DK145527B - Apparat til separering og afvanding af faste stoffer i spildevand - Google Patents

Description

ftølfri

(19) DANMARK \^U

±

m} (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT no 145527 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 6892/74 (51) IntCI.® B 01 D 33/06 (22) Indleveringsdag 30· dec. 1974 (24) Løbedag 30. dec. 1974 (41) Aim. tilgængelig 22. Jul. 1975 (44) Fremlagt 6. dec. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 21. Jan. 1974, 43516?, US

(71) Ansøger HYDROCYCLONICS CORP., Lake Bluff, US.

(72) Opfinder Donald P. Welles Jr., US.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(54) Apparat til separering og af= vanding af faste stoffer i spildevand.

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til separering og afvanding af i hovedsagen svampeagtige faste stoffer i væske fra kloaksystemer, næringsmiddelindustrien, kødemballeringsanlæg og lignende, omfattende en cylindrisk sigte med q et sigtekorn, hvis ydre periferi er sammensat af i indbyrdes > afstand og langs omkredsen arrangerede, i hovedsagen parallelle

N

S)

uO

-rt t— * Ω 2 U5527 med trapezformet tværsnit udformede stænger, der omslutter et i hovedsagen åbent, indvendigt rum og danner en cylindrisk, i hovedsagen jævn, ydre overflade med begrænsede åbninger mellem nabostænger, organer til understøttelse af sigteorganet og til at bringe dette i rotation, en samlebeholder, der indeholder en blanding af væske og fast substans, der skal separeres, og en afskraber for fast substans, hvilken afskraber er beliggende i tilgrænsning til den cylindriske sigtes yderflade og adskilt fra samlebeholderen i sigtens rotationsretning.

Et af hovedproblemerne i forbindelse med tidligere kendte apparater til separering og afvanding af faste stoffer, uanset anvendelsesområdet og uanset, om der er tale om en faststående sigte eller en roterende sigte, er at opretholde en tilstrækkelig ren sigte, således at vægten af de separerede faste stoffer er uforanderlig. Når dette er tilfældet, vil de faste stoffer praktisk talt ikke indeholde vand og er følgelig fuldstændigt afvandede.

Det er derfor formålet med opfindelsen at anvise en konstruktion, som medfører selvrensning af den cylindriske sigte.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at indrette et separerings-og afvandingsapparat af den i indledningen nævnte art som nærmere angivet i hovedkravets kendetegnende del.

Yderligere fordelagtige træk ved opfindelsen er nævnte i under-kravene. Ued de i kravet beskrevne ejendommeligheder opnås især, at de svampeagtige, faste stoffer ikke i nogen udstrækning vil kile sig fast mellem modstående overflader på toppen af sigten og vil frigøres ved udsættelse for anslagsvirkningen ved væskens frie fald ved bunden.

Sigteapparatet ifølge opfindelsen har et stort anvendelsesområde. Det kan benyttes i behandling af sanitetsspildevand, ved separation af tekstilfibre eller andre typer af fibre. Apparatet 145527 3 kan endvidere benyttes i hønserier, gartnerier, fødevareproduktionen, kødpakningsanlæg, samt mange andre steder, hvor det ønskes at separere faste stoffer fra en væske. Anvendelsesområdet vil betinge hastigheden af sigten, størrelsen af åbningerne mellem nabostænger i sigten såvel som andre variable, der er kendetegnende for apparatet.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et perspektivisk billede af en udførelsesform ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et endebillede af sigten i fig. 1, fig. 3 viser et skematisk billede af en anden udførelsesform ifølge opfindelsen, fig. 4 viser et snit gennem en del af sigtetromlen i fig. 3 i forstørret skala, og fig. 5 viser et tværsnit gennem en enkelt sigtestang.

I figurerne 1 og 2 er vist en cylindrisk sigtetromle 80 med den forreste ende understøttet af lejer 82, og med den bageste ende af sigten passende understøttet og drevet ved hjælp af drivorganerne 84.

En understøtning for sigten kan dannes af skinner 86, der er anbragt på modstående sider af sigten, og passende monteret på krydsningsstøtter 88.

