(57)【要約】【課題】公知技術の欠点を除去し、任意の濃度の混合物をスクリーンドラム内周面に一様に分配可能にし、かつまた混合物が急激に加速されないよう、加速を制御可能にし、敏感な物質が、急激な加速で破壊されないようにする。【解決手段】回転軸線５を中心として回転可能な外側スクリーンドラム６と、外側スクリーンドラム６内に配置された、押し床装置８を有する混合物分配器７とが含まれ、回転軸線５に沿って往復動可能な押し床装置８により固体ケーク３が排除される。押し床装置８は、該装置８の方向へ事実上拡大して延びる入口ホッパ１０を有する供給装置９を含み、該入口ホッパが、混合物２から液相４を前分離する前フィルタスクリーン１０として設計されている。【選択図】図１
2004351409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合物（２）を固体ケーク（３）と液相（４）とに分離するための押出し遠心機であって、回転軸線（５）を中心として回転可能な外側スクリーンドラム（６）と、スクリーンドラム（６）内に配置され押し床装置（８）を有する混合物分配器（７）とを含み、該押し床装置が、固体ケーク（３）を排除可能に配置かつ設計され、かつまた供給装置（９）を含んでおり、該供給装置が、押し床装置（８）による固体ケーク（３）の排除で生じる空所（Ｒ）内へ混合物（２）を混合物分配器（７）を介して供給し、更に前記供給装置（９）が入口ホッパ（１０）を含み、該入口ホッパが、押し床装置（８）に向かって事実上末広がりに延びている形式のものにおいて、
前記入口ホッパ（１０）が、混合物（２）から液相（４）を前分離するための前フィルタスクリーンとして設計されていることを特徴とする押出し遠心機。
【請求項２】
前記前フィルタスクリーン（１０）が、押し床装置（８）の方向へ円錐形に拡大しつつ事実上一定の開角（α）で延びている、請求項１に記載された押出し遠心機。
【請求項３】
前記前フィルタスクリーン（１０）が曲線状の延びを有し、かつ該前フィルタスクリーンの前記開角（α）が押し床装置（８）の方向へ拡大している、請求項１又は請求項２に記載された押出し遠心機。
【請求項４】
前記前フィルタスクリーン（１０）が曲線状の延びを有し、該前フィルタスクリーン（１０）の前記開角（α）が押し床装置（８）の方向へ減少している、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項５】
捕集装置（１１）が、前記前フィルタスクリーン（１０）から液相（４）を捕集し排出するために備えられている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項６】
前記押出し遠心機が、スクリーンドラム（６）内に配置された少なくとも１つのスクリーン段（１２）を有する多段遠心機として設計され、該スクリーン段に前記前フィルタスクリーン（１０）が備えられている、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項７】
前記前フィルタスクリーン（１０）がスクリーンドラム（６）に設けられている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項８】
前記前フィルタスクリーン（１０）が荒目スクリーン（１０１）と細目スクリーン（１０２）とを備えた２段スクリーンとして設計されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項９】
前記入口ホッパ（１０）が駆動軸（１３１）を中心として回転可能に配置され、かつ駆動装置（３１）によって駆動軸（１３１）を中心として予め設定可能な速度で回転可能である、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１０】
前記混合物分配器（７）が前加速ホッパ（１４）を含み、該前加速ホッパが、事実上一定の前加速角度（β）で供給装置（９）の方向へ円錐形に拡大する形で延びている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１１】
前記前加速ホッパ（１４）が曲線状の延びを有し、該前加速ホッパの前記前加速角度（β）が供給装置（９）の方向に拡大している、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１２】
前記前加速ホッパ（１４）が曲線状の延びを有し、該前加速ホッパ（１４）の前記前加速角度（β）が供給装置（９）の方向へ減少している、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１３】
前記前加速ホッパ（１４）が前加速スクリーン（１４１）として設計されており、混合物分配器（７）のところに、液相（４）の排出用に捕集装置（１５）が設けられている、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１４】
前記前加速スクリーン（１４１）が荒目フィルタと細目フィルタとを有する２段フィルタとして設計されている、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【請求項１５】
前記前加速ホッパ（１４）が、回転軸（１５１）を中心として予め設定可能な回転速度で回転駆動装置（１５）によって回転可能となるように設計かつ配置されている、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載された押出し遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は独立請求項１の前文に記載された押出し遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心機は、広く普及し、極めてさまざまな分野で、含水物質又は含水混合物質を乾燥させるために、極めてさまざまな実施形式で使用されている。こうして、例えば極めて純度の高い薬剤乾燥用には、スクレーパ遠心機等の非連続式に操作される遠心機が好んで使用される一方、特に、大量の固体／液体混合物を連続的に分離する場合には、連続操作式押出し遠心機が、好んで使用される。種々の要求に応じて、単段又は多段の押出し遠心機や複式の押出し遠心機が使用される。
【０００３】
最後に挙げた部類の押出し遠心機の種々の型式の場合、固体／液体混合物、例えば懸濁液、含湿塩、塩混合物等が、混合物分配器により入口管から急速回転ドラム内へ供給され、該ドラムは、フィルタスクリーンとして構成されており、この結果、液相が遠心力の作用によりフィルタスクリーンを通過して分離される一方、固体ケークは、分離されてドラム壁の内側に付着する。回転ドラム内には、同期して共回転する事実上ディスク状の押し床が配置され、しかも該押し床又はスクリーン段は、ドラム内で軸方向に特定振幅で振動し、その結果、乾燥された固体ケークが、ドラム端部から押出される。反対方向での押し床の運動時には、押し床に隣接するドラム区域が解放され、該ドラム区域に、入口管から混合物分配器を介して新たな混合物が装入される。現在の高性能押出し遠心機の場合、使用される遠心機の種類に応じて毎時１００トン程度の処理量が、問題なしに達成される。この種の遠心機は、ドラム直径が最大１０００ｍｍ以上が普通であり、ドラムの通常の回転振動数は、ドラム直径に応じて毎分最大２０００回転を超える。高い遠心力が発生するため、ドラム直径が大であるほうが、ドラムの最大回転振動数が小さくなる。作動パラメータ、例えばドラム回転振動数、時間単位毎の混合物供給量、ドラム温度、使用する押出し遠心機の種類は、また言うまでもなく、乾燥される実際の材料、液体含量等に依存する。
【０００４】
先行技術による公知押出し遠心機は、通例、連続操作式フィルタ遠心機である。単段や多段の押出し遠心機も公知であり、その場合、多段押出し遠心機は、外側スクリーンドラムと、少なくとも１スクリーン段とから成り、該スクリーン段は、外側スクリーンドラム内に配置され、かつ同じくスクリーンドラムとして構成されている。互いに同心的に複数スクリーン段を設けることができるため、２段、３段、多段の押出し遠心機が実現でき、かつまたすべてのスクリーン段が、共通の回転軸を中心として極めて高速で同期駆動せしめられる。作動の場合、被分離固体／液体混合物は、固定入口管から、最も内部のスクリーン段に配置された、同じように同期回転する混合物分配器内へ装入され、該スクリーン段で全スクリーン範囲にわたり分配される。液体の大部分は、ここで既に遠心分離され、固体ケークが形成される。これに対し、単段押出し遠心機は、外側スクリーンドラム用以外のスクリーン段は含んでいない。押し床は、この場合、スクリーンドラム内の固体ケークの押出すために振動すると同時に、外側スクリーンドラムと同期して共回転する。
