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Presse zum Entwässern und Brikettieren. Gegenstand der Erfindung ist
eine Presse zum Entwässern und gleichzeitigen Brikettieren von mineralischen oder
vegetabilischen Stoffen, im besonderen Torf, Kohlenschlamm u. dgl., die sich durch
einen erheblichen Wassergehalt auszeichnen, dessen Entfernung bisher stets bedeutende
Schwierigkeiten bereitet" hat, zumal dabei auch verwickelte kolloidchemische Vorgänge
eine Rolle spielen.
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Die Presse besteht aus Kasten oder Formen, die mit Preßkolben oder
Preßstempeln zusammenarbeiten, wobei die Kolben oder Stempel durch eine schiefe
Ebene oder eine Kurvenbahn gesteuert werden.
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ach der Erfindung sind die Kasten oder Formen zu einem Ring oder Kranz
angeordnet, wobei zwischen dem Kastenkranz und der die Preßstempel steuernden Schrägebene
eine Relativbewegung in dem Sinne hergestellt ist, daß entweder der Kastenkranz
oder die schiefe Ebene oder etwa auch beide nach Art eines Karussells umlaufen.
Der Erfinder bezeichnet die neue Presse daher auch als Karussellpresse.
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Durch die Ausbildung einer solchen Presse als Karussellpresse werden
wesentliche Vorteile erzielt, insbesondere gegenüber den bekannten Preßbandwalzen,
bei denen umlaufende, die Kasten und Stempel mitnehmende Preßplattenbänder nach
dem Auslauf zu keinförtnig
zulaufen und so die die Preßstetnpel
vortreibende Schrägebene bilden. Bei diesen Bandpressen ergeben sich sehr viele
unausgenützte, d. h. tote Strecken, die in keinem Verhältnis zu dem großen Raumbedarf
der Presse stehen. Die Bänder lockern sich im Laufe des Betriebes und erfordern
ständige Wartung.
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Bei der neuen Karussellpresse dagegen sind unausgenützte Strecken
oder tote mitlaufende Stellen überhaupt nicht vorhanden. Die Kranzform der Preßformen
sorgt dafür, daß der Arbeitsvorgang an einer Stelle des Kreises beginnend ununterbrochen
durchgeführt und neben der Anfangsstelle wieder beendet wird. Betriebsstörungen,
wie sie bei Bandpressen durch Längungen oder Lockerwerden der Preßplattenbänder
sich ergeben, sind bei der neuen Karussellpresse ausgeschlossen. Durch Einstellung
der schiefen Ebene kann der Natur jedes Preßgutes Rechnung getragen werden.
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Wenn zwei oder mehr konzentrische Kastenkränze angeordnet sind, hat
man den Vorteil, daß man in einer Presse mit einem Preßsystem zwei oder mehr Arten
von Pressungen durchführen kann. Beim Naßpressen von Rohmoor z. B. wurden bisher
zwei Pressen benutzt. Die erste oder V orpresse entwässert das Gut auf etwa 65 Prozent.
Die noch nicht völlig gleichmäßig entwässerten, namentlich im Kern mehr als außen
nassen Preßkuchen werden nach dieser ersten Pressung zerrissen und nochmals gepreßt.
Infolge des nunmehr geringeren Volumens genügt für die zweite Pressung eine kleinere
Presse. Diesen auf zwei Pressen verteilten Vorgang gestattet die Erfindung durch
die konzentrische Anordnung mehrerer Kastenkränze in ein Preßsystem zu verlegen
und so an Personal, Raum und Zeit zu sparen. Der größere von zwei Kastenkränzen
würde für die Vorentwässerung und der kleinere für die Haupt- oder Nachentwässerung
in Betracht kommen.
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Als bekannt sind vorausgesetzt Pressen zum Formen von Ziegelsteinen
oder Braunkohlenbriketten aus verhältnismäßig trockner Masse, zu dessen Formung
es lediglich eines verhältnismäßig kurzandauernden, stoßweise wirkenden Drucks bedarf.
Im Gegensatz hierzu kommt es bei der Entwässerung so schwierig zu behandelnder Stoffe,
wie Torf oder Kohlenschlamm, grundsätzlich darauf an, daß ein langsam wirkender,
stetig zunehmender und auf eine möglichst große Strecke verteilter Druck zur Anwendung
gelangt.
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Während bei Pressen, die lediglich zum Formen dienen, die Druckstrecke
vielfach nur 50 Prozent, mitunter auch erheblich darunter beträgt, fallen
bei der vorliegenden Presse bis zu 85 Prozent des Weges auf die eigentliche Druckstrecke.
Das ist aber auch nach der wirtschaftlichen Seite hin von erheblicher Bedeutung,
insofern mit der Größe der Druckstrecke auch der Grad der Ausnutzungsfähib keit
der Presse wächst, weil die sogenannte tote Strecke, d. h. die Strecke, die nur
zum Füllen bzw. Entleeren der Formkasten dient, dadurch auf ein Mindestmaß beschränkt
wird.
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Dementsprechend muß auch die ganze Anordnung und Wirkungsweise der
Presse eine dem veränderten Zweck entsprechende, von der bisherigen Art abweichende
sein, wenn auch naturgemäß einzelne Bauteile mit denen bekannter Pressen ganz oder
teilweise übereinstimmen. Die Verschiedenartigkeit ergibt sich aber schon ohne weiteres
aus der Zweckbestimmung, und es ist z. B. ohne weiteres klar, daß eine Obst- oder
Weinpresse, auch wenn sie äußerlich gewisse Ähnlichkeiten mit einer Torfentwässerungspresse
aufweist, mit einer solchen überhaupt nicht verglichen werden kann.
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Zur Veranschaulichung der Erfindung dient die Zeichnung, und zwar
ist Abb. i ein Grundriß, Abb. 2 eine Schnittansicht (Abwicklung), Abb. 3 ein senkrechter
Längsschnitt, Abb. q. ein als Verschlußmittel für die Formkasten dienender Deckel,
Abb. 5 ein Diagramm des Arbeitsvorganges; Abb. 6, 7 und 8 sind Schaubilder zur Veranschaulichung
des Preßvorganges bei der Entwässerung von- Torf; Abb. 9 und io veranschaulichen
Einzelheiten des Druck- und Preßvorganges bei der Verarbeitung eines feinkörnigen,
nur wenig bituminösen Preßgutes; Abb. io zeigt auch die Anordnung von Druckreglern.
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Wie aus Abb. i bis 3 ersichtlich, bilden die Kasten oder Formen i
einen Ring oder Kranz, der zum Zwecke des Antriebes mit einem Zahnkranz :2 versehen
ist.
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In die Kasten i treten vön unten her die Kolben oder Stempel 3 ein.
Diese laufen mittels Rollen .4 auf der ebenfalls kreisförmigen schiefen Ebene 5,
welche die Kolben steuert und ihren Vortrieb veranlaßt. Die Kolbenfüße 6 besitzen
dreieckige Gestalt, damit sie beim Abrollen auf der schiefen Ebene 5 keine Eckungen
der Kolben gegen den Kasten hervorrufen können. Um ein Umkippen der dreieckförmigen
Kolbenfüße 6 zu verhindern und um die Kolben zu sichern, sind seitlich zu beiden
Seiten am Kastenkranz Führungsschienen 7 vorgesehen.
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Der Abschluß der Kasten i nach oben erfolgt durch Deckel 8, die mittels
Scharniere 9 an den Kasten angebracht sind. Auf den Deckeln 8 befinden sich Druckschienen
io, mit
denen die Deckel bei der Drehung des Kranzes auf den Druckrollen
z i des feststehenden Druckgerüstes 1z laufen solange der Preß-oder Entwässerungsvorgang
dauert. Sobald dieser Vorgang beendet ist und die Deckel 8 von den Druckrollen i
i freikommen, werden sie durch entsprechend gestaltete Gleitschienen 13 gefaßt,
die unter eine Nase i¢ an jedem Deckel greifen. Diese Anordnung bewirkt das Öffnen
bzw. Schließen der Deckel 8 zum Zwecke der Füllung bzw. Entleerung der Kasten. Die
Deckel dienen, wie ersichtlich, zur Aufnahme des Preßdrucks der Stempel 3 beim Preß-
oder Entwässerungsvorgang.
