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Trennschleuder mit um eine vertikale Achse drehbeweglichem diskusförmigem
Schleudergefäß Die Trennung von Schlammtrüben in die einzelnen Grundstoffphasen,
z. B. in Feinstkohlen, Ton und Wasser, kann auf die verschiedenste Weise geschehen.
InAbsitz- oderlNiederschlageinrichtungen, wie Klärbehältern, Eindickern, Schlammtürmen
usw., erfolgt die Scheidung unter Einwirkung der Schwerkraft, während auf Schüttel-,
Feder- oder Zittersieben die Schlammteilchen von Trüben auf mechanische Weise ausgeschieden,
unter Verringerung ihres Porenraums verdichtet werden und das überschüssige Wasser
durch den Siebboden hindurch abgeführt wird. Bei Filterpressen wird zur Scheidung
der Druckunterschied auf beiden Seiten des Filters benutzt. Da bei diesen Verfahren
und Vorrichtungen die im Sinne der Schlammeindickung bzw. Gebrauchswasserklärung
wirkenden Kräfte verhältnismäßig schwach sind, ist trotz des Einsatzes großräumiger
Behälter und vielgestaltiger Einrichtungen ihr Erfolg in stofflicher und betriebswirtschaftlicher
Beziehung gering. Anders verhält es sich schon bei den bekannten Trennschleudern,
die mit hoher Ausscheidegeschwindigkeit arbeiten" mit denen es jedoch bisher nur
unvollkommen möglich gewesen ist, die in Flüssigkeitstrüben, Schlämmen oder Breien
enthaltenen Stoffe oder auch Feststoffe aus körnigem Gut in einwandfreier Weise
nach dem spezifischen Gewicht und/oder der Korngröße zu trennen. Das liegt daran,
daß die meisten der gebräuchlichen Trennschleudern mit rechteckigen oder trapezförrnigenTrenngefäßen
versehen sind, die um ihre senkrecht oder geneigt stehende lange Achse kreisen.
Da dabei dann außer der Fliehkraftkomponente noch eine parallel oder schräg zur
Schleuderachse gerichtete Schwerkraftkomponente
wirksam wird, läßt
sich eine saubere Phasentrennung und Mehrgutscheidung, d.h. eine Scheidung nach
dem unterschiedlichen spezifischen Gewicht oder der Korngröße der zu trennenden
Stoffe, nicht erreichen, vielmehr findet in den sich drehenden und hochzylindrischen
Trüberingen immer nur eine dünne und daher ungenaue Aufschichtung der wichte- und
korngrößeunterschiedli#chen Stoffe und der Flüssigkeiten statt.
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Man hat daher bereits vorgeschlagen, die Trennschleudern diskus- oder
scheibenförmig auszubilden, um dadurch eine tiefere und damit bessere wichte- und
korngrößengenaue Überschichtung des Feststoffes und der Flüssigkeiten zu bekommen.
Die Abtrennung der einzelnen Phasen ist jedoch auch hierbei noch mit erheblichen
Schwierigkeiten verbunden, die bei den bekanntgewordenen diskusförmigen Schlendergefäßen
daher nur durch zusätzliche, baulich verwickelte und kostspielige Mittel teilweise
überwunden werden konnten. So sind Trennschleudern bekannt, bei denen auf das am
äußeren Schleuderumfang austretende Reinigungsgut eine Druckflüssigkeit einwirkt,
welche die in dem Schleudergefäß befindliche spezifisch leichtere Flüssigkeit zurückhalten
soll. Bei einer anderen bekanntgewordenen Schleudereinrichtung wird das durch am
Schleudertrommelumfang vorgesehene trichterförmige Auslässe hindurchtretende feste
Gut in den beiderseits offenen Kammern eines mit anderer Geschwindigkeit als die
Schleuder umlaufenden Rades zu den in einer vorgelagerten zylindrischen Wand der
Schleuder versetzt liegenden Austrittöffnungen befördert.
