und Verfahren zum Steuern einer Aufgabevorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage für ein bis zur pastösen Konsistenz entwässertes Deponie- oder Klärschlammmaterial nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen Aufgabevorrichtung.

Trocknungsanlagen mit einem Bandtrockner als Kernkomponente (nachfolgend Bandtrocknungsanlagen genannt) gestatten die effiziente Durchführung kontinuierlicher, nach dem Konvektionsprinzip arbeitender, Trocknungsverfahren. Wie in Fig. 1 an Hand einer typischen Bandtrocknungsanlage 1 der Anmelderin gezeigt, wird dabei das zu trocknende Material 60 mittels einer zuführenden Fördereinrichtung 80, einer Dosiereinrichtung 81 und mittels einer im Transportweg T angeordneten und auf das Material 60 abgestimmten Aufgabevorrichtung 10 fortlaufend als möglichst gleichmäßiges Haufwerk 62 auf ein luftdurchlässiges Förderband 20 aufgegeben. Die Aufgabe als Haufwerk 62 bewirkt eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche des zu trocknenden Materials 60 als Voraussetzung für intensive Wasserverdampfung und optimale Trocknung.

Nach der Verteilung auf das Transportband 20 durchläuft das Haufwerk 62 schonend und statisch eine tunnelartige Trocknungszone 30, an deren Ende es als Trockengut 63 auf eine abführende Fördereinrichtung 82 abgeworfen wird. Durch Vermeidung von Reibung des Haufwerks 62 wird sowohl die mechanische Abnutzung der Einrichtung 1 reduziert, als auch Staubbildung minimiert und somit Explosionsgefahr gebannt.

Die Trocknungszone 30 ist für gewöhnlich in einzelne Trocknungskammern 31, 32 ... aufgeteilt. In den einzelnen Kammern 31, 32 ... der Trocknungszone 30 wird das Haufwerk 62 von Warmluft 41 durchströmt, die in den meisten Einsatzbereichen mittels eines Lüftungssystem 40 im Kreislauf geführt wird. Der modulare Aufbau einer Trocknungszone 30 aus Kammern 31, 32 ... ermöglicht die einfache Kapazitätserweiterung durch Einfügen zusätzlicher Trocknungskammern 33, 34 ... . Die Trocknung erfolgt im Nieder- temperaturbereich bei ca. 80 bis 140 °C. Die im Bandtrockner 1 aufgefeuchtete Luft wird mittels eines Abluftgebläses 42 aus der Trocknungszone 30 abgezogen und durch eine Reihe von Wärmetauschern 50 geführt: ein Erster senkt die Temperatur der Trocknungsluft, in einer zweiten Stufe, einem Kon- densator, wird die Luft weiter abgekühlt und dadurch die Brüden auskondensiert. Anschließend wird in einer dritten Stufe die Umluft wieder angewärmt. Dieses System ermöglicht eine weitgehende Wiederverwendung der Trocknerabluft, sowie eine Reduzierung des Energiebedarfs durch interne Wärmerückgewinnung. Bekannte Bandtrocknungsanlagen arbeiten für gewöhnlich mit hoher Verfügbarkeit in einem sicheren Temperaturbereich. Sie lassen sich individuell an vorhandene Energiequellen (Dampf, Heißwasser, Thermoöl, Erdgas, Heizöl, Abwärmenutzung aus dem Betrieb von BHKW, Gasmotoren, Motorenabgase) anpassen, so dass zur Verfügung stehende Energie optimal genutzt werden kann. Soweit als Energiequelle auch Abgase zum Einsatz kommen sei hinsichtlich deren umweltverträglichen Aufbereitung vollumfänglich auf das in der DE 11 201 1 100 511 A5 niedergelegte Reinigungsverfahren der Anmelderin hingewiesen.

Industrielle oder kommunale Schlammmaterialen, die in offenen Deponieteichen oder Klärwerken etc. anfallen, sind oft mit den unterschiedlichsten Fremdkörpern verunreinigt wie z.B. metallische Partikel, Steine, Haare, Borsten, Ohrstäbchen, Wurzeln, Holzstücke, Teile aus Kunststoff oder dergleichen mehr.

Soweit als zu trocknendes Gut solch ein Schlammmaterial zum Einsatz kommt ist be- kannt, diese zunächst bis zur pastösen Konsistenz zu entwässern.

Des Weiteren sind beispielsweise aus der JP 2012-179591 A als Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage ausgebildete Einrichtungen zum Formen würstcheniörmiger Formlinge aus pastösem Schlammmaterial bekannt, welche das vorentwässerte Schlammmaterial beispielsweise mit Hilfe eines Preßkörpers durch eine Lochmatrize pressen. Es entstehen dabei würstchenförmige Formlinge, die einem Bandtrockner zum Zwecke der effektiven Trocknung der würstchenförmigen Formlinge zugeführt werden.

Bei der Förderung bis zur pastösen Konsistenz entwässerten Schlammmaterials durch eine Lochmatrize besteht allerdings die Gefahr der Verstopfung einzelner Durchgangslö- eher aufgrund der im Schlammmaterial gewöhnlich enthaltenen Fremdkörper. Dies ist auch dann der Fall, wenn das Schlammmaterial zuvor durch ein Sieb gepresst und von groben Fremdkörpern weitgehend befreit wurde, deren Abmessungen größer als der Durchmesser der Durchgangslöcher der Lochmatrize sind. Insbesondere Haare oder ande- re faserförmige Störstoffe wie Borsten, Kunststofffäden oder Holzfasern etc. werden häufig mit ihrem einen Ende durch ein anderes Durchgangsloch der Lochmatrize gedrückt als mit ihrem anderen Ende. Dies führt zu einer Querschnittverengung und anschließend zu einer Verstopfung der Durchgangslöcher mit der Folge, dass derartige Lochmatrizen häufig gereinigt werden müssen.

Zur Vermeidung bzw. Beseitigung derartiger Verstopfungen aufgrund faserförmiger Stör- stoffe ist beispielsweise aus der DE 40 13 760 C2 eine zweigeteilt ausgeführte Lochmatrize bekannt, wobei ein Oberteil der Lochmatrize als eine auf der Hauptfläche eines Grundteils aufliegenden Scherplatte ausgebildet ist, welche auf dem Grundteil der Matri- ze hin- und her verschiebbar angeordnet ist, so dass im Schlammmaterial enthaltene, sich an und in den Durchgangslöcher festsetzende faserförmiger Störstoffe abschert werden.

Die erwähnten Durchgangslöcher erstrecken sich sowohl durch das Grundteil wie auch die Scherplatte. Soweit auf eine solchermaßen zweigeteilt ausgebildete Lochmatrize je- doch grobe Fremdkörper treffen wie insb. Kronkorken, Steinchen oder vergleichbare nicht scherbare Fremdkörper, ist der Prozess zum Herstellen der würstchenförmigen Formlinge nach wie vor zu unterbrechen. Die bekannte Einrichtung ist demnach auch nicht in der Lage, während der Beseitigung nicht scherbarer Fremdkörper weiterhin würstchenformige Formlinge zu produzieren. Ein im wesentlich kontinuierlicher Arbeits- prozess ist damit nicht gesichert.

Des Weiteren wurden beispielsweise aus der JP 2003-227684 A oder der CN 103 623 745 A Aufgabevorrichtungen einer Bandtrocknungsanlage für ein bis zur pastösen Konsistenz entwässertes Deponie- oder Klärschlammmaterial bekannt, bei denen im Transportweg des Schlammmaterials wenigstens

eine erste Walze mit gegenüber ihrem Außendurchmesser rückversetzten Querrillen, und

wenigstens ein Führungsmittel so zum Außendurchmesser der ersten Walze, angeordnet sind, dass beim Drehen der ersten Walze das Schlammmaterial in die Querril- len eingezogen und zu länglichen Strangpresslingen ausgeformt wird. Gegenüber Lochmatrizen, welche regelmäßig zu Verstopfen drohen, hat der Einsatz wenigstens einer Walze mit darin ausgebildeten Querrillen zum Vorteil, dass Störstoffe beim Querlegen über zwei oder mehr Querrillen durch Scherung zerkleinert und im Übrigen mitgerissen und wie anderen Fremdkörper im Strangpressling eingeschlossen werden.

Des Weiteren ist beispielsweise aus der DE 20 2010 007 475 Ul eine kombinierte Vorrichtung zur Trocknung von Schlämmen und anderen, pastösen Materialien, bekannt, bestehend aus einem Rillenwalzentrockner und einem nachgeschalteten Bandtrockner oder Trommeltrockner oder sonstigen Warmlufttrockner, wobei der Rillenwalzentrockner in ein isoliertes Gehäuse eingebaut ist und einer oder mehreren Prallstahltrocknungsele- menten (Röhren mit Düsen) zur zusätzlichen Warmlufttrocknung der in den Rillen von drei Seiten durch Kontakttrocknung getrockneten pastösen Masse ausgerüstet ist. Schließlich sei noch auf die WO 2006/075920 AI und die CN 202 322 581 U sowie die DE 47 162 AI hingewiesen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, die Nachteile des Standes der Technik vermeidende Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage für ein bis zur pastösen Konsistenz entwässertes Deponie- oder Klärschlammmaterial sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen Aufgabevorrichtung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Steuern einer solchen Aufgabevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage für ein bis zur pastösen Konsistenz entwässertes Deponie- oder Klärschlammmaterial baut auf gattungs- bildenden Aufgabevorrichtungen dadurch auf, dass der ersten Walze ein die Strangpress- linge aus den Querrillen auskehrender Kamm mit starr in die Querrillen eingreifenden Zähnen zugeordnet ist;

dass die Enden der starr in die Querrillen eingreifenden Zähne zumindest eine Eingriffslinie definieren; dass die starr in die Querrillen eingreifenden Zahnenden zum Zahnhals und Außendurchmesser der Walze hin unter einem, eine Schneidwirkung entfaltenden, Winkel α abgeschrägt sind; und

dass die Zähne des Kammes unter einem, eine Schälwirkung entfaltenden, Win- kel ß zu einer die Eingriffslinie schneidenden Tangente der Walze angeordnet sind.

Indem erfindungsgemäß, vorzugsweise unterhalb, der ersten Walze ein die Strangpress- linge aus den Querrillen auskehrender starrer Kamm zugeordnet ist, wird nicht nur der Austrag geformter Strangpresslinge entlang einer durch die Zähne definierten Eingriffslinie aus den Querrillen sichergestellt. Vielmehr wird durch die Abschrägung der Zahnenden unter einem Winkel α eine Schneidwirkung und durch die Anstellung der Zähne unter einem Winkel ß zu einer die Eingriffslinie schneidenden Tangente der Walze eine Schälwirkung bezüglich der aus den Querrillen auszukehrenden Strangpresslinge erreicht. Der erfindungsgemäße Auskehrkamm bewirkt somit vorteilhaft zugleich eine Längung der Strangpresslinge auf eine bevorzugte Länge ein- oder mehrfach größer als deren durch die Querrillen gebildeten Querschnitt.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung haben sich insbesondere Schneidwirkung entfaltende Winkel α bewährt, welche zwischen 25° und 50°, insbesondere zwischen 30° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 35° und 40°, groß sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung haben sich insbesondere Schälwirkung entfaltende Winkel ß bewährt, welche zwischen 18° und 32°, insbesondere zwischen 21° und 29°, besonders bevorzugt zwischen 24° und 26°, groß sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kamm in mehrere, jeweils bevorzugt sechs, sieben, acht oder neun Zähne umfassende, Segmente unterteilt, wobei diese Segmente in Axialrichtung der Walze, bevorzugt verschieblich, auf einem Querträger montiert sind. Durch die Unterteilung in Segmente kann der Eingriff der Zahnspitzen in die Querrillen vorteilhaft grundeingestellt und/oder nachjustiert werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorzugsweise das Führungsmittel eine Führungsplatte z.B. aus Blech- oder Kunststoff, oder eine zweite Führungs-Walze. Beide Alternativen realisieren vorteilhaft die Scherung insbesondere faserförmiger Störstoffe soweit erforderlich. Eine zweite Walze gestattet darüber hinaus vorteilhaft das Aufbringen variabler und/oder höherer Presskräfte auf das zu trocknende Schlammmaterial und darin erhaltener Fremdkörper. In einer Weiterbildung dessen ist bevorzugt, die eine (erste) Walze gegenüber der anderen (zweiten) Walze gegensinnig drehbar zu lagern, was vorteilhaft einen verbesserten Einzug des Schlammmaterials nebst darin enthaltener Fremdkörper bewirkt.

Alternativ oder kumulativ dazu ist bevorzugt, wenn die eine (erste) Walze gegenüber der anderen (zweiten) Walze eine höhere Drehgeschwindigkeit aufweist, was besser ein ggf. gebotenes Scheren faserförmiger Störstoffe an den Querrillen gewährleistet und/oder einen verbesserten Einschluss der Fremdstoffe in den Strangpresslingen zum Vorteil hat.

Erfindungsgemäß bevorzugt ferner ist, wenn auch die zweite Walze gegenüber ihrem Außendurchmesser rückversetze Querrillen aufweist. Dies gestattet vorteilhaft einerseits eine Anpassung der effektiven Rillengeometrie an verschiedene Schlammmaterialien und/oder den Abmessungen darin enthaltener Fremdkörper. Darüber hinaus ist mittels eines zweiten, wie im Kennzeichen von Anspruch 1 definierten, Auskehrkamms eine verdoppelte Belegung des Transportbandes der Bandtrocknungsanlage mit Strangpresslingen ermöglicht. Insbesondere können die Querrillen beider Walzen zueinander versetzt oder einander gegenüberliegend ausgebildet sein, so dass effektiv im ersten Fall vorteilhaft ein fester erster (kleinerer) und im zweiten Fall ein fester zweiter (größerer) Rillenquerschnitt ausgebildet ist, wobei alternativ oder kumulativ dazu die eine Walze auch gegenüber der anderen Walze axial verschiebbar gelagert sein kann, so dass der sich aus beiden Walzen und ergebene effektive Rillenquerschnitt vorteilhaft variabel ausbildbar ist, was einen universelleren Einsatz der Anlage auch für wechselnde Schlammmaterialien und/oder unterschiedlich darin enthaltener Fremdkörper ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, das Füh- rungsmittel gegenüber der ersten Walze radial verschiebbar zu lagern. Dies hat zum Vor- teil, dass bei drohender Blockierung des Transportweges T das Führungsmittel einen für eine drohende Blockade verantwortlichen Fremdkörper passieren lassen kann. Soweit aufgrund solch kurzfristiger Weitungen des Transportwegs T keine länglichen Strang- presslinge ausgeformt werden, kann vorgesehen sein, dieses Material nicht dem Band- trockner zuzuführen sondern zuvor mittels einer geeigneten Ausbringvorrichtung (nicht dargestellt) auszubringen.

Die Walzen nebst den darin ausgebildeten Querrillen können als Drehteil gefertigt sein, womit jedoch mitunter hohe Fertigungskosten einhergehen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind deshalb aus Segmentscheiben zweierlei Typs zusammengesetzte Walzen, wobei der Durchmesser der Segmentscheiben des ersten Typs den Außendurchmesser der Walzen und der Durchmesser der Segmentscheiben des zweiten Typs die dazu rückversetzten Querrillen bilden, wobei insbesondere Segmentscheiben bevorzugt sind, welche kostengünstig aus Hartgummi, aus Kunststoff mittels Spritzguss und/oder aus Metall mittels Laserschneiden herstellbar sind. Insbesondere der Aufbau der Walzen aus zwei verschiedenen sich abwechselnden Segmentscheiben ermöglicht schließlich in den Walzen preisgünstig Querrillen mit einer rechteckförmigen Geometrie auszubilden.

Unabhängig ob in einem Drehteil gefertigt oder aus Segmentscheiben gebildet umfassen Querrillen mit einer rechteckförmigen Geometrie gleich mehrere Vorteile:

• So gewährleisten die am Umfangsrand der Walzen liegenden Kanten eine Scherung von insbesondere quer liegenden und/oder zu großen, die Rillengeometrie überragenden Fremdkörpern, also insbesondere ein Zerkleinern faserförmiger Störstoffe oder verform- oder scherbarer Fremdkörper, ohne dass dadurch nennenswerte Verstopfungen in der freien Fläche des Transportweges T auftreten.

