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Die
Erfindung eine Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere
von Klärschlamm oder dergleichen Biomasse, mit einer Trockenfläche, auf
die der Klärschlamm oder dergleichen zum Trocknen ausbringbar
ist, und mit einer Förder- und/oder Wendeeinrichtung, die
zum Fördern, Zerkleinern und/oder Wenden von Schlamm auf
der Trockenfläche im Wesentlichen parallel zu dieser in
einer Förderrichtung bewegbar ist.
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Aus
der
DE 43 15 321 A1 ist
eine Vorrichtung zur Trocknung von Schlämmen und verschmutzten Flüssigkeiten
mit Solarstrahlung bekannt, bei welcher Schlamm oder dergleichen
auf ein Grabensilo aufgebracht und mittels einer als Paddelwalze
ausgebildeten Transport- und Wendevorrichtung transportiert werden
kann. Die Paddelwalze ist dabei nur unstetig betätigbar,
da sie nach dem Überfahren des Grabensilos zunächst
in ihre Ausgangsposition zurückbewegt werden muss. Auch
aus der
DE 197 04 201
A1 ist eine Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen
von Schlämmen bekannt, bei welcher der Schlamm mit einem
Unstetigförderer über eine Gitterschicht bewegt
wird.
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In
der Praxis führt dies dazu, dass bei Trockenflächen
von beispielsweise etwa 50 m Länge die Paddelwalze etwa
3 Stunden benötigt, um über die Trockenfläche
und in ihre Ausgangsposition zurücktransportiert zu werden.
Durch diese vergleichsweise langen Zyklen kommt es häufig
zu einem unerwünschten Anbacken von Schlamm auf der Trockenfläche.
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In
der
DE 103 11 554
B4 wurde daher eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zum Trocknen von Klärschlamm vorgeschlagen, bei welcher
ein Kratzförderer, der mehrere Kratzer oder Räumbalken aufweisen
kann, kontinuierlich betrie ben wird. In Abhängigkeit der
Einsatzbedingungen kann es in einigen Fällen wünschenswert
sein, den getrockneten Klärschlamm auf eine definierte
Granulatgröße zu zerkleinern. Weiter tritt bei
bekannten Vorrichtungen teilweise das Problem einer Verschmutzung
der Förder- und/oder Wendeeinrichtung auf, welche sich
nur zeitaufwendig beseitigen lässt.
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Der
Klärschlamm kann während der Transportbewegung
von bspw. an Räumbalken installierten Kratzerbolzen laufend
durchkämmt werden, die mit in den Boden bzw. die Trockenfläche
eingelassenen Bodenkämmen das getrocknete Produkt zerkleinern.
Dabei ist der Abstand der Bolzen im Bodenkamm meist klein. Dies
bringt es mit sich, dass bedingt durch Fertigungstoleranzen und
Längenausdehnungen aus der Wärmeeinwirkung ein
sauberes und störungsfreies Durchfahren der Kratzerbolzen durch
den Bodenkamm nicht immer gewährleistet ist. Daher werden
Kratzerbolzen häufig durch Anstoßen an den Bodenkamm
verbogen bzw. abgebrochen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zum Trocknen von Schlamm zu schaffen, die
ein zuverlässiges Aufbrechen des getrockneten Schlamms
auf eine definierte Granulatgröße ohne eine Beschädigung
der Kratzerbolzen und/oder des Bodenkamms ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
der wenigstens eine Kratzerbolzen in wenigstens einer zu der Förderrichtung
senkrechten Richtung beweglich gelagert. Hierdurch ist sichergestellt,
dass der Kratzerbolzen beim Anstoßen an einen Bolzen im
Bodenkamm seitlich ausweichen und störungsfrei den Bodenkamm durchfahren
kann.
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Dies
kann bspw. dadurch erreicht werden, dass der wenigstens eine Kratzerbolzen
einen, insbesondere in einem Kratzerbalken, drehbar gelagerten Lagerabschnitt
und einen Kratzerabschnitt aufweist, der zu dem Lagerabschnitt exzentrisch
versetzt und/oder geneigt verläuft. So ist der wenigstens eine
Kratzerbolzen nach einer bevorzugten Ausführungsform als
gekröpfter Bolzen ausgebildet.
