DE29708311U1 - Screening device - Google Patents
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Description
TERMEER STEINI^n^R-&-PAFri"NIER GBRTERMEER STEINI^n^R-&-PAFri"NIER GBR
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Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.
Peter Urner, Dipl.-Phys. Manfred WiebuschPeter Urner, Dipl.-Phys. Manfred Wiebusch
Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)
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TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GSRV ... GERPOl/97TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GSRV ... GERPOl/97
Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, mit einem sich nach unten verjüngenden Siebbehälter in der Form eines Rotationskörpers mit vertikaler Achse.The invention relates to a screening device for separating solid-liquid mixtures, with a downwardly tapering screening container in the form of a rotating body with a vertical axis.
Solche Siebvorrichtungen werden insbesondere in löeswerken zum Trennen von Wasser und Sand eingesetzt. Beispiele herkömmlicher Siebvorrichtungen dieser Art werden in DE 39 26 082 C2 und in DE 35 15 891 Al beschrieben.Such screening devices are used in particular in solvent plants to separate water and sand. Examples of conventional screening devices of this type are described in DE 39 26 082 C2 and in DE 35 15 891 Al.
Bei den bekannten Siebvorrichtungen wird das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch tangential im oberen Bereich des Siebbehälters zugeführt, so daß es sich auf einer schraubenförmigen Bahn an den geneigten, als Siebe ausgebildeten Wänden des Siebbehälters abwärts bewegt. Das Wasser wird dabei durch die kombinierte Schwerkraft- und Fliehkraftwirkung radial nach außen durch die Siebe hindurch abgeführt, während der Sand durch die Flüssigkeitsströmung und durch Schwerkraftwirkung zur Austragöffnung am unteren Ende des Siebbehälters transportiert wird. Bei diesen Vorrichtungen kann es je nach Beschaffenheit des Siebgutes zu einem bereichsweisen Anhaften der Fest-Stoffanteile an den Wänden des Siebbehälters kommen, so daß der Feststofftransport beeinträchtigt wird und die Siebfläche nicht optimal genutzt wird.In the known screening devices, the solid-liquid mixture is fed tangentially into the upper area of the screening container, so that it moves downwards on a helical path along the inclined walls of the screening container, which are designed as sieves. The water is discharged radially outwards through the sieves by the combined effect of gravity and centrifugal force, while the sand is transported by the liquid flow and by gravity to the discharge opening at the lower end of the screening container. With these devices, depending on the nature of the material being screened, the solids can adhere to the walls of the screening container in some areas, so that the transport of solids is impaired and the screening surface is not used optimally.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Feststofftransport im Siebbehälter zu verbessern
und die Siebleistung zu erhöhen.
25The object of the invention is to improve the transport of solids in the sieve container and to increase the sieving performance.
25
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 angegeben.Inventive solutions to this problem are specified in the independent claims 1 and 6.
Bei der Lösung nach Anspruch 1 ist der Siebbehälter um seine Achse drehantreibbar. In the solution according to claim 1, the sieve container can be driven to rotate about its axis.
Durch die Rotation des Siebbehälters wird die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit durch Zentrifugalwirkung verbessert. Die Wände des Siebbehälters können deshalb ohne Beeinträchtigung der Siebwirkung relativ steil angeordnet sein, so daß durch entsprechend hohe Schwerkraftwirkung ein verbesserter Feststofftransport im Siebbehälter erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, daß die zum Radius proportionale Flieh-The rotation of the sieve container improves the separation of solids and liquids by centrifugal action. The walls of the sieve container can therefore be arranged relatively steeply without affecting the sieving effect, so that an improved solids transport in the sieve container is achieved by a correspondingly high gravity effect. It is particularly advantageous in this context that the centrifugal force proportional to the radius
TER MEER STEINMEISTER & pr«3TN5R &bgr;&ogr;&Kgr;&iacgr;"* . · · GERPOl/97TER MEER STEINMEISTER & pr«3TN5R &bgr;&ogr;&Kgr;&iacgr;"* . · · GERPOl/97
kraft wegen der Verjüngung des Siebbehälters nach unten hin abnimmt. Im oberen Bereich des Siebbehälters, wo das Siebgut aufgrund des hohen Flüssigkeitsgehaltes noch eine hohe Fließfähigkeit hat, wird somit die Flüssigkeit wirksam abzentrifugiert. Mit abnehmender Höhe wird die Fliehkraft im Verhältnis zur Schwerkraft immer kleiner, so daß die resultierende Kraft, die auf den Feststoffanteil wirkt, eine immer größere Vertikalkomponente erhält. Hierdurch ist sichergestellt, daß das zunehmend entwässerte Siebgut an den Wänden des Siebbehälters nach unten rutscht und nicht an den Wänden anhaftet. Wenn der Zulauf, über den das Gemisch in den Siebbehälter zugeführt wird, stationär ist, ergibt sich zudem der Vorteil, daß das Siebgut gleichmäßig auf dem Umfang des Siebbehälters verteilt wird.force decreases due to the tapering of the sieve container towards the bottom. In the upper area of the sieve container, where the sieved material still has a high flowability due to the high liquid content, the liquid is effectively centrifuged off. As the height decreases, the centrifugal force becomes smaller in relation to gravity, so that the resulting force acting on the solids content has an increasingly larger vertical component. This ensures that the increasingly dewatered sieved material slides down the walls of the sieve container and does not stick to the walls. If the inlet through which the mixture is fed into the sieve container is stationary, there is also the advantage that the sieved material is evenly distributed around the circumference of the sieve container.
