Pressvorrichtung für rieselfähige und pastöse Produkte mit einem axial hin- und herbeweglichen Verdrängerorgan, dadurch gekennzeichnet, dass als Presswiderstand in einer Verlängerung des Presszylinders eine Schnecke nachgeschaltet ist, die nach dem Pressvorgang das Material aus dem Pressraum herausfördert.
Es ist bekannt, dass Schnecken zum Auspressen von Flüssigkeiten aus schlammartigen Suspensionen oder nassen Feststoffen verwendet werden. Hierbei handelt es sich sowohl um anorganische Materialien als auch organische, wie z. B. Auspressen von Öl aus Ölsaaten.
Zur Abfuhr der Flüssigkeit ist hierbei der Mantel des Schneckengehäuses als Seiher oder Filter ausgeführt, der den Feststoff zurückbehält, während die Flüssigkeit austreten kann. Beim Austritt der Schnecke befindet sich bei diesen Pressschnecken eine regulierbare, meist ringförmige Austrittsöffnung für den ausgepressten Feststoff. Das Anwendungsgebiet dieser Pressschnecken ist in erster Linie von der Produktseite aus begrenzt, da der Druckaufbau durch die Schnecke davon abhängig ist, dass das auszupressende Produkt gegenüber dem feststehenden Schneckengehäuse eine grössere Reibung als gegenüber den rotierenden Schneckenflächen ergibt, da nur dadurch eine Transportwirkung für den Feststoff erzielt wird. Trotz Einbau von Reibungsnuten und Gegenzähnen gibt es eine grosse Anzahl von Produkten, die der vorstehenden Forderung nicht folgen.
Diese Produkte drehen sich mit der Schnecke mit, so dass kein Transport bzw. Druckaufbau erfolgt. Andererseits lassen sich sehr oft solche Materialien in Kolbenpressen verarbeiten. Der Nachteil der Kolbenpresse liegt jedoch darin, dass die Arbeitsweise diskontinuierlich ist.
Ebenfalls ist es bekannt, dass im dichtgepressten Materialstopfen, der sich fortlaufend erneuert, als Abdichtungsorgan zwischen zwei Apparaten dienen kann, in denen verschiedene Drücke herrschen, wenn die Aufgabe besteht, das Produkt von einem Apparat in den anderen zu transportieren.
In der vorliegenden Erfindung sind die Vorteile einer Presse, bestehend aus einem axial hin- und herbeweglichen Verdrängerkörper, z. B. einem zylindrischen Kolben, mit der Transportwirkung einer Schnecke kombiniert. Der Arbeitsprozess ist hierbei in zwei Stufen unterteilt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den beiligenden Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pressvorrichtung als Entwässerungsapparat;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pressvorrichtung als Dichtungs- und Austragsorgane;
Fig. 3 schematischer Ablauf des Verfahrens. Einfüllen;
Fig. 4 schematischer Ablauf des Verfahrens. Pressen;
Fig. 5 Detail der Schneckenstirnfläche mit Auflockerungselement;
Fig. 6 Detail der Schneckenstirufläche mit Einziehschraube;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Pressvorrichtung mit Eintritt- und Pressorgan in Schneckenform.
In Fig. 1 fällt das in den Eintrittsstutzen 1 kontinuierlich aufgegebene Produkt je nach Stellung des Kolbens 2 in den Vorpressraum 3 oder bleibt im Eintrittsstutzen oberhalb des vorgefahrenen Kolbens liegen. Der kontinuierlich hinund herbewegte Kolben transportiert beim Vorwärtsgang das Material in den Pressraum 4, wobei gegen die Schnecke 5 ein Druckaufbau erzeugt wird. Gleichzeitig wird durch die Schabkante 6 der Schnecke der in den vorhergehenden Pressvorgängen entstandene Presskuchen abgeschabt und durch die Schnecke, die kontinuierlich im Gehäuse 7 rotiert, durch den Austrittsstutzen 8 ausgetragen. Die im Pressraum ausgepresste Flüssigkeit tritt durch den Siebkorb 9 in das geschlossene Auffanggehäuse 10 und wird durch den Stutzen 11 abgeführt.
