DE1459472A1

DE1459472A1 - Deckel fuer Schlammfaulbehaelter

Info

Publication number: DE1459472A1
Application number: DE19631459472
Authority: DE
Inventors: Kelly Earl Michael
Original assignee: Eimco Corp
Current assignee: Eimco Corp
Priority date: 1962-12-07
Filing date: 1963-12-06
Publication date: 1968-11-21
Also published as: BE640483A; GB1067199A; NL301206A; US3288295A; FR1376315A

Description

A 52563 den 6. we*zember I963

Dr* EM/Pf.

The Eimco Corporation, 6J4-666 South Fourth West Street,

Salt Lake City, Utah, U.S.A.

Deckel für Schlammfaulbehälter

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Anlage für die Behandlung von gasentwickelnden Materialien, die in der Abwasserbehandlung zur Fäulniserzeugung neigen und dergl., während der Behandlung oder der Lagerung.

Das hauptsächliche Ziel der Erfindung besteht darin, einen Behälter zu schaffen, in dem solches Material in verschiedenen Mengen und Graden der Gasentwicklung enthalten sein kann, und Vorrichtungen zur Speicherung der Materialien und des entwickelten Gases zum Zwecke einer willkürlichen Entnahme des einen oder beider.

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Ein weiteres wichtiges Ziel sind Vorrichtungen der beschriebenen Art, die das Mischen des Tankinhaltes trotz Speicherung unter Druck erleichtern.

Eine typische Anwendung dieser Einrichtungen ist das Paulen von Abwasserschlämmen, wobei der Schlamm in einen Tank unter Mischen behandelt wird. Der Rohschlamm wird dem Tank zugeführt und die Flüssigkeit oder die Schlamm-Paulprodukte werden getrennt von den freiwerdenden Gasen abgeführt; die Gase selbst werden am Kopf des Tanks abgezogen.

Bei Verfahren dieser Art ist es wünschenswert und tatsächlich notwendig, das Gas am Entweichen zu hindern. Das ist aus mehreren Gründen erforderlich. Zum Beispiel ist das Gas nicht nur giftig, es ist auch leicht entflammbar. Weiterhin werden anaerobische Paulprozesse in Abwesenheit von Luft durchgeführt. Es ist daher notwendig, die Anwesenheit von atmosphärischem Sauerstoff zu beschränken. Endlich ist die Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Druckes in dem Freiraum für einen optimalen Verfahrensablauf wünschenswert.

Digestionsanlagen sind heute in mehreren Bauarten

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bekannt, wobei verschiedenartige Gasfanghauben oder Tankdeckel verwendet werden. Unter den erfolgreicheren Konstruktionen sind solche, die einen flachen Deckel benutzen, der auf der Oberfläche des im Tank befindlichen Materlales aufruht, um mit der Schichthöhe derselben zu steigen und zu fallen.

Obgleich der Plachdeckel im allgemeinen erfolgreich und auch weit verbreitet ist, genügt er doch nicht allen Anforderungen. Beispielswelse schwimmt ein Flachdeckel unmittelbar auf der Oberfläche der Flüssigkeit und benötigt deswegen einen Dom zum Sammeln und Abführen der Gase. Fiachdeckel neigen aber zum Kippen wenn sich Gastaschen dazwischen bilden. Die Kippneigung 1st während der Zeitabschnitte des Sehlaimnrührens am größten und öfter wird sie so stark, daß der Dekkel sich in seinen vertikalen Führungen verklemmt. Das wirft das Gleichgewicht des ganzen Verfahrens um und erfordert eine dauernde Überwachung,um solche Zufälligkeiten zu verhindern beziehungsweise sie zu beseitigen.

Ein weiterer Nachteil des Flachdeckels ist seine schädliche Einwirkung beim Mischen des Tankinhaltes. Diese nachteilige Wirkung wird durch den Reibungswiderstand des Deckels hervorgerufen, der zu einefit Wandeffekt auf die FLÜßaigkeit führt und damit ein Bremsen der Strömung im Tank bewirkt.

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Andere Nachteile des Flachdeckels sind, daß eine Isolierung gegen Wärmeverluste vorgesehen werden muss, wodurch Gewicht und Kosten sich erhöhen.

Die vorliegende Erfindung richtet sieh auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Benutzung derselben, bei der die vorgenannten Nachteile vermieden und die erwähnten Ziele erreicht werden, indem ein formsteifer Schwimmdeckel vorgesehen wird, welcher entweichende Gase auffängt, wobei jegliche stabilitätshindernde Einflüsse aus dem Steigen und , Fallen des Flüssigkeitsniveaus im Tank unschädlich gemacht sind. Dabei hat aber der Tankinhalt völlige Bewegungsfreiheit und kann so der Mischbehandlung unterworfen werden, .als ob ein Deckel überhaupt nicht vorhanden sei; öamit wird der gewünschte Fluss des Materials während des Vermischens erleichtert.

Die Deckelkonstruktion ist ausserdem so, daß eine einheitliche Gassammei- und Abzugstasche geschaffen ist, die einen schnellen und steuerbaren Abzug des Gases gewährleistet.

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Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist die Ausbildung des Deckels derart« daß der Deckel und das Gas eine Isolierung bilden, so daß keine weitere Isolierung erforderlich ist, und daß gleichzeitig ein zentraler Freiraum geschaffen ist, der das Mischen erleichtert.

Zusammenfassend werden die vorgenannten und andere Ziele der Erfindung mit einer Konstruktion erreicht, die aus einem Tank und einem Deckel besteht, wobei der Deckel so angeordnet und ausgebildet ist, daß er im Tank steigen und fallen kann, um darin Flüssigkeit und entwickeltes Gas zu sammeln.

Der Deckel ist gemäss der Erfindung als Dom ausgebildet, dessen höchster Punkt innerhab der Höhe der Tankwandung liegt und an seinem Aussenrand mit einem ringförmigen Trog zur Bildung eines peripheren Schwimmers versehen ie*·· Der Deckel ist so geführt, daß er in einer vorgeschriebenen Bewegungsbahn im Tank steigen und fallen kann. Bei einer besonderen Ausführungsform ist er zusätzlich mit einer Mischvorrichtung fest verbunden, die sich in den Schlamminhalt des Tanks erstreckt, um in Verbindung mit dem Mischer eine besere Mischung zu bewirken.

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Der ringförmige Trog verlegt d^g Schwimmkräfte in den Rand des Deckels, hält so den zentralen Domraum ausser Berührung mit dem 'Tankinhalt und führt daher von selbst zu einem Isolierten Freiraum, in dem sich das Gas sammelt und aus dem es nach Belieben durch eine übliche Gasentnahmeöffnung abgezogen werden kann. Überdies werden durch die Verlegung der Schwimmkraft in die Peripherie des Deckels stabile Kraftverhältnisse geschaffen und dadurch das Kippproblem beseitigt.

Die Domform des Deckels unterstützt mehr als daß sie hindern würde das Mischen des Tankinhaltes, in dem sie auftretende Strömungen in vorbestimmte Strömungsriehtungen zwingt.

Zusammenfassend: Der Deckel gemäss der vorliegenden Erfindung, der für die Verwendung in Verbindung mit einem Tank geschaffen ist, ist ein aus Blech geformter Deckel, der sich nach oben auswölbt und mit einem seine Peripherie einnehmenden Schwimmertrog versehen ist.

Der Trog kann, um eine volle Ringkaramer zu bilden, geschlossen sein. Er besitzt eine solche Weite und ein sol-

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ches Volumen, daß er das ganze gewicht des Deckels zu tragen vermag, so daß oberhalb des FlUssigkeitsspiegels ein zentraler Freiraum aufrecht erhalten wird. Wenn der Trog als geschlossene Schwimmerkammer ausgebildet wird, entsteht dadurch eine zusätzliche Isolierung.

Die vorstehend angegebenen Ziele und Zwecke der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen klarj diese sind als Beispiel und nicht als Beschränkung der Erfindung zu betrachten.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht des Tanks und der Deokelkonstfcuktion gemäss der Erfindung, wobei einige Konstruktionsteile zum Zwecke der Verdeutlichung Überhöht gezeichnet sind.

Fig. 2 zeigt eine Teilansicht der Deckelkonstruktion geraäsB der Erfindung, wobei einige Teile geschnitten gezeichnet sind, andere überhöht und zur Verdeutlichung von Einzelheiten auch einige Teile weggebrochen sind.

Fig. 1 zeigt die allgemeine Ausbildung des Erfindungsgegenstandes. Ein mit 10 bezeichneter Tank besitzt senkrecht stehende Wände 11, die auf einem üblicherweise zur Mitte schräg abfallenden und mit einem (nicht gezeichneten) Bodenabzug ver-

sehenen Boden 12 stehen* Das zu behandelnde Material wird durch das Schlammbeschickungsrohr 13 eingeführt, während das oben

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schwimmende oder behandelte Material durch eine geeignete Leitung 14 abgezogen wird; sie ist hier als Kniestück dargestellt, das von der Eintrittsstelle an der Behälterwand parallel zu dieser zunächst nach oben führt und dann In einem nach einwärts gerichteten waagrechten Schenkel 16 endet. Diese Leitung 16 ist in eine Dichtungsbüchse 17 eingesetzt, um mit Hilfe eines Handgriffes und einer Feststellvorrichtung die Mündung 16 auf verschiedene Höhenlagen einstellen zu können. Der zurückbleibende Schlamm kann durch eine üblicherweise vorgesehene Leitung 15 abgezogen werden.

Der erfindungsgemässe Deckel, der als Ganzes mit 21 bezeichnet ist, weist eine Schale 22 auf., die aus Blech zusammengebaut ist und wie ein Dom geformt ist, und die in die Öffnung des Tanks passt. An der Deckelschale 22 sind Verstärkungsrippen 22* angebracht.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel mit zentral angeordneten Anechlussmitteln zum Anbringen eines Mischers 23 versehen, der Im wesentlichen

aus einem sich nach abwärts e»treckenden Rohr 24 besteht, das einen Rührflügel 26 umschliesst. Geeignete Antriebsmittel sind bei 27 vorgesehen und, ferner, eine Strömungslei tplat te 28 zum Zweck den Schlamm in Strömungsbewegung

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zu versetzen und in vorbestimmter Richtung zu leiten. Die Misehvorrlchtung bildet in Verbindung mit dem Dom eine vervollkommende Mischereinheit.

Der Mischer kann aber auch an anderen Stellen des Deckels angebracht werden und es können auch mehrere Mischer zugleich vorgesehen werden, je nach der Größe des Deckels. Wenn der Mischer aus der Mitte versetzt wird, können geeignete Gegengewichte vorgesehen werden, entweder in Gestalt anderer Mischer oder von Ausgleichsgewichten, die an entsprechenden Stellen des Deckels angebracht werden. Beispielsweise ist bei ^l (Pig. 1) ein Gegengewicht in unterbrochenen Linien eingezeichnet.

Uta nun die Einzelheiten der Konstruktion zu beschreiben, wird der Deckel von einem ringförmigen Trog J>2 in Schwimmlage gehalten. Dieser wird von einem mit ihm verbundenen senkrechten umlaufenden Wandteil 50 gebildet, der sich vom Rand des Domes nach oben erstreckt. Über der Sehwimjakammer liegt ein ringförmiger Deckel 3J5 und dichtet sie gegen Wasser und Schlamm ab.

Die sich daraus ergebende Konstruktion hat die Wirkung und das Aussehen einer abgedichteten Kammer. Es

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versteht sich aber, dass dfce Hauptschwimmkraft durch den Trog j52 gewonnen wird, der zwischen der Wandung 30 und dem Dom 22 ausgebildet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Ringdeckel 33 lediglich als Schutzdeckel. Die Erfindung schliesst jedoch auch die Ausbildung der Anlage als abgedichtete Druckkammer ein um durch Druckanwandung eine zusätzliche Schwimmkraft hervorzurufen, wenn dies erforderlich sein sollte.

. Bei nicht unter Druck stehenden Schwimmerkammern, wie sich tatsächlich für Ausseninstalationen in Betracht kommen werden, ist ein offenes Rohr 35 vorgesehen um in der Kammer atmosphärischen Druck aufrecht zu erhalten und zu verhindern, daß sich in der Kammer Überdruck oder Unterdruck bei Temperaturänderungen ausbilden können. Das Rohr 35 ist an seinem oberen Ende nach unten abgebogen, um das Eintreten von Wasser zu verhindern.

Das Gas wird über die Leitung 3^ abgezogen, die es zunächst in einen Zwischenbehälter J>6 führt, der mit einem Ventil 37 versehen ist und einer biegsamen Leitung 38* aus der das Gas entweder abgeblasen oder einem Gasbrenner, wie er in diesen Fällen üblich ist, (nicht gezeichnet) zugeführt. Es wird ein geeignetes Druckausgleichsventil verwendet. Es

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kann aber auch ein Gasabzugsrohr (nicht gezeichnet) direkt vom Tank aufwärts in den Sammelbehälter 36 führen, wobei dann die Leitung >4 als Druckausgleich dient. Gegebenenfalls wird eine Leitung 29 zur direkten Abführung des Gases aus der Dommitte vorgesehen· .

Zur Erleichterung der senkrechten Bewegung des Deckels sind Führungsrollen 41 an seinem Umfang angeordnet« Diese Rollen halten auch den Abstand des Deckels zur Tankwand aufrecht.

Um ein Drehen des Deckels zu verhindern, ist eine Anzahl Führungsschienen 42 vorgesehen, die fest an der Tankwand angebracht sind und in am Deckel angebrachte Nuten 45 greifen.

Wie erttähnt, bildet die Schwimmkammer oder der Trog 32 einen mitKdem Deckel zusammenhängenden Teil und let Im Abstand zur Deckelmitte angeordnet. Die senkrechte Wand 50 muss eine hinreichende Höhe haben, um eine Sohwimmkraft zu gewährleisten, die das gesamte Gewicht des Deckels einschliesslich daran befestigter Hilfseinrichtungenau tragen vermag.

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Die Größe und Gestalt der Schwimmerkammer kann genau vorbestimmt werden, aus dem Deckelgewicht und der Dichte des zu behandelnden Materiales.

Auflager 45 an der Tankwand begrenzen die Abwärtsbewegung des Deckels und tragen ihn während der Reinigungsperiode.

Im Zusammenhang mit dem Mischen ist zu bemerken, daß der Plüssigkeitsstrom in beiden Richtungen verlaufen kann. So kann die Erzeugnissströmung abwärts vom Kopf des Misehrohres führen. Der Eintritt erfolgt durch die Zwischenräume zwischen den das Mischrohr tragenden Stangen 48, oder umgekehrt.

Die mit durchgezogenen Linien bezeichneten Pfeile 44 auf der rechten Seite der Figur 1 zeigen eine Abwärtsström6ng, während die mit unterbrochenen Linien gezeichneten Pfeile 46 auf der linken Seite eine Aufwärtsströmung veranschaulichen. In beiden Fällen wird der Strömungsverlauf nicht unterbrochen und die Strömung wird durch die domförmige Ausbildung des Deckels unterstützt.

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Man erkennt, daß der Strömungsverlauf im allgemeinen eine Kreis- oder Umlaufs^röraung zwischen dem Spiegel und der Bodenzone der flüssigen Masse ist und die Zirkulation gefördert wird durch die Formgebung des Deckels, der im Zusammenwirken mit dem Mischgerät eine Mischeinheit darstellt.

Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einem runden Tank beschrieben ist, versteht sich, dass sie Anwendung auch bei anderen als runden Formen finden kann, z.B. in rechteckigen oder anders geformten Tanks. Wesentlich ist, daß der Deckel am Rande aufwärtsgebogen ist um die Bildung einer umlaufenden Schwimmkammer zu ermöglichen. Indessen wird die runde Tankform bevorzugt wegen der einfacheren Konstruktion und der günstigeren Strömungsverhältnisse.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. j Schwimmdeckel zur Verwendung in Verbindung mit s_—f
einem Tank von vorbestimmter Größe und Form, gekennzeichnet durch eine Schale von im wesentlichen gleicher Größe und Form wie der Tank, wobei mindestens ein Teil der Deckelschale von seiner gesamten Aussenbegrenzung her aufwärts und zu seiner Mitte hin sich erhebt, daß die Schale in horizontaler Lage dicht in den Tank passt und dass eine Schwimmkammer am Deckel vorgesehen ist, die als ringförmiger Trog ausgebildet ist zwischen der Oberseite der Deckelschale und einer umlaufenden, im wesentlichen senkrechten an die Deckelschale angeformten Wand.

2» Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches durchgehendes Dichtungsglied vorgesehen ist, das sich von der senkrechten Wandung, an deren Oberkante anstoßend, bis zur Deckelschale erstreckt und dabei mit dem Trog eine ringförmige Kammer am Deckelrand bildet.

5. Deckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einer Entlüftung versehen ist, die eine

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Verbindung herstellt zwischen der Kammer und der Atmosphäre, wobei diese Entlüftung vorzugsweise als vertikal angeordnetes offenes Rohr ausgebildet ist, dessen oberes Ende nach abwärts umgebogen ist und noch vor der Schwimmkammer endet.

4. Anlage zur Aufnahme von Flüssigkeiten in unterschiedlichen Mengen während der Behandlung derselben, gekennzeichnet durch einen Boden und eine seitliche aufrecht stehende Begrenzungwand, einen Deckel, der in den Behälter innerhalb seiner Wandung eingesetzt ist und dessen Aussenkante dicht vor der Behälterwandung endet, wobei der Deckel von oben gesehen eine konvexe Form hat und dass Schwimmmittel vorgesehen sind, bestehend aus einem ringförmigen Trog, der zwischen der Oberfläche des Deckels und einer aufsteigenden senkrechten Wand ausgebildet 1st, die um den ganzen Deckelrand umläuft.

5» Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmlttel als eine geschlossene Kammer ausgebildet sind durch Hinzufügung eines durchlaufenden ringförmigen Deckels, der die senkrechte Wandung und die Oberseite der Deckelschale längs einer Linie miteinander verbindet, die mittengleich jedoch im Abstand von der Deckelmitte verläuft.

6. Anlage zum Behandeln von der Fäulnis unterliegenden

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Schlämmen zum Zwecke der Gasgewinnung unter gleichzeitiger Erzeugung anderer Aufschlußprodukte, gekennzeichnet durch einen runden Tank, der aus einem Boden und einer aufrecht stehenden Wand gebildet ist, einem Deckel, der von oben gesehen konvex geformt ist und der in die Tanköffnung passt, Führungsmittel, um dieAussenkante des Deckels in vorbestimmten Abstand von der Tankwandung zu halten, Mittel an dem Tank um Schlamm in denselben einzuführen und Digestionsprodukte aus dem Tank abzuziehen, Schwimmermittel, um den Deckel in Schwimmlage auf dem Schlamm im Tank zu halten, wobei diese Schwimmermittel einen ringförmigen Trog umfassen, der auf der Oberseite des Deckels zwischen dieser und einer umlaufenden senkrecht mit dem Deckel verbundenen Wand ausgebildet ist, wobei diese Wand senkrecht vom Deckelrand aufsteigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit abwärts sich erstreckenden Mischvorrichtungen Versehen ist und diese Mischvorrichtung ein offenes vertikal angeordnetes Mischrohr umfasst, in welchem sich eine Rührvorrichtung befindet.

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8. Mischvorrichtung zur Verwendung in einem Flüssigkeiten enthaltenden Tank, gekennzeichnet durch einen domartigen Deckel, Schwimmittel, um den Deckel auf der Flüssigkeit im Tank aufsehwimmern zu lassen, um dadurch einen abgeschlossenen Freiraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu schaffen, einen am Deckel angebrachten Mischer, der sich von diesem abwärts ei*reckt, wobei der Mischer mit Strömungs-Antriebsmitteln ausgestattet ist zum Zweck, eine umlaufende Strömung zwischen dem Spiegel und der Bodenzone der Flüssigkeit hervorzurufen.

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