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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes nach dem Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Eine
derartige Vorrichtung besteht prinzipiell aus einem Arbeitszylinder,
in dem ein Presskolben geführt
ist. Mittels des innerhalb des Arbeitszylinders bewegbaren Presskolbens
wird in dem Arbeitszylinder vorhandenes Pressgut durch eine siebartige Schroteinrichtung
gepresst. Die Trennung der aus dem ölhaltigen Pressgut ausgetretenen
Flüssigkeit von
den Pressabfällen
erfolgt in einer Trenneinrichtung. Diese weist folglich einen Ölablauf
und einen Abfallauslass auf. Derartige Vorrichtungen zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes kommen beispielsweise bei der Herstellung von Speiseölen, aber
auch bei der Erzeugung von Biokraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen
zum Einsatz.
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Es
hat sich gezeigt, dass sich insbesondere die Trennung der öligen Flüssigkeit,
welche aus dem Pressgut ausgetreten ist, von den zumeist faserigen Pflanzenstoffen
als schwierig erweist. Um hier eine zuverlässige und stofflich sowie chemisch
reine Trennung der Stoffe zu ermöglichen,
sind bisher im Einsatz befindliche Vorrichtungen zum Auspressen ölhaltiger
Pressgüter
kompliziert und aufwendig gestaltet. Zudem ist die Verarbeitung
des auszupressenden Pressgutes verhältnismäßig langsam und daher nicht
immer wirtschaftlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist und einen
vergleichsweise hohen Stoffdurchsatz sowie optimale Pressergebnisse
ermöglicht.
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Diese
Aufgabenstellung wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den sich anschließenden Unteransprüchen wiedergegeben.
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Eine
Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen Pressgutes
mit einem in einem Arbeitszylinder geführten Presskolben, durch den
im Arbeitszylinder vorhandenes Pressgut durch eine siebartige Schroteinrichtung
pressbar ist, und einer in Pressrichtung betrachtet hinter der Schroteinrichtung
vorhandenen Trenneinrichtung, bestehend aus einem Ölablauf
und einem Abfallauslass, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet,
dass die Trenneinrichtung einen sich in Pressrichtung betrachtet
konisch oder keilförmig
erweiternden Verdrängungszylinder
aufweist.
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Durch
diese sehr einfach gehaltene Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes ist ein verglichen mit bekannten Ausführungen wesentlich geringerer
Fertigungsaufwand erforderlich. Zudem hat sich gezeigt, dass mit
einer derartigen Vorrichtung wesentlich größere Volumina Pressgut pro
Zeiteinheit verarbeitet werden können,
als dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Somit lässt sich auch
eine größere Ausbeute
des auszupressenden Mediums erzielen. Das durch die Schroteinrichtung gepresste
Material wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Verdrängungszylinders
in Richtung der den Verdrängungszylinder
aufnehmenden Außenwände verbracht.
Dadurch kann eine höhere Ausbeute Öl aus dem
Pressgut herausgepresst und zugleich die Abführung der Reste in entscheidendem Maße verbessert
werden. Das ausgepresste Gut wird durch nachgeschobenes Material
selbsttätig
herausgedrückt,
so dass es hierzu keiner zusätzlichen technischen
Einrichtungen oder Handlungsabläufe bedarf.
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Entsprechend
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
der Verdrängungszylinder
feststehend angeordnet oder in Pressrichtung gegen die Kraft wenigstens
einer Feder oder mindestens eines Federpaketes bewegbar ist. Dabei hat
sich insbesondere die bewegbare Ausführung des Verdrängungszylinders
als besonders vorteilhaft erwiesen. Durch eine derartige Gestaltung
ist es nämlich
möglich,
ein Festsetzen der Reste des ausgepressten Pressgutes wirksam zu
vermeiden. Die Federn oder Federpakte werden während des Pressvorganges gespannt.
Dadurch wird infolge des mit einer gedämpften Nachgiebigkeit erfolgenden
Pressvorganges ein optimales Pressergebnis hinsichtlich Qualität und Ausbeute
erreicht. Bei der Rückbewegung
des Presskolbens innerhalb des Arbeitszylinders entspannen sich
diese Federn und pressen dadurch das Gut weiter zusammen und in
Richtung Außenwand
des Arbeitszylinders. Bei einem nachfolgenden Pressvorgang werden
die Federn erneut gespannt, wodurch der Druck des Verdrängungszylinders
auf das Pressgut nachlässt,
so dass es aus dem Abfallauslass abgeführt werden kann.
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Die
Federn oder Federpakete unterliegen hinsichtlich der zu wählenden
Werkstoffe keiner Beschränkung.
Sie können
aus metallischen Werkstoffen ebenso erzeugt werden wie beispielsweise
aus Elastomerwerkstoffen. Von Bedeutung ist lediglich, eine geeignete
Federkonstante oder eine für
die Vorrichtung verwendbare Elastizität. Eine besondere Ausgestaltungsvariante
ist darin zu sehen, dass die Federn Tellerfedern sind.
