CN101444970A - 螺旋轴表面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及螺旋轴表面。本发明的螺旋压力机，优选用于去除要被输送的材料中的液体，包括整个带有安装在螺旋轴(1)上的螺旋状输送螺旋片(2)的螺旋轴(1)和包围该螺旋轴的机壳(3)，其中在螺旋轴(1)、输送螺旋片(2)和机壳(3)之间形成用于要被输送的材料的传输通道(4)。为了防止被输送的材料组分粘附在螺旋轴(1)上并由此导致传输通道(4)的不均匀填充，本发明提供的螺旋轴(1)至少在传输通道(4)的一个部分中具有表面轮廓(5)。

Description

螺旋轴表面
技术领域
根据权利要求1的前述部分所述，本发明涉及一种螺旋压力机，其优选用于去除要被输送的材料中的液体，包括带有安装在螺旋轴上的螺旋状输送螺旋片的螺旋轴和包围该轴的机壳，其中在螺旋轴、输送螺旋片和机壳之间形成用于要被输送的材料的传输通道。
背景技术
利用螺旋压力机处理的被输送的材料通常是固液混合物，例如，工业生产的纸浆纤维，其中夹带的液体要被提取出来。
通过螺旋压力机所实现的压制过程的原理已被充分公知：带有输送螺旋片的螺旋轴安装在圆柱形或圆锥形机壳内部的轴承上；该机壳具有设有填充漏斗的填充端口和设有出口喷嘴的出口端口。
螺旋状传输通道形成在机壳、螺旋轴和输送螺旋片之间，从填入口通向出口端口，并朝向出口端口区域连续地变窄。
当螺旋轴设定成旋转时，通过填入口供应给螺旋压力机的要被输送的材料通过安装在螺旋轴上的输送螺旋片沿传输通道输送到出口端口，并通过在该过程中连续的压制被压实和干燥。
在该压实过程中，从被输送的材料中去除的液体通过机壳上的槽式的或多孔的液体通道引导到收集装置。
这种类型的螺旋压力机例如从AT 412 857 B中已知。
由于在传输通道内传送的被输送的材料引起持续磨损螺旋轴，并在某一运行周期后螺旋轴的表面最终被磨掉留下磨光面，所以一般类型的螺旋压力机已出现特别的问题。被输送的材料，例如纸浆纤维，有粘附在已这样变光滑的螺旋轴上的趋势，因此与之前粗糙的螺旋轴的情况相比，更多的材料与螺旋轴一起旋转。
被输送的材料与螺旋轴一起的增加的旋转导致通过输送通道的被输送的材料的较低生产能力，其必须依次通过增加螺旋轴的速度来补偿，因此需要较高的能量输入。
此外，粘附在螺旋轴上的被输送的材料组分引起传输通道不均匀的填充，甚至是堵塞。
所述粘附螺旋轴的趋势所产生的另一不良结果是，从被输送的材料去除的液体与沿螺旋轴长度分布的单独输送通道部分相比同质性变差。
已经进行了几种尝试来解决螺旋轴被磨掉成光滑表面的问题。
已实施的方法包括使用合适的物质例如碳化钨涂覆螺旋轴表面，并因此伴随有粘附螺旋轴的较低趋势来维持粗糙表面。这些涂层被直接喷射或烧结-熔融在螺旋轴上或片状金属元件上，然后片状金属元件固定在螺旋轴表面上。
这些类型的涂层方法的缺点是它们非常复杂并且非常昂贵。通过涂层所实现的持久性仍不令人满意，并且实践经验已经表明，施加在螺旋轴上的涂层例如处理带有较高灰分含量的废纸时不到两年后就已经被磨损，并且螺旋轴又被磨掉成光滑表面，因此容易再次沉积被输送的材料。
但是，由于在向螺旋轴施加涂层中会涉及相当大的精力，而且还是通过磨削工艺每隔一定间隔地使螺旋轴又再变粗糙，以使螺旋轴表面真正恢复到其刚被制造后的状况。
但是，必须每隔相对较短间隔(在某些情况下要每一到三个月)来执行变粗糙或二次加工，并且需要相当大的人力。由于在该过程中螺旋压力机必须被关闭，所以也会存在生产损失。
发明内容
因此本发明所要解决的问题是避免所述缺点，并且通过对带有基本上较长使用寿命周期的螺旋轴提供非粘结表面结构而能够保持螺旋轴总是不会有任何被输送的材料粘附在其上。
根据本发明，通过带有权利要求1特征部分所述技术特征的螺旋压力机来解决该问题。
用于去除要被输送的材料中的液体的一般类型的螺旋压力机包括，带有输送螺旋片的螺旋轴和包围它的机壳，其中在螺旋轴、输送螺旋片和机壳之间形成传输通道，用于要被输送的材料。此处，本发明提供的螺旋轴至少在传输通道的一个部分具有表面轮廓。
由于螺旋轴因此在某些部分具有表面轮廓，被输送的材料被强制有节奏地离开螺旋轴的表面。这保证在很长时间防止被输送的材料粘附在螺旋轴上，甚至可能是螺旋轴的整个使用寿命时间。而不需要再磨削或涂覆螺旋轴，因此避免了停机时间并提高螺旋轴的生产效率。
为了实现被输送的材料连续离开螺旋轴表面，重要的是由螺旋状输送螺旋片限定的被输送的物质流被根据本发明的表面轮廓中断或与之相交。因此，本发明的优选实施例提供的表面轮廓具有凹槽和隆起部，它们对于输送螺旋片的螺旋的路径有斜度地延伸(即不与其平行)。换言之，凹槽/隆起部对于在螺旋轴的侧视图中观察到的螺旋状输送螺旋片的母线有斜度地延伸。
在根据本发明的表面轮廓的优选实施例中，凹槽和隆起部主要在螺旋轴的圆周方向延伸，即主要垂直于螺旋轴的轴线。这种类型的表面轮廓容易加工并引起要被输送的材料有效地离开螺旋轴的表面。
在优选实施例中，表面轮廓与螺旋轴一起制成一个部件，其中表面轮廓优选利用机械加工方法从螺旋轴上产生。此类实施例证明具有坚固性并允许使用简单的制造方法。
作为替代，表面轮廓也能包括任意数量的与螺旋轴分开制造的并且然后接着安装在螺旋轴上的附加元件。附加元件能利用合适的工艺被预制造。将表面轮廓设计为附加元件可允许工作过程中修整螺旋轴。
在节约成本的实施例中，附加元件是片状金属条(选择预成形或机械加工)。可以将附加元件像螺纹一样卷绕在螺旋轴上，以便获得在制造和装配工作中的优点。
所述附加元件能通过焊接容易且牢固地固定在螺旋轴上。
根据本发明优选实施例的变型，沿螺旋轴长度方向的横截面看，表面轮廓具有上升轮廓部分，在输送方向看，其优选以相对于螺旋轴轴线成5-45°之间的角上升；和又下降到螺旋轴轴线方向的轮廓部分，其优选主要垂直于螺旋轴轴线下降。利用这种形式的表面轮廓，要被输送的材料连续离开螺旋轴的表面并且不会硬化在螺旋轴表面上。
在实际试验中，当在上升轮廓部分与下降轮廓部分之间设置主要平行于螺旋轴轴线延伸的另一轮廓部分时，表面轮廓特别表现出良好的非粘结性。
在此，可以在螺旋轴上一个接着一个安装任意所需数量的这种轮廓部分组。
在优选实施例中，表面轮廓具有垂直于螺旋轴轴线测得的至少0.5mm的轮廓深度。这种类型的轮廓深度没有表面轮廓变得快速磨损的危险。
附图说明
现在将利用实施例的例子较详细地描述本发明。此处：
图1示出根据本发明的螺旋轴的示意图，
图2示出图1中“X”处的细节，
图3示出根据本发明的螺旋轴表面轮廓的替代性实施例，
图4示出根据本发明的螺旋轴表面轮廓的替代性实施例，
图5示出根据本发明的螺旋轴表面轮廓的替代性实施例，
图6示出根据本发明的螺旋轴表面轮廓的替代性实施例。
具体实施例
图1示出根据本发明的螺旋轴1，该螺旋轴1用于安装在螺旋压力机的机壳3中，其仅被示意性地示出。
机壳3在本实施例中示出具有圆柱形的设计，该机壳3具有带有用于相应的被输送的材料的填充漏斗(未图示)的填充端口7，以及带有出口喷嘴(也未图示)的出口端口8。
螺旋轴1在机壳中支撑在轴承组件部分12、13上，并具有螺旋状输送螺旋片2，根据图1，螺旋状输送螺旋片2的回转从填充端口7的方向朝向出口端口8连续地变窄，其中螺旋轴1具有朝向出口端口8变宽的锥形的部分，以便实现正被沿输送方向11输送的材料渐进地压实。
螺旋轴1能通过驱动装置被设定成进行旋转，其中要被输送的材料被引导通过形成在机壳3、螺旋轴1和输送螺旋片2之间的螺旋传输通道4，并在该过程接受渐进的去水处理。
为了排出这样从被输送的材料中去除的液体，在机壳3内设有槽式的或多孔设计的液体通道(未图示)。通过液体通道流出的液体被收集在为此目的设置的收集装置内。
通过螺旋压力机压实的被输送的材料可以是纸浆或泥浆悬浮液，例如，废纸、锯屑、废木，或塑料、纸板或木质包装物。
为了防止由这些材料引起的螺旋轴1的磨损以及上面已经描述的其可能时候的缺点，本发明提供的螺旋轴1至少在传输通道4的一个部分的区域具有表面轮廓5。这种类型的表面轮廓5通过图2中的例子被简单地示出，图2示出图1中“X”处的细节。
但是，作为基本原理，表面轮廓5能包括任意数量的相关凹槽14和隆起部15(也参见图3和图4)。表面轮廓5的几何形状能够根据要被输送的材料的应用领域或类型选择。但是此处，表面轮廓5应当具有垂直于螺旋轴的轴线9测得的至少0.5mm的轮廓深度10，目的是避免快速磨损。
应当注意，根据本发明的表面轮廓5在图1中仅示出一部分，实践中其将在螺旋轴1的面向传输通道4的整个表面上延伸(如图6中示出)。但是，可以提供仅在选择部分上带有表面轮廓5的螺旋轴1，例如，仅在出口端口8前面的区域上，因为被输送的材料主要趋向于在传输通道4的那些区域因高度压实而固化。
根据本发明的表面轮廓5的凹槽14和隆起部15被以下述方式设置，即它们总是相对于输送螺旋片2的螺旋路径以一定的斜度17延伸，或与传输通道4的路径相交。更加确切地说，凹槽14和隆起部15相对于在螺旋轴1的侧视图中观察到的螺旋状输送螺旋片2的母线18以一斜度17延伸(参见图1、2和6)。
根据本发明，在表面轮廓5的优选实施例中，凹槽14和隆起部15主要在螺旋轴1的圆周方向或垂直于螺旋轴轴线9的方向延伸(如图1-3中所示)。
类似地，表面轮廓5的凹槽14和隆起部15可以相对于螺旋轴轴线9以任何所需的斜度延伸，例如稍微偏离垂直于螺旋轴轴线9的假想线(如图6中所示)。
在任何情况下，凹槽14和隆起部15不能在此设置的与输送螺旋片2的路径以及传输通道4平行，而是应当以较大或较小的斜度17与之相交，以便保证被输送的材料有节奏地离开螺旋轴1的表面。
为了获得足够的耐磨性，表面轮廓5应当具有垂直于螺旋轴轴线测得的至少0.5mm的轮廓深度10。如果螺旋压力机被用于对浸满水的纸浆纤维进行去水处理，则建议轮廓深度10为1.2mm。
表面轮廓5能与螺旋轴1制成一个部件，其是在车削或铣削过程中加工螺旋轴1产生。此处，在输送螺旋片2被安装或焊接在螺旋轴1上之前，螺旋轴1利用适当的机加工产生轮廓。
作为替代，表面轮廓5也可是一个或几个被单独制造并固定到螺旋轴1上的附加元件6。例如在图5示出许多附加元件，以预加工的片状金属条的形式设计，它们卷绕在螺旋轴1上。此处附加元件或片状金属条6焊接在螺旋轴1上。当然，片状金属条或附加元件6也可以被设计成一个部件，并像螺纹一样卷绕在螺旋轴1上。
图2示出根据本发明特别优选的实施例。此处，表面轮廓5(沿螺旋轴1纵向横截面并在输送方向11上看到)具有相对螺旋轴轴线9上升的第一轮廓部分5a，和主要平行于螺旋轴轴线9的第二轮廓部分5b，以及最终又朝螺旋轴轴线9的方向下降的第三轮廓部分5c。
相对螺旋轴轴线9上升的轮廓部分5a可具有关于螺旋轴轴线9测得的5-45°之间的角16。然而，为了保持被输送的材料的低滑动摩擦，建议角16在5-20°之间，优选角16为大约10°。
在本实施例中，第三轮廓部分5c在螺旋轴轴线9方向以大约90°角下降。
根据螺旋压力机的尺寸和应用领域，在螺旋轴1上可一个接着一个设置任何所需数量的这种轮廓部分组5a，5b，5c，或5a和5c。
尽管未说明，但根据本发明的表面轮廓5的实施例中可设想有众多变型，例如根据图3的锯齿状表面轮廓5、图4的波状轮廓、阶梯状轮廓，以及任何所希望的十字形或滚花图案。

Claims (12)

1.螺旋压力机，该螺旋压力机优选地用于从要被输送的材料中去除液体，该螺旋压力机包括螺旋轴(1)和机壳(3)，该螺旋轴(1)整个带有安装在该螺旋轴(1)上的螺旋状的输送螺旋片(2)，该机壳(3)围绕该螺旋轴，其中在所述螺旋轴(1)、所述输送螺旋片(2)和所述机壳(3)之间形成传输通道(4)，用于要被输送的材料，其特征在于，所述螺旋轴(1)至少在所述传输通道(4)的一个部分中具有表面轮廓(5)。
2.根据权利要求1所述的螺旋压力机，其特征在于，所述表面轮廓(5)具有凹槽(14)和隆起部(15)，所述凹槽(14)和隆起部(15)相对于在所述所述螺旋轴(1)的侧视图中观察到的螺旋状的输送螺旋片(2)的母线(18)以一斜度(17)延伸。
3.根据权利要求2所述的螺旋压力机，其特征在于，所述表面轮廓(5)中的凹槽(14)和隆起部(15)主要在所述螺旋轴(1)的圆周方向上延伸。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的螺旋压力机，其特征在于，在沿所述螺旋轴的长度的横截面中观察，所述表面轮廓(5)具有：上升的轮廓部分(5a)，在输送方向(11)上观察，该轮廓部分(5a)优选地相对于螺旋轴轴线(9)成5°和45°之间的角度(16)上升；以及轮廓部分(5c)，该轮廓部分(5c)再朝螺旋轴轴线(9)的方向下降，优选地主要垂直于螺旋轴轴线(9)朝螺旋轴轴线(9)的方向下降。
5.根据权利要求4所述的螺旋压力机，其特征在于，在上升轮廓部分(5a)与下降轮廓部分(5c)之间设有轮廓部分(5b)，该轮廓部分(5b)主要平行于螺旋轴轴线(9)延伸。
6.根据权利要求4或5之一所述的螺旋压力机，其特征在于，几个轮廓部分组(5a，5b，5c)在输送方向(11)上一个接着一个地安装。
7.根据权利要求1-6之一所述的螺旋压力机，其特征在于，所述表面轮廓(5)与所述螺旋轴(1)一起被制成一个部件，所述表面轮廓(5)优选地借助于机械加工方法从所述螺旋轴(1)加工出来。
8.根据权利要求1-6之一所述的螺旋压力机，其特征在于，所述表面轮廓(5)由至少一个附加元件(6)组成，所述至少一个附加元件(6)与所述螺旋轴(1)分开制造，然后接着被安装在所述螺旋轴(1)上。
9.根据权利要求7所述的螺旋压力机，其特征在于，所述附加元件(6)是片状金属条。
10.根据权利要求8或9所述的螺旋压力机，其特征在于，所述附加元件(6)像螺纹一样卷绕在所述螺旋轴(1)上。
11.根据权利要求8-10之一所述的螺旋压力机，其特征在于，所述附加元件(6)被焊接到所述螺旋轴(1)上。
12.根据权利要求1-11之一所述的螺旋压力机，其特征在于，所述表面轮廓(5)具有垂直于螺旋轴轴线(9)测得的至少0.5mm的轮廓深度(10)。
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