DE2816925A1

DE2816925A1 - Vorrichtung zum abtrennen von fluessigkeit aus einer suspension

Info

Publication number: DE2816925A1
Application number: DE19782816925
Authority: DE
Inventors: Hans Frass; Walter Gredinger; Reinhold Dipl Ing Schilp
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1978-04-19
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1979-10-31

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Flüssigkeit aus einer Suspension nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Fest-Flüssig-Trenntechnik sind oft Suspensionen mit einem sehr großen Flüssigkeits anteil zu trennen. Die Durchsatzleistungen von Zentrifugen und Filtern werden in fast allen Fällen neben anderen Parametern von der Feststoffkonzentration im Zulauf bestimmt. Bei großen Flüssigkeitsanteilen oder geringen Feststoffgehalten gehen die Feststoff-Durchsatzleistungen stark zurück. Bei Zentrifugen müssen im übrigen vor dem Abschleudern große Flüssigkeitsmengen auf die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel beschleunigt werden, was große Antriebsleistungen erfordert.
Eine Voreindickung der Suspension ist daher hinsichtlich der Investitions- und Eetriebskosten wesentlich wirtschaftlicher als eine größere Zentrifuge bzw. ein größeres Filter, mit denen die gesamte Flüssigkeitsmenge bewältigt werden müßte.
Die bekannten Voreindicker arbeiten im wesentlichen nach zwei Prinzipien. Nach dem einen Prinzip werden die Feststoffe durch Absieben der Flüssigkeit getrennt, nach dem anderen durch Sedimentation im Schwerefeld angereichert. Beispiele für bekannte Apparate, welche die Flüssigkeit absieben und somit den Feststoff eindicken, sind Bogensiebe, Vibrations-Entwässerungsrinnen, Rotationstrommeleindicker, konische Sieb-Eindicker, Eindickscheiben- oder Trommelfilter, Eindick-Filterkerzen. Beispiele für bekannte Apparate, bei denen der Feststoff durch Sedimentation eingedickt wird, sind Hydrozyklone, statische Eindicker, Schrägplattenklärer.
Bei den bekannten Siebapparaten wirkt als treibendes Druckgefälle lediglich die Erdschwere.
Hierdurch ist die spezifische Siebflächenleistung relativ gering, d.h., die benötigte Siebfläche ist relativ groß. Das große Bauvolumen bedingt hohe Herstellkosten. Der Feststoffablauf ist bei manchen Sieb-Eindickern nicht konstant; dies ergibt Dosierprobleme für die nachgeschaltete Maschine (Zentrifuge, Filter).
Die Erfindung geht aus von der eingangs genannten, nach dem Siebprinzip arbeitenden Vorrichtung; ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtrennvorrichtung, insbesondere einen Siebeindicker, mit großer spezifischer Siebflächen-Entwässerungleistung und kleinem Bauvolumen bei konstantem Feststoff und Filtratablauf anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahme nach dem Eennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Das durch den Siebkörper geströmte Filtrat wird in einem an den Siebkörper angrenzenden Behälter gesammelt und in einem Filtratablauf getrennt abgeführt.
Das erfindungsgemäße Prinzip, ein Strömungsfeld mit Zentrifugalwirkung zur Erreichung der Trennwirkung zu erzwingen, eignet sich für alle Suspensionen, auch für Suspensionen mit schweren Feststoffpartikeln, wenn die am Sieb durch Sedimentation angespülte Schicht vom Filtrat leicht durchströmt werden kann. Dies ist bei grobkörnigeren Feststoffpartikeln der Fall.
Durch das Zentrifugal-Strömungsfeld der Suspension entlang des Siebkörpers wird ein großes treibendes Druckgefälle erzeugt, das die Menge des durch die Bohrungen des Siebkörpers strömenden Filtrats vervielfacht und angespülte Feststoffpartikel durch die hohe Tangentialströmungsgeschwindigkeit am Siebkörper ständig mitreißt.
Hierdurch wird eine hohe Siebflächen-Entwässerungsleistung erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat trotz kleiner Baumaße eine hohe Durchsatzleistung. Sie benötigt bei stehender Bauweise für den eigentlichen Entwässerungprozeß keinerlei Antriebe, da dieser rein statisch wirkt. Die Herstellkosten sind somit gering.
Der notwendige Vordruck in der Suspension ist sehr niedrig. Es genügt im allgemeinen eine geodätische Zulaufhöhe, wobei mit zunehmender Zulaufgeschwindigkeit die Trennleistung zunimmt. Dies ist insbesondere bei verschleißenden Suspensionen vorteilhaft, da keine Pumpen benötigt werden.
Sofern trotzdem die Gefahr besteht, daß der Siebkörper verstopft, gibt Anspruch 4 eine Abhilfe an. Dabei erfolgt die Bewegung der Schnekke gegenüber dem Siebkörper entweder während des Trennvorgangs als vorzugsweise langsame Bewegung oder in den Betriebspausen der Vorrichtung.
