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Die Erfindung betrifft eine Abscheider-Vorrichtung zum
Abscheiden von Feststoff von Flüssigkeit.
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Die internationale Anmeldung Nr. PCT/SE87/00504 (veröffentlicht
als WO 88/03433) zeigt ein drehbares Trommelsieb, in welchem
ein Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch einem Rohr zugeführt wird,
welches an einer drehbar angetriebenen horizontalen Trommel
befestigt ist und sich innerhalb derselben erstreckt. Das Rohr
ist mittels einer Förderschnecke an der Trommel befestigt,
wobei entlang des Rohres Zufuhröffnungen zur Zufuhr von Gemisch
aus dem Rohr in einen Trommelraum vorgesehen sind. Durch
Sieböffnungen in der Trommel fließt Flüssigkeit ab, während
gesiebter Feststoff entlang der Trommel durch die
Förderschnecke bewegt, in einen abgetrennten Endabschnitt des
Rohres zurückgehoben und hieraus mittels einer Austragsschnecke
ausgetragen wird. Überschüssiges ungesiebtes Material wird über
einen Überlauf für eine weitere Siebung zugeführt.
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Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Abscheider-
Vorrichtung in einer verbesserten Art bereitzustellen.
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Gemäß der Erfindung umfaßt ein Abscheider zum Abscheiden von
Feststoff von Flüssigkeit ein Gehäuse, ein
Flüssigmaterialauslaß aus dem Gehäuse, ein Feststoffauslaß,
wobei der Flüssigmaterialauslaß von dem Feststoffauslaß
getrennt ist, eine Trommel innerhalb des Gehäuses, wobei die
Trommel ein erstes und ein zweites Ende, einen Auslaß und eine
geöffnete Oberfläche für das Ablaufen der Flüssigkeit aus der
Trommel aufweist, ein Einlaßelement für die Zufuhr eines
Gemisches des Feststoffes und der Flüssigkeit in die Trommel,
wobei das Einlaßelement konzentrisch zu der Trommelachse und
mit der Trommel drehbar ist, ein Zufuhrelement für die Zufuhr
des Feststoff-Flüssigkeit-Gemisches, wobiei das Zufuhrelement in
bezug auf das Einlaßelement feststeht und konzentrisch damit
ist, eine Drehdichtung zwischen dem Einlaßelement und dem
Zufuhrelement, ein erster Achszapfen an dem ersten Ende der
Trommel, ein Lager außerhalb eines Endes des Gehäuses, wobei
der erste Achszapfen durch dieses Lager abgestützt ist und sich
beim Drehen der Trommel und des Einlaßelements dreht,
Antriebsmittel an dem zweiten Ende der Trommel zum drehenden
Antreiben der Trommel und des Einlaßelements, ein Spiralmittel
innerhalb der Trommel zum Bewegen des Feststoffes innerhalb der
Trommel in Richtung des besagten Auslasses, von wo es zu dem
Feststoffauslaß übergeht, wobei das Spiralmittel einen
Innen- und einen Außenumfang aufweist und zumindest für einen Teil
seiner Länge an seinem Außenumfang und zumindest für einen Teil
seiner Länge an seinem Innenumfang abgestützt ist, einen
zweiten Achszapfen an dem zweiten Ende der Trommel, und ein
Lager, welches den zweiten Achszapfen an dem zweiten Ende der
Trommel abstützt, wobei die Lager, welche den ersten
beziehungsweise zweiten Achszapfen aufnehmen, in einer Linie
liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß aus der Trommel,
durch welchen Feststoff zu dem Feststoffauslaß übergeht, sich
am Umfang der Trommel befindet, daß der Feststoffauslaß sich
von dem Gehäuse aus erstreckt und in bezug dazu fixiert ist,
daß die Trommel um eine abgewinkelt zur Horizontalen
verlaufenden Achse drehbar ist, daß der erste und der zweite
Achszapfen jeweils in den besagten Lagern aufgenommen und
dadurch gegen eine Bewegung in jede Radialrichtung abgestützt
sind, und daß das Einlaßelement sich mittig durch das Lager
erstreckt, das den ersten Achszapfen trägt.
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Nur beispielhaft wird die Erfindung nun mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Figur 1 ein Längsschnitt durch einen Abscheider der Erfindung
ist;
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Figuren 2 und 3 in vergrößertem Maßstab Schnittansichten auf
die Schnittlinien A-A bzw. B-B in Figur 1 sind; und
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Figur 4 eine Ansicht in Form der Figur 1 einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung ist.
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Die Zeichnungen zeigen eine Abscheider-Vorrichtung, die
insbesondere für den Gebrauch mit Abwasser und dergleichen
bestimmt und im allgemeinen als Sieb bekannt ist.
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Das Sieb der Figuren 1 bis 3 weist ein Außengehäuse 10 auf, das
aus einem oberen entfernbaren Abdeckteil 11 aufgebaut ist, das
an Längsseitenteilen 12 bzw. 13 befestigt ist. Die beiden
Seitenteile sind am Boden des Siebes miteinander verbunden,
wobei das Gehäuse entlang des größten Teils seines Unterteils
geschlossen ist, jedoch an einem Ende einen Flüssigkeitsauslaß
14 und an seinem gegenüberliegenden Ende einen Feststoffauslaß
15 aufweist. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, neigt sich das
Gehäuse vom Auslaß 15 zum Auslaß 14 nach unten, so daß, wie
beschrieben werden wird, abgetrennte Flüssigkeit zu besagtem
Auslaß 14 abläuft, wo sie aus dem Sieb entfernt wird. Die
Querschnittsform des Gehäuses kann aus den Figuren 2 und 4
ersehen werden.
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Am Ende des Gehäuses benachbart dem Auslaß 14 befindet sich
eine zusammengesetzte Stirnplatten-Montageeinheit 16, die ein
Traggehäuse 17 trägt. Dieses weist eine mittige Öffnung auf, in
der Radial- und Axiallager 18 aufgenommen sind, die einen
Achszapfen 19 tragen, der sich von einem Ende einer Trommel 20
erstreckt, die, wie beschrieben werden wird, innerhalb des
Gehäuses 10 angeordnet ist. Der Achszapfen 19 erstreckt sich
von dem Gehäuse 17 zu einer Stelle, an der er über eine
flexible Kupplung 21 an einer Antriebseinheit 22 zur Drehung
des Achszapfens 19 und der Trommel 20 angeschlossen ist.
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Die Trommel 20 hat ihre Mittelachse in der gleichen Neigung wie
das zuvor beschriebene Gehäuse 10. An ihrem angetriebenen Ende
ist die Trommel durch eine kreisförmige Endplatte 23
verschlossen, von welcher sich der Achszapfen 19 erstreckt.
Einwärts dieser Platte 23 ist mittig ein zylindrischer Ring 24
angeschlossen. An dem Ring 24 angeschlossen und sich davon und
von der Platte 23 abgewandt in Längsrichtung einwärts
erstreckend sind drei starre Trommelkörperelemente 25, wobei
sich jedes Element 25 parallel zu der durch den Mittelpunkt der
Platte 23 definierten Trommelachse erstreckt, und die Elemente
25 um den Ring 24 und somit um die Trommel selbst gleichwinklig
herum beabstandet sind. Wie aus Figur 2 ersichtlich, umfaßt
jedes Element 25 einen im wesentlichen den gleichen Radius wie
der Ring 24 aufweisenden kurzen gekrümmten Abschnitt 26, von
dem sich senkrecht ein Rippenteil 27 erstreckt. Zwischen den
jeweiligen Elementen 25 sind drei Maschenverkleidungen 28
vorhanden, die sich, wie in Figur 2 gezeigt, von dem Ring 24 in
Längsrichtung erstrecken. Diese Maschenfelder besitzen jeweils
eine gekrümmte Form und bilden zusammen mit den gekrümmten
Abschnitten 26 der Elemente 25 die kreisförmige Trommel 20, die
einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen demjenigen des
Ringes 24 entspricht. Die Maschenfelder 28 erstrecken sich zu
einem weiteren zylindrischen Ring 29, der axial dort
positioniert ist, wo sich die geschlossene Unterseite des
Gehäuses 10 öffnet, um den Feststoff-Auslaß 15 zu bilden.
Obgleich die drei Maschenfelder 28 an dem Ring 29 enden,
erstrecken sich die drei Elemente 25 über diesen Ring 29, an
welchem ein Auslaß aus der Trommel definiert ist, hinaus zu
einer weiteren kreisförmigen Endplatte 30, die der Endplatte 23
ähnelt. Hier weist jedes Element 25 ein radial nach innen
gerichtetes Verlängerungsteil 31 auf, das an der weiteren
Endplatte 30 angeschlossen ist. Die Endplatte 30 ist in kurzem
Abstand einwärts dem vom Traggehäuse 17 abgelegenen Ende des
Gehäuses 10 beabstandet.
