DE4583C - Hydraulische Prefsvorrichtung zum Schliefsen und Oeffnen von Filterpressen - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

1878.

WOLDEMAR GREINER in BERNBURG. Hydraulische Prersvorrichtung zum Schliersen und Oeffnen von Filterpressen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1878 ab.

Die Ansprüche, welche an Einrichtungen zur Bedienung der Filterpressen gestellt werden müssen, gehen aus den störenden Eigenschaften des bisher benutzten Pumpwerks und seiner Einrichtungen klar hervor. Es mufs nämlich

1. das Schliefsen der Presse, d. h. also das Zusammenschieben der Rahmen (und natürlich ebenso auch das Oeffnen der Presse, d. i. das Abziehen des Schlufsrahmens von der übrigen Rahmenreihe) darf nicht von derselben Pumpe, die das Geschlossenhalten bewirkt, ausgeführt werden. Das Schliefsen (und Oeffnen) erheischt einen grofsen Weg des Prefsstempels, also relativ viel Wasser und nur geringen Druck, während das Geschlossenhalten gar keinen Weg des Prefsstempels erheischt, wohl aber grofsen Druck und relativ wenig Wasser, nämlich eben nur so viel, als durch die unvermeidlichen undichten Stellen allmälig entweicht. Es mufs demnach das Schliefsen von einer Pumpe geschehen, die nur wenig mehr Druck auszuüben vermag, als hierzu nöthig ist, während für das Geschlossenhalten eine Pumpe .eintreten mufs, die den nöthigen Druck von etwa 140 kg pro qcm erzeugen kann, damit dem eingeprefsten Brei der nöthige Widerstand entgegengesetzt wird.

2. Zur Vermeidung der im vorliegenden Fall ihren Zweck zu spät bezw. gar nicht erfüllenden Auslösungs- und Sicherheitsvorrichtungen als besondere Constructionstheile müssen die Pumpen nur die für ihren betreffenden Zweck erforderliche Maximalspannung im Wasser zu erzeugen im Stande sein.

, Es erhält deshalb jede dieser Pumpen ihren eigenen directen Dampfantrieb. Der Durchmesser des Dampfcylmders wird deshalb, um genannte Maximalspannung im Wasser einerseits zu erreichen, andererseits nicht wesentlich überschreiten zu können, der jedesmaligen normalen Dampfspannnung der betreffenden Zuckerfabrik angemessen berechnet.

3. Die Pumpen und deren Antriebsvorrichtungen müssen möglichst kleine und wenige träge Massen erhalten, um nur den Dampfdruck als Mafs der Leistung zur Geltung zu bringen.

4. Die Pumpen dürfen eine gewisse Geschwindigkeit nicht überschreiten.

5. Die Hochdruckpumpe, von der für jede Presse eine vorhanden sein mufs, mufs eine Bremse erhalten, welche ihr den nöthigen Widerstand gegen zu schnelle Bewegung bietet, falls sie irgend einmal in Thätigkeit gesetzt worden sein sollte, bevor der Schlufs durch die Niederdruckpumpe ganz erreicht war, oder falls sie gar aus Mifsverständnifs zu den Functionen der ersten Pumpe statt dieser angestellt worden wäre.

Die Hochdruckpumpe mufs während des Zuhaltens der Presse jedes durch undichte Stellen entweichende Wasser nicht stofsweise, sondern ruhig continuirlich bei gleichbleibendem Druck und gleichen Druck erhaltend ersetzen.

Die Construction der Pumpen.
Wie bereits oben erläutert, sind für die beiden oben erwähnten, durch Pumpen zu verrichtenden Thätigkeiten, nämlich

1. das Oeffnen und Schliefsen der Presse, und

2. das Zuhalten der Presse unter Druck
bei dem vorliegenden System der Filterpressenbedienung auch zweierlei getrennte Pumpen angewendet, nämlich für den unter I. genannten Zweck eine Niederdruckpumpe und für den. unter II. genannten eine Hochdruckpumpe.

I. Die Niederdruckpumpe ist eine doppelt wirkende Pumpe mit directem Antrieb durch einen Dampf kolben, ohne Schwungrad, überhaupt mit möglichst kleinen, tragen Massen, um nur den Dampfdruck als Mafs der Leistung zur Geltung zu bringen.

