AT515482B1 - Schneckenpresse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine vertikale Schneckenpresse (1) zur Abscheidung von Feststoffen, z.B. Fasern aus einer Suspension, z.B. Zellstoffsuspension, mit einem zylinderförmigen Siebkorb (9, 10, 11) und eine im Siebkorb (9, 10, 11) über einen Antrieb (2) drehbar gelagerte Pressschnecke mit einer zentralen Schneckenwelle (12) und einer darauf angeordneten, sich zumindest über einen Großteil der Schneckenwelle (12) erstreckenden, vorzugsweise doppelflügeligen, Schneckenwendel (13 ), wobei ein Zulauf (8) für die Suspension, ein Ablauf (6) für Filtrat und ein Austrag (7) für den entwässerten Feststoff vorgesehen sind. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Siebkorb (9, 10, 11) von einem Filtratrückstaubehälter (3, 4, 5) umgeben ist, in Achsrichtung gesehen aus mehreren Teilen besteht und zumindest ein Teil, vorzugsweise der unterste Teil (5), einen Filtratrückstaubehälter mit einem größeren Durchmesser aufweist, wobei die drehbare Schneckenwelle (12) reversierbar ausgeführt sein kann, wobei der Zulauf(8) für die Suspension am oberen Ende und der Austrag (7) für den entwässerten Feststoff am unteren Ende vorgesehen ist, wodurch die Förderrichtung der Schneckenpresse (1) von oben nach unten verläuft und wobei ein Ablauf(6) für Filtrat am unteren Ende des Filtratrückstaubehälters (5) vorgesehen ist. Damit wird eine effiziente Entwässerung einerseits und eine gute Zugänglichkeit für Reinigung und Wartung ohne Zerlegung der gesamten Maschine andererseits ermöglicht.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine vertikale Schneckenpresse zur Abscheidung von Feststoffen, z.B. aus faserhältigen Schlämmen, beispielsweise von Deingkinganlagen oder Fasern aus einer Faserstoffsuspension, beispielsweise Zellstoffsuspension, mit einem zylinderförmigen Siebkorb und eine im Siebkorb über einen Antrieb drehbar gelagerte Pressschnecke mit einer zentralen Schneckenwelle und einer darauf angeordneten, sich zumindest über einen Großteil der Schneckenwelle erstreckenden, vorzugsweise doppelflügeligen, Schneckenwendel, wobei ein Zulauf für die Suspension, ein Ablauf für Filtrat und ein Austrag für den entwässerten Feststoff vorgesehen sind, wobei der zylinderförmige Siebkorb von einem Filtratrückstaubehälter umgeben ist, der in Achsrichtung gesehen aus mehreren Teilen besteht wobei der Zulauf für die Suspension am oberen Ende und der Austrag für den entwässerten Feststoff am unteren Ende vorgesehen ist, wodurch die Förderrichtung der Schneckenpresse von oben nach unten verläuft.

[0002] Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, beispielsweise Zellstoffsuspensionen aus der Papier- und Zellstoffindustrie, die Fasern enthalten, werden in der Regel entwässert und die festen Bestandteile kompaktiert. Oft werden horizontal ausgerichtete Schneckenpressen mit Lochsiebkörben eingesetzt. Derartige Schneckenpressen können jedoch Suspensionen erst ab einem Mindestanteil von ca. 8 bis 10 % Fasern effizient entwässern und transportieren. Bei größeren horizontalen Schneckenpressen ist weiters die dafür erforderliche zweifache Lagerung der Pressschnecke bzw. Schneckenwelle nachteilig und kostspielig.

