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Mehrstufige Gegenstrom-Wasch-Dekantierzentrifuge
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Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Gegenstrom-Wasch-Dekantierzentrifuge,
bei welcher im zylindrischen Abschnitt ihrer Trommel konische Rampenelemente angeordnet
sind, durch welche Ringkammern mit im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt gebildet
sind, die sich in der Dörderrichtung der den Feststoff transportierenden Förderschnecke
verjüngen und deren radial innere der jeweils über den Flüssigkeits@egel hinausragen,
wobei zwischen benachbarten Ringkammern jeweils wenigstens ein Verbindungskanal
für die entgegengesetzt zum Feststoff durch den Ringspalt zwischen der Förderschnecke
und dem Gehäuse strömende Flüssigkeit vorhanden ist.
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Eine derartige Dekantierzentrifuge ist aus der US-Patentschrift 2
837 272 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch verschiedene Nachteile
auf. Da die von der Schnecke weitertransportierten
und jeweils
vor dem Schneckenblatt aufgestauten Feststoffe während des Weitertransportes verhältnismä('3i
fest zusammengedrückt werden, werden verhältnismäßig fest zusammenhängende Bereiche
oder Klumpen gebildet, die auch nach dem Abwurf über eine Rameenkante allenfalls
nur in größere Brocken aufgeteilt werden. Die Gefahr des Zusammenballens größerer
engen an Feststoff ist bei der aus der US-Patentschrift 2 837 272 bekannten Vorrichtung
umso größer, weil auf etwa der Hälfte des Weges entlang einer ansteigenden Rampenfläche
den weitertransDortierten Feststoffen keine Flüssigkeit entgegenströmt, so daß in
diesem Bereich außerhalb der im radial äußeren Bereich der Ringkammern vorhandenen
Flüssigkeit eine zunehmende Entwässerung und Verdichtung der Feststoffe stattfindet.
Solche verdichteten und relativ fest zusammenhängenden Feststoffbrocken werden nach
dem Abwurf über die Rampenkante nicht hinreichend fein auseinandergebrochen, so
daß nicht sämtliche einzelnen Feststoffteilchen erneut mit der Flüssigkeit in Berührung
gebracht werden können.
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Weiterhin ist der aus der US-Patentschrift 2 837 272 bekannten Vorrichtung
der Nachteil eigen, daß die Verbindungskanäle zwischen den einzelnen Ringkammern
von Feststoffen gleich zugesetzt werden können. Sobald diese Kanäle jedoch verstopft
sind, ist eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung nicht mehr gewährleistet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dekantierzentrifuge
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Feststoffe bei der uebergabe
in eine nachfolgende Ringkammer jeweils besonders fein zerteilt werden, ohne daß
dabei die Gefahr besteht, daß die zwischen einzelnen Ringkammern vorhandenen Verbindungskanäle
verstoDfu werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an dem radial
inneren stand der Ringkammern jeweils ein zumindest über einen wesentlichen Teil
der folgenden Ringkammer auskragender Ansatz angebracht ist und daß die Fläche des
Ansatzes Öffnungen aufweist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte iusführungsformen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfahrungsform des Erfindungsgegenstandes
ist vorgesehen, daß der Ansatz unter Bildung einer Abbruchkante für den Feststoffkuchen
gegenüber dem Rampenabschnitt (19, 20) abgeknickt angeordnet ist.
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Durch diese Anordnung wird die feine Zerteilung der Feststoffbereiche
besonders wirksam unterstützt, so daß gewährleistet wird, daß praktisch sämtliche
Feststoffteilchen erneut mit Slüssigkeit in Berührung gebracht werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor,
daß an dem freien Ende des Ansatzes ein radial nach innen stehender Rand angebracht
ist. Ein derartiger, nach innen stehender Rand verhindert, daß Feststoffe einfach
iiber den Rand des Ansatzes hinweggeschoben werden können, so daß mit Hilfe der
Fliehkraft praktisch sämtliche Feststoffe durch die Offnungen hindurchgedrückt und
dadurch fein zerteilt werden. Die feine Aufteilung des Feststoffkuchens kann gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes auch dadurch unterstützt
werden, daß der Ansatz Erhebungen aufweist, die vorzugsweise scharfkantig ausgebildet
sind und im Umfangsbereich der Öffnungen angeordnet sind. Durch derartige scharfkantige
Erhebungen wird der Feststoffkuchen Draktisch zerrieben und auf diese Weise auch
bei Substanzen mit starker innerer Haftwirkung fein zerteilt.
