DE2529503A1

DE2529503A1 - Vorrichtung zum behandeln von fliessbarem gut, insbesondere von klaerschlamm, mittels elektronenstrahlung

Info

Publication number: DE2529503A1
Application number: DE19752529503
Authority: DE
Inventors: Ernst Bosshard
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1975-07-02
Publication date: 1976-12-16
Also published as: NL7508135A; CH597905A5

Description

Vorrichtung zum Behandeln von fliessbarem Gut. insbesondere von Klärschlamm mittels Elektronenstrahlung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von fliessbarem Gut, insbesondere von Klärschlamm, mit Elektronenstrahlung, mit einem Rotor zum Führen des Gutes auf den ein Elektronenstrahl etwa radial gerichtet ist und auf dem der Elektronenstrahl längs einer Mantellinie pendelt.
Es ist vorgeschlagen worden (schweizerische Patentanmeldung Gesuch Nr. 017 238/74) zur Behandlung von Klärschlamm mit Elektronenstrahlen, den Klärschlamm in dünner Schicht auf einer rotierenden Trommel auszubreiten, welche Schicht durch einen rasch pendelnden Elektronenstrahl zeilenweise bestrahlt wird. Die Schicht wird dabei so dünn gewählt, dass die Strahlendosis der unmittelbar an der Trommel anliegenden Teilchen des Gutes, die zulässige Minimaldosis übersteigt.
Eine solche Anordnung hat den Nachteil, dass die Maximaldosis die Minimaldosis erheblich übersteigt und zudem ein noch relativ grosser Teil der Bestrahlungsenergie in der Wand der Trommel verloren geht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine sehr gleichmässige Bestrahlung des Gutes ermöglicht und ausserdem einen höheren Bestrahlungs-Wirkungsgrad aufweist. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rotor koaxial in einem kreiszylindrischen Mantel angeordnet ist, dass die einander gegenüberstehenden Zylinderflächen vom Rotor und Mantel mit Vorsprüngen versehen sind und dass an den Enden des Mantels mindestens je ein Stutzen für die Zu- bzw.
Abfuhr des zu bestrahlenden Gutes vorgesehen ist.
Die Vorsprünge sind vorzugsweise zylindrische Stifte, deren in den Ringraum zwischen Rotor und Mantel vorstehende Länge mindestens -4 der Breite des Ringraumes beträgt.
Die Stifte sind vorzugsweise in zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordnet, wobei die Stifte aufeinanderfolgender Ebenen abwechslungsweise dem Rotor und dem Mantel zugeordnet sind.
In den aufeinanderfolgenden Ebenen kann jeweils eine ungleiche Zahl von Stiften vorgesehen sein.
Die im Mantel und/oder auf dem Rotor in Axialrichtung einander benachbart angeordneten Stifte können jeweils in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sein.
Zum Durchtritt des pendelnden Elektronenstrahles kann der Mantel eine, einen achsparallelen Schlitz bildende achsparallele, kreiszylindrische Aussparung aufweisen, an deren Wandflächen, den Schlitz überspannend, ein dünnes Blech als Fenster für den Elektronenstrahl mittels mindestens einer Schiene befestigt ist.
Die Befestigungsschiene kann eine kreiszylindrische Fläche und einen Längsschlitz für den Elektronenstrahl aufweisen.
Mit dem Zweck, die Vorrichtung leicht Zusammenbauen und Demontieren zu können, kann der Mantel in einer Medianebene geteilt sein.
Bei gegebener Länge des Rotors und erwünschtem hohem Wirkungsgrad der Bestrahlung hat die Drehzahl des Rotors einen Wert, wobei jedes Teilchen des Gutes mindestens 50 Umläufe um die Rotorachse ausführt, bevor es die Vorrichtung verlässt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemässe Bestrahlungsvorrichtung im vertikalen Querschnitt; Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Elektronenstrahl-Eintrittsfensters der Vorrichtung; Fig. 3 die Abwicklung der Oberfläche des Rotors der Bestrahlungsvorrichtung; Fig. 4 schematisch, die Kurve der Strahlungsdosisverteilung zweier erfindungsgemässen Vorrichtungen mit unterschiedlichen Umlaufzahlen der Gutsteilchen.
In Fig. 1 ist ein hohler Rotor 1 dargestellt, dessen Enden in zwei Lagerböcken, von denen nur der eine 2 zum Teil sichtbar ist, drehbar gelagert sind. Der Rotor wird von einem nicht gezeichneten Motor angetrieben. Der Rotor weist eine grössere Zahl von radialen Bohrungen 10 auf, in die Stiften 11 eingepresst sind. Die Bohrungen 10 sind in zur Rohrachse senkrechten, äquidistanten Ebenen el, e2 ... en mit konstanter Umfangs- und Längsteilung angeordnet. Die Bohrungen benachbarter Ebenen sind jedoch gegeneinander versetzt, wie das in Fig.
3 durch die Schraubenlinien k angedeutet ist.
Der Rotor 1 ist von einem zylindrischen Mantel 20 umgeben, der aus einer unteren und einer oberen Halbschale 21 bzw. 22 besteht, die in einer Medianebene 23 sich berühren und an dort angeordneten Flanschen 24, 25 zusammengeschraubt sind. Der Mantel 20 ist beidseitig durch Stirnbleche 26 abgeschlossen und an den beiden Lagerböcken 2 starr befestigt. An beiden Enden weist der Mantel je einen Stutzen 28 zur Zu- bzw. Abfuhr des zu bestrahlenden Gutes auf. Im Mantel 20 ist, radial gegen den Rotor 1 gerichtet, eine Vielzahl von Stiften 30 befestigt, und zwar in zur Mantelachse rechtwinklig stehenden Ebenen f und mit konstanter Umfangsteilung, wobei jeweils Reihen von Stiften auf Mantellinien m verlaufen. Auf dem Rotorumfang sind 13 Schraubenlinien k mit Stiften 11, auf dem Mantelumfang nur 12 Mantellinien m mit Stiften 30 vorgesehen. Durch diesen Unterschied wird der Drehwiderstand des Rotors im Gut vergleichmässigt, was einen ruhigen Lauf des Rotors zur Folge hat.
Auf dem Scheitel des Mantels 20 ist eine kreiszylindrische Aussparung 40 vorgesehen, die in der oberen Halbschale 22 einen Spalt 41 entstehen lässt (Fig. 2). Die Aussparung erstreckt sich über die ganze Länge der oberen italbschale, daneben ist durch eine langgestreckte Erhöhung 42 die obere Halbschale verstärkt. In der Aussparung 40 ist eine Metallfolle 43 eingelegt und durch einen rahmenförmigen Niederhalter 44 mittels Schrauben 45 festgeklemmt. Die Metallfolie 43 dient als Eintrittsfenster für einen in Axialrichtung des Rotors 1 pendelnden, von einem Elektronenstrahlerzeuger 6Q stammenden Elektronenstrahl 61. Die Pendelfrequenz des Elektronenstrahles ist dabei unter Berücksichtigung der Strahlbreite derart auf die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel abgestellt, dass das Gut gleichmässig bestrahlt wird.
Die Vorrichtung funktioniert wie folgt: Ueber einen nicht sichtbaren - weil vor der Schnittebene von Fig. 1 liegend - Stutzen wird das zu bestrahlende Gut in den Ringraum 65 zwischen dem Rotor 1 und dem Mantel 20 eingeführt und daraus über den Stutzen 28 abgeführt. Der Rotor 1 wird dabei mit einer so hohen Drehzahl angetrieben, dass bei gegebener Länge des Rotors die einzelnen Teilchen des zu bestrahlenden Gutes auf ihrem Weg durch den Ringraum 65 mindestens 50mal umlaufen, d. h. die Ebene des pendelnden Elektronenstrahles 61 passieren. Durch die mittels der Stifte 11 und 30 erzeugte starke Turbulenz im Gut wird sichergestellt, dass die Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit bei jedem Durchgang durch die Bestrahlungsebene einen anderen Abstand von der Metallfolie 43 aufweisen. Es ergibt sich daher eine nahezu rechteckige Bestrahlungsdosis-Verteilung, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt schematisiert die Strahlungsdosis der n in einem gegebenen Zeitraum durch die Vorrichtung geführten Gutteilchen, wobei diese Teilchen nach abnehmender Dosis längs der Achse 52 geordnet von 1 bis n nemmeriert sind und n eine grosse Zahl bedeutet. Je höher die Zahl der Umläufe zl, z2 eines Teilchens im Ringraum 65 ist, desto mehr nähert sich die Charakteristik einem Rechteck, dessen obere Seite 62 gestrichelt dargestellte ist. Beträgt die Zahl der Umläufe z2 und ist für die Teilchen eine Minimaldosis Dsoll vorgeschrieben, so erreichen an Teilchen diesen Sollwert nicht. Durch Erhöhen der Zahl der Umläufe kann, sofern D unterhalb des Wendepunktes W liegt, ßn beliebig verkleinert werden. Schon bei verhältnismässig kleinen Drehzahlen ergibt sich ein praktisch zulässiges ~ #n, während der Wirkungsgrad der Bestrahlung rech hoch ist. Die Kosten der Bestrahiungsvorrichtung sind jedoch gering, so dass es möglich ist, die Elektronen-Bestrahlungstechnik auf Gebieten einzuführen, wo sie bisher zu teuer war.

