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Verfahren und Vorrichtungen zum Entwässern von Trüben
Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrchtungen zum entwässsern von Trüben, wol>ei
die Fliehkraft zur Unterstützung des Durchganges der Flüssigkeit durch ein Filter,
z. B. ein Filtertuch, das die festen Stoffe zurückhält, benutzt wird.
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Die bekannten filter, bei denen die Fliehkraft in dieser Weise verwendet
wird, haben eine am Umfang geschlossene Kammer, die um ihre Achse gedreht wird,
wobei die Flüssigkeit durch eine an den Wänden der Kammer angebrachte Filterschicht
hindurchtritt. während die festen Stoffe zurückgehalten werden.
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Gemäß der Erfindung werden die festen Stoffe von der Filterfläche
durch Umkehren der Wirkungsrichtung der Fliehkraft freigegeben. Die Trübe wird einer
Filterfläche zugeleitet, die sich zunächst entlang einer Kahn bewegt, die auf derjenigen
Seite gewölbt ist. auf der die Trübe zugeführt wird, so daß die Fliehkraft die Flüssigkeit
durch die Filterschicht treibt, worauf die Filterfläche entlang einer Bahn bewegt
wird, die entgegengesetzt gewölbt ist, so daß nunmehr die von der Filterschicht
zurückgehaltenen festen Stoffe durch die Fliehkraft ausgetragen werden. Die Filterfläche
kann aus einem endlosen Rand bestehen, das fortlaufend um eine geschlossene Bahn
getrieben wird, die einmal nach der einen und zum anderen nach der entgegengesetzten
Seite gewölbt ist. Die Erfindung umfaßt auch Vorrichtungen für die Ausführung des
Verfahrens und gibt Filterbandformen an, die sich für die Verwendung in derartigen
Vorrichtungen bes sonders eignen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur
Durchführung des Verfahrens dargestellt.
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Fig. I ist ein waagerechter Schnitt durch eine Vorrichtung (vgl.
LinieI-I in Fig. 2); Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 11-11 in
Fig. I ; Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere ;2usführungsform;
Fig. 4 und 5 sind senkrechte Schnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V in Fig. 3;
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine Filterbandform; Fig. 7 ist ein Längsschnitt
nach der LinieVII-VII in Fig. 6; Fig. 8 ist ein Querschnitt durch eine andere Filterbandform;
Fig. g und lo sind Längsschnitte in vergrößertem Maßstab nach den I, inienIX-IX
bzw. X-X in Fig. 8.
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Bei der Vorrichtung nach den Fig. I und 2 wird ein endloses Filterband
I fortlaufend in einer geschlossenen Bahn in dem durch Pfeile angegebenen Sinne
bewegt. Das Band ist mit der gleichen Seite über er drei um senkrechte Achsen 15
drehbar gelagerte Rollen 2, 3 und 4 gelegt und umfaßt mit der anderen Seite zwei
übereinanderliegende, auf derselben senkrechten Achse und mit axialem Abstand voneinander
gelagerte Scheiben 5. Die Achsen der Rollen 2 und 4 liegen fest in einem Rahmen
I4, während die Achse der Rolle 3 an diesem Rahmen verstellbar ist und unter der
Wirkung einer Feder steht, die sie nach außen zu sc'hieben trachtet, wodurch das
Band 1 in Spannung gehalten wird.
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Das Band wird durch eine auf dem oberen Ende der Scheibenachse befestigten
Antriebsscheibe I6 in Umlauf versetzt.
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Zwischen den Scheiben 5 sind radial gerichtete gekrümmte Flügel 17
vorgesehen, die eine mittlere Offnung I8 zwischen sich freilassen. Zwischen den
Rollen 2 und 3 und 3 und 4 liegt das Band I auf kleinen gerillten Rollen 6 auf,
die um waagerechte Achsen drehbar sind.
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Die Geschwindigkeit, mit welcher das Band angetrieben wird, richtet
sich nach der Festigkeit des verwendeten Bandes. Je größer die Geschwindigkeit ist,
um so besser ist die erzielte Filterwirkung, aber um so kürzer ist auch die Lebensdauer
des Bandes. In der Praxis kann die Geschwindigkeit zwischen 15 und 30 m/sec liegen.