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Wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Xusführungsform die Öffnungen
sich in der Durchtrittsrichtung der Feststoffe erweitern, kann praktisch jede Gefahr
ausgeschlossen werden, daß derartige Öffnungen durch Feststoffe verstopft werden.
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Um sicherzustellen, daß die zwischen den auskragenden Ansätzen und
dem Gehäuse gebildeten Taschen der Ringkammern wirksam entleert werden, sieht eine
bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vor, daß an die Blätter der
Förderschnecke auf dem Umfang verteilt angeordnete, in den Zwischenraum zwischen
den auskragenden Ansätzen und dem Gehäuse hineinragende Schaberelemente angebracht
sind.
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Vorzugsweise weisen die Schaberelemente eine derartige Anstellung
und/oder Verwindung auf, daß Feststoffe aus den Taschen heraus und in im wesentlichen
radialer Richtung nach innen gefördert werden.
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Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß eine
außerordentlich intensive intermittierende Waschung der Feststoffe in jeder einzelnen
Ringkammer erreichbar ist, so daß bei vergleichbaren Anforderungen an das Endprodukt
gegenüber der bekannten Vorrichtung nach der US-Patentschrift 2 837 272 weniger
hintereinandergeschaltete Ringkammern erforderlich sind, um dasselbe Ergebnis zu
erreichen. Auf diese Weise löß«; sich die Dekantierzentrifuge kürzer bauen, was
den sehr wesentlichen Vorteil mit sich bringt, daß die im Zusammenhang mit der Lagerung
der Welle der Förderschnecke auftretenden Probleme erheblich vermindert werden können.
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Gemäß der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, daß die einzelnen
Rampenelemente mit den angefügten perforierten Ansätzen austauschbar angeordnet
werden, so daß in .-bhängigkeit vom verarbeiteten Stoff jeweils optimale Elemente
eingebaut werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend beisielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben in dieser zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Dekantierzentrifuge und Fig. 2 einen teilschnitt zur Veranschaulichung
der erfindungsgemäßen Perforierten Ansätze an die konischen Ramsenelemente.
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Der Gesamtaufbau der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Dekantierzentrifuge
entsDricht der aus der US-Patentschrift 2 837 272 bekannten Vorrichtung, so daß
der Aufbau und die Arbeitsweise dieser Vorrichtung nicht in allen Einzelheiten erläutert
werden müssen. Grundsätzlich wird eine die Feststoffe enthaltende Suspension durch
die Leitung 26 eingebracht und durchläuft die Vorrichtung gemäß der Darstellung
in der Zeichnung von rechts nach links, während die durch die Zuführungsleitung
27 fiir die Waschflüssigkeit einströmende Flüssigkeit im Gegenstrom zu den Feststoffen
von links nach rechts durch die Vorrichtung hindurchgeht.
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Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann auch
vorgesehen sein, daß im Bereich jeder einzelnen Ringkammer eine Mündung der Zuführungsleitung
für die Waschflüssigkeit angeordnet ist, um die Intensität der Waschung auf diese
Weise noch zu vergrößern. Die von der Förderschnecke, die in ihrer Gesamtheit mit
28 bezeichnet ist, in den linken Teil der Vorrichtung geförderten Feststoffe werden
durch eine (nicht dargestellte) Austrittsöffnung abgeworfen, während die Waschflüssigkeit
aus dem-Bereich des rechten Endes der Vorrichtung über eine Überlaufkante 29 abfließt,
welche den Pegel der Flüssigkeit in der Vorrichtung festlegt.
