DE7241470U - Vorrichtung zum trennen von fluessigkeiten und festen stoffen eines gemisches - Google Patents

Description

B.V.Machinefabriek v/h Pannevis & Zn.

Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Stoffen eines Gemisches

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Stoffen eines Gemisches mit einem bewegbaren endlosen Filterband, oberhalb dessen eine Zuführung für das Gemisch angeordnet ist und welches von einem darunterliegenden, parallel zum Filterband verschiebbaren und mit einem Antrieb versehenen Saugkasten in solcher Weise abgestützt ist, dass während des Saugtaktes Filterband und Saugkasten unverschiebbar gegeneinander anliegen, wobei der Saugkasten mit einer biegsamen Zuleitung für den abwechselnden Anschluss an eine Vakuumquelle oder an die Atmosphäre versehen ist.

Aus der niederländischen Patentschrift 105 182 ist eine Vorrichtung für den eingangs erwähnten Zweck bekannt, bei der ein einfacher Saugkasten vorgesehen ist, der durch ein Federelement in seine Anfangslage zurückgeführt wird, woraus sich schliessen lässt, dass es sich bei der bekannten Vorrichtung um eine Vorrichtung verhältnismässig geringer Leistung oder geringen Gewichtes handelt, bei der nicht die Möglichkeit besteht, komplizierte Verfahren zur Gemischabscheidung oder Extraktion durchzuführen.

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Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die zur Trennung fester und flüssiger Stoffe eines Gemisches auch bei erhöhten Anforderungen geeignet ist. Hierfür schlägt die Erfindung, ausgehend von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung vor, daß der- Saugkasten, aus mehreren, in Bewegungsrichtung des Filterbandes hintereinander angeordneten, voneinander getrennten Einzel-Saugkästen mit jeweils eigenen Sauganschlüssen zusammengesetzt ist, und daß über dem Filterband in dessen Bewegungsrichtung im Abstand voneinander durch Waschflüssigkeit und/oder rückgeführtes Filtrat beaufschlagte Düsen angeordnet sind.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht einen wiederholten Umlauf und/oder Gegenstromumlauf von Filtrat und/oder Waschflüssigkeit durch die auf dem Filterband liegende Feststoff schicht.

In den Fällen, in denen die Zeitspannen für die Trennung (des Gemisches oder der Suspension in Kuchen und Filtrat), die Waschung bzw. die Extraktion verhältnismässig kurz sind, wird die erfindungsgemässe Vorrichtung zweckmässig so betrieben, daß das Filterband kontinuierlich bewegt wird und daß die Saugkastenelemente während der Absaugperioden mit dem Band mitbewegt und nach der Wiederherstellung des Atmosphärendruckes im Kasteninneren in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden.

In den Fällen, in denen die Trennung, das Waschen usw. längere Zeitspannen beanspruchen, können das Filterband und die Saugkastenelemente wäiirend der Absaugperiode stillstehen, worauf nach Wiederherstellung des Atmosphärendruckes in den Saugkastenelementen das Filterband verschoben wird, während die Saugkastenelemente ihre Lage beibehalten. In diesem Falle kann in den Saugkastenelementen anstelle des Atmosphärendruckes ein

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einstellbarer Überdruck erzeugt werden.

Erfindungsgemäss erhält man also eine Vorrichtung, bei deren Benutzung ein Arbeiten möglich ist, zu dem nach dem Stand der Technik mehrere Vorrichtungen erforderlich wären. Bei den mit der erfindungsgemässen Vorrichtung durchführbaren Arbeitsverfahren kann es sich handeln um:

a) das sogenannte "precoating" (Vorbekleidung) mit dem eigenen Produkt (Gemisch),

b) Trennung einer Suspension (eines Gemisches) in Kuchen und Mutterfiltrat,

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c) eine Anzahl von Wasch- bzw. Extraktionsbehandlun^en in Fers eines direkten ΐ>ζν/= Ge£eii5tr*omver fahren« bei Verteilung über mehrere Abschnitte, wobei unbeschränkt die Möglichkeit eines Gegenwaschens besteht,

d) Trocknung auf dem Filterband in einem Trockenabschnitt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Standes der Technik sowie einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung anhand der Zeichnung sowie aus weiteren UnteransprUchen. In der Zeichnung stellen dar:

Figuren 1a bis 1d eine Vorrichtung gemäss dem Stand der Technik in unterschiedlichen ArbeitStellungen;

Figur 2 schematisch zur Erläuterung der Arbeitsweise eine erfindungsgemässe Vorrichtung;

Figur 3 teilweise aufgebrochen in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung nach der Erfindung;

Figur 4 schematisch einen Teil-Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäss der Erfindung und

Figur 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Figur 4.