Da die Pumpe auch aus jeder Stellung heraus zu arbeiten beginnen bezw. überhaupt arbeiten mufs, sobald dem von ihr geprefsten Wasser durch die Absperrung der Weg geöffnet wird, so mufs sie eine besondere Steuerung erhalten, die diesen Bedingungen entspricht.

Da die Steuerung der Hochdruckpumpe denselben Bedingungen entsprechen mufs, so können beide gleiche Steuerungsvorrichtungen erhalten, welche weiter unten beschrieben sind.

II. Die Hochdruckpumpe i^Fig. 12 und 13, ist eine gewöhnliche Druckpumpe, wie sie zu gleichen Zwecken schon lange angewendet wird. Sie ist im vorliegenden Falle auf einer verticalen Grundplatte (Wandplatte) G befestigt und hat wegen des sehr langsamen Ganges der Pumpe während der Druckperiode zwei Saugventile. Die Ventilsitze der Pumpe sind alle zum Heraus-

nehmen eingerichtet, damit ein etwaiger Schaden an denselben durch Reservetheile leicht beseitigt werden kann.

Die Wandplatte G trägt gleichzeitig noch die Wasserbremse W und den Antriebscylinder D₁ so dafs die Axen dieser drei Theile in einer geraden Linie liegen.

Der Antriebscylinder D ist ein gewöhnlicher Dampfcylinder, dessen Dampfeingang bei E und Ausgang bei A wie bei jeder Dampfmaschine angeordnet ist. Auch sein Kolben d, dessen hohle Stange d^l die Stopfbüchse d² durchdringt, sowie der Schieber mit der Schieberstange ί und Stopfbüchse s² zeigen keine besonderen Neuerungen. Dagegen ist die Steuerung des Schiebers von den bisher angewendeten verschieden.

Die in der hohlen Kolbenstange d^l festgeschraubte Stange k, welche den Kolbendruck weiter überträgt, bewegt durch den mit Zapfen versehenen Stellring q und Gestänge q' den Arm h, so dafs sich dieser in seinen äufsersten Stellungen befindet, wenn der Dampfkolben seinen Hub unten oder oben vollendet hat. Der mit h gekuppelte Arm h' schwingt zwischen den Backen w²w² und durchdringt eine Federhülse /, welche, aufsen prismatisch gestaltet, ihre Führung ebenfalls zwischen den Backen ze/² ze»² findet. Innerhalb der Federhülse / befindet sich nun eine Stange χ χ, welche von dem schwingenden Arm h hin- und hergeschoben wird und zwei Paar Scheiben trägt. Zwischen jedem Paar Scheiben liegt eine Spiralfeder (Bufferfeder) eingeklemmt, welche bei der schwingenden Bewegung des Armes h^l bald nach der einen, bald nach der anderen Seite durch die Scheiben an der Stange χ zusammengedrückt werden. Schwingt nämlich der Arm Aⁱ nach oben und hebt die Stange χ χ, so legen sich die beiden obersten Scheiben gegen die Hülse nach der Schieberstange s' zu an, sie tritt aus der Scheibe heraus und spannt die Feder, während bei der Bewegung nach der anderen Seite die beiden unteren Scheiben Widerstand innerhalb der Hülse / finden, die Stange nach unten heraustritt und die Feder spannt.

Sobald diese Federspannung die Reibung des Schiebers und die Schwere des Gestänges zu überwältigen stark genug ist, würde die Federhülse f mit den daran gekuppelten Stangen s^l und s und dem Schieber letzteren bewegen und den Dampfwechsel bewirken, wenn nicht die eine Klinke η den Rahmen z, welcher mit der Federhülse f verbunden ist, festhielte. Diese Klinke wird aber durch das Ende des schwingenden Armes h' erst dann ausgelöst, wenn der Dampfkolben einen bestimmten Hub zurückgelegt hat, und der Ort für die frühere oder spätere Auslösung der Klinke η durch das Ende des schwingenden Armes /ι¹ kann regulirt werden durch Verschieben der Zunge η ⁱ in der Sperrklinke η vermittelst der mit ihr verbundenen Halsschraube, so dafs dadurch der Moment der Umsteuerung ganz in das Belieben des Maschinisten gestellt ist.

