CH664928A5 - Verfahren und schneckenpresse zum verdichten und entwaessern von festmaterial. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten und Entwässern von Festmaterial, insbesondere aus Rechenreinigungsanlagen und andern, Abflälle sammelnden Anlagen, bei dem eine von einem Antrieb angetriebene Schneckenwelle drehbar in einem Schneckengehäuse gelagert wird, das eine sich über einen Teil des Umfangs und der Länge der Schnecke erstreckende Aufgabeöffnung und eine sich axial an die Schnecke anschliessende Austrittsöffnung aufweist, und eine Schneckenpresse zur Durchführung des Verfahrens.

Schneckenpressen sind in vielen Anlagen der Verfahrenstechnik eingesetzt und dienen dazu, Materialien beliebiger Art in eine gewünschte, gleichmässige Konsistenz zu bringen, bevor das Material weiterbehandelt oder weiterverarbeitet wird. Die Kunststoffindustrie stellt hierbei einen grossen Industriezweig dar, in der Schneckenpressen in vielen Ausführungen eingesetzt werden.

Eine Haupteigenschaft der Schneckenpresse, d.h. die Verdichtungseigenschaft, wird heute auch ausserhalb der Kunststoffindustrie ausgenützt. Eines der wichtigsten Gebiete stellt hierbei das Kompaktieren von Abfallmaterialien verschiedenster Art dar. Diese Abfallmaterialien fallen in mehr oder weniger loser Form an und weisen zudem oft einen verhältnismässig grossen Flüssigkeitsanteil auf. Der Zweck dieser Kompaktierung besteht darin, das Volumen dieser Materialien möglichst kleinzuhalten und zudem den Flüssigkeitsanteil möglichst weitgehend zu verringern, da dadurch meistens eine günstige Voraussetzung für die weitere Verarbeitung dieser Abfalle geschaffen wird.

Grosse Mengen an Abfallmaterialien fallen in Form von Hausmüll, Industriemüll und im Abwasser an. Von diesen Festmaterialien wird der Müll heute verbrannt oder kompostiert. Ähnliches gilt auch für das in den Kläranlagen für das Abwasser anfallenden Feststoffmaterialien.

Für die Verarbeitung der Abfallmaterialien in den genannten Anlagen sind verschiedene Sicherungsmassnahmen erforderüch. Bei der Verbrennung und Kompostierung müssen aus den Materialien gewisse Komponenten aussortiert werden, da sie sonst den Betrieb der Anlagen gefährden.

Dies gilt auch für die Anlagen für die Verarbeitung von Abwässern. Dort werden in den Einlaufen zu den Reinigungsanlagen Rechen eingesetzt, die Grobmaterial vermischt mit anderen Materialien zurückhalten. Damit der kontinuierliche Betrieb der Reinigungsanlage aufrechterhalten werden kann, müssen die einlaufseitigen Rechen laufend gereinigt werden. Hierzu ist es bekannt, automatisch arbeitende Rechenreinigungsanlagen einzusetzen, bei denen periodisch eine Reinigungsharke in den Rechen eingreift und das zurückgehaltene Festmaterial entfernt. Bei diesem- Festmaterial kann es sich je nach Grösse der Anlagen um recht beträchtliche Mengen mit verhältnismässig grossem Flüssigkeitsanteil handeln, für die sich eine Kompaktierung und eine Entwässerung aufdrängt. Es ist deshalb bekannt, hierfür Schneckenpressen einzusetzen. Im Hinblick auf die grosse Vielfalt und die verschiedene Art der in den Rechenanlagen anfallenden Materialien ist es nicht zu vermeiden, dass Störungen, z.B. Verstopfungen, an den Schneckenpressen auftreten können, die den Betrieb erheblich beeinträchtigen können.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass Störungen, z.B. Verstopfungen, infolge der Heterogenität der anfallenden Festmaterialien praktisch vermieden werden, ohne dass jedoch der Kompaktierungs- und Entwässerungsgrad des anfallenden Materials sich vermindern würde.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Festmaterial nur über einen Teil des Schnek-kengehäuses durch die Schnecke gefördert und anschliessend in eine schneckenfreie Zone bewegt wird, in der das Festmaterial weiter entwässert und verengungsfrei aus der Austrittsöffnung gepresst wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird erfindungsge-mäss eine Schneckenpresse eingesetzt, bei der das Schnek-kengehäuse austrittsseitig länger als die Schnecke ist und verengungsfrei in die Austrittsöffnung übergeht, wobei das Gehäuse eine in der Nähe der Austrittsöffnung endende Entwässerungszone aufweist.

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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt einer schematisch dargestellten Schneckenpresse zum Verdichten und Entwässern von Festmaterialien,

Fig. 2 einen Längsschnitt des austrittsseitigen Teils der Schneckenpresse nach Fig. 1 in vergrösserter Darstellung und

Fig. 3 einen Längsschnitt des eintrittseitigen Teils der Schneckenpresse nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Schneckenpresse ist eine Einschneckenpresse mit einer Schnecke 1, die in einem Schneckengehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Schnecke 1 weist eine Schneckenwelle 3 auf, die auf einer Seite sich aus dem Schneckengehäuse 2 erstreckt und mit einem Antrieb, z. B. einem über eine Kupplung 5 angekuppelter Antriebsmotor 4 angetrieben wird. Der Antrieb kann jedoch auch in anderer Weise erfolgen, z.B. über einen Riemen-, Kettenoder Zahnradantrieb.

Das Schneckengehäuse 2 weist auf der Eintrittsseite eine Aufgabeöffnung 6 auf, die sich über einen Teil des Umfangs und der Länge der Schnecke 1 erstreckt. Auf die Aufgabeöffnung 6 ist ein Aufgabegehäuse 7 aufgesetzt, das zur besseren Aufnahme der zu verarbeitenden Festmaterialien sich in einen trichterförmigen Teil 8 erweitert.

Das Schneckengehäuse 2 erstreckt sich beidseits der Auf-gabeöffnung 6 und zwar antriebsseitig um einen kürzeren Gehäuseteil 9 und austrittsseitig um einen entsprechend längeren Gehäuseteil 10, der in eine Austrittsöffnung 11 mündet. Der kleinere Gehäuseteil 9 ist stirnseitig mit einem Gehäuseflansch 12 versehen, an dem eine Wellenlagerung 13 befestigt ist; diese nimmt sowohl die Radialkräfte als auch die von der Schnecke erzeugten Axialkräfte auf. Eine solche Wellenlagerung 13 befindet sich nur auf der Aufgabeseite. Auf der Austrittsseite wird die Schnecke 1 im Schneckengehäuse 2 geführt.

Der austrittsseitige grössere Gehäuseteil 10 ist mindestens teilweise als Entwässerungszone 14 ausgebildet. In dieser Zone sind in der Wand des Schneckengehäuses 2 eine grössere Anzahl verhältnismässig kleiner Bohrungen 15 angeordnet, durch die die aus dem Festmaterial ausgepresste Flüssigkeit austreten kann. Die austretende Flüssigkeit wird in einer ringförmigen Entwässerungskammer 16 aufgefangen und abgeleitet, z. B. in die mit einer Rechenlage ausgerüstete Reinigungsanlage.

An die Austrittsmündung 11 schliesst ein Führungsrohr 17 an, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der Austrittsöffnung 11. Durch das Führungsrohr 17 wird das verdichtete und entwässerte Festmaterial abgeleitet, z.B. in einen Behälter (nicht dargestellt), von wo es zur weiteren Verarbeitung abtransportiert wird.

In Fig. 2 ist der grössere Gehäuseteil 10 der Schneckenpresse dargestellt, der austrittsseitig an die Aufgabeöffnung 6 anschliesst und zum grössten Teil als die Entwässerungszone 14 der Schneckenpresse ausgebildet. Die Entwässerungszone 14 ist, wie bereits erwähnt wurde, durch die ringförmige Entwässerungskammer 16 umgeben, in der die aus den Entwässerungsbohrungen 15 austretende Flüssigkeit gesammelt wird. Die Entwässerungsbohrungen 15 sind zweckmässig von innen nach aussen konisch erweitert, wodurch an der Innenwand eine scharfe Kante gebildet wird, an der etwaiges anhaftendes Festmaterial leichter abgetrennt werden kann. Die Entwässerungsbohrungen sind zweckmässig in Reihen mit wechselnder Bohrungszahl um den gesamten Umfang des Gehäuseteils 10 angeordnet. In Fig. 2 sind beispielsweise Reihen mit vier Bohrungen angeordnet, zwischen denen Reihen mit drei Bohrungen angeordnet sind. Die Entwässerungskammer 16 weist eine Öffnung 18 auf, durch die die in der Entwässerungskammer gesammelte Flüssigkeit abflies-sen kann.

Die Schneckenwelle 3 der Schnecke 1 endet etwa in der Mitte der Entwässerungskammer 16 und ebenso enden auch an dieser Stelle die Gänge der Schnecke 1. Zwischen dem Ende der Schnecke 1 und der Austrittsöffnung 11 entsteht somit im Schneckengehäuse 2 ein schneckenfreier Raum 19. Dieser erstreckt sich, siehe Fig. 2, über die Hälfte der Entwässerungskammer und zudem in einem Stutzen 20 über die Entwässerungskammer 16 hinaus bis zur Austrittsöffnung 11. Wesentlich ist hierbei, dass im schneckenfreien Raum 19 bis zur Austrittsöffnung 11 keine Querschnittsverengung vorhanden ist. Trotzdem wird das aus der Schnecke 1 austretende Festmaterial in dem schneckenfreien Raum 19 weiter verdichtet und entwässert, wobei jedoch wegen des Fehlens einer Querschnittsverengung eine Störung der Schneckenpresse praktisch ausgeschlossen ist. Das Führungsrohr 17 weist zudem einen grösseren Durchmesser auf als die Austrittsöffnung 11, so dass auch hier bei dem Ableiten des Festmaterials keine Störungen auftreten können.

In der Entwässerungskammer 16 ist ein Spülrohr 21 angeordnet, das eine grössere Anzahl Öffnungen aufweist, durch die Flüssigkeit gegen die Entwässerungsbohrungen 15 gespritzt wird, wodurch diese gereinigt werden. Das Spülrohr 21 erstreckt sich zweckmässig um einen grösseren Teil des Umfangs des Schneckengehäuses 2, z.B. etwa 200°, damit praktisch alle Bohrungen mit Spülflüssigkeit beaufschlagt werden können. Der Einsatz des Spülrohrs 21 wird zweckmässig den jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst.

In Fig. 3 ist der antriebsseitige Teil mit dem kürzeren Gehäuseteil 9 der Schneckenpresse dargestellt. An das Aufgabegehäuse 7 schliesst ein Stutzen 22 an, an dem der Gehäuseflansch 12 befestigt ist. An dem Gehäuseflansch 13 ist die Wellenlagerung 13 befestigt. Diese weist im wesentlichen zwei Gehäuseflanschen 23, 24 auf, die mit Schrauben 25 zusammengehalten sind. In dem von den beiden Flanschen 23, 24 gebildeten Gehäuse ist eine Dichtung 26, z.B. eine elastische Lippendichtung, ein Axialwälzlager 27, z.B. ein Schrägtonnenlager, ein Radialwälzlager und eine Aussendichtung 29, z.B. eine elastische Lippendichtung, angeordnet. Die Wellenlagerung 13 übernimmt die Führung und die Aufnahme der Kräfte der Schnecke 1. Auf der Austrittseite wird die Schnecke 1 dagegen nicht in einer besonderen Lagerung gelagert. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Schnecke 1 im Betrieb, d.h. beim Durchgang des Festmaterials, im ScHnek-kengehäuse 2 zentriert ist und deshalb auch keine einseitige Abnützung der Schnecke 1 oder des Schneckengehäuses 2 auftritt.

