CH493260A - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen

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CH493260A CH1772167A CH1772167A CH493260A CH 493260 A CH493260 A CH 493260A CH 1772167 A CH1772167 A CH 1772167A CH 1772167 A CH1772167 A CH 1772167A CH 493260 A CH493260 A CH 493260A
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Description


  
 



  Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen
Grundlegende Verfahren zur Durchführung des dynamischen Eindickens von schwer filtrierbaren Suspensionen sowie prinzipielle Einrichtungen hiezu wurden schon in der DDR-Auslegeschrift Nr. 1 461 406, in der schweizerischen Patentschrift Nr. 433 195, der österreichischen Patentschrift Nr. 258 313, der französischen Patentschrift Nr. 1 402 661 und der italienischen Patentschrift Nr. 733 678 beschrieben.



   Das erfindungsgemässe Verfahren gehört zur Art des kontinuierlichen Eindickens von Suspensionen mittels Filterschichten und mit Druckgefälle auf beiden Seiten der Filterschicht, wobei der Filterkuchen sofort im Zeitpunkt seiner Bildung durch die Wirkung einer intensiven Bewegung der Suspension über der Filterschicht mit der Suspension zusammengemischt wird und die eingedickte Suspension durch Mischen stets im flüssigen Zustand gehalten wird.



   Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Abfluss der eingedickten Suspension in Abhängigkeit der jeweilige#n Differenz zwischen dem Istwert des zum Antrieb der Welle des dynamischen Filters notwendigen Drehmomentes und dem voraus eingestellten Sollwert erfolgt.



   Es ist möglich, die eingedickte Suspension kontinuierlich oder intermittierend abzuleiten. Bei kontinuierlichem Abfluss der eingedickten Suspension gibt es zwei zweckmässige Ausführungsarten des Regulierungsverfahrens. Nach der ersten Variante ist die Änderung der Abflussgeschwindigkeit der eingedickten Suspension nur von der Differenz zwischen dem momentanen Wert des Drehmomentes (Istwert) und dem eingestellten Wert (Sollwert) abhängig, wobei sie positiv oder negativ sein kann. Bei positivem Wert der Differenz, d. h. wenn der Istwert des Drehmomentes grösser ist als dessen Sollwert, wird die Abflussgeschwindigkeit erhöht, bei negativer Differenz reduziert.



   Nach der zweiten Ausführungsart ist die Geschwindigkeitsänderung des Abflusses der eingedickten Suspension dem absoluten Wert der Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Drehmomentes proportional.



  Findet gerade kein Abfluss statt, so wird ein Impuls zur Entnahme der Suspension gegeben, wenn die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Drehmomentes auf positive Werte ansteigt, und umgekehrt wird ein Impuls zur Beendigung der Entnahme gegeben, wenn diese Differenz negativ wird.



   Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des oben angegebenen Verfahrens besteht aus einem Gefäss mit einer hohlen Welle mit darauf befestigten Filterkörpern, aus filtrierenden oder nichtfiltrierenden Platten, aus einer   Stopfbüchse    an der Welle sowie aus Rohrleitungen für die Zuleitung der Suspension und Ableitung des Filtrats und der eingedickten Suspension, wobei die Anzahl der Platten um 1 verschieden ist von der Anzahl der Filterkörper und diese wenigstens gleich 1 ist, und wobei die Flächen der Filterkörper einander parallel sind und ihr Abstand voneinander klein ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmotor und dem dynamischen Filter eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Drehmomentes angeordnet ist, welche mit dem die Vorrichtung zur Ableitung der eingedickten Suspension steuernden Regler verbunden ist.



  Die Messung des Drehmomentes kann verschiedenartig, beispielsweise mittels eines Dynamometers oder durch Messen der Leistungsaufnahme des Elektromotors usw.



  durchgeführt werden.



   In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm, aus welchem der Verlauf der Viskosität   x7    der Suspension in Funktion des Drehmomentes an der Welle der Einrichtung ersichtlich ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Regulierung des Abflusses der Suspension.



   Die Einrichtung enthält einen Deckel 1, der mit einem Stutzen 2 für die Zuleitung der Suspension versehen ist, eine Stopfbüchse 3, weiter eine hohle Welle 4, auf welche Filterkörper 5 aufgesetzt sind, ein Gefäss 6 mit Boden 9 und einen Elektromotor 14. Die Welle 4  kann durch den Elektromotor 14, z. B. mittels symbolisch dargestellter Riemenscheiben 11, 13 und eines   Rie-    mens 12, angetrieben werden. Im Gefäss 6 sind hohle Filterplatten 7 mit einem Stutzen 8 für die Ableitung des Filtrats befestigt.