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Weiter
wird es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der wenigstens
eine Kratzerbolzen in einer Richtung senkrecht zu der Trockenfläche
beweglich angeordnet ist. Hierdurch kann der Kratzerbolzen bei Unebenheiten
bspw. im Betonfußboden der Trockenfläche ebenfalls
zum Kratzerbalken hin, d. h. nach oben ausweichen. Diese Bewegbarkeit
des Kratzerbolzens in Höhenrichtung ist bei einer gekröpften Ausbildung
des Kratzerbolzens durch den gekröpften Bereich zwischen
dem Lagerabschnitt und dem Kratzerabschnitt begrenzt.
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Eine
besonders einfache Lagerung des wenigstens einen Kratzerbolzens
sieht vor, dass dieser als gekröpfter oder abgewinkelter
Bolzen ausgebildet und mit seinem Lagerabschnitt in eine Bohrung
eines Kratzerbalkens eingesetzt ist. Ein aus dem Kratzerbalken herausragendes
Ende des Lagerabschnitts des Kratzerbolzens kann dabei in an sich
bekannter Weise, bspw. durch einen Sicherungsring, gegen Herausfallen
gesichert werden. Dadurch ist der Bolzen drehbar in dem Kratzerbalken
gelagert. Der gekröpfte und/oder abgewinkelte Bereich und
der Kratzerabschnitt ragen auf der anderen Seite aus dem Kratzerbalken
heraus und sind im Betrieb der Trockenfläche zugewandt,
wenn der Kratzerbalken in Förderrichtung bewegt wird.
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Zusätzlich
oder alternativ zu den zuvor beschriebenen Merkmalen, wird es erfindungsgemäß bevorzugt,
wenn die Vorrichtung leicht reinigbar ist und gleichzeitig ein Aufbrechen
des getrockneten Klärschlamms auf eine definierte Granulatgröße
ermöglicht. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die
Förder- und/oder Wendeeinrichtung zumindest bereichsweise
nach unten zu der Trockenfläche weisende Zinken oder dergleichen
aufweist, und dass auf der Trockenfläche von dieser im
Wesentlichen nach oben ragende Kammstifte ausgebildet sind. Bei einer
Bewegung der Förder- und/oder Wendeeinrichtung relativ
zu der Trockenfläche passieren die Zinken (Kratzerbolzen)
die Kammstifte, so dass Verschmutzungen an den Zinken an den Kammstiften abgestreift
werden. So werden insbesondere Zöpfe, welche sich häufig
an den Zinken bilden, durch das Passieren der Zwischenräume
zwischen den Kammstiften von den Zinken abgezogen. Gleichzeitig
muss der zu trocknende Klärschlamm die Zwischenräume zwischen
den auf der Trockenfläche ausgebildeten Kammstiften passieren,
wenn der Klärschlamm über die Trockenfläche
gefördert wird. Hierdurch wird der getrocknete Klärschlamm
oder dergleichen aufgebrochen, so dass durch den Abstand der Kammstifte die
Granulatgröße des getrockneten Klärschlamms oder
dergleichen definiert wird. Die mit den Zinken zusammenwirkenden
Kammstifte dienen somit einerseits zum Reinigen der Zinken und andererseits
zum Zerkleinern des getrockneten Klärschlamms. Die vorliegende
Erfindung ist dabei nicht nur auf die Trocknung von Klärschlamm
oder dergleichen Biomasse beschränkt, sondern umfasst die
Trocknung und/oder Entwässerung von beliebigen Flüssigkeiten,
Schlämmen und/oder Feststoffen.