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Zur
Verbesserung der Abfallabführung
geht ein weiterführender
Gedanke der Erfindung dahin, dass die Schroteinrichtung mit dem
Verdrängungszylinder
verbunden ist. Somit kann bei einer Hubbewegung des Presskolbens
innerhalb des Arbeitszylinders die Schroteinrichtung zusammen mit
dem Verdrängungszylinder,
welcher bevorzugt entgegen der Kraft einer Feder oder der erwähnten Federpakete bewegbar
ist, verschoben werden. Durch diese Bewegbarkeit der Schroteinrichtung
zusammen mit dem Verdrängungszylinder
wird der Ausstoß der
Abfälle
in erheblichem Maße
verbessert.
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Ebenso
wie eine mechanische, also beispielsweise auch eine lösbare Verbindung
zwischen Schroteinrichtung und Verdrängungszylinder sinnvoll ist,
kann es aus fertigungstechnischer Sicht von Vorteil sein, wenn die
Schroteinrichtung einstückig
mit dem Verdrängungszylinder
ausgeführt
wird. Eine derartig erzeugte Baueinheit lässt sich einfach herstellen
und damit kostengünstig
erzeugen.
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Unter
der Schroteinrichtung wird bevorzugt eine aus mindestens einer Scheibe
bestehende Schroteinrichtung verstanden, deren siebartiger Aufbau
durch eine Vielzahl von Bohrungen oder Durchtrittsöffnungen
gebildet ist. Ebenso können
mehrere, in Axialrichtung des Arbeitszylinders betrachtet hintereinander
angeordnete Scheiben zum Einsatz kommen. Als Durchtrittsöffnungen
bieten sich gerade bei einer derartigen Ausführung Schlitze in besonders
vorteilhafter Weise an. Der Presskolben der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes arbeitet während
seines Arbeitshubes gegen die ihm im Arbeitszylinder gegenüberliegende
Schroteinrichtung. An dieser Schroteinrichtung wird das Pressgut
geschrotet, indem es durch die in der Schroteinrichtung vorhandenen
Bohrungen oder Durchtrittsöffnungen
gepresst und dabei an den Wänden
der Schroteinrichtung beziehungsweise der Bohrungen oder der Durchtrittsöffnungen
geschrotet, also zerstört
wird. Dabei bereits im Arbeitszylinder austretendes Öl kann durch
die Bohrungen oder Durchtrittsöffnungen
der Schroteinrichtung problemlos in die nachfolgende Trenneinrichtung
transportiert werden.
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Vorzugsweise
weisen die Bohrungen der Schroteinrichtung einen Durchmesser zwischen
1 mm und 3 mm auf. Optimale Ergebnisse konnten mit Bohrungsdurchmessern
von etwa 2,5 mm erzielt werden.
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Im
Zuge einer möglichst
einfachen Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ferner vorgeschlagen,
dass der Ölablauf
einen Teil des Arbeitszylinders bildet, der in diesem Bereich Bohrungen
oder Ablauföffnungen
in seiner Mantelfläche
aufweist. Der Ölablauf
befindet sich in Pressrichtung betrachtet hinter der Scheibe der
Schroteinrichtung, wobei bei einer bewegbaren Ausführung der
Schroteinrichtung deren maximal möglicher Hub zu berücksichtigen
ist.
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Eine
alternative Lösung
zu dieser Gestaltung des Ölablaufes
kann jedoch auch darin gesehen werden, dass der Ölablauf eine Ablaufwanne oder
einen Ablaufbehälter
mit Bohrungen oder Ablauföffnungen in
seiner Mantelfläche
bildet beziehungsweise aufweist. Eine zusätzliche Ablaufwanne oder einen
Ablaufbehälter
als Ölablauf
vorzusehen kann hinsichtlich einer erleichterten Entnahme des ausgepressten Öles aus
der Vorrichtung von Vorteil sein.
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Insgesamt
kann der Ölablauf
mit Bohrungen oder Ablauföffnungen
ausgestattet sein. Werden für den Ölablauf
Bohrungen verwendet, so hat sich als vorteilhaft herausgestellt,
wenn diese Bohrungen einen Durchmesser zwischen 0,5 und 1,2 mm aufweisen.
Eine besonders optimierte Abführung
des ausgepressten Öls
lässt sich
mit Bohrungen im Bereich zwischen 0,8 und 1 mm erreichen.
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Zur
weiteren Optimierung der Abführung
der innerhalb der Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen Pressgutes entstehenden
Abfälle
wird ferner vorgeschlagen, dass der Abfallauslass eine sich konisch oder
keilförmig
erweiternde Auslassöffnung
aufweist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Das
gezeigte Ausführungsbeispiel
stellt keine Einschränkung
auf die dargestellte Variante dar, sondern dient lediglich der Erläuterung
eines Prinzips der Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise
veranschaulichen zu können,
ist in der Figur nur eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung
gezeigt, bei der auf die für die
Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet
jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden
sind.
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Die
in der Figur gezeigte Vorrichtung zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes weist einen Arbeitszylinder 1 auf. Dieser Arbeitszylinder 1 nimmt
einen innerhalb des Arbeitszylinders 1 bewegbaren Presskolben 2 auf.
Der Presskolben 2 kann beispielsweise mit einer hydraulischen
Kraft FH beaufschlagt werden, sodass er
sich innerhalb des Arbeitszylinders 1 translatorisch bewegt,
was in der Zeichnung durch den Doppelpfeil FH gekennzeichnet
ist. Neben einer hydraulischen Kraft zur Bewegung des Presskolbens 2 sind
selbstverständlich
auch andere Antriebe einsetzbar. Innerhalb des Arbeitszylinders 1 ist in
Pressrichtung betrachtet vor dem Presskolben 2 eine Schroteinrichtung 3 vorhanden.
Die Schroteinrichtung besteht im vorliegenden Beispiel aus einer Scheibe 3,
in die zahlreiche Bohrungen mit einem bevorzugten Öffnungsdurchmesser
von 1 mm eingebracht sind. Die Scheibe 3 weist damit eine
insgesamt siebartige Kontur auf. An ihrem in Pressrichtung rückseitigen
Ende ist die Scheibe 3 der Schroteinrichtung mit einem
Verdrängungszylinder 7 verbunden. Die
Besonderheit dieses Verdrängungszylinders 7 besteht
darin, dass er einen sich in Pressrichtung konisch erweiternden
Querschnitt aufweist. An seinem rückseitigen Ende verfingt der
Verdrängungszylinder 7 über einen
Federteller 9, an dem mehrere Federpakete 8 angreifen.
Die Federpakete 8 setzen der Bewegbarkeit des Verdrängungszylinders 7 zusammen mit
der Schroteinrichtung 3 eine Federkraft entgegen. Die Bewegbarkeit
dieser Baueinheiten ist in der Zeichnung durch den Doppelpfeil „A" symbolisiert. Der
Federteller 9 wird verschiebbar auf mehreren, in Umfangsrichtung
der Vorrichtung verteilt angeordneten Federstangen 10 gelagert.
Die Federstangen 10 können
beispielsweise um 120° zueinander
versetzt sein. Zwischen dem Federteller 9 und der Schroteinrichtung 3 befindet
sich eine Trenneinrichtung 4. Diese Trenneinrichtung 4 weist
einen Ölablauf 5 und
einen Abfallauslass 6 auf.
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Der
Ablauf des Verfahrens zum Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Auspressen ölhaltigen
Pressgutes gestaltet sich wie folgt:
Durch einen an der Vorrichtung
vorhandenen Einfüllstutzen 11 wird
in Richtung des in der Figur gezeigten Pfeils „B" zu pressendes, ölhaltiges Pressgut in den Arbeitszylinder 1 eingebracht,
während
der Presskolben 2 in einer zurückgezogenen Stellung, also
in der Figur linksseitig angeordnet ist. Durch Aufbringung der Kraft
FH wird der Presskolben 2 in der
Figur nach rechts, also in Pressrichtung bewegt. Dabei erfolgt eine
Bewegung des zuvor über
den Einfüllstutzen 11 eingebrachten
Pressgutes in Richtung Schroteinrichtung 3. Mit fortschreitender
Bewegung des Presskolbens 2 wird das Pressgut in zunehmendem
Maße zusammengepresst.
Da die Schroteinrichtung aus einer siebartigen Scheibe 3 besteht,
wird das Pressgut dabei an der Scheibe 3 aufgespalten,
sodass es zusammen mit der ölhaltigen
Flüssigkeit
durch die Bohrungen oder Durchlassöffnungen der Scheibe 3 transportiert
werden kann. Hinter der Scheibe 3 ist der Verdrängungszylinder 7 angeordnet.
Durch seine in Pressrichtung konisch zunehmende Gestalt werden die
Abfälle
des Pressgutes durch den vom Presskolben 2 erzeugten, auch
innerhalb der Trenneinrichtung 4 ansteigenden Druck in
verstärktem
Maße in Richtung
Außenwand
des Arbeitszylinders 1 verbracht. Bei einer Bewegung der
Schroteinrichtung 3 und des mit ihr verbundenen Verdrängungszylinders 7 gegen
die Kraft der Federpakete 8 werden die Pressgutabfälle durch
den sich dadurch im Querschnitt vergrößernden Abfallauslass 6 ausgestoßen. Hier
können
die Abfälle
aus der Vorrichtung abgeführt
werden. Der Abfallauslass 6 weist bevorzugt eine sich konisch
erweiternde Öffnung
auf.
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Unterhalb
des Verdrängungszylinders 7 befindet
sich zudem der Ölablauf 5 der
Trenneinrichtung 4, welcher aus zahlreichen in den Arbeitszylinder 1 eingebrachten
Bohrungen oder Ablauföffnungen
besteht.
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- 1
- Arbeitszylinder
- 2
- Presskolben
- 3
- Schroteinrichtung
- 4
- Trenneinrichtung
- 5
- Ölablauf
- 6
- Abfallauslass
- 7
- Verdrängungszylinder
- 8
- Feder
oder Federpaket
- 9
- Federteller
- 10
- Federstange
- 11
- Einfüllstutzen