CH664928A5 - METHOD AND SCREW PRESS FOR COMPRESSING AND DRAINING SOLID MATERIAL. - Google Patents
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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. DESCRIPTION The invention relates to a method for compacting and dewatering solid material, in particular from rake cleaning systems and other waste-collecting systems, in which a worm shaft driven by a drive is rotatably mounted in a worm housing that extends over part of the circumference and the length of the Has screw-extending feed opening and an outlet opening axially adjoining the screw, and a screw press for performing the method.
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. Screw presses are used in many process engineering plants and are used to bring materials of any kind into a desired, uniform consistency before the material is further processed or processed. The plastics industry is a large branch of industry in which screw presses are used in many designs.
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. A main feature of the screw press, i.e. the compression property is also used outside of the plastics industry. One of the most important areas here is the compacting of waste materials of all kinds. These waste materials are produced in a more or less loose form and, moreover, often have a relatively large proportion of liquid. The purpose of this compacting is to keep the volume of these materials as small as possible and also to reduce the liquid content as much as possible, since this usually creates a favorable prerequisite for the further processing of this waste.
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. Large amounts of waste materials are generated in the form of domestic waste, industrial waste and in wastewater. The waste is burned or composted from these solid materials. The same applies to the solid materials in the sewage treatment plants.
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. Various security measures are required to process the waste materials in the facilities mentioned. During combustion and composting, certain components have to be sorted out of the materials, otherwise they will endanger the operation of the plants.
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. This also applies to the plants for processing waste water. Rakes are used in the inlets to the cleaning systems to hold back coarse material mixed with other materials. So that the continuous operation of the cleaning system can be maintained, the rakes on the inlet side have to be cleaned continuously. For this purpose, it is known to use automatically operating screen cleaning systems in which a cleaning rake intervenes periodically in the screen and removes the retained solid material. Depending on the size of the plants, this solid material can be quite considerable quantities with a comparatively large proportion of liquid, for which compaction and drainage are necessary. It is therefore known to use screw presses for this. In view of the great variety and the different types of materials used in the computer systems, it cannot be avoided that faults, e.g. Blockages that can occur on the screw presses, which can significantly impair operation.
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. This is where the invention comes in, which is based on the object of designing a method of the type described at the outset such that faults, e.g. Blockages, due to the heterogeneity of the solid materials obtained, can be practically avoided without, however, reducing the degree of compaction and drainage of the resulting materials.
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. This object is achieved according to the invention in that the solid material is conveyed through the screw only over part of the screw housing and is then moved into a screw-free zone in which the solid material is further dewatered and pressed out of the outlet opening without constriction.
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. To carry out this method, according to the invention, a screw press is used in which the screw housing is longer on the outlet side than the screw and merges into the outlet opening without narrowing, the housing having a drainage zone ending near the outlet opening.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen The invention is shown in the drawing in one embodiment and described below. Show it
Fig. 1 einen Längsschnitt einer schematisch dargestellten Schneckenpresse zum Verdichten und Entwässern von Festmaterialien, 1 shows a longitudinal section of a schematically illustrated screw press for compacting and dewatering solid materials,
Fig. 2 einen Längsschnitt des austrittsseitigen Teils der Schneckenpresse nach Fig. 1 in vergrösserter Darstellung und Fig. 2 shows a longitudinal section of the outlet-side part of the screw press according to FIG. 1 in an enlarged view and
Fig. 3 einen Längsschnitt des eintrittseitigen Teils der Schneckenpresse nach Fig. 1. 3 shows a longitudinal section of the part of the screw press according to FIG. 1 on the inlet side.
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. The screw press shown schematically in FIG. 1 is a single-screw press with a screw 1, which is rotatably mounted in a screw housing 2. The worm 1 has a worm shaft 3 which extends on one side from the worm housing 2 and with a drive, for. B. is driven via a clutch 5 coupled drive motor 4. However, the drive can also take place in another way, e.g. via a belt, chain or gear drive.
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. The worm housing 2 has a feed opening 6 on the inlet side, which extends over part of the circumference and the length of the worm 1. A feed housing 7 is placed on the feed opening 6, which extends into a funnel-shaped part 8 for better reception of the solid materials to be processed.
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. The screw housing 2 extends on both sides of the feed opening 6, namely on the drive side by a shorter housing part 9 and on the outlet side by a correspondingly longer housing part 10, which opens into an outlet opening 11. The smaller housing part 9 is provided on the end face with a housing flange 12 to which a shaft bearing 13 is attached; this absorbs both the radial forces and the axial forces generated by the worm. Such a shaft bearing 13 is only on the task side. The screw 1 is guided in the screw housing 2 on the outlet side.
