AT522964B1

AT522964B1 - DEVICE AND METHOD FOR MAZERATION OF A CONVEYOR GOOD

Info

Publication number: AT522964B1
Application number: ATA51015/2019A
Authority: AT
Inventors: Ulm Dipl Ing Dietmar
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-04-15
Also published as: EP4065763C0; EP4065763B1; EP4065763A1; AT522964A4; CN114729506B; CN114729506A; CA3154512A1; WO2021104691A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mazeration eines Förderguts, wobei das Fördergut über eine Kompressionsschnecke (2) geführt und mazeriert wird und zu einem gasdichten und flüssigkeitsdichten Stopfen verdichtet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Mazeration des Förderguts durch eine relative Positionierung der Schnecke (6) zu der Spule (8) geregelt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und erlaubt eine optimale Regelung der Mazeration des Faserstoffes.The invention relates to a method for maceration of a material to be conveyed, the material to be conveyed being guided and macerated via a compression screw (2) and being compressed to form a gas-tight and liquid-tight plug. The invention is characterized in that the degree of maceration of the material to be conveyed is regulated by positioning the screw (6) relative to the coil (8). The invention also relates to a device for carrying out the method and allows optimal regulation of the maceration of the pulp.

Description

description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR MAZERATION EINES FOERDERGUTS DEVICE AND METHOD FOR MAZERATION OF A CONVEYOR GOOD

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mazeration eines Förderguts, z.B. Hackschnitzel, wobei das Fördergut über eine Kompressionsschnecke geführt wird, die Kompressionsschnecke das Fördergut in einem Einlassbereich aufnimmt, eine in einem Gehäuse um eine Rotationsachse rotierende Schnecke das Fördergut zu einem Austrittsbereich fördert und dabei mazeriert, wobei das Fördergut zwischen einer Spule und der Schnecke zu einem gasdichten und flüssigkeitsdichten Stopfen verdichtet wird und der Stopfen den Austrittsbereich gegen die Kompressionsschnecke abdichtet. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Mazeration eines Förderguts, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 10 angegeben ist. The invention relates to a method for maceration of a conveyed material, such as wood chips, wherein the conveyed material is guided via a compression screw, the compression screw receives the material to be conveyed in an inlet area, a screw rotating in a housing about a rotation axis promotes the material to be conveyed to an exit area and macerated in the process, the conveyed material being compressed between a coil and the screw to form a gas-tight and liquid-tight plug and the plug sealing the outlet area against the compression screw. The invention also relates to a device for maceration of material to be conveyed, as specified in the preamble of claim 10.

[0002] Kompressionsschnecken finden Verwendung zur Entwässerung eines Förderguts durch Komprimierung, aber auch zur Mazeration eines Förderguts. Dabei ist unter Mazeration die Aufweichung bzw. Zerfaserung des Förderguts zu verstehen, wobei durch die kombinierte Förderung und Komprimierung in der Kompressionsschnecke eine Delaminierung der Zellwände und mechanische Zerfaserung des Förderguts stattfindet, d.h. eine Zerkleinerung des Förderguts in seine Faserkomponenten unter Schaffung einer entsprechend größeren spezifischen Oberfläche des Förderguts. Die Kompressionsschnecke erlaubt auch eine Druckabdichtung zwischen der Kompressionsschnecke und einer an den Austrittsbereich angebundenen Vorrichtung, wie z.B. einem Reaktor, da das Fördergut zwischen dem Einlassbereich und dem Austrittsbereich zu einem gasdichten und flüssigkeitsdichten Stopfen ausgebildet wird. Dies ist notwendig, da die angebundene Vorrichtung, z.B. der Reaktor, mit einem gasförmigen oder flüssigen Fluid, welches Reaktanten enthält, gefüllt ist und die Abdichtung zur Umgebung erfordert. Die an den Austrittsbereich der Kompressionsschnecke angebundene Vorrichtung kann z.B. als Druckbehälter, als atmosphärisch oder unter Druck betriebener Reaktor, als Kocher, oder anderweitig ausgeführt sein. Unter Reaktant sind insbesondere Chemikalien in einem flüssigen Fluid (z.B. ein Lösungsmittel, eine wässrige Lösung, Ethanol oder ähnliche Mischungen) zu verstehen, wobei der Begriff Chemikalie z.B. einen Katalysator, eine Säure (z.B. H2SO4 oder Essigsäure), eine Lauge (z.B. NaOH) oder ähnliche Mischungen umfasst. Typische Anwendungen dazu finden sich im Papier und Zellstoffbereich, wie auch generell in der Verarbeitung von Faserstoffen, z.B. Holzfasern, und dort beispielsweise in der Herstellung von Faserstoffplatten, MDF, etc. So ist neben dem Kochen des Förderguts in einem „digester“ ein wichtiges Anwendungsfeld das Imprägnieren des Förderguts, wobei die Kompressionsschnecke das Austreiben von Luft und Flüssigkeit aus dem Fördergut und die Mazeration des Förderguts erlaubt, wobei das mazerierte Fördergut aus der Kompressionsschnecke in einen Reaktor, der die für die Imprägnierung erforderlichen Reaktanten aufweist, geführt wird. Eine weitere Verwendung ist im Bereich der Herstellung von Bio-Kraftstoffen gegeben, wobei z.B. Bio-Ethanol aus Biomasse, umfassend Getreide, Mais oder Zuckerrübe hergestellt werden kann. Compression screws are used for dewatering a conveyed material by compression, but also for maceration of a conveyed material. Maceration is understood to mean the softening or defibration of the conveyed material, with the combined conveying and compression in the compression screw delamination of the cell walls and mechanical defibration of the conveyed material, i.e. a comminution of the conveyed material into its fiber components with the creation of a correspondingly larger specific surface of the conveyed material. The compression screw also allows a pressure seal between the compression screw and a device connected to the outlet area, such as a reactor, since the conveyed material is formed into a gas-tight and liquid-tight plug between the inlet area and the outlet area. This is necessary because the connected device, e.g. the reactor, is filled with a gaseous or liquid fluid which contains reactants and requires sealing from the environment. The device connected to the outlet area of the compression screw can, for example, be designed as a pressure vessel, as a reactor operated at atmospheric or under pressure, as a digester, or in some other way. Reactant is to be understood as meaning, in particular, chemicals in a liquid fluid (e.g. a solvent, an aqueous solution, ethanol or similar mixtures), the term chemical e.g. a catalyst, an acid (e.g. H2SO4 or acetic acid), an alkali (e.g. NaOH) or includes similar mixtures. Typical applications for this can be found in the paper and pulp sector, as well as generally in the processing of fiber materials, e.g. wood fibers, and there for example in the production of fiber board, MDF, etc. So, in addition to cooking the conveyed material in a "digester", an important field of application the impregnation of the material to be conveyed, the compression screw allowing air and liquid to be expelled from the material to be transported and the maceration of the material to be transported, the macerated material being conveyed from the compression screw into a reactor which has the reactants required for the impregnation. Another use is in the production of bio-fuels, where e.g. bio-ethanol can be produced from biomass, including grain, corn or sugar beet.

