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Kontinuierlich arbeitende Scheibenpresse
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Hülse 28 angeordnet, die mit zweckmässig zwei zylindrischen Flächen 30 und 32 am Lagergehäuse anliegt und diesem gegenüber axial verschiebbar ist ; diese Hülse 28 ist durch einen in eine längliche Ausnehmung 36 in der Hülse eintretenden Bolzen 34 gegen Umlauf gesichert. Die Welle 20 ist mittels zweier Lager 38 und 40 drehbar in der Hülse 28 gelagert. In axialer Richtung sind beide Lager und damit die Hülse 28 gegenüber der Welle 20 unbeweglich.
Die Pressscheiben 12 und 14 mit ihren Wellen sind im wesentlichen gleichachsig und waagrecht angeordnet, die Wellen bilden jedoch zueinander in der Vertikalebene und zweckmässig auch in der Horizontalebene einen kleinen Winkel ; die einander zugewandten Flächen der Pressscheiben sind beim dargestellten Beispiel kegelig ; infolge der schwachen Neigung beider Wellen 20 zueinander ist der zwischen den Pressscheiben gebildete Spalt oberhalb der Wellen grösser als unterhalb, wodurch das sogenannte "Maul" bzw. die "Klemme" gebildet wird, deren Symmetrale 41 - wie in Fig. 2 ersichtlich-zweckmässig gegen die vertikale Mittelebene entgegen dem Uhrzeigersinn geneigt sein kann. Die Pressscheiben sind an ihren einander zugewandten Seiten mit einer Filterschichte 42 z. B. aus gelochtem Blech versehen.
Auf der entgegengesetzten Seite sind die Pressscheiben durch ringförmige Stege 44 versteift und bilden durch Seitenwände 46 und die Naben 16 einen geschlossenen Raum 48, der beim Ausführungsbeispiel durch über den Umfang gleichmässig verteilte Öffnungen 49 mit einem unteren Auslass 50 in Verbindung steht. Die Pressscheiben haben Lochungen 52, die mit dem Raum 48 in Verbindung stehen. Der Spalt zwischen den Pressscheiben ist auf der Innenseite durch einen Ring 54 begrenzt, der wegen der Neigung der Wellen zueinander bzw. der Vereinigung des Spaltes nach unten axial gesehen oben breiter ist als unten und auf der Innenseite eines Abstreifers 53 befestigt ist, der seinerseits mit einem äusseren, den Spalt nach aussen abschliessenden Ring 55 verbunden ist.
Der Abstreifer 53 hat zur Aufgabe, einerseits ein Überströmen von eintretender Aufschwemmung in den rechten Teil des Spaltes gemäss der Fig. 2 zu verhindern und anderseits das behandelte Pressgut durch einen Auslass 57 aus der Presse zu entfernen.
Die Pressscheiben 12 und 14 werden im selben Drehsinne und mit derselben niedrigen Geschwindigkeit durch je ein Getriebe in Umlauf versetzt-wie z. B. durch ein an die Scheibe aussen angeschlossenes Zahnrad 56, dessen Zahnkranz mit einem kleineren Zahnrad 58 in Eingriff steht, das auf einer im Rahmen 10 gelagerten Antriebswelle 60 sitzt, die für beide Getriebe gemeinsam sein kann, wofür die Zahnräder 58 mit schwach kegeligen und schräggeschnittenen Zähnen ausgeführt sein müssen.
Erfindungsgemäss sind für jede Pressscheibe drei hydraulische Servosysteme 62, 64 und 66 unterhalb der Achse der Welle 20 vorgesehen, deren jedes aus einem Zylindergehäuse 68 (Fig. 1) und einem in diesem axial verschiebbaren Kolben 70 besteht und beim Betrieb der Presse unter Flüssigkeitsdruck steht ;
eine mit dem Kolben 70 verbundene Kolbenstange 72 geht durch den Zylinder hindurch und betätigt einen in einer Bohrung 74 im Rahmen 10 gelagerten Stempel 73, dessen aus dem Rahmen hervorstehendes Ende mit einem Hebelarm 76 gelenkig verbunden ist, der das eben abgeschrägte Ende des Stempels gabelförmig umschliesst, wobei ein oder mehrere Elemente 78 mit teilzylindrischer Gelenkfläche zwischengelegt sein können, um die Flächendrucke herabzusetzen und gleichzeitig die erforderliche Bewegungsfreiheit zwischen diesen Teilen zu ermöglichen.
Das andere gabelförmige Ende des Hebelarmes 76 ist schwenkbar auf einem Wellenzapfen 80 gelagert, der von einem Stützglied 82 getragen wird, welches seinerseits mittels einer Verschraubung 86 am Rahmen 10 befestigt ist. Am Mittelteil jedes Hebelarmes 76 ist eine, dem betreffenden Servosystem 62 bzw.
