CH695764A5 - Doppelschneckenpresse. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft eine Doppelschneckenpresse zum kontinuierlichen Fördern, Mischen und/oder Kneten von Medien unter erhöhtem Druck, gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Für Vorrichtungen dieser Art hat sich die Bezeichnung Extruder eingebürgert. Dies ist eine besonders wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gilt für das Gehäuse eines Extruders, der Retruder (aus Re-vers= Umkehr und Extruder) genannt wird, weil durch die Umkehr der Förderrichtung die Innenwand des Gehäuses besonders stark beansprucht und weil durch die Verstellbarkeit mindestens eines Einsatzteils, die Optimierung der Schneckenpressung ermöglicht wird.

[0002] Das kontinuierliche Fördern, Mischen und/oder Kneten von Medien gehört zu den Grundoperationen der Verfahrenstechnik. Beim Misch-, und/oder Fördergut kann es sich um sehr verschiedene Substanzen handeln.

   Entsprechend verschieden können die chemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Stoffe, ihr Aggregatzustand und ihr Verhalten auf Druck und Temperatur sein. Entsprechend dieser Vielfalt ist der Stand der Technik für Lösungen im Maschinenbau, die von Knetern von Schokoladenmasse, der Herstellung von Kunststoffhalbzeug mit Extrusion und der Verarbeitung von rieselfähigem Kunststoffgranulat mit Glasfaseranteil zum Spritzguss bis hin zur Entsorgung von biologisch aktiven Abfällen reichen. Für all diese Aufgaben sind Maschinen mit, je nach den Bedürfnissen, gekühlten oder erwärmten Gehäusen und mit mindestens zwei sich drehenden, sich kämmenden Förderschnecken bekannt, die einen Druckaufbau durch die Zwangsförderung des Mediums in den einzelnen, abgeschlossenen Windungen des Schneckenkanals, ohne Rückwirkung auf den Massentransport erzeugen.

   Eine der Schwachstellen dieser Konstruktion ist das Gehäuse, denn der Förderdruck erzeugt Gürtelspannungen im Gehäusemantel und die Reibung des Mediums führt zur Abrasion und zum Verschleiss der Innenflächen. Insbesondere fällt dieser Nachteil bei der Behandlung abrasiver Medien ins Gewicht oder dann, wenn die hohen Drücke im Medium, zwecks Steigerung der Reibkräfte im Medium, selbst von Interesse sind. Das ist der Fall bei Knetaufgaben, wenn der Wirkungsgrad des Knetens gesteigert oder beispielsweise bei einem Reib-Reaktor, der als thermomechanische Verfahrenseinheit zum Aufschliessen der Zellwände einer Biomasse, mit hohen Betriebsdrücken zu fahren ist.

   Nach dem Stand der Technik wird entweder das ganze Gehäuse der Schnecken, oder die integrierte Plattierung des Gehäuses, in Form der Mantelfläche der Schnecken, aus verschleissfesten Werkstoffen hergestellt, um die gefährdeten Stellen örtlich vor eine Werkstoffabtrag zu schützen. Als Verschleissschutz gelten Kobalt- und Nickellegierungen nach DIN 8555 sowie Hartmetall-Legierungen bekannter Art.

[0003] Der Nachteil dieser Lösung ist die verhältnismässig kurze Lebensdauer des Verschleissschutzes an den exponierten Stellen. Denn ausgerechnet an der Durchdringungslinie des Schneckenmantels, wo der mechanische Abrieb am grössten ist, muss die Plattierung verschweisst und die örtliche Minderung des Verschleissschutzes in Kauf genommen werden.

   Ein weiterer Nachteil der Doppelschneckenpressen ist, dass für die Optimierung der Schneckenpressung im Betrieb, ausser der aufwändigen Drehzahlregelung der Schnecken, jedes Mittel fehlt.

[0004] Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Einstellung des Druckaufbaus und der mediuminternen Reibkräfte der Zwangsförderung des Mediums im Schneckenkanal einer Doppelschneckenpresse, mit oder ohne Schubumkehr, zu ermöglichen, und die Lebensdauer der Maschine zu steigern.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen für bestehende Aufgaben in der Steigerung der Stetigkeit der Knetleistung und das trotz schwankender Qualität und Menge des Fördergutes (z.B.

   beim An- und Ausfahren einer Charge), in der Steigerung der Lebensdauer der Doppelschneckenpresse und somit in der Erhöhung der Verfügbarkeit derselben, sowie dank diesen Vorzügen, die Möglichkeit der Schaffung neuer Verfahren.

[0007] Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Sie zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>den Längsschnitt einer Doppelschneckenpresse mit Schubumkehr,


  <tb>Fig. 2<sep>den Querschnitt der Doppelschneckenpresse von der Fig. 1.