[0003] Kompressionsschnecken umfassen typischerweise ein Gehäuse sowie eine im Inneren um eine Rotationsachse drehbar angeordnete Schnecke, wobei die Schnecke zumindest teilweise eine Wendel aufweist und wobei das Fördergut in dem sich verjüngenden Bereich zwischen Gehäuse und Schnecke zunehmend komprimiert wird. Im Austrittsbereich der Kompressionsschnecke ist die Schnecke zur Ausbildung des Stopfens zumindest teilweise wendelfrei ausgebildet. Das Gehäuse kann im Bereich der Schnecke Öffnungen aufweisen um eine Entwässerung und/oder Entlüftung des Förderguts durch Komprimierung zu erlauben. Herkömmliche Kompressionsschnecken können mit einem zylindrischen Gehäuse zusammen mit einer Schnecke mit zylindrischer Außenkontur ausgebildet werden, andere Gehäuseformen, mit z.B. konischer AuBenkontur, sind ebenso möglich. Compression screws typically comprise a housing and a screw arranged inside rotatable about an axis of rotation, the screw at least partially having a helix and the conveyed material being increasingly compressed in the tapered area between the housing and the screw. In the exit area of the compression screw, the screw for forming the plug is at least partially helical-free. The housing can have openings in the area of the screw in order to allow drainage and / or ventilation of the conveyed material by compression. Conventional compression screws can be designed with a cylindrical housing together with a screw with a cylindrical outer contour; other housing shapes, e.g. with a conical outer contour, are also possible.

[0004] In der EP 2 817 449 B1 ist ein System zur Handhabung eines holzfreien Pflanzenmaterials beschrieben, wobei Kompressionsschnecken zur Beschickung von Kochern mit Hackschnitzel verwendet werden und die Kompressionsschnecke eine Spule („plug pipe“) mit konstantem inneren Durchmesser am Ende der Kompressionsschnecke umfasst. Die EP 2 817 449 B1 hat unter EP 2 817 449 B1 describes a system for handling a wood-free plant material, compression screws being used to feed stoves with wood chips and the compression screw comprising a coil (“plug pipe”) with a constant inner diameter at the end of the compression screw . EP 2 817 449 B1 has under

anderem zum Ziel, eine Kompressionsschneckenanordnung zu offenbaren, die eine optimierte Druckabdichtung aufweist. Dies wird durch ein Zusammenspiel eines Kompressionsschneckenförderers und einer Zwangszuführschnecke erzielt. Another aim is to disclose a compression screw arrangement that has an optimized pressure seal. This is achieved through the interaction of a compression screw conveyor and a forced feed screw.

[0005] Die DE 1 101 126 B beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Imprägnieren von zellstoffhaltigen Rohstoffen, wobei zum Zwecke des Austreibens von Luft und Flüssigkeit das Material fortschreitend komprimiert wird und das Material unmittelbar bei der Expansion mit der Imprägnierflüssigkeit in Berührung gebracht wird. Es wird auch festgestellt, dass das in seine Faserkomponenten zerkleinerte Material vorteilhaft eine größere Oberfläche für die nachfolgende Anwendung des Imprägniermaterials aufweist. DE 1 101 126 B describes a method and a device for impregnating cellulose-containing raw materials, the material being progressively compressed for the purpose of expelling air and liquid and the material being brought into contact with the impregnating liquid immediately during expansion. It is also stated that the material which has been comminuted into its fiber components advantageously has a larger surface for the subsequent application of the impregnation material.

[0006] Die EP 3 333 311 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Imprägnierung von Biomasse. Eine verbesserte Mazeration soll unter anderem dadurch erreicht werden, dass die Biomasse der Kompressionsschnecke vorkomprimiert über eine „force-feed screw“ zugeführt wird, da erkannt wurde das eine Vorkomprimierung der voluminösen, Hohlräume aufweisenden, Biomasse zu einer stärkeren Komprimierung des Stopfens führt. Es wurde auch festgestellt, dass eine Bestimmung des Füllstands der Reaktoreinheit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der die Biomasse gefördert wird, vorteilhaft ist um eine homogene Imprägnierung der Biomasse zu erlauben. EP 3 333 311 B1 describes a method and a device for impregnating biomass. An improved maceration is to be achieved, among other things, that the biomass of the compression screw is pre-compressed via a "force-feed screw", since it was recognized that a pre-compression of the voluminous, hollow biomass leads to a stronger compression of the plug. It was also found that a determination of the filling level of the reactor unit as a function of the speed at which the biomass is conveyed is advantageous in order to allow homogeneous impregnation of the biomass.