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Durch die mit ebenfalls diskus- oder scheibenförmig ausgebildetem
Schleudergefäß versehene Trennschleuder nach der Erfindung werden die genannten
Schwierigkeiten vermieden. Eine einwand-freie Trennung des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches
wird auf baulich wesentlich einfachere Weise dadurch erreicht, daß das Schleudergefäß
durch mit Öffnungen versehene Scheidewände in einzelne Ringzonen bzw. -zellen unterteilt
ist. In einer solchen sich aus einzelnen Ringzellen aufbauenden Schlendertrommel
findet eine tiefe und damit spezifische und korngrößengenaue, schichtweise Trennung
des Feststoffes und der Flüssigkeiten statt, wobei die Trübe zur Unterstützung ihrer
Absitzwirkung in den einzelnen Ringzellen noch in besonderer Weise zum Umlauf gebracht
werden kann. Dadurch wird mit Sicherheit eine reine Phasentrennung und eine genaue
Abschichtung der Stoffe nach Wichtestufen, d. h. eine einwandfreie Mehrgutscheidung
erreicht. Aus dem flachzylindrischen Profil des Schleudergefäßes und seinen vorteilhaften
spitz zulaufenden Ringquerschnitten können die zentrifugal ausgeschiedenen und sich
zunächst in den einzelnen Trüberingquerschnitten ansammelnden Dick- bzw. Schwerstoffe
senkrecht zur Schlenderachse ausgeworfen werden. Wenn mehrere derartige Schleudern,
wie das die Erfindung weiter vorsieht, auf einer gemeinsamen Welle untereinander
angeordnet und derart miteinander verbunden werden, daß jeweils den darunterliegenden
Schleudern das die darüberliegende Schleuder verlassende Gut zugeführt wird, so
ergibt sich eine noch weitergehende Phasentrennung, wobei jeder Schleuder die verschiedenen
Stoffe einwandfrei und sauber entnommen werden können.
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Im einzelnen sei die Trennschleuder nach der Erfindung im Vergleich
zum Stand der Technik an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel
darstellt und der auch weitere Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen sind. Es
stellt dar Fig. i im Schema eine rechteckige Trennschleilder bekannter Art, die,
einzellig ausgebildet, um ihre hohe Achse geschleudert wird, und Fig. 2 eine in
gleicher Weise eingerichtete und arbeitende Schleuder mit trapezartigem Schleudergef
äß; Fig. 3 ist im Schema, ein senkrechter Schnitt durch eine ebenfalls bekannte,
mitcliskusförmigem Schleudergefäß versehene Trennschleuder, wobei das Schema hier
dazu dient, das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip zu veranschaulichen; in
Fig. 4 ist die Trennschleuder nach der Erfindung im senkrechten Schnitt dargestellt,
während Fig.5 eine erfindungsgemäß ausgebildete Schleuder in abgeänderter Ausführungsform
im Grundriß bzw. in der Draufsicht zeigt.
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Bei den meisten Trennschleudern (Fig. i und :2) findet die Trennung
der Trüben vornehmlich in rechteckigen oder trapezförmigen einzelligen Gefäßen 1,
2 statt, die um ihre senkrecht stehende oder auch um ihre geneigt angeordnete Achse
in Drehung versetzt werden. Auf die sich ausscheidenden Stoffe wirkt nicht nur die
Zentrifugalkraft3, sondern in Richtung der Schleuderachse oder geneigt dazu auch
eine Schwerkraftkomponente4. Das führt bei der vergleichsweise großen Höhe der Ausscheidegefäße
zu einer unsauberen Phasentrennung.
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Die Trennschleuder nach der Erfindung knüpft demgegenüber an die mit
einem an sich bekannten scheiben- oder diskusförmigen Schleudergefäß 5
versehenen
Einrichtungen an, bei denen die in Richtung der Drehachse 6 gemessene Höhe
H um ein Mehrfaches kleiner ist als der Durchmesser D
senkrecht zur Schleuderachse.
