DE102011111860A1

DE102011111860A1 - Vorrichtung und Verfahren zum befestigen einer Schneckenwelle mit einer Antriebseinheit, sowie deren Abdichtung gegen eine wässrige abrassive Flüssigkeit an der Durchbruchstelle vom antriebseitigen Wellenstumpf der Schneckenwelle mit dem Maschinengehäuse

Info

Publication number: DE102011111860A1
Application number: DE201110111860
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Nock
Original assignee: NOCK MASCHB GmbH; NOCK MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: ERICH STALLKAMP ESTA GMBH, DE
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Preßschneckenseparator mit einer Schneckenwelle (7.0), deren zylinderförmige Welle (7.1, 7.3) die Drehachse bildet und an deren äußeren Mantel, Schneckenflügel (7.2) unlösbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle am antriebseitigen Ende einen Funktionszapfen (7.3) aufweist, welcher zentrisch im Anschluss der zylinderförmigen Schneckenflügelwelle ansetzt und mit dieser eine biege und torsionssteife Einheit bildet. Dass die Verbindung des Funktionszapfens unlösbar oder lösbar ausgeführt sein kann. Bei der lösbaren Ausführung kann der verlängerte Zapfen in der Maschine verbleiben, während das komplementäre Teil der Schneckenwelle aus der Maschine genommen werden kann. Dass die beiden stirnseitigen Enden der Schneckenwelle je ein Zentrierelement aufweist. Vorzugsweise eine Zentrierbohrung oder einen Zentrierzapfen.

Description

Preßschneckenseparator mit verlängertem Wellenzapfen zum aufstecken der Schneckenwelle auf die Hohlwelle der Motor-Getriebeeinheit. Außerdem überträgt der verlängerte Zapfen, die bei der Pfropfenbildung entstehenden axialen Kräfte, auf das Axiallager im Gehäuse (Einfüllteil).
Der gehäuseseitige Durchbruch des verlängerten Zapfens der Schneckenwelle, wird durch eine neuartige Sperrvorrichtung abgedichtet. Die Sperrvorrichtung ist besonders für Flüssigkeiten mit abrasiven Feststoffpartikeln geeignet. Durch regelmäßiges Nachfüllen des von dem für die Dichtheit erforderlichem Sperrmedium ist das System zuverlässig und dauerhaft abgedichtet.
Stand der Technik
Pressschneckenseparatoren kommen insbesonders dort zum Einsatz, wo Feststoffanteile aus einem Fluid gefiltert werden sollen/müssen. Gründe können wirtschaftlicher, verfahrenstechnischer oder umweltschutztechnischer Natur sein.
Wichtige Anwendungsfelder solcher Separatoren sind:

– Kläranlagen, auch im kommunalen Bereich
– Biogasanlagen, vor und oder nach der Fermentation
– Landwirtschaftliche Betriebe mit Tierhaltung (Gülle)
– Schlachthöfe
– Brauereien, und viele mehr.

In allen Fällen soll der Feststoffanteil aus dem Fluid gefiltert werden.
Der Stand der Technik wird durch die Patentschrift EP 0 367 037 B1 beschrieben.
Ein wesentlicher Nachteil ist, dass die eingesetzte Axiall-Radiallagereinheit im Einlaufbereich schnell undicht wird. Es tritt das Fluid durch die Dichtung, so dass ein vorzeitiger Verschleiß eintritt. Die in den Ansprüchen beschriebene Sperrvorrichtung beseitigt diesen Nachteil.
Funktionsweise der Maschine
Das Fluid mit mehr oder weniger vielen Feststoffanteilen wird dem Separator von oben, meist über einen zweckgestalteten Anschluss, zugeführt. Die Beschickung erfolgt mittels Rohrleitungen oder Förderbändern. Neben den flüssigen, können auch breiige Substrate (z. B. Rinderpanseninhalt, Treber von Brauereien u. s. w.) zur Separierung kommen.
