[01 ] Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse mit einem Förderrohr, in dem eine drehbare Förderwendel angeordnet ist und mit einem Förderkonus, zu dem die Förder- wendel fördert.

[02] Eine derartige Schneckenpresse ist beispielsweise aus der DE 200 00912 Ul bekannt. Diese Schneckenpresse dient dazu, Abfall zu kompaktieren und in einen Container zu schieben. Mit ihr können trockene Abfälle zunächst in einem konischen Rohr vorverdichtet werden, um anschließend mittels aufeinander zu bewegbaren Klappen nachverdichtet zu werden. Die Schneckenpresse ist für lockere Abfälle wie beispielsweise Kunststoffflaschen konzipiert und dient dazu, den Container möglichst vollständig mit gepressten Haschen zu füllen.

[03] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einer Schneckenpresse sehr feuchte Abfallstoffe wie Pulpe aus einem Pulper zu behandeln. Diese Abfallstoffe haben 5 % bis 20 % Feststoff und somit 80 % bis 95 % Wasser in loser oder gebundener Form.

[04] Diese Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Schneckenpresse gelöst, bei der im Förderrohrkonus Entwässerungsöffnungen angeordnet sind und die Förderwendel am Übergang vom Förderrohr zum Förderrohrkonus endet.

[05] Unerwarteter Weise hat sich herausgestellt, dass eine Schneckenpresse, die zur Befüllung eines Containers mit gepressten Kunststoffflaschen konzipiert wurde, auch für das Kompaktieren von Pulpe verwendet werden kann, indem einfach nur im Förderrohrkonus Entwässerungsöffnungen angeordnet werden. Dies erlaubt es, mit dem Druck der Förderwendel das Material gegen den Förderrohrkonus zu drücken und insbesondere dort zu entwässern.

BESTÄTIGUNGSKOPIE [06] Es hat sich gezeigt, dass es für die Funktion der Schneckenpresse besonders vorteilhaft ist, wenn die Förderwendel am Übergang von Förderrohr zum Förderrohrkonus endet. Die Wendel erstreckt sich somit nicht oder nur unwesentlich in den Förderrohrkonus hinein, um im Förderrohrkonus eine Kompaktierung zu erreichen. Dadurch wird in der Hauptkompressionszone die Reibung stark reduziert, weil dort keine Reibung mehr zwischen der Förderwendel und dem zu komprimierenden material stattfindet. Gepresst wird dadurch durch das Hineinfördern in den Konus. Die wendel reicht nicht in den Konus hinein, um dort ein Verschließen der Kapillaren zu vermeiden.

[07] Die reduzierte Reibung führt zu einer reduzierten Temperaturerhöhung. Dies ist insbesondere für Materialien relevant, die Kunststoffe aufweisen. Die Temperaturerhöhung kann zu einem Schmelzen der Kunststoffe und dadurch zu einem Verbacken des Materials führen. Wenn nicht nur eine Kompression zur Minimierung des Volumens gefordert wird, sondern anschließend eine mechanische Fraktionierung durchgeführt werden soll, muss bei der Entwässerung die Temperaturerhöhung in Grenzen gehalten werden. Die beschriebene Schneckenpresse ermöglicht eine sehr starke Entwässerung ohne zu starke Temperaturerhöhung. Die Regelung wird so eingestellt, dass zwar eine Temperaturerhöhung eintritt, um die Entwässerung zu fördern aber ein Verbacken von angeschmolzenen Kunststoffen vermieden wird.

[08] Sofern beispielsweise bei einer Behandlung von Abfallstoffen aus der Papierin- dustrie die Abfallstoffe durch Pressen weitgehend entwässert werden, ohne die Kunststoffe wie Polyolefine zu schmelzen, können die Abfallstoffe anschließend mit einfachen Mitteln beispielsweise mechanisch mit Sieben und oder im Windsichter desag- glomeriert werden.

[09] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Entwässerungsöffnungen im radial inneren Bereich des Förderrohrkonus angeordnet sind. Dazu ist die Oberfläche des Konus in radialer Richtung zweigeteilt und die Öffnungen sind vorzugsweise nur im radial inneren Teil der Oberfläche angeordnet. [10] Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Förderrohr Entwässerungsöffnungen angeordnet sind. Auch eine Schneckenpresse, die nur im Förderrohr Entwässerungsöffnungen aufweist, ist erfindungswesentlich, da je nach Konsistenz des zu kompaktierenden Materials auf Entwässerungsöffnungen im Förderrohrkonus verzichtet werden kann. [11] Der kleinste Durchmesser des Förderrohrkonus ist in Abhängigkeit vom Material zu wählen. Um eine gute Funktion des Konus zu erzielen sollte er so klein wie möglich sein und, um eine Selbsthemmung zu vermeiden, muss der freie Durchmesser des Konus so gewählt werden, dass die zu kompaktierenden Stoffe nicht größer sind als die freie Durchgangsfläche des Konus. [12] Vorteilhaft ist es, wenn die Entwässerungsöffnungen im Förderrohrkonus im Bereich der Konusspitze kleiner sind als im Bereich der Konusbasis. Außerdem können pro Fläche im Bereich der Konusspitze mehr Löcher angeordnet sein als im Bereich der Basis. Die letzte Lochreihe und die Löcher mit dem kleinsten Durchmesser entscheiden dann über den maximal erreichbaren Trocknungsgrad. Die Löcher im Bereich der Spitze können Langlöcher sein, die sich vorzugsweise zur Spitze hin erstrecken. Dadurch wird die Länge der Wege, die die Flüssigkeit im Konus durch das geförderte Material zurücklegen muss, verringert. Im Bereich des Förderrohres werden bevorzugt weniger Löcher pro Fläche angeordnet, um in diesem Bereich die Reibung zu minimieren.

[13] Um den Antrieb der Förderwendel zu steuern oder zu regeln wird vorgeschla- gen, dass im Förderrohr und/oder im Förderrohrkonus eine Druckmesseinrichtung angeordnet ist. Diese Druckmesseinrichtung kann jedoch auch dazu dienen, eine Wasserzugabe am Förderrohr oder im Förderkonus zu steuern, um zu hohe Drücke zu vermeiden und die Schneckenpresse mit Wasser zu schmieren, um eine kontinuierliche Verdichtung zu erzielen. [14] Insbesondere die Verdichtung von bereits vorkompaktiertem Material führt zu einer Temperaturerhöhung, die ein Anzeichen für eine Verfestigung ist. Es wird daher vorgeschlagen, dass im Förderrohr und/oder im Förderrohrkonus eine Temperatur mess- einrichtung angeordnet ist. Auch die Temperaturmesseinrichtung ermittelt einen Wert, der zur Steuerung des Förderwendelantriebs und zur Steuerung einer Wasserzugabe zur Schneckenpresse verwendet werden kann.

[15] Da die Schneckenpresse im Wesentlichen dazu dient, aus einem wässrigen Ma- terial wie beispielsweise Pulpe Wasser zu entfernen, wird vorgeschlagen, dass im Förderrohr und/oder im Förderrohrkonus eine Feuchtemesseinrichtung angeordnet ist. Dies dient dazu, regeltechnisch dafür zu sorgen, dass einerseits eine Entwässerung erzielt wird und andererseits eine zu starke Entwässerung, die die Drehbarkeit der Förderwendel behindert, vermieden wird. [16] Umso trockener die geförderte Pulpe ist, umso stärker ist die Reibung an den Innenwänden der Schneckenpresse. Daher wird vorgeschlagen, dass die Schneckenpresse eine bereichsweise polierte und/oder verchromte Innenfläche aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Innenfläche des Förderrohrs und/oder die Oberfläche der Schnecke zumindest bereichsweise reibungsarm gestaltet und vorzugsweise poliert und/oder ver- chromt sind. Auch im Bereich des Förderrohrkonus ist eine polierte und/oder verchromte Innenfläche vorteilhaft, da dort ein hoher Druck zwischen gefördertem Material und der Innenseite der Schneckenpresse entsteht.

[17] Obwohl das Förderrohr der Schneckenpresse der Entwässerung dient, wird vorgeschlagen, dass das Förderrohr einen Wasserzulauf aufweist. Ein Wasserzulauf am Förderrohr ermöglicht es, an der Innenfläche des Förderrohrs einen Flüssigkeitsfilm aufrechtzuerhalten, der das Gleiten des zu kompaktierenden Materials zum Förderrohrkonus erleichtert. In entsprechender Weise kann auch am Förderrohrkonus ein Wasserzulauf vorgesehen sein, der bei besonderen Betriebszuständen der Schneckenpresse einen Wasserzustrom zur Schneckenpresse ermöglicht, um die Temperatur zu reduzieren und das Fließverhalten des geförderten Materials zu verbessern. Der dadurch erzeugte hydraulische Gegendruck kann helfen, die Gleitfreudigkeit des Materials bis hin zum Konus zu steigern, um den Energiebedarf zu reduzieren. [18] Ein einfacher Aufbau der Schneckenpresse wird dadurch erzielt, dass die Förderwendel einen über ihre Länge gleichbleibenden Durchmesser aufweist. Eine Entwässerung entsteht dann vor allem durch den im Förderrohr entstehenden Rückstau in Folge der Verengung am Förderrohrkonus. [19] Mit der Förderwendel kann eine bestimmte Entwässerung erreicht werden. Eine stärkere Entwässerung würde zu einer besonders hohen Energieaufnahme an der Wendel führen. Daher wird vorgeschlagen, dass dem Förderrohrkonus ein Kompakter nachgeschaltet ist. Dadurch entsteht eine zweistufige Kompaktierung, die einen kontinuierlichen Fluss des zu kompaktierenden Mediums ermöglicht. [20] Bei der Verwendung eines derartigen Kompaktere ist es vorteilhaft, wenn der Kompakter bewegliche Klappen aufweist. Diese nach geschaltete Kompaktierungseinnchtung basiert somit auf einem anderen Kompaktierungsverfahren und ermöglicht dadurch eine besonders hohe Verdichtung bzw. eine besonders gute Entwässerung. Als Kompaktierungseinnchtung kann eine Einrichtung verwendet werden, wie sie aus der DE 200 00 912 Ul und der EP 1 118 455 A2 bekannt ist. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird vollinhaltlich auf den Offenbarungsgehalt dieser Schriften Bezug genommen.

[21] Kumulativ oder alternativ zu einem Kompakter mit beweglichen Klappen wird vorgeschlagen, dass der Kompakter eine drehbare Kompakterwendel aufweist. Diese drehbare Wendel dient wiederum zur Förderung des Materials.

[22] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kompakterwendel zu einem Kompakterkonus führt. Ein derartiger Kompakterkonus dient als Widerstand und ermöglicht eine weitere Kompaktierung des geförderten Materials.

[23] Ein einfacher Aufbau ergibt sich dadurch, dass Förderwendel und Kompakter- wendel auf der gleichen Welle angeordnet sind. Dadurch können Förderwendel und Kompakterwendel durch den gleichen oder die gleichen Motoren angetrieben werden. Damit die Förderwendel und die Kompakterwendel nicht zwangsläufig die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen müssen, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Förderwendel und der Kompakterwendel ein Getriebe oder eine Kupplung angeordnet ist. Beispielsweise eine Rutschkupplung zwischen Förderwendel und Kompakterwendel sorgt dafür, dass bei zu hohem Widerstand im Bereich der Kompakterwendel die Förderwendel nicht blockiert.

[24] Der Kompakter, der vorzugsweise mit der gleichen Welle wie die Förderwendel angetrieben wird, ermöglicht je nach Material ein Agglomerieren bis hin zum Schmelz- fluss oder bis kurz davor bei besonders hoher Energie-, Kosten- und Raumeffizienz. [25] Insbesondere wenn eine sich durch die gesamte Schneckenpresse erstreckende Welle vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn die Welle, an der Förderwendel und Kompakterwendel angeordnet sind, beidseitig von Motoren angetrieben ist. Dies reduziert die Gefahr der Verwindung der Welle bei besonders hohen Widerständen durch das geförderte Gut. [26] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schneckenpresse einen Windsichter aufweist, der in Flussrichtung nach dem Förderrohrkonus angeordnet ist. Dies erlaubt es, das entwässerte Material direkt nach dem Förderrohrkonus dem Windsichter zuzuführen oder vor der Windsichtung mechanisch mit Sieb- und/oder Rütteleinrichtungen zu behandeln. [27] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch mit einem Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schneckenpresse gelöst. Dazu weist die Welle der Schneckenpresse an einem Ende einen Motor und am anderen Ende einen Generator auf, und zur Regelung der Wellengeschwindigkeit wird die vom Motor eingebrachte Leistung vom Generator reduziert. Dies ermöglicht eine einfache Regelung der Schne- ckenpresse. [28] Dabei ist es vorteilhaft, wenn auch der Generator als Motor eingesetzt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die an beiden Seiten der Welle eingesetzten Motoren auch als Generatoren verwendet werden können. Dadurch kann je nach Betriebszustand der Schneckenpresse an den jeweiligen Enden der Welle Leistung eingebracht oder ent- nommen werden. Die Regelung kann durch die an der Welle gemessenen Momente vorgenommen werden.

[29] Auch unabhängig von den zuvor genannten Verfahrensschritten ist es vorteilhaft, wenn an der Innenseite des Förderrohres und/oder des Förderrohrkonus Druck, Temperatur und/oder Feuchte des Fördergutes gemessen wird. [30] Diese Messwerte können dazu dienen, Motoren und Generatoren zu steuern und zu regeln. Die gemessenen Werte können jedoch auch zur Steuerung eines Wasserzuflusses zum Fördergut verwendet werden, um den Fluss des Fördergutes durch die Schneckenpresse zu erleichtern.

[31 ] Die gemessenen Werte können jedoch auch dazu dienen, die Geschwindigkeit der Förderwendel oder die Größe eines freien Durchgangsbereiches am Förderrohrkonus und/oder am Kompakterkonus einzustellen. Bei der Verwendung von beweglichen Klappen zur Kompaktierung des Fördergutes kann auch die Position oder die Bewegung der beweglichen Klappen auf der Grundlage dieser Messwerte gesteuert oder geregelt werden. Es wird daher vorgeschlagen, dass der Messwert zur Steuerung der Position von Klappen eines Kompakters verwendet wird.

[32] An jeder Position der Schneckenpresse kann durch die Einleitung von Wasser die Fließfähigkeit des geförderten Gutes verbessert werden. In Bereichen, in denen ein Wasserabfluss vorgesehen ist, kann jedoch auch durch vollständiges oder partielles Verschließen des Wasserabflusses die Förderfähigkeit erhöht werden. Daher wird vorge- schlagen, dass der Messwert vorzugweise auch zur Steuerung eines Wasserabflusses vom Fördergut verwendet wird. [33] Vorteilhafte Ausführungsbeispiele von Schneckenpressen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

[34] Es zeigt

Figur 1 eine Schneckenpresse mit einstufiger Kompaktierung und Figur 2 eine Schneckenpresse mit zweistufiger Kompaktierung.

[35] Die in Figur 1 gezeigte Schneckenpresse 1 weist im Wesentlichen ein zylinderförmiges Förderrohr 2 und eine darin angeordnete drehbare Förderwendel 3 auf. An einem Eingangsende 4 ist ein Einlauf 5 vorgesehen und an einem Ausgangsende 6 ist ein Trichter 7 vorgesehen. Der Trichter 7 hat einen inneren Konus 8, der von verstellba- ren Platten 9, 10 gebildet wird, und einen äußeren Konus, der als Förderrohrkonus 1 1 dient und der den Platten 9, 10 in Förderrichtung nachgeschaltet ist. Der Förderrohrkonus 1 1 weist einen Wasserzufluss als Flüssigkeitszulauf 12 auf, über den von einem geregelten Ventil 13 Wasser durch Öffnungen 14 im Förderrohrkonus 1 1 in den sich verjüngenden Bereich am Ende des zylinderförmigen Förderrohres 2 gelangt. [36] Außerdem weist der Förderrohrkonus 1 1 zur Entwässerung einen Wasserabfluss 14 mit einem geregelten Ventil 15 auf, um aus dem sich verjüngenden Bereich 16 Wasser zu entnehmen.

[37] Der Wasserzufluss 12 kann auch als Wasserabfluss dienen und insbesondere der Wasserabfluss 14 kann auch zur Bewässerung dienen, indem jeweils die Flussrichtung des Wassers umgelenkt wird.

[38] Weitere Entwässerungsöffnungen 17, 18, 19 und 20 befinden sich an der Unterseite des zylinderförmigen Förderrohres 2. Auch die Klappen 9 und 10 können Öffnungen oder Perforierungen aufweisen, um einen Wasserdurchtritt zu ermöglichen. Diese Klappen 9 und 10 sind derart ausgebildet, dass ihre Winkellage relativ zum zylinder- förmigen Förderrohr verstellbar ist, um einen einstellbaren inneren Konus 8 zu ermögli- chen. Bei einem besonders steilen innen Konus 8 steigt der Druck des geförderten Materials im Bereich des zylinderförmigen Förderrohres 2 und dadurch kann sich die Temperatur des geförderten Materials erhöhen. Daher ist im zylinderförmigen Förderrohr 2 und/oder im Bereich des inneren oder äußeren Konus eine Temperaturmesseinrichtung 21 vorgesehen.

[39] Bei der Verwendung der Schneckenpresse wird das zu entwässernde Material am Einlauf 5 mit beispielsweise 5 % Feststoff im flüssigen Medium zugegeben und entlang des zylinderförmigen Förderrohrs 2 gefördert. Dafür wird die Förderwendel 3 mit einem Motor (nicht gezeigt) gedreht. Das zu fördernde Material gelangt zunächst an die Klappen 9, 10 des inneren Konus 8. Dieser Widerstand führt zu einer Entwässerung des Materials und zu einem Wasserabfluss über die Abflüsse 17 bis 20. Anschließend gelangt das Material zum Förderrohrkonus 1 1 , in dem über den Wasserabfluss 14 weiteres Wasser entzogen wird. Das komprimierte Material gelangt mit beispielsweise 90 % Trockenmasse zum Ausgang 22. [40] Wenn die Temperaturmesseinrichtung 21 einen zu hohen Messwert ermittelt, können die Klappen 9, 10 des inneren Konus 8 verstellt werden, um den Gegendruck zu verringern. Außerdem können die Wasserabflüsse 17 bis 20 verschlossen werden und letztlich kann sogar durch den Wasserzufluss 12 über das steuerbare Ventil 13 Wasser zugegeben werden, um eine zu starke Kompression und insbesondere ein Verbacken des komprimierten Materials zu vermeiden.

[41] Der spezielle Aufbau ermöglicht es, im kontinuierlichen Betrieb bei variierenden Eigenschaften des zugeführten Materials eine bestimmte Restfeuchte einzuhalten, ohne dass durch zu hohe Drücke eine unerwünschte physikalische Materialveränderung zu befürchten ist. [42] Eine Weiterentwicklung einer derartigen Schneckenpresse ist in Figur 2 gezeigt. Diese Schneckenpresse 30 hat ein Förderrohr 31 und eine drehbare Förderwendel 32. Zur Entwässerung sind Entwässerungsöffnungen 33 bis 37 im Eingangsbereich des Förderrohrs 31 vorgesehen. Im Förderrohrkonus 38 sind weitere Entwässerungsöffnungen 39, 40 vorgesehen. Im Förderrohr 31 und im Förderrohrkonus 38 sind jeweils Druckmesseinrichtungen 41 und 42, Temperaturmesseinrichtungen 43, 44 und Feuchtemesseinrichtungen 45, 46 angeordnet. [43] An dem dem Förderrohrkonus 38 zugewandten Ende weist das Förderrohr 31 in seinem zylindrischen Bereich eine polierte Innenfläche 47 auf, die mit einem Wasserzu- fluss 48 in Verbindung steht, um an der Innenseite des Förderrohres 31 einen Flüssigkeitsfilm 49 auszubilden.

[44] Dem Förderrohrkonus 38 ist ein Kompakter 50 nachgeschaltet, der bewegliche Klappen 51 bis 53 aufweist. Der Kompakter 50 weist im Wesentlichen ein zylindrisches Rohr 54 mit den beweglichen Klappen 51 bis 53 und einer drehbaren Kompakterwendel 55 auf. Diese Kompakterwendel 55 fördert das bereits kompaktierte Material zu einem Kompakterkonus 56, um das bereits kompaktierte Material weiter zu verdichten. Auch der Kompakter weist einen Wasserabfluss 57 auf, der vorzugweise verschließbar gestal- tet ist, um den Wasserabfluss im Bereich des Kompaktere zu regeln. Um zu hohe Temperaturen zu vermeiden ist ein Wasserzufluss 58 vorgesehen. Das kompaktierte Material gelangt letztlich über den Ausgang 59 nahezu trocken aus dem Kompakter.

[45] Die Förderwendel 32 und die Kompakterwendel 55 sind auf der gleichen Welle 60 angeordnet und die Welle 60 wird an ihren Enden von Motoren 61 und 62 angetrie- ben. Beide Motoren können auch als Generator dienen.

[46] Beim Betrieb einer derartigen Schneckenpresse kann beispielsweise die Welle 60 durch die zwei Motoren 61 und 62 langsam gedreht werden. Bei stark angestellten Klappen 51 bis 53 wird die freie Durchgangsfläche im Bereich der Klappen reduziert, sodass ein großer Gegendruck entsteht. Dies führt zu einer hohen Temperatur im Be- reich des Kompaktere 50. Wenn die Temperatur zu hoch steigt, können die Anstellwinkel der Klappen 51 bis 53 reduziert werden, sodass der freie Durchgangsbereich größer wird. Dadurch sinkt der Widerstand, sodass durch die Motoren 61 und 62 das Fördergut schneller durch die Schneckenpresse gefördert wird. Hierdurch sinkt die Temperatur im Bereich des Kompaktere 51.

[47] Insbesondere die Verwendung der Motoren auch als Generator ermöglicht es, mit einfachen Motoren und wenig Regelungsaufwand eine kontinuierliche Kompaktie- rung zu erzielen.

[48] In einem Ausführungsbeispiel werden Getränkekartons in einem Pulper oder einem Aufbereiter, wie er in der WO 2013/135224 beschrieben ist, auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird, vorbehandelt und gegebenenfalls werden die Reststoffe noch in einem Hydrozyklon angereichert. Danach werden die Reststoffe in der Schneckenpresse entwässert und dann werden in einer Windsichtung PE-HD und PE-LD getrennt. Dabei ist streng darauf zu achten, dass die Kunststoffe in der Schneckenpresse nicht schmelzen, da gescholzene oder verbackene Kunststofffraktionen für eine Windsichtung nicht geeignet sind.