Zweckmässig schliesst die Entwässerungszone 14 austrittsseitig unmittelbar an das Aufgabegehäuse 7 an. Der austrittseitige Flansch der Entwässerungskammer 16 kann zudem als Teil eines Mantelgehäuses 30 ausgebildet sein, das das Schneckengehäuse 2 mit der Schnecke 1 und dem Aufgabegehäuse 7 und zudem das Führungsrohr 17 trägt. Die Öffnung 18 zum Ableiten der ausgepressten Flüssigkeit kann dann durch eine Rohrleitung erfolgen. Die Lagerung des Schneckengehäuses 2 mit der Schnecke 1 und ihrem Antrieb 4, des Aufgabegehäuses 7, der Entwässerungskammer 14 und des Führungsrohrs 17 kann auch in anderer Weise erfolgen. In Fig. 3 ist eine Wand 31 eines Lagergehäuses dargestellt, das mit weiteren, nicht dargestellten Wänden einen geschlossenen Hohlraum bildet, durch den die ausgepresste Flüssigkeit abgeleitet werden kann. Bei einem solchen Lagergehäuse können zusätzliche Entwässerungsöffnungen 32 vorgesehen werden, die in gleicher Weise ausgebildet sind wie die Entwässerungsöffnungen 15 in der Entwässerungszone 18.

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Schliesslich wäre es auch möglich, eine Zweischneckenpresse mit denselben Merkmalen wie die beschriebene Ein-schnecken-Presse zu verwenden. Unabhängig davon, ob eine Einschnecken- oder Zweischnecken-Presse eingesetzt wird, ist es wesentlich, dass eine solche Presse am Ende des

Schneckengehäuses 2 einen Raum 19 aufweist, in den die Schnecke 1 nicht hineinragt und der keine Stauungen bewirkende Verengungen bis zur Austrittsmündung 11 aufweist.

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1 Blatt Zeichnungen

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664 928 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Verdichten und Entwässern von Festmaterial, insbesondere aus Rechenreinigungsanlagen und andern, Abfälle sammelnde Anlagen, bei dem eine von einem Antrieb angetriebene Schneckenwelle drehbar in einem Schneckengehäuse gelagert wird, das eine sich über einen Teil des Umfangs und der Länge der Schnecke erstreckende Aufgabeöffnung und eine sich axial an die Schnecke anschliessende Austrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Festmaterial nur über einen Teil des Schneckengehäuses durch die Schnecke gefördert und anschliessend in einer schneckenfreien Zone bewegt wird, in der das Festmaterial weiter entwässert und verengungsfrei aus der Austrittsöffnung gepresst wird.

2. Schneckenpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnek-kengehäuse (2) austrittsseitig länger als die Schnecke (1) ist und verengungsfrei in die Austrittsöffnung (11) übergeht, wobei das Gehäuse (2) eine in der Nähe der Austrittsöffnung (11) endende Entwässerungszone (14) aufweist.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengehäuse (2) einen über die Entwässerungszone (14) reichenden Stutzen (20) aufweist.

4. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengehäuse (2) antriebsseitig einen über die Aufgabeöffnung (6) reichenden antriebsseitigen Stutzen (22) aufweist.

5. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Austrittsöffnung (11) ein Führungsrohr (17) zum Ableiten des gepressten Festmaterials mit einem Durchmesser anschliesst, der grösser ist als der Durchmesser der Austrittsmündung (11).

6. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1) etwa in halber Länge der Entwässerungszone (14) endet.

7. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Schnecke (1) etwa dem Durchmesser der Schnecke entspricht.

8. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entwässerungszone mehrere Entwässerungsöffnungen (15), z.B. mit mindestens zwei oder mehr Bohrungen in mit Abständen im Bereich der Entwässerungszone (14) angeordneten Axialreihen am Umfang des Schnek-kengehäuses (2) vorgesehen sind, die in eine das Schneckengehäuse umgebende, als Entwässerungskammer (16) dienende Ringkammer münden.

9. Schneckenpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (15) kreisrund sind, sich gegen die Gehäuseaussenwand konisch erweitern und an der Gehäuseinnenwand einen scharfen Rand aufweisen.

10. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungszone (14) unmittelbar um austrittsseitigen Ende der Aufgabeöffnung (6) anschliesst.