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Sieb zum Klassieren und/oder Entfernen von Schüttgut aus Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Sieb zum Klassieren und/oder Entfernen von Schüttgut
aus Flüssigkeiten mit wenigstens zwei konzentrischen kegelstumpfförmigen Sieben
mit unterschiedlichen Scheitelwinkeln und einer unbeweglichen, den oberen Rand des
Siebes umlaufenden Führungsrinne.
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Siebe zum Entfernen von Schüttgut aus Flüssigkeiten in Form eines
Kegels mit zur Erzeugenden des Kegels parallelen oder fast parallelen Schlitzen,
mit durch die obere Kante des Siebes hindurchgehender Zuführung der Flüssigkeit
aus dem Führungselement, in dem die kreisende Flüssigkeit die obere Kante des Siebes
umkreist und beim Überlaufen auf das Sieb eine Bewegungskomponente längs der Tangente
beibehält, sind bekannt. Infolge der Gravitation fließt die Flüssigkeit längs des
Siebes spiralförmig und umkreist mehrmals das Sieb. Diese Siebe übertreffen bei
weitem die vorbekannten, radial mit Flüssigkeit beaufschlagten kegelförmigen Siebe,
da sie bei bedeutend kleineren Ausmaßen und ohne mechanische Vorrichtungen zum Verteilen
der Flüssigkeit längs des Umfanges mindestens das gleiche leisten.
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Bei diesen bekannten kegelförmigen Sieben bildet das Führungselement
eine sich um den oberen Rand des Siebes herum erstreckende Rinne mit angenähert
tangentialer Flüssigkeitsführung. Die Flüssigkeit hält sich in dieser Rinne durch
die Zentrifugalkraft. Um ein gleichmäßiges Überlaufen über die Siebkante mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit längs der oberen Siebkante zu erlangen und
damit die in der Führungsrinne kreisende Flüssigkeit einen nicht längeren Weg als
360° durchläuft, verringert sich das radiale Ausmaß der Führungsrinne vom maximalen
Wert an der Stelle der Zuführung bis auf Null vor dieser Stelle. Die Verengung der
Führungsrinne erfolgt dadurch, daß ihre Außenwand spiralförmig verläuft.
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Um eine gleichmäßige Abnutzung des Siebes zu erlangen, ist es erforderlich,
die Richtung der Zirkulation der Flüssigkeit von Zeit zu Zeit zu ändern. Zu diesem
Zweck ist. die Führungsrinne abnehmbar und kann nach Umkehr der oberen Seite nach
unten in zwei Positionen auf das Sieb aufgebracht werden.
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Es sind auch Siebe bekannt, welche aus zwei oder mehreren konzentrischen
stumpfen Kegeln gebildet sind, die konzentrisch übereinander angebracht sind. Dank
dieser Anordnung wird auf verschiedenen Höhenabschnitten des Siebes jeweils die
günstigste Neigung der Siebfläche erreicht. Die Neigung der Siebfläche soll der
sich im Laufe des Filtrationsprozesses ändernden Rotationsgeschwindigkeit und Eigenschaften
der Suspension möglichst angepaßt sein. Die einzelnen Siebelemente in Form abgestumpfter
Kegel mit unterschiedlichen Scheitelwinkel sind so dimensioniert, daß der obere
Durchmesser eines Elementes dem unteren Durchmesser des Baraufliegenden Elementes
entspricht, was die direkte Verbindung zweier Elemente in einer horizontalen Ebene
ermöglicht.
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Forschungen bezüglich der Arbeitsweise der letztgenannten bekannten
Siebe haben erwiesen, daß es auch bei diesen für die Siebwirkung von großem Vorteil
ist, wenn man die Strömung tangential einleitet, die regelmäßige Spiralbewegung
der Suspension möglichst lange auf der Sieboberfläche erhält und dafür sorgt, daß
die Vertikalkomponente der Strömung vor allem im oberen Teil des Siebes möglichst
gering ist. Vor allem bei geringer Zulaufgeschwindigkeit der Strömung besteht nämlich
die Gefahr, daß sich die Stromfäden in steiler Spirale schnell dem konzentrischen
Ablauf des Siebes nähern.
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Dies wird erfindungsgemäß bei einem Sieb der eingangs umrissenen Art
dadurch verhindert, daß an der Übergangsstelle von einem Sieb zum anderen der Durchmesser
des oberen Kegelsiebes größer als derjenige des unteren Kegelsiebes ist, wobei der
Zwischenraum durch einen Verbindungsring überbrückt ist, und daß die Führungsrinne
überall den gleichen radialen Querschnitt aufweist, und mit einer Abdeckung und
mit einem oder mehreren tangentialen Zuläufen versehen ist.
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Die durch den Verbindungsring gebildete Stufe hat nicht nur den Zweck
eventuell entstandene Unregelmäßigkeiten
der Spiralbewegung der
Suspension auszugleichen, sondern vor allem einem zu raschen Nach-unten-Sinken der
Strömung entgegenzuwirken. Auf diese Weise kann ein Sieb gemäß Erfindung mit sehr
unterschiedlichen Einströmungsgeschwindigkeiten arbeiten.
