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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse zum Auspressen flüssigkeitshaltiger Nahrungsmittel, insbesondere ölhaltiger Saaten, mit einer durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse angetriebenen Schnecke, die in einem eine zylindrische Innenwand aufweisenden Gehäuse gelagert ist, das eine, vorzugsweise in der Gehäusemantelwand angeordnete und an einen Trichter angeschlossene, Einfüllöffnung für das auszupressende Material und eine mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen in Form von Bohrungen für die Flüssigkeit versehene Auspress- zone seiner Mantelwand und an seinem der Einfüllöffnung abgewendeten Ende eine Düse für den Austritt des ausgepressten Materiales aufweist.
Solche Schneckenpressen sind für ölhaltiges Material bekannt. Das durch die Einfüllöffnung in das Gehäuse eingebrachte ölhaltige Saatmaterial wird durch die Schnecke gegen die Austrittsdüse transportiert, wobei das ausgepresste O1 durch die Perforation der Auspresszone und der ausge- presste Ölkuchen durch die Austrittsdüse austreten. Der nötige Auspressdruck wird einerseits durch die Schnecke und anderseits durch den Fliesswiderstand der Düse erreicht. Mit solchen Ölpressen erzielt man bei verschiedenen Ölsaaten eine Ölmenge von 20 bis 25 Gewichtsteilen, d. h., der die Schneckenpresse verlassende Ölkuchen beträgt 75 bis 80 Gewichtsteile der zugeführten Material- menge.
Die Perforation in der Auspresszone des zylindrischen Gehäuses wird zumeist durch zylind- rische Bohrungen gebildet, die sehr stark zu Verstopfungen neigen. Die Reinigung der verstopften Bohrungen ist zeitaufwendig und mühsam.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden und damit die Betriebsunterbrechun- gen, welche auf die Reinigung der Durchgangsöffnungen zurückzuführen sind, auf ein Minimum zu beschränken und so die Effizienz der gesamten Anlage zu erhöhen. Die Erfindung löst diese Auf- gabe dadurch, dass die Achsen der Bohrungen relativ zur Radialrichtung des Gehäuses geneigt sind, wobei die Neigungsrichtung, von innen nach aussen gesehen, entgegen der Umlaufrichtung der Schnecke gewählt ist, und dass der Querschnitt der Durchgangsöffnungen von innen nach aussen stetig zunimmt. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass die erwähnte Schrägstellung der Achsen der Durchgangsöffnungen wesentlich dazu beiträgt zu verhindern, dass sich grössere Materialteilchen in den Durchgangsöffnungen festsetzen können.
Unterstützt wird dies durch den sich in Durchgangsrichtung erweiternden Querschnitt der Durchgangsöffnungen. Selbst wenn sich nämlich ein Matenalteilchen am Eintrittsende der Durchgangsöffnung festgesetzt hat, so wird es durch den Druck des nachfolgenden Materiales in der Durchgangsöffnung weitergeschoben und gelangt somit in den Bereich eines etwas grösseren Querschnittes der Durchgangsöffnung, sodass die Klemmwirkung auf dieses Materialteilchen aufhört. Im besonderen Masse werden die erwähnten Vorteile erzielt, wenn gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Achsen der Durchgangsöffnungen relativ zur Radialrichtung des Gehäuses um 3 bis 30 geneigt sind, vorzugs- weise um 15 bis 20 .
Bei einer Seiherschnecke für die Verpressung von Ölsaaten ist es bekannt (DE 196 19 612A1), die Durchgangsöffnungen für die ausgepresste Flüssigkeit von im Abstand voneinander angeord- neten Seiherstäben zu bilden, zwischen welchen jeweils spalt- oder schlitzartige, in Längsrichtung der Schnecke liegende Durchgänge bestehen. Jede Durchgangsöffnung hat einen der Schnecke benachbarten, in Radialrichtung verlaufenden Abschnitt konstanten Querschnittes, an welchen sich ein zur Radialrichtung in Umlaufrichtung der Schnecke geneigter Durchgangsöffnungsabschnitt anschliesst, dessen Querschnitt sich in Radialrichtung vergrössert.
Durch eine solche Konstruktion lassen sich die Vorteile der Erfindung nicht erzielen, denn faserartige Bestandteile aus dem auszu- pressenden Material können sich in Längsrichtung der Durchgangsöffnung orientieren und dadurch die Durchgangsöffnungen pasieren. Der in Radialrichtung verlaufende achsnahe Abschnitt jeder Durchgangsöffnung ermöglicht es nicht, dass ein sich in der Durchgangsöffnung festgesetztes Materialteilchen wieder lösen kann.
