NL1016198C2

NL1016198C2 - Inrichting voor het scheiden van een substantie in twee fasen.

Info

Publication number: NL1016198C2
Application number: NL1016198A
Authority: NL
Inventors: Matheus Everardus Antonis
Original assignee: Matheus Everardus Antonis
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2002-03-18
Also published as: CA2421929A1; EP1317336A1; US20040050770A1; WO2002022348A1; KR20030032028A; JP2004533325A; CN1458878A; AU2001294406A1

Description

Korte aanduiding: Inrichting voor het scheiden van een substantie in twee fasen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor 5 het scheiden van een substantie in twee fasen, welke inrichting is voorzien van een vijzel met een as en tenminste een, op de as gelegen, schroef welke vijzel zich uitstrekt tussen een toevoeropening voor de substantie en een afvoeropening voor een van de twee fasen en van een cilindervormige zeef met zeefopeningen waarbinnen de vijzel roteerbaar is gelegerd voor het 10 in een transportrichting van de toevoeropening naar de afvoeropening via doorstromende oppervlakken gelegen in een radiaal vlak tussen de as, twee opeenvolgende schroefdelen in het radiale vlak en de zeef, transporteren van de substantie en voor het via de zeefopeningen afvoeren van de andere van de twee fasen. Onder fasen dienen binnen het kader van deze uitvinding 15 met name te worden verstaan fracties met verschillende dichtheden.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaanse octrooi schrift US 4.059.980. Hierin wordt een inrichting beschreven voor het scheiden van vlees van botten. Binnen de cilindervormige zeef is een vijzel roteerbaar gelegerd waarvan de as in transport-20 richting een toenemende diameter heeft, terwijl de spoed van de schroef in transportrichting afneemt. Door deze combinatie van eigenschappen neemt het doorstromend oppervlak in de transportrichting af waarmee men het materiaalverlies door de zeef tracht te compenseren. Een dergelijke configuratie van de vijzel brengt als risico met zich mee dat het te 25 scheiden materiaal tussen de vijzel en de cilindervormige zeef vast komt te zitten. Dit risico wordt groter naarmate het te scheiden materiaal gladder van aard is.

Het is ook bekend om bij dergelijke inrichtingen instelbare afsluitmiddelen te voorzien voor de afvoeropening, zoals 30 beschreven is in het Nederlandse octrooi schrift NL 1005398. Dankzij deze afsluitmiddelen kan tussen vijzel en zeef een druk worden opgebouwd waardoor scheiding door de zeef zal plaatsvinden. Naarmate de achterblijvende fractie droger wordt neemt het risico dat deze fractie de inrichting vast doet slaan toe.

35 De uitvinding beoogt nu voor deze problemen een oplossing te bieden en kenmerkt zich doordat het doorstromend oppervlak 2 in de transportrichting toeneemt. Door deze toename wordt bereikt dat de substantie tussen de vijzel en de zeef vrije ruimte ter beschikking heeft waardoor in de praktijk, zelfs reeds bij een zeer geringe toename van het doorstromend oppervlak, verstoppingsproblemen kunnen worden voorkomen.

5 Met voordeel mondt de vijzel uit in een drukkamer waarin de afvoeropening is aangebracht. Deze drukkamer fungeert als het ware als buffer voor het opbouwen van druk waardoor de druk binnen de zeef beperkt kan blijven. Hierbij dient men zich te realiseren dat dergelijk zeven veelal zeer kostbaar en kwetsbaar zijn.

10 Bij voorkeur heeft de drukkamer in de transportrichting een toenemende binnendiameter, waardoor het risico op verstoppingen van materiaal in de drukkamer wordt beperkt alsmede waardoor de inrichting geschikt is voor diverse soorten te scheiden substanties.

Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding 15 voorzien van instelbare afsluitmiddelen voor de afvoeropening. Met deze instelbare afsluitmiddelen is het mogelijk om, afhankelijk van de aard van de te scheiden substantie, een bepaalde druk met name binnen de drukkamer te verkrijgen. Hierdoor is men niet meer afhankelijk van drukopbouw vanwege wrijving tussen de te scheiden substantie enerzijds 20 en de flanken van de schroeven en de wand van de zeef anderzijds.

Een toename van het doorstromend oppervlak kan worden verkregen indien in de transportrichting gezien, de tenminste ene schroef een toenemende spoed heeft, de as een afnemende diameter heeft en/of de zeef en de schroef een toenemende diameter hebben.

