CH693587A5 - Feinstaub-Austragsvorrichtung und Verfahren. - Google Patents

Description

  



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2. 



  Derartige Verfahren und auch die angesprochene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind insbesondere von Trockenkehrmaschinen bekannt, bei denen der Kehricht und insbesondere der Feinstaubanteil des Kehrichts während des Kehrens nicht mit Wasser gebunden wird. Der Feinstaub wird vielmehr in dem Staubabscheider an Filterelementen abgeschieden, nachdem sich zuvor der Grobkehricht unter Einwirkung der Schwerkraft und unter Mitwirkung einer Prallhaube im Grobkehrichtbehälter abgesetzt hat. 



   Das dieser Erfindung zu Grundeliegende Problem besteht darin, dass die im Staubabscheider einer Trockenkehrmaschine angesammelten Feinstäube auf Grund ihrer Partikelgrösse lungengängig sind und evtl. gesundheitschädigende Substanzen enthalten, und in unbehandelter Form nicht ohne weiteres dem Grobkehrichtbehälter zugegeben werden können. Darüber hinaus ist es wegen des Saugluftstroms innerhalb des Grobkehrichtbehälters problematisch, die Feinstäube in Staubform in den Grobkehrichtbehälter zurückzuführen. Das würde zu einer endlosen Aufrechterhaltung bzw. Anreicherung des Staubkreislaufes führen. 



  Die vorliegende Erfindung basiert auf der Weiterentwicklung des in der DE 494 211 beschriebenen Verfahrens und der dort offenbarten Vorrichtung zum gasdichten Austragen des im Sammelraum von Gasreinigungsanlagen abgeschiedenen Staubs durch Ausschleusen. Die Weiterentwicklung dieses aus dem Jahre 1930 bekannten Verfahrens wurde dadurch notwendig, da das Verpressen des Staubes in eine offene Röhre keinen kontinuierlich ablaufenden Prozess ermöglicht und dadurch zur Entsorgung des Staubfilters einer Trockenkehrmaschine ungeeignet ist. Das wird im Folgenden anhand der Fig. 1 erläutert. 



  Fig. 1 zeigt ein Pressrohr 8 mit einem Verschlusspfropfen 18 (Staub in gepresster Form) und einer mit Staub gefüllten Presskammer 12. Unter der Annahme eines hydrostatischen Spannungszustands und eines Coulombschen Reibungszustands an der Rohrwand ergibt das mathematische Modell für den entstehenden Pressling eine exponentielle Zunahme des Druckes zum Pressstempel 17 hin mit dem Exponenten 
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 , wobei  mu  der Reibwert, 1 die Länge 



   



  des Pressrohres bzw. der Presskammer, und D der Durchmesser des Pressrohres ist. Bei einem kontinuierlich ablaufenden Verdichtungsprozess mit einem alternierenden Pressstempel 17 wird in der Presskammer 12 der neue Pressling hergestellt, der Verschlusspfropfen 18 aufgeschoben und der Pressling an diese Stelle bewegt. Das heisst, der Verschlusspfropfen 18 wird aus dem Zustand der Haftreibung in den Zustand der Gleitreibung versetzt. Da stets der Haftreibungskoeffizient grösser als der Gleitreibungskoeffizient ist, wird der Pressling auf Grund der exponen tiellen Druckzunahme mit jedem Stempelhub stärker verdichtet, was nach wenigen Hüben des Pressstempels 17 dazu führt, dass der Verschlusspfropfen 18 nicht mehr herausgepresst wird.

   Eine denkbare Verkleinerung der Länge 1 des Verschlusspfropfens 18 würde seinerseits dazu führen, dass das im Staubfliessbett enthaltene Gas in den Verschlusspfropfen 18 hinein diffundiert, die gepresste Struktur zerstört und so die Presslinge immer weicher werden lässt. Somit ist das bekannte Verfahren sowie die bekannte Vorrichtung für einen kontinuierlichen Betrieb ungeeignet. 