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Die zu entwässernde Trübe wird fortlaufend durch eine Strahldüse
7 zugeführt, die unmittelbar neben der Stelle angebracht ist, an der das Band I
auf die Scheiben 5 aufläuft. Die Strahldüse hat eine rechtwinklige Offnung, deren
senkrechte Breite etwa der Breite des wirksamen Teiles des Bandes I entspricht und
etwa 5 bis 20 mm beträgt. Der Druck, unter welchem die Trübe in die Strahldüse eintritt,
wird so groß gewählt, daß der auf das Band ausfließende Trübestrom eine Geschwindigkeit
hat, die etwa der des Bandes selbst gleichkommt, wodurch der Verschleiß des Bandes
auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
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Während das Band um die Scheiben 5 herumläuft, wird die dünne Trübeschicht
durch die Fliehkraft gegen die Innenfläche des Bandes gedrückt, wobei der Flüssigkeitsgehalt
der Trübe durch die Offnungen des Bandes hindurchtritt, die festen Stoffe hingegen
auf dem Band zurückgehalten werden. Die Flüssigkeit wird durch ein gekrümmtes Schild
8 aufgefangen, das mit nach innen vorkragenden Schaufeln g versehen ist, die den
Abfluß der Flüssigkeit regeln, und fällt dann in einen kegeligen Sammeltrichter
I2. Sobald das Band die Scheiben 5 verläßt und über die Rolle 2 läuft, erfolgt eine
Umkehrung seiner Krümmung, und die Fliehkraft wirkt nunmehr so, daß die festen Stoffe
der Trübe von dem Band abgeschleudert werden.
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Die gleiche Wirkung tritt beim Lauf des Bandes über die Rollen 3 und
4 ein. Die festen Stoffe werden von einem den unteren Teil der Vorrichtung umgebenden
Gehäuse 1o mit Sammeltrichter 13 aufgefangen und abgeleitet.
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Um die Auswechselung des Bandes I zu erleichtern, ist der Rahmen
I4, an dem die Scheiben 5 und die Rollen 2, 3 und 4 gelagert sind, in Gelenken I
I eines festen Gestelles 19 aufgehängt, an dem das Schild 8 das Gehäuse 10, die
Trichter I2, I3 und die Rollen 6 angeordnet sind. Da a die Achsen der Rollen 2,
3, 4 und der Scheiben 5 nur an einem Ende gelagert sind, ist die Auswechselung des
Bandes leicht durchzuführen, nachdem der Rahmen 14 abgehoben worden ist.
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Die Form der in den Fig. 3 und 5 dargestellten Vorrichtung ist im
allgemeinen ähnlich der in den Fig. I und 2 veranschaulichten. Die Achsen des Bandes
I sind waagerecht statt senkrecht angeordnet, und statt des einen Scheihenpaares
und der drei Bandrollen sind zwei Scheibenpaare und nur eine Bandrolle vorgesehen.
Die Scheibenachsen sind fliegend gelagert, um die Auswechselung des Bandes zu erleichtern.
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Das Band I läuft nacheinander über das Scheibenpaar 25, das Scheibenpaar
35 und dann mit umgekehrter Krümmung über die Rolle 24, die zwischen die Scheibenpaare
von oben her eingreift und in senkrechter Richtung verschiebbar ist, um das Band
straffen zu können. Die zu entwässernde Trübe wird durch eine Strahldüse 7 kurz
vor der Stelle zugeführt, an der das Band auf das Scheibenpaar 25 aufläuft. Der
größte Teil der Flüssigkeit oder sogar der gesamte Flüssigkeitsgehalt der Trübe
wird durch das Band hindurchgedrückt, während dieses die Scheiben 25 umläuft. Eine
Düse 21 führt den auf dem Band zurückgehaltenen Stoffen Wasser oder eine sonstige
Ävaschflüssigkeit zu, kurz bevor das Band um das Scheibenpaar 35 läuft, wo die Flüssigkeit
vollständig abgeschieden wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird durch zwei die
Scheibenpaare 25 und 35 umfassende Hauben 23 aufgefangen, die einen solchen Querschnitt
haben (s. Fig. 4), daß die Flüssigkeit beiderseits des Bandes aufgefangen und nicht
zurück auf das Band I fallen kann, sondern in einen Sammeltrichter 22 abgeleitet
wird. Die festen Stoffe fallen beim Übergang des Bandes über die Rolle 24 ab. Die
sattelartig angeordneten Platten 30 (vgl. Fig. so leiten das feste NIaterial seitlich
an einem Durchgang 31 vorbei, durch welchen der
Ulítere Trum des
Bandes von den Scheiben 25 nach den Scheiben 35 hindurchgeht. Die Wände 32 leiten
die festen Stoffe in einen Sammelbehälter 33 (Fig. 5). Zwischen den Scheiben 25
bzw. 35 erstrecken sich im wesentlichen radial angeordnete Flügel 27 l)zw. 37. Je
eine der Scheiben ist mit einer mittleren oeffnung 28 bzw. 38 versehen, so daß das
Ganze einen Schleuderlüfter bildet, welcher die Filterwirkung erhöht. Während die
Flügel 27 in einem Al>stand vom Umfang der Scheiben 25 enden, erstrecken sich
die Flügel 37 bis an den Rand der Scheiben 35 und somit bis an das Band I.
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Die zu entwässernde Trübe kann auch durch die oeffnung 28 statt durch
die Strahldüse 7 eingeführt werden; ; die Flügel 27 schleudern sie nach außen gegen
das Band I und beschleunigen sie auf ungefähr die Geschwindigkeit des Bandes, ehe
sie mit letzterem in Berührung kommt.