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Im Bereich der Ringkammer 10 weist gemäß Fig. 2 der Rampenabschnitt
18 einen Ansatz 13 auf, welcher als Bohrungen dargestellte Offnungen 16 hat und
sich im wesentlichen in Fortsetzung
des Rampenabschnittes 18 in
der gleichen lkichtung weiter erstreckt. An das Blatt 23 der Förderschnecke 28 ist
ein in den Zwischenraum zwischen dem Ansatz 13 und dem Gehäuse 24 hineinragendes
Schaberelement 25 angeordnet. Entsprechende Schaberelemente 25' sowie 25" sind jeweils
im Bereich der Ringkammern 11 bzw. 12 vorgesehen.
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Im Bereich der Ringkammer 11 ist der Ansatz i unter Bildung einer
Abbruchkante 21 in einer abgeknickten Anordnung gegenüber dem Rampenabschnitt 19
angebracht. An seinem freien Ende weist der Ansatz 14 einen radial nach innen stehenden
Rand 22 auf, welcher verhindert, daiS durch die Förderschnecke 28 über den Ansatz
14 geschobene Feststoffe iiber den freien Rand des Ansatzes hinausgeschoben werden.
Der radial nach innen stehende Rand 22 hält das Feststoffmaterial vielmehr solange
auf der Fläche des Ansatzes 14, bis sämtliches Material unter der Wirkung der Fliehkraft
durch die Öffnungen 16 hindurchgegangen ist1 wobei dieser Vorgang durch entsprechende
Ausbildung der Schnecke 28 unterstützt werden kann, indem beispielsweise zusätzlich
ein Reversierblatt oder ein Schaber angebracht werden können.
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Im Bereich der Ringkammer 12 ist der Ansatz 15 noch stärker als bei
der vorhergehenden Ringkammer abgewinkelt, wol)ei wiederum eine Abbruchkante 21'
gebildet ist, deren Wirklm-r gegenüber der Abbruckkante 21 durch die stärkere Abknickung
des Ansatzes 15 gegenüber dem Rampenabschnitt 20 im Vergleich zu der Abknickung
des Ansatzes 16 gegenüber dem Rampenabschnitt 19 vergrößert ist.
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Der Ansatz 15 ist im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse der
Trommel 17 angeordnet, so daß von einem Blatt der Förderschnecke 28 über die Fläche
des Ansatzes weiter-tr-ansportiertes Material ohne nennenswert zunehmende Verdichtung
weitergeschoben wird. Der Feststoffkuchen wird unter der Wirkung der Fliehkraft
durch die Öffnungen 16 hindurchgedrückt, so daß der Feststoffkuchen auf diese Weise
erneut in seine einzelnen Partikeln aufgelöst wird, die nach Durchtritt durch
die
Öffnungen 16 im nächsten Flüssigkeitsbad wieder sedimentieren und beim Abfiltrieren
der Flüssigkeit ihre Oberflächenverunreinigung abgeben.
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Der Außendurchmesser der Blätter der Förderschnecke ist derart dimensioniert,
daß zwischen den Blattspitzen und den Oberflächen der Rampenabschnitte 18 bis 20
sowie der Oberfläche der ansätze 1j bis 15 jeweils ein kleiner Spalt vorhanden ist,
wie es bei Dekantierzentrifugen üblich ist. Durch diesen Spalt hat die Waschflüssigkeit
die Möglichkeit, im Gegenstrom zu den von der Schnecke transportierten Feststoffen
gemäß der Darstellung in der Zeichnung zum rechten Teil der Vorrichtung zu strömen.
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Dabei belädt sich die Waschflüssigkeit ständig mit Verunreinigungen.
