AT526355B1 - Pressschneckenseparator mit modifizierter Pressschnecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pressschneckenseparator (1) zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe, umfassend: ein Gehäuse (2), ein zylindrisches Sieb (4), das im Gehäuse (2) angeordnet ist, und ein innerhalb des Siebes (4) angeordnetes und um eine Längsachse (5) des Siebes (4) drehbeweglich gelagertes Räumelement (3) mit zumindest einer durchgehenden Schneckenwendel (31) zum Auspressen der Trübe, wobei das Räumelement (3) zusätzlich zu der zumindest einen durchgehenden Schneckenwendel (31) mit einem oder mehreren Abstreifelementen (32) ausgestattet ist, wobei die Abstreifelemente (32) innerhalb des Siebs nur über einen ersten Bereich am Räumelement (3) angeordnet sind, welcher beim Beginn des Siebes (4) anfängt und vor dem Ende des Siebes (4) endet, gesehen in Förderrichtung des Räumelements (3), und wobei die Abstreifelemente (32) als eine oder mehrere Schneckenwendeln, als Flacheisen, als Stifte oder als Klingen ausgeführt sind.

Description

Beschreibung

PRESSSCHNECKENSEPARATOR MIT MODIFIZIERTER PRESSSCHNECKE

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe.

[0002] Pressschneckenseparatoren werden zum Auspressen einer Trübe verwendet. Die Trübe kann insbesondere Gülle oder Abwasser sein. Die Abwässer können aus landwirtschaftlichen, kommunalen und industriellen Anlagen stammen, wobei diese stets in feste und flüssige Bestandteile getrennt werden sollen. Teilweise ist es von Vorteil, die Trübe vor dem Auspressen mit Fällungsmitteln oder Flockungshilfsmitteln zu versetzen. In dem Gehäuse der Pressschneckenseparatoren ist üblicherweise ein zylindrisches Sieb angeordnet, innerhalb dessen ein Räumelement rotiert. Mittels des Räumelementes wird die Trübe durch den Pressschneckenseparator gefördert und gepresst. Durch das Sieb hindurch treten die flüssigen Anteile der Trübe, während sich innerhalb des Siebes ein Feststoffpropfen ausbildet. Durch das rotierende Räumelement wird einerseits die Siebinnenfläche von sich anlegenden Fasern befreit, um eine kontinuierliche Entwässerung der Trübe zu gewährleisten, andererseits wird der Feststoffpropfen an ein Ende des Pressschneckenseparators gefördert, um dort ausgeworfen zu werden. Über den Feststoffpropfen wird das Drehmoment vom Räumelement auf das Sieb übertragen. Deshalb muss das Sieb drehfest in dem Gehäuse angeordnet sein.

[0003] In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Geometrie des Räumelementes einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung von Pressschneckenseparatoren hat. Bisher beschriebene Pressschneckenseparatoren weisen üblicherweise eine Schnecke mit einer oder mehreren Schneckenwendeln auf, die bis zu einem bestimmten Punkt im Sieb oder darüber hinaus reichen, jedenfalls enden insofern es sich um mehrere Schneckenwendeln handelt alle jeweils am selben Punkt in der Maschine. Die Schneckenwendeln müssen einen Mindestabstand zueinander haben, damit die eingedickte Trübe nicht in den Schneckengängen steckenbleibt und die Schnecke verstopft. Je mehr Schneckenwendeln verwendet werden, desto besser ist die Leistung eines Pressschneckenseparators, da die Schneckenwendeln bei jeder Umdrehung die Siebinnenfläche von anhaftenden Fasern befreien und der Sieb dadurch für den flüssigen Anteil der Trübe wieder passierbar wird. Werden zu viele Schneckenwendeln verwendet, ergibt sich jedoch das Problem, dass im Bereich des Siebes in dem die Trübe bereits zu einem Feststoff eingedickt ist, sich dieser leicht in den Schneckengängen verstopft wenn diese zu eng sind. Bekannte Schnecken in Pressschneckenseparatoren beinhalten somit Schneckenwendeln die ein Kompromiss zwischen Leistung und geringer Verstopfungsanfälligkeit sind.

[0004] Der Stand der Technik wird insbesondere durch die Schriften AT17259B, DE4232449A1, DE 102008048091 B4, und AT 509618 A1 gebildet.

[0005] Im Einzelnen beschreibt die AT17259B eine Schneckenpresse mit mehreren, einzelnen, nicht zusammenhängenden Windungen. Dies ist für das Freiräumen des Siebes durch die Schneckenwendeln im Bereich mit noch flüssiger Trübe ist nachteilig, da sich in Teilbereichen des Siebes keine Wendeln befinden.