Bei der Lösung nach Anspruch 6 ist im oberen Bereich des Siebbehälters eine rotierende Verteilscheibe für das Siebgut angeordnet.In the solution according to claim 6, a rotating distribution disc for the material to be screened is arranged in the upper area of the sieve container.
Durch diese Verteilscheibe wird das Siebgut im wesentlichen radial nach außen abgeschleudert und somit gleichmäßig auf dem inneren Umfang des Siebbehälters verteilt. Zugleich erhält das Siebgut auf diese Weise einen Drall, so daß es spiralförmig an den Wänden des Siebbehälters nach unten strömt.This distribution disc essentially throws the screening material radially outwards and thus distributes it evenly over the inner circumference of the screening container. At the same time, the screening material is given a twist so that it flows down the walls of the screening container in a spiral shape.
Da das Siebgut beim Auftreffen auf die Wände des Siebbehälters eine große radiale Geschwindigkeitskomponente hat, wird die Flüssigkeit rasch nach außen durch das Siebmaterial hindurch abgeführt. Auch bei dieser Lösung können deshalb die Wände des Siebbehälters so steil angeordnet sein, daß ein störungsfreier Transport der Feststoffanteile durch Schwerkraftwirkung sichergestellt wird.Since the material being screened has a large radial velocity component when it hits the walls of the screen container, the liquid is quickly drained outwards through the screen material. With this solution, the walls of the screen container can therefore be arranged so steeply that trouble-free transport of the solids by gravity is ensured.
Die beiden oben beschriebenen Lösungen lassen sich vorteilhaft miteinander kombinieren.The two solutions described above can be advantageously combined with each other.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate embodiments of the device according to the invention are specified in the subclaims.
Bei rotierendem Siebbehälter kann der Drehantrieb aktiv mit Hilfe eines Motors oder wahlweise auch passiv durch tangentiale Zufuhr des Siebgutes erfolgen. Ebenso kann bei Verwendung einer rotierenden Verteilscheibe auch der Antrieb der Verteilscheibe wahlweise aktiv oder passiv erfolgen. Für einen passiven Antrieb können beispielsweise geeignet angeordnete Turbinen-With a rotating screen container, the rotary drive can be active with the help of a motor or optionally passively by tangentially feeding the material to be screened. Likewise, when using a rotating distribution disc, the drive of the distribution disc can also be active or passive. For a passive drive, for example, suitably arranged turbines can be used.
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schaufeln auf der Verteilscheibe und/oder oberhalb der Verteilscheibe auf einer mit dieser verbundenen Welle angeordnet sein.blades are arranged on the distribution disc and/or above the distribution disc on a shaft connected to it.
Wenn die rotierende Verteilscheibe mit einem rotierenden Siebbehälter kombiniert wird, können die beiden rotierenden Elemente starr miteinander verbunden sein, so daß nur ein einziger Antrieb benötigt wird und somit eine konstruktive Vereinfachung erreicht wird. Andererseits haben getrennte Antriebe für die Verteilscheibe und den Siebbehälter den Vorteil, daß die Verteilung des Siebgutes durch differentielle oder gegenläufige Rotation der Verteilscheibe und des Siebbehälters verbessert werden kann.If the rotating distribution disc is combined with a rotating sieve container, the two rotating elements can be rigidly connected to one another, so that only a single drive is required, thus achieving a structural simplification. On the other hand, separate drives for the distribution disc and the sieve container have the advantage that the distribution of the sieved material can be improved by differential or counter-rotation of the distribution disc and the sieve container.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen schematischen vertikalen Schnitt durch die Siebvorrichtung.The only drawing figure shows a schematic vertical section through the screening device.
