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Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von mineralischen und pflanzlichen
Stoffen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von mineralischen -und
pflanzlichen Stoffen und beruht auf folgender Beobachtung.
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Nimmt man mit einer feinen gutgespitzten Pinzette ein kleines Gutteilchen
aus dem Wasser, so ist das Teilchen mit einer verhältnismäßig dicken Schicht Adhäsionswasser
umhüllt. Legt man das Teilchen vorsichtig auf eine Platte, so gleitet infolge der
Schwerkraft ein erheblicher Teil der Flüssigkeit nach unten und umgibt das Teilchen
mit :einem Wasserring, während auf der oberen Hälfte nur ein geringer Teil der Flüssigkeit
haften bleibt. je nach der Beschaffenheit der Platte und :der Flüssigkeit .breitet
sich diese mehr oder weniger aus und umgibt das Teilchen, ähnlich wie die Fassung
-einen Stein umgibt. Wälzt man. das Teilchen auf der Platte weiter, so bleibt ein
beträchtlicher Teil der Flüssigkeit infolge .der größeren Adhäsionsfläche zwischen
Flüssigkeit und Platte auf dieser zurück und der Flüssigkeitsring wird kleiner.
Schiebt man das Teilchen bis an eine abfallende Kante der Platte, so fällt die vor
dem Teilchen hergeschobene Flüssigkeit über die Kante ab und zieht noch einen Teil
der übrigen umgebenden Flüssigkeit mit. Das Teilchen ist vorn von der Flüssigkeit
frei geworden und kann nun über die Kante der Platte hinweg aus der flüssigen Fassung
herausfallen" wobei es nur einen sehr geringen Teil :des Wassers mitnimmt. Läßt
man das Teilchen .bei :denn Fallen von der Platte durch einen Luftstrom hindurchgehen,
so wird dadurch ein weiterer Teil des Adhäsionswassers entzogen. Wiederholt man
den Vorgang, indem man das herabfallende Teilchen mit einer zweiten Platte auffängt.un:d
es von dieser erneut herabfallen läßt und so fort, so erzielt man damit eine gute
Entwässerung des herabfallenden Teilchens.
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Hierauf heruhr das in der Erfindung niedergelegte Verfahren, das darin
,besteht, daß man auf das in :bekannter Weise über die Kanten geneigter, sich übergreifender
Platten fallende Gut einen Luftstrom wirken l'äßt, der zunächst das :Gut trifft
und dann erst durch die Plattenzwischenräumne tritt. Die rieselzellen- oder jalous.ieartig
Übereinand'erl:egenden Platten können entweder feststehen oder auch in Schileudertrommieln
angeordnet sein, so daß die Entwässerung noch durch die Schleuderkraft :unterstützt
wird. Die jalousieförmig übereinanderliegenden Platten können zu Gruppen vereinigt
sein, die abwechselnd in verschiedenen Neigungen in Zickzackform hinter- oder untereinander
angeordnet sind.
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Die Anwendung dieses Verfahrens in einer Schleuder eignet sich für
besonders schwer zu entwässernde Stoffe, wie Torf, zähen Schlamm u. dgl., wobei
sehr günstige Umstände namentlich für die Torfentwässerung eintreten.
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Das zu entwässernde Gut wird der Schleuder in weitmöglichst zerkleinertem
oder aufgelockertem Zustande zugeführt.
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Infolge der Fliehkraft gleitet das zu entwässernde Gut über die Platten
herab, wird beim Abschleudern von einer Platte auf die darunterliegende Platte über
.die Kante der Platte gebrochen, auseinandergerissen, und aufgeschlossen, wodurch
die im Gut eingeschlossene Flüssigkeit frei wird. Die Abfallkanten der Platten können
dabei mit sägeartigen Reißzähnen versehen oder es können sonst geeignete Zerreißvorrichtungen
eingebaut werden, durch welche das abgeschleuderte Gut weitmöglichst auseinander-,gerissen
und aufgeschlossen wird.
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Das auseinandergerissene und aufgeschlossene Gut wird mit großer Wucht
durch einen Luftstrom auf die nächste Platte geschleudert, erfährt auf dieser Platte
einen heftigen Aufschlag oder Aufprall, wobei in n'cht zerkleinerten größeren Stücken
die eingeschlossene Flüssigkeit explosivartig wirkt and das Gut auseinandertreibt
oder -berstet.
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Dieser Vorgang wiederholt sich fortgesetzt beim Abschleudern des Gutes
von einer Platte auf die andere, wodurch fortgesetzt eine weitere Zerkleinerung
oder Auflösung erfolgt. ,Mit fortschreitender Entfernung des Gutes vom Drehrnitbelp.unkt
der Schleuder werden d'e Aufschläge infolge der stetig größer werdenden Fliehkraft
heftiger und stärker, so aaß sie mit einem: fortschreitend stärker «erdenden Preßdruck
verglichen werden können. Bei dem Abschleudiern des Gutes von einer Platte auf 1die
andere wird das Gut gewendet :oder gekantet, so daß das Gut den Aufschlag oder Paßdruck
in verschiedener Richtung erfährt, wie es bei einer Presse acht möglich ist. Infolge
des Hindurch--.ch:leud.erns des sich fortgesetzt weiter auf-,ösenden Gutes durch
die Luftströme wird das
Gut immer wieder von der Luftumspült und
,die an der Oberfläche haftende Flüssigkeit entfernt. Die bereits frei gewordene
Flüssigkeit wird, dabei zerstäubt und abgeführt, wobei dsie Luft als Aufnehmer und.