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. The outlet-side larger housing part 10 is at least partially designed as a drainage zone 14. In this zone, a larger number of relatively small bores 15 are arranged in the wall of the screw housing 2, through which the liquid squeezed out of the solid material can escape. The escaping liquid is collected and drained in an annular dewatering chamber 16, e.g. B. in the equipped with a rake cleaning system.
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. At the outlet mouth 11 there is a guide tube 17, the diameter of which is larger than the diameter of the outlet opening 11. The compressed and dewatered solid material is discharged through the guide tube 17, e.g. into a container (not shown) from where it is transported for further processing.
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. 2 shows the larger housing part 10 of the screw press, which connects to the feed opening 6 on the outlet side and is largely designed as the drainage zone 14 of the screw press. As already mentioned, the drainage zone 14 is surrounded by the annular drainage chamber 16, in which the liquid emerging from the drainage holes 15 is collected. The drainage holes 15 are expediently flared from the inside to the outside, as a result of which a sharp edge is formed on the inner wall, from which any adhering solid material can be separated more easily. The drainage holes are expediently arranged in rows with a varying number of holes around the entire circumference of the housing part 10. In FIG. 2, for example, rows with four holes are arranged, between which rows with three holes are arranged. The dewatering chamber 16 has an opening 18 through which the liquid collected in the dewatering chamber can flow out.
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. The worm shaft 3 of the worm 1 ends approximately in the middle of the dewatering chamber 16 and likewise ends at this point the threads of the worm 1. Between the end of the worm 1 and the outlet opening 11, a worm-free space 19 is thus created in the worm housing 2. This extends , see FIG. 2, over half of the dewatering chamber and also in a nozzle 20 beyond the dewatering chamber 16 to the outlet opening 11. It is essential here that there is no cross-sectional constriction in the screw-free space 19 up to the outlet opening 11. Nevertheless, the solid material emerging from the screw 1 is further compressed and dewatered in the screw-free space 19, although a malfunction of the screw press is practically impossible due to the lack of a cross-sectional constriction. The guide tube 17 also has a larger diameter than the outlet opening 11, so that here too no interference can occur when the solid material is discharged.
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 the dewatering chamber 16 there is a flushing pipe 21 which has a large number of openings through which liquid is sprayed against the dewatering bores 15, as a result of which they are cleaned. The flushing pipe 21 expediently extends around a larger part of the circumference of the screw housing 2, e.g. about 200 ° so that practically all holes can be filled with flushing liquid. The use of the flushing pipe 21 is expediently adapted to the respective operating conditions.
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. In Fig. 3 the drive-side part with the shorter housing part 9 of the screw press is shown. A connector 22 to which the housing flange 12 is fastened connects to the feed housing 7. The shaft bearing 13 is attached to the housing flange 13. This essentially has two housing flanges 23, 24 which are held together by screws 25. In the housing formed by the two flanges 23, 24 there is a seal 26, e.g. an elastic lip seal, an axial roller bearing 27, e.g. an inclined barrel bearing, a radial roller bearing and an outer seal 29, e.g. an elastic lip seal. The shaft bearing 13 takes over the guidance and the absorption of the forces of the screw 1. On the other hand, the screw 1 is not supported in a special bearing. However, it has been shown that the screw 1 in operation, i.e. is centered in the screw housing 2 during the passage of the solid material and therefore there is no one-sided wear of the screw 1 or the screw housing 2.
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. The drainage zone 14 expediently adjoins the feed housing 7 on the outlet side. The outlet-side flange of the dewatering chamber 16 can also be formed as part of a jacket housing 30, which carries the screw housing 2 with the screw 1 and the feed housing 7 and also the guide tube 17. The opening 18 for discharging the squeezed liquid can then be made through a pipeline. The storage of the screw housing 2 with the screw 1 and its drive 4, the feed housing 7, the dewatering chamber 14 and the guide tube 17 can also be done in a different way. In Fig. 3, a wall 31 of a bearing housing is shown, which forms a closed cavity with further walls, not shown, through which the squeezed liquid can be drained. In such a bearing housing, additional drainage openings 32 can be provided which are designed in the same way as the drainage openings 15 in the drainage zone 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 Finally, it would also be possible to use a twin-screw press with the same features as the single-screw press described. Regardless of whether a single-screw or twin-screw press is used, it is essential that such a press is used at the end of the
Schneckengehäuses 2 einen Raum 19 aufweist, in den die Schnecke 1 nicht hineinragt und der keine Stauungen bewirkende Verengungen bis zur Austrittsmündung 11 aufweist. The screw housing 2 has a space 19 into which the screw 1 does not protrude and which has no constrictions to the outlet mouth 11 which do not cause congestion.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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