【０００５】
２段押出し遠心機の場合は、第１段とも呼ばれる最も内部の段は、回転軸を中心とする回転運動に加えて、回転軸方向での振動運動を行う。この振動運動は、逆転機構を有する押出しピストンを介して液圧式に発生せしめられる。これにより、振動の行程長さに対応する環状部分の固体ケークが、第１段から第２段へ押出され、最終的には排出口を通って押出し遠心機から排出される。実際には、固体ケークは、固体ケークに対し洗浄液が加えられることで、スクリーンドラム内で連続的に洗浄される。
【０００６】
前記の原理で作動する公知の２段押出し遠心機について、詳細は、例えばＤＴ２５４２９１６  Ａ１に記載されており、他方、押出し遠心機、特に単段押出し遠心機の操作の公知方法については、特にＥＰ  ０４６６７５１  Ｂ１から知ることができる。２段及び多段の押出し遠心機の場合、第１段、すなわち最も内部の段は、事実上、混合物の前脱水や固体ケークの形成に役立ち、他方、外側スクリーンドラムは、主として乾燥段として役立つ。第１スクリーン段で前脱水が可能なため、液体吸収能は、単段押出し遠心機よりも多段押出し遠心機の方が高く、このため、入口濃度の低い混合物、つまり液体含量の高い混合物の処理が可能である。単段押出し遠心機と比較した場合のこの利点は、多段押出し遠心機が、言うまでもなく構成がより複雑なために、もとより整備や購入価格がより高くつくことで、一部は相殺されてしまう。
【０００７】
特定分野の用途では、特に２段及び多段の押出し遠心機の特定の形式、特に摩耗性の遠心分離材料用、例えば石炭や原料燐酸塩用の形式のものが公知だが、その場合、該遠心機には、耐摩耗性スクリーン等の特別な摩耗保護手段が必要とされる。集中的な洗浄工程用や、ニトロセルローズの場合の逆流洗浄等の特殊な洗浄方法用の特別な設計も、公知技術により公知である。単段、多段の押出し遠心機のガス不透過型も、不活性ガス雰囲気下での作業に使用されている。
【０００８】
以上、簡単に概観した単段及び多段の押出し遠心機の場合、特別な用途用に長らく極めてさまざまな変化形が知られてきたが、それら公知の単段及び多段の押出し遠心機には、種々の重大な欠点がある。例えば公知の多段押出し遠心機は、通常の単段押出し遠心機よりも、入口濃度の低い混合物、すなわち液体含量の高い混合物を、より効果的に加工できはするが、被処理混合物の入口濃度が任意に低くてよいということではない。つまり、混合物の液体含量が高すぎれば、例えば５０％、７０％、８０％と高くなり、更には９０％を超えるようになれば、次第にスクリーンドラムの周部にまで被乾燥混合物を一様に分配することは、困難になる。その結果、一方では、スクリーンドラムの極めて有害な振動が生じ、それにより軸受及び駆動部の摩耗が早くなり、最悪の場合には、作動中の安全が問題視される。他方では、スクリーンドラム周部にわたり不均等に分配された固体ケークは、洗浄中に問題を生じさせる。このため、前脱水には、静電脱水機、湾曲スクリーン、極めてよく知られているハイドロサイクロンが使用される。明らかなことは、これらの前脱水装置は、極めて複雑であり、したがって処理技術上も装置面でも極めて高くつくことである。
【０００９】
低入口濃度の混合物の処理での別の深刻な欠点は、スクリーンドラムのフィルタスクリーンを介して分離される前に、混合物と共に供給される液体の事実上全量を、ドラム周速度の全速まで加速せねばならない点である。同じことは、同様にスクリーンにより固体ケークから分離せねばならない混合物内の極めて小さい粒子にも当てはまる。このことは、エネルギーの面で極めて不都合であり、遠心機の作動挙動に明らかに悪影響を与える。
以上に例示し、そして以下でも、主として多段押出し遠心機について例示する欠点は、もとより更に著しいかたちで単段押出し遠心機にも当てはまる。
【００１０】
しかし、固体濃度が著しく高い混合物の処理の場合も、先行技術による押出し遠心機には、幾つかの大きな欠点がある。例えば、入口管から混合物分配器内へ導入される混合物は、スクリーンドラムに衝突すると、極めて短時間で最高周速に加速される。この結果、特に敏感な物質の場合、とりわけ、遠心機に供給された懸濁液内に分配された固体粒が、急激な加速の過程で制御不能に細かく破壊され、そのことにより、例えば最終製品の粒度が何らかの役割を演じる製品の場合には、製造された固体ケークの品質に悪影響が及ぼされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、先行技術の周知の欠点が大幅に除去された改良型押出し遠心機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成する本発明の主題は、独立請求項１に記載された特徴により示されている。
【００１３】
本発明は、したがって、混合物を固体ケークと液相とに分離する押出し遠心機に係わり、本発明による押出し遠心機は、回転軸を中心として回転可能な外側スクリーンドラムと、スクリーンドラム内に配置された混合物分配器と、更に押出し床装置とを有している。押し床は、押し床装置を使用して固体ケークを移動させ得るように配置され設計されている。押出し遠心機は、更に供給装置を含み、該供給装置により、押し床装置が固体ケークを移動させた後に生じる空所内へ、混合物が混合物分配器を介して導入される。供給装置は、押し床装置へ向かって事実上末広がりに延在する入口ホッパを含んでいる。該入口ホッパは、混合物から液相を前分離する前フィルタスクリーンとして構成されている。
【００１４】
単段及び多段の遠心機は、それらの機能原理同様、先行技術による極めて様々な具体例により知られているので、以下では、本発明にとって本質的な特徴のみを詳説する。
【００１５】
本発明による押出し遠心機は、混合物を固体ケークと液相とに分離するのに役立ち、かつ重要な構成要素として外側スクリーンドラムを含み、該スクリーンドラムが、ドラム軸を介してドラム軸線を中心として回転可能であり、かつハウジング内に収容されている。本発明による押出し遠心機は、単段遠心機、２段遠心機、それ以上の多段遠心機のいずれとしても設計可能である。ドラム軸は、自体公知の形式でドラム駆動装置に作用接続されているので、外側スクリーンドラムは、ドラム駆動装置によって回転軸線を中心として急速回転される。多段を有する遠心機、すなわち２段以上を有する遠心機では、少なくとも１つの別のスクリーン段が、外側スクリーンドラム内に配置される。更に、押し床装置を有する混合物分配器がスクリーンドラム内に備えられ、スクリーン段及び／又は押し床装置が、回転軸線に沿って往復動可能に配置され、これにより固体ケークが押し床装置によって押し出される。外側スクリーンドラムと、−多段遠心機の場合に存在する−別のスクリーン段とは、スクリーンの目を有し、該目を介して、液相が、固体ケーク又は混合物から遠心力を介して外部へ排出される。該遠心力は、周知のように急速回転によって生ぜしめられ、前記混合物は、以下で更に詳説するように、単段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラムの内周面に供給され、多段押出し遠心機の場合には、スクリーン段の内表面に供給される。
【００１６】
特に、実地に重要な一例では、スクリーンドラム及び／又はスクリーン段は、自体公知の形式で骨格状の支持ドラムとして設計され、該支持ドラムは、それらの周部に特別のフィルタ箔が張られて、相応のスクリーン面が形成され、言い換えると、骨格状の支持ドラムは、例えば、寸法の異なる又は等しい液相分離用フィルタ目を有する１つ以上のフィルタスクリーンで作られている。
押し床装置を有する混合物分配器は、スクリーンドラム内側に配置され、かつ供給装置から連続的に供給される混合物がスクリーンドラムの内周面に分配されるようにするか、又は多段押出し遠心機の場合には、混合物が、固体ケークの排除で生じた空所内へ導入されることで、スクリーン段のスクリーン段面に分配されるようにする。
