Entwässerungspresse für durch Komprimieren entwässerbare Stoffe

Abstract

 Eine Presse zum mechanischen Entwässern von wasserhaltigem, zerkleinerten Feststoff ist mit einer rotierbaren Förderschnecke (3) ausgestattet, die fliegend so gelagert ist,
daß sie um einen im Bereich des Antriebs liegenden Drehpunkt (D) eine drehpendelnde Schwenk-Bewegung ausführen kann. Dadurch ist eine hohe Entwässerungsleistung bei günstigem Verschleißverhalten der Presse zu erzielen. Durch spezielle Ausgestaltungen des Bereiches, in dem der Feststoff die Förderstrecke (3) verläßt, lassen sich Effekt und Betriebsverhalten der Presse weiter verbessern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Entwässerungspresse für durch Komprimieren entwässerbare Stoffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ihre Arbeitsweise wird im folgenden am Beispiel von in der Altpapieraufbereitung anfallenden Abfällen beschrieben, ist aber auch auf andere durch Komprimieren entwässerbare Stoffe anwendbar.

[0002] Bekanntlich enthält das Altpapier zumeist einen gewissen Anteil von Störstoffen, welche bei der Aufbereitung zum Zweck der Wiederverwendung des Altpapiers entfernt werden sollen. Hierfür steht eine Anzahl von Maschinen und Verfahren zur Verfügung, die das weiter zu verarbeitende Altpapier als Gutstoff und die daraus entfernten Störstoffe als Reject ableiten. Diese Rejecte werden normalerweise deponiert oder auch in Spezialfällen zu neuen Produkten verarbeitet. Da die Altpapieraufbereitung in der Regel in wässeriger Suspension erfolgt, sind die Rejecte stark wasserhaltig, was sie schwer manipulierbar macht und die Transport- und Deponiekosten zu ihrer Beseitigung beträchtlich erhöht.

[0003] Als wirtschaftliches und praktikables Verfahren hat sich das mechanische Abpressen des Wassers aus dem Stoff erwiesen. So werden etwa Schneckenpressen verwendet, bei denen eine angetriebene Förderschnecke innerhalb eines im wesentlichen konzentrisch zylindrischen oder konischen, gelochten Blechmantels oder dergl. angeordnet ist. Der radial zugegebene Rejecteintrag wird im Zusammenwirken mit einer Staueinrichtung entwässert, wobei das Wasser durch den gelochten Blechmantel oder dergl. entweichen kann, während die Rejecte zurückgehalten werden. Die Verdichtung und Entwässerung des Rejects kann verbessert werden, wenn für den Blechmantel eine konische Form gewählt wird, deren Durchmesser sich in Rejectlaufrichtung verkleinert, wobei selbstverständlich auch der äußere Schneckendurchmesser an diese geometrischen Verhältnisse angepaßt werden muß. Werden die bekannten Entwässerungschnecken wie beschrieben ausgeführt, sind sie infolge der intensiven Reibung zwischen Reject und den Bauteilen der Maschine einem besonders großen Verschleiß ausgesetzt. Es findet nämlich eine beträchtliche Relativbewegung bei gleichzeitig enormen Axial-und Radialkräften zwischen dem bereits stark eingedickten Stoff und den Bauteilen statt. Zudem enthält dieses Reject - neben einem Rest an Fasern - oft viele kleine Metallteile und harte Plastikstücke, die erfahrungsgemäß zu einem hohen Verschleiß auch hochwertiger metallischer Bauteile führen können.

[0004] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Entwässerungspresse für durch Komprimieren entwässerbare Stoffe derart zu gestalten, daß sie einfach und übersichtlich aufgebaut ist, ein übermäßiger Verschleiß an den Maschinenteilen vermieden wird und gleichzeitig ein hoher Entwässerungsgrad erreichbar ist.

[0005] Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in vollem Umfang gelöst.

[0006] Die Unteransprüche 2 bis 19 beschreiben besonders günstige Ausführungsformen der Erfindung.