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An Stelle der einzelnen Deckel 8 könnte auch ein fortlaufendes Deckelband
in ähnlicher Weise Verwendung finden.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß an derjenigen Stelle, wo die
zur Öffnung der Deckel 8 dienende Schiene 13 sich befindet, die schiefe Ebene
5 steiler ansteigt, was zur Folge hat, daß die Stempel 3 rascher als bis dahin beim
Pressen hochgeschoben werden, so daß sie die Preßlinge (Brikette) aus den Kasten
i ausstoßen.
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Alsdann fällt die schiefe Ebene 5 nach der entgegengesetzten Seite
wieder ab und bewirkt dadurch den Kolbenrückgang durch das eigene Gewicht der Kolben
oder Stempel'3. Gegebenenfalls kann der Rückgang durch besondere Leitschienen 15
unterstützt werden.
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Bei der tiefsten Kolbenstellung erfolgt die Füllung der Kästen i mit
frischer Masse und hierauf das Zuklappen der Deckel 8 durch die Schienen 13.
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Die Kastenwände müssen natürlich, damit das ausgepreßte Wasser, z.
B. beim Entwässern von Rohmoor (Torf) einen Abfluß findet, ebenso wie die Deckel
und Kolbenböden in an sich bekannter Weise gelocht sein. Im besonderen kann man
zu diesem Zwecke an den Kastenwänden, den Deckeln und den Kolbenböden Rippen vorsehen,
welche das Einlegen von gelochten Platten ermöglichen, die das Abfließen des abgepreßten
Wassers gestatten.
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Es wird ausdrücklich bemerkt, daß die in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsform nur als Beispiel gelten soll, und daß selbstverständlich vielfache
Abänderungen möglich sind.
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Beispielsweise kann der Kastenkranz i feststehen und an seiner Stelle
die schiefe Ebene 5 karussellartig umlaufen. Es können aber auch beide Systeme,
d. h. Kastenkranz und schiefe Ebene, gegeneinander umlaufen.
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Die schiefe Ebene kann sowohl seitlich als auch ober- oder unterhalb
der Preßkasten angeordnet sein.
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Der Antrieb kann anstatt durch ein Zahn-oder Schneckenrad z. B. auch
durch Achsialantrieb des umlaufenden Teiles der Presse erfolgen.
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Bezüglich der Kastenwände sowie Deckel und Kolbenböden ist noch zu
bemerken, daß sie mit dem Kranz oder Ring der Presse zweckmäßig nicht starr verbunden
sind, sondern auswechselbar, so daß man, j e nach der Art des zubehandelndenGutes,
geeigneteTeile einsetzen kann. Zu bemerken ist auch noch, daß die neue Anordnung
es ermöglicht, daß zwei Kastenkränze konzentrisch zueinander angeordnet ,werden,
so daß man in einem Preßsystem zwei verschiedene Arten von Pressungen vornehmen
kann. Beispielsweise würde man bei der Bearbeitung von Rohmoor (Torf) den größeren
Kastenkranz für die V orentwässerung benutzen können und den kleineren für die Haupt-
oder Nachentwässerung.
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Endlich ist noch hervorzuheben, daß man auch Druckregler in die Druckstrecke
der schiefen Ebene einbauen kann, die in an sich bekannter Weise entweder hydraulisch
oder mit Hilfe von Federn zur Wirkung gelangen. Diese Druckregler werden je nach
der Natur des zu behandelnden Gutes entsprechend eingestellt.
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Aus Abb. 5 ergibt sich der Arbeitsvorgang einer solchen Presse in
seinen einzelnen Phasen. Die Strecke a stellt den Gesamtarbeitsvorgang dar, Strecke
b den Preßvorgang, Strecke c denAusstoß der Preßlinge, Strecke d den Kolbenrückgang
und Strecke e die Füllung der Kasten.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich bei der Presse der Erfindung
keine sogenannten toten Strecken finden, daß vielmehr sich jeder Arbeitsvorgang
geschlossen an den folgenden anreiht. Es leistet jeder Kasten und jeder Kolben nutzbringende
Arbeit, im Gegensatz zu den bekannten Bandpressen, bei welchen sich sehr erhebliche
tote Strecken finden. Hierdurch unterscheidet sich die Karussellpresse vorteilhaft
von den Preßbandwalzen oder Bandpressen.