Anspruch 5 hat einen zweckmäßigen, die Bewegungse nergie erhaltenden Zulauf der Suspension in die Schnecke zum Inhalt.
Besteht die einzudickende Suspension aus einem Flüssigkeitsanteil und Feststoffpartikeln mit einer Dichte, die kleiner oder ungefähr gleich der Dichte der Flüssigkeit ist, so wird vorzugsweise die Anordnung der Einbauten gemäß Anspruch 2 gewählt. Der Feststoff schwimmt dabei im Zentrum, während die Flüssigkeit am Siebkörper entlang strömt. Durch die Rotationsströmung innerhalb des Siebkörpers entstehen relativ große Zentrifugalkräfte, welche die Flüssigkeit durch die Sieböffnungen pressen. Eventuell angespülte Feststoffpartikel werden durch die hohe Tangentialströmungsgeschwindigkeit im Siebkörperinnern mitgerissen und mit dem eingedickten Feststoffbrei ausgetragen.
Besteht die einzudickende Suspension neben der Flüssigkeit aus feinen, schweren Feststoffpartikeln, die rasch sedimentieren und deren Sedimentschicht von der Flüssigkeit nur langsam durchströmt werden kann, so ist die Maßnahme nach Anspruch 3 vorteilhaft. Hierbei wird die Suspension in schraubenförmigen Bahnen außerhalb des Siebkörpers geführt. Durch die Zentrifugalkraft sammelt sich der schwerere Feststoff außen und wird vom Sieb ferngehalten, während die leichtere Flüssigkeit ungehindert durch den innenliegenden Siebkörper strömen kann. Am Siebkörper trotzdem angespülte Fetstoffparti kel werden durch die hohe Tangentialgeschwindigkeit entlang der Siebaußenfläche von der Strömung mitgerissen und mit dem eingedickten Feststoffbrei ausgetragen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung mit hohlzylin drischem Siebkörper und radial innen liegenden Anbauten und Fig. 2 eine Vorrichtung mit hohlkegeligem Siebkörper und radial außen liegenden Anbauten, jeweils in einem Teillängsschnitt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Siebeindicker ist mit 1 ein hohlzylindrischer, auf seiner ganzen Fläche Bohrungen aufweisender Siebkörper 1, mit 3 sind Anbauten mit schraubenförmigen Führungsflächen 2a und 2b für die Suspension bezeichnet. Die Führungsflächen 2a und 2b für die Suspension bestehen aus wendelförmig gebogenen Blechen, die in Form einer zweigängigen Schnecke an einer zentralen Säule 4 angeschweißt sind. Die Bleche sind radial außen am Siebkörper 1 befestigt. An den Siebkörper- 1 schließt sich oben ein Einlaßstutzen 5 und unten ein Auslaßstutzen 7 an. Ein den Siebkörper 1 umgebendes Gehäuse 8 weist einen Auslaßstutzen 6 auf.
Der Siebkörper 11 nach Fig. 2 ist hohlkegel förmig ausgebildet, und zwar derart, daß der Durchmesser nach unten zunimmt. Die zweigängige Schnecke mit Führungsflächen 12a und 12b stellt die Anbauten 13 dar; sie ist zwischen dem Siebkörper 11 und einem Gehäuse 18 ange ordnet und an beiden befestigt. Ahnlich wie nach Fig. 1 sind ein Einlaßstutzen 15 und.Ausabstutzen 16 und 17 vorgesehen.
Die Suspension wird bei beiden Ausführungsbeispielen oben entsprechend dem Pfeil 20 aufgegeben, dann nach Fig. 1 auf Grund einer Kegelspitze 9 der Säule 4 und nach Fig. 2 auf Grund einer Einlaufführung 19 auf die Auflageflächen 2a und 2b bzw. 12a und 12b der Anbauten 3 bzw. 13 gebracht und dort in ein schraubenförmiges Zentrifugalströmungsfeld gezwungen. Dadurch wird die Suspension gegen den Siebkörper 1 bzw. 11 gepreßt, wodurch die Flüssigkeitsanteile der Suspension zu einem Teil durch den Siebkörper hindurchtreten und durch den Austragstutzen 6 bzw. 16 abgeführt werden (Pfeil 21). Während nach Fig. 1 die Zentrifugalkraft der Suspension gegen den Siebkörper 1 die Entwässerung fördert, wird nach Fig. 2 durch die auf diejenigen Feststoffteilchen, die schwerer als die Flüssigkeit sind, wirkende Zentrifugalkraft der radial innere Bereich der Auflageflächen 12a und 12b von diesen Feststoffen befreit, so daß die Flüssigkeit ungehindert durch die Bohrungen des Siebkörpers 11 abfließen kann. Dessen hohlkegelförmige Ausbildung trägt dem Umstand Rechnung, daß im unteren Bereich ein Teil der Flüssigkeit über den Auslaßstutzen 16 abgeflossen ist.
Der eingedickte Feststoffbrei wird über die Auslaßstutzen 7 bzw. 17 (Pfeil 22) ausgetragen.
Der Siebkörper muß im Querschnitt nicht unbedingt kreisrund sein; er kann auch z.B. oval ausgebildet sein. Neben der Ausführung des Siebkörpers aus gelochtem Blech ist auch eine Ausführung nach Art eines aus Stäben aufgebauten Spaltsiebes möglich.