[0006] Die DE4232449A1 beschreibt einen Pressschneckenseparator mit einer Schnecke mit zwei symmetrisch gegenüberstehenden Schneckenflügeln.

[0007] Die DE 102008048091 B4 beschreibt einen Flüssigkeitsabscheider mit wenigstens einem Räumelement, welches wenigstens zwei zueinander parallel angeordnete Rotorelemente umfasst, die als Schneckengewindeelemente ausgebildet sind, welche die gleiche Steigung aufweisen und axial zueinander versetzt angeordnet sind.

[0008] Die AT 509618 A1 beschreibt einen Pressschneckenseparator mit einer Pressschnecke mit zumindest einer zur gemeinsamen Drehung mit der Schneckenwelle darauf angeordneten Schneckenwendel.

[0009] Die US 2009/0183971 A1 beschreibt ein Räumelement mit einer Schneckenwendel, wobei unmittelbar auf der Schneckenwendel flexible Bürsten befestigt sind, welche radial abstehen. Dadurch können die Schnecke und der Siebkorb mit größeren Toleranzen gefertigt werden, da die Bürsten die Toleranzen ausgleichen können.

[0010] Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, einen technisch einfachen Pressschneckenseparator der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Vergleich zu ähnlichen Maschinen durch eine modifizierte Geometrie des Räumelements eine erhöhte Leistung aufweist und dennoch im Betrieb nicht verstopft.

[0011] Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe, umfassend: ein Gehäuse, ein zylindrisches Sieb, das im Gehäuse angeordnet ist, und ein innerhalb des Siebes angeordnetes und um eine Längsachse des Siebes drehbeweglich gelagertes Räumelement mit zumindest einer durchgehenden Schneckenwendel zum Auspressen der Trübe, wobei das Räumelement zusätzlich zu der zumindest einen durchgehenden Schneckenwendel mit einem oder mehreren Abstreifelementen ausgestattet ist, wobei die Abstreifelemente innerhalb des Siebs nur über einen ersten Abschnitt am Räumelement angeordnet sind, welcher am Beginn des Siebes anfängt und vor dem Ende der durchgehenden Schneckenwendel endet, gesehen in Förderrichtung des Räumelements. Der Abstand zwischen dem Ende des ersten Abschnitts und dem Ende der durchgehenden Schneckenwendel wird als zweiter Abschnitt bezeichnet und hat eine Länge, die z.B. 3580% der Länge des Siebs entspricht. Erfindungsgemäß sind die Abstreifelemente als eine oder mehrere Schneckenwendeln, als Flacheisen, als Stifte oder als Klingen ausgeführt. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

[0012] Erfindungsgemäß wird somit ein Pressschneckenseparator geschaffen, der ein Gehäuse umfasst, in dem ein Sieb montiert ist. Dieses Gehäuse nimmt in der Regel, wie bei anderen Pressschneckenseparatoren üblich, sämtliche im Betrieb wirkenden radialen und axialen Kräfte auf. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Pressschneckenseparator eine das Gehäuse umgebende Abdeckung umfassen, um die flüssige Phase nach der Abtrennung zu bündeln und abzuleiten. Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Pressschneckenseparator ein innerhalb des Siebes angeordnetes und um eine Längsachse des Siebes drehbeweglich gelagertes Räumelement zum Auspressen der Trübe. Ublicherweise ist das Sieb zylindrisch ausgebildet, wobei auch das Gehäuse bevorzugt zylindrisch ausgebildet ist.

[0013] Das Räumelement umfasst bevorzugt eine Schneckenwelle mit einem oder mehreren durchgehenden Rotorelementen, die als Schneckenwendeln ausgebildet sind, welche die zu trennende Trübe vom Einlaufbereich des Pressschneckenseparators durch das Sieb hindurchfördern. Diese Schneckenwendeln enden gegebenenfalls kurz vor dem Ende des Siebes an der Auswurfseite des Gehäuses.

[0014] Weiters umfasst das Räumelement erfindungsgemäß eines oder mehrere zusätzliche Abstreifelemente im Anfangsbereich des Siebes. Diese zusätzlichen Abstreifelemente bewirken bei unveränderter Drehzahl des Räumelements eine Vervielfachung der Frequenz, mit der die sich anlegenden Fasern der Trübe von der Siebinnenfläche abgeschabt werden, was in einer erhöhten Leistung des Pressschneckenseparators resultiert.

[0015] Die zusätzlichen Abstreifelemente beginnen bevorzugt nicht im Einlaufbereich sondern erst im Siebbereich, um Fasern im Einlaufbereich leichter in die Schneckengänge des Räumelements zu leiten. In anderen Worten ist bevorzugt, wenn die Abstreifelemente am gesamten Räumelement nur über den ersten Abschnitt angeordnet sind und insbesondere auch keine Abstreifelemente in einem dem Sieb vorgelagerten Einlaufbereich am Räumelement vorgesehen sind. In anderen Ausführungsformen könnte jedoch auch vorgesehen sein, die Abstreifelemente am Räumelement auch vor dem Sieb im Einlaufbereich vorzusehen.

[0016] Um Verstopfungen in der Schnecke zu vermeiden, enden die zusätzlichen Abstreifelemente im Gegensatz zu der zumindest einen durchgehenden Schneckenwendel bereits in einem

Bereich des Siebes, in dem die eingedickte Trübe noch fließfähig oder pastös, jedenfalls nicht scherfest ist. Somit wird sichergestellt, dass in dem Bereich des Siebes in dem die Trübe bereits zu einem scherfesten Feststoff eingedickt ist, die Reibung in den Schneckengängen der zumindest einen durchgehenden Schneckenwendel nicht durch Abstreifelemente zusätzlich erhöht wird, wodurch sich dieser Feststoff nicht in den Schneckengängen verstopfen kann.

[0017] Die zusätzlichen Abstreifelemente sind bevorzugt als Schneckenwendeln ausgeführt und mit der Schneckenwelle verbunden, können aber auch als mit der Schneckenwelle verbundene Stifte, Flacheisen, Klingen oder in sonstiger Geometrie ausgeführt sein. Ebenso können die Abstreifelemente mit den durchgehenden Schneckenwendeln verbunden sein, ohne mit der Schneckenwelle verbunden zu sein.

[0018] Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abstreifelemente einen Anteil von 20% bis 65% des Siebbereiches einnehmen. Die Trübe wird, während sie durch den Pressschneckenseparator gefördert wird, immer weiter eingedickt bis schließlich ein Feststoffpfropfen übrigbleibt, der am Ende der Maschine ausgeworfen wird. Dabei erhöht sich die Reibung der Fasern am Räumelement kontinuierlich. Der Bereich, in dem die Abstreifelemente platziert werden, ist daher erfindungsgemäß im ersten Bereich des Siebes so zu wählen, dass Verstopfungen im Räumelement aufgrund zu hoher Reibung und zu geringem Abstand zwischen durchgehenden Schneckenwendeln und Abstreifelementen vermieden werden.

[0019] Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnung detailliert beschrieben. In der Zeichnung ist:

[0020] Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Pressschneckenseparators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung

[0021] Fig. 1 zeigt einen Pressschneckenseparator 1, der ein Gehäuse 2 aufweist, in welchem ein ein- oder mehrteiliges Sieb 4 und das darin rotierende Räumelement 3 verbaut sind. Im Folgenden werden lediglich diejenigen Komponenten des Pressschneckenseparators beschrieben, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind. Sämtliche restlichen Komponenten entsprechen denjenigen Komponenten, wie sie bei bekannten Pressschneckenseparatoren Verwendung finden.

[0022] Innerhalb des Gehäuses 2 sind das Räumelement 3 und das Sieb 4 angeordnet. Durch das Räumelement 3 kann eine Trübe verdichtet werden, so dass flüssige Bestandteile von festen Bestandteilen getrennt werden können. Dabei wird der feste Anteil der Trübe beim Auslass 22 ausgeworfen. Damit der feste Anteil bis zum Auslass 22 gefördert werden kann, ist das Sieb 4 vorhanden, das sich zylindrisch um das Räumelement 3 erstreckt. Das Sieb 4 weist eine Längsachse 5 auf, die gleichzeitig auch die Längsachse des Räumelements 3 ist. Das Sieb 4 kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Wenn das Sieb 4 mehrteilig ausgeführt ist, können sich die unterschiedlichen Teile des Siebes 4 beispielswiese in ihrem Aufbau oder in ihrer Anbindung zum Gehäuse unterscheiden.

[0023] In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Räumelement 3 eine Schneckenwelle 33 und zwei gegenüberliegende, sich vom Einlaufbereich 21 bis weitgehend das ganze Sieb 4 hindurch erstreckende, umlaufende Schneckenwendeln 31. Wie dem Fachmann bekannt werden unter Schneckenwendeln spiralförmig umlaufende Rotorblätter verstanden. Im dargestellten Beispiel von Figur 1 erstrecken sich die Schneckenwendeln 31 somit über einen dem Sieb 4 vorgelagerten Einlaufbereich A0 des Räumelements 3 und über jene zwei Abschnitte A1, A2 des Räumelements 3, die am Anfang des Siebes 4 angeordnet sind.

