt.
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Im Inneren des Rotors fließt die Flüssigkeit, die das Sieb 18' und den Zylindermantel 20' passiert hat, über ein zentrales Rohr 43 ab, welches in einen stationären Trog 44 mündet, und wird dann durch eine leitung 45 abgezogene
Die ausgepreßte Substanz fällt in einen ringförmigen Trog 46 und wird durch umlaufende Schaufeln 47, die mit dem Rotor verbunden sind, zu öffnungen 48 geschoben, unter denen eine nicht gezeigte Transporteinrichtung angeordnet ist.
Der Rotor wird über einen zwischenliegenden Kranz 51 in Drehung versetzt, welcher am oberen Teil des Rotors befestigt und in einem am Stator befestigten Gleitlager aufgenommen ist0 Der Rotor kann durch einen (ietriebemotor in Drehung versetzt werden, der ein mit einer mit dem Kranz verbundenen Verzahnung im Eingriff stehenden Ritzel antreibt,, Der Antrieb kann auch durch hydraulische Hebeböcke über ein System von Sperrad und stationärer Sperrklinke erfolgeno
Die Versorgung der Vorrichtung geschieht durch eine volumetrische Pumpe 60 mit zwei ineinandergreifenden Spindeln mit veränderlicher Drehzahl, die eine Versor-' gung mit.änderbarer Fördermenge unter Druckanwendung
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ermöglicht.
Der Innendruck in der Kammer 10 wird mit Hilfe von Hebeböcken 51 geregelt, die einen Gegendruck auf den Bodenteil 25 ausüben. Dieser Gegendruck kann nach Wunsch geregelt werden, um den entsprechenden Innendruck zu erhalten, der den besten Bedingungen für das Extrahieren in Abhängigkeit von der Qualität der ausgepreßten Substanz entspricht.
Die Regelung der zugeführten Menge ermöglicht es, die Aufenthaltsdauer der Substanz in der Presse zu variieren, und damit den Grad der Extraktion, und die Regelung des Gegendruckes am Austritt gestattet es, dieses Resultat gemäß den optimalen Druckverhältnissen zu erreichen»
Die Schaufeln 22 und 23 erzeugen eine radiale Bewegung der Substanz und sorgen für deren systematisches Umrühren; dies ist für das Auspressen der Substanz vorteilhaft, deren geringe Durchlässigkeit, insbesondere •bei Zuckerrübenpulpen, dem Diffundieren der Flüssigkeit zur Siebfläche starken Widerstand leistet.
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Claims (6)

  1. Akte: PGm 7762
    Patentansprüche
    Vorrichtung zum Extrahieren der in einer wasserhaltigen Substanz enthaltenen Flüssigkeit durch Druckanwendung, bestehend aus zwei zylindrischen Siebflächen, welche konzentrisch angeordnet sind, so daß eine Kammer mit konstantem ringförmigem Querschnitt gebildet ist, in welche die Substanz eingeführt und unter Druck gehalten ist und von einem Ende zum anderen Ende der Kammer kontinuierlich verschoben wird, wobei die eine der Siebflächen stationär ist und die andere um ihre Achse umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Siebflächen Schaufeln tragen, welche die jeweilige gegenüberliegende Siebfläche abschaben und in kreisförmigen Reihen angeordnet sind, daß sich die Reihen
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    der stationären Schaufeln mit den Reihen der umlaufenden Schaufeln abwechseln, daß die Schaufeln zu den Siebflächen geneigt sind, so daß von diesen die Substanz radial entfernt wird und ihr Ersatz durch Substanz ermöglicht ist, welche von einem von der Fläche entfernten Punkt der Karomer herrührt, und daß die Schaufeln zu den Mantellinien dieser Flächen geneigt sind, so daß auf die Substanz ein Druck ausgeübt wird, welcher vom Eintritt zum Austritt der Kammer hin gerichtet ist.
  2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz e lehne t , f daß der radiale Platzbedarf / der Schaufeln kleiner als die halbe radiale Breite der Kammer ist, und daß der axiale Platzbedarf der die Schaufeln tragenden Arme wesentlich kleiner als die länge der Schaufeln ist, was ein Öbereinandergreifen der stationären und der beweglichen Schaufeln ermöglicht.
  3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck im Inneren der Kammer mit Hilfe einer volumetrischen Zulaufpumpe geschaffen ist, welche an den Eingang der Kammer angeschlossen ist.
  4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5, bei welcher die
    - III -
    409885/1051
    Achse der Siebflachen vertikal angeordnet ist, wobei die äußere Siebfläche von einem stationären Zylinder und die innere Siebfläche von einem umlaufenden Zylinder getragen ist, und das untere zwischen den beiden Flächen ausgebildete Ende der Kammer üurch einen ringförmigen Boden abschlossen ist, welcher axial versehieblich und elastisch in Richtung auf seine Schließstellung hin gedruckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden durch eine zylindrische Schürze geführt ist, welche mit dem stationären Zylinder verbunden und zu diesem koaxial angeordnet ist, wobei die Führung über einen zwischenliegenden, in der Ebene des Bodens angeordneten Dichtring im Inneren der Schürze durchgeführt wird, welcher eine sphärische Außenfläche aufweist, deren Radius gleich dem Radius der Innenfläche der Schürze ist.
  5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden Rollen trägt, welche an der Innenwand eines zylindrischen Teiles abrollen, welcher den umlaufenden Zylinder nach unten verlängert und zu diesem koaxial angeordnet ist.
  6. 6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen in der Ebene des Bodens angeordnet sind, daß ihre Abrollfläche gewölbt ist und ihr in einer ihre Achse enthaltenden Ebene
    -IV-
    4ÖS885/1051
    gemessener Krümmungsradius gleich dem Innenradius des zylindrischen Teiles isto
    7·) Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der umlaufende Zylinder an einem an seinen oberen Ende befestigten Kranz aufgehängt ist, welcher in eine vom stationären Zylinder getragene Lagerung eingesetzt ist.
    409865/ 1 OB 1
    Al·
    Leerseite
DE2433017A 1973-07-10 1974-07-09 Vorrichtung zum extrahieren der in einer wasserhaltigen substanz, beispielsweise zuckerruebenpulpe, enthaltenen fluessigkeit durch druckanwendung Pending DE2433017A1 (de)

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