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Behandeln von fliessbarem Gut, insbesondere von Klärschlamm, mit Elektronenstrahlung, mit einem Rotor zum Führen des Gutes auf den der Elektro strahl etwa radial gerichtet ist und auf dem er längs einer Mantellinie pendelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) koaxial in einem kreiszylindrischen Mantel (20) angeordnet ist, dass die einander gegenüberstehenden Zylinderflächen vom Rotor und Mantel mit Vorsprüngen (11, 30) versehen sind und dass an den Enden des Mantels mindestens je ein Stutzen (28) für die Zu- bzw. Abfuhr des zu bestrahlenden Gutes vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (11, 30) zylindrische Stifte sind, deren in den Ringraum zwischen Rotor und Mantel vorstehende Länge mindestens 4 der Breite des Ringraumes beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiften (11, 30) radial in zur Rotorachse senkrechten Ebenen (es...

en) angeordnet sind, wobei die Stiften aufeinanderfolgender Ebenen abwechslungsweise dem Rotor (1) und dem Mantel (20) zugeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in aufeinanderfolgenden Ebenen (e1, e2 e3) jeweils eine ungleiche Zahl von Stiften vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeich net, dass die im Mantel (20) und/oder auf dem Rotor (1) in Axialrichtung einander benachbart angeordneten Stiften (11, 30) jeweils in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (20) eine, einen achsparallelen Schlitz (41) bildende achsparallele, kreiszylindrische Aussparung (40) aufweist, an deren Wandflächen, den Schlitz überspannend, ein dünnes Blech (43) als Fenster für den Elektronenstrahl (61) mittels mindestens einer Schiene (44) befestigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (44) eine kreiszylindrische Fläche und einen Schlitz (41) für den Elektronenstrahl (61) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (20) in einer Medianebene geteilt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Rotors so hoch ist, dass die Gutteilchen mindestens 50 Umläufe um die Rotorachse ausführen, bevor sie die Vorrichtung verlassen.