[0007] Die EP 0 493 422 B1 bezieht sich auf eine Pfropfenschraubenzuführung zur Verwendung bei der Mazeration von Holzschnipseln, mit einer Schnecke mit variabler Drehzahl und einer Zwangsförderschnecke mit variabler Drehzahl, wobei die Einstellung der Drehzahlen der Schnecke und der Zwangsförderschnecke benutzt werden um ein gewünschtes Ausmaß einer Faserverlagerung zu erhalten. EP 0 493 422 B1 relates to a plug screw feeder for use in the maceration of wood chips, with a variable speed screw and a variable speed screw conveyor, the adjustment of the speeds of the screw and the forced screw conveyor being used to achieve a desired To obtain the extent of fiber displacement.

[0008] Die JP 2010253441 A enthüllt ein Verfahren und System zur Schlammentwässerung, das mit einer in einem zylindrischen Filterkörper drehbaren und relativ zum Filterkörper vorwärts und rückwärts verschiebbaren Schneckenwelle ausgestattet ist. JP 2010253441 A discloses a method and system for sludge dewatering, which is equipped with a screw shaft which is rotatable in a cylindrical filter body and displaceable forwards and backwards relative to the filter body.

[0009] Die DE 3207878 A1 beschreibt eine Einrichtung zum mechanischen Trennen von Flüssigkeiten aus Flüssigkeitsfeststoffgemischen, bestehend aus einem Presszylinder und einer Einrichtung zum Aufbauen eines Materialrückdruckes, wobei die Materialrückdruck aufbauende Einrichtung eine axial verschiebbar ausgebildete Förderschnecke mit einem sich konisch zur Austrittsöffnung der Schneckenpresse erweiternden Abschlussteil und einen in seiner Weite veränderbaren zwischen Abschlußteil und der Austrittsöffnung des Presszylinders gebildeten Ringspalt umfasst. DE 3207878 A1 describes a device for the mechanical separation of liquids from liquid-solid mixtures, consisting of a press cylinder and a device for building up a material back pressure, the material back pressure building an axially displaceable conveyor screw with a conical end part widening towards the outlet opening of the screw press and an annular gap formed between the closing part and the outlet opening of the press cylinder, which is variable in its width.

[0010] Ziel der Erfindung ist eine verbesserte Möglichkeit der Mazeration eines Förderguts, insbesondere eines Faserstoffes. Ziel ist auch eine bessere und gleichmäßigere Einwirkung von Reaktanten auf den mazerierten Faserstoff zu erlauben. Ziel ist weiter unter Einhaltung der geforderten Mazeration die Ermöglichung einer optimierten Entwässerung oder aber einer Ausregelung des Einflusses eines inhomogenen Förderguts, das z.B. ungleichmäßig der Kompressionsschnecke zugeführt wird oder das stark streuende Guteigenschaften aufweist. Ziel ist auch bei Verschleiß der Schnecke oder der Spule weiterhin die Mazeration einstellen zu können, bzw. die Leistungsaufnahme der Kompressionsschnecke unter Einhaltung des Erfordernisses der Mazeration zu minimieren. The aim of the invention is an improved possibility of maceration of a conveyed material, in particular a fibrous material. The aim is also to allow a better and more uniform action of reactants on the macerated pulp. The aim is also to enable optimized dewatering or to regulate the influence of an inhomogeneous conveyed material that is fed unevenly to the compression screw, for example, or that has highly variable good properties, while adhering to the required maceration. The aim is to be able to continue setting the maceration even if the screw or the coil is worn, or to minimize the power consumption of the compression screw while maintaining the maceration requirement.

[0011] Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass der Grad der Mazeration des Förderguts durch eine relative Positionierung der Schnecke zu der Spule geregelt wird. Die Spule („plug pipe“) ist im Austrittsbereich der Kompressionsschnecke im Gehäuse angeordnet, und weist eine zumindest teilweise ringförmige und/oder zumindest teilweise kegelstumpfförmige Struktur auf. Die Schnecke erstreckt sich bis in die Spule, wobei die Schnecke um eine Rotationsachse drehbar angeordnet ist und die Schnecke innerhalb der Spule einen wendelfreien Bereich zur Ausbildung des Stopfens aufweist. Die Spule ist im Regelfall austauschbar, da so einfach bei Verschleiß ein Austausch erfolgen kann, bzw. weil durch Austausch der Spule verschiedene Geometrien ausgebildet werden können. Die relative Positionierung der Schnecke zu der Spule erlaubt den Bereich zwischen Spule und Schnecke zu beeinflussen. So kann der Bereich zwischen Spule According to the invention, this is achieved in that the degree of maceration of the material to be conveyed is regulated by positioning the screw relative to the coil. The coil (“plug pipe”) is arranged in the outlet area of the compression screw in the housing and has an at least partially ring-shaped and / or at least partially frustoconical structure. The worm extends into the spool, the worm being arranged to be rotatable about an axis of rotation and the worm having a helical-free area within the spool for forming the plug. As a rule, the coil can be exchanged because it can be exchanged easily when it is worn, or because different geometries can be formed by exchanging the coil. The relative positioning of the worm to the bobbin allows the area between the bobbin and the worm to be influenced. So can the area between coil

und Schnecke und insbesondere der Spalt am Ende der Schnecke hin zur Spule entweder verengt oder erweitert werden. Durch eine Verengung des Bereichs bzw. des Spalts wird die Mazeration des Förderguts vergrößert und durch eine Erweiterung des Bereichs bzw. des Spalts wird die Mazeration des Förderguts verringert. and worm and in particular the gap at the end of the worm to either narrow or widen the coil. By narrowing the area or the gap, the maceration of the material to be conveyed is increased, and by widening the area or the gap, the maceration of the material to be conveyed is reduced.

