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Vorrichtung zum Trennen von Gemischen aus festen und flüssigen Bestandteilen,
insbesondere von Zuckerkristallen und Mutterlauge. Es sind bereits Vorrichtungen
zum Trennen von Gemischen aus festen und flüssigen Bestandteilen bekannt, bei welchen
däs Gemisch in u-nunterbrochenem Strom in einer Reihe von konzentrischen Zentrifugaltromeln
steigenden Zentrifugalkräften unterworfen wird. Diese Trommeln sind hierbei entweder
als eine abgesetzt sich nach aufwärts oder nach abwärts erweiternde Einheit ausgestaltet,
so daß das in die Mitte eingeführte Gemisch einen ununterbrochenen Lauf nimmt, oder
das Gemisch wird durch mechanische Förderungsorgane von einer Trommel zu der nächsten
verschoben, wobei die Lage der Gemischbestandteile zueinander bzw. zum Umfange der
Trommel nur wenig geändert wird.
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Der Hauptzweck der v orliegeMen Erfindung besteht darin, das Gemisch,
und zwar insbesondere ein Gemisch von Zuckerkristallen und Mutterlaugen, von der
einen Trommel in die nächstfolgenden derart zu verbringen, daß die Lage der Gemiiischbestandteile
zueinander durchgreifend geändert wird, um die nächstfolgende Trennung unter der
Wirkung der Zentrifugalkraft zu erleichtern. Zu diesem Zwacke sind, die Zentmifugaltrommeln
in bekannter Weise übereinander angeordnet, jedoch besitzen sie einen stufenweise
zunehmenden Durchmesser, so daß das sich über den Rand jeder Trommel unter der Wirkung
der Zentrifugalkraft ergießende Gemisc'h infolge der Schwerkraft zu der nächst unteren
Trommel im Freifall gelangen kann. Bei diesem Freifall und Aufprallen auf die Wandung
bzw. den Bodenteil der nächstunteren Trommel werden die Bestandteile des Gemisches
iu-. andere Lage gebracht als wie sie die nächstobere Trommel verlassen haben. Infolgedessen
wird das nachfolgende Trennen gier Gemischbestandteile wesentlich erleichtert. llit
Vorteil sind zwischen den einzelnen Trommeln noch Trennwände, die vorzugsweise geneigt
verlaufen, angeordnet, welche das Gemisch zu dem Bodenteil der jeweilig unteren
Trommel leiten, wobei die flüssigeren Lagen, welche in der jeweilig oberen Trommel
die inneren waren, schneller als die festeren Lagen, welche die äußeren waren und
der Trommelwand am nächsten lagen, über den Rand der Trommel überfließen und auf
die Trennwand gelangen können, so daß sie eher als die festeren nachfolgenden zu
der nächsten Trommel gelangen und nunmehr zu der Trommelwand am nächsten kommen
und stärkerer Zentrifugalwirkung ausgesetzt werden können.
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Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform
der Vorrichtung: Abb. r ist ein lotrechter Achsialsch@nitt. Abb. z ist ein wagerechter
Schnitt durch den ersten bzw. obersten Trennungsbehälter der Reihe.
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Abb.3 ist ein ebensolcher Schnitt durch den letzten bzw. untersten
Trennungsbehälter der Reihe. .
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Die Vorrichtung setzt sich aus einer Reihe von Zentri,fugaltrommeln,
welche übereinander koachsial angeordnet sind. Die Anzahl der Tromrneln hängt von
der zur vollständlige-n Trennung notwendigen Anzahl der Arbeitsstufen ab. Beim dla@ngestellten
Beispiel sind vier Trommeln ä, 6, 7 und 8 vorgesehen. Die -1#eitemvandu.ng der obersten
Trommel ist lotrecht angeordnet, während die Seitenwandungen der übrigen Trommeln
geneigt verlaufen. Jede Trommel besitzt einen
durchgehenden Bodenteil
9 und eine gelochte Seitenwandung io. Der Bodenteil einer jeden Trommel geht in
eine Nabe i i über, deren unterer Teil auf einem leicht verjüngt ausgebildeten Teil
12 einer lotrechten Welle 13 befestigt ;Ist, welch letztere dreh einen Elektromotor
15 angetrieben wird. Die Welle 13 ist beispielsweise durch eine nachgiebige Kupplung
mit dem Motor verbunden, so daß die Trommeln eine Selbstausgleichung besitzen. Durch
.die Verjüngung des Teiles 12 der Antriebswelle werden die Trommeln daran gehindert
infolge der Zentri@fugalwirku.n.g hoch zu steigen. Die Befestigung der Nabe i i
an der Antriebswelle erfolgt durch die Schraubeninutter 16.