Opbygningen ifølge fig, 1 og 2 vil have en i hovedsagen vandret akse. På den ene side af sigten findes en samlebeholder 90, der modtager en strøm af væske og faste partikler gennem et rør 92. Beholderen 90 har sider, af hvilke én er vist ved 145527 4 94, et frontstykke 96, samt et bagstykke. Samlebeholderen danner et reservoir for den indgående strøm af væske og faste stoffer.

Samlebeholderen 90 vil, som det ses i fig. 1, udstrække sig i hovedsagen langs hele længden af sigten 80. Med fordel kan der findes et lille mellemrum mellem siderne 94 i samlebeholderen og enden af sigten 80. Plader 97 kan indsættes fra siderne 94 for at begrænse og lede fluidstrømmen over sigten. Som vist i fig.

2 er beholderen i hovedsagen langs den ene side af sigten parallel med sigtekassen. En afskraber er vist ved 98 og vil have en kant, der ligger an imod overfladen af sigten, hvilket er beskrevet i forbindelse med andre udførelsesformer ifølge opfindelsen. Afskraberen 98 kan være udført ud i ét med samlebeholderen, eller den kan være udført separat, samt danne forskellige vinkler med sigtens akse. F.eks. kan et plan, der passerer gennem sigtens akse og som er parallel med afskraberen, have en vinkel med det horisontale plan, der er i størrelsesordenen ca. 10° til ca. 30 °C.

På den anden side af skærmen findes på samlebeholderen 90 en platform/afskraber 100, der er understøttet af støtter 102, med hvilke platformen er bragt i en sådan stilling, at den kan modtage de afvandede, faste partikler.

Under drift vil væske og faste partikler passere fra røret 92 ned i samlebeholderen 90. Når sigten langsomt roterer, vil sigteoverfladen modtage væske og faste partikler fra den øvre overflade af reservoiret i samlebeholderen. Når sigten drejer sig, vil den transportere de faste partikler mod platformen 100, medens væske falder ned gennem sigten, hvilket specielt er vist i fig. 2. De faste partikler kan efter at være aflagt på platformen 100 transporteres bort på passende måde. Som det specielt ses i fig. 2 er det af betydning, at den separerede væske, idet den falder ned igennem sigten, har tendens til at 5 148527 koncentrere sig langs højre side af sigten under dannelse af en søjle af vand, der renser den del af sigtearealet, der bevæges opad mod toppen af samlebeholderen 90. Beliggenheden af samlebe-holderen langs den ene side af sigten vil bevirke en koncentration af væsken, der løber gennem sigten, hvorved der opstår en forøgelse af den selvrensende virkning fra væsken.

I fig. 3 har en sigtetromle 110 en i hovedsagen vandret akse med, en samlebeholder vist ved 112. Et drivorgan for sigten er generelt vist ved 114, og den del af apparatet, der udgøres af samlebeholderen 112, drivorganet 114 og sigten eller cylinderen 110 kan alle monteres øverst på en passende tank 116 eller lignende med en udløbsåbning 118. En modtagestation for faste partikler er generelt vist ved 120 og befinder sig på siden af cylinderen eller sigten 110, men på modsat side af samlebeholderen 112. Den højre ende af sigten 110 kan have et åg 122, hvorpå der er monteret en aksel 124, og hvor akselen 124 er lejret i en understøttelsesopbygning 126. Den modstående ende af cylinderen kan væFe monteret på tilsvarende måde, men der vil yderligere i denne ende forefindes en drivanordning.

Endvidere kan der være arrangeret massive inddæmningsarme 128 og 130 på de modstående ender af sigten, og disse kan på passende måde være forbundet til samlebeholderen 112 som vist ved 132. Der vil derved dannes en kanal, der er defineret af armene 128 og 130, hvilken kanal leder de faste partikler, når de bevæges fra samlebeholderen tværs over udløbsarrangementet 120.

Udløbsarrangementet 120 kan være bevægeligt eller justerbart, og dets position kan styres af et organ 134.