【００１７】
押し床装置は、周区域に環状区域として形成されており、このため、単段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラム内面に付着し、多段押出し遠心機の場合にはスクリーン段内に付着する固体ケークを、詳しくは後述するように、押し床装置及び／又はスクリーン段の振動によって環状区域と共に、単段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラムから、多段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラム内へ又は存在するであろう次のスクリーン段へ、移動させすることができる。
本発明による押出し遠心機に取って重要な点は、供給装置が入口ホッパを有し、該入口ホッパが、事実上末広がりに押し床装置へ向かって延び、しかも混合物から液相を前分離するための前フィルタスクリーンとして構成されている点である。
入口ホッパが前フィルタスクリーンとして設計されているので、液相の幾らかは、既に前フィルタスクリーンで供給混合物から分離され、混合物は、前フィルタスクリーン内で予め設定可能な回転速度まで前加速され得る。
【００１８】
本発明による押出し遠心機の特に簡単な実施例では、混合物分配器が、回転軸線を中心としてスクリーンドラムと同期回転可能に構成されている。例えば、単段押出し遠心機の場合、混合物分配器だけが振動運動を行い、多段押出し遠心機の場合は、スクリーン段が対応振動運動を行う。いずれの場合も、作動状態では、押し床装置と軸方向に不動のスクリーンドラムとの間、及び／又は１つ以上の存在するであろう次のスクリーン段間、及び／又は押し床装置及び／又は１つ以上存在するであろう次のスクリーン段間で相対振動運動が生じる。押し床装置及び／又はスクリーン段の振動運動は、好ましくは押し棒を介して行われ、押し床装置及び／又はスクリーン段の振動運動の行程長さによって決まる幅を有する環状区間の、スクリーンドラムに付着した固体ケークが、振動運動の前半期に、外側環状区域によりスクリーンドラムから押出される。振動運動の後半期には、スクリーンドラム内及び／又はスクリーン段内に空所が形成されるため、新たな混合物がその空所に装入できる。
【００１９】
既述のように、本発明による押出し遠心機にとって重要な点は、液相の幾らかが既に前フィルタスクリーンで装入混合物から分離される点であり、かつまた混合物が、前フィルタスクリーン内で予め設定可能な回転速度まで加速できる結果、供給装置により装入された混合物が、単段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラムに到達する前に、また多段押出し遠心機の場合にはスクリーン段に到達する前に、予め設定可能な周速まで加速できる点である。このため、一方では、混合物に含有された液相全量が、スクリーンドラムの最高周速まで加速される必要はない。なぜなら、液相の幾らかは、既に前フィルタスクリーンを介して分離されており、スクリーンドラム又はスクリーン段から直接にスクリーン目を介して分離できるからである。したがって、高含量の液相、例えば５０％、７０％、更には９０％さえも超える液相を含有する混合物も、問題なく処理できる。特に、被乾燥混合物は、極端に液相含量の高い場合にも、確実にスクリーン段又はスクリーンドラムの周面に一様に分配される。したがって、混合物内の液相濃度が極めて高い場合にも、静電脱水機、弓形スクリーン、ハイドロサイクロン等の付加的な前脱水装置は不要である。加えて、混合物内に含まれる極めて微細な粒子も、前濾過の効果により固体ケークから、はるかに効果的に分離できる。
【００２０】
混合物は、先行技術により公知の押出し遠心機の場合とは異なり、前加速ホッパの区域で急加速されることがないので、言い換えると、極めて短時間で外側スクリーンドラムの最高回転速度まで加速されることがないので、例えば粒の破壊その他混合物に対する悪影響が防止される。
前フィルタスクリーンと前加速ホッパとの双方は、詳しく後述するが、好ましくは事実上一定の開角で円錐状に末広がりに押し床装置又は供給装置へ向かって延びている。
【００２１】
特別の用途の場合、例えば被脱水混合物の特性に応じて、入口ホッパ及び／又は前加速ホッパが、予め設定可能な区域内で曲線状の延びを有することができ、その場合には、前フィルタスクリーンの開角及び／又は前加速ホッパの前加速角度は、押し床装置へ向かって末広がりにように、又は先細になるようにされる。このことが特に好ましいのは、入口ホッパが前フィルタスクリーンとして設計されるか、又は、前加速ホッパが設けられる場合には、詳しくは後述するが、液相前分離用の前加速スクリーンとして設計されるからである。
つまり、周知のように、異なる製品は、他の点では押出し遠心機作動条件が等しくても、例えば粒度及び／又は粘度及び／又は他の特性もしくは例えば混合物温度等のパラメータに応じて、異なる脱水レベルを有するからである。
【００２２】
例えば、所与の作動パラメータのもとで比較的容易に脱水可能な混合物の場合、前フィルタスクリーンは曲線状の延びを有するのが好ましく、その場合、前フィルタスクリーンの開角は、押し床装置方向へ拡大するようにする。このことは、前フィルタスクリーンが、トランペットのホーンに似て、押し床装置の方向へ末広がりになることを意味する。混合物を前フィルタスクリーンから押出すように加速する駆動出力は、したがって、押し床装置間との間隔が減少するにつれて不釣り合いに大きくなり、その結果、前フィルタスクリーン内で既にかなり脱水されて、前フィルタスクリーン内で滑り特性が低下した混合物を、例えば一定開角を有する事実上円錐形に拡大する前フィルタスクリーンの場合より迅速に前フィルタスクリーンから押出すことができる。
【００２３】
他方では、所与の作動パラメータのもとで、比較的脱水が困難な混合物も存在する。その場合には、曲線状の延びを有する前フィルタスクリーンの使用が勧められ、しかも、前フィルタスクリーンの開角は、押し床装置の方向へ減少するようにする。その結果、混合物を前フィルタスクリーンから押出すように加速する駆動出力は、押し床装置との間隔が減少するにつれて、例えば事実上一定の開角で円錐形に拡大する入口ホッパの場合より、ゆっくりと増大する。このため、前フィルタスクリーン内に渋滞効果が生じる結果、混合物が前フィルタスクリーン内により長く留まることになるため、既に前フィルタスクリーン内で脱水可能な度合いが高くなる。
【００２４】
前述のことと極めて似た形式で、前加速ホッパ又は前加速スクリーンは、言うまでもなく、曲線状の延びを有することができ、その場合には、前加速ホッパの前加速角度は、供給装置へ向かって増大するか又は減少するようにする。
曲線状の前フィルタスクリーン及びその機能に関連する既述の利点は、当業者には、この曲線状前加速ホッパにも同じように転用できるものであるから、ここでは繰り返さない。
極めて高速で回転するスクリーンドラムから前フィルタスクリーンによって分離された液相を捕集し排出するためには、捕集装置を備えるのが好ましい。該捕集装置は、前フィルタスクリーンで分離された液相が、でき得れば、外側スクリーンドラムの最高周速にまで加速されないように特に設計され配置される。
【００２５】
適宜に設計され適宜に配置された捕集容器と、例えば排出管形式での液体排出部材とを含むことができる捕集装置からの液相の排出は、種々の形式で行うことができる。例えば、液相は、押し床装置の排出口を介して、回転軸線に対し直角に位置するドラム後壁と、スクリーンドラムをドラム駆動装置から分離するハウジング壁との間の区域へ排出できる。捕集装置に捕集され、前フィルタスクリーンで分離された液相は、こうして特に簡単な仕方で押し床装置の排出口をへて、スクリーンドラムのスクリーン目から排出できる。
【００２６】
多段押出し遠心機の一実施例では、前フィルタスクリーンが、１つ以上の固定支持部材によりスクリーン段に配置されている。固定支持部材は、好ましくは、適宜に付形されたスポーク及び／又は細いロッド及び／又は管の形式で作られ、作動状態で、固体ケークがスクリーン段又はスクリーンドラムから問題なしに除去できるようになっている。固定支持部材の少なくとも１つは、好ましくは、捕集装置に集められた液相が固定支持部材を介してスクリーン段のスクリーン目へ運ばれ、スクリーン目を介してスクリーン段から分離できるように、作られ、スクリーン段の外側リムに配置される。言うまでもなく、固定支持部材自体の適当な位置にも、液相排出用の開口を設けることができ、あるいはまた液相排出用の追加の目をスクリーン段の適当な位置に設けることもできる。
【００２７】
言うまでもなく、また前述の変化形と全く同じような形式で、前フィルタスクリーンは、スクリーン段に配置する代わりに、１つ以上の固定支持部材により、スクリーンドラムのスクリーン段に配置することもできる。この構成は、特に単段押出し遠心機の場合に有利である。更にまた、前フィルタスクリーンは、同時に２つ以上のスクリーン段に及び／又はスクリーンドラムに、１つ以上の固定支持部材により配置でき、その場合、適当なスクリーン段又はスクリーンドラムは、互いに相対振動運動は行わない。
【００２８】
別の好適実施例の場合、前フィルタスクリーンは、荒目スクリーンと細目スクリーンとを有する２段スクリーンとして設計することもできる。第１フィルタ段は、荒目スクリーンによって形成され、荒目スクリーンは、該スクリーンのフィルタ目より大きな混合物粒子を保留する。細目スクリーンは、相応に細かな粒子を保留し、他方、液相の少なくとも幾らかと、同じく除去を要する極めて微小な粒子とは、直接にスクリーン段から、また単段押出し遠心機の場合には、スクリーンドラムから排出される。特に前フィルタスクリーンを２段スクリーンとして設計することで得られる利点は、細目スクリーンが、流入混合物に含まれている大きな及び／又は重い粒子による機械的歪みを受けない点であり、その結果、細目スクリーンは、例えば極めて微細な粒子を濾過するための極めて微細な穴を有し、特にまた機械抵抗の小さい材料で作ることができる。
【００２９】
実際に極めて重要なことは、混合物が入口ホッパ、すなわち前フィルタスクリーン内で受ける加速経過自体又は回転速度を直接に制御することである。このことは、例えば本発明による押出し遠心機の別の実施例によって達せられる。該実施例では、少なくとも回転軸線を中心とする回転運動に対して、入口ホッパ又は前フィルタスクリーンが、混合物分配器及び／又はスクリーンドラムとの事実上機械式の接続を遮断されている。駆動のため、入口ホッパは別個の駆動軸に回転可能に固定接続され、予め設定可能な回転振動数で、スクリーンドラムとは無関係に駆動装置により駆動軸を介して駆動できる。入口ホッパの駆動を制御及び／又は調整するために、例えば、被処理混合物に応じて又は押出し遠心機の作動パラメータに応じて、適当な装置を備えることができる。液相は、好ましくは前フィルタスクリーンに配置された捕集装置内へ分離できるが、該液相の排出は、例えば、スクリーンドラムからの液相排出用に適当に設計され、押出し遠心機内に適宜に配置された管路を含む配管装置を介して可能である。スクリーンドラムから液相を排出するための捕集装置及び配管装置は、押出し遠心機のあらゆる回転構成部品の回転運動が妨害されないように設計、配置するのが好ましい。
【００３０】
本発明による押出し遠心機の特に好ましい別の実施例では、混合物分配器が、前加速ホッパを含むことができ、該前加速ホッパが、例えば、供給装置方向へ事実上円錐形に拡大し、かつ特に、例えば押し床装置のところに配置できる。前加速ホッパは、また前加速スクリーンとして設計することもでき、その場合、該前加速スクリーンは、供給装置方向へ事実上円錐形に拡大して延びるようにする。
【００３１】
こうすることにより、液相の別の一部が、前加速スクリーン内で混合物から分離され、混合物は、予め設定可能な回転速度まで前加速スクリーン内で加速され、その結果、供給装置により導入された混合物は、単段押出し遠心機の場合にはスクリーンドラムに達する前に、また多段押出し遠心機の場合にはスクリーン段に達する前に、予め設定可能な周速まで加速できる。他方、外側スクリーンドラムの最高周速まで加速せねばならないのは、液相全量のうちの、まだ混合物に残る僅かな部分だけである。なぜなら、液相の他の部分は、既に前加速スクリーンを介して分離され、スクリーンドラム又はスクリーン段から直接に外部へ排出できるからである。極端に高い液相含量の混合物も、したがって問題なしに処理できる。また特に極端に高い液相含量の場合にも、スクリーン段又はスクリーンドラムの内周面にわたる被乾燥混合物の一様な分配が保証される。したがって、静電脱水器、湾曲スクリーン、ハイドロサイクロン等の付加的な前脱水装置は、混合物の液相含量が極めて高濃度の場合でも、不要である。混合物に含まれる微細な粒子も、第２前濾過の効果により著しく効果的に固体ケークから分離することができる。
【００３２】
先行技術による公知の押出し遠心機とは異なり、混合物が前加速ホッパ区域で急激に加速されないので、言い換えると、極めて短時間でスクリーンドラムの最高回転速度まで加速されないので、例えば粒子の破壊その他混合物への悪影響が防止される。特に機械的に極めて敏感な材料も、したがってスクリーンドラムの極めて高い回転速度で処理することも可能である。
【００３３】
前加速ホッパ及び／又は前加速スクリーンは、９０゜未満の開角を有しているので、前加速スクリーン又は前加速ホッパ内での混合物の流速は、−自由落下速度と比較して、つまり前加速スクリーンなしでの速度と比較して−スクリーン段又はスクリーンドラムの内周面へ向かって直接に調節可能であり、この結果、混合物は、スクリーンドラムの半径方向、周方向双方に徐々に加速され、前加速スクリーンの外側環状区域へ次第に接近する。このことは、混合物が、前加速ホッパ区域で特に穏やかに予め設定可能な周速まで徐々に加速でき、最後に、外側スクリーンドラム又はスクリーン段の内面に到達したときに、外側スクリーンドラムの最高回転速度に達することを意味する。前フィルタスクリーンの開角値及び／又は前加速ホッパの前加速角値は、例えば０゜−１０゜の間又は１０゜−５゜の間、特に０゜−４５゜の間、個別の場合には２５゜−４５゜の間、好ましくは１５゜−３５゜の間に存在し得る。言うまでもなく、特にまた開角値及び／又は前加速角値には、４５゜を超えることが可能である。極めて一般的に言うことができるのは、通例、回転軸線に対して鋭角の方が好ましいということであり、対応する開角及び／又は前加速角の最適値は、とりわけ被脱水製品の静摩擦角値によって決定される。
【００３４】
例えば、被処理混合物の特性上、例えば流入混合物内の液相の割合があまり高くないため、前加速ホッパ内での液相分離が不要な場合、言うまでもなく、前加速ホッパ内での混合物の付加的な前濾過は、前加速ホッパを閉鎖壁を有するホッパとして設計することで、つまり前加速スクリーンとして設計しないことで、省略できる。
前加速スクリーンは、言うまでもなく、また荒目フィルタと細目フィルタとを備えた２段スクリーンとして設計するのが好ましい。混合物は、それにより、入口フィルタの２段スクリーンの構成に似て、前加速スクリーン区域で、既に詳述した利点をもって２段で濾過される。
【００３５】
ここで特に強調したいことは、前フィルタスクリーンと前加速スクリーンの双方とも、言うまでもなく３段以上に構成できることである。
実際に特に重要な実施例では、入口ホッパ及び／又は前加速ホッパが、骨格状の支持体として設計でき、該支持体が、前フィルタスクリーン及び／又は前加速スクリーンを形成するための特殊フィルタ箔を備えることができ、言い換えると、骨格状の支持体が、例えば１つ以上のフィルタスクリーンを備えることができ、該フィルタスクリーンは、異なる段で分離するための異なる寸法のフィルタ目を有することができる。
【００３６】
その場合、極めて一般的に言って、フィルタスクリーンとして、分離スクリーン又は、例えば薄板金スクリーンを使用できる。フイルタスクリーンは、異なる寸法のフィルタ目を種々の形式で備えることができる。特に前記の薄板金スクリーンは、とりわけ打ち抜き、穴あけ、レーザ加工、電子ビーム穴あけ、ウォータジェットカットで加工できるが、また概してこのほかの技術でも加工できる。スクリーン自体は、要求に応じて、種々の材料、特に耐食性材料、例えばプラスチック、複合材料、１．４４６２、１．４５３９、２．４５０２等の種々の鋼、その他の適当な材料で作ることができる。摩耗防止のためには、更に適当な層を設けることができ、例えば硬質クロム層、炭化タングステン（ＷＣ）、セラミックスのいずれかで強化したり、その他仕方で強化できる。フィルタ薄板金の厚さは、通常、０．２ｍｍ−５ｍｍであるが、このほかの薄板金厚も可能である。