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Während der Feststoff von der Schnecke weitertransportiert wird, staut
sich der Feststoff vor dem Blatt der Förderschnecke 28 Jeweils in einem Wulst auf,
der einen im wesentlichen dreieckförmigen Duerschnitt hat. Die an den Rampenabschnitten
18 bis 20 sowie an den Ansätzen 13 bis 15 jeweils gleitende Basis dieses dreieckförmigen
Wulstes erstreckt sich jeweils nur über einen Teil des Zwischenraumes zwischen benachbarten
Blättern der Förderschnecke, so daß in dem freigebliebenen Raum jeweils die Möglichkeit
besteht, daß die Waschflüssigkeit durch die Offnungen 16 in den Ansätzen 13 bis
15 im Gegenstrom zu der Förderrichtung des Feststoffs hindurchströmt. An jeder Öffnung
16 wechseln sich somit der Feststoffdurchbruch und das Rückströmen der Flüssigkeit
zeitlich hintereinander im Rhythmus der Drehzahldifferenz zwischen der Förderschnecke
28 und der Trommel 17 ab.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet im wesentlichen somit in
der Weise, daß auf dem gesamten Weg durch die Vorrichtung die Feststoffe einerseits
und die Flüssigkeit andererseits im echten Gegenstrom gefördert werden, ohne daß
auch nur über Teilabschnitte Feststoff und Flüssigkeit auf getrennten Wegen geführt
würden. Auf diese Weise ist die Durchmischung
von Feststoff und
Flüssigkeit besonders intensiv, und es ist eine Selbstreinigung sämtlicher Strömungswege
gewnhrleistet.
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Es sei grundsätzlich darauf hingewiesen, daß die nstze 13 bis 15 nicht
notwendigerweise in derselber Vorrichtung in verschiedenen Ringkammern unterschied.lich
ausgebildet sein müssen, es ist vielmehr aus Gründen der Vereinfachung der Vorrichtung
anzustreben, daß für einen bestimmten Anwendungszweck der jeweils am besten geeignete
Ty eines Ansatzes ausgewählt wird. In der Zeichnung sind lediglich zur Vereinfachung
der zeichnerischen Darstellung bei den Ringkammern 10, 11 und 12 jeweils verschiedenartig
ausgebildete Ansatze 13, 14 und 15 dargestellt.
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Die Oberfläche der Ansätze kann durch (nicht dargestellte) Erhebungen
oder andere räumliche Ausbildung derart gestaltet sein, daß beispielsweise durch
scharfkantige Erhebungen im Bereich der Öffnungen 16 der Feststoffkuchen zusätzlich
zerrieben und auf diese Weise feiner unterteilt wird.
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Gemäß der Darstellung ist die Anordnung der Ansätze derart getroffen,
daß der am weitesten nach innen ragende Rand über den Flüssigkeitspegel nach innen
hinausragt. Die Neigung der Rampenabschnitte 18 bis 20 kann der Neigung des im linken
Teil der Vorrichtung dargestellten rommelteils entsprechen, es können jedoch auch
andere Neigungswinkel je nach den Erfordernissen des Feststofftransportes gewählt
werden.
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Durch die Schaberelemente wie 25, 25' bzw. 25" wird auch eine zuverlässige
Reinigung der Taschen gewährleistet, welche jeweils zwischen den Ansätzen wie 13,
14 und 15 und dem Gehäuse gebildet werden. Durch diese Schaberelemente wird der
Feststoffkuchen nach dem Durchtritt durch die Öffnungen 16 weiter zerkleinert und
zerteilt.
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Vorzugsweise sind die Schaberelemente 25 äquidistant auf dem Umfang
eines Blattes der Förderschnecke 28 angeordnet.
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Die Anzahl der Schaberelemente kann der Konsistenz und den übrigen
Eigenschaften des zu verarbeitenden Stoffes angetaßt werden.
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Die Rampenelemente mit den Ansätzen können als austauschbare Ringelemente
ausgebildet sein, so daß ihre Eigenschaften dem jeweils zu verarbeitenden Stoff
angepaßt werden können und diese Ringelemente ausgetauscht werden können, falls
Stoffe mit anderen Eigenschaften in derselben Vorrichtung verarbeitet werden sollen.
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- Patentansprüche -
L e e r s e i t e