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Rückführung der Feinstäube in den Grobkehrichtbehälter ermöglichen. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren sieht zusätzlich zu den eingangs genannten Merkmalen des bekannten Verfahrens vor, dass die zur Verdichtung der Feinstäube erforderliche Gegenkraft im Wesentlichen an der Austragsöffnung gegendruckgesteuert aufgebracht wird. Hierzu sieht die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Pressvorrichtung vor, die ein Pressrohr mit einer Presskammer, einer Verschlusskammer und einer das Pressrohr austragsseitig abschliessenden, gesteuerten Verschlussklappe aufweist. 



  Die erfindungsgemässe Lösung zur Behebung der Mängel des bekannten Verfahrens und der bekannten Vorrichtung liegt in dem Zusammenwirken von Rohrreibung und Verschlussklappe. Der Verschlusspfropfen wird im Vergleich zum Pressling, der in der Verschlusskammer entsteht, stark verkleinert. Die Verschlussklappe wird zur Erzeugung des Gegendrucks geschlossen gehalten, bis die gewünschte Verdichtung erreicht ist. Sodann wird die Verschlussklappe durch den Pressdruck geöffnet, mit dem der Pressstempel in der Verdichtungsphase angetrieben wird, wodurch sich der Ausschubwiderstand verkleinert und die Bewegung der Presslinge ermöglicht wird. Die Drucksteuerung der Verschlussklappe durch den Stempeldruck der Presse ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von Presslingen in jedem gewünschten Verdichtungsgrad. 



   Somit werden die Feinstäube durch mechanische Druckeinwirkung aus dem mit Luft beladenen fliessbettartigen Zustand in einen staubgebunden Festkörperzustand überführt und können als Presslinge oder Pellets ausgetragen werden. 



  Die Vorteile der erfindungsgemässen Lösung liegen insbesondere darin, dass die Feinstäube durch die Verdichtung in staubgebundener Form als Stangen oder Pellets mit einem stark reduzierten Volumen vorliegen. Daraus ergeben sich zwei alternative Möglichkeiten der Weiterbehandlung der pelletierten oder stangenförmigen Feinstäube: Zum einen ist es möglich, sie in einem gesonderten kleineren Behälter getrennt von Grobkehricht zu sammeln. Bei dieser Weiterbehandlungsart wirkt sich die erfindungsgemässe Lösung deshalb vorteilhaft aus, da die verfestigten Feinstäube mit stark reduziertem Volumen gesammelt werden und auch nur mit diesem reduzierten Volumen anfallen. Das bringt enorme Einsparungen für die Kommunen bzw. die Betreiber der Reinigungsfahrzeuge mit sich, da die manuelle Staubentsorgung problematisch ist.

   Zum anderen können die pelletierten oder stangenförmigen Feinstaubfestkörper wieder dem Grobkehricht beigemengt werden. Schliesslich ist es mit der erfindungsgemässen Lösung überhaupt erst sinnvoll möglich, die Feinstäube kontinuierlich in den Grobkehrichtbehälter zurückzuführen. Die vorstehend erwähnte Anreicherung des Staubkreislaufs führt bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen an vielen Ecken und Nischen zu einem "Anwachsen" der Feinstäube, was äusserst unerwünscht ist. Die Anreicherung wird durch die pelletierten bzw. stangenförmigen Feinstäube vermieden, da diese somit in gebundener fester Form vorliegen.

   Ausserdem wäre eine kontinuierliche Staubzuführung aus dem Staubbunker des Filters in den Grobkehrichtbehälter nur über Zellenradschleusen oder andere unterdruckfeste Fördereinrichtungen möglich, was einen erhöhten Bau- und Kostenaufwand mit sich bringen würde. 



  Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen 3 bis 5 angegeben. 



  Zur Weiterbildung der Pressvorrichtung ist vorgesehen, dass diese eine Kolben-/Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben in dem Pressrohr längsverschieblich verläuft, dass das Pressrohr in einer eingefahrenen Stellung des Kolben befüllbar ist, und dass die Feinstäube durch Ausfahren des Kolbens in der Verschlusskammer unter gleichzeitigem Gegendruck der gesteuerten Verschlussklappe verdichtet werden. Das Pressergebnis ändert sich exponentiell zur Pressrohrlänge und zur Haftreibung und umgekehrt proportional zum Durchmesser der Pellets bzw. des Pressstrangs, kann aber durch die erfindungsgemässe druckgesteuerte Verschlussklappe stabil, das heisst ständig reproduzierbar, verändert werden.

