DE3837331A1 - Vorrichtung zum abscheiden und auspressen von feststoffen aus fluessigkeiten unter druck - Google Patents

Vorrichtung zum abscheiden und auspressen von feststoffen aus fluessigkeiten unter druck

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Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden und Auspressen von Feststoffen aus Flüssigkeiten ins­ besondere auch von faserigen Bestandteilen aus Güllen, die bei der Flüssigentmistung in Stallanlagen der Tierproduktion anfallen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei der Tierintensivhaltung hat sich der Einsatz von Flüssigentmistung bewährt und wird in zunehmendem Maße angewendet.
In einer Mitteilung aus dem Institut für Technologie der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Braun­ schweig-Völkenrode, veröffentlicht in Grundl. Land­ technik Bd. 37 (1987) Nr. 3, Seite 98-107, wurden von R. Krause und R. Ahlers unter dem Titel "Verfahrens­ technik des Separierens von Flüssigmist" die Problem­ stellung der Flüssigentmistung und die Bedeutung der Fest-Flüssig-Trennung der Gülle dargestellt. Weiterhin wurden die Vor- und Nachteile einzelner Geräte aufge­ zeigt und miteinander verglichen.
Diese Veröffentlichung war auch die Grundlage der Dar­ stellung der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen und der kritischen Analyse der Firma FAN- Engineering GmbH zur Patentanmeldung "Vorrichtung zum Abscheiden und Auspressen von Feststoffen aus Flüssig­ keiten". Aktenzeichen P 38 34 982.5
Die in beiden Unterlagen aufgezeigten Maschinen gehen von der Schwerkraftentwässerung im Siebbereich der Eindickung aus. Erst nach erfolgter Aufkonzentration werden mechanische Kräfte zur weiteren Entwässerung des eingedickten Schlammes zu einem Feststoff ange­ wendet.
Die so gestalteten Geräte erfordern große Siebflächen zur Erreichung eines befriedigenden Durchsatzes. Die gewählte Loch- oder Spaltenweite steht dabei im engen Zusammenhang. Werden zur Gewährleistung eines hohen Abscheidegrades enge Siebe verwendet, sinkt die Durch­ satzleistung stark ab. Die Maschinen erreichen eine solche Größe, daß sie in kleineren landwirtschaft­ lichen Betrieben nicht mehr ökonomisch eingesetzt werden können.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Abtren­ nung und dem Auspressen von Feststoffen aus Flüssig­ keiten einen guten Abscheidegrad und eine hohe Durch­ satzleistung bei geringem maschinentechnischem Auf­ wand zu erreichen und so die Anwendung der Vorrichtung auch in kleinen Einheiten zu ermöglichen.
Merkmale der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung der technischen Aufgabe besteht darin, daß die Vorrichtung zum Abscheiden und zum Abpressen von Feststoffen aus Flüssigkeiten eine geschlossene Befülleinrichtung besitzt.
Unter dem von der Zuführpumpe erzeugten Druck gelangt die zu trennende Flüssigkeit mit den Feststoffteilchen in den für die Eindickung vorgesehenen Raum der Vor­ richtung.
In diesem Bereich befindet sich ein Siebkorb mit engen Spaltenweiten, vorzugsweise in tangentialer Anordnung. Je nach den Bedingungen der zu behandelnden Flüssig­ keiten, die aus dem Bereich der Schweine-, Rinder- oder Geflügelhaltung oder aus anderen Abwasserberei­ chen stammen und den Forderungen zum Abscheidegrad, kommen Spaltenweiten von 0,15 bis 0,6 mm zur Anwendung.
Der Druck der Zuführpumpe preßt das Wasser durch die Spalten. Die Feststoffteilchen bleiben auf dem Sieb hängen und bilden einen Teppich, der einerseits das Aussieben kleiner Teilchen des Feststoffes unterstützt und andererseits aber die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers verringert.
Um ein Versetzen des Siebkorbes zu verhindern, sind auf der sich drehenden Mittelwelle der Vorrichtung Ab­ streifer angeordnet, die gleichzeitig durch ihre leicht gedrehte Ausführung den durch den Flüssigkeitsstrom entstehenden Transport des Feststoffes zur Preßein­ richtung hin unterstützen.