25 Met voordeel zijn op de as twee, door elkaar verlopende, schroeven gelegen waardoor de axiale belasting op de schroeven beperkt bl i jft.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm strekt de vijzel aan de zijde van de afvoeropening zich uit tot buiten de zeef. Dit 30 heeft als voordeel dat de transportfunctie van de vijzel tot buiten de zeef gehandhaafd blijft, waardoor wordt voorkomen dat, met name relatief droge fracties, zich vastzetten in de openingen aan het uiteinde van de zeef. Bovendien is het mogelijk om met het buiten de zeef stekende deel van de vijzel druk buiten de zeef op te bouwen, waardoor de mechanische 35 belasting op de zeef zelf kan worden beperkt.

3

Bij voorkeur strekt de vijzel zich over een lengte buiten de zeef uit gelegen tussen 0,05 m en 0,15 m. Binnen dit gebied blijkt een groot aantal substanties geschikt te zijn om efficiënt te worden gescheiden in twee fasen door de inrichting volgens de uitvinding. Door 5 handhaving van de ondergrens wordt het risico op het vastlopen van het materiaal binnen de vijzel beperkt, terwijl bij een te lange uitsteeklengte de via de zeef af te scheiden fase een te lange terugstroomweg moet afleggen naar de zeef om te worden afgescheiden.

Aangezien het risico van het vastlopen, met name bij 10 toepassing van een drukkamer, het grootst is in het gebied van de uitstekende lengte van de vijzel heeft het de voorkeur indien tenminste het deel van de vijzel dat zich uitstrekt tot buiten de zeef een toenemend doorstromend oppervlak in de transportrichting heeft. Hierbij dient als buitenste zijde van het doorstromend oppervlak uiteraard niet meer de zeef 15 maar een ander, in het verlengde van de zeef gelegen oppervlak, zoals bijvoorbeeld die van een drukkamer.

Voor het verkrijgen van een gelijkmatig scheidingsproces heeft het de voorkeur indien de toename van het doorstromend oppervlak, tenminste over de lengte van de zeef, continu is.

20 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een schematische langsdoorsnede van een inrichting volgens de uitvinding is weergegeven waarbij twee naburige schroefsegmenten gedeeltelijk zijn weggebroken.

De scheidingsinrichting 1 is voorzien van een behuizing 25 2 die zoals weergegeven uit één stuk is vervaardigd, echter in werkelijk heid uit een aantal onderling verbonden delen zal bestaan. Binnen de behuizing 2 bevindt zich om hartlijn 3, middels aandrijving 4, roteerbare vijzel 5 die in hoofdzaak bestaat uit as 6 met daarop aangebracht in elkaar verlopende schroeven 7, 8 waarvan de spoed in de transportrichting P2 30 toeneemt. In de behuizing 2 is een toevoeropening 9 voor het toevoeren van de te scheiden substantie aan de vijzel 5 voorzien, schematisch weergegeven met pijl PI. Door de roterende werking van de schroeven 7, 8 zal de substantie in transportrichting P2 worden bewogen. De vijzel 5 is over een middelste gedeelte van zijn lengte omgeven door een cilindrische 35 zeef 10 op de omtrek waarvan openingen 11 zijn aangebracht voor het doorlaten van een eerste fase uit de te scheiden substantie. Toepasbare 1 o 1 δ ® 4 zeven zijn bijvoorbeeld beschreven in NL-C-1005938. De eerste fase komt terecht in buisvormige kamer 12. Kamer 12 is voorzien van uitstroomopening 13 via welke opening de eerste fase, kamer 12 kan verlaten zoals schematisch weergegeven met pijl P3, voor opslag in reservoir 14 en/of 5 voor verdere verwerking van de eerste fase. De vijzel 5 mondt uit in een cilindrische drukkamer 15 gelegen in het verlengde van zeef 10 waarvan het vrije uiteinde een uitstroomopening 16 vormt welke instelbaar kan worden afgesloten door conus 17. De wand 20 van drukkamer 15 heeft een afnemende wanddikte waardoor de drukkamer 15 een licht conische vorm heeft. 10 Conus 17 is aangebracht aan het uiteinde van zuigerstang 18 welke via enkel werkende cilinder 19 in combinatie met de in drukkamer 15 heersende druk volgens dubbele pijl P4 kan worden getransleerd. Cilinder 19 is star verbonden met framewerk 21, dat is opgebouwd uit een aantal onderling verbonden kokers, welk framewerk losmaakbaar is verbonden met behuizing 15 2 ten behoeve van het onderhoud van de inrichting, en dan met name ten behoeve van het vervangen van de zeef 10. Het materiaal dat uitvoeropening 16 passeert vormt de tweede fase, die resteert nadat de eerste fase is afgescheiden via zeef 10 uit de substantie. Deze tweede fase wordt toegevoerd aan reservoir 22 zoals schematisch weergegeven met pijl P5. 20 De werking van de scheidingsinrichting 1 zal nu nader worden toegelicht. De te scheiden substantie wordt via opening 9, overeenkomstig pijl PI toegevoerd aan de vijzel 5. Door rotatie van de vijzel 5 zal de substantie in transportrichting P2 worden voortbewogen in principe totdat deze substantie, inmiddels in de vorm van een tweede 25 fase de uitvoeropening 16 passeert. Bij het starten van de scheidingsinrichting 1 is uitstroomopening 16 volledig afgesloten door conus 17. Pas nadat de druk in drukkamer 15 door continue toevoer van substantie tot een bepaalde grenswaarde is opgelopen zal door de werking van dubbelwerkende cilinder 19 conus 17 terug worden bewogen waardoor er een 30 uitstroomopening ontstaat. Afhankelijk van de aard van de substantie en van de grote van de uitstroomopening 16 zal binnen drukkamer 15 een dynamische evenwichtsdruk ontstaan. Deze druk veroorzaakt dat de eerste fase via de openingen 11 van zeef 10 wordt afgescheiden. De spoed van de schroeven 7, 8 neemt in de transportrichting P2 toe. Dit heeft tot gevolg 35 dat het doorstromend oppervlak A, die wordt bepaald door de naar elkaar toegerichte flanken 23, 24 van twee op eenvolgende schroefdelen en het .1 '· '-’"i @ 5 daartussen gelegen deel 25 van de as 6 en van het daartussen gelegen deel 26 van zeef 10 gelegen in een radiaal vlak, eveneens toeneemt. Door deze toename van beschikbare ruimte neemt het risico op verstoppingen aanzienlijk af.

