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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Auslaugen von zerkleinertem Gut
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Auslaugen von zerkleinertem Gut, wie z. B.
Zuckerrübenschnitzel, in einer einzigen Behand- lungsstufe in einem schräggestellten Behälter, durch den das Auslaugegut mittels eines oder mehrerer Förderkörper im Gegenstrom zu einem nach unten durch dasAuslaugegutfliessendenAus- laugemittel vom unteren zum oberen Behälterende bewegt wird, wobei der bzw. jeder Förderkörper in zwei oder mehrere mit Zwischenräumen hintereinanderliegende koaxiale Sektionen aufgeteilt ist und dem Auslaugegut eine in der Drehrichtung wirkende, in Abständen entlang der Bewegungsbahn des Auslaugegutes unterbrochene Bewegungskomponente aufgedrückt wird.
Es hat sich gezeigt, dass bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen der genannten Art das Auslaugegut, besonders wenn es sich um ein sehr stark zerkleinertes Material handelt, an der Förderfläche der Förderschnecke dichter zusammengepresst wird als das nicht an dieser Fläche anliegende Gut, so dass das Auslaugegut nicht gleichmässig stark ausgelaugt werden kann.
Es ist ein Ziel der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen oder jedenfalls diese Ungleichmässigkeit der Auslaugung erheblich herabzusetzen.
Es hat sich gezeigt, dass das dadurch erreicht wird, dass die nach Schraubenflächen verlaufenden Förderflächen in jeder Sektion in der Drehrichtung zu den Förderflächen der in der Bewegungsrichtung des Auslaugegutes unmittelbar vorangehenden Sektion versetzt angeordnet sind.
Derjenige Teil des Auslaugegutes, der sich in unmittelbarer Berührung mit den Förderflächen jeder dieser Sektionen befindet, wird beim Übergang in die nachfolgende Sektion hinter die eine Förderfläche der nächsten Sektion gleiten und folglich nicht mit den Förderflächen dieser Sektion, sondern mit dem hier befindlichen Auslaugegut in unmittelbare Berührung kommen. Man erreicht hiedurch, dass bei der Bewegung des Auslaugegutes von Sektion zu Sektion ständig neue Mengen des Gutes gegen die Förderflächen anliegen. Folglich vermeidet man, dass wesentliche Teile des Gutes dichter zusammengepresst werden als andere.
Zur weiteren Behebung der ungleichmässigen Zu- sammenpressung des Auslaugegutes lässt sich erfindungsgemäss der peripheriale Abstand zwischen aufeinanderfolgenden schraubenlinienförmigen Förderflächen derselben Sektion dadurch vermindern, dass die Förderflächen in den verschiedenen Sektionen als mehrgängige Schraubenflächen ausgeführt werden.
Zwar wird sich die Möglichkeit, dass das Auslaugegut mit den Förderflächen umläuft, ohne gleichzeitig in Achsrichtung verschoben zu werden, etwas erhöhen, je kürzer der peripheriale Abstand zwischen in Drehrichtung aufeinanderfolgender Förderflächen derselben Sektion ist, jedoch kann man dem dadurch wirksam abhelfen, indem erfindungsgemäss jede nach einer Schraubenfläche verlaufende Förderfläche einer Sektion der Umfangsrichtung nach sich über einen Winkelbereich erstreckt, der 360'geteilt durch die Anzahl der Gänge in der Förderfläche nicht übersteigt.
In gewissen Fällen, insbesondere bei Vorrichtungen, die zum Auslaugen grösserer Mengen zer- kleineren Gutes in einer einzigen Behandlungs- stufe dienen, ist es, um eine regelmässige Bewegung des Auslaugegutes durch die ganze axiale Länge der Vorrichtung zu erzielen, zweckmässig, dem
Auslaugegut in einem Teil des Auslaugebehälters eine grössere Bewegungskomponente aufzudrücken als in dem übrigen Teil des Behälters. In diesem
Fall kann der Förderkörper bzw. jeder der neben- einander angeordneten Förderkörper in zwei oder mehrere hintereinanderliegende Sektionen geteilt werden, von denen mindestens eine dazu gebracht werden kann, mit einer von der Drehgeschwindigkeit der andern Sektionen abweichenden Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung umzulaufen.
Durch zweckmässige Bemessung dieser verschiedenen Drehgeschwindigkeiten kann man die Bewegung des Auslaugegutes durch den Auslaugebehälter so regeln, dass ein kontinuierlicher Auslaugeprozess ohne grössere Schwierigkeiten auch mit grösseren Mengen Auslaugegut durchgeführt werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der als, Beispiel in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsform hervor. In dieser Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung in normaler
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Arbeitslage, Fig. 2 eine Draufsicht derselben Vor- richtung, Fig. 3 eine Hinteransicht derselben Vor- richtung, Fig. 4 einen Abschnitt der Förder- schnecke in vergrössertem Massstab, Fig. 5 einen
Querschnitt in vergrössertem Massstab nach der Linie V-V in Fig. 1 durch eine Vorrichtung mit zwei nebeneinander angeordnetenFörderschnecken mit nach Schraubenfiächen verlaufenden Flügeln und mit diesen Schnecken zusammenwirkenden stangenförmigen Gegenhaltern im Bereich der die Schnecken tragenden Lager, Fig.
6 ebenfalls in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie VI-VI in Fig. 1, Fig. 7 schematisch eine der Flügelförderschnecken in Seitenansicht mit Angabe der aufeinanderfolgenden Zonen oder Abschnitte des Behandlungsbereiches durch die ganze Länge der Vorrichtung, Fig. 8 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles einer Flügelförderschnecke, Fig. 9 eine Hinteransicht der Förderschnecke sowie einen Abschaber für das Saftsieb, Fig. 10 eine aufgerollte Darstellung eines Teiles der Welle einer der Förderschnecken mit daran angeordneten Flügeln, Fig. 11 einen senkrechten Längsschnitt durch das Abführende für das ausgelaugte Gut, Fig. 12 einen senkrechten Querschnitt durch das Abführende für das ausgelaugte Gut, Fig. 13 einen senkrechten Querschnitt durch einen Teil eines Gliedes zum Abführen des ausgelaugte Gutes und Fig.
14 einen Teil desselben in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Auslaugvorrichtung einen schräggestellten, auf mehreren
Trägern 2, 3 und 4 ruhenden Auslaugbehälter 1.
Dampfmäntel 5 decken den unteren Teil des Behälters 1 ab. Ähnliche Dampfmäntel 6 decken den oberen Teil des Behälters ab. Die Dampfmäntel 5 erstrecken sich zusammenhängend um den unteren Teil des Behälters 1 und sind innen mit nicht gezeigten Scheidewänden versehen, die den Dampf in einer Kreisbahn durch die Mäntel führen. Die Dampfzufuhr erfolgt in die unteren Mäntel 5 durch eine Zufuhrleitung 7, Fig. 2. Der verdichtete Dampf strömt durch mehrere Öffnungen 8, Fig. 1, ab. Durch Rohre 9, 10, 11 sind die aufeinanderfolgenden Abschnitte der Mäntel 5 miteinander verbunden. Die oberen Mäntel 6 sind mit einer Einlauftülle 12, Fig. 2, sowie mit einer Reihe von AHauftüllen-M zur Ableitung des verdichteten Dampfes versehen. Die Mäntel 6 sind ebenfalls innen durch nicht gezeigte Scheidewände unterteilt.
Ein Rohr 14 verbindet aufeinanderfolgende Mäntelabschnitte 6 miteinander.
Das auszulaugende Gut wird durch eine Zufuhröffnung 15 am unteren Ende des Behälters in diesen eingeführt und nach vollendeter Auslaugung mittels eines durch einen Mechanismus 17 angetriebenen Schöpfrades 16 abgeführt. Ein Auslaugmittel, z. B. Heisswasser, wird durch eine Vielzahl von Einlaufrohren 18, Fig. 1, am oberen Ende des Behälters zugeführt und die mit Extrakt bereicherte Lösung wird am unteren Ende des Behälters durch Ablaufrohr 19 abgeleitet.
Das Innere des Behälters ist durch mehrere
Türen 20 zugänglich, die sich aber an einer mit einem Geländer 22 versehenen Laufbrücke 21 befinden.
Die Querschnittsform des Behälters 1 ent- spricht, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, vorzugsweise den äusseren Konturen des Fördermechanismus.
Im oberen Teil des Behälters sind eine oder mehrere-in der gezeigten Ausführungsform zwei - Kanäle 27 angeordnet, die zur Ableitung der sich entwickelnden Gase sowie zum Ansammeln des sich bei allfälligen Betriebsstörungen ergebenden überschüssigen Auslaugmittels dienen. Eine Reihe seitlicher Stützen 32 erstrecken sich zum Teil entlang des Behälters und stützen diesen ab.
Die Beförderung des Auslauggutes von der Zufuhröffnung 15 zur Abführöffnung 16 erfolgt mittels zweier Förderschnecken, denen ein oberer und ein unterer Antriebsmechanismus 23 bzw. 24, Fig. 1 und 2, zugeordnet ist. Die in Fig. 5 rechts gelegene Förderschnecke 25 enthält eine Welle 28. Entlang des Umkreises dieser Welle ist eine Reihe miteinander zusammenwirkender, nach Schrau- benfiächen geformter Flügelabschnitte 29, Fig. 5 und 6, angeordnet. Die in Fig. 5 links gelegene Förderschnecke 26 enthält eine ähnliche Welle 30 und ähnliche Flügelabschnitte 31, deren Steigung jedoch entgegengesetzt der Steigung der Schraubenflächen der Abschnitte 29 verläuft.
Die Förderschnecken 25 und 26 sind als dreigängige Schrauben ausgeführt und greifen, wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, ineinander ein. Bei der aut der Zeichnung dargestellten Austti11rungs- form drehen sich die beiden Schnecken 25 und 26 in einander entgegengesetzten Richtungen, wie in
Fig. 5 mit Pfeilen angedeutet. Es können aber hinsichtlich der Förderung des Auslauggutes besondere Vorteile erzielt werden, wenn sich die
Förderflächen in ein und derselben Richtung drehen.
Die Wirkungsweise ist bei beiden Schnecken 25 und 26 die gleiche. Eine eingehende Beschreibung der Konstruktion der einen Schnecke wird deshalb genügen, um die Wirkungsweise beider Schnecken zu verstehen.
Fig. 4 und 8 zeigen einen Teil der Schnecke 26, die mit einer Vielzahl von Flügelabschnitten 31 versehen ist, die auf der Welle 30 sowohl in deren Umfangsrichtung als auch in deren Achsrichtung zueinander versetzt sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, setzt sich jeder Abschnitt 31 aus einer Reihe durchlöcherter Platten 33, 34 und 35 zusammen, die sich auf radialgestellte Arme 36 stützen und von radialgestellten Schienen 37 zusammengehalten werden. Die radialen Arme 36 werden mittels Laschen 40, Fig. 4, auf der Welle gehalten.
Die Bolzen 41 dienen zum Zusammenhalten der durchlöcherten Platten beim Auswechseln im Falle einer Reparatur. Weiters sind einstellbare Flansche 42 vorgesehen, die an den äusseren Enden der Platten 33,34 und 35 mittels Bolzen 43 befestigt und radial verstellbar sind, um die Flügel
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34 und 35Drehrichtung um 120 U zum Punkt A2 versetzt ist, und dass der Punkt A3 zum Punkt Al und zum Punkt A2 in der Drehrichtung um 120 versetzt ist.
Gemäss Fig. 10 ist der Bogen, über den jeder Flügel 31 in der durch den Pfeil R angegebenen Drehrichtung verläuft, wesentlich kleiner als 120 . Nach der Ausführungsform in Fig. 8,9 und 10 nimmt jeder Flügelabschnitt 31, in der Drehrichtung gerechnet, einen Winkel von 96
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in axialer Linie mit den nach hinten gekehrten Kanten der Flügel in der vorhergehenden Gruppe.
Die Förderschnecken können statt wie beschrieben dreigängig, auch eingängig, zweigängig oder mehrgängig sein. In jedem Fall ist aber der Winkelbereich, über den sich jede nach einer Schraubenfläche verlaufende Förderfläche einer
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die Anzahl der Gänge in den Schraubenflächen der Flügelsektionen bedeutet. In der beschriebenen Ausführungsform sind drei gesonderte Durchgangswege zwischen den Gängen vorgesehen. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, dass der Übergang dieser Durchgänge von der einen Flügelgruppe zur nächsten einen versetzten Verlauf aufweist. Diese Ausführung und Anordnung der Flügelabschnitte in Kombination mit der Verwendung der unten näher beschriebenen stangenförmigen Gegenhalter 44 und 46, Fig. 5 und 6, gewährleistet den gleichmässigsten Quer- schnitt des Auslauggutes in der Durchgangsbahn der Schnecke.
Die Anordnung der Gegenhalter 44, 46 und 48 erfolgt in den Zwischenräumen zwischen den
Schneckenabschnitten, um eine Ansammlung von
Auslauggut in diesen Zwischenräumen zu unter- brechen und um den Verlauf des Auslaugmittels zu regeln, so dass die Auslaugung bei im wesent- lichen optimalen Bedingungen im gesamten Be- reich der Bewegungen des Auslauggutes durch den
Behälter gleichmässig erfolgen kann.
Zu dem erwähnten Zweck sind die an der Innen- seite des Behälters zwischen aufeinanderfolgenden
Reihen von Flügelabschnitten 29 und 31 befestigten Gegenhalter 44 und 46, Fig. 5, schräggestellt und mit kürzeren stangenförmigen, im wesentlichen radial im Behälter angebrachten Gegenhaltern 48 verbunden. Die Gegenhalter 44 und 48 dienen im übrigen als Träger der Wellenlager 57, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt. Ähnliche stangenförmige Gegenhalter 46, Fig. 6, sind an geeigneten Stellen im Behälter diagonal angeordnet und mit kürzeren stangenförmigen Gegenhaltern 48, Fig. 5, verbunden. Die in Querrichtung einander gegen- überliegenden Gegenhalter 46 sind mittels waagrechter Querstangen 47, Fig. 6, verbunden und abgestützt. Die Gruppen der Stangen 46, 47 und 48 sind in den Zwischenräumen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Reihen von Flügelabschnitten angeordnet.
Wo Abstützungen der Wellenlager in der Schnecke erforderlich sind, ist jedoch die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Gegenhalter anzuwenden. 1g. 7 zeigt schematisch die typische Verteilung der Flügelabschnitte und Gegenhalter und dient zum besseren Verständnis der Bewegung des Auslauggutes durch den Behälter. Die mit punktierten Linien gezeigten Teile 51 geben denjenigen Bereich an, den eine Gruppe von mit-
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trolle der Bewegung des Auslauggutes in den ver- schiedenen Wellenteilen der Vorrichtung vor- sieht.
Um beim Ablaufen des mit Extrakt angereicher- ten Auslaugmittels durch die Rohre 19 ein stören- des Verstopfen mit festen Bestandteilen zu ver- meiden, ist in dem durch die gestrichelte Linie 59 in Fig. 7 angedeuteten Querschnittsbereich eine
Siebfläche und ein stangenförmiger Schaber 60,
Fig. 9, angeordnet. Der Schaber ist auf einem
Kragen 61 am Wellenteil 53 befestigt und dreht sich mit dieser Welle, wobei er die Siebfläche 59 abschabt und dadurch ein Ansammeln fester Stoffe, die den unmittelbaren Durchgang der Lösung durch die Siebfläche beeinträchtigen könnten, verhindert. Um den Saft im Behälter zurückzuhalten, wird das ausgelaugte Gut vorzugsweise durch einen Dränvorgang am oberen Ende des Behälters abgeführt. Zu diesem Zweck ist vor der letzten Flügelgruppe eine Leitfläche 70, Fig. 11 und 12, angeordnet, die das obere Behälterende abdeckt.
Das ausgelaugte Gut wird von den Schnecken an der Leitfläche 70 entlang in einen in der Mitte des oberenBehälterendes befindlichen, eingeengten Abführbereich 71 geschoben. Das an dieser Bewegung teilnehmende ausgelaugte Gut wird danach durch einen Abführschacht 72 am Behälterende abgeleitet.
Ein Schöpfrad 74, in Fig. 12 durch punktierte Linien 74 angedeutet, dient als Abführglied und besteht aus einer undurchlöcherten, im Gehäuse 72 drehbaren Platte 75, an der Schöpfer 76 derart
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richtung des Behälters und eine ausserordentlich wirksame Auslaugung erzielt.
Durch die Verwendung stangenförmiger Gegen- halter zwischen den Flügelabschnitten wird ver- mieden, dass sich zusammenklumpende Rüben- schnitzel zwischen diesen Abschnitten ansammeln können. Die versetzte Anordnung der in Längs- richtung des Behälters aufeinanderfolgenden
Flügelabschnitte trägt dazu bei, Kanalbildungen des Saftes zu verhindern. Die abgrenzenden
Flächen 50, Fig. 5 und 6, zwischen den Förder- schnecken verhindern, dass das Gemisch an dieser
Stelle überströmt oder vorbeifliesst und erhöhen den maximalen Füllungsspiegel, bei dem die Vor- richtung zufriedenstellend arbeiten kann.
Durch diese Regelung erfolgt die Auslaugung gleichmässig und es wird eine weit grössere Kapazität innerhalb eines bestimmten Bereiches und eine weit grössere Extraktion innerhalb einer bestimmten Zeit erzielt, als bei den bisher bekannten Vorrichtungen zum Auslaugen von Zuckerrüben.
In einer Vorrichtung, die, wie oben beschrieben, mit Leitflächen versehen ist, kann man statt des Schöpfrades 74 eine Rinne am oberen Ende des im übrigen geschlossenen Behälters verwenden.
Gegebenenfalls kann man, wie mit punktierten Linien in Fig. 11 und 12 angedeutet ist, eine Förderschnecke 80 zum Abführen des ausgelaugten Gutes aus dem Behälter verwenden. In diesem Fall wird die Schnecke vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise so angeordnet, dass ihre Achse waagrecht und rechtwinkelig zur Achse des Behälters in einem Abführkanal 81, Fig. 11 und 12, liegt, der sich quer zum Abführende des
Behälters erstreckt, oben geschlossen ist und zu einem Ableitschacht 82, Fig. 12, führt. Alternativ kann man am Abführende des Kanals 81 einen zweiten Transportmechanismus bekannter Art zum Entfernen des entleerten Gutes anordnen.
Obgleich vorstehende Ausführungen die bei- spielsweise Anwendung der Erfindung auf die
Zuckerrübenauslaugung betreffen, lassen sich das
Verfahren und die Vorrichtung ebenso wirksam zum Auslaugen anderer Stoffe, wie z. B. Zuckerrohr, verwenden.
Wie oben beschrieben, drehen sich die beiden Förderschnecken 25 und 26 bei der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform in einander entgegengesetzten Richtungen. Es liegt jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung, dass sich die beiden
Schnecken in derselben Richtung drehen. In beiden Fällen muss die Steigung der Schraubenflächen, nach denen die Flügel 29 und 31 geformt sind, in einer solchen Richtung erfolgen, dass beide Schnecken das Gut zum oberen Ende des Behälters befördern.
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