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Innerhalb des durch die Elemente 25 und die Maschenfelder 28
definierten Trommelkörpers befinden sich drei gleichwinklig
beabstandete Spiralen 32, von denen jede, wie in den Figuren 1
und 2 gezeigt, an ihrem einen Ende an der Platte 23 und an
ihrem Außenumfang, entlang ihrer Länge an einem gekrümmten
Abschnitt 26 der Trommel befestigt ist. Die Spiralensteigung
variiert entlang der Länge der Trommel, zum Beispiel so, wie in
Figur 1 gezeigt ist.
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Konzentrisch in der Trommel 20 angeordnet befindet sich ein
mittiges Einlaßelement in Form einer Röhre 33. Diese erstreckt
sich, wie beschrieben werden wird, von der der Endplatte 30
benachbarten Außenseite des Endes des Gehäuses und endet
innerhalb der Trommel kurz vor der Endplatte 23. Entlang ihrer
Länge innerhalb der Trommel ist diese Röhre 33 an ihrem
Außenumfang von dem Ring 29 zu ihrem freien Ende an den jeweiligen
Innenumfangsflächen der drei Spiralen 32 angeschlossen. Die
Spiralen sind innerhalb der zwischen den Ringen 24 und 29
definierten Trommel an dem Teil der Röhre 33 befestigt und
somit entlang eines Teils ihrer jeweiligen Länge durch das Teil
der Röhre abgestützt; somit rotiert diese Mittelröhre 33 im
Betrieb mit der Trommel. Die sowohl an ihren Innen- als auch an
ihren Außenumfangsflächen abgestützten Spiralen sind somit in
der Trommel fest in Position gehalten.
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Das andern Auslaß 15 angrenzende Ende des Gehäuses ist durch
eine Stirnplatte 34 verschlossen. Mittig durch diese Platte 34
erstreckt sich ein Achszapfen 35 in Form eines Trommelendes,
wobei jedoch dadurch, daß dieser Achszapfen an einer weiteren
Endplatte 30 der Trommel angeschweißt ist, an welcher auch die
Röhre 33 befestigt ist, diese Röhre 33 sich über die Länge des
Achszapfens 35 erstreckt, um damit an einer Position bündig zu
enden, die nach außen gerichtet beabstandet der Endplatte 34
des Gehäuses ist. An der Außenseite der Endplatte 34 ist ein
zylindrisches Traggehäuse 36 angeschweißt. Dieses Gehäuse 36
weist eine mittige spanabhebend bearbeitete Bohrung 37 auf, in
welcher ein Radiallager 38 aufgenommen ist, das den Achszapfen
35 an diesem nicht-angetriebenen Ende der Trommel trägt. Das
Ende der Röhre 33 weist eine Drehdichtung 39 auf, wobei die
bündig liegenden Enden der Röhre 33 bzw. des Achszapfens 35 in
einer Endvertiefung 40 des Gehäuses 36 aufgenommen sind, die
durch eine Platte 41 verschlossen ist. Diese Platte trägt ein
nicht-drehbares Zuführungselement in Form einer Zufuhrröhre 42,
die konzentrisch mit der Röhre 33 ist und sich in diese
erstreckt. In diesem Beispiel endet sie an einer Stelle, wo
gerade die Röhre 33 in den weiteren Ring 29 eindringt, obwohl
ihre Ausdehnung in der Röhre 33 kleiner oder größer sein kann.
Die Verwendung der Röhre 42 ist zweckmäßig, indem sie eine
positive Zufuhr des Gemisches in die Röhre 33 und einen
nichtdrehbaren, d.h. feststehenden Flansch 43 zum Anschluß an eine
herkömmliche Zufuhrleitung schafft.
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Die Lager für die Achszapfen 19 bzw. 35 befinden sich auf einer
Linie, so daß sie relativ leicht genau herstellt werden können
und frühere Rotationsprobleme bei Sieben des Standes der
Technik durch genaues Herstellen der Achszapfen während der
Herstellung der Trommel überwunden werden. Unterstützend wirkt
bei dieser verbesserten Trommelrotation die Positionierung der
Lageranordnung an zumindest dem nicht-angetriebenen Ende des
Siebes an einem von der Trommel und dem Gehäuse vorstehenden
Achszapfen.
