DD289969A5

DD289969A5 - Presse

Info

Publication number: DD289969A5
Application number: DD89335737A
Authority: DD
Inventors: Jozsef Toth
Original assignee: Kk
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1991-05-16
Also published as: WO1990009274A1; YU233289A; ZA90736B; IL92547A0; CN1044919A; CA2004901A1; AU4632989A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse zur Herstellung von Ballen aus losen, fasrigen, pflanzlichen Materialien unter hohem Druck. Die verbesserte Presse besteht aus mehreren Pressenstempeln, von denen erfindungsgemaesz jeder Pressenstempel zwei Verschlieszflaechen Z1-Z2, Z2-Z3, Z3-Z4, Z4-Z1 besitzt, wobei die Summe der Winkel a1, a2, a3, a4, die von jedem Verschlieszflaechenpaar eingeschlossen wird, 360 betraegt. Die Fuehrungflaechen V1, V2, V3, V4 des Pressenstaenders befinden sich im rechten Winkel zu den Mittellinien f1, f2, f3, f4 der eingeschlossenen Winkel a1, a2, a3, a4, wobei parallel zu den Fuehrungsflaechen Flaechen B1, B2, B3, B4 zur Verhinderung einer Winkelverschiebung des Pressenstaenders vorgesehen sind. Die Presse ist ferner mit Hydraulikzylindern ausgeruestet und die Zylinder mit einem Steuerschieber zur direkten Bewegung der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 verbunden, um alle Zylinder gleichzeitig unter Druck zu setzen oder zu entlasten. Vorteilhafterweise sind die Hydraulikzylinder innerhalb der beweglichen Pressenstempel untergebracht und der Pressenstaender aus Pressenstaendersegmenten zusammengesetzt, die mit Schneidmessern 33, 34 ausgestattet sind. Fig. 2{pflanzliche Materialien; Ballenpresse; Pressenstempel; Verschlieszflaechenpaare; Pressenstaender; Steuerschieber; hoher Pressendruck}

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse, die vorteilhafterweise für ein gleichförmiges Zusammendrücken von losen Substanzen, hauptsächlich von fasrigen, pflanzlichen Materialien unter hohem Druck eingesetzt werden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik In der Praxis werden, wenn man von etwas groben fasrigen Materialien ausgeht,' ur Erreichung kompakter Zusammenballungen

hoher Dichte meistens mehrere Pressen zusammengesetzt, damit man eine Reil ie von Preßarbeitsgängen nacheinander ausführen kann.

Abbildung 1 zeigt die Funktion einer bekannten Zwei-Kolbenpresse. Der im Raum des Zylinders H1 sich vorwärtsbewegende Kolben D1 führt die Aufgabe des Vorpressens aus, dann wird das Material durch Kolben D2 verdichtet, der das vorgepreßte Material in den Raum des Zylinders H2 drückt. Allerdings breitet sich

der angewendete Druck nicht gleichförmig in dem unter Druck stehenden Material aus, so daß Wölbungen entlang der in der

Abbildung dargestellten strichpunktierten Linie erzeugt werden. Diese Wölbungen bewirken eine starke innere Reibung in dem

dem Druck ausgesetzten Material, so daß der Verdichtungsgrad verringert wird.

Ähnliche Probleme entstehen, wenn fasrlge landwirtschaftliche Substanzen ν jrpreßt werden. Biomassen kann man mit

bekannten Pressen zu festen kompakten Paketen nur nach Mahlen und Zerkleinern verprassen. Wenn eine Biomasse, die vorwiegend aus fasrigen, pflanzlichen Substanzen besteht, aufgespalten und gemahlen werden soll, wenn die Kosten der

Verarbeitung inkl. Transport und Trocknung übermäßig hoch. Mit den jüngsten technologischen Entwicklungen stehen Konstruktionen zur Verfügung, mit denen der Arbeitsgang des Pressens

gleichzeitig aus verschiedenen Richtungen erfolgt, wodurch der Verdichtungsgrad stark erhöht wird. Diese Vorrichtungen haben jedoch eine Reihe von Mängeln.

