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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeit aus FeststoffFlüssigkeits-Gemischen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen Mantel und einer in dieser angeordneten Schneckenwelle, zwischen denen ein Ringspalt gebildet wird, durch welchen das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch gepresst wird, und mit einer Gegendruckeinrichtung im Bereich des Austrittsendes des Ringspaltes sowie einem Axiallager am auslaufseitigen Ende der Schneckenwelle.
Die Gegendruckeinrichtung dient dazu, am Ende des Ringspaltes einen Rückstau des bereits weitgehend von Flüssigkeit befreiten Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches zu erzeugen, damit der Druck im Ringspalt weiter erhöht wird und noch mehr Flüssigkeit aus dem Feststoff-FlüssigkeitsGemisch auszupressen. Im Bereich der Gegendruckeinrichtung bzw. im Anschluss daran muss das weitgehend von Flüssigkeit befreite Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch umgelenkt werden, damit es abgefördert werden kann.
Im Stand der Technik, ist aus der DE 15 17 697 eine Schneckenpresse bekannt, bei der durch den Gegendruck das gesamte Gehäuse verschoben wird. Dies ist jedoch nur bei kurzen Schnecken mit fliegender Lagerung möglich. Eine eigene Gegendruckeinrichtung existiert nicht. Die Schneckenpresse nach der DE 556 688 beschreibt die Einstellung des Auslaufspalts mittels eines verstellbaren Hohlkonus. Auch dies ist bei grossen Schneckenpressen, insbesondere zur Entwässerung von Faserstoffsuspensionen, nicht anwendbar, da hier leicht Verstopfungen auftreten können. Die DE 472 285 C beschreibt eine Schneckenpresse mit einer mittels Verstellschrauben in Achsrichtung verschiebbarer Gegendruckeinrichtung. Auch hier kann es bei Bildung von grösseren Agglomeraten an Fasern zu Verstopfungen kommen.
Weiters beschreibt die AT 398 090 B eine Schneckenpresse, bei der die Umlenkung des von Flüssigkeit befreiten Feststoff-FlüssigkeitsGemisches radial nach aussen erfolgt, wobei der diesen Auslaufbereich umgebende Kasten entsprechend gross, jedenfalls aber wesentlich grösser als der Mantel ausgeführt ist, da im Auslaufkasten nicht nur die Gegendruckeinrichtung, sondern auch der Raum für das Ableiten des weitgehend von Flüssigkeit befreiten Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches geschaffen werden muss. Dies ist nicht nur wegen des erhöhten Raumbedarfes nachteilig, sondern bringt auch Probleme in konstruktiver Hinsicht mit sich, da der relativ grosse Auslaufkasten eine verschlechterte Steifigkeit aufweist, die wieder durch eine entsprechend verstärkte Konstruktion ausgeglichen werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Schneckenpresse zu schaffen, bei der der Raumbedarf im Auslaufbereich verringert wird, wodurch in weiterer Folge auch der Auslaufkasten verkleinert und technisch weniger aufwendig konstruiert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Schneckenpresse mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Durch den Umstand, dass die Gegendruckeinrichtung eine Gegendruckfläche aufweist, deren Radius sich in Förderrichtung des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches gesehen verringert, wobei sich die Gegendruckfläche im wesentlichen kegelförmig verjüngt und der kleinste Durchmesser der Gegendruckfläche kleiner ist als der Aussendurchmesser der Trommel am Austrittsende des Ringspaltes, wird das weitgehend von Flüssigkeit befreite Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch radial nach innen umgelenkt. Dadurch besteht radial ausserhalb der Gegendruckeinrichtung kein zusätzlicher Raumbedarf für das Ableiten des weitgehend von Flüssigkeit befreiten Feststoff-FlüssigkeitsGemisches, wodurch der Auslaufkasten entsprechend verkleinert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schneckenwelle eine Trommel und wenigstens eine auf der Trommel angebrachte Schneckenwendel auf und die Trommel weist am Austrittsende des Ringspaltes einen Auslaufbereich für das wenigstens teilweise von Flüssigkeit befreite Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch auf, dessen Durchmesser sich im Bereich der Gegendruckeinrichtung in Förderrichtung verjüngt.