Nachdem die Auslösung der Klinke η durch den Arm A¹ geschehen, wird der Schieber durch die in der Federhülse f gespannte Feder plötzlich in die entgegengesetzte Stellung geschnellt, welche durch Anschlagen der Federhülse f an die unteren Scheiben auf der Stange χ χ begrenzt ist, und zugleich fällt die andere Klinke n, durch die hinter beiden liegende Feder angedrückt, in den Rahmen ζ ein, hält ihn und mit ihr die ganze Federhülse / und den Schieber in der entgegengesetzten Stellung fest, bis die Bewegung des Dampfkolbens auch auf dieser Seite das Spiel vollendet hat.

Die Steuerung hat also keine sog. Mittelstellung des Dampfschiebers, somit ist auch die Bedingung erfüllt, dafs die Pumpe ihr Spiel beginnt, wenn Dampf dem Cylinder zugeführt und dem Wasser der Pumpe der Weg. freigegeben wird.

III. Die Wasserbremse W ist ein einfacher Cylinder, in welchem der Kolben w\ ohne dicht zu schliefsen, von der Kolbenstange k hin- und hergeführt wird. Die Gröfse des Zwischenraumes zwischen Kolben und Cylinder mufs natürlich je nach dem nöthigen Widerstand sich richten und durch die Praxis bestimmt werden. Seitlich an dem Cylinder ist ein trichterförmig mündendes Knie zum Anfüllen angebracht, dessen Deckel w als Windkessel gestaltet ist, der zum Ausgleich kleiner Druckdifferenzen dient.

IV. Die in Fig. i, 2 und 3 dargestellte Absperrung ist durch einen Metallkörper gebildet, welcher an der Stirnwand der Presse angebracht wird, Fig. 7, 8 und 9, und welcher dazu dient, das Druckwasser der beiden Pumpen (Hoch- und Niederdruckpumpe) vor oder hinter den Kolben der Presse einzuführen oder auch herauszulassen, also zur Steuerung der Presse, je nachdem sie diese oder jene Arbeit verrichten soll.

Die verschiedenen Wege, die das Wasser nehmen soll, werden durch die Stellung der Spindeln (Ventile) vorgezeichnet.

Fig. i, 2 und 3 zeigen bei N den Eingangsstutzen für das Niederdruckwasser, bei H den für das Hochdruckwasser. Die drei Ausgangsstutzen a, b und c führen das durch die Eingangsstutzen in den Ventilkörper eingeführte Druckwasser weiter, und zwar steht der' Stutzen a durch eine entsprechende Rohrleitung mit dem Raum C vor dem Prefskolben, der Stutzen b mit dem Raum C hinter dem Prefskolben, und der Stutzen c mit dem nach dem Wasserkasten der Druckpumpen zurückführenden Retourrohr in Verbindung.

Der Stutzen N für das Niederdruckwasser mündet in dem Ventilkörper in zwei Seitenröhren, deren eine von der Spindel 1 versperrt wird und nach dem Ausgangsstutzen α für den Raum C¹ vor dem Prefskolben communicirt, während die andere, durch die Spindel 2 versperrt, mit dem Ausgangsstutzen b nach dem Raum C hinter dem Prefskolben communicirt.

Der Stutzen Ή für das Hochdruckwasser, durch die Spindel 3 absperrbar, steht aber ebenfalls mit dem Ausgangsstutzen b in Verbindung, der nach dem Raum C hinter dem Prefskolben führt, und aufserdem steht der durch die Spindel 4 abzusperrende Ausgangsstutzen c, welcher nach dem Retourrohr führt, noch mit demselben Stutzen b in Verbindung, welcher zu dem Raum C hinter dem Prefskolben führt.

Wird nun die Spindel 1 geöffnet, so tritt das Niederdruckwasser aus N nach der Rohrmündung a, welche, Fig. 7 bis 15, in das Rohr η η ausgeht und in das noch zu beschreibende, in Fig. 4, s und 6 dargestellte Ueberdruckventil mündet und durch dieses in den Raum C¹ vor den Prefskolben.

Wird Spindel 1 geschlossen und Spindel 2 geöffnet, so tritt das Niederdruckwasser aus N nach dem Rohrstutzen b, welcher durch das Rohr bⁱb^l mit dem hinteren Theil C des Prefscylinders communicirt.

Schliefst man Spindel 2 und öffnet Spindel 3, so tritt das Hochdruckwasser durch H in denselben Ausgangsstutzen b und ebenfalls durch die Röhren b' b' in den Raum C hinter den Prefskolben.