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Um
ein optimales Reinigungsergebnis und einen störungsfreien
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielen,
sind vorzugsweise mehrere Zinken senkrecht zur Förderrichtung
zumindest um die Breite eines Kammstiftes voneinander beabstandet
angeordnet. In gleicher Weise sind mehrere Kammstifte senkrecht
zur Förderrichtung zumindest um die Breite eines Zinken
voneinander beabstandet angeordnet. Die Zinken können so
durch die Zwischenräume zwischen den Kammstiften geführt
werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die Kammstifte und/oder die Zinken jeweils in senkrecht oder schräg
zur Förderrichtung verlau fenden Linien angeordnet. Entlang
der Trockenfläche können dabei mehrere auf gekrümmten
oder geraden Linien angeordnete Kammstifte verteilt angeordnet sein.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der zu trocknende Klärschlamm oder
dergleichen in Förderrichtung mehrere Kammstifte passieren
muss.
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Wenn
die Kammstifte und/oder die Zinken jeweils in zueinander in Förderrichtung
versetzt angeordneten Gruppen angeordnet sind, ist die von der Förder-
und/oder Wendeeinrichtung aufzubringende Kraft, welche während
des Aufbrechens des getrockneten Klärschlamms oder dergleichen
beim Passieren der Zwischenräume zwischen den Kammstiften durch
die Zinken aufzubringen ist, vorteilhafterweise möglichst
gering. Die versetzte Anordnung der Kammstifte bzw. der Zinken verhindert
auch ein Kippen eines beispielsweise an einer Förderkette
oder einem Förderseil befestigten Balkens oder dergleichen
Kratzer der Förder- und/oder Wendeeinrichtung.
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Um
die Granulatgröße des getrockneten Klärschlamms
oder dergleichen individuell anpassen zu können, wird es
bevorzugt, dass der Abstand der Kammstifte zueinander veränderbar
ist.
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Die
Trockenfläche kann einen Unterbau beispielsweise aus Beton
und/oder einem Dämmstoff aufweisen. Dabei wird es bevorzugt,
wenn in dem Unterbau für jeden Kammstift ein Widerlager
aus Beton, Stahl, Kunststoff oder dergleichen vorgesehen ist, so
dass die Kammstifte sicher in dem Unterbau der Trockenfläche
gehalten werden. Der Unterbau kann auch mit einer Bewehrung versehen
sein.
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In
Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass
die Kammerstifte jeweils einen nach oben zumindest nicht wesentlich über
die Trockenfläche hinausragenden Lagerstift aufweisen,
welcher insbesondere in dem Un terbau in einem Widerlager fixiert
ist und auf welchem lösbar ein Federelement vorgesehen
ist. Das von der Trockenfläche im Betrieb nach oben ragende
Federelement bildet dabei den Abschnitt des Kammstiftes, welcher
den zu trocknenden Klärschlamm oder dergleichen zerkleinert
und die Zinken der Förder- und/oder Wendeeinrichtung reinigt,
wenn die Zinken die Zwischenräume zwischen den Kammstiften
passieren.
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Wenn
die Kammstifte jeweils wenigstens ein auswechselbares Federelement
aus Federstahl oder dergleichen aufweisen, können die Kammstifte Fremdstoffen,
wie Steinen oder dergleichen, federnd ausweichen. Im Gegensatz zu
bekannten Anlagen verursachen Steine oder dergleichen im Klärschlamm
enthaltene Fremdstoffe daher kein Blockieren oder Beschädigen
der Vorrichtung. Falls dennoch das Federelement eines Kammstiftes
beschädigt werden sollte, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
dass die Federelemente einzeln auswechselbar sind, und dass längere
Stillstandszeiten der Vorrichtung auftreten. So können
die bspw. rohrartigen Federelemente auf die Kammstifte aufgesteckt und
von diesen abgezogen werden.
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Die
Trockenfläche ist zumindest bereichsweise durch eine in
dem Unterbau der Trockenfläche vorgesehene Heizeinrichtung
beheizbar. Diese Heizeinrichtung kann durch Heizschlangen oder dergleichen
gebildet werden, wobei im Bereich der Kammstifte und/oder in Dehnfugen
ein spezieller Schutz der Heizung vorgesehen sein kann.
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Wenn
weiter die Trockenfläche zumindest bereichsweise in einem
nach Art eines Gewächshauses aufgebauten Gebäude
angeordnet ist, kann der Klärschlamm oder dergleichen zumindest
teilweise solar getrocknet werden. Das Gebäude hat dabei
die Aufgabe, den zu trocknenden Klärschlamm vor Regen oder
dergleichen Witterungseinflüssen zu schützen,
die Sonnenstrahlung zur Erwärmung des Gebäudeinnenraums
bzw. des auf die Trockenfläche aufgebrachten Klärschlamms
zu nutzen und Feuchtigkeit durch Be- und Entlüftung abzuführen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die
Förder- und/oder Wendeeinrichtung wenigstens einen entlang
einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche
in Förderrichtung verlaufenden Förderstrecke und
einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Kratzförderer
oder Räumbalken auf. Alternativ oder zusätzlich
hierzu kann die Förder- und/oder Wendeeinrichtung mehrere
entlang einer zumindest im Wesentlichen parallel zu der Trockenfläche
in Förderrichtung verlaufende Förderstrecke und
einer Rücklaufstrecke kontinuierlich umlaufenden Eggenzinken
zum Zerkleinern, Wenden und Fördern von Klärschlamm oder
dergleichen aufweisen.
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Alternativ
oder zusätzlich zu den zuvor genannten Merkmalen zeichnet
sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen
von Schlamm oder dergleichen Biomasse auch durch einen besonders guten
Wärmeübergang zwischen der Trockenfläche, auf
die der Schlamm zum Trocknen ausbringbar ist, und einer der Trockenfläche
zugeordneten Heizeinrichtung aus, die beispielsweise in dem Unterbau
der Trockenfläche vorgesehen ist. Hierzu bestehen erfindungsgemäß die
Trockenfläche und/oder der Unterbau aus einer Betonmischung,
der wenigstens ein die Wärmeleitfähigkeit erhöhender
Zuschlagstoff beigemischt ist. Als ein die Wärmeleitfähigkeit
erhöhender Zuschlagstoff kommen beispielsweise ein Metall
oder eine Metalllegierung in Betracht. Nach einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sind der Betonmischung Metallspäne,
insbesondere Stahl- oder Eisenspäne, als eine die Wärmeleitfähigkeit
erhöhender Zuschlagstoff beigemischt.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es
zeigen schematisch:
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1 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
in Förderrichtung und
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2 ausschnittsweise
vergrößert einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung nach 1 quer zur Förderrichtung.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist zum
Trocknen von Klärschlamm oder dergleichen eine Trockenfläche 2 auf, über
welche der Klärschlamm mittels einer Förder- und/oder
Wendeeinrichtung 3 transportierbar ist. Die Trockenfläche 2, welche
beispielsweise eine Länge von bis zu etwa 50 m aufweisen
kann, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform durch
einen ein- oder mehrschichtigen Unterbau aus Beton und eine Dämmschicht
gebildet. In dem Unterbau ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, um
die Trockenfläche 2 in der Art einer Fußbodenheizung
erwärmen zu können.
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Die
Förder- und/oder Wendeeinrichtung 3 ist durch
einen Räum- oder Kratzerbalken 4 gebildet, an welchem
zinkenartige Kratzerbolzen 5 oder dergleichen nach unten
in Richtung zu der Trockenfläche 2 hinweisen.
Der Kratzer- bzw. Räumbalken 4 kann dabei über
Ketten, Seile oder dergleichen derart angetrieben geführt
sein, dass dieser auf einer kontinuierlich umlaufenden Bahn in einer
in 1 durch einen Pfeil angedeuteten Förderrichtung über
die Trockenfläche 2 bewegt und auf einer Rücklaufstrecke
zu seiner Ausgangsposition zurückbewegt wird. Die Förder-
und/oder Wendeeinrichtung 3 ist dabei derart ausgebildet,
dass die Kratzerbolzen 5 in den zu trocknenden Klärschlamm 1 oder
dergleichen eintauchen und mit geringem Abstand über die
Trockenfläche 2 geführt werden.
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Auf
diese Weise wird der Klärschlamm in Richtung des Pfeils
gefördert und gleichzeitig gewendet und zerkleinert.
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Wie
aus der Darstellung der 2 ersichtlich ist, sind die
Kratzerbolzen 5 auf dem Kratzerbalken 4 drehbar
gelagert. Die Kratzerbolzen 5, die als gekröpfte
Bolzen ausgeführt sind, können auch um einen kleinen
Betrag, nämlich um den Abstand zwischen der Kröpfung
und dem in 2 unteren Ende des Kratzerbalkens 4,
in der Figur nach oben bewegt werden, um einem Hindernis oder einer
Unebenheit auszuweichen. Durch die Ausbildung der Kratzerbolzen 5 als
Exzenterbolzen mit einem unteren (Kratzer-)Teil des Kratzerbolzens,
der exzentrisch zum oberen (Lager-)Teil angeordnet ist, ist sichergestellt, dass
der Kratzerbolzen 5 beim Anstoßen an einen Bolzen 6 in
dem in 2 schematisch angedeuteten Bodenkamm seitlich
ausweichen und störungsfrei den Bodenkamm durchfahren kann.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist der Kratzerbolzen 5 so
gestaltet, dass die Mittelachse des oberen (Lager-)Teils des Bolzens
zur Mittelachse des unteren (Kratzer-)Teils des Bolzens geneigt
ist.
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In
dem Unterbau der Trockenfläche 2 sind über
nicht gezeigte Widerlager Lagerstifte fixiert. Die Lagerstifte sind
dabei derart vorgesehen, dass sie sich nicht oder allenfalls minimal über
die Trockenfläche 2 nach oben erstrecken. Die
Lagerstifte können aus einem im Wesentlichen unnachgiebigen
steifen Material, beispielsweise aus Stahl bestehen. Zur Ausbildung
eines Kammstiftes 6 lassen sich auf die Lagerstifte bspw.
rohrartige Federelemente aufstecken, die aus einem im Vergleich
zu den Lagerstiften flexibleren Material bestehen. Die Federelemente
ragen dabei über die Trockenfläche 2 nach
oben in den Klärschlamm hinein und können ggf.
nach oben aus diesem hervorstehen.
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Die
Kratzerbolzen 5 und die Federelemente der Kammstifte 6 auf
der Trockenfläche 2 derart angeordnet, dass die
Kratzerbolzen die Zwischenräume zwischen den Kammstiften
in Förderrichtung passieren können. Der Abstand
zwischen den Kammstiften ist dabei derart gewählt, dass
Verschmutzungen von Kratzerbolzen abgestreift werden, so dass diese im
Betrieb gereinigt werden. Gleichzeitig wird der ggf. angetrocknete
Klärschlamm zerkleinert, wenn dieser durch die sich in
Förderrichtung bewegenden Kratzerbolzen 5 durch
die Zwischenräume zwischen den Kammstiften 6 gefördert
wird.
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Um
eine kontinuierlichere Belastung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 zu erreichen und ein Kippen des Räum-
oder Kratzerbalkens 4 zu vermeiden, erstreckt sich der
Balken 4 im Wesentlichen senkrecht zu der Förderrichtung,
während die Kammstifte 6 entlang einer schräg
zu der Förderrichtung und schräg zu dem Balken 4 verlaufenden
Linie angeordnet sind. Es passiert somit im Wesentlichen immer nur
ein Kratzerbolzen 5 einen Zwischenraum zwischen zwei Kammstiften 6.
Weiter kann zur Führung des Balkens 4 auf diesem
ein Zentrierstift vorgesehen sein, welcher in einer Zentriereinrichtung
geführt wird.
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Im
Betrieb wird der Klärschlamm dem Wendetechniksystem durch
eine Fördervorrichtung dosiert zugeführt. Das
Wendetechniksystem transportiert nun den Klärschlamm schonend
und staubfrei zum Austrag hin. Dabei wird der Klärschlamm
während der Transportbewegung von den an den Räumbalken 4 installierten
Kratzerbolzen 5 laufend durchkämmt und dabei gewendet,
sodass die Trocknung über die Sonnenenergie und/oder die
Fußbodenheizung optimal realisiert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4315321
A1 [0002]
- - DE 19704201 A1 [0002]
- - DE 10311554 B4 [0004]