[0012] Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung des Grades der Mazeration die Schnecke axial entlang der Rotationsachse in dem Gehäuse verschoben wird. Dabei sind Gehäuse und Spule ortsfest und die Schnecke wird axial verschoben, wodurch der Bereich zwischen Spule und Schnecke und insbesondere der Spalt am Ende der Schnecke hin zur Spule entweder weiter verengt oder erweitert wird. Eine Verschiebung der Schnecke kann dadurch realisiert werden, dass die Lagereinheit der Schnecke verschiebbar ausgeführt wird, wobei die Lagereinheit die Welle der Schnecke aufnimmt und gegenüber dem Austrittsbereich angeordnet ist. Dabei wird die Schnecke über einen ortsfesten Antrieb angetrieben, wobei zwischen der Lagereinheit der Schnecke und dem Antrieb eine Kupplung ausgeführt ist, die die axiale Verschiebung der Schnecke aufnehmen kann. A favorable embodiment of the invention is characterized in that the screw is moved axially along the axis of rotation in the housing to regulate the degree of maceration. The housing and coil are stationary and the worm is axially displaced, whereby the area between the coil and the worm and in particular the gap at the end of the worm towards the coil is either further narrowed or widened. A displacement of the screw can be realized in that the bearing unit of the screw is designed to be displaceable, the bearing unit receiving the shaft of the screw and being arranged opposite the exit area. The worm is driven by a stationary drive, a coupling being implemented between the bearing unit of the worm and the drive, which can absorb the axial displacement of the worm.

[0013] Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung des Grades der Mazeration die Spule axial entlang der Rotationsachse in dem Gehäuse verschoben wird. Dabei sind Gehäuse und Schnecke ortsfest und die Spule wird axial verschoben, wodurch der Bereich zwischen Spule und Schnecke und insbesondere der Spalt am Ende der Schnecke hin zur Spule entweder verengt oder erweitert wird. Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the coil is moved axially along the axis of rotation in the housing to regulate the degree of maceration. The housing and worm are stationary and the coil is axially displaced, as a result of which the area between the coil and the worm and in particular the gap at the end of the worm towards the coil is either narrowed or widened.

[0014] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergut vom Austrittsbereich in einen Reaktor gefördert wird, das Fördergut im Reaktor mit einem Reaktanten reagiert und durch die Regelung des Grades der Mazeration des Förderguts das Reaktionsergebnis im Reaktor beeinflusst wird. Die Regelung des Grades der Mazeration des Förderguts bedeutet eine Regelung der Zerfaserung des Förderguts, und somit eine geregelte Zerkleinerung des Förderguts in seine Faserkomponenten sowie implizit eine Regelung der - bei chemischen aber auch absorptiven und adsorptiven Prozessen höchst relevanten - spezifischen Oberfläche des zerkleinerten Förderguts. Erst durch die Regelung der Mazeration wird im Reaktor eine optimale Einwirkung der Reaktanten auf das Fördergut möglich und somit ein optimales Reaktionsergebnis. Dabei umfasst der Begriff Reaktionsergebnis unter anderem und jeweils in Bezug auf das Fördergut das Ausmaß der Imprägnierung, die Durchdringung mit Reaktanten, die Produktqualität bzw. die Ausbeute. An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the material to be conveyed is conveyed from the outlet area into a reactor, the material to be conveyed reacts with a reactant in the reactor and the reaction result in the reactor is influenced by regulating the degree of maceration of the material to be conveyed. The regulation of the degree of maceration of the conveyed good means a regulation of the defibration of the conveyed good, and thus a regulated shredding of the conveyed good into its fiber components as well as implicitly a regulation of the specific surface of the shredded conveyed good - which is most relevant in chemical but also absorptive and adsorptive processes. Only by regulating the maceration is an optimal effect of the reactants on the conveyed material possible in the reactor and thus an optimal reaction result. The term reaction result includes the extent of impregnation, the penetration with reactants, the product quality and the yield, respectively, in relation to the conveyed material.

[0015] Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergut zwischen dem Einlassbereich und dem Austrittsbereich zwischen dem Gehäuse und der zumindest teilweise eine Wendel umfassenden Schnecke verdichtet wird, wobei der Stopfen im Austrittsbereich zwischen der Spule und einem wendelfreien Bereich der Schnecke gebildet wird. Im Bereich der Spule kann die Schnecke teilweise einen Bereich mit einer Wendel aufweisen, wobei auf diesen Bereich der Schnecke mit einer Wendel in Förderrichtung der wendelfreie Bereich der Schnecke folgt. An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the conveyed material is compressed between the inlet area and the outlet area between the housing and the at least partially helical screw, the plug being formed in the exit area between the coil and a helical-free area of the screw becomes. In the area of the coil, the worm can partially have an area with a helix, this area of the worm with a helix being followed in the conveying direction by the helical-free area of the worm.

[0016] Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen im Austrittsbereich einen Ringbereich durchläuft, wobei der Ringbereich durch einen Bereich der Spule mit einem konstanten Innendurchmesser und durch einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit konstantem Außendurchmesser gebildet wird. In diesem Ringbereich bildet sich insbesondere der Stopfen aus, wobei in diesem Bereich noch keine Regelung der Mazeration des Förderguts erfolgt. Vorteilhafterweise durchläuft der Stopfen zunächst den Ringbereich zur Ausbildung des dichtenden Stopfens und danach einen Kalibrierbereich zur Einstellung der Mazeration. Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the stopper runs through an annular area in the outlet area, the annular area being formed by an area of the coil with a constant inner diameter and by a helical-free area of the screw with a constant outer diameter. The stopper in particular is formed in this ring area, the maceration of the conveyed material not yet being regulated in this area. Advantageously, the stopper first passes through the ring area to form the sealing stopper and then passes through a calibration area to set the maceration.