[0007] Der besondere Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß die unter besonders intensiver Beanspruchung stehende Förderschnecke nicht starr geführt wird, sondern je nach Beschaffenheit und Mengenverteilung des auszupressenden Stoffs innerhalb eines bestimmten Bereiches eine frei einstellbare Position einnehmen kann. Auf diese Weise werden einfache Bauart, gute Zugänglichkeit am Austrag (Reinigung) der Presse sowie günstiges Verschleißverhalten, insbesondere für Schnecke und Siebmantel, miteinander kombiniert. Dadurch, daß sich die Förderschnecke radial relativ zu dem sie umgebenden Siebmantel bewegen kann, wird der dazwischen behandelte Stoff besonders gut aufgelockert, was zu einer besseren Entwässerung führt. Solche Vorteile können durch oft am Siebmantel innen angebrachte Axialleisten oder dergleichen noch verstärkt werden. Eine übermäßige Belastung der Maschinenteile wird wegen der Ausweichmöglichkeit wiederum zuverlässig vermieden. Zusätzlich ist dadurch, daß eine gleichmäßige Druckverteilung im Bereich des mit Öffnung versehenen Mantels möglich ist, eine besonders gute und homogene Entwässerung erreichbar.

[0008] Die Erfindung wird erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen

Figur 1

ein schematisches Schnittbild einer erfindungsgemäßen Entwässerungspresse

Figur 2

eine Draufsicht der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung

Figur 3

schematisch: den Erfindungsgegenstand mit geschwenkter Schnecke

Figur 4

schematisch: eine weitere vorteilhafte Ausführungsform.

Figur 5

angedeutet : 3 verschiedene Schneckenpositionen

Figur 6

Teilansicht einer Variante zur Siebmantelbefestigung

Figur 1 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Entwässerungspresse. Der Stoff A gelangt durch eine Öffnung 1 in das Volumen 2, in dem sich die Förderschnecke 3 mit ihrer Wendel 3' befindet. Das Volumen 2 wird begrenzt durch einen mit Löchern 5 versehenen Mantel 4, der hier zylindrisch ausgebildet ist. Der Stoff wird beim Durchlaufen der Förderstrecke 6 bereits sowohl durch die Schwerkraft als auch durch eine beim Transport eventuell stattfindende Komprimierung entwässert. Dabei läuft das Wasser W durch die Öffnungen 5 des Mantels 4 in einen Entwässerungskasten 8. Nach Durchlaufen der Förderstrecke 6 gelangt der Stoff in den Bereich des Austrags 9. In einer sich hier anschließenden Preßstrecke 7 kann eine weitere Komprimierung erfolgen. In dem hier gezeigten Fall werden bewegbare Platten 10,11 gegen den Stoff A' angestellt. Durch das Pressen gelangt dann weiteres Wasser W' in den Entwässerungskasten 8.

[0009] Die Förderschnecke 3 wird angetrieben durch eine Antriebseinheit 12, die - wie schematisch angedeutet - über einen Riemen oder dergl. die Welle der Förderschnecke in Rotation versetzt. Es ist auch erkennbar, daß die Antriebseinheit insgesamt so montiert ist, daß sie die drehpendelnde Schwenkbewegung der Förderschnecke 3 mitmachen kann.

[0010] Die Darstellung in Abbildung 1 zeigt weiterhin ein Beispiel, wie die Lagerung am antriebsseitigen Ende der Förderschnecke 3 zu bewerkstelligen ist. Die dort gezeigten Lager 16 und 17 können sowohl die Axialkräfte als auch die Radialkräfte an dieser Stelle aufnehmen, wobei aber die Möglichkeit der Schneckenachse, eine Drehpendelbewegung auszuführen, erhalten bleibt. Die Antriebseinheit 12 wird im wesentlichen von der beschriebenen Lagerung mitgetragen, da sie mit dem antriebsseitigen Ende der Förderschnecke 3 verbunden ist. Das von der Antriebskraft herrührende Drehmoment wird über die Drehmomentabstützung 13 auf das Gehäuse 15 der Presse übertragen. Bei entsprechender Konstruktion der Maschine können sich die von den Gewichtskräften der Förderschnecke 3 und der Antriebseinheit 12 stammenden Hebelmomente an den Lagern 16 und 17 im wesentlichen die Waage halten.

[0011] Auch wenn hier nur Vorrichtungen mit waagerecht liegenden Förder- und Preßstrecken gezeigt werden, sind ohne weiteres auch senkrecht oder schräg angeordnete denkbar, unter Umständen sogar vorteilhaft.

[0012] Dieselbe Preßvorrichtung ist in Fig. 2 als Ansicht von oben dargestellt mit Blick auf das Gehäuse 15 und die Einlauföffnung 1.