Die Siebvorrichtung weist ein im wesentlichen quaderförmiges Gestell 10 auf, das durch vertikale Stützen 12 und mindestens ein Querhaupt 14 gebildet wird. An dem Querhaupt 14 ist mittig ein vertikales Schutzrohr 16 befestigt, in dem mit Lagern 18 eine vertikale Welle 20 gelagert ist. Die Welle 20 ist über ein an ihrem oberen Ende befestigtes Antriebsrad 22, beispielsweise eine Riemenscheibe, mit Hilfe eines nicht gezeigten Elektromotors antreibbar. Am unteren Ende der Welle 20 ist eine Verteilscheibe 24 befestigt, die durch mehrere radiale Rippen 26 versteift ist.The screening device has a substantially cuboid-shaped frame 10, which is formed by vertical supports 12 and at least one crosshead 14. A vertical protective tube 16 is attached centrally to the crosshead 14, in which a vertical shaft 20 is mounted by means of bearings 18. The shaft 20 can be driven by a drive wheel 22, for example a pulley, attached to its upper end with the aid of an electric motor (not shown). A distribution disk 24 is attached to the lower end of the shaft 20, which is stiffened by several radial ribs 26.
Die Verteilscheibe 24 liegt etwa in Höhe des oberen Endes eines trichterförmigen Siebbehälters 28, dessen Wände als Siebe mit Sieböffnungen von beispielsweise 0,25 bis 0,5 mm ausgebildet sind. Das untere Ende des sich nach unten verjüngenden Siebbehälters 28 bildet einen Auslaufstutzen 30, der in einem Lager 32 drehbar gelagert ist. Am oberen Rand des Siebbehälters 28 ist ein zylindrischer Kragen 34 angebracht, der an seinem äußeren Umfang durch mehrere an dem Gestell 10 montierte Reibrollen 36 abgestützt wird. Mindestens eine der Reibrollen 36 ist durch einen nicht gezeigten Motor antreibbar, so daß der Siebbehälter 28 um seine vertikale, zu der Welle 20 koaxiale Achse in Drehung versetzt werden kann.The distribution disk 24 is located approximately at the height of the upper end of a funnel-shaped sieve container 28, the walls of which are designed as sieves with sieve openings of, for example, 0.25 to 0.5 mm. The lower end of the sieve container 28, which tapers downwards, forms an outlet nozzle 30, which is rotatably mounted in a bearing 32. A cylindrical collar 34 is attached to the upper edge of the sieve container 28, which is supported on its outer circumference by several friction rollers 36 mounted on the frame 10. At least one of the friction rollers 36 can be driven by a motor (not shown), so that the sieve container 28 can be rotated about its vertical axis, which is coaxial with the shaft 20.
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Der untere Endbereich der Welle 20 ist von einem an dem Schutzrohr 16 befestigten haubenförmigen Zulauf 38 umgeben, der sich nach unten auf die Verteilscheibe 24 öffnet und an den ein Zulaufrohr 40 angeflanscht ist.The lower end region of the shaft 20 is surrounded by a hood-shaped inlet 38 which is fastened to the protective tube 16 and which opens downwards onto the distribution disk 24 and to which an inlet pipe 40 is flanged.
Etwas unterhalb des unteren Endes des Siebbehälters 28 ist auf Traversen 42 des Gestells 10 ein Ablaufblech 44 befestigt, das mit einem Stutzen 46 den Auslaufstutzen 30 des Siebbehälters umgibt und von dem Stutzen 46 aus nach außen hin abfällt. Das Ablaufblech 44 bildet den Boden eines Behälters 48, an den ein Ablaufrohr 50 angeschlossen ist.A drain plate 44 is attached to cross members 42 of the frame 10 slightly below the lower end of the sieve container 28. The drain plate 44 surrounds the outlet nozzle 30 of the sieve container with a nozzle 46 and slopes outwards from the nozzle 46. The drain plate 44 forms the bottom of a container 48 to which a drain pipe 50 is connected.
Das Lager 32 für den Auslaufstutzen 30 ist in dem Stutzen 46 des Ablaufbleches 44 befestigt. Eine Haube 52, die das untere Ende des Siebbehälters 28 wasserdicht umschließt, übergreift den Stutzen 46 und schützt das Lager 32 gegen Feuchtigkeit.The bearing 32 for the outlet nozzle 30 is fastened in the nozzle 46 of the drain plate 44. A hood 52, which encloses the lower end of the sieve container 28 in a watertight manner, covers the nozzle 46 and protects the bearing 32 against moisture.