Claims

Vorrichtung zum Abtrennen von Flüssigkeit aus einer Suspension Patentansprüche S Vorrichtung zum Abtrennen von Flüssigkeit aus einer Suspension mittels eines Siebkörpers, insbesondere zum Voreindicken einer Suspension, die danach anderen Trennapparaten wie Zentrifugen oder Filtern zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Siebkörper als vorzugsweise stehend angeordneter Hohlzylinder (1) oder Hohlkegel (11), vorzugsweise mit dem weiten Ende zum Austragende hin, ausgebildet und mit Anbauten (3; 13) mit schraubenförmigen Führungsflächen (2a, 2b; 12a, 12b) für die Suspension versehen ist, durch welche die Suspension in schraubenförmigen Bahnen am Sieb entlanggeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, vorzugsweise für eine Suspension, bei der die Dichte der Feststoffpartikel gleich oder kleiner als die Dichte der Flüssigkeit ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Anbauten (3) als eine ein- oder mehrgängige, im Inneren des Siebkörpers (1) um eine Säule (4) herum angeordnete Schnecke ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, vorzugsweise für eine Suspension, bei der die Dichte der Feststoffpartikel gleich oder größer als die Dichte der Flüssig keit ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Anbauten (13) als eine ein- oder mehrgängige, um den Siebkörper (11) herum angeordnete Schnecke ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schnecke zur Reinigung des Siebkörpers von angeschwemm ten Feststoffpartikeln drehbar und/oder verschiebbar ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Suspensionszulauf in der Schnecke in tangentialer Richtung.

Beschreibun: