DE102011080865A1

DE102011080865A1 - Schneckenpresse

Info

Publication number: DE102011080865A1
Application number: DE201110080865
Authority: DE
Inventors: Dirk Braun; Andreas Brey; Martin Heim
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere Schlamm oder einer Faserstoffsuspension mit wenigstens einer, in einem zylindrischen Mantel (1) rotierenden Schneckenwelle (2), wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel (1) und der Schneckenwelle (2) gebildeten Ringspalt (3) von wenigstens einer Einlass- (4) zu einer Auslassöffnung (9) gepresst wird und der Mantel (1) zumindest aus einem radial innenliegenden Sieb (5) und einem radial außenliegenden Stützkörper (6) besteht. Dabei soll die Entwässerung bei möglichst geringem Herstellungsaufwand dadurch verbessert werden, dass der Stützkörper (6) von mehreren, axial voneinander beabstandeten Stützringen (7) gebildet wird, die über mehrere, über den Umfang der Stützringe (7) verteilt angeordnete und axial verlaufende Stützstäbe (8) miteinander verbunden sind, wobei zumindest die Stützstäbe (8) mit dem Sieb (5) in Kontakt stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere Schlamm oder einer Faserstoffsuspension mit wenigstens einer, in einem zylindrischen Mantel rotierenden Schneckenwelle, wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle gebildeten Ringspalt von wenigstens einer Einlass- zu einer Auslassöffnung gepresst wird und der Mantel zumindest aus einem radial innenliegenden Sieb und einem radial außenliegenden Stützkörper besteht.
Derartige Entwässerungsvorrichtungen sind seit langer Zeit bekannt und werden mit Erfolg insbesondere bei der Eindickung von Faserstoffsuspensionen in Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn verwendet.
Dabei ist in der Regel eine angetriebene Förderschnecke innerhalb eines im Wesentlichen konzentrisch zylindrischen oder konischen, gelochten Blechmantels oder dergl. angeordnet. Die radial zugegebene Suspension wird im Zusammenwirken mit einer Staueinrichtung entwässert, wobei das Wasser durch den gelochten Blechmantel oder dergl. entweichen kann, während die Rejecte zurückgehalten werden.
Die Verdichtung und Entwässerung des Rejects wird verbessert, wenn für den Blechmantel eine konische Form gewählt wird, deren Durchmesser sich in Rejectlaufrichtung verkleinert, wobei selbstverständlich auch der äußere Schneckendurchmesser an diese geometrischen Verhältnisse angepasst werden muss.
Werden die bekannten Entwässerungsschnecken wie beschrieben ausgeführt, sind sie infolge der intensiven Reibung zwischen Reject und den Bauteilen der Maschine einem besonders großen Verschleiß ausgesetzt. Es findet nämlich eine beträchtliche Relativbewegung bei gleichzeitig enormen Axial- und Radialkräften zwischen dem bereits stark eingedickten Stoff und/oder Asche und den Bauteilen statt. Zudem enthält dieser Reject – neben einem Rest an Fasern – oft viele kleine Metallteile und harte Plastikstücke, die erfahrungsgemäß zu einem hohen Verschleiß auch hochwertiger metallischer Bauteile führen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Entwässerung bei möglichst geringem Herstellungs- und Erhaltungsaufwand sowie hoher Stabilität zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Stützkörper von mehreren, axial voneinander beabstandeten Stützringen gebildet wird, die über mehrere, über den Umfang der Stützringe verteilt angeordnete und axial verlaufende Stützstäbe miteinander verbunden sind, wobei zumindest die Stützstäbe mit dem Sieb in Kontakt stehen.
Der Stützkörper ist hierbei unter Gewährleistung einer hohen Stabilität relativ einfach im Aufbau und der Herstellung. Außerdem begünstigt die Abstützung des Siebes entlang der Stützstäbe die Axialführung der Suspension.
In Abhängigkeit vom Durchmesser des Siebes sowie der Druckverhältnisse im Ringspalt sollten im Interesse einer möglichst umfassenden Abstützung des Siebes durch den Stützkörper vorzugsweise 4 bis 32, insbesondere zwischen 8 und 28 Stützstäbe möglichst gleichmäßig über den Umfang der Stützringe verteilt angeordnet werden.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützringe im Bereich der Stützstäbe zum Sieb einen Abstand, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm haben oder am Sieb anliegen. Dies hat zur Folge, dass sich das Sieb zumindest auf den axial verlaufenden Stützstäben abstützt. Wegen des Drucks im Ringspalt wird das Sieb zwischen den Stützstäben radial nach außen gewölbt, so dass sich im Sieb axial verlaufende Rillen zwischen den Stützstäben ausbilden, was für die Axialförderung der Suspension sehr förderlich ist.
Um den Herstellungsaufwand zu minimieren, sollten die Stützstäbe einen runden, vorzugsweise kreisrunden Querschnitt aufweisen und/oder die Stützringe als Ringscheibe ausgebildet sein, welche Aussparungen für die Stützstäbe besitzen. Der Aufwand lässt sich noch weiter vermindern, wenn die Stützringe aus zumindest zwei, vorzugsweise jedoch höchstens 4 Segmenten bestehen.
Zur Verringerung des Herstellungs- und Montageaufwandes sollte der Mantel aus mehreren axial nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen Segmenten bestehen. Dabei können die Segmente direkt oder aber über Flansche miteinander verbunden werden, an welchen zumindest der Stützkörper des jeweiligen Segments befestigt ist.
Wegen des hohen Verschleißes im Ringspalt sollte das Sieb möglichst einfach austauschbar sein. Daher ist es von Vorteil, wenn das Sieb mit den Stützringen und/oder mit den Flanschen des jeweiligen Segments vorzugsweise lösbar verbunden ist.
Für den Ausgleich thermisch bedingter Längenänderungen aber auch eine möglichst kurze Kraftleitung ist es vorteilhaft, wenn der Mantel von einem Gehäuse umgeben ist und sich der Stützkörper, vorzugsweise über Auflageflächen der Stützringe axial verschiebbar auf dem Gehäuse abstützt.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch eine Schneckenpresse;
2: eine Ansicht auf den Mantel 1 und
3: eine Teilansicht des Mantels 1.
Die in 1 gezeigte Schneckenpresse dient zur Entwässerung einer häufig zumindest teilweise von Altpapier gebildeten Faserstoffsuspension, wie sie zur Herstellung einer Faserstoffbahn benötigt wird.
Hierzu besitzt die Schneckenpresse eine, in einem zylindrischen Mantel 1 konzentrisch angeordnete und rotierbar gelagerte Schneckenwelle 2, wobei die Suspension von den Wendeln 16 der Schneckenwelle 2 durch einen zwischen dem Mantel 1 und der Schneckenwelle 2 gebildeten Ringspalt 3 von wenigstens einer Einlass 4- zu einer Auslassöffnung 9 gepresst wird
Die Suspension wird beim Durchlaufen des Ringspaltes 3 sowohl durch die Schwerkraft als auch durch eine beim Transport stattfindende Komprimierung entwässert. Dabei läuft das Wasser durch die Sieböffnungen des Mantels 1 in einen Entwässerungskasten mit einem Ablauf 11. Dieser Entwässerungskasten sammelt das aufgefangene Wasser und wird hier beispielhaft in das den Mantel 1 umgebende Gehäuse 10 integriert.
Um die Entwässerung zu intensivieren, ist die Schneckenwelle 2 derart konisch ausgebildet und angeordnet, dass sich der Ringspalt 3 in Transportrichtung allmählich verkleinert.
Nach dem Durchlaufen des Ringspalts 3 gelangt die eingedickte Suspension in den Bereich der Auslassöffnung 9.
Die Schneckenwelle 2 wird von einem Motor 14 angetrieben, wobei ein Getriebe, ein Riemen o.ä. dazwischen geschaltet sein kann.
Da der perforierte Mantel 1 im Ringspalt 3 erheblichen radialen und axialen Kräften ausgesetzt ist, wird er von einem radial innenliegenden Sieb 5 und einem, dieses radial abstützenden und radial außenliegenden Stützkörper 6 gebildet.
Im Interesse einer einfachen, aber effektiven Konstruktion besteht der Stützkörper 6 aus mehreren, axial voneinander beabstandeten Stützringen 7, die über mehrere, über den Umfang der Stützringe 7 verteilt angeordnete und axial verlaufende Stützstäbe 8 miteinander verbunden sind.
Gemäß der in 2 dargestellten Ausführung sind 28 Stützstäbe 8 gleichmäßig über den Umfang der Stützringe 7 verteilt angeordnet. Dies gewährleistet eine vollumfängliche, stabile Abstützung des Siebes 5, wie es insbesondere bei großem Siebdurchmesser und/oder hohen Drücken im Ringspalt 3 erforderlich ist.
Zur Minimierung der Herstellungskosten werden die Stützstäbe 8 von Voll-Profilstäben mit kreisrundem Querschnitt gebildet. Aus dem gleichen Grund sind die Stützringe 7 als Ringscheibe ausgebildet. Des Weiteren sind die Stützringe 7 hier beispielhaft aus vier gleichgroßen Ring-Segmenten zusammengesetzt, die jeweils über einen Flansch 17 miteinander verbunden sind.
Zur Fixierung der Stützstäbe 8 weisen die Stützringe 7 entsprechende Aussparungen auf, in die die Stützstäbe 8 eingeführt werden. Dabei haben, wie insbesondere in 3 zu erkennen, die Stützringe 7 im Bereich der Stützstäbe 8 zum Sieb 5 einen Abstand von etwa 0,2 bis 0,4 mm haben. Dementsprechend stehen dort auch nur die Stützstäbe 8 mit dem Sieb 5 in Kontakt.
Zwischen den axial verlaufenden Stützstäben 8 kann sich das Sieb 5 wegen der großen radialen Kräfte geringfügig nach außen wölben, was zwischen den Stützstäben 8 die Ausbildung von axial verlaufenden Rillen im Sieb 5 und eventuell auch den Kontakt des Siebes 5 mit den Stützringen 7 zur Folge hat.
Die wesentliche Stützfunktion hinsichtlich des Siebes 5 kommt hierbei den Stützstäben 8 zu.
Die sich bei Druckbeanspruchung im Sieb 5 bildenden Rillen erleichtert die axiale Führung der Suspension im Ringspalt 3 erheblich, was sich positiv auf den Entwässerungsgrad und den Energieverbrauch auswirkt.
Im Interesse eines minimalen Herstellungs- und Montagaufwandes besteht der der Mantel 1 aus mehreren axial nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen Segmenten. Hierbei erfolgt die Verbindung der Segmente über Flansche 13, an welchen der Stützkörper 6 sowie das Sieb 5 des jeweiligen Segments befestigt sind.
Da insbesondere das Sieb 5 einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist, ist dieses zur Ermöglichung eines separaten Austausches mit dem entsprechenden Flanschen 13 sowie den Stützringen 7 verschraubt.
Um thermisch bedingte Längenänderungen bzw. Verspannungen ausgleichen zu können, haben die Stützringe seitliche Laschen 15, deren Auflageflächen 12 sich axial verschiebbar auf dem Gehäuse 10 abstützen.
Im Gegensatz zu 1 kann die Schneckenpresse auch schräg oder senkrecht angeordnet sein.

Claims

Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere Schlamm oder einer Faserstoffsuspension mit wenigstens einer, in einem zylindrischen Mantel (1) rotierenden Schneckenwelle (2), wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel (1) und der Schneckenwelle (2) gebildeten Ringspalt (3) von wenigstens einer Einlass (4)- zu einer Auslassöffnung (9) gepresst wird und der Mantel (1) zumindest aus einem radial innenliegenden Sieb (5) und einem radial außenliegenden Stützkörper (6) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (6) von mehreren, axial voneinander beabstandeten Stützringen (7) gebildet wird, die über mehrere, über den Umfang der Stützringe (7) verteilt angeordnete und axial verlaufende Stützstäbe (8) miteinander verbunden sind, wobei zumindest die Stützstäbe (8) mit dem Sieb (5) in Kontakt stehen.
Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise 4 bis 32, insbesondere zwischen 8 und 28 Stützstäbe (8) möglichst gleichmäßig über den Umfang der Stützringe (7) verteilt angeordnet sind.
Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (7) im Bereich der Stützstäbe (8) zum Sieb (5) einen Abstand, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm haben.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (7) aus zumindest zwei, vorzugsweise jedoch höchstens 4 Segmenten bestehen.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1) aus mehreren axial nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen Segmenten besteht.
Schneckenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente über Flansche (13) miteinander verbunden sind, an welchen zumindest der Stützkörper (6) des jeweiligen Segments befestigt ist.
Schneckenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (5) mit den Flanschen (13) des jeweiligen Segments vorzugsweise lösbar verbunden ist.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (5) lösbar mit den Stützringen (7) verbunden ist.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1) von einem Gehäuse (10) umgeben ist und sich der Stützkörper (6), vorzugsweise über Auflageflächen (12) der Stützringe (7) axial verschiebbar auf dem Gehäuse (10) abstützt.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (8) einen runden, vorzugsweise kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (7) als Ringscheibe ausgebildet sind, welche Aussparungen für die Stützstäbe (8) besitzt.