DE19537370C1 - Verfahren zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reini­ gungsfahrzeugs, insbesondere einer Trockenkehrmaschine, bei dem die in dem Staubabscheider angesammelten Feinstäube mittels ei­ ner Fördereinrichtung herausgefördert, anschließend durch mecha­ nische Druckeinwirkung verdichtet und in Form von gepreßten Stangen oder Pellets ausgetragen werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Reinigungsfahrzeug, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Preßvorrichtung, in welche die Fördereinrichtung die angesammelten Feinstäube hineinfördert.

Derartige Verfahren und auch die angesprochene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind insbesondere von Trockenkehr­ maschinen bekannt, bei denen der Kehricht und insbesondere der Feinstaubanteil des Kehrichts während des Kehrens nicht mit Was­ ser gebunden wird. Der Feinstaub wird vielmehr in dem Staubab­ scheider an Filterelementen abgeschieden, nachdem sich zuvor der Grobkehricht unter Einwirkung der Schwerkraft und unter Mitwir­ kung einer Prallhaube im Grobkehrichtbehälter abgesetzt hat.

Das dieser Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, daß die im Staubabscheider einer Trockenkehrmaschine angesammelten Feinstäube aufgrund ihrer Partikelgröße lungengängig sind und evtl. gesundheitsschädigende Substanzen enthalten, und in unbe­ handelter Form nicht ohne weiteres dem Grobkehrichtbehälter zu­ gegeben werden können. Darüber hinaus ist es wegen des Saugluft­ stroms innerhalb des Grobkehrichtbehälters problematisch, die Feinstäube in Staubform in den Grobkehrichtbehälter zurückzufüh­ ren. Das würde zu einer endlosen Aufrechterhaltung bzw. Anrei­ cherung des Staubkreislaufes führen.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Weiterentwicklung des in der DE 4 94 211 beschriebenen Verfahrens und der dort offen­ barten Vorrichtung zum gasdichten Austragen des im Sammelraum von Gasreinigungsanlagen abgeschiedenen Staubs durch Ausschleu­ sen. Die Weiterentwicklung dieses aus dem Jahres 1930 bekannten Verfahrens wurde dadurch notwendig, da das Verpressen des Stau­ bes in eine offene Röhre keinen kontinuierlich ablaufenden Pro­ zeß ermöglicht und dadurch zur Entsorgung des Staubfilters einer Trockenkehrmaschine ungeeignet ist. Das wird im folgenden anhand der Fig. 1 erläuterte, welche ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, das hier als Argumentationshilfe dient.

Fig. 1 zeigt ein Preßrohr 8 mit einem Verschlußpfropfen 18 (Staub in gepreßter Form) und einer mit Staub gefüllten Preß­ kammer 12. Unter der Annahme eines hydrostatischen Spannungs­ zustands und eines Coulombschen Reibungszustands an der Rohrwand ergibt das mathematische Modell für den entstehenden Preßling eine exponentielle Zunahme des Druckes zum Preßstempel 17 hin mit dem Exponenten wobei µ der Reibwert, l die Länge des Preßrohres bzw. der Preßkammer, und D der Durchmesser des Preßrohres ist. Bei einem kontinuierlich ablaufenden Ver­ dichtungsprozeß mit einem alternierenden Preßstempel 17 wird in der Preßkammer 12 der neue Preßling hergestellt, der Verschluß­ pfropfen 18 aufgeschoben und der Preßling an diese Stelle be­ wegt. Das heißt, der Verschlußpfropfen 18 wird aus dem Zustand der Haftreibung in den Zustand der Gleitreibung versetzt. Da stets der Haftreibungskoeffizient größer als der Gleitrei­ bungskoeffizient ist, wird der Preßling aufgrund der exponen­ tiellen Druckzunahme mit jedem Stempelhub stärker verdichtet, was nach wenigen Hüben des Preßstempels 17 dazu führt, daß der Verschlußpfropfen 18 nicht mehr herausgepreßt wird. Eine denk­ bare Verkleinerung der Länge 1 des Verschlußpfropfens 18 würde seinerseits dazu führen, daß das im Staubfließbett enthaltene Gas in den Verschlußpfropfen 18 hinein diffundiert, die gepreßte Struktur zerstört und so die Preßlinge immer weicher werden läßt. Somit ist das bekannte Verfahren sowie die bekannte Vor­ richtung für einen kontinuierlichen Betrieb ungeeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Rückführung der Feinstäube in den Grobkehrichtbehälter ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zusätzlich zu den eingangs genannten Merkmalen des bekannten Verfahrens vor, daß die zur Verdichtung der Feinstäube erforderliche Gegenkraft im wesentli­ chen an der Austragsöffnung gegendruckgesteuert aufgebracht wird. Hierzu sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens eine Preßvorrichtung vor, die ein Preß­ rohr mit einer Preßkammer, einer Verschlußkammer und einer das Preßrohr austragsseitig abschließenden, gesteuerten Verschluß­ klappe aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung zur Behebung der Mängel des be­ kannten Verfahrens und der bekannten Vorrichtung liegt in dem Zusammenwirken von Rohrreibung und Verschlußklappe. Der Ver­ schlußpfropfen wird im Vergleich zum Preßling, der in der Ver­ schlußkammer entsteht, stark verkleinert. Die Verschlußklappe wird zur Erzeugung des Gegendrucks geschlossen gehalten, bis die gewünschte Verdichtung erreicht ist. Sodann wird die Verschluß­ klappe durch den Preßdruck geöffnet, mit dem der Preßstempel in der Verdichtungsphase angetrieben wird, wodurch sich der Aus­ schubwiderstand verkleinert und die Bewegung der Preßlinge ermöglicht wird. Die Drucksteuerung der Verschlußklappe durch den Stempeldruck der Presse ermöglicht die kontinuierliche Her­ stellung von Preßlingen in jedem gewünschten Verdichtungsgrad.

Somit werden die Feinstäube durch mechanische Druckeinwirkung aus dem mit Luft beladenen fließbettartigen Zustand in einen staubgebunden Festkörperzustand überführt und können als Preß­ linge oder Pellets ausgetragen werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen insbesondere darin, daß die Feinstäube durch die Verdichtung in staubgebun­ dener Form als Stangen oder Pellets mit einem stark reduzierten Volumen vorliegen. Daraus ergeben sich zwei alternative Möglich­ keiten der Weiterbehandlung der pelletierten oder stangenförmi­ gen Feinstäube: Zum einen ist es möglich, sie in einem geson­ derten kleineren Behälter getrennt von Grobkehricht zu sammeln. Bei dieser Weiterbehandlungsart wirkt sich die erfindungsgemäße Lösung deshalb vorteilhaft aus, da die verfestigten Feinstäube mit stark reduziertem Volumen gesammelt werden und auch nur mit diesem reduzierten Volumen anfallen. Das bringt enorme Einspa­ rungen für die Kommunen bzw. die Betreiber der Reinigungsfahr­ zeuge mit sich, da die manuelle Staubentsorgung problematisch ist. Zum anderen können die pelletierten oder stangenförmigen Feinstaubfestkörper wieder dem Grobkehricht beigemengt werden. Schließlich ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung überhaupt erst sinnvoll möglich, die Feinstäube kontinuierlich in den Grobkehrichtbehälter zurückzuführen. Die vorstehend erwähnte Anreicherung des Staubkreislaufs führt bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen an vielen Ecken und Nischen zu einem "An­ wachsen" der Feinstäube, was äußerst unerwünscht ist. Die An­ reicherung wird durch die pelletierten bzw. stangenförmigen Feinstäube vermieden, da diese somit in gebundene fester Form vorliegen. Außerdem wäre eine kontinuierliche Staubzuführung aus dem Staubbunker des Filters in den Grobkehrichtbehälter nur über Zellenradschleusen oder andere unterdruckfeste Fördereinrich­ tungen möglich, was einen erhöhten Bau- und Kostenaufwand mit sich bringen würde.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 angegeben.

Zur Weiterbildung der Preßvorrichtung ist vorgesehen, daß diese eine Kolben-/Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben in dem Preßrohr längsverschieblich verläuft, daß das Preßrohr in einer eingefahrenen Stellung des Kolben befüllbar ist, und daß die Feinstäube durch Ausfahren des Kolbens in der Verschlußkammer unter gleichzeitigem Gegendruck der gesteuerten Verschlußklappe verdichtet werden. Das Preßergebnis ändert sich exponentiell zur Preßrohrlänge und zur Haftreibung und umgekehrt proportional zum Durchmesser der Pellets bzw. des Preßstrangs, kann aber durch die erfindungsgemäße druckgesteuerte Verschlußklappe stabil, das heißt ständig reproduzierbar, verändert wenden. Mit einem wohl abgestimmten Verhältnis von Preßkammervolumen, Verschlußkammer­ volumen und einem definierten Preßstempelspiel wird das aus dem Feinstaub verdrängte Gas in den Schleusenraum zurückgeführt und somit die Staubbrückenbildung in der Schleuse vermieden. Über ein Steuerteil steuert der Druck in der Zylinder-/Kolben-Ein­ heit die Verschlußklappe derart, daß die Pellets in ausreichen­ der Festigkeit in Abhängigkeit von der Feinstaubkonsistenz einen staubfreien Auswurf gewährleisten.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch ein Preßrohr mit staubgefüllter Preßkammer 12 und einem Verschlußpfropfen 18;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des Längsschnitts durch einen Staubabscheider mit der erfindungsgemäßen Feinstaub-Preßvorrichtung;

Fig. 3a eine Seitenansicht der Preßvorrichtung mit Ver­ dichtungseinheit, Schleuse und Verschlußklappe, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 3b eine Draufsicht auf die Preßvorrichtung gem. Fig. 3a; und

Fig. 4 eine der Fig. 3b entsprechende Darstellung, jedoch mit geöffneter Verschlußklappe.

Fig. 1 zeigt ein Preßrohr mit einer Preßkammer 12 und einer Ver­ schlußkammer 13 mit einem Verschlußpfropfen 18. Für die Her­ stellung des Preßlings in der Preßkammer 12 bzw. für das Aus­ stoßen des Verschlußpfropfens 18 ist es erforderlich, daß der Verschlußpfropfen 18 gesteuert seine Position innerhalb des Preßrohrs (8) durch die Austragsöffnung verläßt, um den Platz für einen entstehenden Preßling 16 freizumachen. Hierzu wird von dem Preßstempel 17 ein Preßdruck P_s aufgebracht, während der Gegendruck P₀ durch die Rohrreibung, im wesentlichen aber durch die Verschlußklappe 9 (Fig. 2-4) erzeugt wird.

Fig. 2 zeigt die Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch einen Staubabscheider 1, der in bekannter Weise eine Reihe von Filterelementen 2 zur Staubabscheidung aufweist. Diese Filter­ elemente werden beispielsweise durch Rütteln an den Filterele­ menten oder aber von Zeit zu Zeit durch einen Druckluftstoß von den Feinstäuben befreit, die daraufhin nach unten auf eine För­ dereinrichtung 3 fallen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel be­ steht die Fördereinrichtung 3 aus zwei gegenläufig angeordneten Schneckenförderern, die mittels eines angedeutet dargestellten Antriebs 4 gedreht werden. Die Förderschnecken fördern die ange­ sammelten Feinstäube zur Mitte des Staubabscheiders, wo sie durch eine Zuführschleuse 5 in das Preßrohr 8 einer Preßvorrich­ tung 10 fallen. Die Preßvorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einer Kolben-/Zylinder-Einheit 6, 7, dem angeflanschten Preßrohr 8 und der druckgesteuerten Verschlußklappe 9.

In der eingefahrenen Stellung des Kolbens 7 der Kolben-/Zylin­ der-Einheit füllt sich der unter der Zuführschleuse 6 befind­ liche Teil des Preßrohrs 8 mittels der Förderschnecken mit Feinstäuben. Anschließend fährt der Kolben 7 in Längsrichtung des Preßrohrs 8 in die etwa durch 7′ gekennzeichnende Position aus, wobei die Feinstäube im Preßrohr 8 verdichtet werden. Das Ein- und Ausfahren des Kolbens kann im kontinuierlichen Betrieb oder, diskontinuierlich, in Abhängigkeit des Füllstandes erfol­ gen. Die zum Verdichten notwendige Gegenkraft wird in der Ver­ schlußkammer durch die Haftreibung der verpreßten Feinstäube an den Innenmantelwänden des Preßrohrs 8 und der Verschlußklappe 9 erzeugt. Die Pellets werden entweder in einen gesonderten Behälter oder aber in den Grobkehrichtbehälter transportiert. Nach dem Preßhub fährt die Kolbenstange 7 wieder ein, und gibt den Rohrinnenraum unterhalb der Zuführschleuse 5 zu einem erneuten Befüllen frei.

Fig. 3a zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenan­ sicht der Preßvorrichtung 10. Dieser detaillierteren Darstellung ist zu entnehmen, daß die Schleuse 5 mit dem Preßrohr 8 über eine Verdichtungseinheit 11 in Verbindung steht, die die Preß­ kammer 12 direkt unter der Schleuse 5 sowie eine sich daran in Preßrichtung anschließende Verschlußkammer 13 und selbstver­ ständlich entsprechende Dicht- und Führungselemente für den Preßkolben 7b aufweist. Anhand dieser Darstellung ist ersicht­ lich, daß der Kolben 7 der Fig. 2 vorzugsweise eine Kolben­ stange mit einer ersten Stufe 7a und einer daran befestigten Preßstufe 7b ist. Um die erste Stufe 7a aufnehmen zu können, ist zwischen der Verdichtungseinheit 11 und dem Zylinder 6 der Kol­ ben-/Zylinder-Einheit ein Zwischenrohr 14 vorgesehen. Die Preß­ kammer 12 bildet einen allseitig geschlossenen Raum, dessen stirnseitige Enden beim Verpressen einerseits durch den Preß­ kolben und andererseits durch den im Preßrohr 8 steckenden Preß­ strang und die Verschlußklappe 9 verschlossen werden. Da beim Verdichten die zwischen den Staubpartikeln gebundene Luft ent­ weichen muß, ist ein definiertes Spiel zwischen dem Außenumfang des Preßkolbens und der Innenmantelfläche der Verschlußkammer 13 vorgesehen, das mit "S" bezeichnet ist.

Fig. 3b zeigt eine Draufsicht auf die Preßvorrichtung 10 der Fig. 3a. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die Ver­ schlußklappe 9 mittels einer zwischengeschalteten (hier nicht dargestellten) Steuereinheit durch den Druck des Preßstempels 17 der Kolben-/Zylindereinheit in Abhängigkeit des zu erzielenden Verdichtungsergebnisses durch eine weitere Kolben-/Zylinderein­ heit 19, 20 geöffnet bzw. geschlossen gehalten wird.

Fig. 4 zeigt die geöffnete Stellung der Verschlußklappe 9.

Claims (5)

1. Verfahren zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs, insbesondere einer Trockenkehrmaschine, bei dem die in dem Staubabscheider ange­ sammelten Feinstäube mittels einer Fördereinrichtung heraus­ gefördert und anschließend durch mechanische Druckeinwirkung verdichtet und in Form von gepreßten Stangen oder Pellets ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdichtung der Feinstäube erforderliche Gegen­ kraft im wesentlichen an der Austragsöffnung gegendruckge­ steuert aufgebracht wird.

2. Vorrichtung zum staubfreien Austrag von Feinstäuben aus einem Staubabscheider eines Reinigungsfahrzeugs, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Preßvorrichtung (10), in welche die Fördereinrichtung (3) die angesammelten Feinstäube hineinfördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtung (10) ein Preßrohr (8) mit einer Preß­ kammer (12), einer Verschlußkammer (13), und einer das Preß­ rohr (8) austragsseitig abschließenden, gesteuerten Ver­ schlußklappe (9) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtung (10) eine Kolben-/Zylinder-Einheit (6, 7) aufweist, deren Kolben (7) in dem Preßrohr (8) längs­ verschieblich verläuft, daß das Preßrohr (8) in einer einge­ fahrenen Stellung des Kolbens (7) befüllbar ist, und daß die Feinstäube durch Ausfahren des Kolbens (7) in der Preßkammer (12) unter gleichzeitigem Gegendruck des Verschlußpfropfens in Wirkeinheit mit der druckgesteuerten Verschlußklappe (9) verdichtet werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelfläche des Preßrohres (8) eine die Reibung der sich verdichtenden Feinstäube bzw. des erzeugten Preß­ lings in dem Preßrohr (8) nicht beeinflussende Beschaffenheit aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die staubgebundenen Pellets oder Preßlinge getrennt ent­ sorgt oder auf dem Weg über den Saugschacht der Trockenkehr­ maschine den Kehrichtbehälter der Kehrmaschine zugeführt wer­ den können.