Eine zur zuvor beschriebenen Konstruktion ähnliche Konstruktion ist aus US 5,351.612 be- kannt. Auch dort liegen von Stangen begrenzte, sich in Längsrichtung erstreckende Öffnungen vor.
Diese Öffnungen verlaufen in Radialrichtung und erweitern sich im Querschnitt, von innen nach aussen.
Bei einer gattungsfremden Konstruktion (WO 93/23238) hat eine Schnecke einen glatten End- bereich, in welchem die Schneckenwelle als Mantelwelle mit einem Hohlraum zwischen einem Mantel und einem hohlen Kern ausgebildet ist. Dieser Mantel weist Bohrungen zum Hohlraum hin
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auf, die sich in Strömungsrichtung des die Bohrungen passierenden Materiales erweitern. Eine solche Ausbildung kann nicht im Sinne der Erfindung wirken.
Schliesslich ist es aus einer weiteren gattungsfremden Konstruktion (DE 34 28 381A1) bekannt, bei einer Schneckenpresse zum Verdichten und Entwässern von Festmaterial in einer Entwäs- serungszone Entwässerungsbohrungen vorzusehen, die sich von innen nach aussen konisch erwei- tern, wodurch an der Innenwand eine scharfe Kante gebildet wird, an der anhaftendes Festmaterial leichter abgetrennt werden kann. Diese Bohrungen wirken somit nicht im Sinne der Erfindung.
Im Rahmen der Erfindung kann die stetige Vergrösserung des Querschnittes der Durchgangs- öffnung der Erfindung auf mehrfache Weise realisiert werden. Besonders günstige Ausführungs- formen sind ein kegelförmiger oder ein tonnenförmiger Verlauf der stetigen Erweiterung des Quer- schnittes. Zweckmässig beträgt das Verhältnis von Querschnittsfläche am Innenende der Durch- gangsöffnung zur Querschnittsfläche am Aussenende der Durchgangsöffnung 2,25 bis 16.
Bisher wurden die Durchgangsöffnungen in der Auspresszone des Gehäuses stets mit Bohrern gebohrt. Der schräge Verlauf der in erfindungsgemässer Weise ausgebildeten Durchgangsöffnun- gen würde den Einsatz von Bohrwerkzeugen schwierig machen. Es ist daher im Rahmen der Erfin- dung zweckmässig, die Durchgangsöffnungen mittels Laserbohrung herzustellen. Dies erleichtert auch die Erzielung des gewünschten Querschnittsverlaufes der Durchgangsöffnungen. Ausserdem lassen sich Bohrungen durch Laserstrahl mit einem Durchmesser erzielen, welcher wesentlich geringer als 1 mm ist, z. B. 0,1 mm bis 0,35 mm. Je kleiner der Durchmesser des Querschnittes am Eintrittsende der Durchgangsöffnung wird, desto weniger können grössere unausgepresste Material- teilchen durch die Durchgangsöffnung hindurchtreten.
Es kommt daher zu einer besseren Ausnut- zung des verarbeiteten Materiales, wodurch der Prozentsatz der gewonnenen Ölmenge im Verhält- nis zum eingesetzten Material steigt. Umgekehrt verringert sich der grobe Satz im Ölsammelbe- hälter.
Eine Verbesserung der Auspressung des zugeführten Materiales lässt sich gemäss einer Weiter- bildung der Erfindung dann erzielen, wenn, gesehen in Achsrichtung des Gehäuses, hinter der Auspresszone, vorzugsweise an diese anschliessend, Nuten in der Innenwand des Gehäuses vorge- sehen sind. Diese Nuten bewirken in Zusammenwirkung mit der Rotation der Schnecke eine Mahl- wirkung auf das auszupressende Gut, was die Gewinnung restlicher Ölanteile erleichtert. Gemäss einer besonders günstigen Ausführungsform haben diese Nuten sägezahnartigen Querschnitt und es nimmt der Querschnitt jeder Nut in Richtung zur Düse zunächst stetig zu und nimmt nach Erreichung eines Maximalwertes wieder auf Null ab. Es ist besonders günstig, diesen Maximalwert nicht in die Mitte der axialen Länge der Nut zu legen, sondern gegen die Düse zu versetzt.
Hiebei ist es im Rahmen der Erfindung günstig, wenn, in axialer Richtung des Gehäuses gemessen, das Verhältnis von Länge des Nutabschnittes mit zunehmendem Querschnitt zur Länge des Nutab- schnittes mit abnehmendem Querschnitt 2 bis 6 beträgt.