Auf diese Weise wird radial innerhalb der Gegendruckeinrichtung zusätzlicher Raum für das Ableiten des weitgehend von Flüssigkeit befreiten Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches geschaffen.
Durch die Erfindung kann auch das bereits angesprochene Steifigkeitsproblem des Auslaufkastens verbessert werden. Bei einem grossen Auslaufkasten ergeben sich bei der Übertragung der Axialkräfte grosse axiale Verschiebungen zwischen der Schneckenwelle und dem mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen Mantel (Hochdruck-Siebkorb) bzw. Auslaufkasten infolge Biegung der senkrechten Wände des Auslaufkastens wodurch dieser sehr steif gebaut werden muss. Deshalb wird das Axiallager auch häufig auf die Einlaufseite gegeben, wodurch der Kraftweg zwar lange aber geradlinig ist und keine Biegebeanspruchung von senkrechten Wänden erfolgt. Dies hat
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allerdings wieder den Nachteil, dass der Fixpunkt auf der Einlaufseite ist und bei langen Pressen der hochbelastete Auslaufkasten wegen der Wärmedehnung (bis 10 mm) mit Gleitsteinen befestigt werden muss.
Bei den Hochdruck-Siebkörben müssen sich meist die Füsse biegen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann zur Lösung dieses Problems vorgesehen sein, dass das Axiallager der Schneckenwelle am auslaufseitigen Ende der Schneckenwelle den Mantel über einen den Auslaufbereich umgebenden Auslaufkasten, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Mantel aufweist, zur Übertragung von Axialkräften mit der Schneckenwelle verbindet.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Auslaufkasten ein Rohr sein, das nicht wesentlich grösser als der Mantel bzw. Hochdruck-Siebkorb ist. Dadurch ist der Kraftweg zum Axiallager auf der Auslaufseite geradlinig und kurz (ohne Biegeelemente) und die wenig belastete Einlaufseite kann sich frei dehnen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben in welche Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Schneckenpresse von Fig. 1 und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In den Fig. 1 und 2 ist die Auslaufseite einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die nicht dargestellte Einlaufseite kann wie im Stand der Technik üblich und beispielsweise wie in der AT 398090 B dargestellt ausgeführt sein.
Die erfindungsgemässe Schneckenpresse weist, soweit dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung von Bedeutung ist, eine Schneckenwelle 1 mit einer Trommel 2 und einer auf dieser angebrachten ein- oder mehrgängigen Scheckenwendel 3 auf, die innerhalb eines siebartigen Mantels 4 mit Durchbrechungen für den Durchtritt von Flüssigkeit drehbar gelagert ist. Zwischen der Trommel 2 und dem Mantel 4 wird ein Ringspalt 5 gebildet, durch den ein FeststoffFlüssigkeits-Gemisch, insbesondere eine Faserstoffsuspension, gefördert wird, der Flüssigkeit entzogen werden soll. Die Förderrichtung der Faserstoffsuspension erfolgt in Fig. 1 von links nach rechts.
Am Austrittsende 6 des Ringspaltes 5 ist eine Gegendruckeinrichtung 7 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Ring mit einem Vollquerschnitt ist. Auf seiner dem Ringspalt zugekehrten Seite weist die Gegendruckeinrichtung eine Gegendruckfläche 8 auf, die sich in Förderrichtung im wesentlichen kegelförmig verengt. Abweichungen von der exakten Kegelform sind natürlich möglich, zum Beispiel durch aufeinanderfolgende Abschnitte mit unterschiedlichen Kegelwinkeln oder sich kontinuierlich oder diskontinuierlich ändernde Kegelwinkel. Auch sind in Achsrichtung oder Umfangsrichtung der Gegendruckfläche Abweichungen von einer "glatten" Wand möglich.
Angeordnet ist die Gegendruckeinrichtung in einem Auslaufkasten 9, an dessen Rahmen 10 drei Hydraulikzylinder befestigt sind, an denen weiters auch die Gegendruckeinrichtung 7 gelagert ist. Mit Hilfe der Hydraulikzylinder 11 kann die Gegendruckeinrichtung in Achsrichtung der Schneckenwelle 1 verstellt werden.
Am Ende 6 des Ringspaltes 5 geht die bis dahin im wesentlichen zylindrische Trommel 2 der Schneckenwelle 1 in einen Auslaufbereich 12 in Form eines Kegelstumpfes über, der sich ebenfalls in Förderrichtung verjüngt. An den Kegelstumpf 12 schliesst der Wellenstummel 13 der Schneckenwelle 1 an. Dadurch wird zwischen der Gegendruckfläche 8 der Gegendruckeinrichtung 7 und dem Kegelstumpf 12 der Schneckenwelle 1 ein sich in radialer Richtung verkleinernder Spalt 14 gebildet, dessen Querschnittsfläche sich allerdings in Förderrichtung vergrössert.
Zum Auspressen von Flüssigkeit aus der Faserstoffsuspension wird diese über einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Eintragstutzen zugeführt und dann durch die kontinuierliche Drehung der Schneckenwelle durch den sich allmählich verengenden Ringspalt 5 in Richtung auf die Gegendruckfläche 8 der Gegendruckeinrichtung 7 gepresst. Dadurch wird die in der Faserstoffsuspension enthaltene Flüssigkeit kontinuierlich ausgepresst und tritt durch die Durchbrechungen im Mantel 4 aus. Am Austrittsende 6 des Ringspaltes 5 wird die weitgehend entwässerte Faserstoffsuspension an der Gegendruckfläche 8 umgeleitet und im Spalt 14 radial nach innen geführt.
Anschliessend wird die Faserstoffsuspension durch einen Schacht 15 ausgetragen.
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Der Wellenstummel 13 ist, wie in Fig. 1 zu sehen, über ein Pendelrollenlager 16 am Rahmen 10 des Auslaufkastens 9 gelagert, wobei die Stirnwand 17 des Auslaufkastens 9 über eine im wesentlichen rohrförmige Wand 18 mit dem Mantel 4 verbunden ist. Da bei der Erfindung die Stoffumleitung am Ende des Ringspaltes 5 nach innen erfolgt, kann die Wand 18 des Auslaufkastens 9 etwa den gleichen Durchmesser wie der Mantel 4, in jedem Fall aber einen kleineren Durchmesser als beim Stand der Technik mit einer Stoff umleitung nach aussen aufweisen, was aus konstruktiver Sicht vorteilhaft ist.
Gleichermassen kann auch die Stirnwand 17 bzw. der Rahmen 10 des Auslaufkastens 9 kleiner und kompakter gebaut werden, sodass auch in diesem Bereich die Belastung und mechanische Deformation infolge der Krafteinleitung von der Schneckenwelle 1 über das Lager 16 in den Auslaufkasten 9 und weiter in den Mantel 4 wesentlich verringert werden kann.
In Fig. 3 ist eine weitgehend der Fig. 1 entsprechende Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der allerdings die Wand des Kegelstumpfes 12a im Auslaufbereich durchbrochen ist, damit auch in diesem Bereich noch ausgepresste Flüssigkeit abgeführt werden kann. Zum Ableiten der ausgepressten Flüssigkeit ist eine an den Kegelstumpf 12a anschliessenden Hülse 19 vorgesehen, deren Innenraum 20 mit dem Innenraum 21 des Kegelstumpfes 12a in offener Verbindung steht. Die Flüssigkeit kann dann weiter auf der dem Kegelstumpf 12a abgewandten Seite durch eine Leitung 22 abfliessen.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeit aus Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen
Mantel (4) und einer in dieser angeordneten Schneckenwelle (1), zwischen denen ein
Ringspalt (5) gebildet wird, durch welchen das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch gepresst wird, und mit einer Gegendruckeinrichtung (7) im Bereich des Austrittsendes (6) des Ring- spaltes (5) sowie einem Axiallager (16) am auslaufseitigen Ende der Schneckenwelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckeinrichtung (7) als Ring mit Vollquer- schnitt ausgeführt, in Achsrichtung der Schneckenwelle (1) verschiebbar ist und eine Ge- gendruckfläche (8) aufweist, deren Radius sich in Förderrichtung des Feststoff-
Flüssigkeits-Gemisches gesehen verringert, wobei sich die Gegendruckfläche (8)
im we- sentlichen kegelförmig verjüngt und der kleinste Durchmesser der Gegendruckfläche (8) kleiner ist als der Aussendurchmesser der Trommel (2) am Austrittsende (6) des Ringspal- tes (5).