DE20003630U1 - Vorrichtung zum Entwässern von Pressgütern - Google Patents

Description

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Anwaltsakte: 00 027 / 8 th

Dipl.-Ing. Heinz Pietzka, Hoerstgener Straße 129, 47475 Kamp-Lintfort
Vorrichtung zum Entwässern von Pressgütern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern von Pressgütern, wie z. B. Rest-, Abfallstoffen oder Schlämmen, insbesondere zur Nachentwässerung von Filterkuchen, bestehend aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper, der einseitig verschlossen ist und anderseitig durch einen innerhalb des Hohlkörpers mittels eines Antriebes verfahrbaren Pressstempel verschlossen ist, wobei der Hohlkörper zumindest eine Öffnung zum Einfüllen des Pressgutes sowie zumindest eine Ablauföffnung für die ausgepresste Flüssigkeit aufweist.

Bei der Reinigung von kommunalen und industriellen Abwässern fallen Schlämme an, die von ihrer Konsistenz her einer Suspension gleichen und aus einer flüssigen Fracht mit einem Feststoffanteil bestehen. Da derartige Schlämme aufgrund gesetzlicher Bestimmungen teilweise deponiert werden müssen, ist man bestrebt, den Flüssigkeitsanteil so gering als möglich zu halten, um zum einen die Deponierungskosten zu senken und zum anderen das Volumen des zu deponierenden Stoffes zu reduzieren. Dies gilt auch für industriell hergestellte Wertprodukte, z. B. bei der Herstellung von organischen und anorganischen Pigmenten, die nach der Filtration thermisch getrocknet werden müssen.

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Daher werden die noch pumpbaren Schlämme entwässert. Hierzu gibt es unterschiedliche Vorrichtungen, wie z. B. Zentrifugen, Filter oder Vakuumentwässerungsvorrichtungen, um die flüssige Fracht zu vermindern. Bei einem bekannten Entwässerungsverfahren werden Kammer- bzw. Membranfilterpressen verwendet, die benachbarte Platten aufweisen, zwischen denen sich Kammern mit Filtertüchern befinden, in die der flüssige Schlamm eingepresst wird. Nach dem Pressen werden die Platten auseinander bewegt, so dass der vorentwässerte Schlamm in Form von so genannten Filterkuchen mit einem Feststoffanteil von 33 bis 38 Gew.% entnommen werden kann. Eine weitergehende Entwässerung kann mit derartigen Vorrichtungen nicht erzielt werden, da die auf die Platten aufbringbaren Drücke begrenzt sind.

Zur Nachentwässerung derartiger Filterkuchen gibt es z. B. so genannte Pressbandfilter, die die bereits vorentwässerten Produkte mit hohen Flächendrücken und langen Presszeiten nachentwässern. Der erforderliche Pressdruck wird dabei über Druckwasser auf umlaufende Pressbänder und damit auf den dazwischen liegenden Presskuchen aufgebracht. Aufgrund der umlaufenden Pressbänder ist natürlich der Pressdruck begrenzt, so dass keine hinreichenden Entwässerungsgrade erzielt werden können.

Eine andere Art der Nachentwässerung von Schlämmen erfolgt mittels einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff. Hierdurch werden zwar hinreichende Entwässerungs- bzw. Nachentwässerungsgrade erreicht, jedoch erweist sich insbesondere die Entnahme des entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgutes als außerordentlich schwierig. Aufgrund der hohen Pressdrücke haften die Pressgüter stark an den Innenwänden des HohlZylinders, so dass die Entnahme mühselig und zeitaufwendig ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff so zu verbessern, dass die entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter einfacher und schneller entnehmbar sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Verschluss der dem Pressstempel gegenüberliegenden Seite als ein zur Entnahme der entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter mittels eines weiteren Antriebs verfahrbarer Stempel ausgebildet ist. Während des Pressvorganges werden die Pressgüter durch den Pressstempel zusammengedrückt und nachentwässert, wobei der Stempel als Gegenlager für den Pressvorgang dient. Sind nun die gewünschten Entwässerungs- bzw. Nachentwässerungsgrade erreicht, wird der Pressstempel mittels des Antriebs vollständig aus dem Hohlkörper verfahren. Nun wird der Stempel mittels des weiteren Antriebs in Richtung des Pressstempels bewegt, bis der Stempel mit der Stirnfläche in etwa aus dem Hohlkörper ragt, so dass die entwässerten bzw. die nachentwässerten Pressgüter leicht aus dem Hohlkörper nach unten fallen. Der Stempel kann dabei entweder synchron oder aber zeitlich versetzt zu dem Pressstempel verfahren werden. Zum anschließenden erneuten Befüllen des Hohlzylinders werden der Stempel wieder in seine Ausgangslage und der Pressstempel in den Hohlkörper bewegt.

Der Antrieb und/oder der weitere Antrieb können entweder einen Motor oder einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder umfassen.

Damit die in den Berührungsflächen von Pressstempel und Pressgut bzw. Stempel und Pressgut entstehende und sich ansammelnde, ausgepresste Flüssigkeit leichter abfließen kann, kann jeweils stirnseitig in dem Pressstempel

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und/oder in dem Stempel eine flächige Ausnehmung mit einem darin befindlichen zumindest einlagigen Filtermaterial vorgesehen sein.

Vorzugsweise kann das Filtermaterial aus übereinander angeordneten Geweben, vorzugsweise Drahtgeweben mit vorzugsweise unterschiedlichen Maschenweiten bzw. Porenweiten aufgebaut sein. Hierfür können beispielsweise Metall-Drahtgewebe -Verbundplatten verwendet werden, die aus einer Vielzahl von Drahtgewebeeinlagen, die beispielsweise durch Diffusion fest miteinander verbunden sind, verwendet werden. Dabei sind die Gewebe versetzt zueinander angeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt die Maschenweite bzw. Porenweite zum Pressstempel und/oder zum Stempel zu. Hierdurch wird erreicht, dass an der Berührungsfläche zwischen Filtermaterial und Pressgut eine geringe Maschen- oder Porenweite ein Eindringen des Pressgutes in das Filtermaterial verhindert, während die ausgepresste Flüssigkeit im Berührungsbereich mit dem Pressstempel bzw. dem Stempel gut infolge der großen Maschen- oder Porenweite in dem Filtermaterial abfließen kann.

Damit die in jeder Ausnehmung sich ansammelnde Flüssigkeit abgeführt werden kann, kann jede Ausnehmung vorzugsweise einen unterseitigen Ablauf zum Abführen der ausgepressten Flüssigkeit aufweisen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Pressstempel und/oder der Stempel randseitig vorzugsweise konisch hinterschnitten sein. Dabei kann in jedem hinterschnittenen Bereich eine Dichtung zur Abdichtung des Pressraumes vorgesehen sein.

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Zweckmäßigerweise kann die vorzugsweise aus Polyamid bestehende Dichtung in etwa die Abmessungen des durch die Hinterschneidung gebildeten Hohlraumes zwischen dem Pressstempel und der Innenwand des Hohlkörpers bzw. zwischen dem Stempel und der Innenwand des Hohlkörpers aufweisen. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine hinreichende Abdichtung des Pressraumes erfolgt, ohne dass die Bewegungen des Pressstempels bzw. des Stempels behindert werden.

Sofern die in den Schlämmen enthaltenen Feststoffanteile einen sehr geringen Durchmesser aufweisen, kann zur Erhöhung der Filtrationswirkung vor dem Pressstempel und/oder vor dem Stempel je ein zumindest das Filtermaterial überdeckendes Filtertuch vorgesehen sein.

Zur Erhöhung der Filtrationswirkung und zur Fixierung des Filtertuches kann das Filtertuch zumindest bereichsweise den Pressstempel und/oder den Stempel randseitig umfassen und zwischen dem Pressstempel und der Dichtung bzw. dem Stempel und der Dichtung fixiert sein.

Dabei kann in jedem hinterschnittenen Bereich eine umlaufende Nut vorgesehen sein.

Zur Fixierung des Filtertuchs in der Nut kann ein Klemmmittel, vorzugsweise ein Spannring vorgesehen sein. Es können aber auch andere Klemmmittel wie z. B. Gummibänder oder Schellen verwendet werden.

Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Innenwände des Hohlkörpers kann die Innenfläche des Hohlkörpers zumindest im Bereich des verschiebbaren Pressstempels und/oder des Stempels einen keramischen Überzug aufweisen. Ein solcher

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keramischer Überzug eignet sich besonders beim Entwässern bzw. Nachentwässern von abrasiven Stoffen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Innenfläche des Hohlkörpers zumindest im Bereich des verschiebbaren Pressstempels und/oder des Stempels mit Nickel und/oder Chrom angeeichert sein. Nach einer Wärmebehandlung bilden sich in dem Hohlkörper Nickelkarbide.

Im Folgenden wird ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem in der Ausgangsstellung befindlichen Pressstempel,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 mit einem in der Endstellung befindlichen Pressstempel,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 mit einem in der Endstellung befindlichen Stempel zur Entnahme der entwässerten bzw. der nachentwässerten Pressgüter,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Hohlkörper mit einem hinterschnittenen Pressstempel und

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein Filtermaterial.

In allen Figuren werden für gleiche oder gleichartige Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

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Fig. 1 zeigt einen Hohlkörper 1, in dem innenseitig auf der einen Seite ein verfahrbarer Pressstempel 2 angeordnet ist. Dem Pressstempel 2 gegenüberliegend ist ein weiterer Stempel 3 vorgesehen. Der Pressstempel 2 und der Stempel 3 weisen wie aus Fig. 4 ersichtlich jeweils frontseitig Ausnehmungen 4 auf, in denen sich ein Filtermaterial 5 befindet.

Die Ausnehmungen 4 des Pressstempels 2 bzw. des Stempels 3 münden jeweils in Rohre 6, 7. Die Rohre 6, 7 sind rückseitig mit dem Pressstempel 2 bzw. dem Stempel 3 verbunden. Die Länge ist dabei so gewählt, dass sich die Rohre 6, 7 zu jedem Zeitpunkt des Pressvorganges endseitig außerhalb des Hohlkörpers 1 befinden, so dass die ausgepressten Flüssigkeiten aus den Ausnehmungen 4 jederzeit ablaufen können.

Zur hydraulischen Betätigung des Pressstempels 2 bzw. des Stempels 3 sind rückseitig Kolben 8, 9 vorgesehen, die je in einem Kolbengehäuse 10, 11 geführt sind. Die Kolbengehäuse 10, 11 weisen dabei einen geringeren Durchmesser als der Hohlkörper 1 selbst auf. Der Pressstempel 2 bzw. der Stempel 3 sind über Stangen 12, 13 mit dem entsprechenden Kolben 8, 9 verbunden.

Oberseitig ist in dem Hohlkörper 1 eine Öffnung 14 angeordnet, über die zu entwässernde bzw. nachzuentwässernde Produkte in den Hohlkörper 1 gegeben werden. Nachzuentwässernde Schlämme werden vorzugsweise über eine nicht dargestellte Pumpe von unten über eine Einfüllöffnung 15 in den Hohlkörper 1 gefördert.

In Fig. 2 befindet sich der Pressstempel 2 in der Endstellung. Die entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter,

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wie z. B. Schlämme oder Filterkuchen, die punktiert dargestellt sind, sind dabei vollständig zusammengepresst worden, wobei die flüssige Fracht über die Rohre 6, 7 in Richtung der Pfeile 16 aus dem Hohlkörper 1 abgeführt werden. Der Stempel 3 befindet sich dabei noch in der Ausgangsstellung .

Zur Entnahme der entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter wird der Pressstempel 2, wie in Fig. 3 dargestellt, vollständig aus dem Hohlkörper 1 gefahren. Zeitgleich oder zeitlich versetzt wird der Stempel 3 in Richtung des zurückfahrenden Pressstempels 2 bis in die Stellung verfahren, in der er in etwa bündig mit dem Hohlkörper 1 abschließt. Hierdurch können die entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter, die nunmehr die Form einer Scheibe 17, deren Abmessungen im Wesentlichen dem Querschnitt des Hohlkörpers 1 entsprechen, aufweisen nach unten hin hinausfallen.

Im Anschluss daran werden der Stempel 3 wieder in seine Ausgangslage, die z. B. in Fig. 1 dargestellt ist, und der Pressstempel 2 in Richtung des Hohlkörpers 1 verfahren, bis er zumindest teilweise wieder in den Hohlkörper 1 hineinragt. Sodann können neu zu entwässernde bzw. nachzuentwässernde Pressgüter über die Öffnung 14 bzw. die Einfüllöffnung 15 in den Hohlkörper 1 gegeben werden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weist der Stempel 2 stirnseitig eine konisch ausgebildete Hinterschneidung 18 auf. In dieser konischen Hinterschneidung 18 ist eine Dichtung 19 vorgesehen, die vorzugsweise vollständig den hinterschnittenen Bereich zwischen dem Pressstempel 2 und dem Hohlkörper 1 ausfüllt. Je nach den zu

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entwässernden Pressgütern ist die Dichtung 19 elastisch oder unelastisch.

