DE3919981A1 - Centrifugal sieve separators - alternately accumulate and discharge solids from cylinders also rotating about own axis - Google Patents

Centrifugal sieve separators - alternately accumulate and discharge solids from cylinders also rotating about own axis

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Abstract

Two or more cylindrical sieve bodies (3), whose surface may be augmented by corrugations, are symmetrically disposed round a central axis (1) and in addition are rotatable about their own axes (2). Raw material, pref. animal farming slurry with high liq. content, is fed into the sieve bases from a co-rotating distributor (5). Inside the sieves may be plates (4) producing radial and axial slurry deflections. Centrifugal force is applied alternately to the front and rear faces of the sieve material, which in one phase therefore collects solids and in a second phase dislodges them from the sieve surface. ADVANTAGE - The continuously operating sepn. provides effective liq. sepn., with min. risk of sieve pore blockage.

Description

Der Einsatzbereich der Systeme zum Separieren und Trennen von Fest/Flüssig-Materialmischungen liegt schwerpunktmäßig im Bereich der Abfallwirtschaft. Die mengenmäßig am meisten anfallenden, zu trennenden Stoffe sind Klärschlamm und landwirtschaftliche Gülle. Diese können in den derzeit anfallenden Mengen wegen der zu hohen Umweltbelastung nicht mehr einfach auf die landwirtschaftlichen Felder verteilt werden und müssen daher in immer größerem Umfang deponiert oder anderweitig verarbeitet bzw. entsorgt werden. Da diese Stoffe in der Regel einen hohen Flüssigkeitsanteil aufwei­ sen, kann die Lagerung nur in kostspieligen Behältern erfolgen. Auch eine Weiterverarbeitung zu Kompost oder Brennmaterial scheitert am zu flüssigen Zustand. Daher besteht die Lösung in der Trennung der festen von den flüssigen Bestandteilen.The field of application of the systems for separating and separating Solid / liquid material mixtures are mainly in the range waste management. The most cumulative, too separating substances are sewage sludge and agricultural manure. These can be in the amounts currently due to the too high Environmental pollution is no longer simply due to agricultural Fields are distributed and therefore have to be increasingly large deposited or otherwise processed or disposed of. There these substances usually have a high liquid content sen, storage can only be done in expensive containers. Further processing to compost or fuel fails due to the liquid state. Therefore, the solution is the separation of the solid from the liquid components.

Der Vorteil eines solchen Verfahrens ist, daß neben der einfacheren Lagerung der festen Bestandteile auch deren Volumen wesentlich verringert wird, wobei der abgetrennte Flüssigkeitsanteil leichter an die Umwelt entsorgt werden kann. Eine Kompostierung oder Verbrennung der festen Bestandteile ist dann ebenso möglich.The advantage of such a method is that in addition to the simpler one Storage of the solid components also their volume essential is reduced, the separated liquid portion more easily can be disposed of in the environment. A composting or Combustion of the solid components is then also possible.

Zur Realisierung der angestrebten Trennung von Flüssig- und Festbe­ standteilen gibt es bereits eine Anzahl von Verfahren und Anlagen: Thermische Trocknungsverfahren sind wegen des hohen Energieeinsat­ zes nicht interessant.To achieve the desired separation of liquid and solid be there are already a number of processes and systems: Thermal drying processes are due to the high energy input not interesting.

Mechanische Anlagen sind zu unterteilen in:Mechanical systems can be divided into:

Zentrifugen, DekanterCentrifuges, decanters

Diese trennen die Stoffe durch ihre Gewichtsunterschiede, indem sie mit hohen Drehzahlen hohe Fliehkräfte erzeugen. Sie erfordern im Vergleich zur Durchsatzleistung hohe Anlagen und Betriebskosten.These separate the fabrics by their weight differences by they generate high centrifugal forces at high speeds. You require High systems and operating costs compared to the throughput.

FilterbandpressenFilter belt presses

Hier wird kontinuierlich zwischen zwei umflaufenden Filter- oder Siebbändern das Separiergut eingebracht und durch Presselemente (Walzen oder Platten) geführt. Hohe Anlagekosten bei niedrigem Ent­ wässerungsfaktor, jedoch niedrige Betriebskosten sind die Merkmale.Here is continuously between two rotating filter or Sieving belts introduced the material to be separated and through pressing elements (Rollers or plates). High investment costs with low ent Watering factor, but low operating costs are the characteristics.

Hochdruckpressen in verschiedensten FormenHigh pressure presses in various forms

Nachteile: Hohe Anlagenkosten, meistens kein kontinuierlicher Betrieb, daher niedrige Durchsatzleistung.Disadvantages: High system costs, mostly not a continuous one Operation, therefore low throughput.

Vorteil: hoher Entwässerungsfaktor.Advantage: high drainage factor.

Siebseparatoren (Flächensieb, Trommelsieb)Sieve separators (flat sieve, drum sieve)

Diese gibt es in vielen Ausführungsformen, meistens als Einfachlös­ ung z.B. als flächiges Rüttelsieb mit sehr niedrigem Entwässerungs­ faktor, oder in Trommelsiebbauweise, welche zum Teil mit Schwer­ kraft oder auch mit Fliehkraft arbeiten. - Niedrige Anlagen- und Betriebskosten, niedriger Entwässerungseffekt. These are available in many embodiments, mostly as a single solution e.g. as a flat vibrating screen with very low drainage factor, or in drum sieve construction, some of which are heavy work with force or with centrifugal force. - Low investment and Operating costs, low drainage effect.  

Meine Konstruktion ist in die Kategorie dieser Sieb-Separatoren einzuordnen.My design is in the category of these sieve separators to classify.

Die systemspezifischen Probleme: Der Entwässerungsfaktor ist bei Schwerkraftbetrieb zu niedrig. Beim Einsatz eines Trommelsieb-Separators mit höherer Drehzahl erhöht sich zwar der Entwässerungsfaktor, hat jedoch zur Folge, daß die Feststoffe unter Einwirkung der Fliehkraft auf dessen Siebfläche gepreßt werden. Dieser Effekt behindert den kontinuier­ lichen Weitertransport der entwässerten Feststoffe und erschwert die Reinigung der Siebporen. Die zunehmende Verstopfung der Sieb- und Filterporen ist dabei die nachteilige Folge.The system-specific problems: The drainage factor is too low for gravity operation. When using a drum sieve separator with higher speed the drainage factor increases, but as a result that the solids under the influence of centrifugal force on it Screen surface to be pressed. This effect hinders the continuous further transport of the dewatered solids and difficult the cleaning of the sieve pores. The increasing constipation of the sieve and filter pores is the disadvantageous consequence.

Das Ziel meiner Entwicklungsarbeit ist die Realisierung eines möglichst einfachen mechanischen Siebseparators, welcher unter Zuhilfenahme einer mehr oder weniger hohen Fliehkraft einen opti­ malen Entwässerungsfaktor erreicht, jedoch nicht mit den Problemen der Siebporenverstopfung behaftet ist, und kontinuierlich arbeitet. Dies wird erreicht, wenn die Sieb- und Filterelemente (3) in der Weise gestaltet und angeordnet sind, daß sie innerhalb der Flieh­ kraftwirkrichtung fortlaufend gewendet werden. D.h. daß Vor- und Rückseite der Sieb- und Filterflächen (3) abwechseln mit Fliehkraft belastet werden. Dieser Effekt soll bewirken, daß das Separiergut während des Behandlungsdurchganges möglichst oft von der Sieb­ fläche gelöst, durchmischt und wieder auf diese gepreßt wird und dadurch höchste Entwässerungswirkung sowie eine laufende Reinigung der Siebfläche erreicht wird. Gleichzeitig soll diese Ablösungs­ phase für eine kontinuierliche Förderung des Separiergutes durch die Anlage genutzt werden.The goal of my development work is the realization of the simplest possible mechanical sieve separator, which achieves an optimal drainage factor with the help of a more or less high centrifugal force, but is not affected by the problems of sieve pore blockage, and works continuously. This is achieved when the sieve and filter elements ( 3 ) are designed and arranged in such a way that they are continuously turned within the centrifugal force direction. That means that the front and back of the sieve and filter surfaces ( 3 ) are alternately loaded with centrifugal force. This effect is intended to ensure that the material to be separated is loosened from the sieve surface as often as possible during the course of the treatment, mixed and pressed again, thereby achieving the highest dewatering effect and ongoing cleaning of the sieve surface. At the same time, this detachment phase should be used for the continuous conveyance of the material to be separated through the system.

Technische Lösungen für diese Verfahrensweise sind mehrere möglich:
Wichtig ist für alle Konstruktionen, daß die Sieb- oder Filter­ elemente (3) rotationssymetrisch um eine zentrale Drehachse (1) angeordnet sind, damit die gesamte Einheit zur Erzeugung einer angemessenen Fliehkraft in Drehbewegung versetzt werden kann. Als Siebelemente (3) können um diese Zentralachse (1) z.B. angeordnet werden:
Mehrere zylinderförmige Siebkörper (3), deren Mittelachsen (2) nahe­ zu parallel zur Zentralachse (1) verlaufen. Fig. 1-5. Der Antrieb dieser Einheit erfolgt in der Weise, daß sich diese Zylindersiebe (3) während einer Rotation um die Zentralachse (1) auch um ihre eigene Achse (2) drehen.There are several possible technical solutions for this procedure:
It is important for all constructions that the sieve or filter elements ( 3 ) are arranged rotationally symmetrically about a central axis of rotation ( 1 ) so that the entire unit can be set in rotation to generate an appropriate centrifugal force. The following sieve elements ( 3 ) can be arranged around this central axis ( 1 ):
Several cylindrical sieve bodies ( 3 ), the central axes ( 2 ) of which run almost parallel to the central axis ( 1 ). Fig. 1-5. The drive of the unit is carried out in such a way that these cylinders sieves (3) also rotate about its own axis (2) during a rotation about the central axis (1).

Das Separiergut wird dabei mittels einer sich mitdrehenden Ver­ teilervorrichtung (5) an einer Stirnseite ins Innere der Zylinder­ siebe (3) zugeführt. Durch die Fliehkraft wird das Gut nach außen an die Innenfläche der Siebzylinder (3) gepreßt und dadurch entwäs­ sert. Aufgrund der Drehung der Zylindersiebe (3) um ihre eigene Achse (2) werden die verbleibenden Feststoffe entgegen der Fliehkraft­ wirkung in Richtung Zentralachse (1) befördert, bis sie sich auf­ grund der Fliehkraftwirkung von der Siebfläche (3) lösen und wieder nach außen geschleudert werden. Währenddessen lenken Leitbleche (4) das Separiergut radial und axial ab, damit eine größtmögliche Aus­ nützung der Siebfläche und ein kontinuierlicher axialer Durchsatz des Separiergutes gewährleistet ist. Eine Ausstattung der Sieb­ zylinder (3) mit Wölbungen nach Fig. 5 bringt eine größere Sieb­ fläche und eine bessere Ausnützung dieser auch ohne Leitbleche (4) mit sich. Dabei kann die Axialförderung durch ein Schrägstellen der Zylinderachsen (2) nach Fig. 2 erreicht werden. The material to be separated is fed by means of a rotating distributor device ( 5 ) at one end into the inside of the cylinder sieves ( 3 ). Due to the centrifugal force, the material is pressed outwards against the inner surface of the screen cylinder ( 3 ) and thereby drains. Due to the rotation of the cylinder sieves ( 3 ) around their own axis ( 2 ), the remaining solids are transported against the centrifugal force in the direction of the central axis ( 1 ) until they detach from the sieve surface ( 3 ) due to the centrifugal force and are flung out again will. In the meantime, guide plates ( 4 ) deflect the material to be separated radially and axially, so that the greatest possible utilization of the screen surface and a continuous axial throughput of the material to be separated is ensured. Equipping the sieve cylinder ( 3 ) with curvatures according to Fig. 5 brings a larger sieve area and better utilization of this without baffles ( 4 ). The axial conveyance can be achieved by tilting the cylinder axes ( 2 ) according to FIG. 2.

Alternativ könnten Filterbandsegmente (3) laut Fig. 6 um die Zentralachse (1) angeordnet werden, welche ebenfalls angetrieben werden müssen, während sie sich um die Zentralachse (1) drehen. An den Übergabestellen zwischen den Segmenten können Elemente zur Axialförderung vorgesehen werden.Alternatively, filter belt segments ( 3 ) according to FIG. 6 could be arranged around the central axis ( 1 ), which also have to be driven while they are rotating about the central axis ( 1 ). Elements for axial conveyance can be provided at the transfer points between the segments.

Abgesehen von weiteren Lösungsmöglichkeiten ist es vorteilhaft, immer mehrere gleiche Filterelemente (3) um die Zentralachse (1) anzuordnen, um Unwucht zu vermeiden. Wegen der besseren Separier­ gutzuführung und Durchsatzsteuerung dürfte eine senkrecht stehende Zentraldrehachse (1) und die Zuführung von unten von Vorteil sein, kann jedoch auch umgekehrt oder in waagrechter Lage angeordnet werden.Apart from other possible solutions, it is advantageous to always arrange several identical filter elements ( 3 ) around the central axis ( 1 ) in order to avoid unbalance. Because of the better separation of the feed and throughput control, a vertical central axis of rotation ( 1 ) and the feed from below should be advantageous, but can also be arranged the other way round or in a horizontal position.

Dieses Verfahren mit den beschriebenen Lösungen läßt beste Ergebnisse erwarten:This method with the solutions described leaves the best Expect results:

  • - durch die intensive Umwälzung, Durchmischung und mehrmaliges Auftragen des Separiergutes auf die Siebfläche unter Fliehkrafteinwirkung ergibt sich ein hoher Entwässerungsfaktor bei verhältnismäßig niedrigem Energieeinsatz,- through intensive circulation, mixing and repeated Apply the material to be separated to the screen surface below Centrifugal force results in a high drainage factor with relatively low energy consumption,
  • - hohe Durchsatzleistung im Vergleich zur Anlagengröße- high throughput compared to the size of the system
  • - aufgrund der kontinuierlichen Reinigung der Siebelemente mittels der Fliehkraft können diese sehr feinporig ausgeführt sein.- due to the continuous cleaning of the screen elements by means of centrifugal force, these can be very fine-pored.
  • - Die Anlagen sind kompakt und kostengünstig herzustellen.- The systems are compact and inexpensive to manufacture.

Claims (4)

Schutzansprüche werden gestellt:Protection claims are made: 1. Auf ein Verfahren und eine Anlage zum Separieren von Fest/Flüssigstoffen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Separiervorgang mittels Sieb- oder Filterelementen (3) erfolgt, welche aufgrund ihrer besonderen Gestaltung und Anordnung innerhalb einer durch Drehbewegung erzeugten Fliehkraftwirkricht­ ung kontinuierlich gewendet werden, wodurch deren Vor- und Rückseite abwechselnd mit Fliehkraft beaufschlagt werden und somit eine fortlaufende Be- und Entladung der Siebelemente (3) mit Separiergut gewährleistet ist,
daß die Siebelemente (3) rotationssymetrisch um eine zentrale Drehachse (1) angeordnet sind, welche mit einer eine Fliehkraft erzeugenden Drehzahl angetrieben wird, wobei gleichzeitig ein, der kontinuierlichen Umwälzung und Förderung des Separiergutes dienender, Antrieb der Siebelemente (3) selbst erfolgt.1. On a method and a plant for separating solid / liquid substances, characterized in that
that the separation process is carried out by means of sieve or filter elements ( 3 ) which, due to their special design and arrangement, are continuously turned within a centrifugal action direction generated by rotary motion, whereby their front and rear sides are alternately subjected to centrifugal force and thus a continuous loading and unloading the sieve elements ( 3 ) are guaranteed with material to be separated,
that the sieve elements ( 3 ) are arranged rotationally symmetrically about a central axis of rotation ( 1 ), which is driven at a rotational speed generating a centrifugal force, while at the same time a drive of the sieve elements ( 3 ) itself which serves the continuous circulation and conveying of the material to be separated takes place. 2. Auf das Verfahren und die Anlage zum Separieren von Fest/Flüssigstoffen nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet,
daß die Siebelemente (3) z.B. zylinderförmig ausgeführt sind wobei durch eine Profilierung der Siebfläche nach Fig. 5 diese selbst, sowie deren wirksamer Umfang vergrößert wird,
daß die Drehachsen (2) dieser Zylindersiebe (3) parallel zur Zentralachse (1) angeordnet sind, wobei die kontinuierliche Förder­ ung des Separiergutes durch radial und axial ablenkende Leitbleche (4) innerhalb der Zylindersiebe (3) gewährleistet wird,
daß alternativ die kontinuierliche Förderung des Separiergutes durch eine schräge Anordnung der Zylindersiebachsen (2) Fig. 2 im Vehältniss zur Zentralachse (1) erreicht wird,
daß die zentrale Drehachse (1) vorzugsweise senkrecht angeordnet ist, wobei die Zuführung des Separiergutes in den Innenraum der Zylindersiebe (3) am besten von unten mittels eines sich mitdrehen­ den Verteilerelementes (5) erfolgen sollte.2. On the method and the plant for separating solid / liquid substances according to claim (1), characterized in that
that the sieve elements ( 3 ) are, for example, cylindrical in shape, the profiling of the sieve surface according to FIG. 5 enlarging it itself and its effective scope,
that the axes of rotation ( 2 ) of these cylinder screens ( 3 ) are arranged parallel to the central axis ( 1 ), the continuous conveying of the material to be separated being ensured by radially and axially deflecting guide plates ( 4 ) within the cylinder screens ( 3 ),
that alternatively the continuous conveyance of the material to be separated is achieved by an oblique arrangement of the cylinder sieve axes ( 2 ) Fig. 2 in relation to the central axis ( 1 ),
that the central axis of rotation ( 1 ) is preferably arranged vertically, the feed of the material to be separated into the interior of the cylinder sieves ( 3 ) should best take place from below by means of a distributor element ( 5 ) which also rotates. 3. Auf das Verfahren und die Anlage zum Separieren von Fest/Flüssigstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebelemente (3) z.B. auch in Form von Filterbandsegmenten nach Fig. 6 ausgeführt sein können, welche rotationssymetrisch um die zentrale Drehachse (1) angeordnet sind.3. On the method and the system for separating solid / liquid materials according to claim 1, characterized in that the screen elements ( 3 ) can also be designed, for example, in the form of filter belt segments according to FIG. 6, which are rotationally symmetrical about the central axis of rotation ( 1 ) are arranged.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013000002A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Pantreon Gmbh Device for filtering liquids

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013000002A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Pantreon Gmbh Device for filtering liquids

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