Das Fluid füllt idealerweise den gesamten Innenraum des Separatorengehäuses aus, wobei die Gestaltung des Gehäuses im Bereich des Einfüllstutzens derartig ist, dass das Gehäuse einen Einfüllkanal (3.2) bildet, der den gesamten Durchmesser der Schneckenwelle eröffnet und dass die axiale (9.0) Gehäusebohrung (3.3) am Einfüllflansch (3.2) nur geringfügig größer, als der Außendurchmesser der Schneckenflügel (7.2), ist. Das Gehäuse umschließt somit die Schnecke und bildet quasi eine Schneckenröhre aus.
Nach einer geringen Strecke weitet sich das Gehäuse auf und bietet Platz für das auf die Schneckenwelle (7.0) aufgesteckte zylinderförmige Spaltsieb (5.2). Der Spalt zwischen Siebinnendurchmesser und dem Außendurchmesser der Schneckenwellenflügel ist gering. Damit das Sieb nicht mit der Welle rotiert, hat dieses am Außendurchmesser eine Anschlagleiste (5.3), die am Gehäusekörper 5.4) anschlägt und somit als Drehmomentstütze dient.
Im Bereich der Spaltsieblänge (C) erfolgt die Trennung der flüssigen Anteile (Pfeil I) von den Feststoffpartikeln (Pfeil III). Die flüssigen Anteile des Fluids (Pfeil II) dringen radial durch die Schlitze des Siebkörpers 5.2) und sammeln sich unten im Innenraum des Gehäuses (5.0).
Über eine großzügig dimensionierte Austrittsöffnung (5.1) an der Unterseite des Spaltsiebgehäuses wird die Flüssigkeit abgeleitet und der weiteren Zweckverwendung zugeführt.
Feststoffpartikel (III), die nicht durch das Spaltsieb abfliesen, werden von der elektrisch angetriebenen (1.0) Schneckenwelle (7.0) axial zum Feststoffauswurf (6.0) gedrängt.
Das Spaltsieb kragt über die Schneckenflügel hinaus und stößt an eine Stirnplatte (6.4) an.
In diesem Bereich des Spaltsiebes, bildet sich, aufgrund der stetigen Feststoffförderung der Schneckenwelle ein Pfropfen (D) aus, der sich bis zu einem gewissen Grad, stetig verdichtet und sich kontinuierlich zum Auswurf (E) hin bewegt. Bei der Verdichtung werden die nassen Feststoffanteile weiter entwässert.
Der Durchlassdurchmesser der Stirnplatte (6.4) ist nur wenig kleiner oder gleich gewählt, wie der Siebinnendurchmesser. Somit ist gewährleistet, dass das Spaltsieb axial gesichert ist und der Feststoffpfropfen weiterhin in Form gehalten wird.
Im Anschluss der Stirnplatte befindet sich ein Rohr (6.1). Hier werden die Feststoffanteile weiter verdichtet.
Es hat sich gezeigt, dass ein federbetätigter einstellbarer Doppel-Klappen-Widerstand (6.2) am Feststoffauswurf (6.0) die Prozessstabilität erhöht. Ohne Gegendruck kann der Pfropfen durchbrechen, bzw. wird zu nass ausgeworfen.
Je nach Medium führt nur ein angepasster Feststoffwiderstand zu befriedigenden Ergebnissen.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Stand der Technik: Bei den am Markt befindlichen Press-Schnecken-Separatoren beginnt die Schneckenwelle im Innenraum, der Antriebseinheit zugewandten Seite, des Einfüllteis. Eine axial von der Antriebseinheit kommende und im Gehäuse gelagerte Antriebswelle bildet die Schnittstelle der beiden Wellen. Am Ende der Lagerwelle befindet sich ein Flansch mit Zentrumsbohrung. Die Schneckenwelle hat einen fest verbundenen, komplementären Flansch mit Zentrumsbolzen.
Die Schneckenwelle wird montiert, indem diese von der Feststoffauswurfseite axial eingeschoben wird. Gestützt vom genau zur Drehachse ausgerichtetem Spaltsieb, zentriert sich die Schneckenwelle am Flansch der Lagerwelle.
Durch verschrauben der beiden Flansche entsteht die notwendige feste Verbindung.