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Der innere Umfang der gelöcherten Wandung einer jeden Trommel ist
mit einem offenenDrahtgewebe 17 bekleidet. Unterhalb einer jeden Trommel ist eine
Aufnahmeschüssel i9 für die aus der Trommel ausgeschleuderte Flüssigkeit vorgesehen.
Die unterste Schüssel 2o dient zur Aufnahme der sämtlichen flüssigen Bestandteile
aus den über ihr angeordneten Schüsseln und besitzt das Abflußrohr 21, mittels dessen
die Flüssigkeit aus der Vorrichtung abgeleitet wird. Die Bodenteile der drei oberen
Schüsseln sind mit einer mittleren Durchflußöffnung 22 versehen, welche durch einen
abwärts verlaufenden Flansch gebildet ist. Dieser Flansch findet Aufnahme in den
entsprechenden abwärts verlaufenden Flansch?-3, welcher sich von dem Bodenteil der
Trommeln 6, 7, 8 erstreckt, und zwar derart, daß die Flüssigkeit von einer Schüssel
zu der nächstfolgenden unteren durch den mit Durchgängen 24 ausgestatteten mittleren
Teil der Trommeln -6, 7, 8 hindurchgehen kann.
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Eine ringförmige A,b@diichtung 25 aus Gummi ist an .dem oberen Ende
eines jeden Flansches 23 angeordnet und umgibt den abwärts verlaufenden Flansch
einer jeden Schüssel i9. Der Rand: einer jeden die Flüssigkeit aufnehmenden Schüssel
i9 ist mit einem (bei der obersten Schüssel zylinderförmigen) Abdichtungsring 27
aus Gummi versehen, welcher in eine durch den gekrümmten oberen Rand; einer jeden
Trommel gebildeten Ausnehmung ragt, wodur dh die aus .der Trommel diurch deren Lochungen
ausgeschleu.,derte Flüssigkeit ge-
hindert wird, in die nachfolgende Trommel
einzudringen.
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Die TTOmmelri werden in eine nasche Drehung versetzt, während die
Schüsseln i9 dadurch ortsfest sind-, daß sie an diem Gehäuse 28 mit Distanzstücken
29 befestigt sind. Das Gehäuse wird durch zwei j-Eisen 30 gestützt.
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Das zu trennende Gemisch wird in den trichterförmigen Teil
32 des Gehäuses durch die Rinne 33 eingeführt. Aus dem trichterförmigen Teil
32 gelangt das Gemisch zu dem unteren-Teil .der oberen Trommel 5 durch einen ringförmigen
Kanal, welcher außen durch den oberen Teil des Gehäuses und innen durch das die
Welle 13 umgebende Rohr 34 begrenzt ist. Die Weite dieses Kanals bildet ein regelbares
Mittel, um die Menge des zugeführten Gemisches nach Belieben zu ändern.
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Das Gemisch fällt aus dem Kanal auf den Bodenteil der obersten Trommel
5. und wird durch die Zentrifugalkraft gegen die lotrechte Wandung d fieser Trommel
gepreßt, wobei es an dieser lotrechten Wandung infolge seiner Dünnflüssigkeit emporklimmt
und über den oberen Rand hinaus abfließt, an dem lcei.n Hin-(lernis" -,vne bei dien
üblichen Zentrifugaltrommeln, vorgesehen ist. Der überfließende Strom kann auf diese
Weise in die nächstuntere Zen -trifugaltrommel gelangen, wobei er zunächst ,gegen
die innere Wandung des Gehäuses 28 durch die Zentrifugalkraft geschleudert wird.
Damit das Gemiisch nicht auf die SeitenVandung der nächstenTrom.mel, sondern auf
deren Bodenteil fällt, ist das"Gehäuse mit einer Reihe von ringförmigen Ausnehmungen
35 ausgestattet, welche in der Nähe dex oberen Ränder der Trommeln verlaufen. Zwischen
je zwei benachbarten Ausnehmungen ist ein sich abwärts erstreckender Flansch oder
eine Trennungsivand' 36 vorgesehen, tvelche als Führungslenkplatte wirkt und, genügend
weit gegen den Boden der betreffenden Trommel geführt ist, daß das Gemisch den Bodenteil
bestreichen ruß, bevor es durch die Zentrifugalkraft auf die Seitenwandlung der
Trommel gelangt.
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Während des Emporkl.immens an der Seitenwandking der obersten Trommel
5 wird eine beträchtliche Menge der flüssigen Bestandteile .durch die Lochungen
der Trommel ausgeschleudert und in die zugehörige Schüssel io entleert. Die lotrechte
Anordnung der Seitenwandung der obersten Trommel em'pfie'hlt sich, weil das Gemisch
beim Durchgang dlurch, die Trommel sich noch in ziemlich dünnflüssigem Zustande
befindet.
