DE3317680C1 - Hydraulische Presse - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen festen Abfällen, bestehend aus einem Rahmen mit ortsfestem Tisch- und Kopfstück, einem Preßzylinder, einem in diesem geführten Preßkolben mit daran befestigtem Stempel, einer Kolbenstange und einer heb- und senkbaren, aus einem Rohr bestehenden Preßkammer, die im Rahmen geführt ist.

Hydraulische Pressen werden zunehmend für die Volumenreduzierung fester Abfälle, die in Blechbehältern oder Blechfässern eingelagert sind, verwendet. Dabei handelt es sich häufig um Sonderabfälle, die in der chemischen Industrie, in Forschungsinstituten und in Krankenhäusern anfallen. Insbesondere fester radioaktiv verseuchter Sondermüll, der vor allem in kerntechnischen Anlagen anfällt, muß vor dem weiteren Konditionieren, zusätzlichen Verpacken und Lagern verdichtet werden. Das erfolgt oft durch Zusammenpressen von mit den Abfällen gefüllten verschlossenen 1001-Blechfässern zu tablettenähnlichen »Kompakts«, die ihrerseits in größeren Deponiefässern z. B. in 2001-Blechfässern untergebracht werden. Dieses Verdichten wird meist mit hydraulischen Hochdruckpressen ausgeführt.

In der DE-OS 26 59 691 wird eine hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen radioaktiven Abfällen beschrieben, die aus einem ortsfesten Tisch- und Kopfstück, einem Preßzylinder mit Preßkolben und daran befestigtem Stempel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 besteht. Diese Presse besitzt aber aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung ein sehr hohes Eigengewicht und einen sehr großen Raumhöhen- und Flächenbedarf. Dadurch wird ein mobiler Einsatz dieser Presse weitgehend verhindert, und die Unterbringung derartiger Pressen gestaltet sich wegen der benötigten Räumlichkeiten, die aus Sicherheits- und Kontaminationsgründen ohnehin teuer sind, besonders aufwendig. Nachteilig sind weiterhin Aufstellung, Wartung und Dekontamination derart großer Pressen, sowie die erforderlichen zusätzlichen Schutzvorkehrungen, wie z. B. gegen Kontamination des Bedienungspersonals.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Presse zu schaffen, die ein geringes Eigengewicht aufweist, einen geringen Raumhöhen- und Flächenbedarf besitzt, wartungsarm ausgebildet ist und ein sicheres Arbeiten ohne Gefährdung des Bedienungspersonals sicherstellt.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Preßzylinder den Rahmen bildet, an dessen Kopfstück ortsfest die Kolbenstange befestigt ist, daß

ίο die Preßkammer im Preßzylinder und der Preßstempel in der Preßkammer geführt ist, und daß der Preßzylinder in der unteren Hälfte mindestens eine Besehickungs- und Entleerungsöffnung aufweist.
Vorzugsweise ist der Preßzylinder mit Verstärkungsrippen versehen.

Anhand der schematischen Abb. I bis VII wird die erfindungsgemäße Hochdruckpresse in einer beispielhaften Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt
A b b. I die Vorderansicht der Presse,

A b b. II die Presse in Beschickungs- bzw. Ausstoßposition,

Abb. lila (linke Bildhälfte) die Presse in Preßposition mit einer Kolbenstange,
Abb. IHb (rechte Bildhälfte) die Presse in Preßposition ohne Kolbenstange,

A b b. IV die Presse nit kompaktiertem Abfallfaß,
A b b. V die Presse im Schnitt AA (A b b. III),
A b b. VI die Presse in Draufsicht (Ansicht X in Abb. III),

Abb. VIl ein Detail Y(Abb. V) der Presse (Achse gedreht).

Der als Bodenplatte gestaltete Tisch (2) der hydraulischen Presse ist mit dem Kopfstück (3) mittels des Preßzylinders (1) kraftschlüssig verbunden. Der Preßzylinder

(1) kann ein oder zwei Beschickungs- und Entleerungsöffnungen (27) für den Preßraum (25) aufweisen, in der sich ein mit Abfall gefülltes Blechfaß (26) befindet, welches zu einem tablettenförmigen »Kompakt« gepreßt werden soll. Die Beschickungsöffnungen (27) können

mit einer Öffnungsquerversteifung (22) versehen und seitlich durch Führungsverstärkungen (17) begrenzt sein. Der Preßzylinder (1) kann aus Gußeisen, Gußstahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Wanddicke des Preßzylinders (1) ist dem Preßdruck entsprechend ausgelegt. Eine Kolbenstange (10) ist mit dem Kopfstück (3) durch eine Gewindemutter (11) fest verbunden. Über Hydraulikaggregatanschlüsse (28) führen Hydraulikkanäle (29) durch das Kopfstück (3) in eine Hydraulikkammer (30). Beim Preßvorgang drückt die Hydraulikflüssigkeit auf den Kolbendeckel (8), an dem der Preßkolben (6) mit dem Preßkolbenboden (7) befestigt ist. Dabei wird der Preßkolben (6) über den Kolbendeckel (8) entlang der Kolbenstange (10) innen geführt und außerdem über den mit Dichtungselementen