【００３７】
更に、前加速スクリーンで分離された液相を排出するための捕集装置が、前加速スクリーンにも備えられていることは言うまでもない。液相は、直接にスクリーン目を介してスクリーンドラム又はスクリーン段から排出されるが、あるいは又入口ホッパ区域に配置できる捕集装置の例で既に詳説したように、他の適当な装置を、スクリーンドラムからの液相排出用に備えることもできる。
【００３８】
前加速ホッパ又は前加速スクリーンは、また単一の駆動装置によって別個に駆動することができる。前加速ホッパは、その場合、好ましくは、前加速スクリーンが、回転軸線を中心として予め設定可能な速度で回転駆動装置によって回転させられるように設計、配置される。回転軸線は、例えば押し棒内に押し棒と同心的に位置せしめられ、押し棒とは無関係に回転駆動装置によって回転可能である。回転駆動装置と前加速ホッパとの接続には、言うまでもなく別の可能性もあり、例えば適当な歯車装置を介すか、又は他の適当な形式によるかする。回転駆動装置及び前加速ホッパの回転速度を制御及び／又は調整する適当な装置を備え、それにより回転駆動装置を、例えば押出し遠心機の異なる作動パラメータに応じて、又は被処理混合物その他の要因に応じて、制御及び／又は調整ることができる。この目的のために、本発明による押出し遠心機は、また関連作動パラメータ測定用の相応のセンサを含むこともできる。
【００３９】
本発明による押出し遠心機の特に好適な実施例の、以上に例示した諸特徴は、言うまでもなく、所望のように、有利な形式で要求に応じて組み合わせることができ、２段押出し遠心機及び多段押出し遠心機いずれとも一緒に適宜に実現できることが理解されよう。
以下で、本発明を略示図につき、より詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明は以下図面の実施例に従って詳細に説明される。
【実施例１】
【００４１】
図１は、本発明による、前フィルタスクリーンを有する押出し遠心機の第１実施例の重要な構成要素の略示断面図である。図１には、分かりやすくするために、例として単段押出し遠心機が略示されている。図１に示されたものは、一例と理解されねばならず、かつまたその説明は、言うまでもなく２段押出し遠心機にも同じように適用され、かつまた以下に２段押出し遠心機の例で説明されることも、３段以上の押出し遠心機に相応に転用できると理解されたい。
【００４２】
以下で全体を符号１で示した本発明による押出し遠心機は、混合物を固体ケーク３と液相４とに分離するのに役立ち、かつ重要な構成部品として外側スクリーンドラム６を含み、該スクリーンドラム６は、回転軸線５を中心としてドラム軸５１を介して回転可能であり、かつハウジングＧ内に収容されている。ドラム軸５１は、自体公知の形式でドラム駆動装置（図示せず）と作用接続されており、それにより、スクリーンドラム６は、ドラム駆動装置により回転軸線５を中心として急速回転せしめられる。以下の図面に例として示した多段遠心機の場合、少なくとももう１つのスクリーン段１２（図２）が外側スクリーンドラム６の内側に配置されている。更に、押し床装置８を有する混合物分配器７が、スクリーンドラム６内に備えられ、スクリーン段１２（図２）又は、図１に示すように、押し床装置８が回転軸線５に沿って往復動可能に配置され、これにより、固体ケーク３は、押し床装置８によって排除できる。外側スクリーンドラム６は、多段遠心機１の場合には、スクリーン段１２も、スクリーン目６１，１２１を有し、該目を介して液相４が、急速回転時に発生する遠心力により固体ケーク３又は混合物２から、公知の形式で外部へ排出され、混合物２は、更に詳しくは後述するように、図１の単段押出し遠心機１の場合には、スクリーンドラム６の内周面６２へ供給され、多段押出し遠心機１の場合には、スクリーン段１２のスクリーン段内面に供給される。
【００４３】
スクリーンドラム６の内側には、押し床装置８を有する混合物分配器７が配置され、混合物２が、スクリーンドラム６の内周面６２に分配されるように連続的に供給装置９を介して供給され、あるいは又、多段押出し遠心機の場合には、スクリーン段１２の内周面１２２の、固体ケーク３の排除により生じる空所Ｒへ供給される。
押し床装置８は、周区域に環状区域８１として形成され、それにより単段押出し遠心機１の場合にはスクリーンドラム６内に、また多段押出し遠心機１の場合にはスクリーン段１２内に付着する固体ケーク３が、更に詳しくは後述するが、押し床装置８及び／又はスクリーン段１２の回転軸線５に沿った振動によって、単段押出し遠心機１の場合にはスクリーンドラム６から、多段押出し遠心機１の場合にはスクリーンドラム６内又は別のスクリーン段１２（図示せず）内へ排除される。
【００４４】
本発明による押出し遠心機１にとって重要な点は、供給装置９が、押し床装置８方向へ事実上円錐形に末広がりに延びる入口ホッパ１０を含み、しかも該入口ホッパ１０が、混合物２から液相４を前分離するための前フィルタスクリーン１０として構成されている点である。
入口ホッパ１０は、前フィルタスクリーン１０として設計されているので、液相４の幾らかは、既にこの前フィルタスクリーン１０で混合物２から分離され、混合物２は、前フィルタスクリーン１０内で、予め設定可能な回転速度まで前加速される。
【００４５】
押し床装置８は、本発明による押出し遠心機１の図１に示す実施例では、回転軸線５を中心としてスクリーンドラム６と同期回転する。図１の両方向矢印が示す振動運動は、図示の例では、押し床装置８を有する混合物分配器７によって行われる。したがって、作動状態では、振動する押し床装置８と軸線方向に不動のスクリーンドラム６との間に相対振動運動が生じる。振動運動は、好ましくは、押し棒Ｐを介して行われ、スクリーンドラム６内の、振動行程長さで決まる幅の環状区間に付着した固体ケーク３が、押し床装置８の振動運動の前半期に外方環状区域８１によってスクリーンドラム６から排除される。振動運動の後半期には、空所Ｒがスクリーンドラム６内に生じるため、新たな混合物２が空所Ｒ内へ導入できる。
【００４６】
固体ケーク３の排除及びスクリーンドラム６と押し床装置８との相互作用は、多段押出し遠心機１では、−多段押出し遠心機１の場合には、少なくとも１つの別のスクリーン段１２が存在するので−幾分、より複雑であり、したがって図２に示す本発明の２段押出し遠心機１の例により、別個に簡単に説明する。この振動運動の原理を３段以上の押出し遠心機１に転用することは、当業者には熟知されており、問題なく可能である。
前加速ホッパ１４の一実施例が、図１ａと図１ｂとに略示されている。しかし、図１ｂの符号１０，１４が示すように、該図に例示したホッパ幾何形状は、入口ホッパ１０と前加速ホッパ１４の双方に関係している。
【００４７】
図１ａに示した前加速ホッパ１４は、また前加速スクリーン１４１としても設計でき、固体ケーク３の排除用の外方環状区域８１を備えている。環状区域８１は、予め設定可能な高さａを有し、該高さは、被処理混合物２に応じて及び／又は本発明による押出し遠心機１の作動条件に応じて、ドラム半径ｒの約１％から４０％、好ましくは約５％から１０％、特に５％から２０％の値である。
図１ｂに略示したように、前フィルタスクリーン１０及び／又は前加速ホッパ１４及び／又は前加速スクリーン１４１は、また多段ホッパとしても製造でき、前フィルタスクリーン１０及び／又は混合物用の前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１は、互いに異なる角度φ1，φ2で傾斜する複数部分面を有することができ、該部分面の相対寸法とその傾斜角度φ1，φ2とは、例えば被処理混合物２に依存するか、又は押出し遠心機１の作動パラメータに依存する。
【００４８】
特に、前フィルタスクリーン１０は液相４の前分離用に設計されているので、曲線状の延びを有することが、前フィルタスクリーン１０にとっては特に好ましく、図１ｃと図１ｄに略示したように、前フィルタスクリーン１０の開角αは、押し床装置８へ向かって大きく又は小さくなるようにされる。それというのも、異なる混合物２は、押出し遠心機１の他の点では等しい作動条件下で、例えば、粒度及び／又は粘度及び／又はその他の特性、又は例えば混合物温度等のパラメータに応じて、異なる脱水レベルを有し得ることが知られているからである。