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Aber auch gegenüber den bekannten Tischpressen ergeben sich grundlegende
Unterschiede. Tischpressen arbeiten nur mit verhältnismäßig .schnellen Drücken,
während es bei der neuen Presse auf langsame Drucksteigerung ankommt. Tischpressen
sind infolgedessen nur für ein Gut geeignet, das durch kurzen Druck in Form gebracht
werden kann, und scheiden für alle übrigen Mass.--n wegen -zu geringer Ergiebigkeit
aus. Ferner sind bei Tischpressen ebenfalls die meisten der vorhandenen Preßforrnen
unausgenutzt, weil sich in ihnen kein Arbeitsgang vollzieht. Zur Ausnutzung kommen
nur die sich gegenüberliegenden Formen, wobei in der einen Form die Pressung und
in der anderen der
Ausstoß erfolgt. Die Preßstempel heben sich nach
der Pressung bzw. nach dem Ausstoß ganz aus der Form heraus. Ein großer Tisch mit
vielen Formen verfügt über eine nur beschränkte Anzahl Preßstempel: alles Gesichtspunkte,
die dem Wesen der neuen Presse durchaus widersprechen.
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Zur Veranschaulichung des Preßvorganges, z. B. bei der Torfentwässerung,
dient Abb. 6 bis 8 der Zeichnung.
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Abb. 6 zeigt die Volumkompression, Abb. 7 die Druckkurve; die Strecke
f gibt in beiden Abbildungen die Zeit in Minuten an, während die Strecke g in Abb.
6 den Kolbenweg in Zentimetern und die Strecke h in Abb. 7 den Druck in Atmosphären
veranschaulicht. Abb. 8 zeigt die Ausbildung der Druckstrecke in verzerrtem Maßstabe
derart, daß die Grundlinie i im Verhältnis i : ioo, die Höhe k im Verhältnis i :
5 gezeichnet ist.
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Da das Abpressen des Wassers anfänglich bei ganz geringen Drucken,
jedoch unter starker Volumkompression stattfindet, ist die durch die schiefe Ebene
5 gebildete Druckstrecke entsprechend gestaltet. Durch hydraulische Druckregler
oder Federregulatoren werden Überschreitungen von Höchstdrucken wirksam vermieden.
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Beim Brikettieren von wenig oder kein Bindemittel enthaltenden Stoffen
läßt sich ein festes Brikett nur erzielen, wenn der Preßvorgang nicht durch plötzlichen,
kurzen Druck, sondern ganz allmählich bei fortwährender Steigerung erfolgt. Diese
Drucksteigerung hängt von der Korngröße, Dichte, Porosität und dem Luftgehalt des
Preßgutes ab. Die Zeit spielt also die Hauptrolle.
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Abb.9 und io erläutern den Vorgang für ein feinkörniges, nur wenig
bitumenhaltiges Preßgut. Abb. 9 veranschaulicht die Drucksteigerung abhängig von
der Zeit. In den ersten Minuten treten verhältnismäßig geringe Drucke auf, die erst
in der letzten Minute ganz bedeutend anwachsen.
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In Abb. 9 bedeutet die Strecke l die Zeit in Minuten, die Strecke
m den Druck in Atmosphären, während die Kurve den Druckverlauf veranschaulicht.
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Aus Abb. io ist die Ausbildung der Druckstrecke ersichtlich; die Einstellung
erfolgt gemäß der Volumkompression und der Druckkurve.
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Aus dieser Abbildung ist auch die Anordnung der Druckregler ersichtlich,
die mit 16 bezeichnet sind. Sie können, wie mehrfach erwähnt, als hydraulische Regler
oder als Federregulatoren ausgebildet sein. Sie sind in die die Druckstrecke bildende
schiefe Ebene so eingebaut, daß diese gemäß der Volumkompression einstellbar gemacht
ist. Man hat es so in der Hand, den Preßv organg den Eigenschaften jedes beliebigen
Gutes anzupassen.