DE1214605B - Als Waermeaustauscher ausgebildeter Schneckenfoerderer - Google Patents

Description

• Als Wärmeaustauscher ausgebildeter Schneckenförderer Die Erfindung geht aus von Fördervorrichtungen für fließfähige, also körnige, pastenförmige oder flüssige Stoffe, die in einem langgestreckten, die Förderstrecke begrenzenden Behälter, z. B. einem Rohr, einer Mulde oder einem Trog, ein in der Längsachse dieses Behälters rotierendes schraubenartiges Förderorgan enthalten.
• Es sind Fördervorrichtungen bekannt, die mehrere solcher Schraubenwellen parallel zueinander angeordnet enthalten, welche mit gleichem oder entgegengesetztem Drehsinn drehen. Die Schraubenwellen können eingängig oder mehrgängig sein. Die Schraubenprofile können ineinander eingreifen, wobei sich der Eingriff über die gesamte Gewindetiefe oder gegenseitig teilweise nur über einen Teil derselben erstrecken kann. Derartige Vorrichtungen werden nicht nür als Förderer, sondern auch als Mischer und Kneter verwendet.
• Es ist auch bekannt, solche Vorrichtungen als Wärmeaustauscher auszugestalten, indem das Gehäuse mit einem Hohlmantel umgeben wird und bzw. oder die Schraubenwellen als Hohlkörper ausgebildet werden, so daß ein flüssiges oder dampfförmiges Heiz- oder Kühlmittel durch diese Hohlräume geführt werden kann. Dadurch werden diese Fördervorrichtungen auch als kontinuierlich arbeitende Aufwärmer, Trockner oder Kühler verwendbar.
• In Fördervorrichtungen mit einer Schraubenwelle erfolgt der Vorschub des zu fördernden Materials zwischen der Schraubenwelle und dem diese eng umgebenden Gehäuse.
• Beim Behandeln pastenartiger oder breiiger Stoffe füllen sich die Schraubenprofile leicht mit diesem Material bis zur Gestalt eines Zylinders auf. Der Durchfluß des Materials stockt dann, und die beabsichtigten Wirkungen einer gleichmäßigen Erwärmung, Trocknung, Kühlung oder Durchmischung bleiben aus.
• In Förderern mit mehreren Schraubenwellen, deren Schraubenprofile in einem Teil ihrer Gewindetiefen ineinandergreifen, erfolgt der Vorschub auch zwischen den beiden Schraubenwellen.
• Vorzugsweise in diesen Anwendungsfällen wird mindestens ein Schraubenwellenpaar so angeordnet, daß die Schraubenprofile beider Wellen in ihren ganzen Gewindetiefen ineinandergreifen. Der Vorschub der Förderung erfolgt dann zwischen der Gehäusewand und den Schraubenwellen, während im Eingriffsbereich der Schraubenprofile das in diesen festgesetzte Material hinausgedrückt wird.
• Bei geeigneter Ausbildung der Schraubenprofile wirken derartige Einrichtungen als selbstausschälende Förderer. In diesen haben die Schraubenwellen den gleichen Drehsinn, um das festgesetzte Material aus dem Eingriff verdrängen zu können. Demgemäß können sie aber auch kein Material in den Eingriffsbereich einziehen.
• Pastenförmiges viskoses Material, das in solchen Vorrichtungen behandelt, z. B. getrocknet werden soll, neigt zur Bildung von Brücken, Klumpen und Schollen. Dadurch wird mindestens ein Teil des Materials über den Schraubenwellen in dem zwischen diesen und dem Gehäusedeckel vorhandenen Raum vom Einlaufende zum Auslaufende geschoben, ohne unter ständiger Durchmischung mit den Wärmeaustauscherflächen in Berührung zu kommen. Förderer mit das Material einziehenden, gegenläufig rotierenden Schraubenwalzenpaaren können bekanntlich nicht als selbstausschälend gebaut werden, also mit Schraubenprofilen, die mit der gesamten Gewindetiefe ineinander eingreifen.
• In selbsteinziehenden Förderern füllt sich der zwischen den Schraubenprofilen freie Raum mit dem zu behandelnden Stoff, und dieser festsitzende Anteil nimmt an der Umwälzung und Durchmischung nicht teil, sondern wird überhitzt oder übertrocknet, woraus sich eine Inhomogenität im behandelten Stoff ergibt. Außerdem werden die Wärmeübergangsflächen ungenügend ausgenutzt.
• Ziel der Erfindung ist es, die besonders bei der Behandlung von breiigen bzw. pastenförmigen Stoffen in Schneckenförderern auftretenden Schwierigkeiten zu beheben.
• Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß ein als Wärmeaustauscher ausgebildeter Schneckenförderer mit mehreren zur Durchleitung eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeaustauschmittels geeigneten hohlen rotierenden Schraubenwellen, die in einem dem Wellenprofil angepaßten, mit einem Hohlinantel umgebenen Gehäuse mindestens teilweise ineinandergreifend parallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schraubenwellenpaare, bei denen jeweils die Schraubenwelle eines Paares gleichen Drehsinn und gleiche Gewindegängigkeit aufweisen und in der gesamten Gewindetiefe der Schraubenprofile ineinandergreifen, so zueinander angeordnet sind, daß mindestens ein Schraubenwellenpaar mit gegenläufigem Drehsinn gebildet wird, wobei die benachbarten Schraubenwellen zweier entgegengesetzt drehender Schraubenwellenpaare nur in einem Teil der Gewindetiefen im Eingriff stehen.
• Die Schraubenwellen können so angeordnet werden, daß die parallelen Wellenachsen in an sich bekannter Weise in einer Ebene oder paarweise in verschiedenen Ebenen liegen. Dann -drehen sich beispielsweise bei insgesamt vier Schraubenwellen die beiden inneren, in einer Ebene liegenden benachbarten Schraubenwellen gegenläufig; Die Achsenabstände der beiden gleichsinnig drehenden Schraubenwellen stellen ein Minimum dar, weil bei gegenseitiger Überschneidung der Schraubenprofile über die ganze Gewindetiefe die beiden Achsen nicht weiter genähert werden können. s Bei den mittleren, gegenläufig drehenden Schraubenwellen, deren Schraubenprofile einander nur in einem Teil der Gewindetiefe überschneiden, ist- der Achsenabstand demgemäß größer als dieses Minimum.
• Die gleichsinnig drehenden Schraubenwellen können aber auch so angeordnet werden, daß sie mit dem Minimalabstand übereinanderliegen. Die beiden Schraubenwellenpaare können dann so zueinander angeordnet sein, daß deren Achsen auf den Ecken eines Rechteckes oder eines Parallelogramms liegen, wobei die Seitenlängen einerseits einem Minimum des Achsenabstandes der gleichsinnig drehenden Schraubenwellen und andererseits einem Achsenabstand, der etwas größer ist als dieses Minimum, bei den benachbarten, aber gegenläufig drehenden Schraubenwellen entsprechen. Vier Schraubenwellen bilden dann je ein gleichsinnig und je ein gegenläufig drehendes Schraubenwellenpaar.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinigt die Vorteile der selbsteinziehenden und der selbstausschälenden Doppelschneckensysteme und eignet sich deshalb zur Behandlung von pastenartigen, zähflüssigen, gegebenenfalls klebrigen Stoffen, etwa zum Erwärmen oder Kühlen oder teilweisen Trocknen oder zum Auffeuchten oder zum Mischen mit anderen Stoffen gleicher oder ähnlicher Beschaffenheit, bzw. mit Flüssigkeiten oder feinkörnigen Feststoffen. Anwendungsbeispiele sind das Trocknen von Azofarbstoffen oder von Terephthalsäure, oder die Behandlung von Ton oder Kaolin zur Verminderung des Wassergehaltes unter Zumischung von trockenem Ton oder Chamottekörnchen oder zum Auffeuchten von Ton, oder die Behandlung von Alkalizellulose, von Fetten, Seifenmassen u. dgl.
• In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen radialen Schnitt durch zwei Schraubenwellenpaare, wobei die beiden Paare jedoch entgegengesetzten Drehsinn haben, Fig.2 die beiden Schraubenwellenpaare in der Draufsicht, F i g. 3 einen radialen Schnitt durch die Schraubenwellenpaare, Fig. 4 eine Draufsicht zu F i g. 3, F i g. 5 die dem Profil der Schraubenwellenanordnung angepaßte Gehäuseform im vertikalen Querschnitt und die Hauptrichtung des Materialflusses, Fig. 6 einen radialen. Schnitt durch eine andere Anordnung zweier Schraubenwellenpaare und Fig. 7 die zugehörige Gehäuseform im vertikalen Querschnitt und die Hauptrichtung des Materialflusses.
• Die Schraubenwellenpaare 1, 2 und 3, 4, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, haben die gleichen Wellendurchmesser a, die gleichen Durchmesser b in den Schraubenprofilen und die gleichen Abstände c der Wellenachsen. Diese Abstände der Wellenachsen haben den Minimalwert, bei dem die Schraubenwellenprofile einander in der ganzen Gewindetiefe überschneiden, wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist. In. jeweils einem Schraubenwellenpaar drehen die Wellen gleichsinnig. Die beiden Schraubenwellenpaare haben jedoch unter sich verschiedene Drehrichtungen und entgegengesetzte Gängigkeit. Beispielsweise rotiert das Paar 1, 2 mit Linksgewinde im Uhrzeigersinn, während das Paar 3, 4 mit Rechtsgewinde entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert.
• In den Fig. 3 und 4 sind die beiden Schraubenwellenpaare so zueinander angeordnet, daß ihre Achsen alle in einer Ebene liegen und parallel verlaufen. Der Achsenabstand d zwischen den beiden inneren Schraubenwellen ist so bemessen, daß die beiden Schraubenprofile sich nur in einem Teil der Gewindetiefe überschneiden. Der Achsenabstand d ist also größer als der Minimalabstand c, aber kleiner als der Wert b, also als der Durchmesser der Schraubenprofile. Bei dieser Anordnung bilden die Schraubenwellen 2 und 3 ein gegenläufiges Schraubenwellenpaar, das das aufgegebene Material selbsttätig einzuziehen und zu fördern vermag. Dabei wird jede der Schraubenwellen 2, 3 von der benachbarten äußeren Schraubenwelle 1 bzw. 4 während jeder Umdrehung von anhaftendem Material wieder freigeschält.
• Die Hauptrichtung des Materialflusses im Querschnitt eines dem Walzenumriß angepaßten Troges 5 ist aus der Fig. 5 ersichtlich. Das in Behandlung stehende Material umläuft im Querschnitt der Vorrichtung die beiden Schraubenwellenpaare in einer Doppelschleife, wobei sich der Umlaufsinn beim Übergang aus einer Windung in die andere umkehrt und jeweils dem Drehsinn des umlaufenen Walzenpaares folgt. Dieser Bewegung ist noch der Vorschub in Richtung der Wellenachsen überlagert. Teilströme des Materials können ein Wellenpaar mehrfach umlaufen, ehe sie in die Schleifenbahn um beide Wellenpaare gelangen. Sie sind indessen gegenüber der in der Hauptrichtung umgewälzten Menge klein und können vernachlässigt werden.
• In der Ausführungsform gemäß der F i g. 6 sind die jeweils gleichsinnig drehenden Schraubenwellen 1, 2 bzw. 3, 4 übereinander angeordnet. Die Achsen der Schraubenwellen liegen dabei in den Ecken eines Rechtecks mit den Seitenlängen c und d. Jede Schraubenwelle hat mit einer benachbarten mit gleicher Gewindegängigkeit den gleichen Drehsinn, bezüglich der anderen benachbarten mit ungleicher Gewinde- -gängigkeit entgegengesetzten Drehsinn. Der Materialfluß, der von diesem Schraubenwellensystem im Querschnitt eines seinem Umriß angepaßten Behälters erzeugt wird, ist aus der F i g. 7 ersichtlich. Für ihn gilt das zur Fig. 5 Gesagte sinngemäß. In dem von den vier Schraubenwellen umschlossenen Hohlraum 7 erfährt das zu behandelnde Material einen zusätzlichen Vorschub in Richtung der Wellenachsen von der Material aufgabe zum Materialaustrag.
• Die Figuren lassen erkennen, daß mehr als zwei Schraubenwellenpaare in der dargestellten Weise vereinigt werden können, wenn die Gesamtzahl der verwendeten Schraubenwellen durch Vier teilbar ist.
• Diese Kombinationen können durch Vervielfachen der Anordnungen gemäß den F i g. 5 und bzw. oder 7 herbeigeführt werden. Die Schraubenwellen werden in bekannter Weise mit den glatten Enden ihrer Achsen in Lagern, die in den Stirnwänden des umgebenden Troges befestigt sind, geführt. An einer Seite sind die Achsenenden über die Lager hinaus verlängert, um die Verbindung mit der Antriebsvorrichtung zu ermöglichen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Als Wärmeaustauscher ausgebildeter Schnekkenförderer mit mehreren zur Durchleitung eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeaustauschmittels geeigneten hohlen, rotierenden Schrauben- wellen, die in einem dem Wellenprofil angepaßten, mit einem Hohlmantel umgebenen Gehäuse mindestens teilweise ineinandergreifend parallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichn e t, daß mindestens zwei Schraubenwellenpaare, bei denen jeweils die Schraubenwellen eines Paares gleichen Drehsinn und gleiche Gewindegängigkeit aufweisen und in der gesamten Gewindetiefe der Schraubenprofile ineinandergreifen, so zueinander angeordnet sind, daß mindestens ein Schraubenwellenpaar mit gegenläufigem Drehsinn gebildet wird, wobei die benachbarten Schraubenwellen zweier entgegengesetzt drehender Schraubenwellenpaare nur in einem Teil der Gewindetiefen im Eingriff stehen.
2. 2. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Wellenachsen alle in an sich bekannter Weise in einer Ebene oder paarweise in verschiedenen Ebenen liegen und die beiden inneren, in einer Ebene liegenden Schraubenwellen sich gegenläufig drehen.
3. 3. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Schraubenwellenpaare auf den Ecken eines Rechtecks oder eines Parallelogramms liegen.