Das Siebgut, beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und Sand, wird über das Zulaufrohr 40 zugeführt und über den Zulauf 38 zentral auf die rotierende Verteilscheibe 24 aufgegeben. Durch die Reibungswirkung der Verteilscheibe 24 sowie durch die Rippen 26 wird das Siebgut in Drehung versetzt, so daJ3 es durch Fliehkraftwirkung radial nach außen geschleudert wird. Vom Rand der Verteilscheibe 24 fällt das Siebgut in einer auswärts und abwärts gerichteten Bewegung auf die trichterförmige Wand des Siebbehälters 28. Zugleich hat das Siebgut dabei einen Drall um die vertikale Achse, so daß das Siebgut gleichmäJ3ig auf dem Umfang des Siebbehälters verteilt wird. Wenn das Siebgut auf die als Siebe ausgebildeten Wände des gleichfalls rotierenden Siebbehälters 28 auftrifft, tritt das Wasser aufgrund der Trägheitskräfte durch das Siebmaterial hindurch und gelangt so in den Behälter 48, aus dem es über das Ablaufrohr 50 abgeführt wird. Der Sand wird durch das Siebmaterial zurückgehalten und wird durch die ständig über die Verteilscheibe 26 zugeführte Trübe nach unten gespült. Die Abwärtsbewegung wird durch das Eigengewicht des Sandes unterstützt. Durch Reibung an den Wänden des Siebbehälters wird der feuchte Sand dabei in Drehrichtung des Siebbehälters mitgenommen. Auf seinem Weg nach unten "wird daher der feuchte Sand durch die Zentrifugalwirkung zunehmend entwässert. Aufgrund der Verjüngung des Siebbehälters nimmt der Radius der Kreisbahn, auf der sich der Sand bewegt, stetig ab. Da die Fliehkraft linear mit dem Radius abnimmt, gewinnt die Schwerkraft gegenüber der Fliehkraft mehr und mehr die Ober-The screening material, for example a mixture of water and sand, is fed through the inlet pipe 40 and fed centrally onto the rotating distribution disc 24 via the inlet 38. The frictional effect of the distribution disc 24 and the ribs 26 cause the screening material to rotate so that it is thrown radially outwards by centrifugal force. The screening material falls from the edge of the distribution disc 24 in an outward and downward movement onto the funnel-shaped wall of the screening container 28. At the same time, the screening material has a swirl around the vertical axis so that the screening material is evenly distributed over the circumference of the screening container. When the material to be screened hits the walls of the screen container 28, which are designed as screens, the water passes through the screen material due to the inertial forces and thus reaches the container 48, from which it is discharged via the drain pipe 50. The sand is held back by the screen material and is washed downwards by the slurry that is constantly fed in via the distribution disc 26. The downward movement is supported by the weight of the sand. The wet sand is carried along in the direction of rotation of the screen container by friction on the walls of the screen container. On its way downwards, the wet sand is therefore increasingly dewatered by the centrifugal effect. Due to the tapering of the screen container, the radius of the circular path on which the sand moves decreases steadily. Since the centrifugal force decreases linearly with the radius, gravity increasingly gains the upper hand over the centrifugal force.
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hand, so daß der Sand, obwohl seine Fließfähigkeit abnimmt, durch Schwerkraftwirkung weiter nach unten rutscht und schließlich relativ trocken durch den Auslaufstutzen 30 herabfällt.hand, so that the sand, although its flowability decreases, continues to slide downwards due to the effect of gravity and finally falls relatively dry through the outlet nozzle 30.
Durch die oben geschilderten Effekte wird eine äußerst wirksame Trennung von Sand und Wasser und ein zuverlässiger, störungsfreier Betrieb der Siebvorrichtung erreicht. Durch Variieren der Drehzahl und gegebenenfalls der Drehrichtung der Verteilscheibe 24 und des Siebbehälters 28 (gleich- oder gegenläufig) können die Betriebsparameter im Hinblick auf das jeweils zu verarbeitende Siebgut optimiert werden.The effects described above result in an extremely effective separation of sand and water and reliable, trouble-free operation of the screening device. By varying the speed and, if necessary, the direction of rotation of the distribution disk 24 and the screening container 28 (in the same or in opposite directions), the operating parameters can be optimized with regard to the material to be screened.
In der Zeichnung ist strichpunktiert ein Antriebsrad 54 (Riemenscheibe oder Zahnrad) angedeutet, das am oberen Ende des Kragens 34 des Siebbehälters befestigt ist und den Auslauf 38 umgibt. Dieses Antriebsrad 54 kann wahlweise für den Antrieb und/oder die Lagerung des Siebbehälters 28 genutzt werden, sofern der Antrieb bzw. die Lagerung nicht über die Reibrollen 36 erfolgt. In the drawing, a drive wheel 54 (pulley or gear) is indicated in dash-dot lines, which is attached to the upper end of the collar 34 of the sieve container and surrounds the outlet 38. This drive wheel 54 can optionally be used for the drive and/or the bearing of the sieve container 28, provided that the drive or the bearing is not carried out via the friction rollers 36.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981015 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000919 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20031202 |