• Darüber hinaus weisen rechteckförmige Querschnitte gegenüber runden (Lochscheiben) eine um etwa 27 % größere freie Durchtrittsfläche auf, was den Ein- schluss von Fremdkörpern und/oder Störstoffen in das Schlammmaterial erleichtert.

• Schließlich bilden rechteckförmige Querrillen rechteckförmige Strangpresslin- gen, welche gegenüber würstchenförmigen Formlingen nicht nur eine größere Trocknungsfläche aufweisen sondern seitlich auch leichter porös aufreißen und zu einem verbesserten Trocknungsverhalten insgesamt führen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat sich bewährt, die Aufgabevorrichtung zu einem Transportband der Bandtrocknungsanlage dergestalt anzuordnen, dass die Eingriffslinie zum Transportband zwischen 20 bis 40 cm, insbesondere zwischen 25 und 35 cm, besonders bevorzugt 30 cm, zueinander beabstandet sind; wobei mittels dieser Fall- höhen die Form der Strangpresslinge vorteilhaft erhalten bleibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat sich bewährt, mittels den Enden der starr in die Querrillen einer Walze eingreifenden Zähne durch abwechselnd unterschiedlich tiefen Eingriff zwei zueinander parallel versetzte Eingriffslinien auszubilden. Die Ausbil- dung zweier parallel zueinander versetzter Eingriffslinien hat die Vermeidung des Verba- ckens aus benachbarten Querrillen ausgekehrter Strangpresslinge zum Vorteil, insbesondere beim Einsatz von„weichem" Schlammmaterial.

Erfindungsgemäß bevorzugt schließlich ist die Drehzahl des Antriebsmotors einer jeden Walze einstellbar, bevorzugt mittels eines dem Motor zugeordneten Frequenzumrichters. Hintergrund dessen ist der Effekt, dass die Schneid- und Schälbarkeit der mittels Auskehrkamm aus den Querrillen auszukehrenden Strangpresslinge von der Scherfestigkeit des Deponie- oder Klärschlammmaterials abhängt. Die Stabilität von Schlämmen (und Böden) wird im Allgemeinen über die Scherfestigkeit definiert, da die Einheit Viskosität hier nicht zutreffend wäre. Der Scherwiderstand ist typischerweise mittels einer Flügelsonde messbar, insbesondere in Anlehnung an DIN 4096. Bei zu hohen Walzengeschwindigkeiten und„weichen" Schlämmen mit niedriger Schwerfestigkeit musste beobachtet werden, dass solche Schlämme zum Aufschieben beim Schneid- und Schälvorgangs neigen. D.h. die Strangpresslinge„weicher" Schlämme mit niedriger Scherfestig- keit werden bei hohen Walzengeschwindigkeiten durch den Auskehrkamm entsprechend verformt und es werden zu große Presskörper erzeugt, welche problematisch für den anschließenden Trocknungsvorgang sind. Die Einstellbarkeit der Drehzahl einer jeden Walze bietet hier Abhilfe. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dazu zudem ein Verfahren zum Steuern einer Aufgabevorrichtung einer Bandtrocknungsanlage für ein bis zur pastösen Konsistenz entwässertes Deponie- oder Klärschlammmaterial, insbesondere wie zuvor beschrieben, umfassend die folgenden Schritte

Erfassen der Scherfestigkeit des Schlammmaterials;

Steuern der Drehzahl einer jeden Walze auf Basis der erfassten Scherfestigkeit des Schlammmaterials; wobei die Scherfestigkeit des Schlammanteils (60) bevorzugt mittels einer Flügelsonde erfasst wird und/oder wobei die Drehzahl einer jeden Walze bevorzugt mittels eines dem Antriebsmotor einer jeden Walze zugeordneten Frequenzumrichters gesteuert wird. Weiterbildung des Verfahrens hat sich ein Steuerungsverfahren bewährt, bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 0,25 und 0,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 1,75 und 1,85 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 0,75 und 1,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 1,85 und 1,95 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 1,25 und 1,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 1,95 und 2,10 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 1,75 und 2,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 2,10 und 2,30 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 2,25 und 2,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 2,30 und 2,50 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 2,75 und 3,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 2,50 und 2,70 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 3,25 und 3,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 2,70 und 2,90 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 3,75 und 4,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 2,90 und 3,15 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 4,25 und 4,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 3,15 und 3,45 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 4,75 und 5,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 4,25 und 4,75 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 5,25 und 5,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 3,80 und 4,25 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 5,75 und 6,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 4,25 und 4,75 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 6,25 und 6,75 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 4,75 und 5,25 min ^"1 beträgt;

bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 6,75 und 7,25 kN/cm ² die

Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 5,25 und 5,75 min ^"1 beträgt; bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 7,25 und 7,75 kN/cm die Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 5,75 und 6,50 min ^"1 beträgt; und/oder bei dem bei einer erfassten Scherfestigkeit zwischen 7,75 und 8,25 kN/cm ² die Drehzahl wenigstens einer Walze zwischen 6,50 und 7,50 min ^"1 beträgt.

Die vorliegende Erfindung hat zum Vorteil, dass Störstoffe beim Querlegen über zwei oder mehr Querrillen durch Scherung zerkleinert und im Übrigen mitgerissen und wie anderen Fremdkörper im Strangpressling eingeschlossen werden, welcher mittels dem Schneid- und Schälwirkung entfaltenden Auskehrkamm trocknungsgünstig gelängt unter Erzielung einer gleichmäßigen Transportbandbelegung der Bandtrocknungsanlage zuführbar ist. Das faktische Risiko von Stillstands-Zeiten einer Bandtrocknungsanlage aufgrund zyklisch erforderlicher Reinigung der Aufgabevorrichtung konnte damit vorteilhaft eliminiert, zumindest aber drastisch reduziert, werden.

Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sowie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Darin zeigen schematisch:

Fig. 1 eine typische Bandtrocknungsanlagen der Anmelderin;

Fig ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aufgabevorrichtung nach der Erfindung; Fig ein zweites Ausführungsbeispiel einer Aufgabevorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Aufgabevorrichtung nach der Erfindung; Fig. 5 das Ausformen von Schlammmaterial in einer Aufgabevorrichtung nach der Erfindung zu Strangpresslingen und deren Aufgabe auf das Trocknungsband einer Bandtrocknungsanlage;

Fig. 6 die auf einem Querträger, vorzugsweise längsverschiebbar, montierten Segmente eines Auskehrkamms; Fig. 7 den Auskehrkamm aus Fig. 6 unterhalb der rechten Walze eines Walzenpaares in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 8 in einer Seitenansicht den zumindest eine Eingriffslinie definierenden Zahn eines Auskehrkamms mit zum Zahnhals und (durch die Tiefe der Querrillen definierten) Innendurchmesser der Walze hin abgeschrägtem Zahnende;

Fig. 9 den Auskehrkamm analog Fig. 8 in einer Seitenansicht mit zwei, je eine Ein- griffslinie definierenden, Zähne, gebildet durch wechselseitig unterschiedlich tief eingreifende Zahnenden;

Fig. 10 zeigt in einer Seitenansicht den zumindest eine Eingriffslinie definierenden Zahn eines Auskehrkamms im Eingriff mit einer Querrille der linken Walze eines Wal- zenpaares mit zum Zahnhals und Außendurchmesser der Walze hin abgeschrägtem Zahnende; und

Fig. 11 den Auskehrkamm analog Fig. 10 in einer Seitenansicht mit zwei, je eine Eingriffslinie definierenden, Zähne, gebildet durch wechselseitig unterschiedlich tief eingreifende Zahnenden.

Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.

Fig. 1 zeigt eine typische Bandtrocknungsanlage 1 der Anmelderin, wie diese in der obigen Beschreibungseinleitung bereits gewürdigt ist. Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufgabevorrichtung 10 einer Bandtrocknungsanlage 1, wobei Fig. 2a die Aufgabevorrichtung 10 in einer Seitenansicht und Fig. 2b die Aufgabevorrichtung 10 in einer Draufsicht zeigen. Wie in Fig. 2a ersichtlich ist die Aufgabevorrichtung 10 dabei so eingerichtet, dass im Transportweg T eines zu trocknenden Materials, insbesondere eines Schlammmaterials 60, eine erste Walze 1 1 mit gegenüber ihrem Außendurchmesser 15 rückversetzten Querrillen 14, und ein Führungsmittel 12 oder 13 angeordnet sind.

In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 2 ist das Führungsmittel vorzugsweise eine Führungsplatte 13 z.B. aus Blech- oder Kunststoff. Diese Platte 13 ist, beispielsweise mittels eines Federelements 19, so zum Außendurchmesser 15 der ersten Walze 1 1 angeordnet, dass beim Drehen der ersten Walze 1 1 (mittels einem Pfeil gekennzeichnet) das Schlammmaterial 60 in die Querrillen 14 eingezogen und zu länglichen Strangpresslingen 61 ausgeformt wird. Gegenüber bekannten Lochmatrizen, welche regelmäßig zu Verstop- fen drohen, hat der erfindungsgemäße Einsatz wenigstens einer Walze 1 1 mit darin ausgebildeten Querrillen 14 zum Vorteil, dass Störstoffe beim Querlegen über zwei oder mehr Querrillen 14 durch Scherung zerkleinert und im Übrigen mitgerissen und wie andere Fremdkörper im Strangpressling 61 eingeschlossen werden. In den Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 ist das Führungsmittel vorzugsweise eine zweite (Führungs-) Walze 12. Beide Alternativen begünstigen vorteilhaft die Scherung insbesondere faserförmiger Störstoffe soweit erforderlich. Eine zweite (Führungs-) Walze 12 gestattet darüber hinaus vorteilhaft das Aufbringen variabler und/oder höherer Presskräfte auf das zu trocknende Schlammmaterial 60 und darin erhal- tener Fremdkörper.

Fig. 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einer Aufgabevorrichtung nach der Erfindung; wobei Fig. 3 a die Aufgabevorrichtung 10 in einer Seitenansicht und Fig. 3b die Aufgabevorrichtung 10 in einer Draufsicht zeigen. Wie mittels Pfeilen gekennzeichnet, ist bevorzugt, die eine (erste) Walze 1 1 gegenüber der anderen (zweiten) Walze 12 gegensinnig drehbar zu lagern, was vorteilhaft einen verbesserten Einzug des Schlammmaterials 60 nebst darin enthaltener Fremdkörper bewirkt.