64 und 66 zugehörige Druckrolle 88 bzw. 90 und 92 drehbar gelagert ; zwischen jeder Druckrolle 90 und ihrem Hebelarm 76 ist-wie in Fig. 1 bei der Rolle 90 ersichtlich-ein Rollager vorgesehen, das aus einer äusseren sowie einer inneren Lagerhülse94 bzw. 96 und dazwischen in mehreren Reihen nebeneinander angebrachten Rollen 98 zusammengesetzt und nach aussen beiderseits durch einen Ring 100 und einen Deckel 102 geschlossen ist ; dieses Lager ist so beschaffen, dass die Druckrolle eine bestimmte axiale Bewegungsfreiheit gegenüber dem Hebelarm 76 hat.
Die Druckrollen 88, 90 und 92 sind bombiert, u. zw. vorzugsweise so, dass der gewölbte Mantel einen Teil einer Kugelfläche bildet ; am Zahnkranz 56 ist ein Ring 104 befestigt, der am Umfang eine konkave entsprechend dem Querschnitt der Druckrollen profilierte Rollbahn 106 hat. Die Servosysteme 62, 64 und 66 sind-radial nach innen gesehen-innerhalb der Druckrollen angebracht, wobei ihr Gehäuse 68 mittels Bolzen 108 (Fig. 2) an einem Balken am Rahmen 10 befestigt ist und ausserhalb derselben die Druckrollen praktisch völlig freiliegen-wie aus Fig. 2 ersichtlich ; die Druckrollen sind bei axialer Bewegung des Kolbens 70 zusammen mit ihren Hebelarmen 76 um den Wellenzapfen 80 drehbar ;
die Hebelarme 76 haben zweckmässig solche Abmessungen, dass die Kraft, mit welcher die Servosysteme die Druckrollen an den Ring 104 und damit an die Pressscheiben 12 bzw. 14 andrücken, doppelt so gross wird wie auf der auf die Kolbenstange 72 wirkende Druck.
Beim Betrieb der Scheibenpresse wird die Aufschwemmung des zu behandelnden Gutes, wie in Wasser oder Aufschliesslauge aufgeschwemmt Zellstoffasern, von oben durch den in Fig. 2 gezeigten Einlass 110 in die Presse eingetragen. Die Aufschwemmung kann einen Trockensubstanzgehalt von beispielsweise 4 bis
12 Gew.-% haben und somit von leichtflüssiger bis zu mehr oder weniger breiiger bzw. fester Konsistenz schwanken. Der Ausdruck "Aufschwemmung" soll somit hier alle denkbaren Mischverhältnisse zwischen Trockensubstanz und Flüssigkeit umfassen. Das Gut folgt den Pressscheiben 12 und 14 bei ihrem Um-
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lauf abwärts in die Maschine, wobei eine fortdauernde Abpressung von Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, stattfindet und gleichzeitig der Abstand zwischen den Scheiben kleiner wird.
Das abgepresste Wasser tritt durch die Siebbleche 42 und die Löcher 52 in die Kammer 48 ein und entweicht aus der Presse durch die Auslässe 50. Die Pressscheiben werden mit Hilfe der Servosysteme 62, 64 und 66 gegeneinander gepresst und biebei wird der auf die Glieder wirkende Druck über die Hebelarme 76 und die auf ihren Rollbahnen 106 rollenden Druckrollen 88, 90 bzw. 92 auf die Pressscheiben 12 und 14 übertragen. Das vom Wasser mehr und mehr befreite Fasergut passiert die "Klemme" bei der Symmetrale 41 und wird danach von dem Abstreifer 53 zum Auslass 57 geführt. Hiebei ist der Trockensubstanzgehalt bis auf beispielsweise 45-50% und mehr gestiegen.
Während des Abpressens der Flüssigkeit aus dem Fasergut wird der überwiegende Teil des Pressdruckes in und vor der Spaltklemme benötigt. Deswegen sind die Druckrollen 88, 90 und 92 so angebracht, dass der gemeinsame Druckmittelpunkt für den. durch die Rollen von den Servosystemen an die Pressscheiben übermittelten hydraulischen Druck ungefähr mit dem Druckmittelpunkt für die Kraft zusammenfällt, die bei der Abscheidung der Flüssigkeit vom Fasergut zwischen den Pressscheiben erzeugt wird. Da letztgenannter Kraftmittelpunkt sich im voraus bestimmen lässt, ist man auch in der Lage, diejenigen Stellen für die Anbringung der Druckrollen zu bestimmen, die es ermöglichen, dass deren gemeinsamer Druckmittelpunkt mit dem Druckmittelpunkt des Gutes zusammenfällt.