[0013] In der Fig. 3 ist in geschnittener Seitenansicht - zur Verdeutlichung etwas übertrieben - die Schwenkbewegung der Förderschnecke 3 zusammen mit der Antriebseinheit 12 dargestellt. Der Drehpunkt D für diese Drehpendelbewegung liegt, axial betrachtet, im Bereich der Schneckenlagerung.

[0014] Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht des Erfindungsgegenstandes, wobei die Blickrichtung axial von außen auf den Austrittsbereich der Presse gewählt wurde. Man erkennt die Förderschnecke 3 mit der Wendel 3'und der Außenfläche 3''. Bei dieser Ausführungsform ist der Siebmantel 4 am Maschinenrahmen 20 an den gezeigten Stellen 21 befestigt, während ein großer Teil des Siebmantel-Umfangs durch radial sich gegenüberliegende Bügel 18 gehalten wird, die ihrerseits relativ zum Maschinenrahmen 20 eine - wenn auch begrenzte - Beweglichkeit rechtwinkelig zur Schneckenachse aufweisen. Sie sind miteinander durch Verbindungselemente 19 verbunden. Noch weitergehend kann der Siebmantel 4 so befestigt sein, daß er lediglich stirnseitig gehalten wird und sonst an seiner Längsseite relativ zum Maschinenrahmen 20 beweglich ist (Fig.6). Vorteilhaft kann der Siebmantel 4 auch aus 2 Halbzylindern bestehen, die durch die Bügel 18 zusammengedrückt werden.

[0015] Die Darstellung Fig.4 zeigt darüberhinaus eine Anzahl von axial auf der Siebinnenseite befestigten Leisten 22, die dazu dienen, das Umlaufen des zu fördernden Stoffes zu verhindern und außerdem die Sieboberfläche vor Verschleiß zu schützen. Sie können exakt axial oder auch schräg verlaufen. Günstig ist ihre Wirkung auch für die Entwässerungsfunktion der Maschine, da infolge der Drehpendelbewegung der Förderschnecke 3 eine Bearbeitung des Stoffes zwischen der Wendel 3', insbesondere ihren Außenflächen 3'', und den genannten Leisten 22 erfolgen kann.

[0016] Fig. 5 zeigt in derselben Blickrichtung wie bei Fig 4 vergrößert und sehr schematisch verschiedene Stellungen der drehpendelnd lageveränderbaren Förderschnecke 3, wobei verschiedene Positionen derselben Schnecke durch unterschiedliche Strichlinien verdeutlicht sind. Die Durchlaß-Öffnungen im Siebmantel4 sind hier nicht dargestellt.

[0017] Figur 7 erläutert in einem Schema die einzelnen Funktionen, die durch eine spezielle Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt werden können, die z.B. im Anspruch 13 beschrieben ist. Dabei wird ein Altpapierstoff S in der Aufbereitung 25 bearbeitet, wobei Abfälle anfallen, während der aufbereitete und von Abfällen zumindest teilweise gereinigte Stoff S' weitergeführt wird. Die Abfälle gelangen als das zu entwässernde Material A in eine Förderung 26 mit einer Förder- und Entwässerungsstrecke 6. Infolge der Schwerkraft und meistens auch durch Verdichtung wird dabei Wasser W aus den Abfällen entfernt. Das so entwässerte Material A' wird anschließend in der Preßstrecke 7 der Preßbehandlung 27 unterzogen und unter Abgabe von weiterem Wasser W' noch stärker entwässert als pfropfenförmiges Material A'' herausgeführt.

[0018] Figur 8 zeigt eine spezielle Preßvorrichtung, als Ansicht von oben dargestellt mit Blick auf das Gehäuse 15. Der Stoff A gelangt durch eine Öffnung 1 in die Presse und wird, wie bereits beschrieben, behandelt. Nach Durchlaufen der Förder- und Entwässerungsstrecke 6 gelangt er in den Bereich des Austrags 12. In der nun sich anschließenden Preßstrecke 6 kommen die Preßelemente 23 und 24 zum Einsatz. In dem hier gezeigten Fall sind sie rechtwinkelig zur Förderrichtung der Transportschnecke in Führungen 28 bewegbar und werden durch Stellmotore 29 periodisch gegen das Material A' gepreßt. Der beispielsweise hydraulisch betätigte Stellmotor wird über Rohrstutzen 30 mit einem Druckmedium versorgt. Durch das Pressen gelangt weiteres Wasser W' in den Entwässerungskasten 8. Natürlich sind auch andere preßkrafterzeugende Einrichtungen denkbar. Das nun sehr stark entwässerte Material A'' kann aus der Vorrichtung herausfallen oder wird durch nachfolgendes Material herausgefördert. Die Transportschnecke wird angetrieben durch einen Antriebsmotor 12, der - wie schematisch angedeutet - über einen Riemen oder dergl. die Welle der Transportschnecke in Rotation versetzt.