Die beiden Walzen 1 1 und 12 können gleiche Drehgeschwindigkeiten aufweisen. Alter- nativ dazu kann eine Ausgestaltung bevorzugt sein, bei welcher die eine (erste) Walze 1 1 gegenüber der anderen (zweiten) Walze 12 eine höhere Drehgeschwindigkeit aufweist, was besser ein ggf. gebotenes Scheren faserförmiger Störstoffe an den Querrillen 14 gewährleistet und/oder einen verbesserten Einschluss der Fremdstoffe in den Strangpresslingen 61 zum Vorteil hat. Wie Fig. 3b verdeutlich, weist bevorzugt auch die zweite Walze 12 gegenüber ihrem Außendurchmesser rückversetzte Querrillen 14 auf. Dies gestattet vorteilhaft eine Anpassung der effektiven Rillengeometrie an verschiedene Schlammmaterialien 60 und/oder den Abmessungen darin enthaltener Fremdkörper. Insbesondere können die Querrillen 14 beider Walzen 1 1 und 12 - wie in Fig. 3b dargestellt - einander gegenüberliegend ausgebildet sein, so dass effektiv in diesem Fall vorteilhaft ein fester maximal großer Rillenquerschnitt ausgebildet ist.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Aufgabevorrichtung nach der Erfin- dung; wobei Fig. 4a die Aufgabevorrichtung 10 in einer Seitenansicht und Fig. 4b die Aufgabevorrichtung 10 in einer Draufsicht zeigen. Was Fig. 4a anbelangt, sei auf die Ausführungen zu Fig. 3 a verwiesen. Gegenüber der Ausgestaltung in Fig. 3b verdeutlicht Fig. 4b, wie die Querrillen 14 beider Walzen 1 1 und 12 zueinander versetzt ausgebildet sein können, so dass effektiv im diesem Fall vorteilhaft ein fester erster minimal kleiner Rillenquerschnitt, von beispielsweise 10 mm Durchmesser oder bei den unten beschriebenen rechteckförmigen Rillen 14 von beispielsweise etwa 10 x 10 mm, ausgebildet ist.

Alternativ oder kumulativ dazu kann die eine Walze 1 1 oder 12 auch gegenüber der anderen Walze 12 oder 1 1 axial verschiebbar gelagert sein, so dass der sich aus beiden Walzen 1 1 und 12 ergebene effektive Rillenquerschnitt, von beispielsweise etwa 10 mm x 20 mm bei Rechteckform, vorteilhaft variabel - zum einen wie in Fig. 3 und zum anderen wie in Fig. 4 dargestellt und beschrieben - ausbildbar ist, was einen universelleren Einsatz der Anlage 1 auch für wechselnde Schlammmaterialien 60 und/oder unterschiedlich darin enthaltener Fremdkörper ermöglicht.

Fig. 4c zeigt das Walzenpaar 1 1 und 12 aus Fig. 4b in einer perspektivischen Teilansicht; Fig. 4d im Gehäuse einer Aufgabevorrichtung 10 einer Bandtrocknungsanlage 1. Als Größe bzw. Durchmesser der Walzen 1 1 und 12 wurden bevorzugt Größen von 300 mm +/- 50 mm gewählt. Diese Dimensionierungen erwiesen sich als günstiger Kompromiss zwischen Einzugssicherheit des zu trocknenden Materials 60 (größere Walzen 1 1 bzw. 12 ziehen besser ein) und dem transportablen Gesamtgewicht und den Kosten einer Aufgabevorrichtung 10 nach der Erfindung. Insbesondere wurde eine Walze 1 1 fest und die zweite Walze 12 verstellbar gelagert, so dass der Spalt zwischen beiden Walzen 1 1 und 12 verstellt werden kann. Beide Walzen 1 1 und 12 wurden ferner bevorzugt mit jeweils einem Getriebemotor angetrieben. Der Einsatz von Getriebemotoren hat gegenüber hyd- raulisch angetriebener Axialkolbenmotoren zum Vorteil, dass keine zusätzlichen Hydraulikaggregate das System verteuern. Zudem kann ein Antriebsmotor gewählt werden, der bevorzugt mittels Frequenzumrichter drehzahlverstellbar ist, wodurch vorteilhaft eine stufenlose Verstellung der Walzendrehzahl in einem weiten Bereich ermöglich ist, was für Einstellungen während des Betriebes wichtig sein kann. Hintergrund dessen ist der Effekt, dass die Schneid- und Schälbarkeit der mittels Auskehrkamm 70 aus den Querrillen 14 auszukehrenden Strangpresslinge 61 von der Scherfestigkeit des Deponie- oder Klärschlammmaterials 60 abhängt. Die Stabilität von Schlämmen (und Böden) wird im Allgemeinen über die Scherfestigkeit definiert, da die Einheit Viskosität hier nicht zutreffend wäre. Der Scherwiderstand ist mittels einer, bevorzugt im Transportweg T des Schlammmaterials 60, angeordneten Flügelsonde (nicht dargestellt) messbar, insbesondere in Anlehnung an DIN 4096. Bei zu hohen Walzengeschwindigkeiten und„weichen" Schlämmen 60 mit niedriger Festigkeit musste beobachtet werden, dass solche Schlämme

60 zum Aufschieben beim Schneid- und Schälvorgangs neigen. D.h. die Strangpresslinge

61„weicher" Schlämme 60 mit niedriger Scherfestigkeit, bei Messung mittels einer Flügelsonde auch als Flügelscherfestigkeit bezeichnet, werden bei hohen Walzengeschwindigkeiten durch den Auskehrkamm 70 entsprechend verformt und es werden zu große Presskörper erzeugt, welche problematisch für den anschließenden Trocknungsvorgang sind. Dementsprechend wurde die Bedeutung der Umlauf- bzw. Umfangsgeschwindigkeit beim Einzug von Aufgabematerial wie folgt bevorzugt festgelegt:

Flügelscherfestigkeit Walzendrehzahl Umfangsgeschwindigkeit kN/cm ² 1 / min m / s

0,5 1,80 0,030

1,0 1,90 0,032

1,5 2,00 0,033

2,0 2,20 0,037

2,5 2,40 0,040

3,0 2,60 0,043

3,5 2,80 0,047

4,0 3,00 0,050

4,5 3,30 0,055

5,0 3,60 0,060

5,5 4,00 0,067 6,0 4,50 0,075

6,5 5,00 0,083

7,0 5,50 0,092

7,5 6,00 0,100

8,0 7,00 0,117

Schließlich können Frequenzumrichter bezüglich erhöhter Stromaufnahme relativ genau eingestellt werden, damit bei Stillstand der Walzen 11 und 12 aufgrund Fehlfunktion oder Wartung, gleichzeitig eine Rotations-Überwachung die Maschine abstellt und eine Stö- rungsanzeige auslöst.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, die Führungsmittel 12 oder 13 gegenüber der ersten Walze 11 radial verschiebbar zu lagern - wie dies beispielsweise in Fig. 2a mit Hilfe von Federelementen 19 realisiert ist, so dass auch der gelegentliche Einzug größerer Klumpen nicht zu unerwünschten Stillstandszeiten der Anlagen 1 führt. Vielmehr kann so bei drohender Blockierung des Transportweges T das Führungsmittel 12 oder 13 einen für eine drohende Blockade verantwortlichen Fremdkörper durch kurzfristige Weitung des Transportwegs T passieren lassen kann. Soweit aufgrund solcher Weitungen keine länglichen Strangpresslinge 61 ausgeformt werden, kann vorgesehen sein, dieses Material nicht dem Bandtrockner 1 zuzuführen sondern zuvor mittels einer geeigneten Ausbringvorrichtung (nicht dargestellt) aus dem Transportweg T auszubringen.

Alternativ dazu kann der Aufgabevorrichtung 10 auch eine (nicht dargestellte) Vorrich- tung zur Vorzerkleinerung des Aufgabematerials 60 vorgelagert sein, welcher beispielsweise Klumpen größer 40 mm oder 50 mm auf unter 30 mm oder 20 mm verkleinert.

Fig. 5 zeigt das Ausformen von Schlammmaterial 60 in einer Aufgabevorrichtung 10 nach der Erfindung zu Strangpresslingen 61 und deren Aufgabe auf das Trocknungsband 20 einer Bandtrocknungsanlage 1. Erkennbar ist wie, insbesondere unterhalb, einer jeden Walze 11 und 12 ein die Strangpresslinge 61 aus den Querrillen 14 auskehrender Kamm 70 angeordnet ist. Fig. 6 zeigt die auf einem Querträger 74, vorzugsweise längsverschiebbar, montierten Segmente 70a, 70b, 70c, ... eines Auskehrkamms 70. Erkennbar zudem ist, wie die Enden 72 der Zähne 71 eine Eingriffslinie 75 definieren. Fig. 7 zeigt den Auskehrkamm 70 aus Fig. 6 unterhalb der rechten Walze 12 eines Walzenpaares 11 und 12 in einer perspektivischen Ansicht. Erkennbar des Weiteren ist, wie die eine Eingriffslinie 75 definierenden Enden 72 der Zähne 71 starr in die Querrillen 14 der Walze 12 eingreifen. Fig. 8 zeigt in einer Seitenansicht den zumindest eine Eingriffslinie 75 definierenden Zahn 71 eines Auskehrkamms 70 im Eingriff mit einer Querrille 14 der linken Walze 1 1 eines Walzenpaares 11, 12 mit zum Zahnhals 73 und (durch die Tiefe der Querrillen 14 definierten) Innendurchmesser der Walze 11 hin abgeschrägtem Zahnende 72. Fig. 9 zeigt den Auskehrkamm 70 analog Fig. 8 in einer Seitenansicht mit zwei, je eine Eingriffslinie 75a und 75b definierenden, Zähnen 71, gebildet durch wechselseitig unterschiedlich tief eingreifende Zahnenden 72. Die Ausbildung zweier paralleler, beispielsweise um mindestens zwei bis ggf. sechs Zentimeter zueinander versetzter, Eingriffslinien 75a und 75b hat die Vermeidung des Verbackens aus benachbarten Querrillen 14 ausgekehrter Strangpresslinge 61 aus insbesondere„weichem" Schlammmaterial zum Vorteil.

Fig. 10 zeigt in einer Seitenansicht den zumindest eine Eingriffslinie 75 definierenden Zahn 71 eines Auskehrkamms 70 im Eingriff mit einer Querrille 14 der linken Walze 1 1 eines Walzenpaares 11, 12 mit zum Zahnhals 73 und Außendurchmesser 15 der Walze 11 hin abgeschrägtem Zahnende 72.

Fig. 11 schließlich zeigt den Auskehrkamm 70 analog Fig. 10 in einer Seitenansicht mit zwei, je eine Eingriffslinie 75a und 75b definierenden, Zähnen 71, gebildet durch wech- selseitig unterschiedlich tief eingreifende Zahnenden 72.