Sigtestængerne kan strække sig langs omkredsen af sigten, d.v.s. i hovedsagen vinkelret på sigtens akse. I dette tilfælde findes individuelle rundtgående stænger 138, der er vist i fig. 4, hvor hver stang er understøttet på og forbundet til langsgående anbragte i hovedsagen lige stænger 140.

145527 6

Som vist ovenfor er den specielle størrelse, udformning og arrangement af de enkelte sigtestænger meget betydningsfuld.

Idet der i det følgende henvises til fig. 5, har en typisk rundt-gående stang 142 en ydre overflade 144, hvis bredde er betegnet med W. På lignende måde findes umiddelbart op til hver af de ydre overflader 144 indad hældende sideflader 146, der hver har en radial tykkelse eller højde, der er vist ved H. Den nedre indre overflade af hver af disse stænger 142 kan være udført kurvet som vist ved 148. Opfindelsen er ikke begrænset til stænger med hældende sider, der strækker sig over den fulde afstand Η. I nogle udførelsesformer kan de hældende sider afsluttes før det inderste punkt af stangen, hvorfra siderne da kan fortsætte parallelle. I hvert tilfælde er forholdet mellem dimensionerne af stængerne 142 betydningsfuldt. Det har vist sig, at forholdet H divideret med W skal være større end 1 og mindre end 2 for at opnå en sigte, der besidder de nødvendige selvrensende egenskaber og som samtidigt har den nødvendige styrke i stængerne.

Vinkelen a, der er dannet af de indad hældende sideflader 146 og en linie, der i hovedsagen står vinkelret på den ydre overflade W, skal være større end ca, 7° og mindre end ca. 45°.

Det har vist sig, at når denne vinkel er mindre end ca. 7° vil der være en tendens til sammenpakning af fast, svampeagtigt materiale, der har passeret gennem de ydre åbninger mellem stængerne. På den anden side, når vinkelen er større end ca.

7°, vil det svampeagtige materiale ikke sammenpakkes, men vil have tendens til at blive tvunget af vandet gennem sigten, idet der herved efterlades ublokerede åbninger for filtrering og sigtning af blandingen af væske og faste partikler. Hvis vinkelen bliver for stor, d.v.s. mere end ca. 45°, vil sigten i sig selv være svækket på grund af tværsnitsformen for stængerne, og apparatet vil da have tendens til at udvise en reduceret levetid. Disse grænser er betydningsfulde, og sigter, der er 145527 7 udformet med stangforhold uden for disse grænser vil ikke på tilfredsstillende måde opfylde deres tiltænkte formål.

Skønt vinkelen a er beskrevet som værende større end ca. 7° og mindre end ca. 45° skal det bemærkes, at den totale, som sluttende vinkel mellem nabosiderne i stængerne skal være større end ca. 14° og mindre end ca. 90°. Denne omsluttende vinkel kan dannes af nabostænger med symmetriske sideflader eller ved nabostænger med ikke symmetrisk arrangerede sideflader. Sidefladen 146 er blevet beskrevet tidligere som dannende en speciel vinkel med en linie, der står vinkelret på fladen 144. Det skal bemærkes, at sidefladen 146 kan have en konveks eller konkav form, og et sådant kendetegn ligger stadig inden for rammerne for .opfindelsen. Det bemærkes, at størrelsen og udformningen af åbningerne mellem stængerne kan have forskellig udformning, men alle udførelsesformer skal opfylde de ovenfor nævnte vinkelbetingelser.

Den måde, på hvilken de enkelte stænger er fæstnet til understøttelsesstrukturen, kan varieres. Der kan findes i afstand arrangerede understøttelsesstænger, som vist på tegningen, eller der kan forefindes en underliggende understøttelses-struktur. Stængerne kan fæstnes ved svejsning, ved epoxy eller anden cementtype, ved mekaniske befæstelsesmidler eller lignende. Den specielle måde at befæste stængerne på, understøtte dem på er ikke vigtig, så længe der ikke finder en ændring sted i den strukturelle hovedopbygning, og så længe som der stadig forefindes tilstrækkelig styrke til apparatets virkemåde. Ved en tilfredsstillende form for understøttelses-struktur er minimumafstanden mellem de ydre stangoverflader 144 og ydersiden af undestøttelsesstrukturen W halve.

Ved fremstillingsprocessen bliver formen af cylinderen let polygonal på grund af svejsning eller ved sammenlimningsprocessen, idet der skabes visse udfladede arealer mellem nabostænger.

U5527 8

Selv om der således opstår en let polygonal form, kan sigten alligevel betragtes som værende cylindrisk.

Som specielt vist i fig. 5 kan forbindelsen 150 mellem den ydre overflade 144 og de hældende nabosideflader 146 være let afrundede. Denne afrunding finder sted ved fremstillingen og vil ikke i det væsentlige forandre forholdet mellem disse overflader.

I nogle udførelsesformer kan der forefindes en afblænding, der lukker den forreste eller ydre ende af sigten for at forhindre væsken i at løbe ud. Afblændingen kan fæstnes på aftagelig måde således, at der kan foretages en inspektion eller reparation af apparatet.

Opfindelsen er specielt fordelagtig ved anlæg for behandling af spildevand, hvor stormflodsoverløb kan blive et problem.

Et kraftigt regnfald har den virkning, at der let kan ske en udskylning af kloakker, hvorunder der her frigøres opsamlet fedt og fibre. Sigter uden organer til selvrensning vil hurtigt forstoppes under stormflod. Da den foreliggende opfindelse angiver en selvrensning og en kontinuerlig rensning ved hjælp af afskrabere, forbliver sigten fri og vægten af det sepa-•rerede, faste stof vil forblive konstant, hvilket viser, at der intet vand er tilbage i det faste stof.

Omdrejningshastigheden for sigten kan variere ved forskellige anvendelsesformål. Ved rensningsanlæg har en hastighed på ca.

7,5 cm pr. sekund vist sig at være tilfredsstillende. Ved separation af tekstilfibre eller affald fra kødpakning kan andre hastigheder benyttes. I almindelighed er hastigheder mellem 2,5 cm pr. sekund og 50 cm. pr. sekund tilfredsstillende. Ved nogle anvendelsesformer kan sigtehastigheden varieres for at optage forandringer i belastningen fra væske og opslæmmede, faste partikler.

Claims (2)

145527 9 Patentkrav :

1. Apparat til separering ag afvanding af i hovedsagen svampe-agtige, faste stoffer i væske fra kloaksystemer, næringsmiddelindustrien, kødemballeringsanlæg og lignende, omfattende en cylindrisk sigte med et sigteorgan, hvis ydre pereferi er sammensat af i indbyrdes afstand og langs omkredsen arrangerede, i hovedsagen parallelle, med trapezformet tværsnit udformede stænger, der omslutter et i hovedsagen åbent, indvendigt rum og danner en cylindrisk, i hovedsagen jævn ydre overflade med begrænsede åbninger mellem nabostænger, organer til understøttelse af sigteorganet og til at bringe dette i rotation, en samlebeholder, der indeholder en blanding af væske og fast substans, der skal separeres, og en afskraber for fast substans, hvilken afskraber er beliggende i tilgrænsning til den cylindriske sigtes yderflade og adskilt fra samlebeholderen i sigtens rotationsretning, kendetegnet ved, at samlebeholderen (90, 112) har en åbning ud mod sigteorganet (80), hvilken åbning er beliggende oven over et plan gennem sigteorganets akse, et udløb for fast substans nær den ydre overflade af sigteorganet og beliggende i en vis afstand fra samlebeholderen (90, 112), regnet i sigtens omdrejningsretning, og mod hvilket udløb den udskilte faste substans føres ved bevægelse af sigteorganet (80), mens væsken passerer gennem sigteorganet og falder i et frit fald med betydelig anslagsvirkning ned til sigteorganets bundområde og bevirker selvrensning af sigteorganet, at stængerne (138), der danner sigteorganet (80), har indad divergerende sideflader (144), der danner nedad rettede separeringsslidser foroven samt opadrettede, væskesamlende renserender ved bundområdet af sigteorganet, idet vinklen mellem modstående sider af nabostænger er større end ca. 14° og mindre end ca. 90°, samt at forholdet mellem sigtens diameter °9 den radiale stangtykkelse ikke er mindre end ca. 75.