(12) und Führungselementen (23) ausgestatteten Kolbendeckel (8) an der Innenseite des Preßzylinders (1) geführt und gestützt. Weiterhin wird der Preßkolben (6) am Führungsring (34) einer am Preßkolbenboden (7) befestigten Druckplatte (15) in einer Preßkammer (4) geführt, die den Preßraum (25) bildet. Die Preßkammer (4) wird axial mittels der Hydraulik-Hilfszylinder (13) bewegt. Ihrerseits wird die Preßkammer (4) oben über einen Stützring (5) und unten über Lager (14) der am Preßzylinder (1) befindlichen Führungsverstärkungen

(17) jeweils im Preßzylinder (1) geführt bzw. gestützt (Abb. VII). Durch die jeweils doppelte Führung des Preßkolbens (6) und der Preßkammer (4), die auch die seitlich auftretenden Preßkräfte beim Kompakteren

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des Preßgutes aufnehmen muß, und der jeweils lang Hydraulikanschlusses (32) und Fluten der Hydraulikgewählten Führungsabstände »C« und »D« (Abb. III) kammer (30) mit Hydrauliköl über die Anschlüsse (28) ist ein Verkanten des Preßkolbens (6) ausgeschlossen. und die Kanäle (29) eingeleitet. Zur Optimierung der Durch seine Stützfunktion verhindert der Stützring (5) Taktzeit wird die Flutung mit einem hohen Volumenein Einschnüren des Preßzylinders (1) im unteren Be- 5 strom bei niedrigem Druck begonnen. Mit steigendem reich der Beschickungsöffnungen (27). Preßwiderstand erhöht sich der Hydraulikdruck auto-

AIs günstig hat es sich erwiesen, wenn sowohl der matisch bis zum Erreichen des maximalen Betriebsdruk-

Führungsabstand »C« zwischen dem Kolbendeckel (8) kes. Das Öl entweicht aus dem Raum über den Anschluß

und dem Führungsring (34) einer am Kolbenboden (7) (32), der Preßkolben (6) taucht in die Preßkammer (25)

des Preßkolbens (6) angeordneten Druckplatte (15) als 10 ein und kompaktiert das Faß (26) zu einem tablettenarti-

auch der Führungsabstand »D« zwischen Stützring (5) gen Kompakt (33).

und den Lagern (14) größer ist als der äußere Durch- Nach dem Preßvorgang wird vor dem Hochfahren

messer des Preßzylinders (1). des Preßkolbens (6) der Hydraulikanschluß (28) ver-

Für manche Fälle ist es von Vorteil, wenn die Hydrau- schlossen. Mit den Hilfszylindern (13) wird die Preßkam-

likkammer (30) mit dem Ringraum (31), der vom Preß- 15 mer (4) hochgefahren und der Kompakt (33) freigege-

kolben (6) und der Kolbenstange (10) begrenzt wird, ben und ausgebracht.

verbunden ist. Der Ringraum (31) wirkt somit als zusatz- Nach dem Anstoßen des Stützringes (5) an den Kollicher Preßzylinder, so daß die hydraulisch wirksame bendeckel (8) und dem Entriegeln der Hydraulikan-Gesamtkolbenfläche nunmehr aus dem Kolbendeckel Schlüsse (28, 32) können die Preßkammern (4) und der (8) plus Kolbenboden (7) besteht. Dadurch ergibt sich 20 Preßkolben (6) mittels der Hilfszylinder (13) wieder in ein niedriger Betriebsdruck bei maximaler Preßkraft. Es die Ausgangs- bzw. Beladeposition gefahren werden, ist auch möglich, auf die Kolbenstange (10) zu verzieh- Das kann entweder durch Abpumpen der Hydraulikten (A b b. IHb), insbesondere bei kleineren Pressen. kammer (30) gemäß Abb. IHb oder durch Fluten des

Die an der Unterseite des Kolbenbodens (7) in Rieh- Raumes (31) gemäß Abb. IHa erfolgen,

tung des Preßgutes befestigte Druckplatte (15) ist 25 Durch die erfindungsgemäße Presse werden Gewicht,

zweckmäßigerweise gewölbt. Ein entsprechend geform- Raumhöhen- und Flächenbedarf stark reduziert, da der

tes Auflager (20) ist auf dem Tisch (2) angebracht. Die Preßzylinder (1) gegenüber Zwei- und Viersäulenstän-

dadurch bewirkte partiell größere Verdichtung des derkonstruktionen vergleichbarer anderer hydrauli-