[0003] Weiters sind auch schräg oder vertikal ausgerichtete Schneckenpressen z.B. aus der AT 509 618 A1 bekannt. Bei derartigen Schneckenpressen besteht die Gefahr, dass sie verstopfen, wobei dann die gesamte Schneckenpresse zerlegt werden muss, um sie entsprechend reinigen zu können. Auch in der DE 23 64 292 A1 ist eine vertikale Schneckenpresse beschrieben, die hier zur Entwässerung von Zuckerrübenschnitzel eingesetzt wird. Es gibt hier einen um das Sieb angeordneten Ringraum zur Filtratabfuhr. Da hier zusätzlich sog. Aufhalter am Außenring angeordnet sind, die eine Mitnahme des Schnitzelpaketes verhindern sollen, ist eine Reinigung bei Verstopfung nur durch Zerlegung des gesamten Apparates möglich.

[0004] Ziel der Erfindung ist es daher eine Schneckenpresse mit vertikaler Achse zu schaffen, die eine hohe Effizienz bei Durchsatz und Entwässerung hat und bei Verstopfungen leicht, d.h. in kurzer Zeit, zu reinigen ist.

[0005] Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Filtratrückstaubehälters, vorzugsweise der unterste Teil, einen Filtratrückstaubehälter mit einem größeren Durchmesser aufweist, wobei die drehbare Schneckenwelle reversierbar ausgeführt sein kann, und wobei ein Ablauf für Filtrat am unteren Ende des Filtratrückstaubehälters vorgesehen ist und wobei der Filtratrückstaubehälter mit größerem Durchmesser vertikal, d.h. in Achsrichtung verschiebbar ausgebildet sein kann. Durch den Filtratrückstaubehälter mit größerem Durchmesser und insbesondere verschiebbarer Ausgestaltung lässt sich in einfacher Weise die Schneckenwendel von den Verstopfungen durch z.B. verpresste Fasern, reinigen.

[0006] Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratrückstaubehälter, insbesondere die Teile des Filtratrückstaubehälters, in Achsrichtung teilbar sind, d.h. aus zumindest zwei Teilen bestehen. Damit lässt sich der Raum um die Schneckenwelle und Schneckenwendel in einfacher Weise öffnen.

[0007] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende des Filtratrückstaubehälters eine Verdünnungskammer vorgesehen ist, wobei die Verdünnungskammer zumindest eine Auslassöffnung aufweisen kann. Durch die Verdünnung beim Eintritt kann beispielsweise bei einer Verstopfung eine Auflösung des Pfropfens erreicht werden und die verdünnte Suspension über die Auslassöffnung(en) abgeführt werden.

[0008] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle Öffnungen, beispielsweise eine Perforierung, an zumindest einem Wellenende aufweist. Damit kann bei niedrigen Einlasskonzentrationen eine hohe Entwässerung bereits beim Eintritt erreicht werden. In weiterer Folge können durch die beidseitige Entwässerung hohe Entwässerungsleistungen und damit eine hohe Effizienz der Schneckenpresse erreicht werden.

[0009] Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Schneckenwelle in Radialrichtung nicht gelagert oder lagerfrei ist und/oder das die Schneckenwelle ausschließlich an ihrem oberen Ende, insbesondere lagerfest in Radialrichtung, gelagert ist. Damit kann ein kompliziertes Lager und eine aufwändige Konstruktion des Austrags vermieden werden. Durch eine hohe Konzentration des entwässerten Feststoffes, z.B. Zellstoffes, kann der Pfropfen am unteren Ende der Schneckenwendel quasi als Radiallager dienen.

[0010] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei [0011] Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneckenpresse, [0012] Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckenpresse entlang Linie ll-ll gemäß Fig. 1, [0013] Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckenpresse im Betriebs- und Reinigungszustand analog Fig. 2, [0014] Fig. 4 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schnecken presse entlang Linie IV-IV in Fig. 2, [0015] Fig. 5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schnecken presse entlang Linie V-V in Fig. 2, [0016] Fig. 6 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schnecken presse entlang Linie Vl-Vl in Fig. 2, [0017] Fig. 7, 7a, 7b, 7c, 7d den Druckverlauf über eine erfindungsgemäße Schneckenpres se darstellt.

