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Vorliegende Erfindung betrifft einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Siebanordnung für den Pressschneckenseparator.
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Pressschneckenseparatoren werden zum Auspressen einer Trübe verwendet. Die Trübe kann beispielsweise Gülle oder Abwasser sein. Die Abwässer können sowohl aus kommunalen als auch aus industriellen Anlagen stammen. In dem Gehäuse der Pressschneckenseparatoren ist üblicherweise ein zylindrisches Sieb angeordnet. Innerhalb des zylindrischen Siebes rotiert eine Schnecke. Mittels der Schnecke wird die Trübe durch den Pressschneckenseparator gefördert und gepresst. Durch das Sieb hindurch treten die flüssigen Anteile der Trübe. Innerhalb des Siebes bildet sich dabei ein Feststoffpfropfen aus, der durch die rotierende Schnecke an ein Ende gefördert wird. Über diesen Feststoffpfropfen wird das Drehmoment von der Schnecke auf das Sieb übertragen. Deshalb muss das Sieb drehfest in dem Gehäuse angeordnet sein.
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DE 10 2011 111 860 A1 offenbart einen Pressschneckenseparator mit einer Schneckenwelle, deren zylinderförmige Welle die Drehachse bildet und an deren äußeren Mantel Schneckenflügel unlösbar verbunden sind. Die Schnecke steckt dabei in einem Sieb. Korrespondierende Drehmomentstützen am Außenmantel des Siebkörpers und dem Gehäuse verhindern formschlüssig das Mitdrehen des Siebkörpers.
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DE 20 2011 105 765 U1 offenbart eine Siebanordnung für einen Pressschneckenseparator, umfassend einen steifen, hohlzylindrischen Mantel mit mehrfach durchbrochener Mantelfläche und ein an der Innenfläche des Mantels anliegendes hohlzylindrisches Sieb. Das Sieb weist in Längsrichtung einen Schlitz auf und liegt durch seine Eigenspannung an der Innenfläche des Mantels an. Außen an dem Mantel sind sich in Längsrichtung erstreckende Haltestäbe angebracht. Mit diesen Haltestäben kann die Siebanordnung im Pressschneckenseparator montiert und fixiert werden.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Pressschneckenseparator anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und wartungsarmem Betrieb eine drehfeste Aufnahme des Siebes im Gehäuse ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine entsprechende Siebanordnung anzugeben, die drehfest in einem Gehäuse eines Pressschneckenseparators aufnehmbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 11. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe. Der Pressschneckenseparator umfasst ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten Rahmen, ein zylindrisches Sieb und eine Schnecke. Das zylindrische Sieb ist im Rahmen befestigt. Entsprechend der zylindrischen Form des Siebes sind eine Längsrichtung, eine Umfangsrichtung und eine Radialrichtung definiert. Die Schnecke ist im Gehäuse drehbeweglich gelagert. Die Achse für diese drehbewegliche Lagerung entspricht der Längsrichtung. Die Schnecke ist zumindest teilweise innerhalb des Siebes angeordnet. Der Rahmen weist zumindest eine Rippe und eine erste Rahmenführungsschiene auf. Die Rippe erstreckt sich in Umfangsrichtung und die erste Rahmenführungsschiene erstreckt sich in Längsrichtung. Die Rippe und die erste Rahmenführungsschiene sind insbesondere an der Außenfläche des zylindrischen Siebes angeordnet. Die Rippe weist eine erste Anlagefläche auf. An dieser ersten Anlagefläche liegt die erste Rahmenführungsschiene an. Insbesondere ist die erste Rahmenführungsschiene mit der Rippe verschweißt. Das Gehäuse weist zumindest eine Gehäuseführungsschiene auf, die sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckt. Der Rahmen samt dem Sieb ist so im Gehäuse angeordnet, dass die erste Rahmenführungsschiene an der Gehäuseführungsschiene anliegt. Das auf das Sieb und den Rahmen wirkende Drehmoment wird somit über die erste Rahmenführungsschiene an der Gehäuseführungsschiene abgestützt. Um eine dauerfeste und wartungsfreie Verbindung zwischen der ersten Rahmenführungsschiene und dem Sieb zu ermöglichen, ist die zumindest eine Rippe mit der ersten Anlagefläche vorgesehen. Die Anlagefläche ist so ausgebildet, dass sich die erste Rahmenführungsschiene an der Anlagefläche abstützt. Es erfolgt somit eine formschlüssige Kraftübertragung zwischen der Rippe und der ersten Rahmenführungsschiene.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Rahmen mehrere Rippen umfasst. Die Rippen sind dabei entlang der Längsrichtung verteilt. Besonders bevorzugt sind drei bis sechs Rippen vorgesehen. Die einzelnen Rippen sind vorzugsweise ringförmig ausgestaltet und erstrecken sich somit um den gesamten Umfang des Siebes. Die einzelne ringförmige Rippe kann wiederum aus einzelnen Bestandteilen zusammengesetzt sein. Durch die Verteilung der Rippen entlang der Längsrichtung ist eine sichere Kraftübertragung zwischen dem Gehäuse und dem Rahmen über die gesamte Länge gegeben.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse mehrere Gehäuseführungsschienen umfasst. Die Gehäuseführungsschienen werden entlang der Umfangsrichtung verteilt. Insbesondere sind drei bis sechs Gehäuseführungsschienen vorgesehen. Pro Gehäuseführungsschiene ist eine erste Rahmenführungsschiene vorgesehen, so dass eine erste Rahmenführungsschiene an einer Gehäuseführungsschiene anliegt. Jede erste Rahmenführungsschiene liegt an einer ersten Anlagefläche der zumindest einen Rippe an.
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In besonders bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der ersten Anlagefläche eine zweite Anlagefläche der Rippe gegenüberliegt. In der Rippe ist somit zumindest eine Nut ausgebildet, wobei die Nut durch die beiden gegenüberliegenden Anlageflächen gebildet ist. An der ersten Anlagefläche liegt die erste Rahmenführungsschiene an. An der zweiten Anlagefläche liegt eine zweite Rahmenführungsschiene an. Zwischen der ersten und zweiten Rahmenführungsschiene ist die Gehäuseführungsschiene angeordnet. Durch diese Ausbildung kann ein vom Sieb auf das Gehäuse wirkendes Drehmoment in beide Richtungen abgestützt werden. Das Sieb ist somit, unabhängig von der Drehrichtung der Schnecke, drehfest angeordnet. Die Gehäuseführungsschiene hat innerhalb der beiden Rahmenführungsschienen in Umfangsrichtung etwas Spiel, so dass keine Doppelpassung entsteht.
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Die Rahmenführungsschienen und/oder die Gehäuseführungsschienen sollten möglichst lang ausgebildet werden, so dass über eine möglichst große Fläche die Kraft übertragen werden kann. Hierzu ist vorgesehen, dass eine Länge der Rahmenführungsschienen und/oder eine Länge der Gehäuseführungsschienen zumindest 50% einer Länge des Siebes entsprechen. Die Längen werden dabei alle in Längsrichtung gemessen. Insbesondere liegt die Länge der Rahmenführungsschienen oder Gehäuseführungsschienen bei 75%, besonders vorzugsweise bei 90%, der Länge des Siebes.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass an der zumindest einen ersten Rahmenführungsschiene und/oder zweiten Rahmenführungsschiene und/oder Gehäuseführungsschiene ein Gleitprofil eingesetzt ist. Dieses Gleitprofil wird vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und dient als Reibbelag.
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Durch die Presskräfte der Schneckenflügel, wobei vorzugweise zwei Flügel verwendet werden, kommt es zur elastischen Verformung von Sieb und Siebrahmen in radialer Richtung. Durch die radiale Bewegung werden die aneinander anliegenden Flächen der Rahmenführungsschienen und Gehäuseführungsschienen bei jeder Umdrehung zueinander verschoben. Bei einem Metall auf Metall-Kontakt könnten Beschädigungen auftreten. Deshalb ist das Gleitprofil bevorzugt vorgesehen.
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Das Arbeits-Drehmoment erfolgt vorzugsweise nur in einer Drehrichtung, da der Pressdruck der Schnecke nur eine Drehrichtung zulässt. Aus diesem Grunde ist das Gleitprofil vorzugsweise auch nur einseitig angeordnet. Je größer die Auflageflächen zwischen der Führungsschiene und dem Gleitprofil ist, umso niedriger ist der Pressdruck und der dadurch entstehende Verschleiß.
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Für die Ausbildung des Rahmens und des Siebes gibt es verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen:
In einer ersten Variante umfasst das Sieb eine Vielzahl an Siebstäben. Die Siebstäbe erstrecken sich jeweils in Längsrichtung. Der Abstand zwischen den Siebstäben definiert die Spaltweite des Siebes. Außen um die Siebstäbe ist zumindest ein Tragstab angeordnet. Die Siebstäbe sind beispielsweise mit dem Tragstab verschweißt. Der Tragstab erstreckt sich in Umfangsrichtung und ist insbesondere spiralförmig ausgestaltet. Durch die spiralförmige Ausgestaltung ist nur ein Tragstab notwendig, der sämtliche Siebstäbe stabilisiert. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Vielzahl an ringförmigen Tragstäben anzuordnen. Die Rippe des Rahmens wird auf zumindest einen Tragstab aufgeschweißt. Alternativ dazu ist es möglich, die Rippe mit dem Sieb zu verschrauben. Zur Verschraubung sind außen an dem Sieb sich in Längsrichtung erstreckende Siebstreben angeordnet. Die Siebstreben sind mit dem zumindest einen Tragstab verschweißt. Die Siebstreben werden, beispielsweise klemmend, mit der zumindest einen Rippe des Rahmens verschraubt.
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In einer zweiten Variante weist das Sieb in Längsrichtung einen durchgehenden Schlitz auf. Das Sieb ist so ausgebildet, dass es sich aufgrund seiner Eigenspannung ausdehnt. Bei der Montage wird das Sieb in den Rahmen eingeschoben und drückt sich durch seine Eigenspannung an die Innenseite des Rahmens. Am Rahmen ist vorzugsweise ein Klemmelement, beispielsweise eine Leiste, angeordnet. Diese Leiste ragt in den Schlitz hinein, so dass eine drehfeste Verbindung zwischen Sieb und Rahmen gegeben ist. Durch die Verwendung des geschlitzten Siebes kann das Sieb ohne eine Demontage des Rahmens ausgewechselt werden. Vorzugsweise umfasst der Rahmen einen zylindrischen Blechmantel, wobei das Sieb an einer Innenfläche des Blechmantels anliegt. Durch den Blechmantel ist das Sieb formstabil im Rahmen aufgenommen. Der Blechmantel ist bevorzugt aus einem Lochblech gebildet. Die Rippen sind vorzugsweise auf den Blechmantel aufgeschweißt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Blechmantel nur im Pressbereich verwendet wird, und sich somit in Längsrichtung maximal über 50% der Länge des Siebes erstreckt.
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Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Siebanordnung für den Pressschneckenseparator. Bestandteile der Siebanordnung sind ein Rahmen und ein im Rahmen befestigtes, zylindrisches Sieb. Der Rahmen ist zum Anordnen im Gehäuse eines Pressschneckenseparators ausgebildet. Der Rahmen weist zumindest die eine Rippe und zumindest eine erste Rahmenführungsschiene auf. Die Rippe erstreckt sich in Umfangsrichtung und die erste Rahmenführungsschiene erstreckt sich in Längsrichtung. Die erste Rahmenführungsschiene liegt an der ersten Anlagefläche der Rippe an. Die erste Rahmenführungsschiene ist zum Anliegen an der Gehäuseführungsschiene des Gehäuses ausgebildet.
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Die Unteransprüche des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators sowie die im Rahmen des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators vorgestellten Ausbildungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf die erfindungsgemäße Siebanordnung.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 einen Rahmen und ein Sieb des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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3 den Rahmen des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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4 ein Detail des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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5 den erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator eines zweiten Ausführungsbeispiels, und
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6 den Rahmen und das Sieb des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Anhand der 1 bis 5 wird ein erstes Ausführungsbeispiel des Pressschneckenseparators 1 im Detail beschrieben. Die 6 und 7 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel. Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind in beiden Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In beiden Ausführungsbeispielen, beispielsweise gezeigt in 5, umfasst der Pressschneckenseparator 1 ein Gehäuse 2. Im Gehäuse 2 ist eine Schnecke 26 drehbeweglich gelagert. Der Antrieb der Schnecke 26 erfolgt über einen Elektromotor 27 und ein Getriebe 28. Des Weiteren ist in dem Gehäuse 2 ein Sieb 4 angeordnet. Die Schnecke 26 erstreckt sich zumindest teilweise in das Sieb 4. Das Sieb 4 ist zylindrisch. Entsprechend der zylindrischen Form sind eine Längsrichtung 6 und eine Umfangsrichtung 7 (siehe 1) definiert. Über einen Zulauf 29 im Gehäuse wird eine Trübe zugeführt. Die Trübe wird über die rotierende Schnecke 26 von links nach rechts (s. 5) gefördert. Dabei werden flüssige Bestandteile der Trübe durch das Sieb 4 nach außen gepresst. Diese flüssigen Bestandteile verlassen das Gehäuse 2 über einen Auslauf 3. Auf der rechten Seite des Pressschneckenseparators 1 (s. 5) entsteht ein Feststoffpfropfen, der über einen nicht dargestellten Feststoffauslass abgeführt wird.
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1 zeigt einen Schnitt durch den Pressschneckenseparator 1, senkrecht zur Längsrichtung 6, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Erfindungsgemäß umfasst der Pressschneckenseparator 1 einen Rahmen 5. In dem Rahmen 5 ist das Sieb 4 aufgenommen. Der Rahmen 5 ist drehfest gegenüber dem Gehäuse 2 angeordnet. 2 zeigt in isometrischer Ansicht den Rahmen 5 mit dem Sieb 4. In 3 ist das Sieb 4 ausgeblendet, so dass nur der Rahmen 5 zu sehen ist. 4 zeigt eine Detailansicht zu 2.
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Das Gehäuse umfasst drei Gehäuseführungsschienen 8, die sich in Längsrichtung 6 erstrecken. Die Gehäuseführungsschienen 8 sind mittels einer Verschraubung 9 befestigt.
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Der Rahmen umfasst drei ringförmige Rippen 10. Jede Rippe 10 ist einstückig gefertigt und erstreckt sich um den gesamten Umfang des Siebes 4. Die Rippen 10 sind beabstandet voneinander entlang der Längsrichtung 6 verteilt.
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In jeder Rippe 10 sind drei Nuten ausgebildet. Diese Nuten weisen jeweils eine erste Anlagefläche 11 und eine der ersten Anlagefläche 11 gegenüberliegende zweite Anlagefläche 12 auf. An der ersten Anlagefläche 11 hegt jeweils eine erste Rahmenführungsschiene 13 an. An der zweiten Anlagefläche 12 liegt jeweils eine zweite Rahmenführungsschiene 14 an. Der Rahmen 4 umfasst somit drei erste Rahmenführungsschienen 13 und drei zweite Rahmenführungsschienen 14.
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Zwischen den beiden Rahmenführungsschienen 13 und 14 ist jeweils eine der Gehäuseführungsschienen 8 angeordnet. Zwischen der Gehäuseführungsschiene 8 und der ersten Rahmenführungsschiene 13 befindet sich ein Gleitprofil 15. Das Gleitprofil 15 ist jeweils an der ersten Rahmenführungsschiene 13 befestigt. Das Gleitprofil 15 ist aus Kunststoff gefertigt und dient somit als Reibbelag.
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Die Rahmenführungsschienen 13, 14 sind mit den drei Rippen 10 verschweißt. Zur weiteren Stabilisierung des Rahmens 4 sind mehrere Längsstreben 16 vorgesehen, die sich in Längsrichtung 6 erstrecken. Die Längsstreben 16 sind ebenfalls mit den Rippen 10 verschweißt.
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Das Sieb 4 umfasst eine Vielzahl an Siebstäben 18, die sich in Längsrichtung 6 erstrecken. Um die Siebstäbe 18 ist ein spiralförmiger Tragstab 17 angeordnet. Die Siebstäbe 18 sind mit dem Tragstab 17 verschweißt. Das Sieb 4 weist in Längsrichtung 6 einen Schlitz 19 auf. Dies zeigt im Detail 4. In diesen Schlitz 19 ragt ein Klemmelement 20. Das Klemmelement 20 ist fest verbunden mit dem Rahmen 4. Das geschlitzte Sieb 4 drückt sich durch seine Eigenspannung an die Innenfläche des Rahmens 5. Das Klemmelement 20 im Schlitz 19 sorgt für eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sieb 4 und dem Rahmen 5.
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In 3 ist eine Länge 21 eingezeichnet. Die Rahmenführungsschienen 13, 14, die Gehäuseführungsschienen 8 und das Gleitprofil 15 erstrecken sich über die gesamte Länge 21. Die Länge 21 entspricht der Länge des Siebes 4. Aufgrund der ausreichenden Länge 21 wird über eine möglichst große Fläche die Kraft zwischen dem Rahmen 5 und dem Gehäuse 2 übertragen.
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Bevorzugt ist in beiden Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass zumindest drei Rippen 10, wie dies beispielsweise in den 2 und 3 gezeigt ist, zur Anwendung kommen.
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5 zeigt den Pressschneckenseparator 1 des zweiten Ausführungsbeispiels. 6 zeigt zum zweiten Ausführungsbeispiel den Rahmen 5 mit dem Sieb 4. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist auch hier das Sieb 4 entlang der gesamten Länge geschlitzt und durch das Klemmelement 20 fixiert. Für eine formstabile Aufnahme des Siebes 4 sorgt ein Blechmantel 30 des Rahmens 5. Der Blechmantel 30 besteht aus einem Lochblech. Wie 5 zeigt, wird der Blechmantel 30 nur im Pressbereich verwendet, da hier das Sieb 4 am stärksten belastet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pressschneckenseparator
- 2
- Gehäuse
- 3
- Auslauf
- 4
- Sieb
- 5
- Rahmen
- 6
- Längsrichtung
- 7
- Umfangsrichtung
- 8
- Gehäuseführungsschiene
- 9
- Verschraubung
- 10
- Rippe
- 11
- Erste Anlagefläche
- 12
- Zweite Anlagefläche
- 13
- Erste Rahmenführungsschiene
- 14
- Zweite Rahmenführungsschiene
- 15
- Gleitprofil
- 16
- Längsstreben
- 17
- Tragstab
- 18
- Siebstab
- 19
- Schlitz
- 20
- Klemmelement
- 21
- Länge
- 26
- Schnecke
- 27
- Elektromotor
- 28
- Getriebe
- 29
- Zulauf
- 30
- Blechmantel