So ermöglicht aber begrenzt z. B. das Verfahren zur Verdichtung von Metallpulvern, beschrieben in GB-PS 871373 sowie in OE-PS 2903690 die Verlagerung von Partikeln in den Preßlingen, wodurch diese Prossen für die Herstellung von Ballen aus losen

fasrigen Substanzen ungeeignet werden.

Die Geometrie einer zweidimensionalen (quadratischen) Kompression wird völlig klar durch GB-PS 2159456, in dem Einzelheiten des Kompressors beschrieben werden. Die für diesen vorgesehenen mechanischen Antriebsmechanismen sind

jedoch nicht in der Lage, eine gleichförmige Bewegung der Preßwerkzeuge zueinander zustandezubringen, so daß sie dazu neigen, während der Bewegung steckenzubleiben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, unter Beseitigung der genannten Mängel eine quadratische Presse vorzuschlagen, die einwandfrei die geometrischen und kinematischen Forderungen erfüllt und mit der man in der Lage ist, loses fauriges, pflanzliches Material zu gleichförmigen hochverdichteten Ballen zu pressen.

Darlegung des Wesens dar Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Presse der eingangs genannten Gattung zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Pressenstempel zwei Verschließflächen mit Verschlußwinkeln von insgesamt 360° eingeschlossen durch die Flächen hat, und wobei die Führungsflächen des Pressenständers so angeordnet sind, daß sie sich in einer rechtwinkligen Position zu den Mittellinien der Verschlußwinkel befinden, wobei weiterhin der Pressenständer parallel zu den Führiingsflächen mit Flächen versehen ist, die eine Winkelverschiebung der Preßstempel verhindern und wobei die Presse hydraulische Zylinder hat, die am Pressenständer angebracht sind und direkt die Preßstempel bewegen, wobei die Arbeitsweise der hydraulischen Zylinder durch einen Steuerschieber geregelt wird, der die vier Zylinder gleichzeitig vorwärts oder rückwärts bewegt.

In Übereinstimmung mit den Forderungen nach einer niedrigen mechanischen Masse und geringer Maschinengröße, die durch mobile landwirtschaftliche Einsatzgebiete entsteht, enthält die Erfindung eine verbesserte Konstruktion der Hydraulikzylinder, wobei diese innerhalb der beweglichen Stempel angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel

Einige mögliche Varianten des Prinzips der Erfindung, einige Ausführungsbeispiele zusammen mit ihrer Arbeitsweise werden hier nachstehend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Abb. 2: die Anordnung einer erfindungsgemäßen rechtwinklig ausgebildeten quadratischen Presse, Abb. 3: die Anordnung einer dreieckig ausgebildeten quadratischen Presse, Abb. 4: einequadratischePresseinsechseckiger Anordnung, Abb. 5: die gleiche Presse mit parallelen Seiten, Abb. 6: einen sich selbst einstellenden hydraulischen Antrieb der Pressenstempel, Abb. 7 und 8: Längs- und Querschnitte einer Ausführungsart einer Presse,

Abb. 9 und 10: Längs- und Querschnitte einer anderen Ausführungsart einer mit einem Schneidmechanismus kombinierten Presse.