Die Presswirkung des Kolbens kann zusätzlich unterstützt werden, dadurch, dass der Ablaufstutzen 11 an einer Vakuumanlage angeschlossen wird. Der Vorpressraum, der Pressraum, die Taktreihenfolge des Kolbens und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke sind so abgestimmt, dass jeweils der Kuchen der vorangegangenen Takte im Pressraum als Stopfen stehen bleibt. Dieser abgepresste Kuchen wird beim nächsten Pressgang durch feuchtes Produkt verdrängt und durch das Schabmesser abgetragen. Die Bewegung des Presskolbens erfolgt durch einen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder 12 oder durch ein entsprechendes mechanisches Antriebsorgan. Die Bewegungsfolgen werden mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch gesteuert.
Die Austragsschnecke 5 ist so ausgebildet, dass der erste Schneckengang mit dem Schabmesser eine kleine Steigung hat, um einen guten Druckaufbau zu gewährleisten.
Die übrigen Schneckengänge werden zweckmässig gegen den Austritt mit grösserer Steigung ausgeführt. Der letzte Schneckengang arbeitet in der gezeichneten Konstruktion mit radialem Austritt entgegen der Transportrichtung. Die Schneckenwelle ist ausserhalb in zwei Lagern und einem Drucklager, die in einer Lageriaterne 13 eingebaut sind, abgestützt. Der Antrieb erfolgt über einen Keilriemenantrieb 14 oder durch einen angeflanschten Getriebemotor.
Fig. 5 macht eine Ausführung deutlich, bei der an der Schnecken-Stirnseite ein Bolzen mit seitlichen Rührarmen angeordnet ist. Dadurch wird eine Auflockerung und eine bessere Transportwirkung bei gewissen Produkten ereicht.
Um beim Pressvorgang den Abtransport des Kuchens durch die Schnecke zu unterstützen, kann gemäss Fig. 6 auf der Stirnfläche der Schnecke ein konisches Gewinde angebracht werden.
Fig. 2 zeigt die Pressvorrichtung als Abdicht- und Austragsorgan aus einer unter Unterdruck stehenden Apparatur. Das im Eintrittsstutzen 1 kontinuierlish aufgegebene Produkt fällt je nach Stellung des Kolbens 2 in den Vorpressraum 3 oder bleibt im Eintrittsstutzen oberhalb des vorgefahrenen Kolbens liegen. Der kontinuierlich hin- und herbewegte Kolben transportiert beim Vorwärtsgang das angefallene Produkt in den Pressraum 4, wobei gegen die Schnecke 5 ein Druckaufbau erfolgt und gleichzeitig durch das Schabmesser 6 der in den vorhergehenden Pressvorgängen entstandene Kuchen abgeschabt wird und durch die Schnecke, die kontinuierlich im Gehäuse 7 rotiert, ausgetragen wird.
Der Vorpressraum, der Pressraum, die Taktreihenfolge des Kolbens und die Schneckengeschwindigkeit sind so abgestimmt,) dass jeweils der gepresste Kuchen der vorangegangenen Takte im Pressraum als verdichtender Stopfen stehen bleibt. Dieser Stopfen ergibt gleichzeitig eine Abdichtung für verschiedene Gasdrücke am Eintritt und Austritt der Presse. Die Abdichtung gegenüber der Kolben-Antriebsseite erfolgt durch eine entsprechende Gummilippendichtung 15. Bei krümeligen und knolligen Produkten hat die beschriebene Vorrichtung überdies noch den Vorteil, dass die Knollen während des Pressvorgangs zerdrückt werden und durch das Abschaben mit dem Schabmesser der Schnecke als stark zerkleinertes Produkt anfällt (z. B. Gasabschluss bei Austritt eines Produktes aus einem Drehofen, Austritt von Anhydrit).
Die übrigen Funktionen und der Aufbau der Maschine sind die gleichen, wie bei Fig. 1 ausführlich beschrieben.
In Fig. 3 und 4 ist zum besseren Verständnis die Taktreihenfolge schematisch dargestellt.
Fig. 3 zeigt den Kolben bei geöffneter Einspeisung. Der verdichtete Produktstopfen schliesst gasdicht den Raum zwischen Ein- und Austrittsöffnung ab.
In Fig. 4 ist der Kolben in Pressstellung. Der verdichtete Produktstopfen schliesst gasdicht zwischen Ein- und Austritts öffnung ab. Die Schnecke mit dem Schabmesser kratzt den Gegenwert des frisch eingepressten Produktvolumens ab und fördert das zerldeinerte Produkt zum Austrittsstutzen.
Bei Produkten, deren Rieselfähigkeit begrenzt ist oder die zum Anldeben neigen, kann es zweckmässig sein, das Produkt statt im freien Fall durch ein Transportorgan zum Beispiel eine vorgeschaltete Schnecke auch eines Vorkolbens dem Pressraum zuzuführen.
Aus ähnlichen Gründen kann es zweckmässig sein, als Pressorgan eine Schnecke mit grosser Einfüllöffnung zu verwenden, die sowohl rotieren als auch axial wie ein Kolben bewegt werden kann, so dass die Vorteile eines Presskolbens mit denen einer Förderschnecke kombiniert sind.
Fig. 7 stellt eine solche Ausführung dar.
In der Pressvorrichtung, nach Fig. 7, fällt das im Eintrittsstutzen 1 kontinuierlich aufgegebene Produkt auf die Zufuhrschnecke 2. Die sich drehende und axial hin- und herbewegte Zufuhrschnecke transportiert das anfallende Produkt in den Pressraum 3, wobei gegen die Stirnfläche der Austragsschnecke 4 ein Druckaufbau erfolgt und gleichzeitig durch das Schabmesser 5 der in den vorhergehenden Pressvorgängen entstandene Kuchen abgeschabt wird und durch die Schnecke, die kontinuierlich im Gehäuse 6 rotiert, ausgetragen wird. Der Antrieb der Zufuhrschnecke erfolgt durch einen Getriebemotor 7 mit Hohlwelle, die axiale Bewegung wird durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 8 erzeugt. Alle übrigen Funktionen sind identisch wie bei Fig. 1 ausführlich beschrieben.
Pressing device for pourable and pasty products with an axially reciprocating displacement element, characterized in that a screw is connected downstream as a pressing resistance in an extension of the press cylinder, which after the pressing process conveys the material out of the press chamber.
It is known that screws are used to squeeze liquids out of slurry-like suspensions or wet solids. These are both inorganic materials and organic, such. B. Forcing oil from oilseeds.
In order to discharge the liquid, the casing of the screw housing is designed as a strainer or filter that retains the solid while the liquid can escape. At the exit of the screw, these press screws have an adjustable, mostly ring-shaped exit opening for the pressed solid. The area of application of these screw presses is primarily limited from the product side, as the pressure build-up by the screw depends on the fact that the product to be pressed results in greater friction against the fixed screw housing than against the rotating screw surfaces, as this is the only way to transport the solids is achieved. Despite the installation of friction grooves and counter teeth, there are a large number of products that do not meet the above requirement.
These products rotate with the screw so that no transport or pressure build-up takes place. On the other hand, such materials can very often be processed in piston presses. The disadvantage of the piston press, however, is that the operation is discontinuous.
It is also known that in the tightly pressed material plug, which is continuously renewed, can serve as a sealing element between two devices in which different pressures prevail when the task is to transport the product from one device to the other.
In the present invention, the advantages of a press consisting of an axially reciprocating displacement body, e.g. B. a cylindrical piston, combined with the transport effect of a screw. The work process is divided into two stages. Embodiments of the present invention are shown in the accompanying drawings.
Show it:
1 shows a longitudinal section through the pressing device as a dewatering apparatus;
2 shows a longitudinal section through the pressing device as sealing and discharge elements;
3 shows a schematic sequence of the method. Filling;
4 shows a schematic sequence of the method. Press;
5 shows a detail of the screw end face with loosening element;
6 shows a detail of the screw face with the pull-in screw;
7 shows a longitudinal section through the press device with inlet and press members in screw form.