Stirnseitig ist dabei vor dem Filtermaterial 5 ein Filtertuch 2 0 angeordnet, das den Pressstempel 2 randseitig umfasst und dabei von dem Pressstempel 2 und der Dichtung 19 fixiert wird. Zur zusätzlichen Fixierung ist in dem hinterschnittenen Bereich in dem Pressstempel 2 eine Nut 21 vorgesehen, in der das Filtertuch 20 mittels eines Klemmmittels 22, wie z. B. eines Drahtbügels oder einen O-Ring fixiert wird.

Durch das Filtertuch 20 werden selbst kleinste Feststoffpartikel am Ausströmen zusammen mit den Flüssigkeiten gehindert .

Wie deutlich aus Fig. 5 zu erkennen ist, besteht das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Filtermaterial 5 aus mehreren Geweben, die versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei nimmt die Maschenweite, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, von oben nach unten hin ab. Die in diesem Ausführungsbeispiel unten dargestellte Seite des Filtermaterials 5 ist dabei in Kontakt mit dem zu entwässernden bzw. dem nachzuentwässernden Pressgutes, um ein Eindringen von Partikeln zu verhindern, während das Filtermaterial 5 im Bereich der großen Maschenweite (oben in Fig. 5 dargestellt) an dem Pressstempel 2 bzw. dem Stempel 3 zur Gewährleistung eines guten Abflusses der ausgepressten Flüssigkeit anliegt.

Aufgrund der hohen auftretenden Pressdrücke weist die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zwei gegenüberliegende Platten 23, 24 auf, die mittels nicht dargestellter Zuganker miteinander verbunden sind. Damit das Rohr 7,

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dass rückseitig mit dem Stempel 3 verbunden ist, verschiebbar ist, ist in der Platte 23 eine Bohrung 25 vorgesehen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Entwässern von Pressgütern, wie z. B. Rest-, Abfallstoffen oder Schlämmen, insbesondere zur Nachentwässerung von Filterkuchen, bestehend aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper (1), der einseitig verschlossen ist und anderseitig durch einen innerhalb des Hohlkörpers (1) mittels eines Antriebes verfahrbaren Pressstempel (2) verschlossen ist, wobei der Hohlkörper (1) zumindest eine Öffnung (14) zum Einfüllen des Pressgutes sowie zumindest eine Ablauföffnung für die ausgepresste Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss der dem Pressstempel (2) gegenüberliegenden Seite als ein zur Entnahme der entwässerten bzw. nachentwässerten Pressgüter mittels eines weiteren Antriebs verfahrbarer Stempel (3) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb und/oder der weitere Antrieb einen Motor umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb und/oder der weitere Antrieb einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder umfasst.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils stirnseitig in dem Pressstempel (2) und/oder in dem Stempel (3) eine flächige Ausnehmung (4) mit einem darin befindlichen zumindest einlagigen Filtermaterial (5) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (5) aus übereinander angeordneten Geweben, vorzugsweise Drahtgeweben mit vorzugsweise unterschiedlichen Maschenweiten bzw. Porenweiten aufgebaut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite bzw. Porenweite zum Pressstempel (2) und/oder zum Stempel (3) zunimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausnehmung (4) vorzugsweise einen unterseitigen Ablauf zum Abführen der ausgepressten Flüssigkeit aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (2) und/oder der Stempel (3) randseitig vorzugsweise konisch hinterschnitten ist (sind).

8. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem hinterschnittenen Bereich eine Dichtung (19) zur Abdichtung des Pressraumes vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise aus Polyamid bestehende Dichtung (19) in etwa die Abmessungen des durch die Hinterschneidung (18) gebildeten Hohlraumes zwischen dem Pressstempel (2) und der Innenwand des Hohlkörpers (1) bzw. zwischen dem Stempel (3) und der Innenwand des Hohlkörpers (1) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Pressstempel (2) und/oder vor dem Stempel (3) je ein zumindest das Filtermaterial (5) überdeckendes Filtertuch (20) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtertuch (20) zumindest bereichsweise den Pressstempel (2) und/oder den Stempel (3) randseitig umfasst und zwischen dem Pressstempel (2) und der Dichtung (19) bzw. dem Stempel (3) und der Dichtung (19) fixiert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem hinterschnittenen Bereich eine umlaufende Nut (21) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Filtertuchs (20) in der Nut (21) ein Klemmmittel (22), vorzugsweise ein Spannring vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Hohlkörpers (1) zumindest im Bereich des verschiebbaren Pressstempels (2) und/oder des Stempels (3) einen keramischen Überzug aufweist.