DE4001024A1 - Verfahren und vorrichtungen zur abtrennung von feststoffen aus schleimigen gallertartigen suspensionen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

In Stallanlagen der Rinderhaltung mit Flüssigentmistung, insbesondere bei der Verwendung von Güllekellern direkt unter der Aufstallung und bei Frischgrasfütterung fällt eine schleimige, gallertartige Gülle an, die mit Einrichtungen wie Sieben, Schneckenpressen und Dekantern nicht oder nur unzureichend in ihre feste und ihre flüssige Phase zu trennen ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Abscheidung dieser Feststoffe aus solchen schleimigen gallertartigen Suspensionen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Tierintensivhaltung hat sich der Einsatz von Flüssigentmistungen bewährt und wird in zunehmendem Maße angewendet.

In einer Mitteilung aus dem Institut für Technologie der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Braunschweig- Völkenrode, veröffentlicht in Grundl. Landtechnik, Bd. 37 (1987), Nr. 3, Seite 98-107, wurden von R. Krause und R. Ahlers unter dem Titel "Verfahrenstechnik des Separierens von Flüssigmist" die Problemstellung der Flüssigentmistung und die Bedeutung der Fest-Flüssig-Trennung der Gülle dargestellt. Weiterhin wurden die Vor- und Nachteile einzelner Geräte aufgezeigt und miteinander verglichen.

Im praktischen Betrieb dieser Geräte zeigte sich, daß bei schleimigen gallertartigen Güllearten, wie sie in Stallanlagen der Rinderhaltung mit Flüssigentmistung, insbesondere bei der Verwendung von Güllekellern direkt unter der Aufstallung und bei Frischgrasfütterung anfallen, Siebe, Schneckenpressen und Dekanter nicht oder nur unzureichend in der Lage sind, die feste und flüssige Phase voneinander zu trennen.

Ein Gerät, welches mit solchen Problemgüllen fertig wird, ist der Preßwalzenseparator mit Siebzylinder. Der zwischen zwei Walzenpaaren umlaufende gelochte Blechzylinder trennt den Raum der Güllezuführung vom Raum der ablaufenden, von den Feststoffen befreiten Flüssigkeit. Die feststoffbelastete Suspension wird von dem ersten Walzenpaar auf das Lochblech des Siebzylinders gedrückt, wobei die zum Teil fasrigen Feststoffe auf dem Sieb liegen bleiben und von dem zweiten Walzenpaar noch weiter ausgepreßt werden. Die schleimige Flüssigkeit entweicht durch die Löcher im Sieb zum Abfluß hin.

Die Nachteile dieses Gerätes liegen in seinem Aufbau begründet. Der durch die beiden Preßwalzen geführte Siebblechzylinder, der nur von diesen geführt werden kann, unterliegt einem hohen Verschleiß. Damit entstehen seitliche Undichtigkeiten, die die Wirksamkeit der Maschine nach kurzer Betriebszeit negativ beeinflussen.

Die Siebblechstärke steht in Abhängigkeit zu den Lochdurchmessern. Bei 1,5-mm-Löchern kann das Blech nur 1- 1,5 mm stark sein und wird damit von harten Fremdkörpern leicht deformiert.

Der Siebblechzylinder mit den beiden Preßwalzenpaaren erfordert einen Mindestdurchmeser für den Zylinder und damit für den Gesamtaufbau der Maschine. Ihr Einsatz ist daher nur für die Trennung der Gülle in großen Anlagen sinnvoll. Dabei wird nur ein Trockensubstanzgehalt im Feststoff von 18-20% erreicht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Gestaltung einer einfachen robusten Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffen, insbesondere der fasrigen Substanzen, aus schleimigen gallertartigen Flüssigkeiten.

Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit den Feststoffen beladene, schleimige gallertartige Suspension auf den vorderen Teil eines sich drehenden Walzenpaares aufgebracht wird. Während sich die schleimige Flüssigkeit zum Ende des Walzenpaares hin bewegt, werden die Feststoffe im Spalt zwischen den beiden Walzen erfaßt, ausgepreßt und auf die Feststoffaustragsseite der Trenneinrichtung transportiert.

Die verwendeten gummierten Walzen werden durch Federkraft aneinandergedrückt und können so bei größeren Feststoffteilchen ausweichen.

Der Grad der Abtrennung der Feststoffe aus der schleimigen, gallertartigen Suspension hängt von der Länge und der Drehzahl der Walzen sowie von der Durchsatzleistung ab.

Eine Leistungserhöhung wird durch den Einsatz mehrerer Walzenpaare erreicht, die sowohl im Quadrat mit einem rohrartigen Durchgang wie auch als Fläche angeordnet werden können.

Der Einsatz der Preßwalzen erfolgt vorrangig im Zusammenwirken mit Preßschneckenseparatoren, die ein weiteres Auspressen des Feststoffes auf über 28% Trockensubstanzgehalt ermöglichen.

Ausführungsbeispiel

Im Bild 1, 2 und 3 sind drei prinzipielle Ausführungsbeispiele von Preßwalzenseparatoren dargestellt.

Bild 1 zeigt einen Preßwalzenseparator mit nur einem Preßwalzenpaar.

Die mit Feststoffen beladene, schleimige gallertartige Suspension (1) wird mit Hilfe einer Dosierpumpe der Trenneinrichtung zugeführt.

Die Befüllung der Maschine kann aber auch mit einer Kreiselpumpe, gegebenenfalls mit Schneidwerk, erfolgen. In diesem Falle wird von der Pumpe eine größere Menge dieser Suspension bereitgestellt, als von der Maschine verarbeitet werden kann. Durch eine regelbare Drosselung am Flüssigkeitsausgang des Separators wird der Durchsatz entsprechend der geforderten Feststoffentlastung eingestellt. Die überschüssige Menge wird über einen Überlauf zum Behälter der Tauchpumpe zurückgeführt.

Zuerst gelangt die mit Feststoffen beladene, schleimige gallertartige Suspension in den Einlaufbereich der Preßwalzen. Eine Walze (2) ist fest gelagert und dreht sich im Uhrzeigersinn, während die andere Walze (3) beweglich angeordnet ist. Sie dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und wird durch die Federn (4) gegen die sich sich drehende fest gelagerte Walze gedrückt. Der benötigte Federdruck kann entsprechend der Art des zu separierenden Materials eingestellt werden.

Durch die Rotationsbewegung der Walzen erfolgt eine intensive Durchmischung der Suspension. Die Zone vom Einlauf bis zum Ablauf stellt den Bereich der Separation (5) dar.

Feststoffteile gelangen hier ständig zwischen den von den beiden Walzen gebildeten Spalt und werden so aus der schleimigen gallertartigen Flüssigkeit herausgeführt. Die Gummierung (6) der Walzen unterstützt dabei das Erfassen und Auspressen dieser Teile. Im Bereich der Separation erfolgt so eine ständige Verringerung des Anteiles an Feststoffen in der Suspension vom Einlauf bis zum Auslauf hin.

Der abgeschiedene Feststoff (7) wird von den Abstreifern (8) von den Walzen abgenommen und fällt aus dem Preßwalzenseparator heraus. Auf der Auslaufseite verläßt die von den Feststoffen befreite Flüssigkeit (9) den Separator.

Der Antrieb des Walzenpaares erfolgt über die Achsstummel (10) vorrangig mit einem Kettenantrieb. Antrieb, Lager und Abdichtungen entsprechen dem technischen Standard und sind im Bild 1 nicht dargestellt.

Bei einem Ausführungsbeispiel eines Preßwalzenseparators mit nur einem Preßwalzenpaar haben die Walzen einen Durchmesser von 15 cm und eine Länge von 1 m. Die Drehzahl beträgt 1-2 U/sec. Je nach Art der mit Feststoffen beladenen, schleimigen gallertartigen Suspension und dem Grad der geforderten Abtrennung von Feststoffen aus der Suspension wird eine Durchsatzleistung von 2-4 m³/h erreicht.

Bild 2 zeigt einen Preßwalzenseparator mit Preßwalzenpaaren. Die 4 Walzen sind hier in einem Quadrat angeordnet. Zwischen diesen bildet sich ein rohrartiger Durchgang, der zum Beschicken der Maschine benutzt wird.

Die mit Feststoffen beladene, schleimige gallertartige Suspension (1) wird wie oben beschrieben der Trenneinrichtung zugeführt und gelangt zuerst in den Einlaufbereich der sich drehenden Walzen. Zwei Walzen (2) sind fest gelagert und drehen sich gegen den Uhrzeigersinn, während die anderen zwei Walzen (3) beweglich angeordnet sind. Sie drehen sich im Uhrzeigersinn und werden durch die Federn (4) gegen die sich drehenden fest gelagerten Walzen gedrückt. Der benötigte Federdruck kann entsprechend der Art des zu separierenden Materials eingestellt werden.

Durch die Rotationsbewegung der Walzen erfolgt hier eine noch intensivere Durchmischung der Suspension als bei einem Walzenpaar.

Die rohrartige Durchführung vom Einlauf bis zum Ablauf stellt den Bereich der Separation (5) dar.

Feststoffteile gelangen ständig zwischen beide, von den zwei Walzenpaaren gebildeten Spalten und werden so seitlich aus der schleimigen gallertartigen Flüssigkeit herausgeführt. Die Gummierung (6) der Walzen unterstützt dabei ebenfalls das Erfassen und Auspressen dieser Teile.

In der rohrartigen Durchführung erfolgt so die ständige Verringerung des Anteiles der Feststoffe aus der Suspension.

Der abgeschiedene Feststoff (7) wird von Abstreifern von den Walzen abgenommen, nach unten abgeleitet und aus dem Preßwalzenseparator herausgeführt.

Auf der Auslaufseite verläßt die von den Feststoffen befreite Flüssigkeit (9) den Separator.

Der Antrieb des Walzenpaares erfolgt ebenfalls über die Achsstummel (10) vorrangig mit einem Kettenantrieb. Antrieb, Lager und Abdichtungen entsprechen dem technischen Standard und sind auch im Bild 2 nicht dargestellt.

Bild 3 zeigt einen Preßwalzenseparator ebenfalls mit zwei Preßwalzenpaaren.

Die 4 Walzen sind hier nebeneinander angeordnet und bilden so eine Fläche, auf die die mit Feststoffen beladene, schleimige gallertartige Suspension (1) aufgebracht wird.

Die linke Walze (2) ist fest gelagert und dreht sich im Uhrzeigersinn, während hier die anderen drei Walzen (3) beweglich angeordnet sind. Dabei dreht sich die mittlere ebenfalls im Uhrzeigersinn und die anderen beiden gegen den Uhrzeigersinn. Diese drei Walzen werden gemeinsam durch die Federn (4) gegen die sich drehende fest gelagerte Walze gedrückt. Der benötigte Federdruck kann auch hier entsprechend der Art des zu separierenden Materials eingestellt werden.

Die Fläche vom Einlauf bis zum Ablauf stellt den Bereich der Separation (5) dar.

Die Gummierung (6) der Walzen unterstützt das Erfassen, Auspressen und Herausführen der Feststoffteile.

Der abgeschiedene Feststoff (7) wird von den Abstreifern (8) von den Walzen abgenommen und fällt aus dem Preßwalzenseparator heraus.

Auf der Auslaufseite verläßt die von den Feststoffen befreite Flüssigkeit (9) den Separator.

Der Antrieb des Walzenpaares erfolgt auch hier über die Achsstummel (10) vorrangig mit einem Kettenantrieb. Antrieb, Lager und Abdichtungen entsprechen dem technischen Standard und sind auch im Bild 3 nicht dargestellt.

Preßwalzenseparatoren sind nur in der Lage, Trockensubstanzen im Feststoff von 15-20% zu erreichen. Der abgeschiedene Feststoff ist für eine weitere Verwendung wie z. B. der Kompostierung oder Trocknung weiter auf ca. 40% zu entwässern.

Preßwalzenseparatoren haben somit die Aufgabe, den Feststoff in einer solchen Form bereitzustellen, daß dieser beispielsweise von einem Preßschneckenseparator erfaßt und weiter entwässert werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur Abtrennung von Feststoffen aus schleimigen gallertartigen Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Feststoffen beladene Suspension auf dem vorderen Teil eines sich drehenden Preßwalzenpaares aufgebracht wird, die schleimige Flüssigkeit sich zum Ende des Walzenpaares hin bewegt und die Feststoffe von dem Spalt zwischen den beiden Walzen erfaßt, ausgepreßt und auf die Feststoffaustragsseite der Trenneinrichtung transportiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem Antrieb aus betriebene Preßwalzenpaar aus zwei sich drehenden gummierten Walzen besteht, von denen eine fest gelagert angeordnet ist, während die andere mit Federkraft gegen die fest gelagerte Walze gedrückt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßwalzenpaare in einem Quadrat angeordnet sind und so einen rohrartigen Durchflußraum bilden, wobei jedes Preßwalzenpaar von einer Federeinrichtung zusammengedrückt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßwalzenpaare in einer Ebene angeordnet sind und gemeinsam von einer Federeinrichtung zusammengedrückt werden.