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Im Gebrauch bewirkt der Betrieb der Antriebseinheit 22 somit
eine Drehung der Trommel 20 über die flexible Kupplung 21,
wobei die Drehung der Trommel dabei auch die Drehung der
Mittelröhre 33 hervorruft; wobei diese Drehung an dem
nichtangetriebenen Trommelende aufgrund der Trommelachszapfendrehung
in dem Lager 38 im Traggehäuse 36 erfolgt. Das Gemisch aus
Feststoff und abzuscheidender Flüssigkeit wird der
feststehenden Zufuhrröhre 42 zugeführt und geht von dort in die
Röhre 33 über, von wo es in die Trommel 20 eingeleitet wird.
Wenn die Trommel und die Röhre 33 sich drehen, fließt der
Flüssigkeitsanteil des Gemisches durch die Maschenfelder in das
Gehäuse ab, wo er nach unten abfließt, um das Gehäuse durch den
Auslaß 14 zu verlassen und entsprechend gesammelt oder
beseitigt zu werden. Gleichzeitig wird der Feststoff durch die
rotierenden Spiralen 32 in Richtung des weiteren Rings 29
gefördert, wobei das geförderte Material durch das offene Ende
dieses Rings 29 tritt, um aus dem Auslaß der Trommel
herauszufallen, wo die Maschenfelder 28 nicht vorgesehen sind.
Das Material fällt somit durch den Auslaß 15 zu einer
geeigneten Sammeleinrichtung.
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Bei dem in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Sieb befinden sich
die Lager än beiden Enden der drehbaren Trommel außerhalb des
Gehäuses 10, wobei die Lageranordnung insbesondere an dem
nicht-angetriebenen Ende der Trommel nicht mit dem zu
trennenden Gemisch in Kontakt kommt, wie es bei Anordnungen des
Standes der Technik der Fall ist, bei denen das
nichtangetriebene Ende der Trommel auf einer Rolle innerhalb des
Gehäuses abgestützt ist. Eine derartige Anordnung ist nicht nur
schädlich für die Rolle, sondern verhindert in gewissem Mäße
auch den Materialfluß zum Feststoff-Auslaß. Ein weiterer
Vorteil der Anordnung des Lagers 38 außerhalb des Gehäuses
besteht darin, daß es, wie erwähnt, leichter ist, den
Achszapfen und die Traggehäusebohrung nach der Anfangsfertigung
durch spanabhebende Bearbeitung genau herzustellen. Bei
Anordnungen des Standes der Technik, wo zum Tragen der Trommel
eine oder mehrere Rollen innerhalb des Gehäuses vorgesehen
wurden, ist es schwierig, sicherzustellen, daß die
erforderlichen Oberflächen geometrisch genau ausgebildet sind.
Die vorliegende Anordnung ermöglicht es, eine Schmierung des
Lagers am nicht-angetriebenen Ende viel leichter durchzuführen
als wenn dieses beispielsweise innerhalb des Gemisches
innerhalb des Gehäuses liegt.
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Die beschriebene Ausführungsform des Siebes ist besonders
vorteilhaft, wo sie verglichen mit gegenwärtig bekannten Sieben
eine große Abmessung aufweist, und zwar dadurch, daß sie trotz
größerer Länge noch stabil und robust ist, was durch die
Tatsache bedingt ist, daß die mittlere Zufuhrröhre und die
Spiralen miteinander und beide auch starr mit der Trommel
verbunden sind, wobei die Trommel sich in diesem Sinne zu der
Platte 34 erstreckt und ein Ende in Form des äußeren
Achszapfens 35 aufweist. Obwohl dies kein wesentliches Merkmal
ist, verstärkt es den Gesamtaufbau eines solchen längeren
Siebes. Alternativ brauchen nicht alle Spiralen mit der Röhre
33 verbunden sein.
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In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist das Sieb mit
einem Flüssigkeitsauslaß ausgebildet, der angrenzend dem
unteren Ende der abwärts geneigten Trommel liegt. Figur 4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Siebes der Erfindung,
das dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 gleicht, jedoch
seinen Feststoffauslaß statt am oberen Ende der Trommel
angrenzend dem unteren Ende der abwärts geneigten Trommel
aufweist. Identischen Teilen dieses weiteren
Ausführungsbeispiels sind die gleichen Bezugszeichen gegeben,
die in dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwendet
wurden. Der Klarheit halber ist nur eine der drei Spiralen
gezeigt.