Die beispielhaft in den Fig. 6 bis 11 dargestellten Auskehrkämme 70 stellen nicht nur den Austrag geformter Strangpresslinge 61 aus den Querrillen 14 sicher; sie können vorteilhaft zugleich eine Längung der Strangpresslinge 61 auf eine bevorzugte Länge ein- oder mehrfach größer als deren durch die Querrillen 14 gebildeten Querschnitt bewirken. In den Figuren 6 bis 11 ferner dargestellt ist, wie die Aufgabevorrichtung 10 zu einem Transportband 20 der Bandtrocknungsanlage 1 dergestalt angeordnet ist, dass die Eingriffslinie 75 bzw. die Eingriffslinien 75a und 75b zum Transportband 20 zwischen 20 bis 40 cm, insbesondere zwischen 25 und 35 cm, besonders bevorzugt um die 30 cm, zuei- nander beabstandet sind; wobei mittels dieser Fallhöhen die Form der Strangpresslinge 61 vorteilhaft erhalten bleibt.

Die Walzen 11 und/oder 12 nebst den darin ausgebildeten Querrillen 14 können als Drehteil gefertigt sein, womit jedoch mitunter hohe Fertigungskosten einhergehen können. Erfindungsgemäß bevorzugt sind deshalb aus Segmentscheiben 16, 17 zweierlei Typs zusammengesetzte Walzen 11 bzw. 12, wie dies in Fig. 2b dargestellt ist. Erkennbar ist, wie der Durchmesser der Segmentscheiben 17 eines ersten Typs den Außendurchmesser 15 der Walzen 11 bzw. 12 und der Durchmesser der Segmentscheiben 16 eines zweiten Typs die dazu rückversetzten Querrillen 14 bilden. Die in Fig. 2b dargestellten Segmentscheiben 16 und 17 können kostengünstig aus Hartgummi, aus Kunststoff mittels Spritz- guss und/oder aus Metall mittels Laserschneiden herstellbar sein. Sie sind abwechselnd, beispielsweise auf einen Achszapfen 18, aufgezogen und bieten so die einfache Ausbildung von Walzen 11 und/oder 12 in einer variablen, der jeweiligen Anwendung genügenden Länge.

Insbesondere der Aufbau der Walzen 11 und 12 aus zwei verschiedenen sich abwechselnden Segmentscheiben 16 und 17 ermöglicht schließlich in den Walzen 11 und 12 preisgünstig Querrillen 14 mit einer rechteckförmigen Geometrie auszubilden. Dabei erwies sich die Einschränkung, dass die Stirnseiten kostengünstiger Scheiben 16 und 17 flach sind keine bestimmte, insbesondere würstchenförmige Formgebung der Presslinge ermöglichen, nicht als Nachteil. Querrillen 14 mit einer rechteckförmigen Geometrie umfassen nämlich gleich mehrere Vorteile:

• So gewährleisten die am Umfangsrand 15 der Walzen 11 bzw. 12 liegenden Kan- ten eine Scherung von insbesondere quer liegenden und/oder zu großen, die Rillengeometrie überragenden Fremdkörpern, also insbesondere ein Zerkleinern fa- serförmiger Störstoffe oder verform- oder scherbarer Fremdkörper, ohne dass dadurch nennenswerte Verstopfungen in der freien Fläche des Transportweges T auftreten. • Darüber hinaus weisen rechteckförmige Querschnitte 14 gegenüber runden (Lochscheiben) eine um etwa 27 % größere freie Durchtrittsfläche auf, was den Einschluss von Fremdkörpern und/oder Störstoffen in das Schlammmaterial 60 erleichtert.

· Schließlich bilden rechteckförmige Querrillen 14 rechteckförmige Strangpress- lingen 61, welche gegenüber würstchenförmigen Formlingen nicht nur eine größere Trocknungsfläche aufweisen sondern seitlich auch leichter porös aufreißen und zu einem verbesserten Trocknungsverhalten insgesamt führen. Insbesondere zeigte sich in Laborversuchen, dass der Strömungsverlust von Warmluft 41 durchströmten rechteckigen, gegenüber runden, Formlingen bei einer Luftgeschwindigkeit von 1,5 m/s, nicht messbar höher war.

Die vorliegende Erfindung hat zum Vorteil, dass Störstoffe beim Querlegen über zwei oder mehr Querrillen 14 durch Scherung zerkleinert und im Übrigen mitgerissen und wie anderen Fremdkörper im Strangpressling 61 eingeschlossen werden. Das faktische Risiko von Stillstands-Zeiten einer Bandtrocknungsanlage 1 aufgrund zyklisch erforderlicher Reinigung der Aufgabevorrichtung 10 konnte damit vorteilhaft eliminiert, zumindest aber drastisch reduziert, werden.

Bezugszeichenliste

1 Bandtrocknungsanlage

10 Aufgabevorrichtung

11 erste Walze

12 Führungswalze

13 Führungsplatte

14 in den Walzen 11 und 12 ausgebildete Querrillen

15 Außendurchmesser der Walzen

16 Rillensegment

17 Walzensegment

18 Achszapfen

19 Federelement

20 Transportband

30 Trocknungszone

31 erste Trocknungskammer

32 zweite Trocknungskammer

33 dritte Trocknungskammer

34 vierte Trocknungskammer

40 Lüftungssystem

41 Warmluft

42 Abluftgebläse

50 Wärmetauscher

60 zu trocknendes Material, z.B. Deponie- oder Klärschlämme 61 Strangpresslinge

62 Haufwerk Trockengut Auskehrkamm

a, 70b, ... Segmente des Auskehrkamms 70

Zähne des Auskehrkamms 70 Zahnenden

Zahnhals

Querträger

, 75a, 75b Eingriffslinie(n) zuführende Fördereinrichtung Dosiereinrichtung abführende Fördereinrichtung

Transportweg