   Das Filtrat wird von den Filterkörpern 5 durch die hohle Welle 4 abgeführt. Der Boden 9 ist mit einem Stutzen 10 zur Abführung der eingedickten Suspension versehen. Filterkörper 5 und Filterplatten 7 sind mit einer zweckmässigen Filterschicht versehen Am Stutzen 10 ist eine Vorrichtung 15 für die Ableitung der eingedickten Suspension befestigt.



   Während der Filtration wird die Suspension dem Gerät mit Überdruck durch den Stutzen 2 kontinuierlich zugeleitet. Sie wandert fortlaufend durch die Räume zwischen den Filterkörpern 5 und den Filterplatten 7, wobei das Filtrat durch die Filterschicht der   Filterkör-    per und der Filterplatten 7 fliesst. Durch die Rotation der Filterkörper 5 entsteht in den Räumen zwischen diesen Körpern 5 und den Filterplatten 7 ein intensiver Mischeffekt, welcher die Entfernung der festen Teilchen aus der Filterschicht und ihre Vermengung mit der Suspension bewirkt. Wie schon gesagt, strömt die Suspension fortlaufend von der Zuleitung beim Deckel 1 zum Boden 9 durch, wobei die Konzentration der festen Teilchen stufenweise steigt, bis sie im Raume zwischen dem letzten Filterkörper 5 und dem Deckel 9 einen Maximalwert erreicht.



   Man kann entweder die Filterkörper oder die Filterplatten, aber nicht gleichzeitig beide, durch   nichtfiltrie-    rende Körper oder Platten ersetzen. Der Abstand   zwi-    schen den Platten und den Körpern ist relativ klein, vorzugsweise 1-30 mm. Es gilt allgemein, dass die Einrichtung eine Anzahl rotierender Körper (filtrierende oder nichtfiltrierende) und eine von dieser Anzahl um 1 verschiedene Anzahl fester Platten (filtrierende oder nichtfiltrierende) umfasst, wobei die Anzahl der Körper wenigstens gleich 1 ist; im Beispiel gemäss Fig. 1 ist n=4.



   Die eingedickte Suspension des schwierig filtrierbaren Gutes ist thixotrop, so dass sie auch bei relativ hoher Konzentration unter intensivem Mischen flüssig bleibt. Es ist bekannt, dass die Viskosität   n    der Suspensionen von der Konzentration der festen Teilchen abhängig ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Es wurde nun gefunden, dass sie dem zum Antrieb der Welle notwendigen Drehmoment   co    direkt proportional ist bzw. dass die Beziehung zwischen diesem Drehmoment und der Konzentration fester Teilchen in der Suspension der   Fig. 2 angedeuteten Beziehung # =77=f(oa) entspricht. Diese    wird beim erfindungsgemässen Verfahren bzw. der Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angewendet.



   Die Prinzip anordnung der Vorrichtung zur   Regulie    rung des Abflusses von eingedickter Suspension ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. In dieser Abbildung sind ein Antriebselektromotor 16, ein Drehmomentmesser 17, ein dynamischer Filter 18, ein Regler 19 und ein Mittel 20 zur Ableitung des Filterkuchens schematisch dargestellt.



   Die Einrichtung arbeitet folgenderweise: Der Sollwert des Drehmomentes wird in den Regler gegeben, welcher ihn speichert. Nach diesem Wert wird die   Yor    richtung 15 zur Ableitung der eingedickten Suspension reguliert. Wenn das Drehmoment kleiner bzw. grösser als der eingestellte Wert ist, gibt der Regler einen Impuls zur Verminderung bzw. Erhöhung der abgeleiteten Menge (bei kontinuierlicher Regelung) oder einen Impuls zum Einstellen bzw. zur Inbetriebsetzung des Mittels 20 zur Ableitung der eingedickten Suspension. Die Messung des Drehmoments kann entweder direkt mittels Dynamometer oder indirekt durch Messung der Elektromotorbelastung mit Wattmeter oder Amperemeter durchgeführt werden.



   Vom technischen Standpunkt gesehen, erweist -sich nach den durchgeführten Prüfungen als vorteilhafteste diejenige Einrichtung, bei welcher als Messgerät 17 zur Messung des Drehmoments ein Wattmeter mit einem berührungslosen Abnehmer für den Grenzwert (Induktionswattmeter), der kontinuierlich einstellbar ist, und als Mittel 20 ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigtes Ventil, gegebenenfalls auch eine Entnahmepumpe, benützt werden. Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Nach Erreichung des eingestellten Wertes der Elektromotorbelastung wird ein Signal vom Abnehmer auf den Regler gegeben, der einen Impuls zur Öffnung des Ventils, gegebenenfalls zur Inbetriebsetzung der Entnahmepumpe gibt. Falls die Motorbelastung unter den eingestellten Wert sinkt, wird ein Signal vom Abnehmer bzw.