   Mit einem wohl abgestimmten Verhältnis von Presskammervolumen, Verschlusskammervolumen und einem definierten Pressstempelspiel wird das aus dem Feinstaub verdrängte Gas in den Schleusenraum zurückgeführt und somit die Staubbrückenbildung in der Schleuse vermieden. Über ein Steuerteil steuert der Druck in der Zylinder-/Kolben-Einheit die Verschlussklappe derart, dass die Pellets in ausreichender Festigkeit in Abhängigkeit von der Feinstaubkonsistenz einen staubfreien Auswurf gewährleisten. 



  Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. 



   



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch ein Pressrohr mit staubgefüllter Presskammer 12 und einem Verschlusspfropfen 18; 
   Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des Längsschnitts durch einen Staubabscheider mit der erfindungsgemässen Feinstaub-Pressvorrichtung; 
   Fig. 3a eine Seitenansicht der Pressvorrichtung mit Verdichtungseinheit, Schleuse und Verschlussklappe, teilweise im Längsschnitt; 
   Fig. 3b eine Draufsicht auf die Pressvorrichtung gem. Fig. 3a; und 
   Fig. 4 eine der Fig. 3b entsprechende Darstellung, jedoch mit geöffneter Verschlussklappe. 
 



   Fig. 1 zeigt ein Pressrohr mit einer Presskammer 12 und einer Verschlusskammer 13 mit einem Verschlusspfropfen 18. Für die Herstellung des Presslings in der Presskammer 12 bzw. für das Ausstossen des Verschlusspfropfens 18 ist es erforderlich, dass der Verschlusspfropfen 18 gesteuert seine Position innerhalb des Pressrohrs (8) durch die Austragsöffnung verlässt, um den Platz für einen entstehenden Pressling 16 freizumachen. Hierzu wird von dem Pressstempel 17 ein Pressdruck PS aufgebracht, während der Gegendruck PO durch die Rohrreibung, im Wesentlichen aber durch die Verschlussklappe 9 (Fig. 2-4) erzeugt wird. 



  Fig. 2 zeigt die Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch einen Staubabscheider 1, der in bekannter Weise eine Reihe von Filterelementen 2 zur Staubabscheidung aufweist. Diese Filterelemente werden beispielsweise durch Rütteln an den Filter-elementen oder aber von Zeit zu Zeit durch einen Druckluftstoss von den Feinstäuben befreit, die da-raufhin nach unten auf eine Fördereinrichtung 3 fallen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Fördereinrichtung 3 aus zwei gegenläufig angeordneten Schneckenförderern, die mittels eines angedeutet dargestellten Antriebs 4 gedreht werden. Die Förderschnecken fördern die angesammelten Feinstäube zur Mitte des Staubabscheiders, wo sie durch eine Zuführschleuse 5 in das Pressrohr 8 einer Pressvorrichtung 10 fallen.

   Die Pressvorrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einer Kolben-/Zylinder-Einheit 6, 7, dem angeflanschten Pressrohr 8 und der druckgesteuerten Verschlussklappe 9. 



  In der eingefahrenen Stellung des Kolbens 7 der Kolben-/Zylinder-Einheit füllt sich der unter der Zuführschleuse 6 befindliche Teil des Pressrohrs 8 mittels der Förderschnecken mit Feinstäuben. Anschliessend fährt der Kolben 7 in Längsrichtung des Pressrohrs 8 in die etwa durch 7' gekennzeichnet Position aus, wobei die Feinstäube im Pressrohr 8 verdichtet werden. Das Ein- und Ausfahren des Kolbens kann im kontinuierlichen Betrieb oder, diskontinuierlich, in Abhängigkeit des Füllstandes erfolgen. Die zum Verdichten notwendige Gegenkraft wird in der Verschlusskammer durch die Haftreibung der verpressten Feinstäube an den Innenmantelwänden des Pressrohrs 8 und der Verschlussklappe 9 erzeugt. Die Pellets werden entweder in einen gesonderten Behälter oder aber in den Grobkehrichtbehälter transportiert.

