CN109476107A - 螺旋挤压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从被运输物中分离出液体的螺旋挤压机(10)，其包括螺杆轴(11)连同螺旋形地布置在螺杆轴(11)上的输送螺旋(13)以及包围它们的壳体套(14)，其中，在螺杆轴(11)、输送螺旋(13)与壳体套(14)之间形成有用于待输送的被运输物的运输路径(15)，其中，在运输路径(15)内在螺杆轴(11)的至少一个表面部段(20)上材料结合地固定有包括嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度的硬质颗粒(23)的复合材料(21)。另外还给出包括均匀分布地嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度(22)的硬质颗粒(23)的复合材料(21)的用于材料结合地固定(26)在螺杆轴(1)的至少一个表面部段(20)上的应用。

Description

螺旋挤压机

技术领域

本发明涉及一种用于从被运输物中分离出液体的螺旋挤压机，其包括螺杆轴连同螺旋形地布置在螺杆轴上的输送螺旋以及包围它们的壳体套，其中，在螺杆轴、输送螺旋与壳体套之间形成用于待输送的被运输物的运输路径。此外，本发明还涉及复合材料结合螺旋挤压机的应用。

背景技术

待由螺旋挤压机处理的被运输物通常是固液混合物、例如工业生产的纤维素纤维，要通过挤压机从中分离出与纤维材料一同引导的液体。其同样也可以是待由螺旋挤压机压实的被运输物例如纤维或泥浆悬浮物、碎纸、锯末、木屑。

螺旋挤压机的原理是充分公知的：在筒形或锥形的壳体套内支承有装备有螺旋形的输送螺旋的螺杆轴。壳体套具有大多配备有装填漏斗的进料口，被运输物通过该进料口连续地输入螺旋挤压机。在沿被运输物的输送方向的下游在壳体套中设有出料口，被运输物又通过该出料口离开螺旋挤压机。在壳体套与螺杆轴或者说输送螺旋之间形成有螺旋形的或盘旋状的运输路径，该运输路径形成从进料口直到出料口的、用于被运输物的贯通的运输通道，并且该运输路径沿输送方向朝向出料口连续变窄。也可以设有多个螺旋形的运输路径。

一旦使螺杆轴旋转，通过进料口进入螺旋挤压机中的被运输物就由在螺杆轴上加工出的输送螺旋沿着运输路径的匝圈一直输送到出料口并由此被连续压实和榨干。在单螺旋挤压机和同步的双螺旋挤压机的情况下，所述输送和压力的建立通过随螺杆旋转的质量在所在的圆筒形壳体套上的摩擦来形成，对此称为摩擦输送。在挤压过程期间从被运输物中分离出的液体通过壳体套中的相应的液体穿通部(例如狭缝状或孔状的液体穿通部)到达收集装置。

对于螺旋挤压机而言决定其功能的是输送螺杆，即螺杆轴连同螺旋形地固定在其上的输送螺旋，同时输送螺杆为待挤压的被运输物建立压力。

在这类螺旋挤压机中问题是，螺杆轴被在螺杆轴的运输路径中运输的被运输物剧烈磨损，因此依赖于相应被运输物的磨蚀程度，螺杆轴的表面在一定工作时间后被打磨平滑。还有的缺点是，某些被运输物例如纤维素纤维或纤维悬浮物附着或粘在被打磨平滑的螺杆轴表面上。因此，纤维素纤维不希望地以比之前的粗糙轴表面的情况更激烈地随着被打磨平滑的螺杆轴表面旋转。然而，由于纤维素纤维在螺杆轴表面上的这种随转或共转，螺旋挤压机的效率降低。此外，被运输物在螺杆轴上的粘附导致不均匀地填充运输路径，甚至导致挤压机的堵塞。为了减小这个问题，螺杆轴表面配备有具有一定的表面粗糙度的材料，以便确保减小纤维悬浮物的粘附以及进而提高挤压机的效率。

为此，迄今为止，例如在螺杆轴的基体上焊上具有一定表面粗糙度的被覆层的钢板。特别是在输送螺旋的运输路径的紧邻出料口之前的最后一圈中，在被运输物已经很强程度地被压实并且大部分液体被分离出去了的所谓的高压缩区域中，迄今为止在螺杆轴上在输送螺旋之间焊上了这种钢板或板区段。但是在此缺点是，这样的表面覆层的板件的制造大多非常昂贵，其中，一定的表面粗糙度例如通过热注塑方法和随后的刷擦加工步骤来得到。

同样地，表面粗糙的钢板的焊接是费时和费成本的。还已证实的是，当其粗糙度降低时，或者说当其粗糙的表面覆层磨损时，螺旋挤压机的为更换被焊上的钢板所计划的停机时间过短。根据文献AT 506 098，备选的实施方案是设计台阶状的表面并且必要时焊上相应的带条，这同样也需要较长的用于更换的停机时间。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种螺旋挤压机，其避免现有技术的所述缺点，并且能快速而成本有利地更换螺杆轴上的表面粗糙的衬层材料。

根据本发明，该目的通过所述类型的螺旋挤压机以下述方式实现：在运输路径内在螺杆轴的至少一个表面部段上以材料结合的方式固定有包括硬质颗粒的复合材料，所述硬质颗粒均匀分布地嵌入在基质组分中从而形成表面粗糙度。

特别优选的实施形式和改进方案是从属权利要求的主题。

一般地，由两个或多个彼此结合的材料组成的材料称为复合材料，该复合材料具有与其单个材料组分不同的材料特性。在本发明的范围内所说的复合材料——其中硬质颗粒以确保复合材料表面粗糙度的方式均匀分布地嵌入在基质组分中——具有的优点是：所述复合材料与当今所用的表面覆层的钢板中的情况相比，能快速而成本低廉地造。此外，硬质颗粒提供了以下优点：在复合材料的使用寿命期间具有尽可能不变的规定的表面粗糙度或规定的摩擦系数。硬质颗粒与硬质颗粒至少部分地嵌入其中的基质组分的连接通过材料结合或形状锁合或二者的组合来实现。

比硬质颗粒软或更具柔性的基质组分(其例如由形状稳定的塑料制成)提供了如下优点：与涂层钢板的情况相比，复合材料可更好地适配螺杆轴的相应表面部段的几何条件。此外，螺杆轴的覆盖有这样较柔的复合材料的表面部段由于复合材料的较小的重量和较高的柔性或屈挠性而可以较容易地且较快地更换。

有利的是，在根据本发明的螺旋挤压机中，复合材料在其下侧上利用粘合层可拆卸地贴在螺杆轴上。通过合适地选择粘接连接，复合材料能以其下侧快速而成本低廉地固定在螺杆轴的表面部段上。与至今为止用于将表面粗糙的钢板固定在螺杆轴上的焊接连接相比，粘接连接不管怎样总是造价低廉的。在本发明的范围内，为此可使用所有已知的粘接变型方案。例如，仅在复合材料的下侧上涂覆上粘合层并且复合材料利用粘合层事先定位在螺杆轴的相应的表面部段上或压仅在其上。替代地，粘合层也能涂覆在螺杆轴的相应的表面部段上，此时接着将复合材料放到或压紧到该粘合层上。此外，在本发明的范围内也可设想接触粘接方法，其中，两个粘合面，即复合材料的下侧以及待粘接的螺杆轴表面部段，分别涂覆有相同的粘合剂或不同的粘合剂并然后将复合材料粘到螺杆轴上。

在本发明螺旋挤压机的一种实施方案中，复合材料的表面粗糙度(硬质颗粒以该表面粗糙度从基质组分中突出)为2μm至20μm、优选3μm至10μm、特别优选5μm至8μm。复合材料具有规定的表面粗糙度，其中，所给出的粗糙度的数值与硬质颗粒相对于硬质颗粒嵌入其中的基质组分的突出高度有关。

在本发明的一种改进方案中，复合材料可至少包括磨损指示剂层，该磨损指示剂层集成在基质组分内和/或布置在复合材料的下侧上。有利地，把例如包括用颜色标记的、被着色的聚合物层的磨损指示剂层用作所使用的复合材料的磨损指示器。

在另一有利的变型方案中，在螺旋挤压机中，复合材料被实施为复合材料垫，该复合材料垫包括硬质颗粒以及还包括位于复合材料垫下侧的粘合层，硬质颗粒均匀分布地嵌入在基质组分中从而形成表面粗糙度，其中，复合材料垫以可拆卸的方式贴在螺杆轴的运输路径的至少一个表面部段上。在该特别容易操作的实施方案中，复合材料已经预制为复合材料垫，其中在复合材料的下侧上设有粘合层，该粘合层例如用保护膜覆盖。复合材料垫因此实施成自粘型的垫子，由此能实现复合材料垫在螺杆轴的表面部段上的特别快速的定位和粘贴。例如可以简单快速地制作模板，该模板仿照螺杆轴的螺距或相应运输路径的几何形状并且用作配合精确地裁剪以及定位相应复合材料垫的样品/模型。

在本发明另一变型方案中，在螺旋挤压机中，复合材料垫可至少包括磨损指示剂层，该磨损指示剂层集成在基质组分内和/或布置在基质组分与粘合层之间。如之前已经说过的，在复合材料垫中也有利地把例如包括用颜色标记的、被着色的聚合物层的磨损指示剂层用作所使用的复合材料的磨损指示器。

特别有利地，根据本发明的螺旋挤压机在螺杆轴上至少在运输路径的多个表面部段上以可拆卸的方式贴有表面粗糙度为2μm至20μm、优选3μm至10μm、特别优选5μm至8μm的复合材料垫。通过给螺杆轴贴上复合材料垫，有利地防止待挤压的被运输物例如纤维素纤维附着在螺杆轴表面上并随之转动，以及提高了螺旋挤压机的效率。

有利的是，在本发明的螺旋挤压机的另一变型方案中，多个复合材料垫、优选三个或四个复合材料垫彼此邻接地以可拆卸的方式贴在运输路径的相邻表面部段上。为了易于操作，在输送螺旋的运输路径的相应匝圈中，多个复合材料垫彼此邻接地粘牢在螺杆轴上。特别是在螺旋挤压机的高压缩区域中，以这样的方式能快速简单地给螺杆轴贴上具有规定的表面粗糙度的复合材料垫。在此必要时也能使用模板来精确地批量生产以及定位复合材料垫。

有利地，在本发明的螺旋挤压机中，硬质颗粒嵌入其中从而形成表面粗糙度的、复合材料的基质组分由弹性体、优选热塑性弹性体制成。通过均匀地分布在由弹性体或热塑性弹性体制成的另一较软的弹性基质组分中的硬质颗粒，可以得到复合材料或复合材料垫的规定的尽可能寿命长的表面粗糙度。

包括嵌入在基质组分中从而形成表面粗糙度的硬质颗粒的复合材料的用于材料结合地固定在螺旋挤压机的螺杆轴的至少一个表面部段上的应用也属于本发明的范围。

在复合材料的用于材料结合地固定在螺杆轴的至少一个表面部段上的应用中特别有利的是，复合材料能利用粘合层可拆卸地贴在螺杆轴的所述至少一个表面部段上。

有利的是，包括嵌入在基质组分中从而形成表面粗糙度的硬质颗粒的复合材料垫的用于可拆卸地贴在螺旋挤压机的螺杆轴的至少一个表面部段上的应用也属于本发明的范围，其中该复合材料垫还包括在复合材料垫的下侧上的粘合层。自粘型地被装备的复合材料垫的该应用在操作方面特别实用和简单。为了进行粘贴，例如仅须撕下用于覆盖复合材料垫下侧上的粘合层的保护膜，并且复合材料垫能以紧挨着螺杆轴表面部段的方式进行定位和粘贴。

在复合材料和/或复合材料垫的应用中有利的是，硬质颗粒突出于基质组分的表面粗糙度为2μm至20μm、优选3μm至10μm、特别优选5μm至8μm。

在复合材料和/或复合材料垫的根据本发明的应用中特别合宜的是，至少一个磨损指示剂层集成在基质组分中和/或至少一个磨损指示剂层布置在基质组分与粘合层之间。

在本发明的范围内也可行的是，使用如下的复合材料和/或复合材料垫，其中，硬质颗粒嵌入其中从而形成表面粗糙度的、复合材料的基质组分由弹性体、优选热塑性弹性体制成。由于复合材料或复合材料垫的比钢板小的重量和高柔性，螺杆轴的表面部段能以这样的方式特别快速简单地配备具有规定的表面粗糙度的复合材料。

附图说明

本发明的其它细节、特征和优点从下面对在附图中示意地示出的实施例的阐述中得到。在附图中：

图1以侧面的局部剖视图示出了根据本发明的螺旋挤压机的第一实施方案；

图2以侧面的局部剖视图示出了根据本发明的螺旋挤压机的第二实施方案的细节；

图3以等轴测图在局部剖视图中示出了分别在图1和图2中标记的细部A的放大的视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的螺旋挤压机10，其包括具有螺杆轴轴线12的螺杆轴11，其中，螺杆轴11具有盘旋状地或螺旋形地延伸的输送螺旋13，该输送螺旋一直到达外部的壳体套14的内侧处。在壳体套14与螺杆轴11或布置在螺杆轴上的输送螺旋13之间形成有运输路径15，待挤压的被输送物通过该输送路径沿输送方向16从壳体套14中的进料口17一直被运输到出料口18。通过合适地选择螺杆轴11的几何形状(该螺杆轴例如被实施成顺着输送方向16朝向出料口18锥形地增大)，以及通过合适地选择输送螺旋13的螺距，运输路径15的自由的横截面沿输送方向16逐渐缩小。

螺杆轴11以多个轴颈19以可绕螺杆轴轴线12转动的方式支承在(未示出的)轴承中并配备有未示出的驱动装置。通过该驱动装置可使螺杆轴11旋转，其中，被运输物被引导通过沿输送方向16逐渐缩小的螺旋形的运输路径15，此时被运输物遭受到累进的脱水。

为了排出从被运输物分离出的液体，在壳体套14中设有未示出的液体穿通部，该液体穿通部例如实施成狭缝形或孔形。通过液体穿通部流出的液体收集在为此设置的收集装置中。

为了避免被运输物(在此称为纤维悬浮物或泥浆悬浮物)粘附在螺杆轴11的表面上或为了减小具有开头已经说过的缺点的螺杆轴11的由这种材料引起的磨损，在运输路径15内在螺杆轴11的至少一个表面部段20上以材料结合的方式固定有具有规定的表面粗糙度22的复合材料21。复合材料21包括硬质颗粒23，这些硬质颗粒均匀分布地嵌在复合材料21的基质组分24中从而形成表面粗糙度22。

如从图3(其以放大的视图示出图1中标记的细部A)可见，复合材料21的所述材料结合的固定在此通过利用粘合层26的粘接来实现，该粘合层被施加在复合材料21的下侧28上，或另选地，在复合材料21被压到粘合层26上之前该粘合层被施加在螺杆轴11的相应的表面部段20上。在本发明的范围内同样也可设想，不仅在复合材料21的下侧28上而且在螺杆轴11的相应的表面部段20上都按照接触粘合剂的原理涂覆有相同粘接材料或不同粘接材料的粘合层26。

如进一步在图3中放大地示出的，硬质颗粒23以一个规定的表面粗糙度22突伸出基质组分24，在此例如为约5μm至8μm。基质组分24在此由热塑性弹性体制成。硬质颗粒23因此有利地嵌入在相对较软的弹性的基质组分中，由此减小硬质颗粒23的磨损和延长表面粗糙的复合材料21的使用寿命。

作为磨损指示器，在此将磨损指示剂层27集成在基质组分24内或布置在基质组分24与粘合层26之间。磨损指示剂层27例如包括用颜色标记的、着色的聚合物层，当硬质颗粒23被磨掉时可看见该聚合物层。

图2示出根据本发明的螺旋挤压机10的另一变型实施方案，其中在此，螺杆轴11的在运输路径15内的表面部段20贴有复合材料垫25，该复合材料垫包括具有规定的表面粗糙度22的复合材料21。附加地，在复合材料垫25的下侧28上已经布置有粘合层26，复合材料垫25因此是自粘型装配的，并且对于粘贴螺杆轴11特别实用。粘合层26为此例如覆盖有未示出的保护膜，该保护膜要在敷设复合材料垫25之前被揭下。