[0019] Fig. 9 stellt schematisch eine andere Möglichkeit dar, nämlich wie die Preßelemente 23' und 24' an dem Gehäuse 15 durch Gelenke 33 schwenkbar gelagert und durch Stellmotore 29' bewegt werden können. Die Offenstellung ist dünner gezeichnet als die Preßstellung.

[0020] Die Fig. 10 zeigt, vereinfacht dargestellt, eine aufgeklappte Austragsvorrichtung in Ansicht von oben. Die Austragsvorrichtung enthält einen Rahmen 31, der in Gelenken 32 an Teilen des Gehäuses 15 der Entwässerungspresse auf- und zuklappbar befestigt ist. Dieser Rahmen 31 trägt wiederum Gelenke 33', die zur Befestigung der vereinfacht gezeichneten Preßelemente 23'',24'' dienen, so daß sich diese relativ zum Rahmen 31 bewegen lassen.
Wird im Stillstand der Entwässerungpresse die Austragsvorrichtung abgeklappt, so ist das Ende der Förderschnecke 3 relativ leicht zugänglich, während der Pfropfen A' in der abgeschwenkten Austragsvorrichtung verbleiben kann. Beispielsweise nach erfolgter Wartungs-Arbeit an der Entwässerungspresse kann die Austragsvorrichtung wieder vorgeklappt und der Betrieb der Entwässerungsschnecke wieder aufgenommen werden. Da der Pfropfen A' wieder an seine alte Stelle gelangt ist, wird relativ schnell der optimale Betriebszustand der Entwässerungspresse erreicht.

Ansprüche

1. Entwässerungspresse für durch Komprimieren entwässerbare Stoffe, mit einer rotierbaren Förderschnecke (3) oder dergleichen, die am eintragseitigen Ende angetrieben und gelagert und am austragseitigen Ende frei von einer maschinentechnischen Lagerung ist, welche in einem Volumen (8) angeordnet ist, mit einer Öffnung (1) für den Stoffeintrag, durch den zu entwässernden Stoff (A) in den anfänglichen Bereich der Förder- und Entwässerungsstrecke (5) gelangen kann, wobei das Volumen (2) von einem mit einer Vielzahl von Öffnungen (5) versehenen Mantel (4) teilweise begrenzt wird, durch die im zu entwässernden Stoff (A) enthaltenes Wasser (W) bei Zurückhaltung eines wesentlichen Teils des als Feststoff vorliegenden Stoffes (A') hindurchtreten kann, wodurch dieses kompaktiert und teilentwässert wird und mit einem am Ende der Förderstrecke gelegenen Stoffaustrag,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderschnecke (3) oder dergleichen am eintragseitigen Ende so gelagert ist, daß sich der Winkel ihrer im wesentlichen in Förderwirkung verlaufenden Mittellinie unter der Wirkung der sie im wesentlichen rechtwinkelig zu ihrer Achslinie angreifenden Kräfte verändern kann.

2. Entwässerungspresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderschnecke (3) oder dergleichen am eintragseitigen Ende drehpendelnd durch eine überwiegend momentenfrei wirkende Lagerung (16,17) gehalten wird.

3. Entwässerungspresse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinheit (12) der Förderschnecke oder dergleichen derart mit dieser verbunden ist, daß sie zusammen mit ihr die drehpendelnde Bewegung um die Lagerung ausführen kann und daß an der Antriebseinheit (12) eine Drehmomentenabstützung (13) zur Aufnahme des aus dem Antrieb herrührenden Drehmomentes angreift.

4. Entwässerungspresse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (4) durch ein zylindrisches Siebblech gebildet wird.

5. Entwässerungspresse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (4) durch ein konisches Siebblech gebildet wird.

6. Entwässerungspresse nach Anspruch 1,2, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (4) auf seiner Innenseite mit im wesentichen axial angeordneten Leisten versehen ist.

7. Entwässerungspresse nach Anspruch 1,2, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (4) soweit beweglich in der Presse befestigt ist, daß der überwiegende Teil eine beschädigungsfreie Querbewegung von mindestens 10 mm ausführen kann.