[0008] Die Doppelschneckenpresse in Fig. 1 und 2 besteht aus dem Gehäuse 1, den sich kämmenden Schnecken 2, 3, die in der Frontplatte 18 und dem Lagerblock 17 gelagert sind und als Retruder, mit sich kehrenden Steigungen, zwecks Schubumkehr, als Umkehrschnecken ausgebildet sind. Dabei ist das Gehäuse 1 um die Schnecken 2, 3 mit den Plattierungen 11 und 12, und im Bereich der Durchdringungslinie des Schneckenmantels der Schnecken 2, 3 als Verlängerung des Verschleissschutzes der Plattierungen 11 und 12, mit den Einsatzteilen 4 und 5 versehen. Die Bezeichnung "Umkehrschnecke" weist auf die besondere Eigenschaft dieser Schnecken hin, denn beide ümkehrschnecken wechseln ihre Förderrichtung in die Umkehrrichtung in die ihre Steigungswinkel invertieren.

   Eine weitere wichtige Eigenschaft der zwei Umkehrschnecken 2, 3 ist, dass sie sich gegenläufig und kämmend drehen. Im Bereich der Umkehrpunkte der Steigungswinkel der Schnecken 2, 3 vollzieht sich das Kämmen so, dass sich die wendenden Windungen der Umkehrschnecken 2, 3 wie pfeilverzahnte Zahnräder abwälzen. Vom Eintritt 7 gelangt das Medium in den Schneckenkanal der Schnecken 2, 3 und wird durch die gegenläufige Drehung zwangsweise in den einzelnen (von den Windungen des Schneckenkanals, der Gehäuseinnenwand, die aus den Plattierungen 11, 12 und den beiden Einsatzteilen 4, 5 besteht, der kämmenden Schnecke 2, 3) abgeschlossenen Gängen bis zu den Wendepunkten gefördert. Gegen diesen Massenstrom drückt sich, ab dem Wendepunkt, der in der Umkehrrichtung geförderte Massentransport. Entsprechend dem Gegendruck der Umkehrrichtung wird die Reibungskraft im Medium erhöht.

   Die Windung der Umkehrrichtung lässt schliesslich den Massentransport des Mediums zum Austritt 8 vorrücken.

[0009] Wird mit der Verstellspindel 20 der Einsatzteil 5 zur Frontplatte 18 des Gehäuses 1 gezogen, schliesst oder verengt sich der Austritt 8 des Mediums und als Folge der Zwangsförderung steigt der Schneckendruck. Analog senkt sich der Schneckendruck, wenn der Austritt 8 mit dem Zurückschieben des Einsatzteils erweitert wird. Die Bedienung der Verstellspindel 20 kann sowohl von Hand, wie von einem nicht gezeigten, gesteuerten oder geregelten Antrieb erfolgen. Als Regelgrösse kann die Qualität des Mediums, wie ein in der Frontplatte 18 befindliches Lager der Schnecken 2, 3, oder ein zwischen dem Einsatzteil 5 und dem Boden des Gehäuses 1 integrierter, nicht gezeigter Druckaufnehmer dienen.

   Für die Abnützung ist die dem Austritt 8 zugewandte, exponierte Zone des Einsatzteils 5 massgebend. Die symmetrische Gestaltung des Einsatzteils 5 lässt die Wendung des Einsatzteils 5 und damit die Verdoppelung der Lebensdauer zu. Wird die Verstellspindel 20 auf der Lagerbockseite 17 angeordnet, dann ist der Ausbau des Einsatzteils 5, wie des Einsatzteils 4, durch die Frontplatte 18 ohne Zerlegung der Doppelschneckenpresse möglich.

[0010] Je nach Bedarf kann das Gehäuse 1 der Doppelschneckenpresse mit einer, nicht gezeigten, gemeinsamen und/oder beliebig unterteilten Ummantelung versehen sein, die die Erwärmung und/oder die Kühlung gestattet.

Claims (9)

1. Doppelschneckenpresse, mit mindestens zwei gegenläufigen Schnecken (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken (2, 3) Umkehrschnecken sind, es sich kämmen und im Bereich der Durchdringung des Schneckenmantels, mindestens ein, zur Trajektorie des Schneckenmantels und einem Gehäuse (1) passendes Einsatzteil (4, 5) gibt.

2. Doppelschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4) mit dem Gehäuse (1) der Schneckenpresse kraftschlüssig verbunden ist.

3. Doppelschneckenpresse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (5) zu den Schnecken (2, 3) parallel verschiebbar ist.

4. Doppelschneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzteile (4, 5) kürzer als die Schnecken (2, 3) sind.

5. Doppelschneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (5) verstellbar und arretierbar ist.

6. Doppelschneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4, 5) aus verschleissfestem Werkstoff gefertigt ist.

7. Doppelschneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4, 5) durch die Stirnseite des Gehäuses (1) ersetzbar ist.

8. Doppelschneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderflächen der Einsatzteile (4, 5) mit den Schnecken (2, 3) gleichachsige Gewindegänge aufweisen.

9. Doppelschneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchdringung des Schneckenmantels das Gehäuse einen Eintritt (7) und einen Austritt (8) für das Medium aufweist und dass Ein- (7) und Austritt (8) im Bereich der gegenüberliegenden Enden des Gehäuses (1) angeordnet sind.