AT380829B - Schneckenpresse nach dem baukastenprinzip - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse nach dem Baukastenprinzip mit einem Antrieb, einer Schneckenwelle, einem Staukegel und einem Gehäuse mit Öffnungen in seiner Wandung, wobei das Gehäuse und die Schneckenwelle aus Bauelementen zusammengesetzt sind und die Schneckenwellenelemente in den Gehäuseelementen geführte, miteinander lösbar verbundene, an ein stufenloses Getriebe angeschlossene Bauelemente sind und mindestens eines der Gehäuseelemente aus mehreren gegeneinander verstellbaren Teilen ausgebildet ist. 



   Aus der Fachliteratur und in der Praxis sind zahlreiche Schneckenpressen bekannt, die in erster Linie in der Lebensmittel- und in der Chemieindustrie angewendet werden. Ein gemeinsames Merkmal dieser Schneckenpressen liegt darin, dass das in Komponenten zu trennende Material mittels einer Schneckenwelle durch ein Gehäuse mit perforierter Wandung geleitet wird. Der Querschnitt des Gehäuses verengt sich in Richtung des Materialtransportes, wodurch die eigentliche Presswirkung erreicht wird. Zur Erhöhung der Presswirkung dient ein Stauelement. Der feste Bestandteil des Materials verlässt die Vorrichtung nach dem Durchlauf durch das Gehäuse mit perforierter Wandung bei dem Stauelement, währenddessen es Flüssigkeit verliert. Die Flüssigkeit tritt durch die Perforation aus. 



   Es sind zahlreiche Varianten von Schneckenpressen bekannt. Jede Vorrichtung enthält die aufgezählten Hauptelement, aber hinsichtlich ihrer Einzelheiten und Zusatzteile ergeben sich grundsätzlich abweichende Lösungen. Der gemeinsame Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht in der unvollkommenen Trennung des behandelten Materials, weswegen die gewünschte, durch die Sinnesorgane feststellbare und chemische Reinheit der getrennten Phasen nicht gewährleistet werden kann. Diese Vorrichtungen sind meist nur für eine bestimmte Trennungsaufgabe geeignet, für ihre Verstellung gibt es keine Möglichkeit. Die dem Pressvorgang vorangehenden, die Trennbarkeit bestimmenden Arbeitsschritte (Wärmebehandlung, Zumischung von Zutaten usw.) werden im allgemeinen in mehreren aufeinanderfolgenden oder zusammengebauten Vorrichtungen durchgeführt.

   Dadurch wird aber die Verarbeitungszeit verlängert und der Bearbeitungsvorgang wird verteuert. 



   Auf diesem Gebiet sind auswechselbare Elemente aufweisende Konstruktionen (DE-PS Nr. 2730473) sowie auch solche Pressen bekannt, die eine aus mehreren Teilen zusammengebaute Schnecke haben (DE-PS Nr. 1994642). Weiters sind Lösungen bekannt, wonach die Gehäuseelemente mit einem Doppelmantel versehen sind, damit die Temperatur des darin befindlichen Materials eingestellt werden kann   (GB-PS Nr. l, 251, 072).   



   Aus diesen Lösungen ist das Bestreben ersichtlich, mit den Schneckenpressen verschiedene Aufgaben zu lösen und die Parameter der Presse in einem verhältnismässig breiten Bereich verändern zu können. 



   Ein grundsätzlicher Mangel dieser Lösungen besteht aber in der Unvollkommenheit der Trennung des behandelten Materials. Die Ursache dafür liegt in erster Linie darin, dass die Öffnungen der perforierten Elemente konstant sind. Es ist bekannt, dass das perforierte Element bei seiner Funktion zweierlei Wirkung hervorruft : es hält den festen Bestandteil des Materials zurück und infolge dessen Verdichtung wird das Austreten des flüssigen Bestandteiles behindert. 



  Wenn die Grösse des festen Bestandteiles (Fasern) wesentlich kleiner ist als die der Perforation, bleibt ein Teil davon beim Eindringen in die Perforation an der Wand haften, während ein anderer Teil durch die Perforation hindurchtritt, wodurch die Wirksamkeit der Trennung vermindert wird. Wenn die Fasern wesentlich grösser sind als die Perforation, häufen sie sich über den Öffnungen an, wodurch der Strömungswiderstand erhöht wird. Es kommen natürlich zwischen den vorerwähnten zwei Extremfällen in der Praxis noch zahlreiche Variationen einschliesslich des gleichzeitigen Auftretens beider Extremfälle vor. 