Bei einem solchen Profil tritt verständlicherweise die Wirkung der Schwerkraf tkompenente
gegen die Flielikraft völlig zurück, so daß sich hier eine tiefere und saubere Trennung
der Stoffe nach Wichte und Korngröße ergibt. Da diese Trennung nun auch auf größere,
senkrecht zur Schleuderachse gemessenen Trüberinghöhen 7 stattfindet, ist
ein einwandfreies und sauberes Abnehmen der verschiedenen Stoffe dann gegeben, wenn,
wie das die Erfindung vorsieht, das Schleudergefäß den einzelnen Trüberinghöhen
durch entsprechende Gestaltung seines Innenraumes, d. h. durch Unterteilung
in einzelne Ringzonen, angepaßt wird.
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Eine solche erfindungsgemäß ausgebildete Trennschleuder ist in Fig.
4 im Schnitt dargestellt, Bei ihr tritt die Trübe durch die Leitungen
8, 9 in das diskus- bzw. scheibenförmige und sich um die
Achse
A in Pfeilrichtung drehende Schleudergefäß io ein. Aus der Zelle ii
der Schleudergefäße heraus werden die Feststoffe durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert
und durch Öffnungen 12, 13
in Scheidewänden 14, 15 in die hinter diesen
Scheidewänden gelegene Ringzelle 16 des Gefäßes befördert, während die feststofffreie
oder feststoffarme Flüssigkeit um eine unter den Zuflüssen 8, 9
befindliche
Trennwand 18 herum die Schleuder durch die Abflüsse 17 verläßt.
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In der Zelle 16 hinter den Trennwänden 14, 15
der Schleuder
wird die Dickstofftrübe nun dadurch weiter klassiert, daß die schweren und/oder
großen Teile von der Fliehkraft erfaßt und durch Öffnungen ig' einer Trennwand ig
hindurch in eine am Umfang des Schleudergefäßes gelegene Zelle 2o geworfen werden.
Die leichteren und feineren Stoffe oder Flüssigkeiten fließen nach innen zurück
und durch Öffnungen 21 in den Trennwänden 14, 15 in den unter dem Trennsteg 18 gelegenen
Raum 22, den die geklärte Flüssigkeit durch die Abgänge 17 verläßt.
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Die Zellenräume 2o der Trennschleuder nach der Erfindung sind, wie
sich aus Fig. 5 ergibt, am Umfang der Schleudergefäße sternförrnig angebracht
und am Ende mit Preßdüsen :23 versehen, deren Mundstück :24 aus elastischem Werkstoff
besteht. Der durch die Öffnungen ig in die Zellen 2o geschleuderte Feststoffbrei
wird bei einer bestimmten und einstellbaren Größe der Zentrifugalkraft durch die
Preßdüsen ausgeworfen.
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Man kann die Zellen 2o der Schleudergefäße auch noch mit einem Leitstück
25 versehen, durch das dann Kanäle 26 und 27 entstehen. Über
letzteren werden leichtere und feinere Stoffteile in den Raum 16 zurückgeführt,
wo sie dann weiter getrennt werden. Die aus den Mundstücken24 herausgepreßten Schwer-
und Dickstoffe fließen über eine Rinne 28 ab. Die Zellen 20, 2o' am Umfang
des Schleudergefäßeskönnen, abwechselnd symmetrisch versetzt, kürzer (20') oder
länger (2o) sein, wodurch es möglich wird, Stoffe unterschiedlicher Wichte oder
Korngröße gleichzeitig auszutragen, d.h. eine Mehrgutscheidung durchzuführen.
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Trennschleudern nach der Erfindung können zu mehreren untereinander
auf einer Achse angeordnet sein und dabei die einzelnen Schleudern verschiedene
Durchmesser haben. Die aus den Leitungen 17 des oben gelegenen Scheiders austretende
Trübe kann bei einer solchen Anlage unmittelbar in die Zulässe 8, 9 der darunterliegenden
Schleuder eintreten und bis zur Phasenreinheit weiter getrennt werden. Bei der erfindungsgemäßen
Trennschleuder kann der Zulauf der Aufgabetrübe und ebenso der Ablauf der geklärten
Flüssigkeit auch durch die hohle Schleuderachse des Gerätes erfolgen (Fig.
5).