[0024] Gesehen in Förderrichtung des Räumelements 3 enden die durchgehenden Schneckenwendeln 31 somit am Ende des zweiten Abschnitts A2. Ein Endabschnitt A3 des Räumelements 3, der am Ende des Siebes 4 - aber innerhalb des Siebs 4 - angeordnet ist, kann optional frei von Schneckenwendeln 31 bleiben. Eine derartige Anordnung von Schneckenwendeln 31 ist aus dem Stand der Technik an sich bekannt, sodass diese in der Folge als durchgehende Schneckenwendeln 31 bezeichnet werden.

[0025] In anderen Ausführungsformen könnte anstelle der zwei durchgehenden Schneckenwendeln 31 auch nur eine durchgehende Schneckenwendel 31 oder mehr als zwei durchgehende Schneckenwendeln 31 eingesetzt werden. Alle durchgehenden Schneckenwendeln 31 verlaufen über alle drei Abschnitte AO, A1, A2.

[0026] Erfindungsgemäß umfasst das Räumelement 3 weiters zusätzliche Abstreifelemente 32, die sich vom Beginn des Siebes 4 bis in einen Bereich des Siebes 4 erstrecken, in dem die Trübe im Betrieb des Pressschneckenseparators noch nicht scherfest ist. Dieser Abschnitt am Räumelement 3, auf dem die Abstreifelemente 32 angeordnet sind, wird als erster Abschnitt A1 bezeichnet. Der erste Abschnitt A1 endet vor dem Ende der durchgehenden Schneckenwendel 31, d.h. vor dem Ende des zweiten Abschnitts A2 (jeweils gesehen in Förderrichtung des Räumelements 3). Durch die Abstreifelemente 32 wird das Sieb 4 an seiner Innenfläche öfter von anhaftenden Fasern befreit als das allein durch die durchgehenden Schneckenwendeln 31 der Fall wäre. Dadurch erhöht sich der mögliche Durchfluss der flüssigen Bestandteile der Trübe und somit die Leistung des Pressschneckenseparators signifikant. In radialer Richtung erstrecken sich die Abstreifelemente 32 in der Regel bis zum Sieb 4.

[0027] Aus Figur 1 ist insbesondere ersichtlich, dass die Abstreifelemente 32 nur über den ersten Abschnitt A1 angeordnet sind. Der erste Abschnitt A1 fängt beim Beginn des Siebes 4 an und endet vor dem Ende des Siebes 4 und auch vor dem Ende der durchgehenden Schneckenwendel 31, gesehen in Förderrichtung des Räumelements 3. Ublicherweise sind auch keine Abstreifelemente 32 über den dem Sieb 4 vorgelagerten Einlaufbereich A0 angeordnet, d.h. vor dem Beginn des Siebes 4 sind in der Regel keine Abstreifelemente 32 auf dem Räumelement 3 angeordnet, da diese keine Wirkung hätten. In anderen Ausführungsformen könnten jedoch auch Abstreifelemente 32 über den dem Sieb 4 vorgelagerten Einlaufbereich A0 angeordnet sein, z.B. wenn dies die Herstellung des Räumelements 3 erleichtert. Weiters sind keine Abstreifelemente 32 über einen zweiten Abschnitt A2 auf dem Räumelement 3 angeordnet, der sich innerhalb des Siebes 4 befindet und der dem ersten Abschnitt A1 nachgelagert ist. Auf dem zweiten Abschnitt A2 befinden sich somit nur die der durchgehenden Schneckenwendeln 31. In anderen Worten sind die Abstreifelemente 32 innerhalb des Siebs 4 über die Länge des ersten Abschnitts A1 angeordnet und die durchgehenden Schneckenwendeln 31 über eine Länge A1+A2, die der Summe des ersten Abschnitts A1 und des zweiten Abschnitts A2 entspricht. Weiters befinden sich keine Abstreifelemente 32 über dem optionalen Endabschnitt A3, der sich am Ende des Siebes 4 befindet, an dem auch die durchgehenden Schneckenwendeln 31 entfallen können. Der erste Abschnitt A1 erstreckt sich üblicherweise über eine Länge von 20-65 % des Siebes 4 und der zweite Abschnitt A2 erstreckt sich üblicherweise über eine Länge von 35-80 % des Siebes 4. Der optionale Endabschnitt A3 erstreckt sich üblicherweise über eine Länge von 0-20 % des Siebes 4.

[0028] Der erste Abschnitt A1, über den die Abstreifelemente 32 im Bereich des Siebes 4 angeordnet sind, macht beispielsweise bis zu oder im Wesentlichen 20%, 40%, 50% oder 65% der Gesamtlänge des Siebes 4 aus. Dies wird mit dem Hintergrund gewählt, dass über die Längsachse 5 hinweg die Trübe verdichtet wird, wobei stetig flüssige Bestandteile durch das Sieb 4 hindurchtreten und die festen Bestandteile der Trübe innerhalb des Siebes 4 verbleiben. Somit steigt der Trockengehalt des innerhalb des Siebes 4 befindlichen Feststoffs stetig an, wenn sich der Feststoff dem Auslass 22 nähert. Dies bedingt auch eine stetig ansteigende Reibung zwischen dem Feststoff und den Schneckenwendeln 31 sowie den Abstreifelementen 32. Um ein Verstopfen durch die ansteigende Reibung zu verhindern, enden die Abstreifelemente 32 also früher im Sieb 4 als die durchgehenden Schneckenwendeln 31. Insgesamt wird somit ein sicherer und zuverlässiger Betrieb mit erhöhter Leistung ermöglicht.

[0029] Die Abstreifelemente 32 sind dabei bevorzugt auch als eine oder mehrere Schneckenwendeln ausgeführt, die sich im ersten Abschnitt A1 in Zwischenräumen der erstgenannten durchgehenden Schneckenwendeln 31 befindet. In anderen Worten befinden sich über den ersten Abschnitt A1 mehr bzw. dichtere Schneckenwendeln als über den zweiten Abschnitt A2.

[0030] Alternativ könnten die Abstreifelemente 32 aber auch als Flacheisen, Stifte, Klingen oder in anderer Geometrie ausgeführt sein. Weiters sind die Abstreifelemente 32 bevorzugt an der

Schneckenwelle 33 befestigt, können aber auch zusätzlich oder ausschließlich an einer oder mehreren der durchgehenden Schneckenwendeln 31 befestigt sein.

Österreichisches

BEZUGSZEICHENLISTE

21 22

31 32 33

A0 A1 A2 A3

Pressschneckenseparator Gehäuse

Einlaufbereich

Auslass

Räumelement Durchgehende Schneckenwendeln Abstreifelemente Schneckenwelle

Sieb

Längsachse Einlaufbereich

erster Abschnitt

zweiter Abschnitt Endabschnitt

AT 526 355 B1 2024-02-15

Claims (5)

Patentansprüche

1. Pressschneckenseparator (1) zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüs-

sige Bestandteile enthaltenden Trübe, umfassend:

- ein Gehäuse (2)

- ein zylindrisches Sieb (4), das im Gehäuse (2) angeordnet ist, und

- ein innerhalb des Siebes (4) angeordnetes und um eine Längsachse (5) des Siebes (4) drehbeweglich gelagertes Räumelement (3) mit zumindest einer durchgehenden Schneckenwendel (31) zum Auspressen der Trübe,

wobei das Räumelement (3) zusätzlich zu der zumindest einen durchgehenden Schnecken-

wendel (31) mit einem oder mehreren Abstreifelementen (32) ausgestattet ist, wobei die Ab-

streifelemente (32) innerhalb des Siebs (4) nur über einen ersten Abschnitt (A1) am Räum-

element (3) angeordnet sind, welcher am Beginn des Siebes (4) anfängt und vor dem Ende

der durchgehenden Schneckenwendel (31) endet, gesehen in Förderrichtung des Räumele-

ments (3), dadurch gekennzeichnet, dass

die Abstreifelemente (32) als eine oder mehrere Schneckenwendeln, als Flacheisen, als

Stifte oder als Klingen ausgeführt sind.

2. Pressschneckenseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifelemente (32) an einer Schneckenwelle (33) des Räumelements (3) befestigt sind.

3. Pressschneckenseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifelemente (32) an den durchgehenden Schneckenwendeln (31) befestigt sind.

4. Pressschneckenseparator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifelemente (32) auf dem Räumelement (3) nur über eine Länge von bis zu 20%, von bis zu 40 %, von bis zu 50 % oder von bis zu 65%, des Siebes (4) angeordnet sind.

5. Pressschneckenseparator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine Abstreifelemente (32) in einem dem Sieb (4) vorgelagerten Einlaufbereich (AO) am Räumelement (3) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen