DE102012215953A1

DE102012215953A1 - Schneckenpresse

Info

Publication number: DE102012215953A1
Application number: DE201210215953
Authority: DE
Inventors: Torbjörn Hauger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-13
Also published as: WO2014037181A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit einer, in einem Mantel (1) rotierenden Schneckenwelle (2) mit Schneckenwendel (3), wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel (1) und der Schneckenwelle (2) gebildeten Ringspalt (4) von einer Einlass- (5) zu einer Auslassöffnung (6) gepresst wird, im Bereich des Ringspaltes (4) Flüssigkeitsabführ-Öffnungen vorgesehen sind und vor der Auslassöffnung (6) wenigstens ein Pfropf-Bereich (7, 8) zur Bildung eines Stoffpfropfens aus verdichteter Suspension vorhanden ist, in dem die Schneckenwelle (2) keine Schneckenwendel (3) aufweist. Dabei soll die Entwässerungsleistung dadurch verbessert werden, dass vor der Auslassöffnung (6) mehrere Pfropf-Bereiche (7, 8) hintereinander angeordnet sind, zwischen denen die Schneckenwelle (2) eine Schneckenwendel (3) besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit einer, in einem Mantel rotierenden Schneckenwelle mit Schneckenwendel, wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle gebildeten Ringspalt von einer Einlass- zu einer Auslassöffnung gepresst wird, im Bereich des Ringspaltes Flüssigkeitsabführ-Öffnungen vorgesehen sind und vor der Auslassöffnung wenigstens ein Pfropf-Bereich zur Bildung eines Stoffpfropfens aus verdichteter Suspension vorhanden ist, in dem die Schneckenwelle keine Schneckenwendel aufweist.
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 sich die Breite des Ringspaltes durch eine entsprechende Form des Mantels und/oder der Schneckenwelle zwischen Einlass und Auslass verringert. Wegen der großen Kräfte sind die Bauteile dabei entsprechend dimensioniert, was sie schwer und teuer macht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Entwässerungsleistung bei Schneckenpressen mit möglichst geringem Aufwand zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass vor der Auslassöffnung mehrere Pfropf-Bereiche hintereinander angeordnet sind, zwischen denen die Schneckenwelle eine Schneckenwendel besitzt. In jedem Pfropf-Bereich wird die Suspension wegen der fehlenden Förderung durch eine Schneckenwendel verdichtet, was durch die Anordnung von feststehenden Gegendruckelementen am Mantel noch unterstützt werden kann.
Da die Entwässerung meist nur einseitig, d.h. in Richtung Mantel oder Schneckenwelle erfolgt, weist der Suspensions-Pfropfen auch eine unterschiedliche Feuchteverteilung auf. Im Bereich der Flüssigkeitsabfuhr-Öffnungen ist der Pfropfen trockener. Folgt nach einem Pfropfen ein weiterer Pfropfen, so sorgt die Schneckenwendel zwischen diesen für eine Vermischung und damit einen Feuchteausgleich, was die Entwässerungsleistung der Schneckenpresse verbessert.
In den meisten Fällen genügt es auch in Anbetracht des zusätzlichen Aufwands, wenn vor der Auslassöffnung zwei Pfropf-Bereiche angeordnet sind. Dabei können die Belastung der Schneckenwelle und ihrer Lagerung dadurch vergleichmäßigt werden, dass das Ende der in Förderrichtung vor dem ersten Pfropf-Bereich verlaufenden Schneckenwendel und das Ende der nach dem ersten Pfropf-Bereichen verlaufenden Schneckenwendel auf der Schneckenwelle um etwa 180° versetzt sind.
Um ausreichend Raum für eine intensive Entwässerung zu bieten, sollte der Abstand des in Förderrichtung der Schneckenwelle ersten Pfropf-Bereiches zur Auslassöffnung größer als der Abstand zur Einlassöffnung sein. Des Weiteren sollte zur möglichst umfassenden Nutzung des Entwässerungsraumes der in Förderrichtung der Schneckenwelle letzte Pfropf-Bereich möglichst nahe, insbesondere mit einem Abstand zwischen dem 0,5 und 1,5 fachen des Schneckenwellendurchmessers zur Auslassöffnung liegen. Damit eine ausreichende Vermischung des Stoffes nach einem Pfropf-Bereich gewährleistet werden kann, sollte der Abstand zwischen benachbarten Pfropf-Bereichen zwischen dem 0,5 und 2 fachen, vorzugsweise zwischen dem 1 und 1,5 fachen des Schneckenwellendurchmessers liegen.
Außerdem genügt es zur Erfüllung der Entwässerungs- und Verdichtungsaufgaben der Pfropf-Bereiche, wenn die axiale Ausdehnung des in Förderrichtung ersten Pfropf-Bereiches kürzer als die axiale Ausdehnung des letzten Pfropf-Bereiches ist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der in Förderrichtung erste Pfropf-Bereich eine axiale Ausdehnung zwischen 100 und 300 mm, vorzugsweise zwischen 125 und 200 mm und/oder der in Förderrichtung letzte Pfropf-Bereich eine axiale Ausdehnung zwischen 300 und 600 mm, vorzugsweise zwischen 350 und 450 mm hat. Im Interesse einer einfachen und belastbaren Konstruktion sollte der Mantel Flüssigkeitsabfuhr-Öffnungen aufweisen und vorzugsweise als zylindrisches Sieb ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Entwässerung intensiviert werden, wenn sich die Breite des Ringspaltes zwischen der Einlassöffnung und dem in Förderrichtung ersten Pfropf-Bereich vorzugsweise stetig verringert. Hierzu können der Mantel und/oder der die Schneckenwelle konisch ausgebildet werden.