Während bei der Schwerkraftentwässerung nur die Was­ sersäule der Gerätehöhe von meist weniger als 1 m den Siebeffekt hervorruft, kann mit dem Förderdruck der Zuführpumpe der Siebkorb mit einem Druck von 20 bis 30 m Wassersäule beaufschlagt werden. Im Bereich der Eindickung wird damit der größte Teil des Wassers auf einer relativ kleinen Siebfläche abgeschieden.
Der so aufkonzentrierte Schlamm gelangt nun in den Bereich der Vorverdichtung. Er hat in dieser Phase bereits eine solche Konsistenz, daß die nun auf der Mittelwelle angeordnete Schnecke die Feststoffteile erfassen und unter weiterer Entwässerung in den Preß­ teil der Vorrichtung drücken kann.
Die Spalten sind hier achsial angeordnet und geben da­ mit dem sich bildenden Feststoffpfropfen den äußeren Halt, wodurch ein Mitdrehen innerhalb der Schnecke verhindert wird. Aus diesem Grunde werden die Spalten­ weiten auch größer gewählt als im Bereich der Eindic­ kung. Der aus Feststoffteilchen gebildete Filter­ kuchen verhindert bei einer solchen, größeren Spalten­ weite das Abwandern kleiner Partikel in die Siebflüs­ sigkeit.
Je nach dem Bedingungen der zu behandelnden Flüssig­ keit und des geforderten Abscheidegrades kommen in diesem Bereich Spaltenweiten von 0,4 bis 2,0 mm zur Anwendung.
Zum Feststoffaustrag hin erfolgt der Abschluß des unter Druck stehenden Systems mit einem Feststoff­ pfropfen, der nur durch den Schneckenpreßdruck weiter befördert werden kann. Die Preßleistung der Schnecke wird dazu 5 bis 10 fach stärker ausgelegt als der an­ stehende Flüssigkeitsdruck.
Der Gegendruck, der für den Aufbau des Pfropfens be­ nötigt wird, wird von einem Ringkonus bzw. dem sich anschließenden Feststofftransportrohr erzeugt.
Wird während des Betriebes der Vorrichtung mehr Flüs­ sigkeit abgeschieden als zugehöriger Feststoff aus den Preßbereich entfernt wird, kommt es zur Aufkonzentra­ tion im gesamten Druckbereich bis zum Rückstau in die Zuführrohrleitung oder bis zur Zuführpumpe.
Zur Vermeidung dieses Vorganges wird die abgesiebte Flüssigkeit aus dem Bereich der Eindickung und der Vorverdichtung mit Hilfe eines Ventils dosiert abge­ nommen. Dabei erfolgt die Einstellung eines solchen Gegendruckes, daß von der Vorrichtung immer relativ mehr Feststoff als Flüssigkeit abgeführt wird.
In solchen Fällen, in denen die abgesiebte Flüssigkeit nicht frei in den Sammelbehälter abfließen kann, wird ein Teil des Gegendruckes für das Einbringen der Flüs­ sigkeit in einen höher liegenden Behälter verwendet.
Zur Ausbildung eines guten Feststoffpfropfens und zur Realisierung einer einfachen konstruktiven Lösung er­ folgt auf der Seite der Preßschnecke keine Lagerung der Mittelwelle.
Der im Preßbereich verdichtete Feststoff zentriert mit Unterstützung des Gegendruckkonusses das ebenfalls ko­ nische Ende der Mittelwelle sowie die Preßschnecke und ermöglicht so die fliegende Halterung dieser Vorrich­ tungsteile im Feststoffpfropfen.
Auf der Befüllseite erfolgt die Kraftübertragung vom Getriebemotor in die Mittelwelle und die Lagerung der­ selben durch ein Maschinenteil, auf das die Mittelwelle mit den Abstreifern und der Schnecke nur aufgesteckt und durch den achsialen Preßdruck festgehalten wird.
Ausführungsbeispiel
Die aus den Stallanlagen kommende Gülle wird in einem Sammelbehälter aufgefangen. In diesem Behälter befin­ det sich eine Güllepumpe mit der einerseits mit einem regelbaren Teilstrom eine Homogenisierung der Gülle erfolgen und andererseits die Beschickung der im Bild 1 dargestellten Trenneinrichtung erfolgen kann.