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Während ides Überganges des Gemisches aus dien obersten Trommel 5
in die nächstuntere Trommel 6 wird ,durch das Auftreffen auf die Ausnehmung en 35
und die Trennungswände 36 ein Durcheinanderrühren diel Bestandteile bewerkstelligt.
Dieses Durcheinanderrühren wird durch Herabfließen des Gemisches von der Trennungswand
36 auf den Bodenteia der Trommel 6 vervollständigt, indem die einzelnen Bestandteile
je nach ihrer Schwere mit untenschiedliichen Geschwindigkeiten auf die Seitenwand
der Trommel geschleudert werden. Der
Durchmesser der Trommel 6 ist
größer als derjenige der Trommel 5, so daß die Zentrifugalkraft, welche das Trennen
der Bestandteile bewirkt, beim Durchgang des Gemisches durch die Trommel 6 größer
ist als diejenige der Trommel 5. Die Geschwindiigkeit mit welcher das Gemisch in
der Tromcnel6 an der Seitenwandung emporklimmt, ist infolge seiner geringen Dünnflüssigkeit
stark vermindert. Um das Emporsteigen des Gemisches an der Seitenwandung der Trominel
6 zu erleichtern, ist diese Seitemvandun' nach außen geneigt ausgebildet. Behn Vorbeistreichen
an der Seitenwandung der Tromxnel6 werden die festen Bestandteile des Gemisches
von weiteren flüssigen Bestandteilen weiter getrennt, wobei die Trennung des weniger
flüssig gewordenen Gemisches durch die stärkere Zentrifugalkraft ermöglicht wird.
Der durch die Lochungen der Seitenwandung der Trommel 6 abfließende Teil des Ablaufes
wird in der zugehörigen Schüssel i9 aufgefangen.
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Die von einem weiteren Teil des Ablaufes befreiten "Zuckerkristalle
wandern über den Rand der Trommel 6 in der obenbeschriebenen Weise nach dem Bodenteil
:der nächstunteren Trommel 7, wo sie wiederum der Wirkung der Zentrifugalkraft ausgesetzt
sind. Da die Trommel 7 einen größeren Durchmesser als die Trommel 6 besitzt, so
wird hier eine größere Zentrifugalkraft entwickelt; die Neigung der Seitenwandung
der Trommel 7 gegen die Wagerechte ist bei der Trommel 7 größer als bei der Trommel
6, wodurch das Hinaufklimmen des bereits trocken gewordenen Gemisches erleichtert
wird. Beim Durchgang des Gemisches durch die Trommel 7 wird es von den Resten der
flüssigen noch anhaftenden Bestandteile befreit, so d'aß in vielen Fällen ein weiteres
Zentrifugieren nicht mehr notwendig ist. In der dargestellten Vorrichtung ist indes
noch eine weitere Trommel 8 eingezeichnet, welche einen größeren Durchmesser als
die Trommel 7 besitzt, so da,ß etwa noch vorhandene flüssige Bestandteile einer
noch größeren Zentrifugalwirkung ausgesetzt und durch die Lochungen der Seitenwandung
ausgeschleudert werden. Das Gentisch wandert aus der Trommel 8 in den Entleerungstrichter
38, welcher an dem Unterteil des Gehäuses 28 befestigt ist. Aus dem Trichter 38
gelangen die Zuckerkristalle zur weiteren Behandlung.
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Die flüssigen Bestandteile des Gemisches gelangen in die unterste
Schüssel 2o nicht nur infolge der Schwerkraft allein, sondern werden aus dien oberen
Schüsseln in die unterste ebenfalls Zentrifugalkräften unterworfen, und zwar in
folgender Weise. Die mittleren Teile der Trommeln 6, 7, 8, in welchen die Öffnungen
2:I angeordnet sind, sind kegelförmig init dem Scheitel abwärts gerichtet ausgebildet.
Fließt nun die Fliissi.-heit aus der Schüssel auf den genannten kegelförmigen Mittelteil
der unmittelbar darunt-ibefindlichen Trommel herab, so ist die (ler "Trommel innewohnende
Zentrifugalkraft bestrebt, die Flüssigkeit seitwärts in einer annähernd wagerechten
Ebene zu schleudern. Infolgedessen wird die Flüssigkeit durch die genannten Öffnungen
2I nach außen beft;r-(lert, bevor sie dazu kommt, auf die Innenfläche der Flansche
25 hinaufzuklimmen. l in Maße, wie das Volumen der Flüssigkeit durch den Zufluß
aus den unteren Schüsseln verstärkt wird, vergrößern sich auch die Öffnungen 2-.
allmählich, wie aus den Abb. 2 und 3 ersichtlich.
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Uni die mittleren Teile der Trommeln zii verstärken, sind sie an ihren
unteren Flächen durch Rippen 39 (Abb. 2 und 3) verstärkt. Die Rippen an den Trommeln
6, 7 erstrecken sich nach außen in geraden Linien (Abb. 2), während die Rippen an
der untersten Trommel (Abb. 3) gekrümmt sind. Sobald die Flüssigkeit durch die Öffnungen
2.4 der untersten Trommel 8 hinausgeschleudert wird, wird sie von den Rippen 39
dieser Trommel aufgefangen und nach außen gegen die Seiten der Schüssel 2o geschleudert.
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Es kommt unter Umständen vor, daß Teile des aus den Trommeln über
deren Ränder ausgeworfenen Gemisches an den Seitenwandungen des Gehäuses haften
bleiben, wodurch sie den Übergang des Gemisches aus der einen Trommel in die nächstfolgende
stören. Um, dies zu verhindern, ist eine Rohrwindung 4.o (Abb. i) oberhalb einer
Jeden Trominel angeordnet, welche Rohrwindung an ihrem unteren Teil m,it Lochungen
versehen ist. Die Rohrwindungen der einzelnen Trommeln sind untereinander durch
die Röhren :fr. 42, 43 verbunden, in welche Preßluft, Wasser oder Dampf geleitet
werden kann. In einigen Fällen wird Preßluft allein durch die Rohrwindungen geleitet,
und die Geschwindigkeit, mit welcher das Gemisch von der einen Trommel zu der nächstfolgenden
gefördert wird, wird zum Teil von der Druckhöhe des gegen die Trennungswände 36
gerichteten Luftstromes abhängig sein. Die abwärts gerichteten Strahlen der Preßluft
dienen nicht nur dazu, das Gemisch auf dien Trennungswänden abwärts zu treiben,
sondern verhindern auch, daß sich das der Zentrifugalkraft unterworfene Gemisch
an den Trennungswänden oberhalb der Ränder der Trommel ansetzt. Dadurch wird der
ununterbrochene Strom .des Gemisches von der einen Trommel zu der nächstunteren
erleichtert. Unter gewissen Umständen kann die Preß-
Luft nur in
eine oder mehrere der Rohrwindungen eingeführt werden, während die anderen Rohrwindungen
Dampf oder Wasser erhalten. Beispielsweise können die zwei obersten Rohrwindungen
mit Preßluft gespeist werden, um die Trennung des Gemisches zu erleichtern, während
die dritte Rohrwindung dazu verwendet wird, um mittels Dampf oder Wasser das Gemisch,
welches bereits praktisch trocken ist, auszulaugen bzw. zu decken, wonach aus der
untersten Rohrwindung wieder Preßluft auf das Gemisch gerichtet wird, um es wieder
zu trocknen.
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Aus denn Obigen ergibt sich, daß das Gernisch in (der obersten Trommel
einer verhältnismäßig geringen trennenden Kraft unterworfen ist, so da.B das Durcheinanderrühren
der noch verbliebenen festen und flüssigen Bbstandteile vor dem Einbrie in die nächstfolgende
Trommel ahne Schwierigkeit erfolgen kann, weil dhs Gemisch noch locker ist. Die
auf das dürchgeführte Gemisch nunmehr einwirkende trennende Kraft wird bereits in
der zweiten Trommel wesentlich größer. Die beiden Arbeitsstufen, nämlich -das Trennen
cttr flüssigen von den fester. Bestandteilen und dlas Duroheinanderrühren des Rückstandes
werden aufeinianiderfolgend mit allmählich wachsender Energie -durchgeführt, und
zwar derart, daß im Maße, wie das Gemisch weniger dünnflüssig wird, auch das Durrheianderrühren
infolge .dier gestiegenen Zentrifugalkraft ebenfalls energischer wind. Auf diese
Weise und` da der Strom des Gemisches verhältnismäßig dünn ist, werden sämtliche
Teile des Gemisches einer durchgreifenden Wirkung unterworfen.
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Die Trennungsarbeit kann auf diese Weise so ununterbrochen und selbsttätig
bewirkt werden, indem weder die Füllung der Vorrichtung mit dem Gemisch noch das
Entleeren der getrennten Bestandteile durch den Arbeiter berücksichtigt zu werden
braucht. Bei konstanter Geschwindigkeit der Antriebswelle besitzt der Strom des
Gemisches, welcher der ersten Trommel zugeleitet wird, ein konstantes Volumen und
konstante Geschwindigkeit. In gleicher Weise ist dieser Strom, .dessen Volumen allmählich
abnimmt, in jeder Trommel konstant, indem die aus jeder Trommel ausgeschleudert:en
Teile sofort durch die nachströmenden in demselben Maße ersetzt werrlen. Dabei werden
in jeder einzelnen Arbeitsstufe lediglich die vorhandenen geringen Anteile des Gemisches
der Behan:llung unterworfen.