In FIG. 1, the product continuously fed into the inlet connector 1 falls, depending on the position of the piston 2, into the pre-compression chamber 3 or remains in the inlet connector above the piston that has moved forward. The piston, which moves back and forth continuously, transports the material into the pressing chamber 4 during the forward movement, a pressure build-up being generated against the screw 5. At the same time, the press cake produced in the previous pressing processes is scraped off by the scraping edge 6 of the screw and discharged through the outlet connection 8 by the screw, which rotates continuously in the housing 7. The liquid pressed out in the press chamber passes through the strainer 9 into the closed collecting housing 10 and is discharged through the nozzle 11.
The pressing action of the piston can also be supported by connecting the outlet nozzle 11 to a vacuum system. The pre-press room, the press room, the cycle sequence of the piston and the speed of rotation of the screw are coordinated in such a way that the cake from the previous cycle remains in the press room as a plug. During the next pressing process, this pressed cake is displaced by the moist product and removed by the scraper. The press piston is moved by a pneumatic or hydraulic working cylinder 12 or by a corresponding mechanical drive element. The movement sequences are controlled mechanically, pneumatically, hydraulically or electrically.
The discharge screw 5 is designed in such a way that the first screw flight with the scraper blade has a small pitch in order to ensure good pressure build-up.
The other worm flights are expediently designed with a greater gradient towards the outlet. In the construction shown, the last worm gear works with a radial exit against the transport direction. The worm shaft is supported outside in two bearings and a thrust bearing, which are built into a bearing support 13. It is driven by a V-belt drive 14 or by a flange-mounted gear motor.
FIG. 5 shows an embodiment in which a bolt with lateral agitating arms is arranged on the screw face. This loosens up and improves the transport of certain products.
In order to support the removal of the cake by the screw during the pressing process, a conical thread can be attached to the end face of the screw according to FIG.
Fig. 2 shows the pressing device as a sealing and discharge element from an apparatus under negative pressure. Depending on the position of the piston 2, the product continuously fed into the inlet nozzle 1 falls into the pre-compression chamber 3 or remains in the inlet nozzle above the advanced piston. The piston, which moves back and forth continuously, transports the resulting product into the pressing chamber 4 during the forward movement, whereby a pressure build-up takes place against the screw 5 and at the same time the cake produced in the previous pressing processes is scraped off by the scraper 6 and by the screw that is continuously in the housing 7 rotates, is discharged.
The pre-press room, the press room, the cycle sequence of the piston and the screw speed are coordinated so that the pressed cake from the previous cycles remains in the press room as a compacting plug. This plug also provides a seal for different gas pressures at the inlet and outlet of the press. The sealing against the piston drive side is made by a corresponding rubber lip seal 15. In the case of crumbly and lumpy products, the device described also has the advantage that the lumps are crushed during the pressing process and, when scraped with the scraper of the screw, results in a strongly shredded product (e.g. gas exclusion when a product emerges from a rotary kiln, anhydrite emerges).
The other functions and the structure of the machine are the same as described in detail for FIG.
In Fig. 3 and 4, the clock sequence is shown schematically for better understanding.
3 shows the piston with the feed open. The compressed product stopper closes the space between the inlet and outlet opening in a gas-tight manner.
In Fig. 4 the piston is in the pressing position. The compressed product stopper closes gas-tight between the inlet and outlet openings. The screw with the scraper scrapes off the equivalent of the freshly pressed in product volume and conveys the shredded product to the outlet nozzle.
In the case of products whose flowability is limited or which tend to settle, it can be expedient to feed the product to the pressing chamber instead of in free fall through a transport element, for example an upstream screw, also of a piston.
For similar reasons, it can be useful to use a screw with a large filling opening as the pressing member, which can both rotate and be moved axially like a piston, so that the advantages of a press piston are combined with those of a screw conveyor.
Fig. 7 illustrates such an embodiment.
In the pressing device, according to FIG. 7, the product continuously fed into the inlet connection 1 falls onto the feed screw 2. The rotating and axially reciprocating feed screw transports the product into the pressing chamber 3, with a pressure build-up against the end face of the discharge screw 4 takes place and at the same time by the scraper 5 the cake produced in the previous pressing processes is scraped off and is discharged by the screw, which rotates continuously in the housing 6. The feed screw is driven by a geared motor 7 with a hollow shaft; the axial movement is generated by a pneumatic or hydraulic cylinder 8. All other functions are identical to those described in detail for FIG.