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Forschungen bezüglich der Arbeitsweise der Führungsrinne des Siebes
haben zur weiteren Entwicklung der Erfindung geführt. Es hat sich gezeigt, daß es
in den meisten Fällen nicht notwendig ist, daß die Flüssigkeit einen nicht längeren
Weg als 360° in der Rinne durchläuft. Ein Teil der Flüssigkeit darf Weiterkreisen
und sich mit der zugeführten Flüssigkeit mischen. Aus diesem Grunde darf die Führungsrinne
dann ein gleichmäßiges radiales Ausmaß haben. Das eliminiert die Notwendigkeit des
Abnehmens der Rinne bei Änderung der Kreiselrichtung und erlaubt es, die Rinne mit
dem Sieb zu verbinden.
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Ist es nötig, bei zwei gegenläufigen tangentialen Zuläufen in der
nicht abnehmbaren Rinne den nutzbaren Querschnitt der Rinne in der jeweiligen Kreiselrichtung
gleichmäßig zu verkleinern, so ermöglicht dies eine weitere Ausgestaltung der Erfindung
dadurch, daß in die Führungsrinne zwei halbkreisförmige Blechbogen eingesetzt werden,
die verstellbar, vorzugsweise um ihre Mittelpunkte schwenkbar gelagert sind. Beim
Umstellen der Kreiselrichtung werden die Halbkreise umgestellt und der jeweils nicht
benötigte Zulauf abgetrennt.
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Die Anfangskreiselgeschwindigkeit der Suspension soll einen erheblichen
Wert haben, um mit den Kreiselbewegungen bis zum Ende des Siebes auszukommen. Die
kreisende Flüssigkeit hat bei größerer Geschwindigkeit die Neigung auf der Außenwand
zu steigen. Um den überlauf der Flüssigkeit über den oberen Rand der Außenwand auszuschließen,
muß diese entweder ziemlich hoch sein oder muß die Rinne verdeckt werden. Die zweite
Maßnahme ist richtiger und wird in den Sieben gemäß Erfindung angewandt.
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In manchen Fällen hat es sich als praktisch er= wiesen, die Führungsrinne
ganz oder teilweise als Sieb zu gestalten. Dadurch fängt der Siebvorgang in der
Rinne an, und die weitere Siebfläche kann kleiner gestaltet werden.
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Bei einer anderen besonders günstigen Ausführung der Außenwand der
Führungsrinne besitzt diese Wand die Form eines Drehkörpers, dessen Erzeugende eine
Kurve ist, die sanft von der Vertikalen in die Horizontale übergeht. Diese Gestalt
ist an sich bei den Speiserinnen rotierender Kegelsiebe aus der USA.-Patentschrift
1146 932 bekannt. Die Ähnlichkeit ist nur zufällig, da die unbewegliche Führungsrinne
im Sieb gemäß Erfindung einen anderen Zweck hat.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführungsbeispiele
des Siebes gemäß Erfindung. F i g. 1 zeigt einen vertikalen axialen Schnitt durch
den Sieb; F i g. 2 zeigt eine Draufsicht des gleichen Siebes nach Abnahme der Abdeckung
der Führungsrinne; F i g. 3 zeigt eine Draufsicht ähnlich wie F i g. 2 auf eine
andere Ausführung des Siebes. Das in der F i g.1 dargestellte Sieb besteht aus zwei
Siebkegeln 1 und 2. Die Kegel haben verschiedene Scheitelwinkel. Der untere Durchmesser
des Kegels 1 ist größer als der obere Durchmesser des Kegels 2.
Die Differenz
dieser Durchmesser ist durch den Ring 3 überbrückt. Die Führungsrinne
4 besteht aus dem Böden 5 der Außenwand 6 und der Abdeckung 7. Die Außenwand
ist durch eine Betonschicht 8 verstärkt, um der Innenfläche die Form einer Drehfläche
zu geben, deren Erzeugende eine Kurve ist, die von der Horizontalen in die Vertikale
sanft übergeht. Man kann auch die Innenwand der Führungsrinne 4 als Sieb ausbilden,
wobei die Betonfüllung naturgemäß entfällt. Der Zuführungsstutzen 9 ist drehbar
zum Umstellen der Kreiselrichtung. Es ist möglich, diesen Zuführungsstutzen anstatt
drehbar mit zwei entgegengesetzt gerichteten Auslauföffnungen und mit einer verstellbaren
Klappe zu gestalten.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 besitzt zwei Zuführungsstutzen
10 und 11 zur wahlweisen Benutzung und zwei halbkreisförmige Blechwände
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und 13, die um die Achsen 14 und 15 schwenkbar sind und einen Teil des
Volumens der Führungsrinne derart abschließen, daß eine fast gleichmäßige Verengung
der Rinne von der Zuführungsstelle an in einer bzw. anderen Richtung entsteht. In
der ausgezogen gezeichneten Schwenklage der Blechwände ist der Stutzen 10 in Benutzung.
Soll der Stutzen 11 benutzt werden,- werden die Blechwände im Uhrzeigersinn in die
jeweils gestrichelt gezeigte Lage geschwenkt.