Die Verschraubung erfolgt über die Flanschöffnung am Einfüllteil. Der Zugang wird durch abmontieren der Flanschpaltte am Einlauf ermöglicht.
Muss die Schneckenwelle z. B. aufgrund einer Verstopfung (= Störung) entnommen werden, ist dies verglichen mit der in der Erfindung beschriebenen Ausführung nur relativ aufwändig zu bewerkstelligen.
Bei der in der Erfindung beschriebenen Schneckenwelle (7.0) mit verlängertem Antriebszapfen (7.3, A) ist die Schnittstelle zur Montag/Demontage zum äußeren Ende der Antriebseinheit verlegt. Durch lösen der von außen leicht zugänglichen Axialsicherung (7.4), hier Stellmutter, ist kein Zugang durch die Einfüllöffnung (3.2) erforderlich. Ist die Feststoffauswurfeinheit (6.0) demontiert, kann bei einer etwaigen Verstopfung die Schneckenwelle (7.0) mit dem festsitzenden Spaltsieb (5.2) nach vorne aus der Maschinen gezogen werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass keine Montagefehler aufgrund unsauberer Montage der Flanschflächen möglich sind.
Stand der Technik: Die Antriebswelle, an die die Schneckenwelle geschraubt wird, ist einerseits in die Hohlwelle der Antriebseinheit eingeschoben und nutzt die Lagerung der Motor-Getriebe Antriebseinheit. Jedoch ist die Axialbelastbarkeit dieser Lagerung, allein nicht ausreichend, um den Axialdruck der Schneckenwelle aufzunehmen.
Deshalb ist die Antriebswelle am freien Ende mit einer Axiallagereinheit ausgestattet, welches am antriebseitigen Gehäuseaustritt am Einfüllteil so verbaut ist, dass die Axialkraft der Schneckenwelle alleine auf das Gehäuse wirkt.
Der Durchbruch im Gehäuse für den Axiallagersitz ist mit einem handelsüblichen Radialwellendichtring abgedichtet. Der Ring schirmt das Lager gegen das zu separierende Fluid ab, welches in der Regel wässerig ist und abrassive Partikel beinhaltet, sowie geringe Schmiereffekte aufweist. Die Dichtung verschleißt relativ früh. Flüssigkeit gelangt ins Lager und ein vorzeitiger Verschleiß tritt ein. Außerdem tritt Flüssigkeit aus, die unkontrolliert abtropft.
Bei der in der Erfindung beschriebenen Schneckenwelle mit verlängertem Antriebszapfen (7.0, 7.3) dichtet eine, gegen abrassives Schmutzwasser, robuste Sperrvorrichtung (4.0) den Wellenzapfendurchtritt (A2) durch das Gehäuse (3.0) ab.
Die genaue Funktionsbeschreibung erfolgt separat im Anschluß.
Weiterhin befindet sich zwischen Sperrvorrichtung (4.0) und Axiallagereinheit (8.0) eine Entwässerungszone (A3), in der etwaige durchdringende Flüssigkeit vom Wellenzapfen (7.3) abtropfen kann. Hierzu ist der Zapfen derartig ausgebildet, dass sich eine umlaufende Tropfkante (7.5) bildet. Die Kante kann eine Ringnut im Zapfen bilden, oder ohne Schwächung der Welle durch einen aufgesteckten Schleuderring erfolgen.
Die Axiallagerung (8.0) mit Dichtung folgt im Anschluss der Tropfkante. Aus dem Einfüllgehäuse austretende Flüssigkeit kann die Lagerung (8.1, 8.2) nicht mehr erreichen und ist somit dauerhaft geschützt. Das Gehäuse ist entsprechend aufgefüttert (A2, A3, A4) um den erforderlichen Bauraum für die Schleuderkante (7.5) und der Axiallagereinheit (8.0) zu erhalten. Die Axiallagereinheit ist ansonsten identisch mit der bisherigen Ausführung. Die Lagerung wurde aus dem Einflussbereich, des zu separierenden Fluids und dessen Nachteile, durch versetzen genommen.