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Das Filterband I kann die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführung
haben. Es besteht aus einem Gewebe 41 aus Textilfasern, die durch quer angeordnete,
in das Tuch eingewebte Metallaussteifungsstangen oder Drähte 42 verstärkt sind.
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Die beiden Längsränder des Bandes werden in sich in Längsrichtung
erstreckende Streifen 43 aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff einvulkanisiert.
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Diese Streikn liegen auf den Scheiben und Rollen auf, über die das
Band läuft, und sind an ihren 1 unenkanten mit Flanschen 44 versehen, wodurch eine
flache Alulde für die Trübe gebildet wird. Die Flallsche verlaufen zwischen den
Scheiben parallel und dienten gleichzeitig zur richtigen Führung des Bandes. Der
wirksame, also der mittlere Teil des Filterl>andes ist auf der Seite, welche
die Trübe aufnimmt, mit einer rauhen Oberfläche versehen.
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Diese kann durch kurze, in das Tuch mit eingewebte Fäden 45 oder durch
besondere Stücke aus Textilfasern gebildet werden, die irgendwie mit dem Tuch verbunden
sind und einander in Stufenform üI>erlappen.
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Während des Umlaufs des Filterbandes um die Scheiben liegt die rauhe
Oberfläche des Tuches auf der Innenseite und wird durch die Fliehkraft geglättet,
wodurch die wirksame Masche des Tuches verringert und die Filterwirkung erhöht wird.
Um eine gleichmäßige Glätte der rauhen Oberfläche zu sichern, kann die zu entwässernde
Trübe mit einer Geschwindigkeit auf das Filterband aufgebracht werden, die etwas,
etwa 1 bis 20/o, geringer ist als die des Bandes, so daß die rauhe Oberfläche gewissermaßen
zuriickgekämmt wird. Läuft das Band über die Rollen, so liegt die rauhe Oberfläche
außen, und die Fliehkraft veranlaßt sie, sich hochzurichten und alle festen Stoffteilchen,
die sich etwa in ihr verfangen haben, freizugeben.
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In den Fig. 8 bis 10 wird eine andere Ausführung des Filterbandes
gezeigt. Dieses Band eignet sich besonders für die Entwässerung einer Trübe mit
verhältnismäßig groben festen Stoffen, wie beispielsweise gewaschene Feinkohle.
Dieses Band besteht aus quer angeordneten Metallstäben 46, die in einem engen Abstand
parallel zueinander angeordnet sind. Der Stab hat einen trapezförmigen Querschnitt
mit dachförmiger Oberfläche und entspricht den Stäben, wie sie bei festen Entwässern
rungssieben bekannter Bauart verwendet werden.
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Die Enden 47 der Stäbe sind jedoch von kreisförmigem Querschnitt;
um sie sind Metall- oder Textildrähte 48 gewickelt, welche die Stäbe in dem erforderlichen
Abstand voneinander halten, jedoch eine beschränkte Drehung der Einzelstäbe zulassen.
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Die Enden 47 der Stäbe und die Sicherungsdrähte 48 sind in Gummistreifen
oder ähnlichem Werkstoff 43 eingebettet und mit Flanschen 44 versehen, wie bereits
mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. Auf Grund der Querschnittsform des mittleren
Teils der Stäbe verringert sich der Abstand zwischen den Stäben, wenn das Band beim
Umlauf um die Scheiben in der einen Richtung gekrümmt wird, so daß eine Feinfiltrierung
durchgeführt werden kann, während sich der Abstand vergrößert, wenn das Band beim
Umlauf um die Rollen in entgegellgesetzter Richtung gekrümmt wird, so daß der Austrag
der festen Stoffe erleichtert wird.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Verfahren
und Vorrichtungen, sondern es sind viele Abänderungen möglich. Der zu trennende
Strom kann auf das Filterband unmittelbar von einer Zentrifugalkonzentriervorrichtung
angeliefert werden. Das Förderband der Konzentriervorrichtung wird mit etwa der
gleichen Geschwindigkeit angetrieben wie das Filterband, so daß die Trübe genau
mit der verlangten Geschwindigkeit auf das Filterband gelangt. Diese Geschwindigkeit
liegt zweckmäßig etwas unter der Geschwindigkeit des Filterbandes, um die vorbeschriebene
Wirkung des Zurückkämmens der rauhen Oberfläche des Filterbandes zu erreichen und
den Verschleiß des Filterbandes auf ein Mindestmaß zu beschränken.
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Der durch ei ne derartige Konzentriervorrichtung angelieferte Trübestrom
liegt in Lagen mit den festen Stoffen in der Nähe der einen und der Flüssigkeit
in der Nähe der entgegengesetzten Grenzfläche. Durch geeignete Anordnung der beiden
Vorrichtungen zueinander kann der Trübestrom dem Filterband so zugeführt werden,
daß der vorherrschende flüssige Teil des Stromes der Oberfläche des Filterbandes
zunächst liegt, wodurch die Trennung der beiden Bestandteile erleichtert wird.