Wird endlich Spindel 3 geschlossen und Spindel 4 geöffnet, so communicirt der Kanal b in der Absperrung (um Spindel 3 herum) mit dem Ausgangsstutzen c, welcher das aus der Röhre b^l bezw. dem Prefscylinder zurücktretende Wasser nach dem unten liegenden Retourrohr r r leitet, durch welches es zum Wasserkasten des Pumpwerks fliefst.

V. Das Ueberdruckventil, welches in Fig. 4, 5 und 6 dargestellt ist, ist in die Rohrleitung eingeschaltet, welche den Ausgangsstutzen α für das Niederdruckwasser der Absperrung mit dem Raum C¹ vor dem Prefsstempel S verbindet. Dasselbe hat den Zweck einmal, wenn man das Niederdruckwasser durch den Stutzen α nach dem Raum C¹ vor den Prefsstempel S leitet und so den Prefsstempel S zur Oeffhung der Rahmenbatterie zurückbewegt, beim Anstofsen des Stempels ,S mit der Nase G an den Boden G' des Prefscylinders ein Wachsen des Druckes über eine vorgeschriebene Grenze zu verhindern, welche durch die Spannung der Feder des Ueberdruckventils bestimmt wird. Es dient also hierbei als Sicherheitsventil.

Dann aber hat es den Zweck, beim Vorrücken des Prefsstempels S und Schliefserl der Rahmenbatterie das Wasser vor dem Prefskolben S aus Raum C bei einem nicht zu überschreitenden . Druck entweichen zu lassen, welcher Druck ebenfalls seine Grenze durch die Spannung der das Ventil belastenden Feder findet.

Es ist das Ueberdruckventil demnach nur ein mittelst einer Feder im Gehäuse/durch Hebelübersetzung h entsprechend belastetes Sicherheitsventil s, dessen unter dem Ventil ί befindlicher Raum einerseits mit dem nach dem Austrittsstutzen α der Absperrung führenden Rohr n, andererseits mit dem nach dem Raum C¹ vor dem Prefskolben S führenden Rohr ρ communicirt, während der Raum oberhalb des Ventils s im Ueberdruckventil mit dem Retourrohr r communicirt.

Ist nun zur Bewegung des Prefsstempels von C aus nach D (vermittelst der Niederdruckpumpe) ein Druck 0 pro qcm erforderlich, so verlangt die Rückwärtsbewegung · einen solchen von 2 ff pro qcm, da der Kolben in C¹ nur den halben Querschnitt von dem in C bietet.

Es mag dementsprechend die Niederdruckpumpe einen Druck von ca. 40" hervorzubringen im Stande sein. Die Ventilspindel ί ist durch die Feder / am Hebel h so belastet, dafs sie sich hebt, wenn der Druck ca. 30" beträgt. Tritt nun das Niederdruckwasser bei η in den Ventilkörper ein, wenn die Spindel 1 geöffnet worden, um den Stempel ί beim Oeffnen der Rahmenbatterie wieder zurückzubewegen, bis G an G¹ anstöfst, so nimmt es den Weg durch/ nach dem Raum C¹ vor dem Prefsstempel S, so lange dort der Widerstand kleiner als 30" bleibt.

Wird aber durch Anstofsen der Nase G des Prefsstempels S an den Cylinderboden G' der Widerstand in p gröfser, so entweicht das Wasser unter dem sich hebenden Ventil j nach, dem Retourrohr r, durch welches es seinen Weg in den Wasserkasten der Pumpe findet.

Tritt dagegen das Niederdruckwasser durch Oeffnen der Spindel 2 in den Raum C hinter dem Kolben S ein, so mufs, wenngleich zur leeren Bewegung des Prefsstempels nur der Druck (S gehört, dennoch jetzt mehr als 1,5 ΰ angewendet werden, da das Wasser in C, welches vorher die Rückwärtsbewegung vollbrachte, durch das Ventil ί entweichen mufs, welches sich bei 3 <S öffnet. Während also bei C ein Quantum Q mit ca. 1,5 β Spannung einströmt, entweicht aus C¹ durch s ein Quantum Q/2 mit ca. 3 (S Spannung.