【００４９】
例えば、所定作動パラメータのもとで比較的容易に脱水できる混合物２の場合、前フィルタスクリーン１０は曲線状の延びを有するのが好ましいが、その場合、前フィルタスクリーン１０の開角αは、押し床装置８の方向へ拡大せしめられる。この特別な実施形式の前フィルタスクリーン１０が、図１ｃに示されている。このことは、入口ホッパ１０又はフィルタスクリーン１０が、トランペットのホーン状に押し床装置８の方向へ末広がりになっていることを意味する。入口ホッパ１０から出るように混合物２を加速する駆動出力は、したがって押し床装置８との間隔が減少するにつれて不釣り合いに増大し、その結果、前フィルタスクリーン１０内で既にかなり脱水され、前フィルタスクリーン１０内で滑り特性が乏しくなっている混合物２が、例えば一定の開角αを有する事実上円錐形に拡大する前フィルタスクリーン１０の場合よりも急速に入口ホッパ１０を脱出することができる。
【００５０】
他方、所定作動パラメータのもとで比較的脱水が難しい混合物２も存在する。その場合に勧められるのは、曲線状の延びを有する入口ホッパ１０又は前フィルタスクリーン１０を使用することであり、その場合、前フィルタスクリーン１０の開角αは、押し床装置８へ向かって小さくなるようにされる。その結果、入口ホッパ１０を出るように混合物２を加速する駆動出力は、押し床装置８までの間隔が減少するにつれて、例えば事実上一定の開角αで円錐形に拡大する入口ホッパ１０の場合より、ゆっくりと増大する。それによって、前フィルタスクリーン１０内には、多少の渋滞効果が発生し、その結果、混合物２がより長く前フィルタスクリーン１０内に留まることになるため、前フィルタスクリーン１０内で脱水可能な度合いが高まる。
前述のことと極めて類似したかたちで、前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４もまた、言うまでもなく、曲線状の延びを有することができ、その場合、前加速ホッパ１４の前加速角度βは、供給装置９の方向へ末広がりにされるか、先細にされる。
【実施例２】
【００５１】
図２に多段押出し遠心機１の例として示した２段押出し遠心機１の実施例では、押し床装置８が、固定部材８２によってスクリーンドラム６と剛性結合されているため、回転軸線５を中心としてスクリーンドラム６及びスクリーン段１２と同期回転する。図２に両矢印で示した振動運動は、しかし、図示の例では、スクリーン段１２によってのみ行われる。作動状態では、したがって、振動するスクリーン段１２と軸方向に不動の押し床装置８との間で相対振動運動が生じる。スクリーン段１２の振動運動は、好ましくは押し棒Ｐを介して行われ、スクリーン段１２の環状区間に付着した固体ケーク３が、振動運動の前半期にスクリーン段１２からスクリーンドラム６へ外側環状区域８１により押出されるが、その場合、環状区間の幅はスクリーン段１２の振動運動の行程長さによって決まり、更に振動運動の後半期には、スクリーンドラム６の外方のリムに溜まった固体ケーク３の環状部分が、スクリーン段１２によりスクリーンドラム６の外部へ押出される。振動運動の後半期には、同時にスクリーン段１２内に空所Ｒが形成されるので、新たな混合物２がその空所内へ装入できる。
【００５２】
既述のように、本発明による押出し遠心機１にとって重要な点は、液相４の幾らかが、既に混合物２から前フィルタスクリーン１０内で分離でき、かつ混合物２が、予め設定可能な速度にまで前フィルタスクリーン１０内で加速できる結果、供給装置９から装入される混合物２を、単段押出し遠心機１の場合にはスクリーンドラム６に達する前に、また多段押出し遠心機１の場合にはスクリーン段１２に達する前に、予め設定可能な周速度まで加速できる点である。これにより、一方では、混合物２に含有される液相４の全量がスクリーンドラム６の最高周速まで加速される必要はなくなる。なぜなら、液相４の幾らかは、既に前フィルタスクリーン１０により分離され、スクリーンドラム６又はスクリーン段１２から直接にスクリーンの目６１，１２１を介して分離可能だからである。液相４の含量の極めて高い混合物２も、したがって問題なしに処理できる。特に液相４の含量が高い場合、被乾燥混合物２をスクリーン段１２の内周面又はスクリーンドラム６の内周面にわたって一様に分配することも、常に保証される。したがって、混合物２の液相濃度が極めて高い場合も、例えば静電脱水器、湾曲スクリーン、ハイドロサイクロン等の付加的前脱水装置は、不要である。混合物２に含有される極小の粒子も、前濾過効果により固体ケーク３から極めて効果的に分離することができる。
【００５３】
先行技術により公知の押出し遠心機と異なり、混合物２は、前フィルタスクリーン１０の区域で急激に、つまり短時間でスクリーンドラム６の最高回転速度まで加速されることがないので、例えば粒子の破壊や混合物に対するそのほかの悪影響が避けられる。したがって、特に機械的に敏感な物質でも、本発明による押出し遠心機１のスクリーンドラム６で極めて高速にて処理可能である。
特に図１の実施例で示したような捕集装置１１は、前フィルタスクリーン１０から液相４を捕集し、排出するために備えるのが好ましい。
【００５４】
捕集装置１１からの液相４の排出は、種々の形式で行うことができる。図１、図４、図６、図７に略示したように、液相４は、例えば押し床装置８の排出口８３から排出できる。排出口８３は、捕集装置１１の内部空間から、押し床装置８とスクリーンドラム６の、図の左側に示された閉鎖端部との間の区域と連通している。捕集装置１１内へ集められ、前フィルタスクリーン１０で分離された液相４は、排出口８３から排出された後、スクリーン目６１，１２１をへてスクリーンドラム６から排出できる。
【００５５】
図２に示した多段押出し遠心機１の実施例では、前フィルタスクリーン１０が、１個以上の固定支持部材１６によってスクリーン段１２に取付けられている。固定支持部材１６は、好ましくは、適宜に付形されたスポーク１６、細いロッド１６、管１６のいずれかの形式で作られ、その結果、固体ケーク３は、作動状態で問題なしにスクリーン段１２又はスクリーンドラム６から除去される。固定支持部材１６のうちの少なくとも１つは、スクリーン段１２の外方のリムに設けられ、捕集装置１１に集められた液相４が、固定支持部材１６を通過してスクリーン段１２のスクリーン目１２１から排出され、分離される。
【実施例３】
【００５６】
図３には、図２の実施例とは別の実施例が示されている。図３に略示された実施例では、１個以上の固定支持部材１６が、スクリーンドラム６に結合されている。固定支持部材１６は、適宜に付形されたスポーク１６、細いロッド１６、管１６のいずれかの形式で作られ、これにより作動状態で固体ケーク３が問題なしにスクリーンドラム６から除去される。少なくとも１個の固定支持部材１６は、スクリーンドラム６の外側リムに設けられており、この結果、捕集装置１１に集められた液相４は、固定支持部材１６を通過してスクリーンドラム６のスクリーン開口６１から排出され、分離される。スクリーン開口は、言うまでもなく、液相４の排出用に固定支持部材１６自体の適当な箇所に設けることもできる。図３に示した固定支持部材１６の構成は、単段又は３段以上の押出し遠心機１の場合にも、相応に転用できることが理解されよう。
【００５７】
図４には、捕集装置１１から液相を排出するための更に別の実施例が示されており、以下でこれを更に詳しく説明する。
図４の例で示されているように、前フィルタスクリーン１０は、言うまでもなく、荒目スクリーン１０１と細目スクリーン１０２とを有する２段スクリーンとして構成することもできる。第１フィルタ段は、荒目スクリーン１０１で形成され、該荒目スクリーンは、そのフィルタの目より大きな、混合物２の含有粒子を保留する。細目スクリーン１０２は、相応に小さい粒子を保留する一方、液相４の少なくとも幾らかと、同じく除去を要する極めて小さい粒子は、単段押出し遠心機１の場合には、スクリーン段１２又はスクリーンドラム６から直接に排出される。前フィルタスクリーン１０を２段スクリーンとして設計するさいの特に有利な点は、細目スクリーン１０２が、供給される混合物２に含有される大きな及び／又は重い粒子による著しい機械歪みを受けないため、例えば極めて小さい粒子濾過用の極めて小さい目を備えることができ、かつ機械的抵抗のより小さい材料で作ることができる点である。