Die Nuten können ihre Längsrichtung parallel zur Achsrichtung des Gehäuses haben oder auch an der Innenwand des Gehäuses schräg, also etwa schraubenlinienartig verlaufen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schnek- kenpresse. Die Fig. 2 und 3 sind Schnitte nach den Linien 11 bis 11 bzw 111 bis 111 der Fig. 1 Die Fig. 4 und 5 zeigen in grösserem Massstab jeweils Ausführungsformen des Querschnittsverlaufes der Durchtrittsöffnungen.
Die Schneckenpresse hat ein Gehäuse 1, das eine zylindrische Innenwand 2 aufweist. Diese Innenwand 2 lagert eine Schnecke 3, die durch einen herkömmlichen Antrieb 4 beliebiger Art zur Drehung um ihre Längsachse 5 in Richtung des Pfeiles 6 angetrieben wird. Das auszupressende Gut, nämlich insbesondere ölhaltige Samen, werden in Richtung des Pfeiles 7 in einen Trichter 8 eingefüllt, der an eine Einfüllöffnung 9 in der Mantelwand 10 des Gehäuses 1 angeordnet ist. Diese Anordnung der Einfüllöffnung 9 ist günstiger als eine stirnseitig angeordnete Zuführung des zu verarbeitenden Materiales in das Gehäuses 1, obwohl auch eine solche Ausführung denkbar wäre.
Die Schnecke 3 erfasst das durch die Einfüllöffnung 9 in das Gehäuse 1 eintretende Gut und trans- portiert es im Gehäuse 1 in Achsrichtung desselben vorbei an einer Auspresszone 11, die von einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 12 in einem mit verringerter Wandstärke s (Fig. 5) ausge- bildeten Abschnitt der Mantelwand 10 gebildet ist. Die Durchgangsöffnungen 12 sind von einem ringförmigen Sammelraum 13 umgeben, der durch einen auf das Gehäuse 1 aufgeschobenen
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Ringdeckel 14 und in Ringnuten eingesetzte Ringdichtungen 15 nach aussen abgedichtet ist. Der Ringdeckel 14 hat unten eine Öffnung 16, an die ein Rohr 17 angeschlossen ist, welches das aus dem verpressten Gut ausgepresste O1 in einen Sammelbehälter führt.
An die Auspresszone 11 schliesst sich eine Zone des Gehäuses 1 an, welche an der Innenwand 2 des Gehäuses 1 Nuten 18 aufweist, die um den Umfang der Innenwand 2 in gleichen Abständen voneinander verteilt angeordnet sind und sich in Achsrichtung des Gehäuses 1 erstrecken, gege- benenfalls aber auch schräg dazu verlaufen können. Jede dieser Nuten hat vorzugsweise einen etwa sägezahnartigen Querschnitt (senkrecht zur Richtung der Achse 5 gesehen), der aus Fig. 3 ersichtlich ist. Dieser Querschnitt nimmt in Richtung von der Einfüllöffnung 9 weg zunächst stetig zu und nimmt nach Erreichung eines Maximalwertes wieder auf Null ab, wobei der Bereich, in welchem der Querschnitt zunimmt, wesentlich länger ist (in Achsrichtung der Schnecke 3 gesehen) als der Bereich, in welchem der Querschnitt abnimmt. Zweckmässig beträgt dieses Längenverhält- nis 2 bis 6.
Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieses Längenverhältnis 4. Durch diese Nuten 8 und die mit ihnen zusammenwirkende Schnecke 3 wird eine Mahlwirkung auf das an der Auspresszone 11bereits vorbeigeführte, ausgepresste Gut ausgeübt, wodurch dieses Gut noch- mals einer Druckwirkung und somit Auspressung unterworfen wird. Der ausgepresste Ölkuchen wird nach Verlassen der Nuten 18 von der Schnecke 3 gegen einen Düsenkörper 19 geschoben, durch dessen Öffnung 20 das ausgepresste Material in Richtung des Pfeiles 21 aus dem Gehäuse 1 austritt. Der Düsenkörper 19 ist in Richtung der Achse 5 verstellbar. Hiezu dient eine den an der Innenwand 2 des Gehäuses 1 verschiebbar geführten Düsenkörper 19 umgreifende Überwurf- mutter 22, die auf ein Aussengewinde 23 des Gehäuses 1 aufgeschraubt und durch eine Gegen- mutter 24 fixiert wird.
Ein im Düsenkörper 19 fixierter Bolzen 25 gleitet bei der axialen Verstellung des Düsenkörpers 19 in einer Bohrung 26 des Stirnendes des Gehäuses 1 und verhindert, dass sich der Düsenkörper 19 verdrehen kann.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Durchgangsöffnungen 12 in grösserem Massstab, in zwei Varianten.
Bei beiden Varianten sind die Achsen 27 der Durchgangsöffnungen 12 relativ zur Radialrichtung 28 der Wand 29 der Auspresszone 11geneigt, und zwar um einen Winkel a, der zweckmässig mit 3 bis 30 , vorzugsweise 15 bis 23 , gewählt wird. Im in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel a 22 . Diese Neigung ist, in Blickrichtung von der Innenwand 30 der Auspresszone 11 zur Aussenwand 31 derselben, entgegen der Umlaufrichtung der Schnecke 3 (Pfeil 6) gewählt. Dies trägt dazu bei, dass ein Materialteilchen, welches sich am Eintrittsende einer Durchgangsöffnung 12 festgesetzt hat, unter Einwirkung der Schneckendrehung leichter freikommen kann.
Um Verstop- fungen der Durchgangsöffnungen 12 zu vermeiden, ist ferner jede Durchgangsöffnung 12 mit einem sich stetig vergrössernden Querschnitt, insbesondere einem stetig zunehmenden Durchmes- ser des Kreisquerschnittes, versehen. Für den Fall eines Kreisquerschnittes vergrössert sich also der Durchmesser der Durchgangsöffnung 12 vom Innenende (Durchmesser d) zum Aussenende der Durchgangsöffnung 12 (Durchmesser D) stetig. Gemäss Fig. 5 verläuft diese stetige Zunahme so, dass der Längsschnitt jeder Durchgangsöffnung 12 kegelförmig verläuft, gemäss Fig. 4 verläuft dieser Längsschnitt der Durchgangsöffnung 12 tonnenförmig. In jedem Fall ergibt sich der Effekt, dass ein einmal in die Durchgangsöffnung 12 eingedrungenes Materialteilchen diese Öffnung nicht verstopft, sondern aus dieser Öffnung wieder problemlos freikommt.
Zweckmässig beträgt das Verhältnis zwischen Querschnittsfläche am Eintrittsende der Durch- gangsöffnung 12 (also an der Innenwand 30) zur Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 12 an ihrem Austrittsende (also an der Aussenwand 31) etwa 2,25 bis 16. Im in den Fig. 4 und 5 darge- stellten Ausführungsbeispielen beträgt dieses Verhältnis etwa 2,6.
Da die Durchgangsöffnungen 12 mittels Laserstrahlen gebohrt sind, lässt sich jedweder Quer- schnitt und jeder Querschnittsverlauf der Öffnungen 12 problemlos realisieren. Auch die Schrägan- ordnung der Achsen 27 relativ zur Radialen 28 macht bei mit Laserstrahlen hergestellten Bohrun- gen keine Schwierigkeiten.
Um den Bohrungsaufwand zu verringern, ist, wie die Fig. 1 und 5 zeigen, die in radialer Rich- tung gemessene Stärke s der Wand 29 im Bereich der Auspresszone 11wesentlich geringer als im übrigen Axialbereich des Gehäuses 1. Es braucht lediglich der auf das zu verpressende Material ausgeübte Pressdruck aufgenommen zu werden. Dieser Pressdruck wird in an sich bekannter Weise durch die Schnecke 3 im Zusammenwirken mit dem Düsenkörper 19 aufgebracht, vor welchem sich das auszupressende Material staut.
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Beim auszupressenden Material kann es sich ausser um ölhaltige Samen bzw. Saaten auch um ölhaltige Früchte und allgemein um safthaltige Früchte aller Art handeln, aber auch um flüssigkeits- haltiges Material anderer Art, aus welchem die Flüssigkeit ausgedrückt werden soll, z.B. mit Flüssigkeit benetztes oder getränktes Faserstoff material.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schneckenpresse zum Auspressen flüssigkeitshaltiger Nahrungsmittel, insbesondere öl- haltiger Saaten, mit einer durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse ange- triebenen Schnecke, die in einem eine zylindrische Innenwand aufweisenden Gehäuse gelagert ist, das eine, vorzugsweise in der Gehäusemantelwand angeordnete und an einen Trichter angeschlossene, Einfüllöffnung für das auszupressende Material und eine mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen in Form von Bohrungen für die Flüssigkeit versehene Auspresszone seiner Mantelwand und an seinem der Einfüllöffnung abgewen- deten Ende eine Düse für den Austritt des ausgepressten Materiales aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (27) der Bohrungen (12) relativ zur Radialrichtung (28) des Gehäuses (1) geneigt sind, wobei die Neigungsrichtung, von innen nach aussen gesehen,
entgegen der Umlaufrichtung (Pfeil 6) der Schnecke (3) gewählt ist, und dass der
Querschnitt der Bohrungen (12) vom Eintrittsende zum Austrittsende stetig zunimmt.