多个复合材料垫25在图2中彼此邻接地在运输路径15的位于螺杆轴10的高压缩区域30中的匝圈内以这样的方式贴在螺杆轴11的相邻的表面部段20上，使得这些复合材料垫能在一定的使用寿命后或视磨损情况而地被简单而快速地拆下并更换上新的复合材料垫25。

类似于图1，在图2中标记的细部A也在图3中以放大的视图示出。不同于图1，在图1中在复合材料21中粘合层26必须附加地涂敷在复合材料21的下侧28上或直接涂覆在螺杆轴11上，而在使用复合材料垫25时粘合层26已经涂覆在复合材料垫25的下侧28上。因此图3原则上不但示出被粘上的复合材料21的完成的层结构，而且示出被粘接的复合材料垫25的完成的层结构。

Claims (10)

1.一种螺旋挤压机(10)，用于从被运输物中分离出液体，该螺旋挤压机包括螺杆轴(11)连同螺旋形地布置在螺杆轴(11)上的输送螺旋(13)，以及包围螺杆轴和螺旋的壳体套(14)，其中，在螺杆轴(11)、输送螺旋(13)与壳体套(14)之间形成有用于待输送的被运输物的运输路径(15)，其特征在于，在运输路径(15)内在螺杆轴(11)的至少一个表面部段(20)上以材料结合的方式固定有包括硬质颗粒(23)的复合材料(21)，这些硬质颗粒以均匀分布的方式嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度(22)。

2.根据权利要求1所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，复合材料(21)在下侧(28)上利用粘合层(26)以可拆卸的方式粘在螺杆轴(11)上。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，复合材料(21)被实施为复合材料垫(25)，该复合材料垫包括嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度(22)的硬质颗粒(23)，该复合材料垫还包括位于复合材料垫(25)的下侧(28)上的粘合层(26)，其中，复合材料垫(25)以可拆卸的方式粘贴在螺杆轴(11)的至少一个表面部段(20)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，硬质颗粒(23)从基质组分(24)中突出的、复合材料(21)或复合材料垫(25)的表面粗糙度(22)为2μm至20μm，优选为3μm至10μm，特别优选为5μm至8μm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，复合材料(21)或复合材料垫(25)包括至少一个磨损指示剂层(27)，该磨损指示剂层(27)集成在基质组分(24)内，和/或该磨损指示剂层(27)布置在复合材料(21)的下侧(28)上。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，多个复合材料垫(25)、优选三个或四个复合材料垫(25)彼此邻接地以可拆卸的方式在运输路径(15)内粘贴在螺杆轴(11)的相邻的表面部段(20)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋挤压机(10)，其特征在于，硬质颗粒(23)嵌入其中从而形成表面粗糙度(22)的、复合材料(21)的基质组分(24)由弹性体、优选热塑性弹性体制成。

8.一种复合材料(21)的以材料结合的方式固定在螺旋挤压机(10)的螺杆轴(11)的至少一个表面部段(20)上的应用，该复合材料包括以均匀分布的方式嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度(22)的硬质颗粒(23)，其中，复合材料(21)优选利用粘合层(26)以可拆卸的方式粘在螺杆轴(11)的所述至少一个表面部段(20)上。

9.一种复合材料垫(25)的以可拆卸的方式粘贴在螺旋挤压机(10)的螺杆轴(11)的至少一个表面部段(20)上的应用，该复合材料垫包括以均匀分布的方式嵌入在基质组分(24)中从而形成表面粗糙度(22)的硬质颗粒(23)，以及还包括位于复合材料垫(25)的下侧(28)上的粘合层(26)，其中，在基质组分(24)内集成有优选一个磨损指示剂层(27)和/或在基质组分(24)与粘合层(26)之间布置有至少一个磨损指示剂层(27)。

10.根据权利要求8所述的复合材料(21)的应用和/或根据权利要求9所述的复合材料垫(25)的应用，其特征在于，硬质颗粒(23)从基质组分(24)中突出的表面粗糙度(22)为2μm至20μm，优选为3μm至10μm，特别优选为5μm至8μm，其中，基质组分(24)优选由热塑性弹性体制成。