8. Entwässerungspresse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (4) lediglich an einer Stirnseite mit der Presse fest verbunden ist.

9. Entwässerungspresse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im am Ende der Förderstrecke (6) gelegenen Stoffaustrag eine Stauvorrichtung für den auszutragenden Stoff (A') vorhanden ist.

10. Entwässerungspresse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Stoffaustrages eine Austragsvorrichtung vorhanden ist, die sich in Förderrichtung gesehen anschließt und in die der Stoff (A') am Ende der Förder- und Entwässerungsstrecke (6) eintreten und hindurchgehen kann, welche Austragsvorrichtung ein Volumen zur Aufnahme des aus der Austragsöffnung ausgetretenen, pfropfenartig verfestigten Stoffes enthält und daß die Austragsvorrichtung zumindest teilweise zusammen mit dem im Volumen befindlichen, propfenartig verfestigten Stoff (A) entfernbar ist und daß dieser darin verbleiben kann, so daß der Bereich der Austragsöffnung der Entwässerungspresse freilegbar ist und zugänglich gemacht werden kann.

11. Entwässerungspresse nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austragsvorrichtung einen Rahmen (31) oder dergl. enthält, der den pfropfenartig verfestigten Stoff (A) aufnehmen kann und der an Teilen des Gehäuses (15) der Entwässerungspresse schwenkbar befestigt ist, so daß er sich gemeinsam mit dem Volumen zur Aufnahme des Pfropfens um Gelenke (32) oder dergl. schwenken läßt.

12. Entwässerungspresse nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austragsvorrichtung Mittel zur Erzeugung eines gegen den Pfropfen wirkenden Druckes aufweist.

13. Entwässerungspresse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Stoffaustrages Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') vorhanden sind, die sich über eine in Förderrichtung anschließende Preßstrecke (7) erstrecken, in die der Stoff (A') am Ende der Förder- und Entwässerungsstrecke (6) eintreten und hindurchgehen kann, wobei zwischen den Preßelementen (23,24,23',24',23'',24'') ein Durchgangsquerschnitt gebildet wird, der sich dadurch vergrößern und verkleinern läßt, daß mindestens eines von den Preßelementen (23,24,23',24',23'',24'',) bewegt wird.

14. Entwässerungspresse nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') in der Preßstrecke (7) im wesentlichen eine Kompaktierung rechtwinklig zur Richtung der anfänglichen Förderung bewirken kann.

15. Entwässerungspresse nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') aus mindestens zwei quer zur Förderrichtung in Führungen (28) bewegbaren Bauteilen bestehen, die so gestaltet sind, daß sie bei einer Zusammenlaufbewegung den durch sie im wesentlichen umschlossenen austretenden Stoff (A', A'') komprimieren oder beim Auseinanderlaufen freigeben können.

16. Entwässerungspresse nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') aus mindestens zwei mit Gelenken (33,33') am Pressengehäuse (15) angebrachten Bauteilen bestehen, die so gestaltet sind, daß sie bei einer Einschwenkbewegung um die besagten Gelenke (33,33') den durch sie im wesentlichen umschlossenen austretenden Stoff (A', A'') komprimieren und beim Ausschwenken freigeben können.

17. Entwässerungspresse nach Anspruch 13,14,15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') Öffnungen für die Aufnahme oder den Durchlaß von abgepreßtem Wasser aufweisen.

18. Entwässerungspresse nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') aus mindestens zwei mit Gelenken (33,33')an einem Rahmen (31) angebrachten Bauteilen bestehen, die so gestaltet sind, daß sie bei einer Einschwenkbewegung um die besagten Gelenke (33,33') das durch sie im wesentlichen umschlossenen austretenden Material (A', A'') komprimieren und beim Ausschwenken freigeben können, und wobei der Rahmen (31) wiederum schwenkbar über Gelenke (32) mit dem Pressengehäuse (15) verbunden ist.

19. Entwässerungspresse nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Preßelemente (23,24,23',24',23'',24'') zu der ein Volumen zur Aufnahme des aus der Austragsöffnung ausgetretenen, pfropfenartig verfestigten Stoffes(A') enthaltenden Austragsvorrichtung gehören, wobei die Austragsvorrichtung zumindest teilweise zusammen mit dem im Volumen befindlichen, propfenartig verfestigten Stoff (A) schwenkbar ist.

20. Verwendung der Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zu entwässernde Stoff (A) aus bei der Aufbereitung (1) von Altpapierstoff anfallenden Abfällen besteht.

Zeichnung