CH622963A5 - Appliance for the irradiation of flowable material, especially sewage sludge, by means of electron beams - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen von fliessbarem Gut, insbesondere Klärschlamm, mittels Elektronenstrahlen, mit einem auf dem Umfang einer Transporttrommel abgestützten, schwenkbar gelagerten Verteilkasten zum Aufbringen des Gutes auf die Transporttrommel in einer dünnen Schicht, wobei die Ablaufseite des Verteilkastens durch eine sich zwischen dessen beiden Seitenwänden sich erstreckende Verteilwalze gebildet ist, deren Drehrichtung der Transporttrommel entgegengesetzt ist.

Bei der bekannten Vorrichtung (CH-PS 583 586) stützen sich die Seitenwände des Verteilkastens auf seitlichen Andre-hungen der Transporttrommel ab. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass das Gut und damit darin enthaltene abrasive Teilchen in das Spiel zwischen den Seitenwänden und den

Schultern der Transporttrommel geraten können, die beiderseits Abnützung verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, bei der die genannten Abnützungserscheinungen weitestgehend vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Verteilkasten einen Dichtungskanal aufweist, dessen offene Seite der Transporttrommel anliegt, und der mit einer Quelle für ein Sperrfluid verbunden ist.

Um die Abnützung durch das Eindringen von Gut in den Spalt zwischen der Verteilwalze und den Seitenwänden des Verteilkastens zu verhindern, ist vorzugsweise zwischen den Stirnseiten der Verteilwalze und den Seitenwänden des Verteilkastens jeweils ein Dichtungsgleitring angebracht, der eine Ringnut aufweist, die mit einer Quelle für ein Sperrfluid verbunden ist und deren offene Seite der Seitenwand des Verteilkastens anliegt, und dass weiterhin der Dichtungsgleitring axial beweglich in einer stirnseitigen Aussparung der Verteilwalze angeordnet ist und unter Federdruck auf der Seitenwand des Verteilkastens anliegt.

Um das Eindringen von Gut auch in den Spalt zwischen dem Dichtungsgleitring und der Verteilwalze zu verhindern, kann in der Kontaktzone von Dichtungsgleitring und Aussparung im Dichtungsgleitring eine Umfangsnut angebracht sein, die in Strömungsverbindung mit der Ringnut steht.

Die Kontaktflächen des Dichtungsgleitringes mit der Seitenwand und mit der Verteilwalze können Kugelflächen sein.

Durch geeignete Einstellung der Unterstützung des Verteilkastens, seine Gewichtsverteilung, die von der Verteilwalze im Gut erzeugten Kräfte sowie durch die vom Sperrfluid im Dichtungskanal im Verteilkasten erzeugten Kräfte kann der Verteilkasten derart im Gleichgewicht gehalten sein, dass er sich berührungslos auf der Transporttrommel abstützt.

Eine Beschädigung der Verteilwalze durch eingeschlossene feste Teile lässt sich vermeiden, indem die Lager der Verteilwalze schwenkbar und gegen oben nachgiebig angeordnet sind.

Um die Ansammlung von Schlammteilchen im Dichtungskanal des Verteilkastens zu verhindern, kann die untere Kante der Seitenwände des Verteilkastens in dem Bereich der Verteilwalze eine Verbreiterung aufweisen, die mit mindestens einer Verbindungsnut versehen ist, die stromoberhalb der Verteilwalze auf der Seite der Dichtungsnut im Verteilkasten und stromunterhalb der Verteilwalze in der der Verteilwalze zugekehrten Seite der Seitenwände mündet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 2 eine Teilansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie III—III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang der Linie IV—IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Radialschnitt entlang der Linie V—V in Fig. 2.

Eine grosse, hohle Transporttrommel 1 (Trommel 1) von beispielsweise 2 m Durchmesser und 3 m Länge ist auf zwei (durch gestrichelte Linien schematisch angedeutete) Zapfen 2 drehbar gelagert und wird über ein (nichtgezeichnetes) Getriebe in Richtung des Pfeiles 3 angetrieben. Im Bereich des Scheitels der Trommel 1 und in Drehrichtung davor ist ein Verteilkasten 5 angeordnet, der aus zwei Seitenwänden 6,

einer Stirnwand 7 und einem Boden 8 besteht. Die Seitenwände 6 setzen sich in Form von Lappen 9 über die Stirnwand 7 hinaus fort, wobei die Lappen auf einer Stange 10 drehbar gelagert sind.

Auf der Ablaufseite des Verteilkastens 5, der Stirnwand 7 gegenüber, ist zwischen den Seitenwänden 6 eine Verteilwalze 12 angeordnet. Die Stirnseiten der Verteilwalze 12 sind zylindrisch hinterdreht, so dass beidseitig Aussparungen 13 gebildet

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sind. Aus diesen Aussparungen ragen zwei Achsstummel 14 hervor, an denen die Verteilwalze 12 gelagert ist und (nichtgezeichnet) in Richtung des Pfeiles 15 angetrieben wird. Zur beweglichen Lagerung der Achsstummel 14 ist auf der Aus-senseite der Seitenwände 6 des Verteilkastens je ein Schwingarm 17 angebracht, die um auf den Seitenwänden 6 angebrachte Zapfen 18 schwenkbar sind. Über Federn 19, die sich an Auskragungen 20 der Seitenwände 6 abstützen, werden die Schwingarme 17 auf Anschläge 22 gedrückt. Zwecks Einstellung der Höhe der Verteilwalze über der Trommel 1 sind an der Unterseite der Schwingarme 17 einstellbare Unterlagen 23 angebracht. In den Schwingarmen 17 ist je ein Lagerkörper 25 befestigt, der sich nach einer Kugelfläche einstellen kann. Für die Achsstummel 14 sind in den Seitenwänden 6 längliche Löcher 27 im Bereich der Lagerkörper 25 angebracht.

In den beidseitigen Aussparungen 13 der Verteilwalze 12 ist je ein (auf nichtgezeichnete Weise) gegen Drehung hinsichtlich der Verteilwalze gesicherter Dichtungsgleitring 30 angeordnet, der durch Federn 31, die in Sacklöchern in der Stirnseite der Verteilwalze sitzen, gegen die Seitenwände 6 gedrückt wird. Der Dichtungsgleitring 30 ist in der der Seitenwand zugekehrten Stirnseite ausgedreht, so dass ein U-Profil entstanden ist, in dem eine Ringnut 32 gebildet ist. Gegenüber einer Lösung mit Dichtungsringen hat diese Lösung den Vorteil, dass keine Abnützung auftritt.

Unterhalb des Bodens 8 des Verteilkastens 5 ist ein elastisch nachgiebiger Träger 33 angeordnet, in dem zwei Stellschrauben 34 sitzen, die den Verteilkasten zusätzlich stützen und auch der Einstellung dieses hinsichtlich der Trommel 1 dienen.

Eine Zufuhrleitung 35 für das zu bestrahlende Gut, z. B. Klärschlamm, mündet oben in den Verteilkasten 5.

Die Seitenwände 6 und der Boden 8 des Verteilkastens 5 weisen an ihren unteren Kanten einen mit seiner offenen Seite der Transporttrommel zugewendeten Kanal 40 auf, der durch Wandstück 41, einen Verbindungssteg 42 und Endstege 43 gebildet ist und über einen Stutzen 44 mittels eines Schlauches 45 mit einer Druckquelle für ein Sperrfluid, z. B. Luft, verbunden ist. Der Kanal 40 steht mit der Nut 32 im Dichtungsgleitring 30 über Bohrungen 46 in den Seitenwänden 6 in Verbindung. Im Bereich unterhalb des Lagerkörpers 25 ist die Seitenwand 6 an ihrer unteren Kante durch eine Sohle 47 in den Kanal 40 hinein verbreitert. In dem Boden der Sohle 47 sind zwei Nuten 48 und 49 eingefräst, die einerseits offen in den Kanal 40 und anderseits, ebenfalls offen, stromunterhalb der Verteilwalze 12 jenseits der Seitenwände 6 münden, so dass im Betrieb stets eine kleine Menge der Sperrflüssigkeit durch die Nuten bei 50 und 51 aus dem Kanal 40 abströmen kann. Vergleiche weiter unten. Es sei noch bemerkt, dass die beschriebene Dichtung auch mittels einer in die Seitenwand angebrachte Nut erreicht werden kann.

An den Enden der beiden Schenkel des U-förmigen Kanals 40 ist am Wandstück 41 je eine Begrenzungsschiene 60 (Fig. 5) angeschraubt, die die axiale Ausbreitung des Klärschlammes auf der Trommel 1 begrenzt. Die Schienen 60, beidendig abgeschlossen, bilden eine Art rechteckiges Kastenprofil, wobei die untere Kastenseite durch einen Längsschnitt geteilt und der längere (61) der beiden Schenkel schräg nach innen eingebogen ist. Der kürzere Schenkel 62 ist an der Seitenfläche 63 des Kastenprofils etwas höher angesetzt als der längere Schenkel 61 an der Seitenfläche 64. Diese zweite Seitenfläche 64 steht an ihrem der Verteilwalze entgegengerichteten Ende über das Kastenprofil hinaus vor. Über diese Enden sind die Begrenzungsschienen 60 mit Schrauben 66 an den Wandstücken 41 befestigt. Auf etwa halber Länge der Schienen 60 ist seitlich ein Anschlussstutzen vorgesehen, über den mit einem Schlauch 71 ein Sperrfluid geringen Druckes zugeführt wird.

Die Trommel 1 ist in einem Becken 75 mit Ablass 76 aufgestellt. An dieses Becken schliesst sich, durch eine Wand 77 davon getrennt, ein Zwischenbehälter 78 mit Ablass 79 an. Dem Zwischenbehälter 78 folgt ein Sammelbecken 82 für bestrahltes Gut mit Ablauf 83, das eine Zwischenwand 80 mit dem Zwischenbehälter 78 gemeinsam hat. Auf der Zwischenwand 80 ist eine breite Schälrinne 85 kippbar gelagert, deren horizontal verlaufende Oberkante 86 am Umfang der Trommel 1 anliegt und deren Abströmkante 87 über dem Sammelbecken 82 endet. Die Schälrinne 85 lässt sich durch (einen nichtgezeichneten) Stellmotor von der Trommel 1 anheben. Der Schälrinne folgt in Drehrichtung der Trommel 1 eine Abstreifrinne 90, die auf der Wand 77 des Beckens 75 kippbar gelagert ist und deren Oberkante stets an der Trommel 1 anliegt. Die Ablaufkante der Abstreifrinne 90 endet im Zwischenbehälter 78.

Über dem Scheitel der Trommel 1 ist ein Austrittstubus 98 eines nichtgezeichneten Elektronenstrahlbeschleunigers angeordnet. Der Strahl 99 dieses Beschleunigers ist im wesentlichen in einer Radialebene auf die Trommel 1 gerichtet; an sich bekannte Ablenkmittel lassen im Betrieb die Elektronenstrahlen im Bereich zwischen den beiden Seitenwänden 6 des Verteilkastens 5 pendeln.

Die Anlage arbeitet wie folgt: Die Trommel 1 rotiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 3 m/sec. Sie ist über ein Getriebe mit der Verteilwalze 12 verbunden, die eine geringere Umfangsgeschwindigkeit, beispielsweise 2,5 m/sec, aufweist. Dem Verteilkasten 5 wird über die Zufuhreinrichtung 35 Klärschlamm zugeführt, das im Verteilkasten ein bestimmtes Niveau erreicht. Der Klärschlamm tritt durch den beispielsweise eine Breite von 5 mm aufweisenden Spalt 100 zwischen dem Umfang der Trommel 1 und dem Umfang der Verteilwalze 12 hindurch auf die freie Oberfläche der Trommel hinaus, wo er eine dünne Schicht 101 bildet, deren Dicke im allgemeinen die Breite des Spaltes 100 übersteigt. Die Klärschlammschicht 101 wird nun von der Trommel durch die unterhalb des Tubus 98 befindliche Bestrahlungszone hindurchgefördert und schliesslich von der Oberkante 86 der Schälrinne 85 abgestreift und von dieser in das Sammelbecken 82 geleitet. Aus dem Sammelbecken 82 wird der Klärschlamm über den Ablauf 83 einem Verteilsystem zugeführt, durch das er vorzugsweise auf Felder gebracht und dort als Dünger verteilt wird.

Setzt die Elektronenstrahlung aus irgendeinem Grund aus, so wird durch den erwähnten Stellmotor die Schälrinne 85 hochgekippt, so dass die Klärschlammschicht 101 von der Abstreifrinne 90 in den Zwischenbehälter 78 geleitet wird. Aus diesem Behälter wird der Klärschlamm selbsttätig in den Behälter des noch nicht bestrahlten Klärschlammes zurückgepumpt, so dass er später bestrahlt werden kann.

Um eine Abnützung der Trommel bzw. der Unterkante des Verteilkastens 5 zu verhindern, wird über die Schlauchleitung 45 ein Druckmedium, vorzugsweise Luft, von beispielsweise 0,05 at Überdruck in den Kanal 40 und von dort in die Ringnut 32 der Dichtungsgleitringe 30 eingeführt. Diese Luft sperrt das Spiel zwischen dem Umfang der Trommel 1 und der Unterkante des Verteilkastens gegen das Eindringen von Schlamm. Im Bereich des anströmseitigen Zwickels 102 zwischen der Trommel 1 und der Verteilwalze 12 stellt sich im Klärschlamm ein höherer Druck ein, so dass dort Schlammteilchen unter der Seitenwand 6 hindurch in den Kanal 40 gelangen könnten. Um die Ansammlung solcher Schlammteilchen im Kanal 40 zu verhindern, sind die Nuten 48, 49 angebracht, die vom Sperrmedium ständig gespült werden und eventuell durchtretende Schlammteilchen auf die Trommel zurückführen.

Die durch die Stutzen 70 in die Verteilschienen 60 eingeleitete Sperrluft hat einen Druck von nur etwa 0,003 at. Die

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Sperrluft tritt, unter dem Schenkel 62 hindurch, schleierartig aus, wobei ihr Staudruck die Schlammschicht an einer Ausbreitung in axialer Richtung hindert. Im Bereich des Endes der Verteilschiene 60 ist die Neigung der Trommel 1 bereits so gross, dass die Tendenz zu einer axialen Ausbreitung der Schlammschicht vernachlässigbar ist; es ist daher gerechtfertigt, die Verteilschiene 60 schon oberhalb der Oberkante 86 enden zu lassen.

Die schwenkbare Lagerung der Verteilwalze 12 auf den Schwingarmen 17 bringt den Vorteil, dass im Klärschlamm befindliche, feste Teile hoher Härte, z. B. Kugellagerkugeln, die Walze nicht beschädigen, sondern sie lediglich - gegebenenfalls einseitig — anheben. Dabei können sich die Dichtungsgleitringe 30 gegenüber der Achse der Verteilwalze leicht schräg stellen. Um ein Verklemmen der Dichtungsgleitringe 30 in dem sie umgebenden Rand der Walzen auszuschliessen, kann die äussere Fläche des Dichtungsgleitringes 30 statt einer Zylinderfläche eine Kugelfläche sein.