Funktionsweise der Sperrvorrichtung:
Die in den Ansprüchen beschriebene Sperrvorrichtung (4.0) wird benötigt, um die Gehäuseöffnung für den Wellenzapfen, für den Antrieb der Schneckenwelle zuverlässig und dauerhaft abzudichten. Die erforderlichen Elemente könnten direkt im Gehäuse bzw. dem Wellenzapfen verbaut sein. Vorzugsweise kommt eine Steckbüchse (4.1) zum Einsatz. Die Steckbüchse enthält alle erforderlichen Elemente (4.2, 4.3, 4.4, 4.5) die zur Abdichtung und Wartung nötig sind.
Die Kontaktflächen von Gehäuse und Sperrvorrichtung sind mit einer statischen O-Ring Dichtung ausgestattet und somit dauerhaft dicht. Der sich bildende hohlzylinderförmige Spalt (4.3) zwischen stehender Bohrungsfläche der Sperrvorrichtung und drehender Fläche des Wellenzapfens im Bereich (A2) der Sperrvorrichtung wird benötigt, um einerseits Fluchtfehler und Verformungen die zu schleifenden Kontaktflächen bis zum fressen führen, auszuschließen.
Grundsätzlich können Nuten und/oder Dichtelemente im Gehäuse oder dem Wellenzapfen (A2) eingebracht werden.
Die Wirkweise der Flüssigkeitssperrung ist folgendermaßen:
Eingeschlossen von Dichtelementen (4.2), hier O-Ringen, bildet die Radialnutkammer (4.4) befüllt mit einem viskosen Sperrmedium, hier Schmierfett, eine unüberwindbare Barriere für das Fluid. Das Sperrmedium schmiert die O-Ringe (4.2) zuverlässig an der Kontaktfläche mit der Relativbewegung. Der O-Ring der fluidzugewandten Seite bewirkt einen kompletten statischen Druckabfall, wird aber mit der Zeit aufgrund des Schmutzwassers, verschleißen. Der nicht mit Schmutz belastete zweite Dichtring verhindert den Austritt vom Sperrmedium, auf dem durch den Verschleiß des ersten O-Ringes ein verschleißabhängiger stetig steigender statischer Druck ansteht.
Die beiden O-Ringe verhindern somit den Austrag vom Sperrmedium aus der Dichtkammer, da der sich drehende Wellenzapfen die viskose Sperrschicht laufend durchmischt.
Durch regelmäßiges geringes Nachfüllen vom Sperrmedium, kann eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet werden. Austragungen oder beginnende Durchwässerung werden aufgefüllt bzw. durch nachpressen ersetzt.
Die im Gehäuse befindlichen Kanäle, mit einem gut zugänglichen handelsüblichen Schmiernippel (4.5), leiten das nachgepresste Sperrmedium zu den Kammern (4.4) der Sperrvorrichtung.
Im weiteren Verlauf hat der Schneckenwellenzapfen (A5) einen Pass-Wellen-Durchmesser, damit dieser in die Hohlwelle (1.1) der Getriebe-Motor Antriebseinheit (1.0) aufgesteckt werden kann. Das Wellenende mit dem Gewindebolzen (A6) steht soweit über, dass mit einer Stellmutter (7.4) das Axialspiel zwischen der Axiallagereinheit (8.0) und Lagerung der Getriebehohlwelle (1.1) eingestellt werden kann. Die Hohlwelle fungiert als einseitiges Loslager.
Das resultierende Drehmoment der Antriebseinheit (1.0) wird von der Hohlwelle (1.1) mit einer üblichen Wellen-Nabe Verbindung (7.5), hier Passfeder, übertragen.
Der wesentliche Vorteil die in den Ansprüchen gekennzeichnet sind, sind:

– unempfindliche zuverlässige Abdichtung von Gehäuse und Schneckenwelle durch die Sperrvorrichtung
– Verlagern der Axiallagereinheit in einen äußeren Bereich ohne Schmutzwasserbelastung
– Schneckenwelle mit Wellenzapfenverlängerung mit den Funktionselementen für die Sperrvorrichtung, Tropfwasserkante, Axiallagerung, Hohlwellenmontage und Axiallagerspielmontage mit einem Stellring, gut zugänglich von außen.
– Wiederhohlbare Montage/Demontage der Schneckenwelle, auch von weniger qualifizierten Mechanikern

Beschreibung des Ausführungbeispiels
Auf einem nicht dargestellten Tragegestell, welches mit Bohrungen zum verschrauben am Boden, Podest oder Gestell bietet, ist der eigentlich Separator angeflanscht. Die Hauptbauteile sind:

– Gehäuse (bestehend aus Einfüllteil (3.0) und Siebteil (5.0),
– Spaltsieb mit Drehmomentstütze (5.2, 5.3, 5.4)
– Schneckenwelle (7.0)
– Antriebseinheit (1.0)
– Feststoffauswurf mit faderbetätigtem Klapperwiderstand (6.0)

Das Separatorengehäuse wird gebildet vom Einfüllteil (3.0) und dem Siebteil (5.0). Die beiden Teile sind stirnseitig miteinander verschraubt, so dass deren Hauptinnendurchmesser eine gemeinsame Achse (9.0) bilden. Auf dieser gemeinsamen Achse befinden sich auch die Hohlwellenbohrung des Schneckenwellenantriebes (1.0), sowie die Bohrungsachse vom Spaltsieb (5.2) und der Feststoffauswurfgruppe (6.0). Die Drehachse der Schneckenwelle (7.0), mit verlängerten Antriebszapfen (A, 7.3) ist theoretisch Deckungsgleich mit den zuvor aufgezeigten Bauteilen. Aufgrund der einteiligen bauweise mit dem verlängerten Antriebszapfen ist ein sehr genauer Rundlauf derselben möglich. D. h. der Achsfehler ist sehr gering.
Die auf die Hohlwelle (1.1) gesteckte Schneckenwelle (7.0) nutzt deren Lagerung zur Aufnahme der Radialkräfte. Die Axiallagereinheit (8.0) mit dem vorgeschalteten Radialwellendichtring (8.2) leitet die gesamten axialen Kräfte in das Gehäuse (3.0) ein. Mit der Stellschraube (7.4) wird das Spiel vom Axiallager (8.1) hier Kegelrollenlager eingestellt. Die Schneckenwelle (7.0) ist in kragender Bauweise mit Wälzlagern (Lager-Hohlwelle, 1.1) und vom Lager (8.1) gelagert. Das Spaltsieb (5.2) liefert, wenn die Maschine ohne Feststoffpfropfen (D1) betrieben wird, die notwendige Abstützung und Dämpfung, damit die auskragende Welle (B, C, D) nicht abknicken oder sich verbiegen kann und damit beschädigt wird. Der sich fortlaufend im Betrieb bildende, hohlzylinderförmige Feststoffpfropfen (D1) im Auslauf der Maschine, wird an seinem Außendurchmesser von einer rohrförmigen Außenbegrenzung (6.1) gebildet. Der Innendurchmesser des hohlzylinderförmigen Feststoffpfropfens bildet der schaufellose zylinderförmige Überstand der Schneckenwelle (7.1). Das Ende des Überstandes liegt etwas vor den Schwenk-Klappen (6.2) der Auswurfvorrichtung. D. h. der Feststoffpfropfen verliert im Auslauf die Außenführung und zerfällt danach.
Die auswurfseitige Lagerung (D1) der Schneckenwelle wird ausschließlich und fortlaufend aus den Feststoffpartikeln (III) des Fluids (I), von der sich drehenden Schneckenwelle (7.0) gebildet. Die funktionsweise ist ähnlich wie der einer Stopfbuchse (Lagerung und Dichtung durch verspannen vom Stopfbuchsenwerkstoff). Durch den statischen Druck im Pfropfen und der exakten axialen Ausrichtung der rohrförmigen Außenbegrenzung (6.1) stellt sich, eine zentrisch zur Schneckenwelle wirkende „Lagerbüchse” ein. Außerdem dichtet der Feststoffpfropfen zuverlässig den Durchtritt von Flüssigkeit nach außen ab.