  Messgerät auf den Regler gegeben, der einen Impuls zum Schliessen des Ventils, gegebenenfalls zum Abstellen der Entnahmepumpe gibt.



   PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen mittels Filterschichten und mit Druckgefälle auf beiden Seiten jeder Filterschicht, wobei der Filterkuchen sofort im Zeitpunkt seiner Bildung durch die Wirkung einer intensiven Bewegung der Suspension über der Filterschicht mit der Suspension zusammengemischt wird und die eingedickte Suspension durch Mischen stets im flüssigen Zustand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss der eingedickten Suspension in Abhängigkeit der jeweiligen Differenz zwischen dem   Istwert    des zum Antrieb der Welle des dynamischen Filters notwendigen Drehmomentes und dem voraus eingestellten Sollwert erfolgt.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn der Istwert des Drehmomentes   grösser    als dessen voraus eingestellter Sollwert ist und reduziert wird, wenn der Istwert unter den Sollwert sinkt.



   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die eingedickte Suspension laufend   abgeleitet -wird,    und die Änderung der Abflussgeschwindigkeit der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert des Drehmoments proportional ist.



   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die eingedickte Suspension abgeleitet wird, wenn die Differenz zwischen dem Istwert des Drehmomentes und dessen Sollwert positiv ist und nicht abgeleitet wird, wenn diese Differenz negativ ist.