   Nach dem Presshub fährt die Kolbenstange 7 wieder ein und gibt den Rohrinnenraum unterhalb der Zuführschleuse 5 zu einem erneuten Befüllen frei. 



  Fig. 3a zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Pressvorrichtung 10. Dieser detaillierteren Darstellung ist zu entnehmen, dass die Schleuse 5 mit dem Pressrohr 8 über eine Verdichtungseinheit 11 in Verbindung steht, die die Presskammer 12 direkt unter der Schleuse 5 sowie eine sich daran in Pressrichtung anschliessende Verschlusskammer 13 und selbstverständlich entsprechende Dicht- und Führungselemente für den Presskolben 7b aufweist. Anhand dieser Darstellung ist ersichtlich, dass der Kolben 7 der Fig. 2 vorzugsweise eine Kolbenstange mit einer ersten Stufe 7a und einer daran befestigten Pressstufe 7b ist. Um die erste Stufe 7a aufnehmen zu können, ist zwischen der Verdichtungseinheit 11 und dem Zylinder 6 der Kolben-/Zylinder-Einheit ein Zwischenrohr 14 vorgesehen.

   Die Presskammer 12 bildet einen allseitig geschlossenen Raum, dessen stirnseitige Enden beim Verpressen einerseits durch den Presskolben und andererseits durch den im Pressrohr 8 steckenden Pressstrang und die Verschlussklappe 9 verschlossen werden. Da beim Verdichten die zwischen den Staubpartikeln gebundene Luft entweichen muss, ist ein definiertes Spiel zwischen dem Aussenumfang des Presskolbens und der Innenmantelfläche der Verschlusskammer 13 vorgesehen, das mit "S" bezeichnet ist. 



  Fig. 3b zeigt eine Draufsicht auf die Pressvorrichtung 10 der Fig. 3a. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Verschlussklappe 9 mittels einer zwischengeschalteten (hier nicht dargestellten) Steuereinheit durch den Druck des Pressstempels 17 der Kolben-/Zylindereinheit in Abhängigkeit des zu erzielenden Verdichtungsergebnisses durch eine weitere Kolben-/Zylindereinheit 19, 20 geöffnet bzw. geschlossen gehalten wird. 



  Fig. 4 zeigt die geöffnete Stellung der Verschlussklappe 9.

Claims (5)

1. Verfahren zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs, insbesondere einer Trockenkehrmaschine, bei dem die in dem Staubabscheider angesammelten Feinstäube mittels einer Fördereinrichtung herausgefördert und anschliessend durch mechanische Druckeinwirkung zu Presslingen verdichtet werden und in Form von gepressten Stangen oder Pellets ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verdichtung der Feinstäube erforderliche Gegenkraft im Wesentlichen an der Austragsöffnung gegendruckgesteuert aufgebracht wird.

2.

Vorrichtung zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Pressvorrichtung (10) zur Verdichtung der Feinstäube zu Presslingen, in welche die Fördereinrichtung (3) die angesammelten Feinstäube hineinfördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (10) ein Pressrohr (8) mit einer Presskammer (12), einer Verschlusskammer (13) und einer das Pressrohr (8) austragsseitig abschliessenden, gesteuerten Verschlussklappe (9) aufweist.

3.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (10) eine Kolben-/Zylinder-Einheit (6, 7) aufweist, deren Kolben (7) in dem Pressrohr (8) längsverschieblich verläuft, dass das Pressrohr (8) in einer eingefahrenen Stellung des Kolbens (7) befüllbar ist und dass die Feinstäube durch Ausfahren des Kolbens (7) in der Presskammer (12) unter gleichzeitigem Gegendruck des Verschlusspfropfens in Wirkeinheit mit der druckgesteuerten Verschlussklappe (9) verdichtbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche des Pressrohres (8) eine die Reibung der sich verdichtenden Feinstäube bzw. des erzeugten Presslings in dem Pressrohr (8) nicht beeinflussende Beschaffenheit aufweist.

5.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Presslinge getrennt entsorgt oder auf dem Weg über den Saugschacht der Trockenkehrmaschine dem Kehrichtbehälter der Trocken-Kehrmaschine zugeführt werden können.