Die Figuren 1a bis 1d erläutern die Wirkungsweise einer bekannten Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung wird durch eine Gemischzufuhrdüse 1 eine Gemischschic'it 2 auf ein endloses

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Filterband 3 aufgebracht, das über Antriebsrollen 4 und 5 geführt ist. Ein parallel zum Band 3 verschiebbarer Saugkasten 6 ist über eine biegsame Leitung 7 und einen Hahn 8 entweder an eine nicht dargestellte Absaugvorrichtung angeschlossen oder steht mit der Atmosphäre in Verbindung_o Während des Saugtaktes der Figur 1a wird der Saugkasten durch den in seinem Inneren auftretenden Unterdruck festgehalten und von dem Filterband in Pfeilrichtung mitgeführt. Am Ende des Saugtaktes (Figur Ib) wird der Unterdruck im Saugkasten 6 durch Luftzufuhr behoben, wodurch sich der Saugkasten 6 von dem Filterband 3 löst. Der Saugkasten wird nun durch einen nicht dargestellten Mechanismus in Richtung des Pfeiles der Figur 1b in die Ausgangslage zurückgeführt.

Die Figuren 1c und 1d veranschaulichen wiederum die Vorgänge gemäss den Figuren 1a bzw.1b, wobei jedoch das Filterband 3 mit dem inzwischen über die Leitung 7 im wesentlichen von Flüssigkeiten befreiten Feststoffen weiter nach rechts verschoben ist.

In der schematischen Darstellung der Figur 2 sind die der Figur 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Wie Figur 2 erkennen lässt, besteht der Saugkasten bei der

Vorrichtung nach der Erfindung aus einer Anzahl von-einander getrennter Elemente 9, die jeweils einzeln oder gemeinsam mit gesondert betätigbaren Absaugmitteln v.rsehen sind. Als Absaugmittel kommen beispielsweise unter Unterdruck stehende Tanks 10 in Frage, die eine gemeinsame Vakuumpumpe 11 und jeweils einzeln eine Abfuhrpumpe 12 aufweisen.

Jeder Vakuumtank 10 steht über eine wenigstens teilweise biegsame Leitung 7 mit mindestens einem Saugkastenelement 9 in Verbindung. Die Leitung 7 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Vakuumabsperrglied 8 und einem seitlichen Belüftungsventil 13 versehen. Durch Waschflüssigkeits-Verteildüsen 14, 15 kann Waschflüssigkeit auf die gefilterte Schicht, z.B. bei 14, gesprüht und/oder vorzugsweise im Gegenstrom bei 15 erneut verteilt werden.

Zu diesem Zweck kann die Düse 13 durch eine Leitung 16 mit einer der Abfuhrpumpen 12 verbunden sein. Andere Abfuhrpumpen 12 können beispielsweise bei 17 das Filtrat und bei 18 die konzentrierte Waschflüssigkeit abführen.

Bei der gezeigten Vorrichtung ist weiter eine Tuch-Waschpumpe 19 vorgesehen, die über eine Leitung 20 und ein Düsenrohr 21 das aus Tuch bestehende Filterband 3 reinigt, während der wesentliche Teil des auf dem Filterband 3 befindlichen Feststoffes beim Passieren der Rolle 4 entfernt wird.

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Eine verstellbare Führungsrolle 22 bildet zusammen mit einer weiteren Führungsrolle 23 eine Bandspannvorrichtung. Die Rolle 4 1st angetrieben.

In Figur 3 mit der teilweise aufgebrochenen, perspektivischen Darstellung der Vorrichtung sind wiederum die den Figuren 1 und 2 entsprechenden Teile mit entsprechenden Bezu,;szeichen versehen.