[0017] Eine ebenso vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen im Austrittsbereich nach dem Ringbereich einen Kalibrierbereich durchläuft, wobei der Kalibrierbereich entweder durch einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung abnehmenden Innendurchmesser und durch einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem gleichbleibenden oder abnehmenden Außendurchmesser gebildet wird oder der Kalibrierbereich durch einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung gleichbleibenden oder zunehmenden Innen-An equally advantageous embodiment of the invention is characterized in that the plug passes through a calibration area in the exit area after the ring area, the calibration area either through an area of the coil with a decreasing inner diameter in the conveying direction and through a helical area of the screw with a constant or decreasing outer diameter or the calibration area is formed by an area of the coil with an inner diameter that remains constant or increases in the conveying direction

durchmesser und durch einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden AuBendurchmesser gebildet wird. Sofern der Kalibrierbereich durch einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung gleichbleibenden Innendurchmesser und durch einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser gebildet wird, schließt sich an die Spule ein Bereich mit einem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule, an. Dabei kann der wendelfreie Bereich der Schnecke mit dem zunehmenden Außendurchmesser innerhalb der Spule oder im Bereich mit dem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule, positioniert sein, wobei natürlich auch eine Positionierung zwischen diesen Positionen möglich ist. Durch die relative Positionierung von Spule und Schnecke wird im Kalibrierbereich ein bestimmter Abstand zwischen Spule und Schnecke eingestellt und insbesondere ein bestimmter Spalt am Ende der Schnecke hin zur Spule. Durch die relative Positionierung von Spule und Schnecke kann der Kalibrierbereich entweder verengt oder erweitert werden. Ein Bereich der Spule mit einem abnehmenden Innendurchmesser kann durch eine konische Spulenform - wobei die gedachte Konusspitze zum Austrittsbereich zeigt - realisiert werden. Es ist dann der wendelfreie Bereich der Schnecke mit einem gleichbleibenden Durchmesser oder mit einem abnehmenden Außendurchmesser konisch ausgebildet wobei die gedachte Konusspitze wieder zum Austrittsbereich zeigt. Durch die relative Verschiebung der ineinanderliegenden Konusflächen wird der Abstand zueinander und so auch die Mazeration direkt geregelt. Ein Bereich der Spule mit einem zunehmenden Innendurchmesser kann durch eine konische Spulenform - wobei die gedachte Konusspitze zum Einlassbereich zeigt realisiert werden. Es ist dann der wendelfreie Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser konisch ausgebildet, wobei die gedachte Konusspitze wieder zum Einlassbereich zeigt. Vorteilhafterweise kann so durch die axiale Verschiebung der Schnecke die Mazeration des Förderguts entweder durch eine Verengung des Kalibrierbereichs vergrößert oder durch eine Erweiterung des Kalibrierbereichs verringert werden. diameter and is formed by a helical-free area of the screw with an increasing outer diameter. If the calibration area is formed by an area of the coil with an inner diameter that is constant in the conveying direction and by a helical-free area of the screw with an increasing outer diameter, the coil is followed by an area with a diameter that is greater than the constant inner diameter of the coil . The helical-free area of the worm with the increasing outer diameter can be positioned within the coil or in the area with the diameter which is greater than the constant inner diameter of the coil, whereby positioning between these positions is of course also possible. The relative positioning of the bobbin and the worm sets a certain distance between the bobbin and the worm in the calibration area and, in particular, a certain gap at the end of the worm towards the bobbin. The calibration range can either be narrowed or expanded through the relative positioning of the bobbin and worm. An area of the coil with a decreasing inside diameter can be realized by a conical coil shape - with the imaginary conical tip pointing towards the exit area. The helical-free area of the screw is then conically designed with a constant diameter or with a decreasing outer diameter, the imaginary conical tip again pointing towards the exit area. Due to the relative displacement of the conical surfaces lying one inside the other, the distance from one another and thus also the maceration is directly regulated. An area of the coil with an increasing inner diameter can be realized by a conical coil shape - with the imaginary conical tip pointing towards the inlet area. The helical-free area of the screw is then conical with an increasing outer diameter, the imaginary conical tip again pointing towards the inlet area. Advantageously, by axially displacing the screw, the maceration of the material to be conveyed can either be increased by narrowing the calibration range or reduced by widening the calibration range.

[0018] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Kompressionsschnecke zur Mazeration eines Förderguts, z.B. Hackschnitzel, gemäß Patentanspruch 10. The invention also relates to a compression screw for maceration of a conveyed material, e.g. wood chips, according to claim 10.

[0019] Eine vorteilhafte Ausführung der Kompressionsschnecke ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke axial entlang der Rotationsachse und relativ zu dem Gehäuse verschiebbar ist oder aber, dass die Spule axial entlang der Rotationsachse und relativ zu dem Gehäuse und der Schnecke verschiebbar ist. An advantageous embodiment of the compression screw is characterized in that the screw is axially displaceable along the axis of rotation and relative to the housing or that the coil is axially displaceable along the axis of rotation and relative to the housing and the screw.

[0020] Weiter ist vorteilhafterweise zwischen Spule und Schnecke ein Ringbereich ausgebildet, wobei der Ringbereich einen Bereich der Spule mit einem konstanten Innendurchmesser und einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit konstantem Außendurchmesser umfasst. Furthermore, an annular area is advantageously formed between the coil and the worm, the annular area comprising an area of the coil with a constant inside diameter and a helical-free area of the worm with a constant outside diameter.