Die zu trennende Flüssigkeit (1) gelangt so unter dem Druck der Güllepumpe durch den Befüllraum (2) in den Bereich der Eindickung. Der hier angeordnete Siebkorb (3) besitzt Spalten von 0,25 mm, durch die das Wasser unter dem Druck der Güllepumpe durchgedrückt werden kann.
Auf dem Siebkorb setzt sich der Feststoff als Teppich ab, in dem auch Feststoffteilchen die kleiner als die Schlitzweiten sind, festgehalten werden. Mit Hilfe der Abstreifer (4), die von der Mittelwelle (5) über den Siebkorb geführt werden, wird der Feststoffteppich abgenommen und vom Flüssigkeitsstrom dem Bereich der Vorverdichtung zugeleitet. Hier befindet sich ein Sieb­ korb (6) mit achsial angeordneten Spalten von 0,8 mm.
Der Transport des Feststoffes zum Preßbereich hin er­ folgt nun von der Schnecke (7), die zum Austrag hin enger werdende Schneckengänge besitzt. Durch den Ko­ nus (8) und das Transportrohr (9) wird unter dem Druck der Preßschnecke ein Feststoffpfropfen ausgebildet, der das Austreten von Flüssigkeit auf der Feststoff­ seite verhindert.
Die abgesiebte und abgepreßte Flüssigkeit (10) wird über die Stutzen (11) aus der Vorrichtung herausge­ führt. Zur Verhinderung einer Feststoffkonzentration im Zuführbereich der Trenneinrichtung wird nachfolgend mit dem Ventil (12) ein Gegendruck aufgebaut und die abgesiebte Flüssigkeit kontinuierlich dosiert entnom­ men. Der Antrieb der Mittelwelle mit den Abstreifern und der Preßschnecke erfolgt über eine Steckkupplung (13) vom Getriebemotor (14) aus.
Die Halterung und Zentrierung der Mittelwelle mit dem konischen Abschlußteil (15) erfolgt auf der Preßseite im Feststoffpfropfen, der durch den Druck der Preß­ schnecke nachfolgend als krümliges Produkt (16) ausge­ tragen wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten unter Nutzung von Siebkörpern, Ab­ streifelementen, Transport- und Preßschnecken so­ wie Einrichtungen zum Aufbau eines Gegendruckes dadurch gekennzeichnet, daß die vom Feststoff ab­ zutrennende Flüssigkeit im Bereich der Eindickung und der Vorverdichtung mit Hilfe des Druckes der Befüllpumpe durch die Siebspalten gedrückt wird und danach, durch den sich aufbauenden Druck im letzten Schneckenbereich, eine Weiterentwässerung des Feststoffes bis zu einer krümligen Substanz erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gerät auf einer Achse im Bereich der Eindickung achsiale Abstreifelemente und im Be­ reich der Vorverdichtung Schneckenelemente ange­ ordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Siebspalten im Bereich der Ein­ dickung tangential mit engen Abständen von 0,15- 0,6 mm und im Bereich der Voreindickung und Ab­ pressung achsial mit weiteren Abständen von 0,4- 2,0 mm angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeich­ net, daß im Anschluß an den Förderbereich der Preßschnecke ein Konus zum Aufbau eines solchen Gegendruckes angeordnet ist, daß der die Flüssig­ keit zurückhaltende Feststoffpfropfen nur mit dem Förderdruck der Schnecke bei Zuführung von neuem abgepreßten Feststoff aus der Maschine gedrückt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeich­ net, daß zur Regelung des Tennvorganges die die Siebkörper verlassende Flüssigkeitsmenge mit Hilfe eines Ventiles dosiert abgenommen wird.
6. Vorrichtung zum Abstreifen, zum Transport und zum Abpressen des Feststoffes dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse für die Abstreifer und für die Schnecke mit einer Steckkupplung auf die Lagerung des Antriebes aufgesteckt und auf der Preßseite mit einem in den Feststoffpfropfen rei­ chenden Zapfen zentriert wird.
DE3837331A 1988-11-03 1988-11-03 Vorrichtung zum abscheiden und auspressen von feststoffen aus fluessigkeiten unter druck Withdrawn DE3837331A1 (de)

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