Wie Figur 3 zeigt, wird die Antriebsrolle 4 von einem Elektromotor über ein Wechselgetriebe 24 angetrieben. Ein Abstreifer 2.J entfernt die abfiltrierten und erforderlichenfalls gewaschenen Feststoffe in Form eines Kuchens im wesentlichen von dem Filterband 3.

Die Saugkastenelemente 9 sind mit schräg aufwärtsverlaufenden Seitenwänden und mit gegebenenfalls herausnehmbaren, perforierten Bodenplatten 26 versehen, die auf Stützgittern 27 liegen. Mit 28 ist ein Pneumatik-Zylinder zum Antrieb des von den Saugkastenelementen 9 gebildeten Zuges bezeichnet. Die Vakuumtanks 10 sind über eine Leitung 29 mit der Vakuumpumpe 11 verbunden. Die Flüssigkeit wird von den Tanks 10 über die Leitungen 30 den Abfuhrpumpen 12-zugeführt· Die Leitungen 31 verbinden die Tanks 10 mit den Vakuumventilen 8.

Nach dem Passieren der beweglichen Düse 21 kann das Filtertuch 3 noch mittels einer drehbaren Bürste 32 nachgereinigt werden.

Über dem nahe der Antriebsrolle 4 liegenden Teil des Filterbandes können - was in der Zeichnung nicht dargestellt ist - Trockeneinrichtungen angeordnet werden. Ausserdem
kann die gesamte Vorrichtung in einem nicht gezeigten
Schrank enthalten sein, um beispielsweise in einer Stickstoff atmosphäre bzw. unter Überdruck arbeiten zu können.
Ein Ersatz des Filterbandes 3 ist z.B. durch Lösen eines
nicht gezeigten Schnellverschlusses möglich. Eine aus der Textilindustrie bekannte, pneumatisch arbeitende Tuchspurvorrichtung sorgt dafür, dass das Filterband 3 nicht seitwärts ausweicht.

In den Figuren 4 und 5 ist eine Massnahme schematisch erläutert, mittels der das an sich flache Filterband an den zwei schräg aufwärtsverlaufenden Seitenwänden der Saugkastenelemente entlang geführt werden kann. Zu diesem Zweck wird nach dem Passieren der oberen Führungsrolle 5 das
Filterband 3 schräg abwärts geführt, und zwar bis unter
einen drehbaren Zylinder 34, dessen beide Stirnflächen im wesentlichen sphärisch ausgebildet sind. Dadurch wird das Filterband aus seiner gestreckten .Stellung zeitweilig abgelenkt. Das im allgemeinen einigermaßen elastische FiI-

n r» f λ ι η λ

3
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terband. /5 erhält so zwei auireentstehende Seitenötreifen 33, die sich an die entsprechenden Seitenwände der Saugkastenelemente 9 anlegen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die anfangs noch flüssige Gemischschicht seitlich zwischen den Filterbandrändern und den aufrechtstehenden Seitenwänden der Saugkastenelemente wegläuft.

Aus dem beigefügten Nomogramm lassen sich Filterabmessung und Bandgeschwindigkeit bestimmen..
Es bedeuten:

f : FiItrationsfaktor

Q: zugeführte Schlammenge

A^: Filtrationsoberfläche

L: Filterlänge

v^: Bandgeschwindigkeit

t: Filtrationszeit

ö: Kuchendicke

Beispiel:

Für ein bestimmtes Produkt betragen die Filtrationszeiten nach Büchner-Untersuchungen 40, 110 und 280 see. bei Kuchendicken von 15 und 15 mm. Der Filtrationsfaktor f, der aus den gemessenen Zeiten abgeleitet wird, beträgt 1.800, 1.300 bzw. 775 l/m²St. Die erforderliche Produktion beträgt 5.000 1 Schlamm pro Stunde.

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Es westeht nur

ur* die Aufgabe die erforderlichen

messungen für die Trennung und die Bandgeschwindigkeit zu ermitteln.

Hierbei ergibt sich folgende Lösung:

Die effektive Filteroberfläche A_£ folgt aus der Beziehung des Filtrationsfaktors f„ und der Kapazität Q. Die Bandgeschwindigkeit v^ folgt aus der Beziehung der effektiven Länge L und der Filtrationszeit t. Wird in diesem P'all eine Bandbreite von 1 m vorausgesetzt, so entspricht die Längenskala der Filteroberflächenskala* In diesem Falle ist die optimale Kuchendicke etwa 10 mm bei einer effektiven Länge von etwa 4 m und einer Bandgeschwindigkeit von etwa 3,5 cm/sec. Bei geringerer Kuchendicke wird die 3andgeschwindigkeit zu hoch und bei dickerem Kuchen wird das Filter zu lang.

Es sei noch bemerkt, dass für das Waschen das gleiche Verfahren durchgeführt werden muss. Schliesslich wird die vollständige Filterlänge durch die Gesamtheit der für Trennung, Waschen und Trocknen erforderlichen Längen bestimmt.

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Claims (1)

1. B.V. Machinefabriek v/h Pannevis & Zn. 13· JuIi 1977

   13

   Schut zansprüche

   ■I 1. Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Stoffen

   ? eines Gemisches mit einem bewegbaren endlosen Filterband,

   I oberhalb dessen eine Zuführung für das Gemisch angeordnet ist

   i und welches von einem darunterliegenden parallel zum Filter-

   I band verschiebbaren und mit einem Antrieb versehenen Saugkasten

   I in solcaer Weise abgestützt ist, daß während des Saugtaktes

   I Filterband und Saugkasten unverschiebbej? aneinander anliegen,

   I wobei der Saugkasten abwechselnd an eine Vakuumquelle oder an

   ■ die Atmosphäre anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   i der Sauiskasten (6) aus mehreren, in Bewegungsrichtung des FiI-

   ! terbandes hintereinander angeordneten, voneinander getrennten

   3 Einzel-Saugkästen (9) mit jeweils eigenen Sauganschlüssen zu-

   I sammengesetzt ist, und daß über dem Filterband in dessen Be-

   I wegungsrichtung im Abstand voneinander durch Waschflüssigkeit

   I und/oder rückgeführtes Filtrat beaufschlagte Düsen angeordnet

   I sind.

   I 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

   ^:j Einzel-Saugkästen (9) mittels eines Pneumatik-Zylinders (28)

   _; verschiebbar sind und das Filterband (3) mittels einer An-

   ; triebsrolle (4) mit regelbarem Antrieb fortbewegbar ist, wobei

   i der Pneumatik-Zylinder und der Rollenantrieb intermittierend

   i bei gleichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen der

   i. Saugkastenelemente und des Bandes kuppelbar und "bei verschie-

   ■\ denen Geschwindigkeiten entkuppelbar sine" . ■i

   "i — 2 —

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   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 caer 2, dadurch gekeimzeichnet, daß die Einzel-Saugkästen (9) aus Einheitskübeln bestehen, die jeweils wenigstens zwei Fächer aufweisen, wobei jedes Fach einen eigenen Sauganschluß besitzt.

   4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel-Saugkästen (9) aufrechtstehende Seitenwände und perforierte, auf Stützgliedern (27) liegende Bodenplatten (26) aufweisen. '

   5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterband (3) die Antriebsrolle (4) und ein Abstreiforgan (25) berührt.

   6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergeixenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bandfiltertuchwaschvorrichtung (19 - 21) mit einem beweglichen Spritzrohr (21) vorgesehen ist, die das Filterband (3) nach dem Passieren der Antriebsrolle (4) durchläuft.

   7· Vorrichtung nach einem oder mehreren d< r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterband (3) vor dem Passieren der das zu trennende Gemisch zuführenden Düse (1) gegen die Unterseite eines drehbaren Zylinders (34) mit im wesentlichen sphärischen Stirnflächen geführt ist, wodurch das an sich flache Filterband (3) über eine bestimmte Bewegungsstrecke schräg aufwärs verlaufende Seitenstreifen (33) aufweist»

   8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Einzel-Saugkästen (9) mindestens ein unter Vakuum gehaltener Absaugbehälter (10) angeordnet ist, mit dem die Sauganschlüsse der Einzel-Saugkästen^über eine biegsame Leitung (7) verbunden sind.

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