[0021] Eine ebenso vorteilhafte Ausführung der Kompressionsschnecke ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spule und Schnecke ein Kalibrierbereich ausgebildet ist, wobei der Kalibrierbereich entweder einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung abnehmenden Innendurchmesser und einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem gleichbleibenden oder abnehmenden Außendurchmesser umfasst oder der Kalibrierbereich einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung gleichbleibenden oder zunehmenden Innendurchmesser und einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser umfasst. Sofern der Kalibrierbereich durch einen Bereich der Spule mit einem in Förderrichtung gleichbleibenden Innendurchmesser und durch einen wendelfreien Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser gebildet wird, schließt sich an die Spule ein Bereich mit einem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule, an. Der abnehmende bzw. zunehmende Bereich der Schnecke bzw. der Spule kann durch eine konische Gestaltung der Spule bzw. der Schnecke gebildet werden. Entsprechend diesen Ausführungen erlaubt die axiale Positionierung der Schnecke zur Spule eine Verkleinerung oder eine Vergrößerung des Kalibrierbereichs. An equally advantageous embodiment of the compression screw is characterized in that a calibration area is formed between the coil and the screw, the calibration area comprising either an area of the coil with an inner diameter decreasing in the conveying direction and a helical area of the worm with a constant or decreasing outer diameter or the calibration area comprises an area of the coil with an internal diameter that is constant or increasing in the conveying direction and a helical-free area of the screw with an increasing external diameter. If the calibration area is formed by an area of the coil with an inner diameter that is constant in the conveying direction and by a helical-free area of the screw with an increasing outer diameter, the coil is followed by an area with a diameter that is greater than the constant inner diameter of the coil . The decreasing or increasing area of the worm or the coil can be formed by a conical design of the coil or the worm. Corresponding to these designs, the axial positioning of the worm in relation to the bobbin allows the calibration range to be reduced or enlarged.

[0022] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.

[0023] Fig. 1 zeigt eine Kompressionsschnecke zur Mazeration entsprechend dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a compression screw for maceration according to the prior art.

[0024] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausbildung der Kompressionsschnecke mit einer ersten relativen Positionierung der Schnecke zu der Spule. Fig. 2 shows an embodiment according to the invention of the compression screw with a first relative positioning of the screw to the coil.

[0025] Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausbildung der Kompressionsschnecke mit einer zweiten relativen Positionierung der Schnecke zu der Spule. 3 shows an embodiment of the compression screw according to the invention with a second positioning of the screw relative to the coil.

[0026] Fig. 4 zeigt eine weiter erfindungsgemäße Ausbildung der Kompressionsschnecke. 4 shows a further embodiment of the compression screw according to the invention.

[0027] Fig. 1 zeigt eine Kompressionsschnecke zur Mazeration entsprechend dem Stand der Technik. Dabei wird einem nicht dargestellten Reaktor 1 das Fördergut über den Einlassbereich 3 der Kompressionsschnecke 2 zugeführt, wobei die Kompressionsschnecke 2 ein Gehäuse 4, eine um eine Rotationsachse 5 drehbare Schnecke 6, die zumindest teilweise eine Wendel 9 aufweist, einen Austrittsbereich 7 und eine Spule 8 aufweist. Im Bereich der Spule 8 weist die die Schnecke 6 einen wendelfreien Bereich 10 auf. Fig. 1 shows a compression screw for maceration according to the prior art. The conveyed material is fed to a reactor 1 (not shown) via the inlet area 3 of the compression screw 2, the compression screw 2 having a housing 4, a screw 6 which can be rotated about an axis of rotation 5 and at least partially has a helix 9, an outlet area 7 and a coil 8 having. In the area of the coil 8, the worm 6 has a helical-free area 10.

[0028] Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine erfindungsgemäße Ausbildung der Kompressionsschnecke, wobei Fig. 2 eine erste relative Positionierung der Schnecke zu der Spule und Fig. 3 eine zweite relative Positionierung der Schnecke zu der Spule zeigt. Dabei ist in einem Gehäuse 4 eine um eine Rotationsachse 5 drehbare Schnecke 6, die zumindest teilweise eine Wendel 9 aufweist, angeordnet. Im Austrittsbereich 7 weist die Schnecke 6 einen wendelfreien Bereich 10 innerhalb der Spule 8 auf, wobei die Spule 8 und die wendelfreie Schnecke 10 einen Ringbereich 11 ausbilden und dem Ringbereich 11 in Förderrichtung des Förderguts ein Kalibrierbereich 12 folgt. Weiter ist der wendelfreie Bereich der Schnecke mit zunehmenden Außendurchmesser 16 konisch ausgeführt, wobei die gedachte Konusspitze zum Einlassbereich zeigt und die Spule 8 in Förderrichtung einen gleichbleibenden Innendurchmesser aufweist. Der Kalibrierbereich wird durch den Bereich der Spule mit gleichbleibenden Innendurchmesser und durch den wendelfreien Bereich 16 der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser gebildet, wobei sich an die Spule ein Bereich 15 mit einem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule, anschließt. Dabei ist in Fig. 2 der wendelfreie Bereich 16 der Schnecke mit dem zunehmenden Außendurchmesser im Bereich 15 mit dem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule, positioniert, bzw. in Fig. 3 ist der wendelfreie Bereich 16 der Schnecke mit dem zunehmenden Außendurchmesser in der Spule 8 positioniert. Vorteilhafterweise kann so durch die axiale Verschiebung der Schnecke 6 die Mazeration des Förderguts entweder durch eine Verengung des Kalibrierbereichs 12 vergrößert oder durch eine Erweiterung des Kalibrierbereichs 12 verringert werden. Dabei zeigt Fig. 2 die Kompressionsschnecke 2 mit einer relativen Positionierung der Schnecke 6 weiter in Förderrichtung des Förderguts, d.h. näher am Austrittsbereich 7. Und umgekehrt zeigt Fig. 3 die Kompressionsschnecke 2 mit einer relativen Positionierung der Schnecke 6 entgegen der Förderrichtung des Förderguts, d.h. näher am Einlassbereich 3. Somit ist der Kalibrierbereich 12 in Fig. 3 kleiner als in Fig. 2, womit die Positionierung der Schnecke 6 in Fig. 3 zu einem stärker mazerierten Fördergut führt und die Positionierung der Schnecke 6 in Fig. 2 zu einem Fördergut mit weniger mazerierten Fördergut führt. 2 and 3 show an embodiment of the compression screw according to the invention, with FIG. 2 showing a first relative positioning of the screw to the bobbin and FIG. 3 showing a second relative positioning of the screw to the bobbin. In this case, a screw 6 which is rotatable about an axis of rotation 5 and at least partially has a helix 9 is arranged in a housing 4. In the exit area 7, the screw 6 has a helical-free area 10 within the coil 8, the bobbin 8 and the helical-free screw 10 forming an annular area 11 and a calibration area 12 following the annular area 11 in the conveying direction of the material to be conveyed. Furthermore, the helical-free area of the screw is designed to be conical with an increasing outer diameter 16, the imaginary conical tip pointing towards the inlet area and the coil 8 having a constant inner diameter in the conveying direction. The calibration area is formed by the area of the coil with a constant inner diameter and by the helical-free area 16 of the worm with an increasing outer diameter, the coil being followed by an area 15 with a diameter that is greater than the constant inner diameter of the coil. In FIG. 2, the helical-free area 16 of the worm with the increasing outer diameter is positioned in area 15 with the diameter that is greater than the constant inside diameter of the coil, and in FIG. 3, the helical-free area 16 of the worm with the increasing outer diameter positioned in the coil 8. Advantageously, by axially displacing the screw 6, the maceration of the material to be conveyed can either be increased by narrowing the calibration area 12 or decreased by widening the calibration area 12. 2 shows the compression screw 2 with a relative positioning of the screw 6 further in the conveying direction of the conveyed material, ie closer to the exit area 7. And conversely, FIG. 3 shows the compression screw 2 with a relative positioning of the screw 6 against the conveying direction of the conveyed material, ie closer to the inlet area 3. Thus, the calibration area 12 in FIG. 3 is smaller than in FIG. 2, so that the positioning of the screw 6 in FIG. 3 leads to a more macerated material to be conveyed and the positioning of the screw 6 in FIG. 2 to a material to be conveyed with less macerated material to be conveyed.