   PATENTANSPRUCH II
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einem Gefäss   (6)    mit einer hohlen Welle (4) mit darauf befestigten Filterkörpern (5), aus filtrierenden oder nichtfiltrierenden Platten (7), aus einer   Stopibüchse    (3) an der Welle sowie aus   Ròhrleitungen    (2, 8, 10) für die Zuleitung der Sus 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. kann durch den Elektromotor 14, z. B. mittels symbolisch dargestellter Riemenscheiben 11, 13 und eines Rie- mens 12, angetrieben werden. Im Gefäss 6 sind hohle Filterplatten 7 mit einem Stutzen 8 für die Ableitung des Filtrats befestigt.
    Das Filtrat wird von den Filterkörpern 5 durch die hohle Welle 4 abgeführt. Der Boden 9 ist mit einem Stutzen 10 zur Abführung der eingedickten Suspension versehen. Filterkörper 5 und Filterplatten 7 sind mit einer zweckmässigen Filterschicht versehen Am Stutzen 10 ist eine Vorrichtung 15 für die Ableitung der eingedickten Suspension befestigt.
    Während der Filtration wird die Suspension dem Gerät mit Überdruck durch den Stutzen 2 kontinuierlich zugeleitet. Sie wandert fortlaufend durch die Räume zwischen den Filterkörpern 5 und den Filterplatten 7, wobei das Filtrat durch die Filterschicht der Filterkör- per und der Filterplatten 7 fliesst. Durch die Rotation der Filterkörper 5 entsteht in den Räumen zwischen diesen Körpern 5 und den Filterplatten 7 ein intensiver Mischeffekt, welcher die Entfernung der festen Teilchen aus der Filterschicht und ihre Vermengung mit der Suspension bewirkt. Wie schon gesagt, strömt die Suspension fortlaufend von der Zuleitung beim Deckel 1 zum Boden 9 durch, wobei die Konzentration der festen Teilchen stufenweise steigt, bis sie im Raume zwischen dem letzten Filterkörper 5 und dem Deckel 9 einen Maximalwert erreicht.
    Man kann entweder die Filterkörper oder die Filterplatten, aber nicht gleichzeitig beide, durch nichtfiltrie- rende Körper oder Platten ersetzen. Der Abstand zwi- schen den Platten und den Körpern ist relativ klein, vorzugsweise 1-30 mm. Es gilt allgemein, dass die Einrichtung eine Anzahl rotierender Körper (filtrierende oder nichtfiltrierende) und eine von dieser Anzahl um 1 verschiedene Anzahl fester Platten (filtrierende oder nichtfiltrierende) umfasst, wobei die Anzahl der Körper wenigstens gleich 1 ist; im Beispiel gemäss Fig. 1 ist n=4.
    Die eingedickte Suspension des schwierig filtrierbaren Gutes ist thixotrop, so dass sie auch bei relativ hoher Konzentration unter intensivem Mischen flüssig bleibt. Es ist bekannt, dass die Viskosität n der Suspensionen von der Konzentration der festen Teilchen abhängig ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Es wurde nun gefunden, dass sie dem zum Antrieb der Welle notwendigen Drehmoment co direkt proportional ist bzw. dass die Beziehung zwischen diesem Drehmoment und der Konzentration fester Teilchen in der Suspension der Fig. 2 angedeuteten Beziehung # =77=f(oa) entspricht. Diese wird beim erfindungsgemässen Verfahren bzw. der Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angewendet.
    Die Prinzip anordnung der Vorrichtung zur Regulie rung des Abflusses von eingedickter Suspension ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. In dieser Abbildung sind ein Antriebselektromotor 16, ein Drehmomentmesser 17, ein dynamischer Filter 18, ein Regler 19 und ein Mittel 20 zur Ableitung des Filterkuchens schematisch dargestellt.
    Die Einrichtung arbeitet folgenderweise: Der Sollwert des Drehmomentes wird in den Regler gegeben, welcher ihn speichert. Nach diesem Wert wird die Yor richtung 15 zur Ableitung der eingedickten Suspension reguliert. Wenn das Drehmoment kleiner bzw. grösser als der eingestellte Wert ist, gibt der Regler einen Impuls zur Verminderung bzw. Erhöhung der abgeleiteten Menge (bei kontinuierlicher Regelung) oder einen Impuls zum Einstellen bzw. zur Inbetriebsetzung des Mittels 20 zur Ableitung der eingedickten Suspension. Die Messung des Drehmoments kann entweder direkt mittels Dynamometer oder indirekt durch Messung der Elektromotorbelastung mit Wattmeter oder Amperemeter durchgeführt werden.
    Vom technischen Standpunkt gesehen, erweist -sich nach den durchgeführten Prüfungen als vorteilhafteste diejenige Einrichtung, bei welcher als Messgerät 17 zur Messung des Drehmoments ein Wattmeter mit einem berührungslosen Abnehmer für den Grenzwert (Induktionswattmeter), der kontinuierlich einstellbar ist, und als Mittel 20 ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigtes Ventil, gegebenenfalls auch eine Entnahmepumpe, benützt werden. Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Nach Erreichung des eingestellten Wertes der Elektromotorbelastung wird ein Signal vom Abnehmer auf den Regler gegeben, der einen Impuls zur Öffnung des Ventils, gegebenenfalls zur Inbetriebsetzung der Entnahmepumpe gibt. Falls die Motorbelastung unter den eingestellten Wert sinkt, wird ein Signal vom Abnehmer bzw.
    Messgerät auf den Regler gegeben, der einen Impuls zum Schliessen des Ventils, gegebenenfalls zum Abstellen der Entnahmepumpe gibt.
    PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen mittels Filterschichten und mit Druckgefälle auf beiden Seiten jeder Filterschicht, wobei der Filterkuchen sofort im Zeitpunkt seiner Bildung durch die Wirkung einer intensiven Bewegung der Suspension über der Filterschicht mit der Suspension zusammengemischt wird und die eingedickte Suspension durch Mischen stets im flüssigen Zustand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss der eingedickten Suspension in Abhängigkeit der jeweiligen Differenz zwischen dem Istwert des zum Antrieb der Welle des dynamischen Filters notwendigen Drehmomentes und dem voraus eingestellten Sollwert erfolgt.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn der Istwert des Drehmomentes grösser als dessen voraus eingestellter Sollwert ist und reduziert wird, wenn der Istwert unter den Sollwert sinkt.
    2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die eingedickte Suspension laufend abgeleitet -wird, und die Änderung der Abflussgeschwindigkeit der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert des Drehmoments proportional ist.
    3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die eingedickte Suspension abgeleitet wird, wenn die Differenz zwischen dem Istwert des Drehmomentes und dessen Sollwert positiv ist und nicht abgeleitet wird, wenn diese Differenz negativ ist.
    PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einem Gefäss (6) mit einer hohlen Welle (4) mit darauf befestigten Filterkörpern (5), aus filtrierenden oder nichtfiltrierenden Platten (7), aus einer Stopibüchse (3) an der Welle sowie aus Ròhrleitungen (2, 8, 10) für die Zuleitung der Sus pension und Ableitung des Filtrats und der eingedickten Suspension, wobei die Anzahl der Platten (7) um 1 verschieden ist von der Anzahl der Filterkörper (5) und diese wenigstens gleich 1 ist, und wobei die Flächen der Filterkörper (5) einander parallel sind, und ihr Abstand voneinander klein ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmotor (16) und dem dynamischen Filter (18) eine Messeinrichtung (17) zur Bestimmung des Drehmomentes angeordnet ist,
    welche mit dem die Vorrichtung (20) zur Ableitung der eingedickte ten Suspension steuernden Regler (19) verbunden ist.
CH1772167A 1966-12-21 1967-12-18 Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen CH493260A (de)

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