Zur Vermeidung einer Verstopfung eines Pfropf-Bereiches sollte jedoch wegen der fehlenden Schneckenwendel die Breite des Ringspaltes zwischen den und innerhalb der Pfropf-Bereiche konstant bleiben. Um die Verdichtung in den Pfropf-Bereichen zu unterstützen ist es von Vorteil, wenn in zumindest einem, vorzugsweise allen Pfropf-Bereichen Leisten, Bolzen o.ä. am Mantel befestigt sind. Diese Elemente verhindern ein Mitdrehen des Pfropfens mit der Schneckenwelle und behindern den Weitertransport des zu entwässernden Stoffes entlang der Schneckenwelle. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Leisten zumindest mit einer Komponente in axialer Richtung verlaufen.
Für eine intensive Vermischung des Stoffes nach einem Pfropf-Bereich ist es von Vorteil, wenn die Schneckenwendel zwischen zwei benachbarten Pfropf-Bereichen zumindest 360° der Schneckenwelle umgibt. Dabei sollte der Anstieg der Schneckenwendel nach einem Pfropf-Bereich höchstens so groß wie der Anstieg der Schneckenwendel vor diesem Pfropf-Bereich sein.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch eine Schneckenpresse.
Diese 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 Schneckenwendeln 3 der Schneckenwelle 2 durch einen zwischen dem Mantel 1 und der Schneckenwelle 2 gebildeten Ringspalt 4 von wenigstens einer Einlass 5- zu einer Auslassöffnung 6 gepresst wird
Die Suspension wird beim Durchlaufen des Ringspaltes 4 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 12 integriert.
Um die Entwässerung zu intensivieren, ist die Schneckenwelle 2 derart konisch ausgebildet und angeordnet, dass sich die Breite des Ringspaltes 4 in Förderrichtung 9 allmählich bis zu einem ersten Pfropf-Bereich 7 verkleinert. Nach dem Durchlaufen des Ringspalts 4 gelangt die eingedickte Suspension in den Bereich der Auslassöffnung 6. Die Schneckenwelle 2 wird von einem Motor 13 angetrieben, wobei ein Getriebe, ein Riemen o.ä. dazwischen geschaltet sein kann.
Im Gegensatz zur Figur kann die Schneckenpresse auch schräg oder senkrecht angeordnet sein.
Wesentlich ist, dass die Schneckenpresse zwei in Förderrichtung 9 hintereinander angeordnete und voneinander beabstandete Pfropf-Bereiche 7, 8 vor der Auslassöffnung 6 hat. In diesen Pfropf-Bereichen 7, 8 kommt es zur Bildung eines Stoffpfropfens aus verdichteter Suspension. Dies kommt insbesondere dadurch zustande, weil die Schneckenwelle 2 in den Pfropf-Bereichen 7, 8 keine Schneckenwendel 3 aufweist und daher den Stoff nicht fördern kann. Um die Verdichtung im Pfropf-Bereich 7, 8 zu unterstützen sind in diesen in Förderrichtung 9 verlaufende Leisten 10 am Mantel befestigt. Diese Leisten 10 behindern den Weitertransport sowie eine Rotation des Stoffes im Ringspalt 4.
Damit der Stoffpfropfen wieder aufgelöst, vermischt und weitertransportiert wird, besitzt die Schneckenwelle 2 jedoch zwischen zwei benachbarten Pfropf-Bereichen 7, 8 eine Schneckenwendel 3. Durch diese Vermischung kommt es auch zum Ausgleich des Feuchtegehaltes im zu entwässernden Stoff, was letztendlich die Entwässerungsleistung der Schneckenpresse verbessert.
Die Pfropf-Bereiche 7, 8 sind erst am Ende der axial entlang der Schneckenwelle 2 verlaufenden Entwässerungstrecke angeordnet. Daher ist der Abstand des in Förderrichtung 9 ersten Pfropf-Bereiches 7 zur Auslassöffnung 6 größer als der Abstand zur Einlassöffnung 5.
Während der letzte Pfropf-Bereich 8 kurz vor der Auslassöffnung 6 endet, liegt der Abstand zwischen den beiden Pfropf-Bereichen 7, 8 zwischen dem 0,5 bis 1,5 fachen des Schneckenwellendurchmessers. Da im ersten Pfropf-Bereich 7 nur eine Vorverdichtung stattfindet genügt hierfür eine axiale Ausdehnung entlang der Schneckenwelle 2 von ca. 150 mm. Im Gegensatz hierzu liegt die axiale Ausdehnung des letzten Pfropf-Bereiches 8 zwischen 350 und 450 mm.
Um eine Verstopfung der Pfropf-Bereiche 7, 8 wegen der fehlenden Schneckenwendel 3 zu verhindern, ist die Breite des Ringspaltes 4 zwischen den und innerhalb der Pfropf-Bereichen 7, 8 konstant. Eine ausreichende Vermischung des Stoffes zwischen den beiden Pfropf-Bereichen 7, 8 wird dadurch erreicht, dass die Schneckenwendel 3 zwischen diesen mehr als 360° der Schneckenwelle 2 umgibt. Um die Belastung auszugleichen sind das Ende der in Förderrichtung 9 vor dem ersten Pfropf-Bereich 7 verlaufenden Schneckenwendel 3 und das Ende der nach dem ersten Pfropf-Bereichen 7 verlaufenden Schneckenwendel 3 auf der Schneckenwelle 2 um etwa 180° versetzt.