Um das Eindringen von Schlamm auch in den Spalt zwischen dem Dichtungsgleitring 30 und dem Rand der Verteilwalze 12 zu verhindern, kann überdies in der zylindrischen oder kugelförmigen Aussenfläche des Dichtungsgleitringes und/oder in der inneren Zylinderfläche des Randes der Verteilwalze 12 eine (nichtgezeichnete) Zirkularnut vorgesehen 5 sein, die über Bohrungen mit der Nut 32 des Dichtungsgleitringes so verbunden ist, dass Sperrluft auch in diese Zirkularnut strömt und dort gegen das Eindringen von Klärschlamm einen Gegendruck aufbaut.

Statt über die Bohrungen 46 und mit dem im Kanal 40 io befindlichen Sperrmedium lässt sich der Dichtungsgleitring 30 auch über andere Bohrungen und mit einem Sperrmedium höheren Druckes und gegebenenfalls auch anderen Aggregatzustandes speisen, z. B. mit Wasser. Es kann auch vorteilhaft sein, den Kanal 40, je nach dem Druck des anstehenden Klär-15 schlammes, in in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Kammern unterschiedlichen Druckes zu unterteilen.

Die Zapfen 18 für die Schwingarme 17 und die Anschläge 22 können auch statt an den Seitenwänden 6, die Vertikalbewegungen ausführen können, ausserhalb der Seitenwände 20 basiert sein.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Vorrichtung zum Bestrahlen von fliessbarem Gut, insbesondere Klärschlamm, mittels Elektronenstrahlen, mit einem auf dem Umfang einer Transporttrommel abgestützen, schwenkbar gelagerten Verteilkasten zum Aufbringen des Gutes auf die Trommel in einer dünnen Schicht, wobei die Ablaufseite des Verteilkastens durch eine sich zwischen dessen beiden Seitenwänden sich erstreckende Verteilwalze gebildet ist, deren Drehrichtung der der Transporttrommel entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilkasten (5) eine Dichtungsnut (40) aufweist, deren offene Seite der Transporttrommel (1) anliegt und die mit einer Quelle für ein Sperr-fluid verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnseiten der Verteilwalze (12) und den Seitenwänden (6) des Verteilkastens (5) jeweils ein Dichtungsgleitring (30) angebracht ist, der eine Ringnut (32) aufweist, die mit einer Quelle für ein Sperrfluid verbunden ist und deren offene Seite der Seitenwand des Verteilkastens anliegt, und dass weiterhin der Dichtungsgleitring axial beweglich in einer stirnseitigen Aussparung (13) der Verteilwalze angeordnet ist und unter Federdruck (31) auf der Seitenwand des Verteilkastens anliegt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktzone von Dichtungsgleitring (30) und Aussparung (13) im Dichtungsgleitring eine Umfangsnut angebracht ist, die in Strömungsverbindung mit der Ringnut steht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Dichtungsgleitringes (30) mit der Aussparung (13) eine Kugelfläche ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilkasten (5) durch seine Unterstützung, seine Gewichtsverteilung, die von der Verteilwalze (12) im Gut erzeugten Kräfte sowie durch die vom Sperrfluid in der Dichtungsnut (40) im Verteilkasten erzeugten Kräfte derart im Gleichgewicht gehalten ist, dass er sich berührungslos auf der Transporttrommel (1) abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Verteilwalze (12) in Lagern (25) gelagert sind, die schwenkbar und gegen oben nachgiebig angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Kante der Seitenwände (6) des Verteilkastens (5) in dem Bereich der Verteilwalze (12) eine Verbreiterung (47) aufweist, die mit mindestens einer Verbindungsnut (48, 49) versehen ist, die stromoberhalb der Verteilwalze auf der Seite der Dichtungsnut (32) im Verteilkasten und stromunterhalb der Verteilwalze in der der Verteilwalze zugekehrten Seite der Seitenwände mündet.