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Entwässerungsvorrichtung für Suspensionen mit einer waagerecht umlaufenden,
radial schwingenden Siebtrommel Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwässerungsvorrichtung
für Suspensionen mit einer waagerecht umlaufenden, radial schwingenden und an den
Stirnseiten gelagerten Siebtrommel.
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Beim Filtern und Schleudern von Suspensionen sind der Entwässerung
der Feststoffe durch den hohen Filterwiderstand, den die auf dem Mantel der Siebtrommel
abgelagerte Gutschicht dem radialen Durchdringen der in ihr enthaltenen Flüssigkeit
entgegenstellt, Grenzen gesetzt. Durch die Entwässerungsvorrichtung der eingangs
genannten Art soll ein höherer Entwässerungsgrad dadurch erzielt werden, daß die
Siebtromniel und somit auch das in sie eingetragene Gut in radiale Schwingungen
versetzt wird, um eine den Durchgang der Flüssigkeit durch die Gutschicht erleichternde
Auflockerung derselben herbeizuführen. Es hat sich aber herausgestellt, daß hierbei
gleichzeitig eine Entmischung des Entwässerungsgutes eintritt, weil die größeren
Festgutbestandteilc durch die ihnen erteilte oszillierende Bewegung innerhalb der
Gutschicht radial nach innen und die feinen Festgutbestandteile nach außen wandern,
die sich dann auf der Siebfläche absetzen und hierbei durch ihre geringe Flüssigkeitsdurchlässigkeit
den Filterwiderstand erhöhen, was gerade vermieden werden soll. Es ist daher auch
schon vorgeschlagen worden, den Trommelschwingungen
solche geringerer
Frequenz zu überlagern, durch die eine zusätzliche Taumelbewegung der Siebtrommel
bewirkt wird, die eine die Entmischung verhindernde ständige Umschichtung der Gutschicht
herbeiführt. Dabei findet gleichzeitig eine Zusammenballung der Feinstteilchen in
der Gutschicht statt, die zur Erhöhung der Filterfähigkeit und der Flüssigkeitsabtrennung
beiträgt. Bei diesen bekannten Entwässerungsvorrichtungen erfolgen aber die Schwingungen
und Taumelbewegungen des Siebmantels und somit der Gutschicht ungeregelt und unkontrollierbar.
Sie genügen zwar den bisherigen Anforderungen hinsichtlich des Entwässerungsgrades,
nicht aber den neuerdings an die Trennvorrichtungen gestellten Forderungen zur Erzielung
eines Optimums an Trennwirkung, Schonung der Gutstruktur, der Sedimentationsgeschwindigkeit
und der Wirtschaftlichkeit. Zur Erreichung dieses angestrebten Zieles ist es erforderlich,
den Trennvorgang in einer geregelten und vorbestimmten Weise ablaufen zu lassen,
wobei eine weitgehende Anpassung der Schwingungsfrequenz, -amplitude und -übertragung
an die Beschaffenheit und Eigenschaft des Entwässerungsgutes unumgänglich ist.
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Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die
Entwässerungsvorrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so weiterzubilden,
daß die Schwingungsfrequenzen und -amplituden sowie die Art der Schwingungsüberlagerung
mit technisch einfachen.Mitteln einge-.s.tellt und verändert werden können, um den
Trenn-bzw. Eindickvorgang für beliebige Entwässerungsgüter -in ganz bestimmte Bahnen
zu leiten: Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß
die Siebtrommel mittels koaxial zum Trommelmantel angeordneten Pendellagern auf
regelbar angetriebenen und gegeneinander verdrehbaren Exzentern läuft, deren Antriebswellen
in den Stirnwänden des Trommelgehäuses gelagert sind. Hierbei wird die Drehzahl
der Siebtrommel je nach der Beschaffenheit des Entwässerungsgutes mit Drehzahlen
betrieben, die entweder die Zentrifugalkraft oder die Gravitation zur Wirkung gelangen
läßt.
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Durch diese Maßnahmen läßt sich bei größtmöglicher Schonung der Gutstruktur
eine weitgehende und gleichmäßige Trennung der festen und flüssigen Gutbestandteile
auch bei unterschiedlicher Beschaffenheit der Entwässerungsgüter erreichen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
Längsschnitt durch die Entwässerungsvorrichtung schematisch dargestellt.
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Die Entwässerungsvorrichtung besteht aus einer zylindrischen Siebtrommel-
i, die mittels in beiden Stirnwänden 2 vorgesehener Pendellager 3 auf Exzentern
4 läuft. Die Stirnwände 2 weisen an den Trommelmantel 5 anschließende Durchbrechungen
6 zum Ein- und Austragen des. Entwässerungsgutes auf. An einer dieser Stirnwände
2 ist ein Einlaufkegel 7 angeordnet, der an seinem Umfang eine zylindrische koaxiale
Fläche 8 aufweist, die als Lauffläche für einen durch einen Motor 9 angetriebenen
und mittels einer Spannrolle io nachgiebig gespannten Riemen i i dient. In den Einlaufkegel
7 ragt in üblicher Weise ein Einlauf rohr 12 für das Zulaufgut. Auf der Innenfläche
d,.s Trommelmantels 5 sind über die ganze Trommellänge sich erstreckende, für die
Mitnahme des Entwässerungsgutes bei der Trommeldrehung vorgesehene, an sich bekannte
Mitnehmerstege 13 rechtwinkligen Querschnittes angebracht, die entweder parallel
oder unter einem Winkel zur Trommelachse verlaufen können und mit ihren größeren
Seitenflächen senkrecht oder in an sich bekannter Weise geneigt auf der Mantelfläche
stehen. Jeder Exzenter 4 ist auf je einer Antriebswelle angeordnet, von denen die
dem Einlaufkegel7 zugekehrte Antriebswelle 14 als Hohlwelle ausgebildet und in ihr
die andere volle Antriebswelle 15 angeordnet ist. Für die Lagerung der Antriebswellen
14, 15 sind an der Stirnwand 2 der Siebtrommel i außen anschließende Lager 16 vorgesehen.
Die Antriebswellen 14, 15 werden durch einen regelbaren Motor 17 unter Zwischenschaltung
eines Planetengetriebes 18 mit gleicher Umdrehungszahl angetrieben. Das. an sich
bekannte Getriebe i8 ist so beschaffen, daß die Exzenter 4 durch dieses aus ihrer
Grundstellung, in welcher sie parallel zueinanderstehen, während des Umlaufes gegeneinander
verdreht werden können. Es- besteht aus drei Stirnräderpaaren, von denen das erste
aus einem großen, auf der Motorwelle bzw. auf der mit ihr fest verbundenen Antriebswelle
15 angeordneten Antriebsrad i9 und einem kleineren, auf der hohlen Antriebswelle
14 befestigten Abtriebsrad 2o gebildet ist. Mit diesem Stirnräderpaar kämmt ein
zweites, auf einer unverrückbaren Achse 2i lose angeordnetes Stirnräderpaar, dessen
Zahnräder 22, 23 ein umgekehrtes Durchmesserverhältnis gegenüber denen des ersten
Räderpaares aufweist. Das dritte Stirnräderpaar, das mit dem zweiten im Eingriff
steht und dessen starr miteinander verbundenen Zahnräder 24, 25 das gleiche Durchmesserverhältnis
wie das erste aufweist, ist mittels einer einstellbaren Pendelaufhängung 26 um das
zweite Stirnräderpaar schwenkbar. Bei der Schwenkung der Pendelaufhängung 26 wälzen
sich die Zahnräder 24, 25 des dritten Stirnräderpaares auf den Zahnrädern 22, 23
des zweiten Stirnräderpaares ab, wobei diese infolge des verschiedenen Durchmesserverhältnisses
der kämmenden Zahnräder 22 ,24 und 23, 25 die Antriebswellen 14, 15 bzw. Exzenter
4 relativ zueinander verdrehen. Während in der Grundstellung des Getriebes 18 die
Siebtrommel i bei umlaufenden. Exzentern 4 in eine Schwingung versetzt wird, bei
der der Trommelmantel 5 eine radiale Parallelbewegung ausführt, wird bei verstelltem
Getriebe 18 dem Trommelmantel 5 eine zusätzliche, jedoch in der Phase verschobene
Schwingung überlagert, wodurch die Trommel i bzw. der Trommelmantel s in eine Taumelbewegung
versetzt wird. Dabei ermöglichen die Pendellager 3 in der. Stirnwänden 2 die Schrägstellung
der Siebtrommel i. Der parallel schwingende Trommelmantel 5 verursacht eine
Auflockerung
des auf diesem abgelagerten Entwässerungsgutes, während
die Taurnelbewegung des Trommelmantels 5 eine das Entmischen des Entwässerungsgutes
verhindernde Umschichtung desselben hervorruft. Die Schwingungsfrequenz läßt sich
durch Drehzahlreglung des regelbaren Motors 17, die Schwingungsamplitude durch Verdrehen
der Exzenter 4 im gewünschten Maß ve.-ändern, An Stelle des Getriebes kann auch
ein weiterer regelbarer Motor verwendet werden-, der somit die Exzenterwelle 14
unabhängig vom Motor 17 antreibt. An Stelle des Getriebes, 18 kann auch eine die
beiden Antriebswellen i4, 15 verbindende, einstellbare Kupplung, z, B. eine Klauenkupplung,
vorgesehen werden; die allerdings die Einstellung der Exzenter 4 auf den gewünschten
Verdrehwinkel nur- bei stillstehendem Motor 17 erlaubt. Das Austragen des Schleudergutes
kann ohne eine besondere Austragvorrichtung entweder durch eine an sich bekannte
kegelförmige Ausbildung der Siebtrommel i oder durch die bereits erwähnte Schräganordnung
der Stege 13 zur Trommelachse erreicht werden.
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Um eine weitgehende Ausnutzung der Filterfläche zu gewährleisten,
kann der Querschnitt der Siebtrommel i in an sich bekannter Weise polygonartig ausgeführt
oder die Stege 13 können schräg zur Trommelfläche angeordnet werden. Hierdurch entstehen
Taschen im Bereich angrenzender Siebflächen bzw. zwischen den Stegen 13 und dem
Trommelmantel s, in denen sich das Entwässerungsgut länger als auf der übrigen Filterfläche
aufhält, wodurch die Entwässerung begünstigt wird. Bei dieser Ausbildung der Siebtrommel
i bzw. der Stege 13, wie auch bei parallel zur Trommelachse verlaufenden Stegen
13, ist es erforderlich, das eingedickte Gut, welches sich im oberen Trommelbereich
unter dem Einfluß der Gravitation vom Siebmantel 5 löst, aus der Siebtrommel i mittels
einer pendelnd im Trommelinnern, beispielsweise auf den Trommelnaben gelagerten,
in der Zeichnung nicht dargestellten Schurre auszutragen. Ist ein Nachtrocknen des
Entwässerungsgutes erwünscht, so kann unmittelbar an das Austragende der Siebtrommel
i eine in der Zeichnung nicht dargestellte, vorzugsweise kegelförmige Siebschleudertrommel
mit offenen Trommelstirnflächen angeordnet werden, die einen besonderen Antrieb
erhält odtr von der Exzenberwelle 15 angetrieben werden kann. Durch eine an sich
bekannte gasdichte Ausbildung des die Siebtrommel i der Entwässerungsvorrichtung
umschließenden Trommelgehäuses 27 für die Flüssigkeit besteht die Möglichkeit, im
Bedarfsfall das Trommel- bzw. Gehäuseinnere mit einem Behandlungsgas oder Schutzgas
zu füllen, um eine chemische oder physikalische Beeinflussung des Entwässerungsgutes
zu erzielen bzw. eine solche durch die im Schleuderraum vorhandene Luft zu vermeiden.
Auch kann im Auffanggehäuse für die Flüssigkeit durch Auspumpen ein Unterdruck erzeugt
werden, um den Entwässerungsvorgang zu unterstützen.