[0029] Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung der Kompressionsschnecke, wobei die Schnecke 6 in einem Gehäuse 4 drehbar angeordnet ist und die Schnecke 6 zumindest teilweise eine Wendel 9 aufweist. Im Austrittsbereich 7 weist die Schnecke 6 einen wendelfreien Bereich 10 innerhalb der Spule 8 auf, wobei die Spule 8 und die wendelfreie Schnecke 10 einen Ringbereich 11 ausbilden und dem Ringbereich 11 in Förderrichtung des Förderguts ein Kalibrierbereich 12 folgt. Weiter ist der wendelfreie Bereich 14 der Schnecke mit einem in Förderrichtung abnehmenden Außendurchmesser konisch ausgeführt, wobei die gedachte Konusspitze zum Austrittsbereich 7 zeigt, und die Spule 8 weist einen Bereich 13 mit einem abnehmenden Innendurchmesser auf. Dabei verdeutlicht Pfeil A die Möglichkeit zur relativen Positionierung der Schnecke 6 zur Spule 8, bzw. verdeutlicht Pfeil B die Möglichkeit der relativen Positionierung der Spule 8 zur Schnecke 6. 4 shows a further embodiment of the compression screw according to the invention, the screw 6 being rotatably arranged in a housing 4 and the screw 6 at least partially having a helix 9. In the exit area 7, the screw 6 has a helical-free area 10 within the coil 8, the bobbin 8 and the helical-free screw 10 forming an annular area 11 and a calibration area 12 following the annular area 11 in the conveying direction of the material to be conveyed. Furthermore, the helical-free area 14 of the screw has a conical design with an outside diameter that decreases in the conveying direction, the imaginary cone tip pointing towards the exit area 7, and the coil 8 has a region 13 with a decreasing inside diameter. Arrow A illustrates the possibility of positioning the worm 6 relative to the bobbin 8, or arrow B illustrates the possibility of positioning the bobbin 8 relative to the worm 6.

[0030] Die vorliegende Erfindung bietet somit zahlreiche Vorteile: eine effektive Möglichkeit zur Regelung der Mazeration eines Faserstoffes und auch eine bessere und gleichmäßigere Einwirkung von Reaktanten auf den mazerierten Faserstoff. Ebenso wird eine optimierte Entwässe-The present invention thus offers numerous advantages: an effective way of regulating the maceration of a pulp and also a better and more uniform action of reactants on the macerated pulp. An optimized drainage

rungsleistung bei gleichzeitig regelbarer Mazeration möglich. Es kann auch eine Fahrweise gewählt werden, bei der eine geforderte Mazeration einstellbar ist, die aber eine minimale Leistungsaufnahme der Kompressionsschnecke aufweist. So kann der Verschleiß an Kompressionsschnecke, Spule, etc. minimiert werden, bzw. umgekehrt nach erfolgtem Verschleiß an Kompressionsschnecke, Spule, etc. kann weiterhin eine geforderte Mazeration eingestellt werden, wodurch eine verlängerte Nutzung möglich wird, da ein Austausch der verschlissenen Komponenten später erfolgen kann. Ebenso kann auch der Einfluss eines inhomogenen Förderguts, da es z.B. ungleichmäßig der Kompressionsschnecke zugeführt wird, von sich aus stark streuende Guteigenschaften oder eine veränderliche Zusammensetzung aufweist, kompensiert werden, wobei die geforderte Mazeration jeweils eingestellt werden kann. Weiter erlaubt die erfindungsgemäße Lösung ein schnelles Anfahren der Kompressionsschnecke bei geringer Leistungsaufnahme, wobei die Mazeration geregelt bzw. schnell eingestellt werden kann. output with simultaneously controllable maceration possible. A mode of operation can also be selected in which a required maceration can be set, but which has a minimal power consumption of the compression screw. In this way, the wear on the compression screw, spool, etc. can be minimized, or vice versa, after wear and tear on the compression screw, spool, etc., a required maceration can still be set, which enables longer use, since the worn components can be replaced later can. Likewise, the influence of an inhomogeneous material to be conveyed, e.g. because it is fed unevenly to the compression screw, has inherently highly scattering good properties or a variable composition, can be compensated, whereby the required maceration can be adjusted in each case. Furthermore, the solution according to the invention allows the compression screw to be started up quickly with low power consumption, with the maceration being able to be regulated or set quickly.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST

1 Reaktor 1 reactor

2 Kompressionsschnecke 2 compression screw

3 Einlassbereich 3 inlet area

4 Gehäuse 4 housings

5 Rotationsachse 5 axis of rotation

6 Schnecke 6 snail

7 Austrittsbereich 7 exit area

8 Spule 8 coil

9 Wendel 9 helix

10 wendelfreier Bereich der Schnecke 10 helical-free area of the screw

11 Ringbereich 11 ring area

12 Kalibrierbereich 12 calibration range

13 Bereich der Spule mit einem abnehmenden Innendurchmesser 13 Area of the coil with a decreasing inner diameter

14 wendelfreier Bereich der Schnecke mit einem abnehmenden Außendurchmesser 14 Helix-free area of the screw with a decreasing outer diameter

15 Bereich mit einem Durchmesser, der größer ist als der gleichbleibende Innendurchmesser der Spule 15 Area with a diameter that is larger than the constant inner diameter of the coil

16 wendelfreier Bereich der Schnecke mit einem zunehmenden Außendurchmesser 16 helix-free area of the screw with an increasing outer diameter

Claims

1. Method for maceration of a conveyed material, e.g. wood chips, whereby the conveyed material is guided over a compression screw (2), the compression screw (2) receives the conveyed material in an inlet area (3), one in a housing (4) around an axis of rotation (5 ) rotating screw (6) conveys the material to be conveyed to an exit area (7) and macerates it, the material being conveyed between a coil (8) and the screw (6) being compressed to form a gas-tight and liquid-tight plug, the stopper being the exit area (7) seals against the compression screw (2), characterized in that the degree of maceration of the conveyed material is regulated by a relative positioning of the screw (6) to the coil (8).

2. The method according to claim 1, characterized in that to regulate the degree of maceration, the screw (6) is displaced axially along the axis of rotation (5) in the housing (4).

3. The method according to claim 1, characterized in that to regulate the degree of maceration, the coil (8) is displaced axially along the axis of rotation (5) in the housing (4).

4. The method according to claim 1, characterized in that the material to be conveyed is conveyed from the outlet area (7) into a reactor (1), the material to be conveyed in the reactor (1) reacts with a reactant and by regulating the degree of maceration of the material to be conveyed, the reaction result is influenced in the reactor (1).

5. The method according to claim 1, characterized in that the conveyed material between the inlet area (3) and the outlet area (7) between the housing (4) and the at least partially a helix (9) comprising screw (6) is compressed, wherein the Plug is formed in the exit area (7) between the coil (8) and a helical-free area (10) of the screw (6).

6. The method according to claim 5, characterized in that the stopper first passes through an annular area (11) and then a calibration area (12).

7. The method according to claim 5, characterized in that the stopper in the outlet region (7) passes through an annular region (11), the annular region (11) passing through a region of the coil (8) with a constant inner diameter and through a helical-free region (10 ) the screw (6) is formed with a constant outer diameter.

8. The method according to claim 5, characterized in that the plug in the outlet area (7) passes through a calibration area (12) after an annular area (11), the calibration area (12) either through an area (13) of the coil with a decreasing inner diameter and is formed by a helical-free area of the worm with a constant outer diameter or a helical-free area (14) of the worm with a decreasing outer diameter, or the calibration area (12) is formed by an area of the coil with a constant or increasing inner diameter and by a helical-free area (16 ) the screw is formed with an increasing outer diameter.

9. The method according to claim 6, characterized in that the axial displacement of the screw (6) either increases the maceration by narrowing the calibration area (12) or reduces it by expanding the calibration area (12).

10. Compression screw for maceration of a conveyed material, for example wood chips, comprising an inlet area (3) for receiving the conveyed material, a screw (6) rotatable about an axis of rotation (5) in a housing (4) and an exit area (7), wherein the exit area (7) the worm (6) is rotatably arranged within a coil (8), characterized in that the coil (8) is arranged and exchangeable in the housing (4), the worm (6) at least partially comprises a helix (9) , wherein the worm (6) within the coil (8) is at least partially designed as a helical-free area (10) and the

The screw (6) and the coil (8) can be moved and positioned relative to one another, an area between the coil (8) and the screw (6) and in particular at the end of the screw (6) a gap towards the coil (8) can be narrowed or expanded and the helical end of the worm (6) can be positioned within the spool (8).

11. Compression screw according to claim 10, characterized in that the screw (6) is axially displaceable along the axis of rotation (5) and relative to the housing (4).

12. Compression screw according to claim 10, characterized in that the coil (8) is axially displaceable along the axis of rotation (5) and relative to the housing (4) and the screw (6).

13. Compression screw according to claim 10, characterized in that an annular region (11) is formed between the coil (8) and the screw (6), the annular region (11) having a region of the coil (8) with a constant inner diameter and a helical-free region (10) comprises the screw (6) with a constant outer diameter.

14. Compression screw according to claim 10, characterized in that a calibration area (12) is formed between the coil (8) and the screw (6), the calibration area (12) either an area (13) of the coil with a decreasing inner diameter and a helix-free one The area of the worm with a constant outer diameter or a helical-free area (14) of the worm with a decreasing outer diameter or the calibration area (12) includes an area of the coil with a constant or increasing inner diameter and a helical-free area of the worm with an increasing outer diameter ( 16) includes.

15. Compression screw according to claim 14, characterized in that a reduction in the calibration area (12) or an enlargement of the calibration area (12) can be achieved via the axial positioning of the screw (6) in relation to the coil (8).

In addition 4 sheets of drawings