Die Sperrvorrichtung (4.0) am Einfüllteil (3.0) dichtet den Spalt zwischen Gehäuse und Schneckenwelle ab. Da marktübliche Dichtungen aufgrund der abrassiven Flüssigkeit schnell undicht werden, wird die in den Ansprüchen gezeigte Sperrvorrichtung eingesetzt. Der Dichtspalt (4.3, 4.4) zwischen Wellenstumpf und Gehäusebohrung, wird komplett mit z. B. Fett gefüllt und ist somit auch bei drehender Welle dicht. Damit die Fettfüllung (4.3) nicht ausgespült und vom statischen Druck vom Fluid ausgepresst werden kann, kapseln zwei O-Ringe (4.2) die Füllung ein und schützen diese zuverlässig gegen Schmutz und Flüssigkeit. Durch regelmäßiges Nachpressen (4.5) von Schmierfett bleibt die Dichtwirkung langfristig erhalten, da verbrauchtes oder ausgespültes Sperrfett ersetzt wird.
Die eigentliche Separation des Fluids (I) findet ausschließlich innerhalb der Ausdehnung (C) des zylinderförmigen Spaltsiebes (5.2) statt. Das Siebgehäuse wird von Profildrähten gebildet die einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Parallel nebeneinander und mit vorgegebenen Abständen (= Siebspalt) zueinander angeordnet, bildet die breitere Drahtseite die Innenwandung vom Spaltsiebzylinder (Polygon).
Durch Ringdrähte, die in einem bestimmten Abstand zueinander am Außendurchmesser der Profildrähte angeschweißte sind, entsteht eine robuste mit Spalten durchsetzte Oberfläche. Der Siebspalt kann einige 1/10 mm bis zu 2 mm betragen.
Im montierten Zustand liegt das Spaltsieb mit etwas axialem Spiel zwischen dem Siebteil-Gehäuse (3.0) und der montierten Deckelplatte (6.4) am Feststoffauswurf (6.0). Die exakte radiale Ausrichtung bezüglich der Schneckenwelle und damit zur Drehachse (9.0) erfolgt mittels parallel zur Zylinderachse, am Außendurchmesser angeschweißten Leisten (5.3) und gestellseitig justierbaren Einstellschienen (5.4).
Das Spaltsieb (5.2) bildet mit dem Einfüllteil (3.0) ein Zweikammersystem. Im Raum vom Innendurchmesser befindet sich das zu entwässernde Fluid mit den Feststoffpartikeln. Im Raum zwischen Außendurchmesser des Siebes und der Gehäuseinnenwand (5.0) fließt das durch die Siebspalte (S) entweichende separierte Abwasser (II) ab. Die nicht abfließenden Feststoffanteile (III) werden von der Schneckenwelle (7.0), kontinuierlich zum Auswurfbereich (6.0) hin befördert. Hierbei findet eine stetige Entwässerung statt. Die Schneckenflügel (7.2) enden innerhalb der Spaltsieblänge (C). Hier beginnt sich der Feststoffpfropfen (D1) aufzubauen. Die Schneckenflügelenden (C I D1) pressen die im Prozess ständig ankommenden Feststoffanteile kontinuierlich in Richtung Auslass. Innerhalb des Pfropfens bildet sich dabei ein erheblicher Druck auf, so dass einen weiter Entwässerung der Feststoffe erfolgt und schließlich die Klappen der Feststoffauswurfvorrichtung (6.2, E) verlassen. Der Klappenmechanismus ist gefedert und hat somit einen einstellbaren Widerstand, welcher den Pfropfeninnendruck bestimmt.
Damit sich die Sieblücken nicht verstopfen, müssen die Schneckenflügel andauernd am Innendurchmesser des Siebes entlangstreifen. Das bedeutet in der Umkehrung, dass sich das Spaltsieb nicht mitdrehen darf. Korrespondierende Drehmomentstützen am Außenmantel des Siebkörpers und dem Gehäuse (5.4, 5.3) verhindern formschlüssig, das Mitdrehen.