Je nach dem Schwanken der in der Zeiteinheit eingetragenen Menge von Aufschwemmung bzw. deren Gehalt an Fasersubstanz bewegen sich die Pressscheiben 12 und 14 aufeinander zu oder voneinander weg, und diese Bewegung wird durch die zylindrischen Gleitflächen 30 und 32 ermöglicht. Dieser axialen Bewegung müssen die Druckrollen 88, 90 und 92 folgen, u. zw. wegen ihrer Lagerung auf den schwenkbaren Hebelarmen 76.
Diese führen hiebei eine Wippbewegung aus, wodurch sich die Winkellage der Druckrollen zur Rollbahn 106 ändert.
Durch die zusammenpassende Bombierung der Druckrollen sowie der Rollbahn 106 bleibt der sehr hohe Pressdruck über die gesamte Druckrolle axial gleichmässig verteilt, u. zw. im wesentlichen unabhängig von der Winkellage.
Der in den Servosystemen 62, 64 und 66 wirksame Druck des hydraulischen Mittels ist auf einen bestimmten, gewünschten Wert einstellbar. Dieser Wert bleibt für eine gewisse Einstellung unabhängig von der axialen Lage der Pressscheiben 12 und 14 unveränderlich. Dies hat zur Folge, dass der Abpressgrad bei Neigungen in der Menge bzw. Konzentration der zugeführten Aufschwemmung unverändert bleibt. Zwischen die Pressscheiben gelangende harte Fremdkörper können durch die "Klemme" hindurchgehen, indem sie die Pressscheiben auseinanderpressen, ohne sie zu beschädigen. Gemäss der Erfindung können die Pressscheiben ausserordentlich hohe Presskräfte aufnehmen, u. zw. trotz der unvermeidlichen starken Aussermittigkeit dieser Kräfte. Dies wiederum ermöglicht, die Pressung so durchzuführen, dass das gepresste Gut die Presse mit sehr hohem Trockensubstanzgehalt verlässt.
Oder aber es lässt sich die zur Erzielung eines bestimmten Trockensubstanzgehaltes des die Presse verlassenden Gutes erforderliche Presszeit erheblich herabsetzen, was eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Presse bedeutet.
Beispielsweise kann man die Pressscheiben mit höherer Drehzahl als bisher möglich umlaufen lassen.
Wenn die Kolben 70 in den Servosystemen unter Druck stehen, während kein zu behandelndes Gut durch die Presse hindurchgeht, können sich diese zweckmässig am Boden der Servosystemgehäuse abstützen, so dass diese dann den auf die Glieder wirkenden Druck unter Entlastung der Pressscheiben 12 und 14 aufnehmen. Die jeweiligen Servosysteme und die mit ihnen zusammenarbeitenden Druckrollen können im Verhältnis zueinander so ausgebildet sein, dass beim Einführen von zu behandelndem Gut in die Presse die Druckrollen nacheinander in dem Auffangen der Presskraft in Tätigkeit treten. So kann beispielsweise das mittlere Servosystem 64 seine Tätigkeit als erstes aufnehmen, wenn das in die Presse eintretende Gut anfängt, die Pressscheiben 12 und 14 auseinander zu drücken.
Erst nach weiterem Aus- einanderdrücken der Pressscheiben werden dann die übrigen Servosysteme tätig, u. zw. entweder gleich- zeitig oder mit zeitlicher Verschiebung gegeneinander.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform be- grenzt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrundeliegenden Leitgedankens abwandelbar. So können ein oder mehrere Servosysteme vorgesehen sein, um mit der einen Pressscheibe zusammenzuarbeiten, während sich die andere Pressscheibe an einem Axiallager oder an Federn abstützt.
Die einander zugewandten Oberflächen der Pressscheiben 12 und 14 können eben flache oder gewölbte
Form haben. Der Ring 54 kann aus einem Schlauch oder einem ähnlichen Gebilde aus elastischem Werk- stoff, wie Gummi, bestehen und solche Abmessungen haben, dass er dichtend an der Innenseite des Spaltes anliegt. Der Schlauch kann im Umlauf mitfolgen, wobei er sich dank seiner Elastizität dem über den
Umkreis ungleich grossen Pressscheibenabstand anpasst. Der Ring 54 kann selbstzentrierend ausgebildet sein, indem er am Rahmen pendelnd aufgehängt ist, z. B. mittels einer vorzugsweise hohlen Stange. Der
Ring kann sich dann in der Mittellängsebene der Maschine und entlang der Pendelstange aufwärts und abwärts bewegen, ist aber gegen Drehung um diese herum verriegelt.
Der Ring 54 kann mit einer Hälfte unter den Pressscheiben 12 und 14 waagrecht beweglich in der Mittelebene des Pressspaltes ausgeführt sein und damit eine Einstellung des Abstandes zwischen den Pressscheiben und diesem Ring auf das für den Betrieb zweckmässigste Mass ermöglichen.