Claims

Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit einer, in einem Mantel (1) rotierenden Schneckenwelle (2) mit Schneckenwendel (3), wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel (1) und der Schneckenwelle (2) gebildeten Ringspalt (4) von einer Einlass- (5) zu einer Auslassöffnung (6) gepresst wird, im Bereich des Ringspaltes (4) Flüssigkeitsabführ-Öffnungen vorgesehen sind und vor der Auslassöffnung (6) wenigstens ein Pfropf-Bereich (7, 8) zur Bildung eines Stoffpfropfens aus verdichteter Suspension vorhanden ist, in dem die Schneckenwelle (2) keine Schneckenwendel (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Auslassöffnung (6) mehrere Pfropf-Bereiche (7, 8) hintereinander angeordnet sind, zwischen denen die Schneckenwelle (2) eine Schneckenwendel (3) besitzt.
Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Auslassöffnung (6) zwei Pfropf-Bereiche (7, 8) angeordnet sind.
Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der in Förderrichtung (9) vor dem ersten Pfropf-Bereich (7) verlaufenden Schneckenwendel (3) und das Ende der nach dem ersten Pfropf-Bereichen (7) verlaufenden Schneckenwendel (3) auf der Schneckenwelle (2) um etwa 180° versetzt sind.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des in Förderrichtung (9) letzten Pfropf-Bereiches (8) zur Auslassöffnung (6) zwischen dem 0,5 und 1,5 fachen des Schneckenwellendurchmessers liegt.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen benachbarten Pfropf-Bereichen (7, 8) zwischen dem 0,5 und 2 fachen, vorzugsweise zwischen dem 1 und 1,5 fachen des Schneckenwellendurchmessers liegt.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Ausdehnung des in Förderrichtung (9) ersten Pfropf-Bereiches (7) kürzer als die axiale Ausdehnung des letzten Pfropf-Bereiches (8) ist.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Förderrichtung (9) erste Pfropf-Bereich (7) eine axiale Ausdehnung zwischen 100 und 300 mm, vorzugsweise zwischen 125 und 200 mm hat.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Förderrichtung (9) letzte Pfropf-Bereich (8) eine axiale Ausdehnung zwischen 300 und 600 mm, vorzugsweise zwischen 350 und 450 mm hat.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1) Flüssigkeitsabfuhr-Öffnungen aufweist und vorzugsweise als zylindrisches Sieb ausgebildet ist.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite des Ringspaltes (4) zwischen der Einlassöffnung (5) und dem in Förderrichtung (9) ersten Pfropf-Bereich (7) vorzugsweise stetig verringert.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspaltes (4) zwischen den und innerhalb der Pfropf-Bereiche (7, 8) konstant bleibt.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem, vorzugsweise allen Pfropf-Bereichen (7, 8) Leisten (10), Bolzen o.ä. am Mantel (1) befestigt sind.
Schneckenpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (10) zumindest mit einer Komponente in axialer Richtung verlaufen.
Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwendel (3) zwischen zwei benachbarten Pfropf-Bereichen (7, 8) zumindest 360° der Schneckenwelle (2) umgibt.