Träger der fein, zerstäubten Flüssigkeitsbläschens dient.
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Die für die Entwässerung erforderlichen Luftströme wenden von der
Srhl'euder selbst erzeugt und in geeigneter Weise durch die Schleuder geleitet.
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Zwei Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens sind auf der Zeichnung
schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i eine Vorrichtung mit feststehenden
Entwässerungsflächen, während die Abb.2, 3 und- 4 -eine Schleudervorrichtung mit
eingebauten Entwässerungsflächen darstellen. Abb. 5 erläutert die Wirkung dieser
Schleudervorrichtung für manche Arten von Schleudergut.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i sind in: einem senkrechten Schacht
a schmale Platten oder Leisten b jalousi,eartig schfäg. übereinander mit :geringem
Zwischenraum angeordnet, so diaß @dazwischen ganz feine Haarschlitze von etwa o,
i ,bis o,2 mm Spaltweite entstehen. Die jeweilig über die nächst untere Platte greifende
Kante ist nach der Rückseite zu abgeschrägt oder gebrochen, wie dies bei c angedeutet
ist. Hierdurch wird eine gute Erweiterung des feinen Spaltes erreicht und eine Verstopfung
verm2,eden. Abgesehen von dieser gebrochenen Kante ist dl'er Querschnitt,der Platten
oder Leisten b rechteckig, doch kann der Querschnitt auch eine andere Gestalt haben,,
z. B. dreieckig sein.
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Das, zu entwässernde Gut rutscht über die Platten b herunter, überspringt
die einzelnen Spalte und wird hierbei von: einem durch die Spalte hindurchstreichenden
Luftstrom durchquert. Damit das Entwässerungsgut nicht eine zu ;große Geschwindigkeit
annimmt, ist die Entwässerungsfläche zweckmäßig in mehrere, abwechselnd nach: verschiedenen
Richtungen geneigte Gruppen: zerlegt, so d'aß das Gut im Zickzackweg über die Flächen
hinweggeht. Die Wegführung des -ausgeschiedenen Wassers erfolgt unterhalb der einzelnen
Entwässierungsfiächen durch Leitungen .d.
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Bei der Ausführungsform: nach; den Abb. 2 bis 4 sind ebenfalls in
der Neigung abwechselnde Entwässerungsflächen dier beschriebenen Art in eine Schleuder
einsgebaut. Die Schleudertrommel @besteht aus einem schmalen Blechmantel oder Blechring
i und zwei Scheiben 2 und 3, zwischen denen die Entwässerungsplatten 4a, 4a, 4c..
. eingebaut sind. Die Trommel ist auf der Drehachse 5 befestigt .und besitzt in
der Richtung dieser Achse ein; Beschickungsrohr 7, durch das das zu entwässernde
Gut in die Trommelgelangt .
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Die vordere Scheibe 3 ist sternartig ausgeschnitten, so daß nur die
Armstreifen zur Befestigung &r Entwässerungsplatten stehenbleiben. Für den,
Austritt 4esentwässerten Gutes sind in, dem, Blechmantel i schmale Sehlitze vorgesehen.
Das abgeschiedene Wasser fließt .durch in der Scheibe 2 angebrachte Abflußöffnungen
in den Raum; 8 des die Trommel umgebenden Gehäuses.
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Befindet sich .die Trommel ins Drehung, so wird dadurch ein Luftstrom
erzeugt, der quer zu den Armen: ,der Trommel und entgegen der Drehrichtung durch
die Entwässerungsplatten hindurchstreicht. Infolge der Anordnung des Blechmantels
i kann nämlich die Luft nicht radial nach außen geschleudert werden, sondern ist
gezwungen, durch die - schmalen Schlitze der Entwässerungsplatten hindurchzugeben.
Hinter diesen Entwässerungsplatten ist eine unten geschlossenes, schräges Schutzblech
6 angebracht, das von der vorderen Scheibe 3 nach, ,der hinteren Scheibe 2 führt
und durch eine Öffnung dieser Scheibe hin-,durchtritt und, die Luft s wie ,die mitgerissene
Flüssigkeit in den Raum 8 befördert. Durch Anordnung von ventilatorartigen Leisten
oder Flügeln, an -der vorderen .und hinteren Scheibe kann das Hindiurchstneichen
der Luft in der gewünschten Richtung noch gefördert werden.
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Abb. 5 erläutert die innerhalb,der Schleuder sich abspielenden Vorgänge,
wobei zur Erläuterung ein würfelförmiges Torfstück angenommen wurde.
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Das Gut wird durch das Beschickungsrohr oder in sonst geeigneter Weise
in die Schleizder eingeführt und durch die Fliehkraft nach außen geschleudert. Das
Gut gleitet zunächst über -die Platte 417- -und, wird infolge der Fliehkraft sehr
energisch, .und zwar mit der Normalkraft N, auf ,die Platte 4a gepreßt. Dieser Druck
bleibt der gleiche, während das Torfstückchen über die Platte 4a gleitet, und zwar
von oben am Anfang bis zum Ende der Platte. Für größere Torfstücke mlit größerem
Gewicht ist der Druck entsprechend größer, für kleine Stücke entsprechend kleiner.
Dieser Drück bestimmt sieh aus -der Umdrehungszahl der Schleuder und aus dem Gewicht
des Körpers.
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!Gleitet das Torfstück infolge ,der Fliehkraft über die Platte 4a
herab, so entfernt es sich fortgesetzt vom Drehmittelpunkt ider Schleuder- und die
Fliehkraft wird, fortgesetzt größer, da die Entfernung r° vom Drehmittelpunkt fortgesetzt
,größer wird. Die Fliehkraft bestimmt sich aus C = lx # netz ya.
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Diese Zunähme der Fliehkraft setzt sich in eine fortgesetzt wachsende
B@eschileunisgung p
um, d. h. die Kraft p, die das Torfstück über
,die Platte herabzieht, wächst ständig, entsprechend, der Zunahme der Fliehkraft,
während -der Normaldruck N der gleiche bleibt.
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.Da die Zug- oder Bewegungskraft p fortgesetzt wächst, wird auch die
Geschw indigkeit v, mit der -das Stück über die Platte 4a gleitet, forgesetzt größer,
d. h,. das Torfstück gleitet mit steigender Geschwindigkeit über die Platte herab
-und prallt mit großer Wucht auf die zweite Platte 4b.
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Infolge dieses Aufpralls wirkt die im Torfstück enthaltene Flüssigkeit
explbsivartig, berstet dasselbe u.ndi treibt es auseinander. Einerheblicher Teil
:der inneren Flüssigkeit wird frei, nach außen getrieben .und abgegeben.
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iAuf der zweiten Plätte wird der Preßdruck oder der Normaldruck
N größer, ebenso p und v, d. h. die Wucht des Aufpralls wird erheblich größer
als vorher. Auf den nächsten Platten 4c, 4d, 4e steigen N und
v entsprechend höher.
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;Das Gut wird: also @beim, Durchlaufen der Schleuder zerkleinert oder
aufgelöst, fortgesetzt steigenden Preßdrücken mit dazwischen erfolgenden. heftigen
Aufschlägen oder Aufprall ausgesetzt. Es werden dabei P:reßdrücke und ,Aufschläge
erzeugt, wie sie hei ununterbrochenem Pressen nur durch :sehr kräftige Ausführung
:der ganzen Presse erreicht werden können.
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Bei -derSchleuder steigt der Preßdruck in günstiger Weise,entsprechend
der Schwierigkeit der fortschreitenden Entwässerung; die an der Oberfläche sitzende
Flüssigkeit läßt sich verhältnismäßig leicht entfernen. Dagegen ist die Entfernung
der innerhalb eingeschlossenen Flüssigkeit ganz erheblich schwieriger. Es bedarf
hierzu fortgesetzter Auflösung und steigenden Druckes, wobei die :dazwischen erfolgenden
heftigen Aufschläge sehr vorteilhaft sind.
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Bei dem Übergang von einer Entwässerungsplatte auf die andere erfolgt,
wenn die Plattenkanten, mit Reißzähnen versehen sind, ein Auseinanderreißen oder
Auflösen und außerdem noch ein Wenden und Kanten des Gutes, das Gut wird gewissermaßen
von verschiedenen Seiten gepreßt oder geknetet und- dem Druck in verschiedener Richtung
ausgesetzt, was bei einer Presse nichtmöglich ist.
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Zu diesen Vorgängen tritt noch die Ein, wirkung der Luft, durch welche
die ausgeschiedene oder frei gewordene Flüssigkeit aufgenommen und sofort abgeführt
wird, was ebenfalls sehr wesentlich ist.
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Durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit und dadurch, daß die Luft nicht
radial nach außen geschleudert werden ,kann (infolge des Mantels i), wird auf der
vorderen Seite der Entwässerungsplatteneine beträchtliche Luftverdichtung erzeugt,
während hinter den Entwässerungsplatten ein Unterdruck hervorgerufen wird. Infolgedessen:
tritt durch, die Entwässerungsplatten ein heftiges Durchströmender Luft ein, dfie
auch das Gut durchdringt, soweit es durchlüssig ist. Die verdichtete Luft trägt
erheblich zu .der Verdrängung der Flüssigkeit bei, während der hinter den Platten
herrschende Unterdruck diesen Vorgang wesentlich unterstützt.