Über einen Einfüllstutzen (3.2) gelangt das zu separierende Fluid (I) mit den Feststoffanteilen kontinuierlich in die Einfüllkammer (3.0). Die von einer Flanschgetriebemotoreinheit (1.0), sich drehende, an den Lagerstellen, gegen die Umgebung abgedichtete (4.0, D1) Schneckenwelle (7.0, B) treibt das Fluid (I) zum Spaltsieb (5.2). Dort entweicht der flüssige Anteil (C) durch die Lücken (5) am Siebmantel, diese sammelt sich am Gehäuseboden (5.0) und wird dem Abfluss (5.1) zugeleitet. Der Feststoffanteil (III) im Fluid (I) nimmt zu. Die Schneckenflügelenden (C I D). Es beginnt sich der Feststoffpfropfen (D1) auszubilden, der im weiteren Verlauf weiter entwässert und die gewünschte stopfbuchsenähnliche Lagerung des freien Endes der Schneckenwelle ausbildet (D). Mit den gefederten Klappen (6.2) kann der Durchlasswiderstand verstellt und damit der Feststoffpfropfendruck und Trocknungsgrad eingestellt werden. Nach dem Verlassen der Doppelklappen entspannt sich der Feststoffkuchen und zerfällt.
Die weitere Verwendung der Feststoffe (III) ist sehr vielfältig und reicht von der Biogasanlagenbeschickung, Pflanzendüngung sowie alleine der Reduzierung von gebührenabhängigen Transporten oder Substratqualität bei der thermischen Endverwertung.
Zeichnungen
1: Darstellung der einzelnen Funktionsbereiche des Separators
2: Seitenansicht im Schnitt: Hauptkomponenten/Gruppen
3: Auszug: verlängerter Zapfen
4: Auszug: Sperrvorrichtung und Axiallagereinheit
5: Querschnitt durch Siebteil am Abwasseraustritt (II)
Bezugszeichenliste
Bezeichnung der Funktionsbereiche

A: Antrieb, Axiallagerung, Abdichtung
A1: Anschlußflansch
A2: Sperrvorrichtung
A3: Abtropfbereich
A4: Axiallagereinheit
A5: Antrieb
A6: Axiallagersicherung
B: Einfüllbereich
C: Separation, Entwässerung
D: Pfropfenbildung, Entwässerung
D1: Pfropfenlager
E: Feststoffauswurf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0367037 B1 [0006]

Claims

Preßschneckenseparator mit einer Schneckenwelle (7.0), deren zylinderförmige Welle (7.1, 7.3) die Drehachse bildet und an deren äußeren Mantel, Schneckenflügel (7.2) unlösbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle am antriebseitigen Ende einen Funktionszapfen (7.3) aufweist, welcher zentrisch im Anschluss der zylinderförmigen Schneckenflügelwelle ansetzt und mit dieser eine biege und torsionssteife Einheit bildet. Dass die Verbindung des Funktionszapfens unlösbar oder lösbar ausgeführt sein kann. Bei der lösbaren Ausführung kann der verlängerte Zapfen in der Maschine verbleiben, während das komplementäre Teil der Schneckenwelle aus der Maschine genommen werden kann. Dass die beiden stirnseitigen Enden der Schneckenwelle je ein Zentrierelement aufweist. Vorzugsweise eine Zentrierbohrung oder einen Zentrierzapfen.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (7.3) eine gemeinsame Rotationsachse zur Schneckenwellenachse aufweist. Der Zapfen beginnt im Anschluss der Schneckenflügelwelle und endet innerhalb oder außerhalb von der Hohlwelle (1.1) der Antriebseinheit (1.0).
