HYDRAULIC PRESS

Abstract: 1. A hydraulically driven, vertically operating press for compacting solid waste located in containers, consisting of a frame with stationary table member and head member, a pressing cylinder (1), a pressing ram (8) guided therein with a die (7) fixed thereon, a guide cylinder (10) and a raisable and lowerable pressing chamber (4) which is composed of a tube and is guided in the frame, characterised in that the pressing cylinder (1) forms the frame on whose head member (3) the guide cylinder. (10) is stationarily fixed and penetrates into a corresponding opening in the pressing ram, in that the pressing chamber (4) is guided in the pressing cylinder (1) and the pressing die (6, 7, 15) is guided in the pressing chamber (4), and in that the pressing cylinder (1) has at least one charging and emptying opening (27) in the lower half.

Description: Hydraulische Presse Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen festen Abfällen, bestehend aus einem Rahmen mit ortsfestem Tisch- und Kopfstück, einem Presszylinder, einem in diesem geführten Presskolben mit daran befestigtem Stempel, einer Kolbenstange und einer heb- und senkbaren, aus einem Rohr bestehenden Presskammer, die im Rahmen geführt ist. Hydraulische Pressen werden zunehmend für die Volu menreduzierung fester Abfälle, die in Blechbehältern oder Blechfässern eingelagert sind, verwendet. Dabei handelt es sich häufig um Sonderabfälle, die in der chemischen Industrie, in Forschungsinstituten und in Krankenhäusern anfallen. Insbesondere fester radioaktiv kontaminierter Sondermüll, der vor allem in kerntechnischen Anlagen anfällt, muss vor dem weiteren Konditionieren, zusätzlichen Verpacken und Deponieren kompaktiert werden. Das erfolgt oft durch Zusammenpressen von mit den Abfällen gefüllten verschlossenen 100 l-Blechfässern zu tablettenähnlichen Kompakte, die ihrerseits in grösseren Deponiefässern z.B. in 200 l-Blechfässern untergebracht werden. Dieses Kompaktieren wird meist mit hydraulischen Hochdruckpressen ausgeführt. In der DE-OS 26 59 691 wird eine hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen radioaktiven Abfällen beschrieben, die aus einem ortsfesten Tisch- und Kopfstück, einem Presszylinder mit Presskolben und daran befestigtem Stempel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 besteht. Diese Presse besitzt aber aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung ein sehr hohes Eigengewicht und einen sehr grossen Raumhöhen- und Flächenbedarf. Dadurch wird ein mobiler Einsatz dieser Presse weitgehend verhindert, und die Unterbringung derartiger Pressen gestaltet sich wegen der benötigten Räumlichkeiten, die aus Sicherheitsund Kontaminationsgründen ohnehin teuer sind, besonders aufwendig. Nachteilig sind weiterhin Aufstellung, Wartung und Dekontamination derart grosser Pressen, sowie die erforderlichen zusatzlichen Schutzvorkehrungen, wie z. B. gegen Kontamination des Bedienungspersonals. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befindlichen festen Abfällen zu schaffen, bestehend aus einem Rahmen mit ortsfestem Tisch- und Kopfstück, einem Presszylinder, einem in diesem geführten Presskolben mit daran befestigtem Stempel, einer Kolbenstange und einer heb- und senkbaren, aus einem Rohr bestehenden Presskammer, die im Rahmen geführt ist, die ein geringes Eigengewicht aufweist, einen geringen Raumhöhen- und Flächenbedarf besitzt, wartungsarm ausgebildet ist und ein sicheres Arbeiten ohne Gefährdung des Bedienungspersonals sicherstellt. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Presszylinder den Rahmen bildet, an dessen Kopfstück ortsfest die Kolbenstange befestigt ist, dass die Presskammer im Presszylinder und der Pressstempel in der Presskammer geführt ist, und dass der Presszylinder in der unteren Hälfte mindestens eine Beschickungs- und Entleerungsöffnung aufweist. Vorzugsweise ist der Presszylinder mit Verstärkungsrippen versehen. Anhand der schematischen Abbildungen I bis VII wird die erfindungsgemässe Hochdruckpresse in einer beispielhaften Ausführungsform näher erläutert. Es bedeuten dabei Abbildung 1 zeigt die Vorderansicht der Presse Abbildung II zeigt die Presse in Chargier- bzw. Ausstossposition Abbildung III a zeigt die Presse in Pressposition mit einer Kolbenstange Abbildung III b zeigt eine Presse in Pressposition ohne Kolbenstange Abbildung IV zeigt die Presse mit kompaktiertem Abfal lfass Abbildung V zeigt die Presse im Schnitt AA Abbildung VI zeigt die Presse in Draufsicht (Ansicht X) Abbildung VII zeigt ein-Detail Y der Presse (Achse gedreht). Der als Bodenplatte gestaltete Tisch (2) der hydraulischen Presse ist mit dem Kopfstück (3) mittels des Presszylinders (1) kraftschlüssig verbunden. Der Presszylinder (1) kann ein oder zwei Beschickungsöffnungen (27) für den Pressraum (25) aufweisen, in der sich ein mit Abfall gefülltes Blechfass (26) befindet, welches zu einem tablettenförmigen "Kompakt" gepresst werden soll. Die Beschickungsöffnungen (27) können mit einer Offnungsquerversteifung (22) versehen und seitlich durch Führungsverstärkungen (17) begrenzt sein. Der Presszylinder (1) kann aus Gusseisen, Gussstahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Wanddicke des Presszylinders (1) ist dem Pressdruck entsprechend ausgelegt. Das Kopfstück (3) ist mit einer Kolbenstange (10) durch eine Gewindemutter (11) fest verbunden. Über Hydraulikaggregatanschlüsse (28) führen Hydraulikleitungen (29) durch das Kopfstück (3) in eine Hydraulikkammer (30). Beim Pressvorgang drückt die Hydraulikflüssigkeit auf den Kolbendeckel (8), an dem der Presskolben (6) mit dem Presskolbenboden (7) befestigt ist. Dabei wird der Presskolben (6) über den Kolbendeckel (8) entlang der Kolbenstange (10) innen geführt und ausserdem über den mit Dichtungselementen (12) und Führungselementen (23) ausgestatteten Kolbendeckel (8) an der Innenseite des Presszylinders (1) geführt und gestützt. Weiterhin wird der Presskolben (6) am Führungsring (34) einer am Presskolbenboden (7) befestigten Druckplatte (15) in einer Presskammer (4) geführt, die den Pressraum (25) bildet. Die Presskammer (4) wird axial mittels der Hydraulik-Hilfszylinder (13) bewegt. Ihrerseits wird die Presskammer (4) oben über einen Stützring (5) und unten über Lager (14) der am Presszylinder (1) befindlichen Führungsverstärkungen (17) jeweils im Presszylinder (1) geführt bzw. gestützt (Abb. VII). Durch die jeweils doppelte Führung des Presskolbens (6) und der Presskammer (4), die auch die seitlich auftretenden Presskräfte beim Kompaktieren des Pressgutes aufnehmen muss, und der jeweils lang gewählten Führungsabstände "C" und "D" ist ein Verkanten des Presskolbens (6) ausgeschlossen. Durch seine Stützfunktion verhindert der Stützring (5) ein Einschnüren des Presszylinders (1) im unteren Bereich der Beschickungsöffnungen (27). Als günstig hat es sich erwiesen, wenn sowohl der Führungsabstand "C" zwischen dem Kolbendeckel (8) und dem Führungsring (34) einer am Kolbenboden (7) des Presskolbens (6) angeordneten Druckplatte (15) als auch der Führungsabstand "D" zwischen Stützring (5) und den Lagern (14) grösser ist als der äussere Durchmesser des Presszylinders (1). Für manche Fälle ist es von Vorteil, wenn die Hydraulikkammer (30) mit dem Ringraum (31), der vom Presskolben (6) und der Kolbenstange (10) begrenzt wird, verbunden ist. Der Ringraum (31) wirkt somit als zusätzlicher Presszylinder, so dass die hydraulisch wirksame Gesamtkolbenfläche nunmehr aus dem Kolbendeckel (8) plus Kolbenboden (7) besteht. Dadurch ergibt sich ein niedriger Betriebsdruck bei maximaler Presskraft. Es ist auch möglich, auf die Kolbenstange (10) zu verzichten (Abb. III b), insbesondere bei kleineren Pressen. Die an der Unterseite des Kolbenbodens (7) in Richtung des Pressgutes befestigte Druckplatte (15) ist zweckmässigerweise gewölbt. Ein entsprechend geformtes Auf lager (20) ist auf dem Tisch (2) angebracht. Die dadurch bewirkte partiell grössere Verdichtung des Kompakts in seiner Achsennähe verringert sein Auseinandergehen nach dem Kompaktiervorgang. Die untere Innenwand der Presskammer (4) ist mit einem auswechselbaren, gehärteten Verschleisseinsatz (21) ausgekleidet. Der Verschleisseinsatz (21) ist zweckmässig leicht konisch ausgebildet, um das Abziehen der Presskammer (4) vom Kompakt (33) zu erleichtern. Die Höhe des Verschleisseinsatzes (21) ist so bemessen, dass er den Seitendruck während des Press- bzw. Kompaktierungsvorganges abfangen kann. Die Druckplatte (15) und das Auflager (20) können zweckmässigerweise ebenfalls aus -auswechselbarem, verschleissarmen Material hergestellt sein. Es ist jedoch aber auch möglich, das Auflager (20) so in den Tisch (2) einzufügen, dass die ebene Oberkante des Auflagers (20) mit der Oberkante des Tisches (2} übereinstimmt. An der Presse sind Perforationsvorrichtungen (18) zu Erzeugung von Entlüftungslöchern in den noch nicht kompaktierten Fässern (26) angeordnet. Die Fässer (26) können über Rollen oder Gleitbleche (16) in die Pressposition gebracht werden. In manchen Fällen ist es günstig, wenn der Presszylinder (1) mit Verstärkungsrippen (9) versehen ist. Diese können z. B. angeschweisst oder angegossen sein. Auch hat es sich - vor allem aus Montage- und Wartungsgründen - als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Presszylinder (1) mit dem Tisch (2) und dem Kopfstück (3) durch Schrauben (19) verbunden ist. Die Beschickangsöffnungen (27) können gegebenenfalls mit einer Absaugung ausgestattet sein, die nach dem Heben der Presskammer (A) im Anschluss an die vollzogene Kompaktierung eventuell vorhandene Kontamination entfernt. Eraänzend zur vorstehenden Beschreibung soll nachstehend der Pressvorgang mittels der erfindungsgemässen Presse erläutert werden. Nachdem das mit Abfall gefüllte Fass (26) in die Pressposition gebracht und danach die Presskammer (4) abgesenkt wurde, wird der Press- bzw. Kompaktierungsvorgang durch Öffnen des Hydraulikanschlusses (32) und Fluten der Hydraulikkammer (30) mit Hydrauliköl über die Anschlüsse (28) und die Kanäle (29) eingeleitet. Zur Optimierung der Taktzeit wird die Flutung mit einem hohen Volumenstrom bei niedrigem Druck begonnen. Mit steigendem Presswiderstand erhöht sich der Hydraulikdruck automatisch bis zum Erreichen des maximalen Betriebsdruckes. Das Ö1 entweicht aus dem Raum über den Anschluss (32), der Presskolben (6) taucht in die Presskammer (25) ein und kompaktiert das Fass (26) zu einem tablettenartigen Kompakt (33). Nach dem Pressvorgang wird vor dem Hochfahren des Presskolbens (6) der Hydraulikanschluss (28) verschlossen. Mit den Hilfszylindern (13) wird die Presskammer (4) hochgefahren und der Kompakt (33) freigegeben und ausgebracht. Nach dem Anstossen des Stützringes (5) an den Kolbendeckel (8) und dem Entriegeln der Hydraulikanschlüsse (28, 32) können die Presskammern (4) und der Presskolben (6) mittels der Hilfszylinder (13) wieder in die Ausoangs- bzw. Beladeposition gefahren werden. Das kann entweder durch Abpumpen der Hydraulikkammer (30) gemäss Abbildung III b oder durch Fluten des Raumes (31) gemäss Abbildung III a erfolgen. Durch die -erfindungsgemässe Presse werden Gewicht, Raumhöhen- und Flächenbedarf stark reduziert, da der Presszylinder (1) gegenüber Zwei- und Viersäulenständerkonstruktionen vergleichbarer anderer hydraulischer Pressen auch eine günstigere Auslegung von Tisch (2) und Kopfstück (3) erlaubt und also auch einen mobilen Einsatz bequem ermöglicht. Diese Vorteile werden an einer erfindungsgemässen Hochdruckpresse mit einer Presskraft von 16.000 KN gegenüber einer Viersäulenständerpresse vergleichbarer Presskraft verdeutlicht: Gewicht von nur ca. 17 t gegen über ca. 35 t, Verringerung der Bauhöhe um ca. 30 8, Verringerung der Grundfläche um den Divisor 1,5. Der Presszylinder (1) stellt zudem gemeinsam mit der in Pressposition befindlichen Presskammer (4) nach aussen ein wirksames abgeschlossenes Containment gegenüber dem zu verpressenden Gut dar und bietet somit zusätzlich einen hervorragenden Kontaminationsschutz für das Bedienungspersonal. Die erfindungsgemässe Presse ist fernbedienbar und kann wartungsarm in Heissen Zellen und ähnlichen Räumen günstig eingesetzt werden. Die erfindungsgemässe Presse ist durch Anpassung des Presskolbens (6) und der Presskammer (4) unter Vers?en- dung eines Adapters für das Kompaktieren von unterschiedlich dimensioniertem Pressgut einsetzbar

Claims: Patentansprüche: 1. Hydraulisch angetriebene, vertikal arbeitende Presse zum Verdichten von in Behältern befind lichen festen Abfällen, bestehend aus einem Rah men mit ortsfestem Tisch- und Kopfstück, einem Presszylinder, einem in diesem geführten Press kolben mit daran befestigtem Stempel, einer Kol benstange und einer heb- und senkbaren, aus einem Rohr bestehenden Presskammer, die im Rahmen ge führt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Presszylinder (1) den Rahmen bildet, an dessen Kopfstück (3) ortsfest die Kolbenstange (10) befestigt ist, dass die Presskammer (4) im Presszylinder (1) und der Pressstempel (6, 7, 15) in der Presskammer (4) geführt ist, und dass der Presszylinder -(1) in der unteren Hälfte minde stens eine Beschickungs- und Entleerungsöffnung (27) aufweist. 2. Hydraulisch angetriebene Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Presszylinder (1) mit Verstärkungsrippen (9) versehen ist.

Inventors: KOHLPOTH, WALTER, SCHMIDT, GERHARD
Applicants: NUKEM GMBH
Application year: 1984
Main classification: B30B9
IPC codes: B30B1, G21F9, B30B9