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Wie in Figur 4 zu sehen ist, ist der untere Teil des Gehäuses
an der Innenseite des Feststoffauslasses 44 beinahe bis zum
Ring 45 hinaufgeführt, danach neigt er sich jedoch nach unten
weg bis hin zum Flüssigkeitsauslaß 46, zu welchem sich der sich
von der Endplatte 34 erstreckende untere Teil des Gehäuses
ebenfalls hinunterneigt, wobei die Auslässe 44,46 in derselben
horizontalen Ebene enden und durch die Form des Gehäuses in
wesentlichen wirksam voneinander getrennt sind.
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Wie in Figur 4 ebenfalls zu sehen ist, reicht der Achszapfen 19
ein wesentliches Stück in die Trommel hinein, und die Spiralen,
welche sich in dieser Ausführung allesamt über die Gesamtlänge
der Trommel erstrecken, sind mit ihren jeweiligen
Innenumfangsflächen am Achszapfen 19 befestigt. Wie zuvor sind die Spiralen
entlang ihrer Länge mit ihren jeweiligen Außenumfangsflächen an
den gekrümmten Abschnitten befestigt.
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Die Mittelröhre 33 ist verkürzt, so daß sie nur über ein kurzes
Stück in den Trommelraum hineinragt, wobei gleichfalls auch die
feststehende Zufuhrröhre 42 verkürzt ist und im wesentlichen an
der Ebene der Endplatte 30 endet. Die Röhre 33 ist trotz ihrer
reduzierten Länge an zumindest einer und vorzugsweise an allen
Spiralen befestigt, obwohl auf diese Spiralenabstützung auch
verzichtet werden könnte, wobei durch den Achszapfen 19 dann
die volle Innenumfangsabstützung allein übernommen werden
würde.
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Im Betrieb ist der Abscheidevorgang ähnlich dem mit dem Sieb
der Figuren 1 bis 3 für Feststoffe, insofern als die Feststoffe
nach Verlassen der Zufuhrröhre 33 von den Spiralen durch die
Trommel gefördert werden. Jedoch werden die Feststoffe bei dem
Sieb der Figur 4 in der Trommel zu deren unterem Ende
hinabgeführt, wo die Elemente 25 und die Spiralen 32 zwar noch
vorhanden sind, wo jedoch das Fehlen der Maschenfelder 28
hinter dem Ring 45 dem Material ermöglicht, durch den
Trommelauslaß bis hin zum Feststoffauslaß 44 zu fallen.
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Flüssigkeit, die über die Zufuhrröhre 42 und die Röhre 33 in
die Trommel fließt, kann durch die die Trommel bildenden
Maschenfelder 28 ablaufen und durch den geneigten unteren
Abschnitt des Gehäuses zum Flüssigkeitsauslaß 46 geleitet
werden. Wenn die Maschen jedoch relativ eng sind, also wenn sie
kleine Öffnungen aufweisen, oder wenn die Menge oder die Art
des Feststoffes derart ist, daß der Abfluß eingeschränkt ist,
so kann es innerhalb der Trommel von der Endplatte 30 zu der
durch das Ende des Achszapfens 19 in der Trommel gebildeten
Ebene zu einem Flüssigkeitsstau kommen. Wenn sich die Trommel
nicht dreht, wird die Zufuhr weiterer Flüssigkeit dazu führen,
daß Flüssigkeit in der Trommel in die erste hinter dem Ende des
Achszapfens 19 durch die Spiralen um diese herum ausgebildete
erste "Kammer" solange überläuft, bis der Flüssigkeitspegel in
dieser Kammer ausreicht, um ein "Überlaufen" von Flüssigkeit in
der Art eines Überlaufwehrs in die nächste "Kammer" zu
verursachen, und so weiter, wobei Flüssigkeit durch die
Maschenfelder dieser "Kammern" abläuft, wann immer dies möglich
ist.
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Tritt dieser Flüssigkeitsstau bei rotierender Trommel auf, so
wird die Flüssigkeit um die Spiralen herum verdrängt, wobei der
Flüssigkeitsstrom auf diese Weise durch die Drehgeschwindigkeit
der Trommel gesteuert wird.
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Ein Endabschnitt jeder Spirale kann in entgegengesetzter
Richtung zu ihrem restlichen Teil ausgebildet sein, um ein
Verklemmen von Feststoffteilen zu verhindern. Die Spiralmittel
zum Bewegen des Feststoffes entlang der Trommel können
nichtdurchgängig sein. Auch könnte an einem Ende oder an beiden
Enden des Siebes, außerhalb des Gehäuses, die Röhre 33 den in
der Lagerung aufgenommenen Achszapfen bilden, anstatt daß der
Achszapfen einen Teil der Trommel darstellt.