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen im weiteren Verlauf eine Flanschverdickung (A1) aufweist, die mit der gegenüberliegenden Fläche der Sperrvorrichtung (4.0) in Beziehung steht und gerade keinen oder einen hohlzylinderförmigen Dichtspalt bildet. Dass der verlängerte Zapfen (7.3) einen Durchmesser (A2) aufweist, der zusammen mit dem Bohrungsdurchmesser der Sperrvorrichtung gerade keinen oder einen einen ringförmigen Spalt (4.4) bildet, welcher den Durchgang einer wässrigen Flüssigkeit erschwert.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Zapfen (7.3) im weiteren Verlauf einen Schultersitz (A4) aufweist, der die Axialkräfte der Schnecke, auf eine axial belastbare Lagerung (8.1) übertragen kann. Der Lagersitz im Gehäuse (3.0) und somit die Lagereinheit ist axial fluchtend (9.0) mit der Rotationsachse des Antriebes, sowie der Gehäusebohrungen für die Schneckenwelle angeordnet.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Zapfen (7.3) im weiteren Verlauf einen Passdurchmesser (A5) aufweist und durch die Hohlwelle (1.1) der am Gehäuse montierten Antriebseinheit (1.0) geschoben werden kann.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Zapfen (7.3) im Bereich der Hohlwelle (A5) mindestens ein korrespondierendes Element (7.5) mit der in der Hohlwelle befindlichen Nut, aufweist, von form- oder kraftschlüssiger Natur ist und mindestens das Drehmoment der Antriebseinheit auf den verlängerten Zapfen der Schneckenwelle übertragen kann. Vorzugsweise kommt eine Feder-Nabe Verbindungselement zum Einsatz.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Zapfen (7.3) an seinem Ende eine Einstellmöglichkeit (A6) aufweist, mit der das Axial-Lagerspiel eingestellt werden kann. Vorzugsweise ragt der Zapfen über die Hohlwelle hinaus, so dass mit einem Gewindeelement oder Klemmring (7.4) das Spiel fixiert werden kann. Endet der verlängerte Zapfen innerhalb der Hohlwellenbohrung, erfolgt die Axialsicherung mit Stell- bzw. Abstimmbolzen.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrvorrichtung (4.0) im Gehäuse den definierten Durchtritt der Schneckenwelle durch den ansonst nach außen flüssigkeitsdichten Gehäusewerkstoff (3.0) zuverlässig abdichtet. Dass die Sperrvorrichtung mindestens eine Radialnut (4.2) aufweist, die ein Dichtelement, vorzugsweise einen geeigneten elastischen O-Ring aufnehmen kann, um den Spalt zwischen Gehäuse und stehender oder rotierender Schneckenwelle am korrespondierenden Zapfendurchmesser abzudichten. Je nach Wirkweise des Dichtelementes, erfährt dieses beim rotieren der Schneckenwelle, an seinem inneren oder äußeren Durchmesser eine verschleißend wirkende Relativgeschwindigkeit.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 1, 2, 3 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (4.3) der Sperrvorrichtung durch die sich gegenüberliegende Oberflachen vom verlängerten Zapfen und dem Gehäuse gebildet wird. Dass die Sperrvorrichtung (4.0) mindestens eine spalterweiternde Kammer (4.4) aufweist die mit einem nicht aushärtendem, viskosen Medium befüllt werden kann. Die Kammer kann, oder die Kammern können in der Sperrvorrichtung zwischen Dichtelementen liegen. Mehrer Kammern liegen vorzugsweise zwischen Dichtelementen.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse, Kanäle (4.6) eingebracht sind, über die das geeignete viskose Sperrmedium kontinuierlich oder in Intervallen zugeführt werden kann.
Preßschneckenseparator nach Anspruch 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (4.0) direkt ins Gehäuse (3.0) eingearbeitet werden kann, oder vorzugsweise von z. B einer Steckbüchse (4.1) mit den in den Ansprüchen beschriebenen Spalten, Nuten, Kammern und Kanälen repräsentiert wird.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass durch den verlängerten Wellenzapfen, – die Montage der Schneckenwelle deutlich vereinfacht wird – die Befestigungselemente außerhalb des Materialflusses liegen – die Befestigungselemente leicht zugänglich sind – Ungenauigkeiten aufgrund unzureichend gesäuberten Flanschflächen entfallen – auch weniger geübte Mechaniker die Schneckenwelle exakt montieren/demontieren können – sich das Risiko von Montagefehlern verringert – Fluchtungsfehler minimiert werden – Bauteile reduziert und vereinfacht sind
Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung vom viskosen Sperrmedium (4.5, 4.6), manuell, automatisch, zeitgesteuert, sowie eingebunden in die Maschinensteuerung erfolgen kann.