Nach Abbildung 2 hat jeder Pressestempel T1, T2, T3, T4, die den Druckraum 1 begrenzen, zwei ebene Dichtflächen Z1 - Z 2, Z 2 - Z3, Z3 - Z4, Z4 - Z1, wobei jedes Paar benachbarter Flächen einen Winkel von 90° einschließt. Die Summe der vier eingeschlossenen Winkel beträgt 360°, das heißt, die vier Dichtflächen Z1 - Z2, Z2 - Z3, Z3 - Z4, Z4 - Z1, die paarweise gegeneinander liegen, begrenzen den Druckraum 1. Die Führungsflächen V1, V2, V3, V4 sind so angeordnet, daß sie im rechten Winkel zu den Mittellinien f 1, f 2, f 3, f 4 der Verschlußwinkel a 1, a 2, a 3, a4 liegan und dafür Sorge tragen, daß die Pressenstempel T1,T2,T3, V4entlang der Führungsflächen VI, V2,V3,V4gleiten, wodurch eine Verschiebung e1,e2, e3,e4 der Pressenkanten E1, E2, E3, E4 im rechten Winkel zu den Mittellinien f 1, f 2, f 3, f4 stattfindet, so daß das abgeschlossene Stadium des Druckraumes 1 kontinuierlich durch die Dichtflächen Z1, Z2, Z3, Z4 während der Gleitbewegung der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 aufrechterhalten bleibt. Gleichzeitig mit dem Fortschreiten des Preßprozesses wird der Druckraum 1 ständig nach unten verengt, und die Pressenstempel T1, T2, T3, T4 werden einem zunehmenden Verkeilungsmoment nach oben ausgesetzt. Die Entlastungsflächen B1, B2, B3, B4, die parallel zu den Führungsflächen V1, V2, V3, V4 ausgerichtet sind, liegen gegen den Pressenständer 2 auf und verhindern ein Verkeifen der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 durch eine Winkelverschiebung. Zum besseren Verständnis veranschaulichen die Abbildungen 3,4 und 5 zeichnerisch einige mögliche Ausführungsarten des in der quadratischen Presse angewandten Prinzips, wobei die letztgenannten Symbole in den Zeichnungen weggelassen wurden.

Die dreieckige Geometrie der quadratischen Presse der Abbildung 3 und die sechseckige Geometrie der quadratischen Presse

der Abbildung 4 sind zur Herstellung von Preßlingen mit regelmäßigen polygonalen Querschnittsflächen geeignet.

Mit der quadratischen Pressengeometrie der Abbildung 6 will man ziegeiförmige Preßlinge mit parallelen Seiten herstellen. Wie aus den Abbildungen 2,3,4 und 6 hervorgeht, ItI der Druckraum 1 vollständig von dem Pressenständer 2 umgeben, das

heißt, daß ein geschlossener Pressenständer von beliebiger Stärke rund um den Druckraum gebildet werden kann. Zur Erhöhung der Preßkraft muß jedoch auch zusatzlich zur Ausbildung des Pressenständers 2 In ausreichender Stärke der

Hochleistungsantrieb der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 gelöst werden. Abbildung 6 veranschaulicht den direkten Hydraulikantrieb der erfindungsgemäßen quadratischen Presse. Die Pressenstempel T 1.T2.T3, Ti werden direkt durch am Pressenständer 2 angebaute Hydraulikzylinder M1, M 2, M 3, M 4

angetrieben. Die Arbeitsweise der Presse wird durch einen einfachen Steuerschieber 3 geregolt. Die vier Zylinder sind gleichzeitig mit dem Druck- und nach dem Pressen mit dem Rückstrom durch Steuerschieber 3 verbunden. Die Synchronisierung der Bewegung der einzelnen Zylinder M1, M 2, M 3, M4 wird mittels Selbstregelung durch die Pressenstempel T1, T2, T3, T4 erreicht. Die Verwendung eines teuren Synchrongetriebes ist nicht nur überflüssig, sondern entschieden schädlich.

Die Abbildungen 7 und 8 veranschaulichen eine für das Verdichten von feuchten Biomassen ausgelegte quadratische Presse. Vor dem Pressen muß der Pressenraum 1 geschlossen werden, indem man die Verschließplatten 5 und 6 mit Hilfe der

pneumatischen Zylinder 7,8 und 9 zusammendrückt. Damit verhindert man, daß die feuchte Biomasse während des

Preßvorgangs aus dem Preßraum herausfließt. Die Preßplatten 10,11,12,13 der Preßstempel T1, T2, T3, T4 sind jedoch

genauso wie die Verschließplatten 4,5 und 6 mit Bohrungen 14,15 mit einem kleinen Durchmesser (1-4 mm) versehen. Während des Pressens tritt die meiste Feuchtigkeit durch die genannten Bohrungen 14,15 aus.

Zur Einstellung der quadratischen Presse in ihre Arbeitsposition sind teleskopartige Stempel 16, die durch Verstrebungen

gehalten werden, mit Vorrichtungen ausgestattet, mit denen die Presse auf die für den Arbeitsprozeß erforderliche Höhe eingestellt wird.

In anderer Hinsicht sind die Geometrie und die Bewegungen der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 identisch mit der Beschreibung

zu Abbildung 2, während die Arbeitsweise des H /draulikantriebs die gleiche wie in Abbildung 6 ist. Der Arbeitsabstand der

Gleitplatten 17 der Entlastungsflächen B1, B2, B3, B4, die das Verkeilen der Pressenstempel T1, T2, T3, T4 verhindern, ist mit Schrauben 19, die auf Abstandsstücken 18 aufliegen, einzustellen. In den Abbildungen 9 und 10 wird eine quadratische Presse

zur Herstellung von Ballen aus trockenen Biomassen dargestellt. Da sich die Fasern von trockenen pflanzlichen Substanzen während des Pressens nicht längen, gibt es keine Notwendigkeit, den Pressenraum 1 weder von oben noch von unten zu verschließen, so daß die Luft aus den Preßlingen frei in diese Richtungen entweichen kann.

Während ziemlich hohe (60,0 bis 100,0MPa) Drücke erforderlich sind, um festverdichtete Preßlinge aus trockenen fasriger Substanzen zu erhalten, darf die Größe und die Eigenmasse von Preßaggregaten nicht übermäßig sein, da ihr Transport auf Landwirtschaftsfahrzeugen (von Traktoren gezogene Hänger) während der Arbeit möglich se,η muß. Die geringe Masse einer Presse, zusammen mit der Möglichkeit der Anwendung hoher Drücke wird durch Anordnung der Hydraulikzylinder innerhalb der

sich bewegenden Pressenstempel erreicht. Beispielsweise wird der in dem hohlen Pressenstempel 20 mittels Schrauben 23 befestigte Hydraulikzylinder 21 verstellt, während der mittels Schrauben 24 und gegen das Pressenständersegment durch einen zwischengeschalteten, elastischen Paßring 36 gedrückte Stützkolben ?2 in seiner feststehenden Position bleibt. Durch diese

Anordnung gibt es keine Notwendigkeit, einen Ausschnitt im Pressenständersegment 25 anzubringen, um die Kolbenstange

hindurchzuführen, so daß es auch hochfestem Profilstahl mit durchlaufender Querschnittsfläche hergestellt werden kann. Der in dem hohlen Pressenstempel 20 befestigte Hydraulikzylinder 21 kann in einer sich selbst einstellenden Weise folgen, wobei die elastische Deformation von Führungsflanschen durch zwischengeschaltete elastische Paßringe 36 das Auftreten eines

Festklemmens oder Festfressens verhindert wird. Für lange Fasern einiger pflanzlicher Substanzen, die zu Ballen gepreßt werden sollen, (z. B. Sonnenblumen- oder Getreidesten^el) werden einige (z.B. drei wie in Abbildung 9 dargestellt) geschlossene Ständer K1, K 2, K3 unter Verwendung

von Austandsringen 30 zwischen einzelnen Ständern zusammengestellt und bilden eine Reihe von Ständern, die mit

Schrauben 35 zusammengehalten werden. Im Verlauf des Prozesses wird der lange, stangenähnliche im Pressenraum 1

erzeugte Preßling mittels Schneidmesser 33,34 in kürzere Stücke geschnitten, die durch in der Reihe der Ständer K1, K2, K3 eingebaute Hydraulikzylinder 31,32 bewegt werden. Die so erhaltenen Biomasseblöcke können effektiv transportiert und gelagert werden.

Der bevorstehendste Vorteil der hier spezifizierten Presse ist ihre Eignunp. zur Erzielung wesentlicher Volumenverringerungen

neben der Gewährleistung einer gleichförmigen Verdichtung über die gesamte Querschnittsfläche.

Die Pressenstempel synchronisieren automatisch die Bewegung eines jeden während des Preßvorgangs, so daß durch den

hydraulischen oder pneumatischen Antrieb kein gesondertes Synchrongetriebe erforderlich ist.

Mit der Anordnung, bei der die Hydraulikzylinder innerhalb der bewegten Pressenstempel angeordnet sind, kann man extrem

hohe Preßmomente erreichen.

Die Ausstattung der Pressenstempel mit Preßplatten, die Durchbohrungen haben und durch Anwendung ähnlicher in den zur Abdichtung der des Preßraumes dienenden Platten kann man erreichen, daß beim Verdichten feuchter Substanzen ein

beträchtlicher Anteil von Gasen und Flüssigkeiten aus dem Preßling entweicht.

Beim Pressen von trocknen fasrigen Materialien zu fest verdichteten Produkten kann man durch Schneiden hürzerer Stücke

effektiv transportable und lagerbare Preßlinge erhalten.

Claims

1. Presse zum Verdichten von losen Materialien - hauptsächlich von fasrigen, pflanzlichen Substanzen - bei der der Pressenraum durch ebene Flächen von Preßstempeln begrenzt wird und Führung der ebenflächigen Pressenstempel eines Pressenständers, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pressestempel (T1,T2,T3,T4) mit zwei Verschließflächen (Z1-Z2,Z2-Z3,Z3-Z4,Z4-Z1) ausgestattet ist, wobei die Summe der eingeschlossenen Winkel (a 1, a 2, a 3, a 4), die von jedem Paar der genannten eingeschlossenen Winkel umgrenzt sind, gleich 360° ist und die Führungsflächen (V 1, V2, V3, V4) des Pressenstandos (2) sich im rechten Winkel zu den Mittellinien (f 1, f 2, f 3, f 4) der Winkel (a 1, a2, a3, a4) befinden, wobei parallel zu den Führungsflächen (V1, V2, V3, V4) angeordnete Flächen (B 1, B 2, B3, B4) des Pressenständers zur Verhinderung einer Winkelverschiabung der Pressenstempel ausgerüstet sind, ferner durch an dem Pressenständer (2) und den Preßsiempeln (T 1, T2, T3, T4) zur direkten Bewegung der Pressenstempel (T 1, T2, T3, T4) angebrachte Hydraulikzylinder (M 1, M2, M3, M4), wobei diese (M 1, M 2, M3, M4) mit einem Steuerschieber (3) ausgestattet sind, der auf die vier Zylinder gleichzeitig entweder Druck gibt, um sie vorwärts zu bewegen oder sie vom Druck entlastet, damit sie sich in umgekehrter Richtung bewegen können.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressestempel (T 1, T2, T3, T4) hohl sind und die Hydraulikzylinder (21) in den hohlen Pressenstempeln (20) untergebracht sind.

3. Presse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenraum (1) durch Verschlußplatten (4,5,6) von oben und unten verschlossen wird, wobei diese Verschlußplatten (4, 5,6) so angeordnet sind, daß sie durch pneumatische Zylinder (7,8,9) betätigt werden.

4. Presse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prossenstempel (T 1,T2,T3,T4) mit Durchgangsbohrungen (14) versehenen perforierten Preßplatten (10,11,12,13) ausgestattet sind.

5. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatten (4,5,6), die den Druckraum (1) von oben und unten verschließen mit Durchgangsbohrungen (15) perforiert wird.

6. Presse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenständer (2) aus aufeinander angeordneten geschlossenen Ständern (K 1) besteht, die zusammengesetzte Pressenständersegmente (25,26,27,28) enthalten, die mittels Schrauben (29) o.a. zusammen befestigt sind.

7. Presse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkolben (22) des Hydraulikzylinders (21) mit den Segmenten (25,26,27,28) des Pressenständers (2) durch einen zwischangeschalteten, elastischen Paßring (36) verbunden ist.

8. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere geschlossene Ständerreihen (K 1, K2, K3) mittels Abstandsringen (3) und Befestigungsschrauben (36) aufeinander angeordnet sind und die zwischen den geschlossenen Ständerreihen (K 1, K2, K3) Schneidmesser (33,34) haben, die durch Hydraulikzylinder (31,32) betätigt werden können.