DE2910503A1

DE2910503A1 - Vorrichtung zum abscheiden von feststoffen aus einer suspension

Info

Publication number: DE2910503A1
Application number: DE19792910503
Authority: DE
Inventors: Solomon Eric Eastwood Cohen; Roman Golczewski; Barry George Seach
Original assignee: Hardie & Co Pty Ltd J; James Hardie and Coy Pty Ltd
Current assignee: Hardie & Co Pty Ltd J; James Hardie and Coy Pty Ltd
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1979-03-16
Publication date: 1979-10-04
Also published as: GB2016549B; FR2420364B3; AU4493979A; AU525894B2; NZ189862A; JPS54154871A; US4289624A; FR2420364A1; GB2016549A; IT7983358A0

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffen aus einer Suspension

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von :■ Feststoffen aus einem Flüssigkeitsschlamm oder einer Suspension zur Herstellung von z.B. Zementrohren oder Bahnen aus Asbestfasern oder anderen Fasern.

Für gewöhnlich enthält eine derartige Vorrichtung ein zylindrisches Sieb, das gedreht wird, während es teilweise in eine Wanne mit einem Schlamm aus Fasern, Zement und anderen Zusatzstoffen eintaucht.

Der flüssige Bestandteil des Schlamms läuft durch den Gittermantel des zylindrischen Siebs ab. Der Feststoffanteil des Schlamms wird auf der außerhalb de's Zylinders gelegenen Oberfläche des Siebs zurückgehalten. Der Flüssigkeitsanteil, d.h. Abwasser, wird aus einem oder beiden Enden des Siebs entleert. Die am Gitter haftende Schicht aus Feststoffen \€νά nach dem Auftauchen aus dem Schlamm durch die Drehung des Zylinders in typischer Weise entfernt durch Übertragung vom Zylinder auf ein Filzband, das an der Oberseite des Zylinders mittels einer Gautschwalze in Berührung mit der Feststoffschicht steht.

Die Produktionsgeschwindigkeit einer derartigen Maschine hängt von der Geschwindigkeit der Dickenzunahme der Schicht ab, die auf der Oberfläche des Zylinders hergestellt werden kann, da dies die Siebdrehzahl bestimmt. Die Maschenweite des Siebs wird durch die Faserart und die Feinheit der Feststoffe diktiert, die das Gieb zurückhalten kann. Somit können zur Erhöhung der Filtrationsgeschwindigkeit nur sehr geringe Änderungen an der

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Maschenweite vorgenommen werden, um die Geschwindigkeit des Feststoffaufbaus zu erhöhen. Es wurde somit als wünschenswert angesehen, den Differenzdruck zwischen der Innen- und der Außenseite des Siebs so zu erhöhen, daß die Filtrationsgeschwindigkeit erhöht werden kann.

Zur Erhöhung der Filtrationsgeschwindigkeit wurden zahlreiche Hilfsmittel empfohlen. Das üblichste besteht in einer Unterteilung des Innenraums des zylindrischen Siebs in gesonderte Zonen durch stationäre, sich innen radial erstreckende Trennwände und in der Verminderung des Innendrucks in der Zone der Schichtbildung. Diese Verminderung wurde bisher durch die Anwesenheit von beträchtlichen Mengen an Abwasser in dieser Zone des Siebs vermindert. Dieses Abwasser liegt deshalb in Mengen vor, weil es schwierig ist, es von einem Ende oder beiden Enden der Zone abzuziehen, während gleichzeitig in der Zone ein verminderter Luftdruck aufrechterhalten wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Minderung dieser Schwierigkeit durch Erhöhung der Entfernungsgeschwindigkeit des Abwassers aus der schichtbildenden Zone des Siebs.

Die Erfindung erreicht dies gemäß den bevorzugten Ausführungsformen durch ein Sieb, das auf der Innenfläche seiner zylindrischen Gitterwand mit einer Vielzahl von Schaufeln versehen ist, die Abwasser einfangen und es mit der Siebbewegung über die schichtbildende Zone des Siebs hinaus befördern können zur Lieferung zu einer Ablaufrinne in einer nicht-schichtenbildenden Zone des Siebs.

Die Erfindung besteht gemäß einem ersten Aspekt in einer Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einer Suspension der Feststoffe in einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein den Durchtritt der Flüssigkeit ermöglichendes und die Feststoffe auf einer Oberfläche zurückhaltendes Sieb, durch we-

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nigstens eine Unterdruckkammer zur Ausübung einer Saugwirkung auf eine auf einer Seite des Siebs gelegenen Zone, durch eine Zuführungseinrichtung zur Zuführung der Suspension zu einer auf der anderen Seite des Siebs gelegenen entsprechenden Zone, wodurch die Feststoffe auf die entsprechende Zone gedrückt und die Flüssigkeit gezwungen wird, hindurchzutreten, durch eine Fördereinrichtung, durch die die zur einen Seite geströmte Flüssigkeit in gesonderten Mengen aus der Unterdruckkammer gefördert wird, und durch eine Dichteinrichtung, durch die trotz der Förderung der Flüssigkeit aus der Unterdruckkammer in dieser ein Unterdruck im wesentlichen aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Vakuumsiebs;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Vakuumsiebs;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines Vakuumsiebs.

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 enthält eine Wanne 1, die eine Menge von herkömmlichem Asbestzementschlamm aufnehmen kann. Der Schlamm wird kontinuierlich in die Wanne 1 gefüllt, die mit Rührflügeln 15 versehen ist, um den Schlamm umzurühren und Feststoffe in Suspension zu halten. Der Schlamm fließt dann über den Rand 2 der Wanne. Ein zylindrisches Sieb 3 ist um eine waagerechte Achse 16 drehbar gelagert, wobei der untere Teil des Siebs in den Schlamm eintaucht.

Der äußere Gittermantel des Siebs 3 und die Art von deren HaI-

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terung sowie deren Drehantrieb sind von üblicher Bauart. Jedoch weist die Innenfläche des Gittermantels' des Siebs erfindungsgemäß eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Schaufeln 4 auf, die sich vom Gittermantel aus einwärts erstrecken und Räume zwischen benachbarten Schaufeln bilden, die eine Menge an flüssigem Schlamm aufnehmen können. Die Schaufeln können vorzugsweise radial einwärts oder so ausgerichtet sein, daß jede Schaufel bezüglich des Siebs 3 abwärts und nach innen geneigt ist, wenn sie bei Drehung des Zylinders eine durch die Achse des Zylinders gehende waagerechte Ebene von unten nach oben ansteigend durchläuft.

Die durch die Schaufeln gebildeten Räume sind nicht geschlossen, wobei jeder Raum an einem Ende das Siebgitter aufweist und an seinem gegenüberliegenden Ende offen ist.

Innerhalb des zylindrischen Siebs sind vier feststehende, etwa radiale Trennwände 5 bis 8 angeordnet.

Die Trennwände 5 bis 8 r>ind an ihren radial äußeren Kanten jeweils mit Gleitschuhen 9 bis 12 versehen. Die Gleitschuhe 9, 10,11 sind in Umfangsrichtung des Siebs genügend lang, um ein wenig mehr als.zwei der offenen Enden der zwischen den Schaufeln 4 befindlichen Räume zu überspannen. Somit befinden sich gleichzeitig immer wenigstens zwei Schaufeln 4 in Berührung mit jedem der Gleitschuhe 9,10 und 11, die somit durch die Berührung mit den Schaufeln die zwischen benachbarten Trennwänden 5,6,7 und 8 begrenzten Kammern wirksam abdichten.

Ist die Vorrichtung in Betrieb, so zieht eine Vakuumpumpe Luft aus einer Kammer A zwischen den Trennwänden 6 und 7, die auch eine filmbildende Zone an der Sieboberfläche bilden, wodurch die Flüssigkeit des Schlamms veranlaßt wird, sich durch den äußeren Mantel hindurch in die Kammer zu bewegen und hierdurch eine Schicht aus Feststoff material auf der Außenseite des