【００５８】
実際において、極めて重要な点は、混合物２が入口ホッパ１０、すなわち前フィルタスクリーン１０内で加速される加速過程自体又は回転速度を直接に制御できる点である。この制御は、図５に示した本発明の押出し遠心機１の別の変化形によって達成できる。図５に示した変化形では、入口ホッパ１０又は前フィルタスクリーン１０は、混合物分配器７とは事実上機械式に結合されていない。入口ホッパ１０の回転速度の制御及び／又は調整の場合、入口ホッパ１０は、別個の駆動軸１３１に相対回動不能に結合され、かつ予め設定可能な回転振動数で駆動軸１３１を介して駆動装置１３によって、スクリーンドラム６とは無関係に駆動される。駆動装置１３の制御及び／又は調整用に、例えば被処理混合物２に応じて、又は押出し遠心機１の適当な作動パラメータに応じて、適当な装置（図示せず）を備えることができる。前フィルタスクリーン１０で分離されて捕集装置１１に流入した液相４の排出は、配管装置１１１を介して行われる。該配管装置は、例えば適当に設計され、押出し遠心機１内に適宜に配設された管路を含むことができる。捕集装置１１は、その内室へ配管装置１１１を通すために、供給装置に向いた側に周方向に延びる環状開口１１２を有しており、これにより前フィルタスクリーン１０の回転運動が配管装置によって妨害されることがない。
【実施例４】
【００５９】
図６に示した本発明による押出し遠心機１の更に別に実施例では、混合物分配器７が前加速ホッパ１４を含み、該前加速ホッパは、供給装置９に向かって事実上円錐形に円錐形に拡大しており、好ましくは押し床装置８のところに設けられる。前加速ホッパ１４は、また図７に示したように、前フィルタスクリーン１４１として設計でき、前フィルタスクリーン１４１は、供給装置９へ向かって事実上円錐形に拡大している。
【００６０】
これにより、液相４の他の部分は、前フィルタスクリーン１４１内で混合物２から分離され、混合物２は、前加速ホッパ１４内で、予め設定可能な回転速度まで前加速されるので、供給装置９から供給される混合物２は、単段押出し遠心機１の場合には、スクリーンドラム６に達する前に、また多段押出し遠心機１の場合には、スクリーン段１２に達する前に、予め設定可能な周速度まで加速可能である。このため、一方では、混合物２に残っているかもしれない液相４の全量を、スクリーンドラム６の最高周速まで加速する必要がない。なぜなら、液相４の幾らかは、既に前加速ホッパ１４を介して分離され、スクリーン目６１，１２１を介してスクリーンドラム６又はスクリーン段１２から直接に分離できるからである。液相４の含量の極端に高い混合物２も、したがって、問題なしに処理できる。特に液相含量の高い場合、被乾燥混合物２を、スクリーン段１２の内周面にわたり、又はスクリーンドラム６の内周面にわたり、一様に分配することも、常に保証される。混合物中の液相４の濃度が極めて高い場合も、したがって、前脱水用の付加的な装置、例えば静電脱水器、湾曲スクリーン、ハイドロサイクロンは不要である。混合物２内に極めて小さい粒子が含有されている場合にも、第２前濾過の効果により固体ケーク３から、はるかに効果的に分離できる。
【００６１】
先行技術により公知の押出し遠心機と異なり、混合物２は、前加速ホッパ１４の区域内で急激に、つまり極めて短時間で、スクリーンドラム６の最高回転速度まで加速されることがないので、例えば粒子の破壊その他混合物２に対する悪影響を避けられることができる。特に機械的に極めて敏感な物質も、したがって、本発明による押出し遠心機１により、スクリーンドラム６の極端に高い回転速度で処理可能である。
【００６２】
前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１は９０゜未満の開角βを有しているので、前加速スクリーン１４１内での混合物２の流速は、−自由落下での速度と比較して−スクリーン段１２の内周面６２方向へ直接に調節可能であり、その結果、混合物２は、スクリーンドラム６の半径方向にも周方向にも徐々に加速され、前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１の区域で外側環状区域８１へ次第に近付くことになる。このことは、混合物２が、前加速スクリーン１４１の区域で特に穏やかに、徐々に予め設定可能な周速度まで加速され、次いで最終的に、スクリーンドラム６の内周面６２又はスクリーン段１２の内周面１２２への到達時に、スクリーンドラム６の最高回転速度に達することを意味する。前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１は、回転軸線５に対し前加速角βを有しており、該角度βは、例えば０゜−４５゜であり、ここのケースでは０゜−１０゜又は１０゜−４５゜、特に２５゜−４５゜であり、好ましくは１５゜−３５゜である。言うまでもなく、特殊なケースでは、開角α及び／又は前加速角βの値が４５゜を超えることも有り得る。
【００６３】
例えば、被処理混合物２の特性が、例えば混合物２内での液相４の割合があまり高くないため、前加速ホッパ１４内での液相４の分離が不要の場合には、混合物２の前濾過は、図６に示した実施例でのように、前加速ホッパ１４を前加速スクリーン１４１として設計せず、閉鎖壁を有するホッパ１４として設計することで、省略できる。
前加速スクリーン１４１は、言うまでもなく、荒目フィルタと細目フィルタとを備えた２段スクリーンとして設計するのも有利である。混合物２は、その場合、前加速スクリーン１４１の区域で、入口ホッパ１０での２段スクリーンの仕組みと似て、既に詳述した効果をもって２段にわたり濾過できる。
【００６４】
更に、また混合物分配器７には、前加速スクリーン１４１で分離された液相４を排出するために、捕集装置１５を備えることもできる。液相は、図７に略示したように、スクリーン目６１，１２１を介してスクリーンドラム６から直接に排出できるようにするか、又は捕集装置１１の例で既に詳述したように、別の適当な装置を液相４の排出用に備えることもできる。
【実施例５】
【００６５】
最後に図８に示す本発明による押出し遠心機１の一実施例は、別個に駆動可能な前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１を備えている。前加速スクリーン１４１は、該スクリーンが、予め設定可能な回転速度で回転軸１５１を中心として回転可能に設計され配置されている。回転軸１５１は、図８に例示したように、押し棒Ｐの内部に配置され、回転駆動装置１５により押し棒とは無関係に回転可能である。回転駆動装置１５の回転速度の制御及び／又は調整用には、適当な装置（図示せず）を備えることにより、例えば多段押出し遠心機１の適当な作動パラメータに応じて、又は被処理混合物２その他の要因に応じて回転駆動装置１５を制御及び／又は調整することができる。
【００６６】
前加速ホッパ１４は、例えば、振動運動の一方の方向では、反対方向の振動運動の場合とは異なる回転速度で回転できるのが好ましいが、それが不可欠ということではない。前加速ホッパ１４の回転振動数は、したがって、例えば固体ケーク３の排除時に、前加速ホッパ１４が外側スクリーンドラム６と同期して回転するように選択可能であり、その結果、排除時に回転軸線５を中心とする回転に対し、外側環状区域８１とスクリーンドラム６の内周面６２に付着した固体ケーク３との間に相対運動が生じない一方、戻り運動時に、つまり空所Ｒに新たな混合物２が装入される振動運動段階には、前加速ホッパ１４が、外側スクリーンドラム６より例えばゆっくりと回転する。
【００６７】