   Die Ausbildung der entsprechenden Perforation wird weiterhin auch dadurch erschwert, dass die aus festen Bestandteilen bestehende Schicht in der unmittelbaren Nähe der Perforation der übrigen Struktur grundsätzlich abweichende Struktur hat. Das ist die Folge der Ausbildung und der zeitweiligen Zerstörung der zwei Extremfälle. Die Zusammensetzung der Grenzschicht wird durch die Grösse und die Verteilung grundsätzlich bestimmt. Die Filterwirkung steht zum gemeinsamen Widerstand der aus festen Bestandteilen gebildeten Schicht und des perforierten Elementes im umgekehrten Verhältnis. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 erfolgt über Stutzen --3, 4,9 und 18--. Die Abführung der abgetrennten flüssigen Phase aus den Elementen mit konstanter und veränderbarer Perforation wird durch   Stutzen --14-- ermöglicht.   



   Darüber hinaus können bestimmte Gehäuseelemente mit solchen Stutzen versehen sein, mit deren Hilfe ein beliebiges Behandlungsmittel dem gepressten Material zugeführt werden kann. 



  Diese Elemente sind selbstverständlich auch mit flüssigkeitsabführenden Stutzen versehen. 



   Fig. 2 zeigt einige aus den Gehäuseelementen zusammenstellbare Ausführungsformen ohne Gestell und Getriebe. 



   Fig. 3 zeigt zwei zusammengestellte Varianten der in den Gehäuseelementen angeordneten und aus Bauelementen verschiedener   Steigung"h"zusammenstellbaren Schneckenwelle.   Der Materialtransport wird innerhalb des ersten Gehäuseelementes durch eine Dosierschnecke --20-- und 
 EMI3.1 
 Die Schneckenwelle ist entsprechend den Eigenschaften des zu pressenden Materials aus Schnecken-   elementen-22-verschiedener Steigung"h"zusammengestellt,

   ergänzt   mit gewindelosen Schnecken-   elementen --21-- verschiedener Länge "l".   Zum Auflockern und Umrühren des Materials weist die Schneckenwelle ein   Rührelement --23-- auf.   Die speichenradförmig ausgebildeten Zwischen-   stücke --13-- tragen   neben dem Zusammenhalten der Gehäuseelemente und der Zwischenlagerung der Schneckenwelle auch zum Umrühren des Materials bei. Die Schneckenwellenelemente sind lösbar miteinander verbunden, wie es   z. B.   in Fig. 4 dargestellt ist. Die Formhaltung und radiale Führung der Schneckenwelle ist durch die Gehäuseelemente sichergestellt. 



   Die Schneckenwelle wird durch einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Elektromotor über ein stufenloses Getriebe mit veränderbarer Drehzahl und/oder über ein Untersetzungszahnradgetriebe angetrieben. 



   Fig. 5 zeigt eine Verbindungsmöglichkeit der Gehäuseelemente. 



   Die Fig. 6 und 7 bzw. Fig. 8 und 9 zeigen mögliche Ausführungsformen des mit veränderbaren axialen Spalten versehenen Gehäuses. Eine mögliche Ausführungsform des Gehäuses mit veränderbarer Perforation besteht aus um ihre Achsen verdrehbaren Zahnstangen --24 und 25--, wie sie aus Fig. 6 in Ansicht und aus Fig. 7 im Schnitt zu entnehmen sind. Die zwischen den Zähnen entstehenden Lücken ergeben die Spalte (die Perforation) des Gehäuses, deren Grösse sich mit der Verdrehung der Stangen ändert. Eine weitere mögliche Ausführungsform des Gehäuses mit veränderlicher Perforation besteht aus ineinander verdrehbaren inneren und äusseren Trommeln --26 und 27--. Die Trommeln sind mit recht grosser Perforation versehen, wie es in Fig. 8 in Ansicht und Fig. 9 im Schnitt gezeigt ist.

   Die veränderbaren Spaltgrössen des Gehäuses ergeben sich durch die gegenseitige Überdeckung der Perforationen, deren Mass durch die Verdrehung der Trommeln verändert werden kann. 



   Von diesen Elementen mit verstellbarer Perforation können beliebige Stücke aufeinanderfolgend angeordnet werden und es kann in jedem Element eine Perforation entsprechend den Eigenschaften des Materials am besten eingestellt werden. In das Innere der Gehäuseelemente wird das Material durch eine mit lösbaren Verbindungen versehene, nach den rheologischen Eigenschaften des Materials zusammengestellte Schneckenwelle weitergefördert und gepresst. 



   Die verschiedenen Flächenausbildungen der veränderbaren Perforation - Trommel, Ebene,   Kugelhaube - können   auch bei Zweiphasen-Materialien zweckmässig angewendet werden. 



   Nach durchgeführten Versuchen ergeben Spalte (bei der Trommel axiale Spalte) die Trennung mit der besten Wirkung. Die Anordnung (Verteilung) der Spalte erfolgt nach technologischen Gesichtspunkten. 



   Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Schneckenpresse ist wie folgt :
Die Schneckenpresse wird entsprechend den verarbeitungstechnologischen Anforderungen aus Gehäuseelementen bzw. Schneckenwellenelementen sowie von Heiz- und perforierten Elementen von entsprechender Anzahl zusammengesetzt. 



   Das zu trennende Material   (Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch)   wird dem Trichter zugeführt. 



  Die gute Füllung der Schneckenpresse wird durch eine konstante Stoffmasse im Trichter sichergestellt. (Im Falle eines zum Anschwellen neigenden Materials kann im Trichter ein Mischer angeordnet werden.) Das zu trennende Zweiphasen-Material gelangt aus dem Trichter in die Gänge 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 der sich langsam drehenden Schneckenwelle, wo infolge des sich in Richtung des Materialtranspor- tes verengenden Querschnittes eine Trennung der Phasen beginnt. Das sich verkleinernde Volumen kann durch die Verminderung der Steigung bzw. durch die Erhöhung des Kernquerschnittes der
Schneckenwelle oder durch die Kombination beider Massnahmen erzielt werden. Die Zusammenstellung der Schneckenwelle erfolgt entsprechend den rheologischen Eigenschaften des zu trennenden Materials.

   Ein Teil der abgesonderten Flüssigkeitsphase (der bereits während der Vorbehandlungen abgesonderte Teil) tritt durch den mit konstanter Perforation versehenen Mantel des Gehäuses aus, während der andere Teil die Schneckenpresse durch die mit veränderbaren Spalten versehene Oberfläche des Gehäuses verlässt. Der austretende flüssige Bestandteil des Materials darf feste Bestandteile überhaupt nicht oder nur in minimaler Menge enthalten. Diese Anforderung kann durch die Verstellung des Spaltes während des Betriebes erfüllt werden. Der im Austrittselement angeordnete Staukegel dient zur Erhöhung des Pressdruckes und er schliesst den Weg der festen Phase ebenfalls verstellbar ab. 



   Die Grössenveränderung der Spalte und die Verstellung des Staukegels kann durch ein gemeinsames Hydrauliksystem oder im Falle einer kleineren Vorrichtung durch ein mechanisches System erfolgen. 



   Während der Phasentrennung kann mit Hilfe der temperierbaren Gehäuseelemente die Presstemperatur eingestellt werden, wodurch sich zahlreiche verarbeitungstechnologische Vorteile ergeben. 



   Aus den vorstehenden Ausführungen ist es ersichtlich, dass in der erfindungsgemässen Schneckenpresse alle Arbeitsvorgänge der vollkommenen Abtrennung von Gewebeflüssigkeit mit einer einzigen Vorrichtung kontinuierlich durchführbar sind,   u. zw.   auf solche Weise, dass die gewünschten Parameter innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden können. Die Genuss-Nährwerte der voneinander getrennten Bestandteile können auf beliebigen Werten gehalten werden, wobei in jedem Bestandteil die vorteilhaften Eigenschaften desselben hervorgerufen werden können. 



   Die an Hand der Zeichnungen dargestellte Schneckenpresse nach dem Baukastenprinzip gewährleistet durch die Perforation mit veränderbarer   Grösse - nach   den sich verändernden   Parametern - während   des gesamten Arbeitsablaufes die Sauberkeit der abgetrennten Gewebeflüssigkeiten, weil der die Durchströmung verhindernde Widerstand auf konstantem Wert gehalten werden kann. Dieser Vorteil kann auch auf andern Gebieten der Filtertechnik ausgenutzt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Schneckenpresse nach dem Baukastenprinzip mit einem Antrieb, einer Schneckenwelle, einem Staukegel und einem Gehäuse mit Öffnungen in seiner Wandung, wobei das Gehäuse und die Schneckenwelle aus Bauelmenten zusammengesetzt sind und die Schneckenwellenelemente in den Gehäuseelementen geführte, miteinander lösbar verbundene, an ein stufenloses Getriebe angeschlossene Bauelemente sind und mindestens eines der Gehäuseelemente aus mehreren gegeneinander verstellbaren Teilen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander verstellbaren Teile während des Betriebes veränderbare Öffnungen bilden, wobei diese Teile als zwei ineinander verdrehbare, mit Öffnungen versehene koaxiale Mäntel (26,27) ausgebildet sind und mindestens einer der Mäntel (26,27) mit einem Antrieb verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäntel (26,27) aus perforierten Platten gebildet sind.

   3. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäntel (26,27) aus in Richtung der Erzeugenden eines Zylinders angeordneten Mantelsegmenten (28,29) bestehen.