5 Bovenstaand is een inrichting volgens de uitvinding slechts schematisch beschreven. In de internationale octrooiaanvrage WO 98/37942 is in de figuren 2, 3 en 4 een inrichting beschreven volgens de stand van de techniek. Zou men nu de enkele schroef met constante spoed van deze inrichting vervangen door een enkele of een aantal schroeven met 10 een toenemende spoed over de lengte van de vijzel in de transportrichting dan verkrijgt men een inrichting volgens de uitvinding. Een dergelijke inrichting wordt hierbij als tweede mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding vermeld.

De inrichting volgens de uitvinding is geschikt voor 15 diverse soorten substanties zoals mest, conservenspoelwater, papierpulp, slachtafval, voedsel resten en structuurrijk slib. In het bijzonder is de inrichting geschikt voor substanties die worden gescheiden in een vaste fase en een vloeibare fase.

1016 19 8

Claims

1. Inrichting voor het scheiden van een substantie in twee fasen, welke inrichting is voorzien van een vijzel met een as en tenminste 5 een, op de as gelegen schroef, welke vijzel zich uitstrekt tussen een toevoeropening voor de substantie en een afvoeropening voor een van de twee fasen en van een cilindervormige zeef met zeefopeningen waarbinnen de vijzel roteerbaar is gelegerd voor het in een transportrichting van de toevoeropening naar de afvoeropening via doorstromende oppervlakken 10 gelegen in een radiaal vlak tussen de as, twee opeenvolgende schroefdelen in het radiale vlak en de zeef, transporteren van de substantie en voor het via de zeefopeningen afvoeren van de andere van de twee fasen, met het kenmerk, dat het doorstromend oppervlak in de transportrichting toeneemt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vijzel uitmondt in een drukkamer waarin de afvoeropening is aangebracht.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de drukkamer in de transportrichting een toenemende binnendiameter heeft.

4. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met 20 het kenmerk, dat instelbare afsluitmiddelen voor de afvoeropening zijn voorzien.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tenminste ene schroef in de transportrichting een toenemende spoed heeft.

6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de as in de transportrichting een afnemende diameter heeft.

7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zeef en de schroef in de transportrichting respectieve- 30 lijk een toenemende diameter hebben.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op de as twee, door elkaar verlopende, schroeven zijn gelegen.

9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met 35 het kenmerk, dat de vijzel aan de zijde van de afvoeropening zich uitstrekt tot buiten de zeef. ! f>’ ’£ ! fa ( ! ·· ·. ! .« ( 1

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de vijzel zich over een lengte buiten de zeef uitstrekt gelegen tussen 0,05 tn en 0,15 m.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, 5 dat het doorstromend oppervlak van het deel van de vijzel dat zich uitstrekt tot buiten de zeef in de transportrichting toeneemt.

12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat, tenminste over de lengte van de zeef, de toename van het doorstromend oppervlak continu is. ’ 0 1 A 1 P Q