VI. Die Handhabung der Apparate gestaltet sich demnach wie folgt:

Der Stempel S sei in seiner äufsersten Stellung rechts, so dafs ff an ff¹ anstöfst. Die Presse, deren Gestell mit C (Cylinderstück), T (Träger, an welchem die Rahmen in Rollen hängen) und m m (die Säulen, die mit T gemeinschaftlich die Horizontalspannung aufnehmen) angedeutet ist, ist so geöffnet.. Die Rahmen werden, nachdem die Kammern von ihren Prefsrückständen befreit sind, gereinigt, während so der Stempel S das Schlufsstück in äufserster Entfernung von den Rahmen hält. Diese Arbeit ist beendet und

a) die Presse soll geschlossen werden. Die Spindel 2 wird geöffnet. Die Niederdruckpumpe beginnt zu arbeiten. Das Wasser nimmt den Weg NNz b b C₁ während das Wasser in C¹, welches vorher die Rückwärtsbewegung vollbrachte, durch das Ventil entweichen mufs, welches letztere sich bei $a öffnet.

Der Vorwärtsgäng -.des Stempels ist beendet (wie gezeichnet), wenn die Rahmenreihe geschlossen ist. ;Die !Niederdruckpumpe bleibt stehen.; Spindel 2 wird geschlossen.

b) Die Presse wird unter Druck gestellt. Die Spindel 3 wird geöffnet. Die Hochdruckpumpe wird frei. Dieselbe macht einige Hübe, vermöge deren das ganze Material der Filterpresse in eine dem Drucke entsprechende Spannung gebracht wird. Dann geht dieselbe während der Druckperiode sehr langsam; sie hat nur wenig Wasser zu ersetzen. Ist eine Pressung von Seiten der üreipumpe vollendet, so wird Spindel 3 geschlossen. Die Hochdruckpumpe bleibt stehen.

c) Die Presse wird entlastet. Die Spindel 4 wird geöffnet. C communicirt durch b b (um 3 herum), 4 mit c. Es entweicht so viel Wasser und zwar nach rr, wie nöthig ist, um das Material der Presse seiner Spannung zu entheben.

d) Die Presse wird geöffnet. Die Spindel 4 bleibt offen. Spindel 1 wird aufgeschraubt. Die Niederdruckpumpe beginnt zu arbeiten und schickt ihr Wasser durch Nannfp in den vorderen Theil des Prefscylinders C¹ und treibt mit einem Drucke, der zwischen 2 ff und 30" bemessen sein mufs, den Stempel zurück. Das Wasser in C entweicht durch b b (um 3 herum), 4 c r r in den Wasserkasten des Pumpwerks. Der Kolben hat seinen Weg vollendet, wenn G an G¹ stöfst. Nun mag der Druck in C¹ wachsen bis über 30· hinaus. Die Ventilspindel wird sich heben und das Wasser geht durch rr in den Wasserkasten. Die Spindeln 1 und 4 werden geschlossen. Der Gang ist vollendet.

Dieses Pumpensystem bietet durchaus keine Gefahr, auch selbst dann nicht, wenn mit den Absperrungen alle möglichen Spielereien getrieben werden. Der Raum C ist für den Hochdruck construirt, der Raum C¹ des Prefscylinders mit einem schwächeren Deckeltheile D kann keinen Druck erhalten, der 3 er wesentlich übersteigt, und ΰ ist der Erfahrung nach kleiner als 3 kg pro qcm.

Als Maximum mufs also für die Niederdruckpumpe ein Druck von 12 kg pro 1 qcm genügen, welcher 40" repräsentirt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die oben erläuterte Anordnung von Pumpen mit directem Dampfantrieb zur Bedienung von Filterpressen und zwar sowohl zum Oeffnen als auch zum Schliefsen und Geschlossenhalten der Filterpressen mit einem Antriebs-Dampfcylinder, dessen Querschnitt dem höchsten Dampfdruck der Anlage entsprechend so berechnet ist, dafs die Pumpe ein gewisses Druckmaximum nicht zu überschreiten im Stande ist und mit einer Steuerung, welche keine Mittelstellung des Vertheilungsschiebers zuläfst, und einer Wasserbremse zur Regulirung der Geschwindigkeit des Ganges bei unvorhergesehenen Zufällen, so wie oben beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist.

2. Die oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Anordnung einer Absperrung zur Bedienung der Filterpressen.

3. Das oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ueberdruckventil in seiner Anwendung, wie oben erläutert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.