[0018] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße vertikale Schneckenpresse 1 die an ihrem oberen Ende einen Antrieb 2 aufweist. Weiters sind Filtratrückstaubehälter 3, 4, 5 mit einem Filtratablauf 6 zu sehen und am unteren Ende einem Austrag 7 für den entwässerten Feststoff (Faserstoff oder Schlamm). Am oberen Ende ist der Zulauf 8 für die (Faserstoff-) Suspension zu sehen. Es können auch die Filtratrückstaubehälter 3 und 4 zusammengefasst und aus einem Stück bestehen, je nach Größe der Schneckenpresse. Wichtig ist jedoch, dass der unterste Filtratrückstaubehälter 5 separat ausgebildet ist. Auch erkennt man die am oberen Ende angeordnete Verdünnungskammer 14 und die entsprechende Auslassöffnung 15.

[0019] Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckenpresse 1 entlang Linie ll-ll in Fig. 1 dar. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Man erkennt hier wiederum die Filtratrückstaubehälter 3, 4 und 5 sowie den Austrag 7 für den entwässerten Feststoff und den Zulauf 8 für die Suspension. Insbesondere ist erkennbar, dass der untere Filtratrückstaubehälter 5 einen größeren Durchmesser aufweist, als die darüber angeordneten Filtratrückstaubehälter 3 und 4 (die auch als ein gemeinsamer Teil ausgeführt sein können). Auch die Teilung des Filtratrückstaubehälters in mehrere Teile ist erkennbar. Innerhalb der Filtratrückstaubehälter 3, 4, 5 erkennt man die Teile 9, 10, 11 des ebenfalls und in entsprechende Teile aufgeteilten zylindrischen Siebkorbs. Um die Schneckenwelle 12 ist die doppelflü-gelige Schneckenwendel 13 angebracht, deren Steigung zum Austrag 7 hin abnimmt und dadurch einen höheren Entwässerungsdruck erzeugt, der zu einem Pfropfen führt, der aus Faserstoff oder Schlamm besteht und den Austritt von Flüssigkeit verhindert. Dieser Pfropfen ermöglicht in weiterer Folge auch, dass die Schneckenwelle 12 an ihrem unteren Ende kein Lager aufweist und somit lediglich am oberen Ende beim Antrieb 2 radial gelagert ist. Die Funktionsweise ist nun wie folgt: Die Suspension, beispielsweise Fasersuspension mit Zellstofffasern, wird durch den Zulauf 8 am oberen Ende in die vertikal angeordnete Schneckenpresse 1 eingeführt. Sie wird durch den zwischen Schneckenwelle 12 und Siebkorb 9, 10, 11 gebildeten

Ringspalt durch die Schneckenwendel 13 nach unten geführt und durch die kleiner werdende Steigung komprimiert, wodurch die Flüssigkeit (meist Wasser) aus dem Faserverbund herausgepresst wird. Am unteren Ende des Filtratrückstaubehälters 5 wird die herausgepresste Flüssigkeit über den Filtratablauf 6 (siehe Fig. 1) abgeführt.

[0020] In Fig. 3 ist nun die Vorgangsweise bei der Reinigung nach einem Verstopfen dargestellt. Sie ermöglicht aber auch eine einfache Reparatur bzw. Austausch von Teilen des Siebkorbes, die stark beansprucht und daher schnell verschlissen werden. Als erster Schritt erfolgt eine Zufuhr von Verdünnungswasser (beispielsweise auch Filtrat) zur Suspension und damit eine Zufuhr von stark verdünnter Suspension über den Zulauf 8. Dadurch lockert sich der bereits ausgepresste Feststoff auf. Durch Drehung der Schneckenwelle 12 gegen die Drehrichtung in Betrieb, wird der aufgelockerte Feststoff (und somit Pfropfen, der die Anlage verstopft) zum oberen Ende transportiert und dort über eine Auslassöffnung 15 ausgetragen.

[0021] Alternativ zur Verdünnung des Feststoffes kann auch durch einen Stutzen 19 Flüssigkeit (Filtrat oder Klarwasser) in den bzw. die Filtratrückstaubehälter von oben eingebracht werden. Dadurch erfolgt die Rückbefeuchtung im Wesentlichen an der Oberfläche des Feststoffpfropfens zum Siebkorb. Durch diese Befeuchtung kann in vielen Fällen bereits der Feststoff gelöst und ausgetragen werden, ohne eine Umkehr der Drehrichtung der Schneckenwelle 12 zu benötigen. Der Austrag des aufgelösten Feststoffpfropfens erfolgt dann durch den normalen Austrag 7.

[0022] Sollten diese Befeuchtung bzw. Verdünnung nicht zum Erfolg führen bzw. sollten Teile des Siebkorbes ausgetauscht werden müssen, würde dies analog dem rechten Bild in Fig. 3 erfolgen. Hier sieht man, dass der untere Filtratrückstaubehälter 5, der einen größeren Durchmesser aufweist wie die übrigen Filtratrückstaubehälter 3, 4 vom unteren Flansch 16 gelöst und über die höher angeordneten Filtratrückstaubehälter 3, 4 hinaufgeschoben wurde. Dadurch wird der unterste Teil 11 des Siebkorbes einfach zugänglich und kann z.B. bei Ausbildung als Halbschalen einfach gelöst und entfernt werden. Damit ist dann auch ein Zugang zum unteren Bereich der Schneckenwendel 13 möglich, in dem Verstopfungen am wahrscheinlichsten sind. Diese Verstopfungen können dann sehr einfach entfernt werden, ohne dass die gesamte Anlage auseinander gebaut werden muss. D.h. es müssen weder die Zuführleitungen, noch der Antrieb oder die oberen Filtratrückstaubehälter entfernt werden.

[0023] Sollte der untere Teil 11 des Siebkorbes bereits verschlissen sein, kann auf diese Weise auch eine einfache schnelle Reparatur oder ein Austausch vorgenommen werden.

[0024] Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schneckenpresse 1 entsprechend Linie IV-IV in Fig. 2. Man erkennt hier den größeren Durchmesser des Filtratrückstaubehälters 5 sowie die Schneckenwelle 12 samt Schneckenwendel 13 und den Siebkorb(teil) 11, der geteilt ausgeführt ist, um eine einfache Montage/Demontage zu ermöglichen.

[0025] Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schneckenpresse 1 entsprechend Linie V-V in Fig. 2. Hier ist neben dem Siebkorb(teil) 9 gut das perforierte Siebrohr und der innere Hohlraum 18 zu erkennen, in den zumindest im Anfangsbereich entwässert wird, wodurch speziell bei Suspensionen mit niedriger Konzentration (Konsistenz) eine hohe Entwässerungsrate erzielt wird.

[0026] In Fig. 6 ist der Schnitt durch die erfindungsgemäße Schneckenpresse 1 entsprechend Linie Vl-Vl in Fig. 2 durch die Verdünnungskammer 14 am oberen Ende der Schneckenpresse 1 dargestellt.

[0027] Fig. 7 zeigt eine Schneckenpresse 1 bei der der Druckverlauf über der Höhe der Schneckenpresse 1 im Bereich der Entwässerung am Siebkorb 9, 10, 11 gezeigt wird. Im Beispiel ist eine Füllung mit Filtrat und der daraus resultierende Druck praktisch über die gesamte Höhe dargestellt. Abhängig vom zu entwässernden Stoff kann auch eine niedrigere Filtrathöhe eingestellt werden. Im Spalt 17 befindet sich die Suspension, während sich im Filtratrückstaubehälter 3, 4, 5 durch das ausgepresste Filtrat ein Gegendruck aufbaut. Das Diagramm in Fig. 7a zeigt den zunehmenden hydrostatischen Druck der Suspension, das daran anschließende Diagramm

Fig. 7b zeigt den entsprechend ansteigenden hydrostatischen Druck des Filtrates, der sich innerhalb der Filtratrückstaubehälter 3, 4, 5 aufbaut. Dies wird speziell durch die vertikale Anordnung der Schneckenpresse 1 möglich. Daraus resultiert ein konstanter Differenzdruck Δ p über die gesamte Entwässerungshöhe (siehe Fig. 7 c). Durch die abnehmende Steigung der Schneckenwendel 13 kann nun eine sich kontinuierlich erhöhende Entwässerungskraft erzielt werden (Fig. 7 d). Je nach Qualität und Entwässerungseigenschaften des zu entwässernden Feststoffes wird die Höhe des Filtratrückstaues und damit auch der erzeugte Gegendruck eingestellt.

[0028] Die Erfindung ist nicht durch die dargestellten Beispiele beschränkt. So kann z.B. die Schneckenwelle auch konisch ausgeführt sein, so dass sich der Spalt zwischen Schneckenwelle und Siebkorb in Förderrichtung der Schneckenwendel verringert und somit der Entwässerungsdruck erhöht wird. Die Schneckenwelle kann dabei an ihrem unteren Ende, z.B. bei niederen Austragskonsistenzen radial gelagert, als auch bei höheren Austragskonsistenzen ohne Lagerung vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Vertikale Schneckenpresse zur Abscheidung von Feststoffen, z.B. aus faserhältigen Schlämmen, beispielsweise von Deingkinganlagen oder Fasern aus einer Faserstoffsuspension, beispielsweise Zellstoffsuspension, mit einem zylinderförmigen Siebkorb und eine im Siebkorb über einen Antrieb drehbar gelagerte Pressschnecke mit einer zentralen Schneckenwelle und einer darauf angeordneten, sich zumindest über einen Großteil der Schneckenwelle erstreckenden, vorzugsweise doppelflügeligen, Schneckenwendel, wobei ein Zulauf für die Suspension, ein Ablauf für Filtrat und ein Austrag für den entwässerten Feststoff vorgesehen sind, wobei der zylinderförmige Siebkorb (9, 10, 11) von einem Filtratrückstaubehälter (3, 4, 5) umgeben ist, der in Achsrichtung gesehen aus mehreren Teilen besteht wobei der Zulauf (8) für die Suspension am oberen Ende und der Austrag (7) für den entwässerten Feststoff am unteren Ende vorgesehen ist, wodurch die Förderrichtung der Schneckenpresse (1) von oben nach unten verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Filtratrückstaubehälters (3, 4, 5), vorzugsweise der unterste Teil (5), einen Filtratrückstaubehälter mit einem größeren Durchmesser aufweist, wobei die drehbare Schneckenwelle (12) reversierbar ausgeführt sein kann, und wobei ein Ablauf (6) für Filtrat am unteren Ende des Filtratrückstaubehälters (5) vorgesehen ist.
2. 2. Vertikale Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratrückstaubehälter (5) mit größerem Durchmesser vertikal, d.h. in Achsrichtung verschiebbar ausgebildet ist.
3. 3. Vertikale Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratrückstaubehälter, insbesondere die Teile (3, 4, 5) des Filtratrückstaubehälters, in Achsrichtung teilbar sind, d.h. aus zumindest zwei Teilen bestehen.
4. 4. Vertikale Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende des Filtratrückstaubehälters (3) eine Verdünnungskammer (14) vorgesehen ist.
5. 5. Vertikale Schneckenpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungskammer (14) zumindest eine Auslassöffnung (15) aufweist.
6. 6. Vertikale Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (12) Öffnungen, beispielsweise eine Perforierung, an zumindest einem Wellenende aufweist.
7. 7. Vertikale Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Schneckenwelle (12) in Radialrichtung nicht gelagert oder lagerfrei ist und/oder dass die Schneckenwelle (12) ausschließlich an ihrem oberen Ende, insbesondere lagerfest in Radialrichtung, gelagert ist.
8. 8. Vertikale Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende des obersten Filtratrückstaubehälters (3) ein Stutzen (19) vorgesehen ist, der mit einer Flüssigkeitszufuhr verbunden ist, wodurch eine Rückbefeuchtung des Feststoffes bei Verstopfungen erzielt werden kann. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen