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Schneckenfilterpresse
Aus der belgischen Patentschrift Nr. 581. 174 sowie dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 1793690 sind Filterschneckenpressen bekannt, die sich insbesondere zum Filtrieren von Suspensionen mit Flüssigkeitsgehalten oberhalb 50%, z. B. Polyäthylensuspensionen, eignen. Ihre Konstruktion erlaubt die Anwendung dieser bisher nur für die Aufschlämmung mit niedrigerem Flüssigkeitsanteil technisch brauchbarer Vorrichtungen auch für die erwähnten sehr feuchtigkeitsreichen Massen.
In der USA-Patentschrift Nr. 1, 765, 389 wurde auch bereits eine Schneckenfilterpresse mit ringförmigem Austritt beschrieben, wobei dieser Austritt durch in eine schlitzartige Nut eingeschobene unbewegliche Siebplatten verschlossen ist. Durch die Weite der Öffnungen der Siebplatte wird die Weite der Austrittsöffnung und damit der Gegendruck verändert.
Der Effekt derartiger Filterschneckenpressen hängt wesentlich von dem Verschluss des Gehäuseraumes ab. Der im folgenden zu schildernde Verschluss für Schneckenfilterpressen stellt eine wesentliche Verbesserung der bisher bekannten Verschlüsse dar.
Er besteht aus einem ringförmigen Absperrkörper, der sowohl gegen die äussere feststehende als auch gegen die innere durch das vordere Schneckenende gebildete Begrenzung der Austragsöffnung des Filterraumes zwischen Schneckenwelle und Filterfläche abdichtet und der gegen die Austragsöffnung mit einer oder mehreren Federn gedrückt wird, deren Spannung-beispielsweise mittels einer Verschraubungso eingestellt wird, dass sich der innerhalb des Gehäuseraumes gewünschte Pressdruck ergibt.
Die Dichtfläche des Absperrkörpers oder der ganze Absperrkörper kann entweder aus Metall oder aus einem nachgiebigen Material, z. B. Gummi, Polyäthylen oder einem andern Kunststoff, bestehen.
Durch den erfindungsgemässen Absperrkörper wird ein dichter Abschluss gegen den Innenraum der Vorrichtung ermöglicht. Da die Austrittsstelle unmittelbar an das Ende der Förderschnecke verlegt wird, ist ein gleichförmiger Materialfluss ohne Materialanstauungen auf Grund von Querschnittserweiterungen vor der Austrittsöffnung sichergestellt, so dass keine Pfropfenbildung des Filterkuchens zwischen Schneckenförderstrecke und Austritt möglich ist, und der Filterkuchen locker und gleichmässig sowohl durch den Zwischenraum zwischen der Aussenwand des Absperringes und der äusseren Begrenzung der Austrags- öffnungen als auch durch den Zwischenraum zwischen der Innenwand des Dichtkörpers und der Schneckenwelle ins Freie tritt.
Dies ist wesentlich für das einwandfreie Arbeiten solcher Filterschneckenpressen, weil andernfalls durch Bildung von Pfropfen, die sich vor dem Schneckenaustritt festsetzen, übermässige Drücke hervorgerufen werden können, die sogar ein Bersten des Schneckengehäuses verursachen können.
Auf den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise zwei Ausführungsformen dieses Ringkegelverschlusses dargestellt, bei denen die Federn, mit deren Hilfe der Ringkegel an die Austragöffnung gedrückt wird, in verschiedener Weise angeordnet sind. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei der die druckerzeugende Feder ins Innere des Schneckenkörpers verlegt ist. Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf das Vorderende der Vorrichtung nach Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der Druck mittels einer aussenliegenden Feder erzeugt wird. Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf die Halterung des Ringkörpers der Fig. 3.
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch das Austragende der Filterschneckenanordnung dar. Hierin bedeuten 1 die Welle der Filterschraube, 2 die Schneckengänge, 3 den Filterraum zwischen Filterschnecke und dem Sieb 4, 5 den gegen die Austragöffnung gepressten ringförmigen Absperrkörper und 6 die Halterung dieses Ringkörpers 5. Die übrigen Teile des Schneckengehäuses wurden in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die den Druck vermittelnde Feder 7 ist koaxial in einen Hohlraum 8 des Schneckenkörpers 1 eingelassen. Sie ist an der dem Austrittsende der Schnecke zugewandten Seite auf einen in die Schneckenwelle eingelassenen Schulterring 9 abgestützt und auf der andern Seite gegen einen Teller 13. Die Federkraft wird über den Teller 13, den axialen Schaft 10, die Verschraubung 11 und die Haltearme 6 auf den ringförmigen Absperrkörper 5 übertragen. Die Verschraubung 11 dient zur Einregulierung der erforderlichen Federspannung. Durch einen Balg 12, der einerseits an der oberen Kante des Ringes 9, anderseits an dem axialen Schaft 10 der Feder dicht anliegt bzw. befestigt ist, wird der die Feder aufnehmende
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Hohlraum trotz der Federbewegung einwandfrei abgedichtet.
Diese Massnahme ist insofern vorteilhaft, als hiedurch keinerlei flüssige oder feste Anteile des zu behandelnden Materials mit der Feder in Berührung kommen und das Funktionieren der Vorrichtung stören können.
Fig. 2 zeigt die an den Ringkegel 5 angreifenden Arme 6 und die Verschraubung 11 in frontaler Aufsicht.
Die Befestigung des Ringkegels erlaubt es, diesen mit der Schneckenwelle zusammen in Drehbewegung zu versetzen. Er kann aber auch durch eine mit dem Gehäuse der Filterschneckenpresse in Verbindung stehende Haltevorrichtung festgestellt werden, je nachdem, wie er auf den Filterkuchen einwirken soll.
In Fig. 3 veranschaulicht 101 die Welle der Filterschraube, 102 die Schneckengänge, 103 den Filterraum zwischen Filterschnecke und dem Sieb 104, 105 den gegen die Austragöffnung gepressten ringförmigen Absperrkörper, 106 die beispielweise aus drei Armen bestehende Halterung des Ringkörpers 105, die mit dem axialen Schaft 110 fest verbunden sind. Der Ringkörper 105 zeigt hier einen etwa halbkugeligen Quer- schnitt, doch kann er in der gleichen Weise wie der mit 5 bezeichnete der Fig. 1, der einen kegelförmigen Querschnitt besitzt, ausgebildet sein und umgekehrt. Auch Absperrkörper mit andersartig ausgebildetem Querschnitt der Dichtflächen liegen im Rahmen der Erfindung. Die den Druck vermittelnde Feder 107 umgibt den axialen Schaft der Halterung 110.
Die Feder ist an dem der Schneckenachse zugekehrten Ende auf einem am Schaft 110 befestigten ringförmigen Teller 113, an dem der Schnecke abgekehrten Ende auf einem Schulterring 109 abgestützt. Dieser Schulterring ist auf einen Kragen 111 aufgeschraubt, der an dem Austragabschnitt 114 des Schneckengehäuses vorgesehen ist ; das Schneckengehäuse selbst ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Feder wird durch die Verschraubung von Schulterring 109 und Kragen 111 auf die zum Andrücken des Ringkörpers 105 erforderliche Kraft vorgespannt. Die Federkraft wird über den Teller . ?, den axialen Schaft 110, die oben erwähnte Verschraubung und die Arme der Halterung 106 auf den Ringkörper 105 übertragen.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf die an den ringförmigen Absperrkörper 105 angreifenden Arme der Halterung 106 innerhalb des Austragabschnittes 114.
Das zwischen Schneckenkörper und Sieb einerseits und dem Ringkörper anderseits austretende Gut verlässt die Vorrichtung über die Austragöffnung 115.
Das nachfolgende Beispiel soll die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Verschlusses veranschaulichen.
Beispiel : In einem Schneckengehäuse von 106 mm Durchmesser läuft eine Filterschnecke von 100 mm Aussendurchmesser, 80 mm Kerndurchmesser und einer Steigerung von-2, 3 ihres Aussendurchmessers mit einer Drehzahl von 25 Umdr/min. Der als Abschlussorgan dienende Ringkegel hat einen Aussendurchmesser von 112 mm und einen Innendurchmesser von 75 mm. Der Ringkegel wird mit einem Druck von 3 kg/cm, bezogen auf den Querschnitt der Öffnung der Filtervorrichtung, angepresst. Der Filterschnecke werden 3000 l/h entsprechend "-'2330 kg/h einer Suspension von Polyäthylen in Schwerbenzin mit etwa 10 Gew.-% Gehalt an Polyäthylenpulver zugeführt.
Durch die Förderung der Schnecke gegen den erfindungsgemässen Ringkegel wird die Flüssigkeit aus dem Feststoff durch ein Sieb mit Öffnungen von 0, 19 mm Durchmesser abgepresst und läuft als praktisch klares Filtrat ab. Der Feststoff verlässt den Filterraum in Gestalt eines Filterkuchens durch die beiden Ringspalte, welche einerseits durch das Filtergehäuse und die äussere Kegelfläche des Abschlusskegels und anderseits durch die Schneckenvorderkante und die innere Kegelfläche des Absperrkegels gebildet werden. Es treten als Filterkuchen etwa 380 kg einer Masse aus, die eine Feuchtigkeit von 70 bis 90%, bezogen auf den Feststoff, enthalten, d. h. 70-90 Teile Feuchtigkeit und 100 Teile Feststoff.
Der Ringkegelverschluss kann selbstverständlich für Schneckenfilterpressen beliebiger Ausmasse benutzt werden. Die Abmessungen der Einzelteile sollen hiebei vorteilhafterweise etwa in den im Beispiel angegebenen Verhältnissen gewählt werden.
Wenn in der erfindungsgemässen Vorrichtung der Ringkegel 5 sich gleichzeitig mit dem Schaft der Schraube dreht, wird der Filterkuchen in dünner Schicht ausgetragen, so dass die beiden Ringöffnungen an der Innen- und Aussenseite des Kegels enger sind und infolgedessen ein sicherer Verschluss der Filtervorrichtung erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schneckenfilterpresse mir ringförmiger, im Querschnitt veränderbarer Austragsöffnung, gekennzeichnet durch einen Verschluss in Gestalt eines ringförmigen Absperrkörpers, der in die ringförmige Austragsöffnung des Gehäuseraumes zwischen Schneckenwelle und Filterfläche eingepasst und mit Hilfe einer oder mehrerer auf den erforderlichen Pressdruck vorgespannter Federn gegen die Austragsöffnung gedrückt wird.