Kompakts in seiner Achsennähe verringert sein Ausein- scher Pressen auch eine günstigere Auslegung von Tisch

andergehen nach dem Kompaktiervorgang. Die untere 30 (2) und Kopfstück (3) erlaubt und also auch einen mobi-

Innenwand der Preßkammer (4) ist mit einem auswech- Ien Einsatz ermöglicht. Diese Vorteile werden an einer

seibaren, gehärteten Verschleißeinsatz (21) ausgeklei- erfindungsgemäßen Hochdruckpresse mit einer Preß-

det. kraft von 16 000 KN gegenüber einer Viersäulenstän-

Der Verschleißeinsatz (21) ist zweckmäßig leicht ko- derpresse vergleichbarer Preßkraft verdeutlicht: Genisch ausgebildet, um das Abziehen der Preßkammer (4) 35 wicht von nur ca. 17 t gegenüber ca. 351, Verringerung vom Kompakt (33) zu erleichtern. Die Höhe des Ver- der Bauhöhe um ca. 30%, Verringerung der Grundfläschleißeinsatzes (21) ist so bemessen, daß er den Seiten- ehe um den Divisor 1,5.

druck während des Preß- bzw. Kompaktierungsvorgan- Der Preßzylinder (1) stellt zudem gemeinsam mit der

ges abfangen kann. in Preßposition befindlichen Preßkammer (4) nach au-

Die Druckplatte (15) und das Auflager (20) können 40 ßen ein wirksames abgeschlossenes Containment ge-

zweckmäßigerweise ebenfalls aus auswechselbarem, genüber dem zu verpressenden Gut dar und bietet so-

verschleißarmen Material hergestellt sein. Es ist jedoch mit zusätzlich einen hervorragenden Kontaminations-

aber auch möglich, das Auflager (20) so in den Tisch (2) schutz für das Bedienungspersonal. Die erfindungsge-

einzufügen, daß die ebene Oberkante des Auflagers (20) mäße Presse ist fernbedienbar und kann wartungsarm in

mit der Oberkante des Tisches (2) übereinstimmt. 45 »Heißen Zellen« und ähnlichen Räumen günstig einge-

An der Presse sind Perforationsvorrichtungen (18) zu setzt werden.

Erzeugung von Entlüftungslöchern in den noch nicht Die erfindungsgemäße Presse ist durch Anpassung

kompaktierten Fässern (26) angeordnet. Die Fässer (26) des Preßkolbens (6) und der Preßkammer (4) unter Ver-

können über Rollen oder Gleitbleche (16) in die Preßpo- wendung eines Adapters für das Kompaktieren von un-

sition gebracht werden. 50 terschiedlich dimensioniertem Preßgut einsetzbar.

In manchen Fällen ist es günstig, wenn der Preßzylin-

der (1) mit Verstärkungsrippen (9) versehen ist. Diese Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

können z. B. angeschweißt oder angegossen sein. Auch

hat es sich — vor allem aus Montage- und Wartungsgründen — als vorteilhaft herausgestellt, wenn der 55
Preßzylinder (1) mit dem Tisch (2) und dem Kopfstück
(3) durch Schrauben (19) verbunden ist.

Die Beschickungsöffnungen (27) können gegebenenfalls mit einer Absaugung ausgestattet sein, die nach
dem Heben der Preßkammer (4) im Anschluß an die eo
vollzogene Kompaktierung eventuell vorhandene Kontamination entfernt.

Ergänzend zur vorstehenden Beschreibung soll nachstehend der Preßvorgang mittels der erfindungsgemäi3en Presse erläutert werden. Nachdem das mit Abfall 65
gefüllte Faß (26) in die Preßposition gebracht und danach die Preßkammer (4) abgesenkt worden ist, wird der
Preß- bzw. Kompaktierungsvorgang durch Öffnen eines

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen festen Abfällen, bestehend aus einem Rahmen mit ortsfestem Tisch- und Kopfstück, einem Preßzylinder, einem in diesem geführten Preßkolben mit daran befestigtem Stempel, einer Kolbenstange und einer heb- und senkbaren, aus einem Rohr bestehenden Preßkammer, die im Rahmen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßzylinder (1) den Rahmen bildet, an dessen Kopfstück (3) ortsfest die Kolbenstange (10) befestigt ist, daß die Preßkammer (4) im Preßzylinder (1) und der Preßstempel (6, 7,15) in der Preßkammer (4) geführt ist, und daß der Preßzylinder (1) in der unteren Hälfte mindestens eine Beschickungs- und Entleerungsöffnung (27) aufweist.

2. Hydraulisch angetriebene Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßzylinder (1) mit Verstärkungsrippen (9) versehen ist.