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Siebs zu bilden. Der Druck in der Kammer A beträgt normalerweise 127-508 mm WS unter dem Atmosphärendruck. Die in die Kammer A fließende Flüssigkeit wird zusammen mit dem Sieb in den Zwischenschaufelräumen befördert, bis sie sich über den Gleitschuh 11 hinaus in die Kammer B bewegt. Hierauf wird die Flüssigkeit auf die Oberseite der Trennwand 7 entladen, die wannenfönaig ausgebildet ist und eine Ablaufrinne oder ein Abflußbecken bildet, längs welchem die Flüssigkeit zur Außenseite des Siebs fließen kann, wo sie über eine herkömmlichen, nicht gezeigte Fallwasserdichtung entleert wird. Die Kammer B wird vorzugsweise auf 254-762 mm WS gehalten und bildet durch die Druckdifferenz am Umfang dieser Zone eine Entwässerungszone an der Sieboberfläche. Wenn die Lage aus Feststoff material sich dem Oberteil des Siebs nähert, wird sie von einem herkömmlichen Filzband 13 berührt, das um eine Gautschwalze läuft, und wird auf übliche Weise vom Filzband aufgenommen und weggefördert.

Hierzu steht eine Zone C nicht unter Unterdruck und kann vorzugsweise in gewissem Ausmaß unter Druck stehen.

Eine Zone D ist belüftet und steht unter Atmosphärendruck.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Schaufeln 4 keine luftdichte Dichtung mit dem Umfang des Zylinders.

Obwohl das meiste Wasser aus den Räumen zwischen den Schaufeln 4 unter dem Einfluß der Schwerkraft und der Druckdifferenz beim Durchgang durch die Kammer B entfernt wird, bleibt aufgrund der Fliehkräfte eine kleine Menge übrig. Demnach ist bei bevorzugten Ausführungsformen der Gleitschuh 12 kürzer als die anderen und ist an seinem nacheilenden Ende bündig mit der Trennwand 8.

Da die Schaufeln 4 keine luftdichte Dichtung mit dem Umfang des

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zylindrischen Siebs 3 bilden, und da zwischen den Kammern C und D eine Druckdifferenz herrscht, fließt ein Luftstrom von der Kammer C über die Spitzen der Schaufeln 4 dicht am Gleitschuh 12 vorbei in die Kammer B und dient zum Wegblasen jeglichen verbleibenden Wassers zwischen den Schaufeln 4 am Oberteil der Zone D aus der Tasche heraus und in die Ablaufrinne der Trennwand 8.

Die im Hinblick auf Fig. 2 beschriebene Ausführungsform eignet sich zur Verwendung zusammen mit einer Rohrherstellungsmaschine. Hierzu ist eine Siebspannweite von wenigstens 5 m erwünscht.

Die Ausführungsform von Fig. 2 weicht von derjenigen von Fig. darin ab, daß ein zentraler Zylinder 2 mit großem Durchmesser als Hauptvakuumverteiler verwendet wird. Dies verleiht der inneren Tragkonstruktion eine ausreichende Steifheit über eine Spannweite von 5 m und ermöglicht die Einhaltung kleiner Toleranzen zwischen den feststehenden Dichtungen und den sich drehenden Schaufeln.

Der zentrale Zylinder 20 enthält Ventile 21 und 22 längs Linien auf gegenüberliegenden Seiten seines ümfangs. Das Ventil

22 befindet sich im oberen Abschnitt der Zone A, während sich das Ventil 23 im unteren Abschnitt der Zone B befindet.

>. Ein durch Trennwände 7A und 7B begrenzter zweiter Verteiler

23 ist mit dem Hauptvakuumverteiler 20 so verbunden, daß das Hauptvakuum auf die Zwischenschaufelräume in einer zwischen den Zonen A und B gelegenen Zone übertragen wird.

Die kurzen Gleitschuhe 24 und 25 befinden sich an den Enden der Trennwände 7A und 7B in der Weise an den Schaufeln 4, daß ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom um die einzelnen Gleitschuhe

24 und 23 streicht und überschüssiges Wasser entfernt, das

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sich auf der Unterseite des eine dünne Schicht oder einen Film aus Feststoffen tragenden Gitters gesammelt hat, sowie das Wasser entfernt, das sich auf dem Drahtrahmen des Siebs angesammelt hat. Die Auslegung und der Ort der Gleitschuhe 24 und 25 sind so gewählt, daß eine maximale Reinigungswirkung erzielt ■wird.

Das Ventil 22 ist gesteuert, um gegenüber dem Atmosphärendruck in der Zone A eine Druckdifferenz, vorzugsweise in der Größenordnung von 127-508 mm WS zu erzeugen.

Das in der Zone B befindliche Ventil 21 wird so gesteuert, daß eine Druckdifferenz von vorzugsweise im Bereich von 254-762 mm WS aufrechterhalten wird.

Das aus der Zone A in den Zwischenschaufelräumen befindliche Wasser wird daher am zweiten Verteiler 23 entfernt, fließt in den Hauptvakuumverteiler und wird von dort über ein Fallwasserrohr entfernt, wobei jegliches an der Zone B entfernte verbleibende Wasser an einer durch die Trennwand 7B gebildeten Ablaufrinne gesammelt und in ähnlicher Weise hiervon entfernt wird. Die Zone C von Fig. 1 v?ird bei der Ausführungsform von Fig. 2 nicht benötigt.

Bei der Äusführungsform von Fig. 3 sind Steuerventile 21 und am Hauptvakuumverteiler 20 angeordnet, der in diesem Fall nicht zylindrisch ist, sondern eine Ablaufrinnenform beinhaltet* Zum leichten Einbau und zur leichten Wartung sind die Ventile 21 und 22 vorzugsweise Drehventile. Der Hauptvakuumverteiler ist so ausgelegt, daß er im Bereich von 508-1016 mm WS arbeitet, wobei die Zone A gegenüber dem Atmosphärendruck einen Betriebsdifferenzdruck von 127-508 mm WS aufweist, der vom Ventil 22 gesteuert wird, während die Zone B einen durch das Ventil 21 zwischen 254 und 762 mm WS aufrechterhaltenen Differenzdruck hat. Die Zone C hat eine maximale Differenzdruckhöhe, die

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gleich der Schlammtiefe am Gleitschuh 10 ist.

Sich im Vakuumverteiler 20 und in der Zone B sammelndes Abwasser fließt durch die Schwerkraft zu mit diesen Zonen verbundenen Fallwasserrohren.

Der kürzere Gleitschuh 12 ermöglicht eine Reinigung der Zwischenschaufelräume wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben.

Der Ort des Gleitschuhs 10 zwischen der Zone D und der Zone A ist so gewählt, daß eine anfängliche Filmbildung unter dem natürlichen Schlammdruck zur Bildung einer Filmunterlage erfolgen kann. Es ist kennzeichnend, daß durch Veränderung der Stellung des Gleitschuhs 10 -der Anteil der Unterlage am Gesamtfilm geändert werden kann, wodurch die physikalischen Eigenschaften des Films, wie die Faserausrichtung und die folgliche Richtung der Hauptfestigkeit, verändert werden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtung sind Einrichtungen vorgesehen zum Einstellen des Orts des Gleitschuhs 10 zur Erzeugung einer Einstellung oder Kontrolle der Filmeigenschaften.

Der zwischen den Zonen A und B befindliche Gleitschuh 11 befindet sich vorzugsweise unmittelbar unter dem.Schlammniveau.

Dies ergibt eine angemessene Fläche der Zone A zur Filmbildung, während die Anordnung einer Ablaufrinne ermöglicht wird, die durch die Schaufeln 4 aus der Zone A gehobenes Abwasser sammelt. Die Länge des Gleitschuhs 11 in Fig.3 ist zur Einschränkung des Luftstroms zwischen den beiden Zonen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Gleitschuhe aus Messing hergestellt. Es können aber auch andere Dichtungs-

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einrichtungen, z.B. elastische Schuhe, verwendet werden.

Während die Erfindung im Hinblick auf die Herstellung von Asbestzementgegenständen beschrieben ist, ist sie auch in jeder Situation anwendbar, bei der Peststoffe oder Flüssigkeiten aus einem flüssigen Schlamm oder einer Suspension abgeschieden werden sollen.

Bei anderen Ausführungsformen müssen die Schaufeln nicht am Sieb befestigt sein, sondern können sich voneinander unabhängig drehen, wobei sie an einem Ende die Innenfläche des Siebs überstreichen und am gegenüberliegenden Ende mit den Wänden der Vakuumkammer bei der Vorbeibev/egung abdichten. Unter diesen Umständen können sich die Schaufeln mit einer abweichenden Geschwindigkeit oder in einer von der Sieboberfläche abweichenden Richtung drehen.

Die Auslegung der Schaufeln kann ohne weiteres verändert werden, z.B. durch Hinzufügung einer.Lippe an der Außenkante der Schaufel oder durch Verwendung einer geformten Schaufel, etwa einer gewölbten oder konvexen Schaufel. Diese Veränderungen beeinflußen die Wirksamkeit der Übertragung des Abwassers zur Auslaßrinne.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei einer Vakuumsiebtechnologie in einem nicht überfließenden Wannensystem anwendbar.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

BROSE O.Karl DFVNCC DIP·01]" Ingenieure D-8023 München-Puüach, Wiener Sir. 2: T«l. (089} 793 30 71; Telex 5212147 bros d; Gables: «Patentibus» München ihr zeichen Case D.B.114I Tag·, α β März 1979 Your ret -3757/78 Daie: * JAMES HARDIE & COY. PTY. LIMITED, "Asbestos House", Chr.York and Barrack Streets, Sydney, New South Wales, 2000, Australien PATENTANSPRUCH

1.) Vorrichtung zum Abscheiden von Peststoffen aus einer Suspension der Feststoffe in einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein den Durchtritt der Flüssigkeit ermöglichendes und die Feststoffe auf einer Oberfläche zurückhaltendes Sieb (3), durch wenigstens eine Unterdruckkammer (A) zur Ausübung einer Saugwirkung auf eine auf einer Seite des Siebs (3) gelegenen Zone, durch eine Zuführungseinrichtung (1) zur Zuführung der Suspension zu einer auf der anderen Seite des Siebs gelegenen entsprechenden Zone, wodurch die Feststoffe auf die entsprechende Zone gedrückt und die Flüssigkeit gewzungen wird,

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hindurchzutreten, durch eine Fördereinrichtung^),durch die die zur einen Seite geströmte Flüssigkeit in gesonderten Mengen aus der Unterdruckkammer (A) gefördert wird, und durch eine Dichteinrichtung (1O,11;1O,24,25), durch die trotz der Förderung der Flüssigkeit aus der Unterdruckkammer (A) in dieser ein Unterdruck im wesentlichen aufrechterhalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (3) zylindrisch ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuf ührungseinrichtung enthält: einen Behälter (1), der einen Sumpf aus Suspension aufnimmt, und eine Einrichtung zur Anordnung des Siebs (3) im Behälter (1) für ein teilweises Eintauchen in den Sumpf.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder o, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (3) drehbar ist.

5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Vielzahl von Schaufeln (4) enthält, von denen sich jede durch die Unterdruckkammer (A) bewegt und sich unter einem Winkel von der einen zur anderen Seite des Siebs (3) erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (4) an der einen Seite des Siebs (3) befestigt sind, und daß die Bewegung durch die Unterdruckkammer (A) hindurch aufgrund der Bewegung des

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Siebs (3) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurc !^gekennzeichnet,-daß die Dichteinrichtung Gleitschuhe (10,11;10,24»25) enthält, die an jeder Kammerwand (6,7J6,7A,7B) befestigt sind und eine Kante jeder Schaufel (4) berühren, wenn sie sich daran vorbeibewegen, wobei jeder Gleitschuh (10,11;1O,24,25) stets eine der Schaufeln (4) berührt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Unterdruckkammer (A) geförderte Flüssigkeit in eine angrenzende Kammer (B) gefördert und dort entleert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die angrenzende Kammer (B) eine zweite Unterdruckkammer ist, und daß die Flüssigkeit hieraus durch Sammeln in einer Äbflußeinrichtung und über eine Fallwassereinrichtung entleert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort wenigstens einer Dichteinrichtung der Unterdruckkammer (A) bezüglich einer radialen Lage am Umfang des Siebs einstellbar ist, wodurch der Ort oder die Abmessung der entsprechenden Zone geändert werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4 in Abhängigkeit von Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Drehrichtung des Siebs (3) aufwärts gelegene Dichteinrichtung (10) der Unterdruckkammer (A) an oder in Nähe der größten Tiefe der Siebfläche im Sumpf gelegen ist.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer (A) oder die Unterdruckkammern (A,B) mit einem Vakuumverteiler (20) verbunden sind, der im wesentlichen koaxial zum Zylinder des Siebs (3) verläuft.

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