図８ａには、図８に示した実施例の別の形式、すなわち環状区域８１を有する単段押出し遠心機が示されている。環状区域８１は、仮床８１１として構成され、前加速ホッパ１４と同期回転し、外側スクリーンドラム６と等回転速度で回転する。外側スクリーンドラム６は、図示の実施例では、前加速ホッパ１４とは回転速度が概して異なっている。この目的のため、図８ａに略示したように、仮床８１１が、少なくとも１個の固定控え８１２を介して相対回転不能に外側スクリーンドラム６に結合され、しかも該固定控えは、振動していないスクリーンドラム６に対し回転軸線方向には自由に可動であり、言い換えると、固定控え８１２は、振動運動に関しては外側スクリーンドラム６から遮断されている。仮床８１１が前加速ホッパ１４と確実に同期振動するためには、同時に前加速ホッパ１４の回転運動からも遮断されねばならない上に、固定控え８１２が、解放ソケット８１４を介して押し部材８１３により押し棒Ｐと相互変位不能に結合されねばならない。該押し部材８１３は、その場合、例えばリング状に回転軸線５を取囲んでもよいし、簡単な支持部材８１３として構成してもよい。前加速ホッパ１４の回転運動から押し部材８１３の回転運動を遮断するための解放ソケット８１４は、例えばボールベアリング機構を含むか、又は相対回転運動を遮断する別の適当な形式に設計し配置することができる。特に解放ソケット８１４は、また図８ａに示されていない解放機構８１４として設計することもでき、該解放機構は、例えば押し棒Ｐと押し床装置８との間に適宜に配置するように設計できる。
【００６８】
図８ａに示した変化形の利点は明らかである。一方では、前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４が、外側スクリーンドラム６の回転速度とは完全に無関係に、被処理混合物２に適合する回転振動数で駆動でき、他方では、軸方向に固体ケーク３を搬送する仮床８１１がスクリーンドラム６と等回転速度で回転する結果、回転軸線５を中心とする回転に関しては、仮床８１１とスクリーンドラム６との間に相対運動が生じない。言うまでもなく、その場合、回転速度は、既述のように、例えば押出し遠心機１のそのときの作動状態に応じて可変である。
言うまでもなく、仮床は、外側スクリーンドラム６と同期回転する多段押出し遠心機１の場合にも備えることができる。図８ｂに略示したのは、図８に示した２段押出し遠心機の、仮床８１１を有する変化形であり、この場合、前加速スクリーン１４１と前フィルタスクリーン１０との双方が、単段、２段、多段のいずれかのスクリーンとして設計される。
【００６９】
図８ｂに示した変化形は、仮床８１１として設計された外側環状区域８１を有し、該環状区域は、外側スクリーンドラム６と同期回転するが、回転運動に関しては前加速ホッパ１４から遮断され、その結果、前加速ホッパ１４又は前加速スクリーン１４１は、回転軸線５を中心として仮床８１１とは異なる速度で回転可能である。この目的のために、図８ｂに略示したように、仮床８１１は、少なくとも１つの固定控え８１２を介して外側スクリーンドラム６に結合されており、その場合、固定控え８１２は、スクリーン段１２に適宜に設けられた開口１４３を貫通して案内され、これにより、スクリーン段１２の振動運動からは遮断されている。図８ｂによる変化形は、言うまでもなく、３段以上の多段押出し遠心機１にも同じように転用できる。
【００７０】
図８ｂに示した変化形の利点は明らかである。一方では、前加速ホッパ１４が、外側スクリーンドラム６の回転速度とは完全に無関係に、被処理混合物２に適合する回転振動数で駆動でき、他方では、軸方向に固体ケーク３を搬送する仮床８１１が、スクリーンドラム６又はスクリーン段１２と等回転速度で回転する結果、回転軸線５を中心とする回転に関しては、仮床８１１とスクリーン段１２との間に相対運動が生じない。言うまでもなく、その場合、回転速度は、既述のように例えば押出し遠心機１のそのときの作動状態に応じて可変である。
以上に説明し、かつ図面に略示した変化形は、任意に互いに組合わせて、実際の特定の要求を満足させるような別の実施例を構成することもでき、かつまた単段、多段いずれの押出し遠心機１にも同じように適用できることは言うまでもない。
【００７１】
本発明による単段以上を有するように設計可能な押出し遠心機の使用により、前フィルタスクリーンとして構成された入口ホッパから供給される混合物は、予め設定可能な周速まで前加速でき、この結果、混合物は、スクリーンドラム又はスクリーン段に衝突するさい、極めて短時間でゼロに近い周速から全速まで加速されるということがない。とりわけ、それにより粒子の破壊が避けられ、その結果、遠心加速又は半径方向加速の急激な変化に特に敏感な物質も処理可能であり、他方、極めて高い品質要求に応えられる。
【００７２】
更に、以上の異なる好適実施例の場合、特に低入口濃度の混合物、例えば液相の割合が５０％、７０％、８０％、更には９０％を超える混合物も処理することができるが、これは、混合物に含有される液相のかなりの部分が、既に前フィルタスクリーンで分離されるからである。特に、前加速スクリーンを付加的に使用することによって、ほとんど任意の液相含量の混合物を、複雑な方法で前脱水することなく処理可能である。したがってまた、高い液体含量の場合にも、常に被乾燥混合物は、内側スクリーン段又は外側スクリーンドラムの内周面にわたって確実に一様に分配される。このため、極めて有害なスクリーンドラムの振動やベアリング及び駆動装置の摩耗は防止され、作動時の安全問題が効果的に解消される。更に、スクリーンドラム内周面にわたって固体ケークが不均等に分布することによる固体ケークの洗浄の問題も大幅に減少する。技術的な処理の面でも、装置の面でも極めて複雑な前脱水システムの使用を、同様に避けることができ、その結果、言うまでもなく、作業コストが著しく削減される。
【００７３】
既述のフィルタ系が使用される場合、混合物と共に供給される液相の全量が、スクリーンドラムの最高周速まで加速される必要はもはやない。このことは、本発明の押出し遠心機のエネルギー消費量に関して、極めて好都合であり、加えて、遠心機の作業挙動全体に極めて好影響を与える。
種々のフィルタ面を相応に異なる設計にすることにより、かつまた特に、別個の駆動装置を備えた前加速ホッパ及び／又は入口ホッパを使用することにより、極めて敏感な混合物をも極めて高速回転のスクリーンドラムで処理できる一方、極めて高い品質標準を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】前フィルタスクリーンを備えた本発明による押出し遠心機の断面図である。（実施例１）
【図１ａ】前加速ホッパの一実施例を示す図である。
【図１ｂ】前加速ホッパの別の実施例を示す図である。
【図１ｃ】曲線状の延びを有する前加速ホッパの図である。
【図１ｄ】曲線状の延びを有する別の前加速ホッパの図である。
【図２】スクリーン段に接続された入口ホッパを備えた多段遠心機の図である。（実施例２）
【図３】スクリーンドラムに接続された入口ホッパを備えた多段押出し遠心機の図である。（実施例３）
【図４】２段スクリーンとして構成された前フィルタスクリーンを備えた入口ホッパの図である。
【図５】別個の回転駆動装置を備えた入口ホッパの図である。
【図６】前加速ホッパを備えた本発明による押出し遠心機の一実施例の図である。（実施例４）
【図７】前加速スクリーンとして構成された前加速ホッパの図である。
【図８】別個に駆動可能な前加速ホッパを備えた一実施例の図である。（実施例５）
【図８ａ】図８に示した単段押出し遠心機の、仮床を備えた変化形の図である。
【図８ｂ】図８に示した単段押出し遠心機の、仮床を備えた別の変化形の図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  押出し遠心機
２  混合物
３  固体ケーク
４  液相
５  回転軸線
６  外側スクリーンドラム
７  混合物分配器
８  押し床装置
９，１９  供給装置
１０  入口ホッパ
１１  捕集装置
１２  スクリーン段
１４  前加速ホッパ（前加速スクリーン）
１６，８１２  固定支持部材
５１  ドラム回転軸
６１，１２１  スクリーンの目
６２  スクリーンドラム内周面
８１  外側環状区域
８２  固定部材
８３  排出口
１０１  荒目スクリーン
１０２  細目スクリーン
１１１  管路
１１２  環状開口
１２１  スクリーン段の目
１２２  スクリーン段の内周面
１３１  別個の駆動軸
１４１  前加速スクリーン
１５１  回転軸
８１２  固定控え
８１１  仮床
８１３  押し部材
８１４  解放ソケット
【図１】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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