DE1264398B - Verfahren und Vorrichtung zum Auslaugen von zerkleinertem Material - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOId

Deutsche KL: 12c-l

Nummer: 1264 398

Aktenzeichen: A 47955IV c/12 c

Anmeldetag: 21. Dezember 1964

Auslegetag: 28. März 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslaugen von zerkleinertem Material in einem trogförmigen Behälter mit zwei oder mehreren darin angeordneten, um parallele Achsen umlaufenden Fördergliedern mit zur Drehrichtung schräggestellten Förderflächen, wobei der Achsenabstand zweier nebeneinanderliegender Förderglieder gleich groß oder kleiner ist als die Summe der größten Halbmesser der Förderglieder.

Verfahren und Vorrichtung dieser Art sind für das Auslaugen verschiedener animalischer oder vegetabilischer Materialien, z. B. für das Auslaugen von Zucker aus Zuckerrübeschnitzeln, bekannt. Beim Auslaugen wird dabei ein flüssiges Auslaugmittel, wie Wasser, am oberen Ende des schräggestellten trogförmigen Behälters eingeführt und strömt nach dem unteren Ende des Behälters zu, während gleichzeitig die Zuckerrübenschnitzel am unteren Ende des trogförmigen Behälters eingeführt werden und durch die umlaufenden Förderglieder, im all- ao gemeinen Förderschrauben, im Gegenstrom zum Auslaugmittel gefördert werden, um am oberen Ende des trogförmigen Behälters ausgetragen zu werden. Das mit Zuckersaft angereicherte Auslaugmittel wird am unteren Ende des Behälters in der Form eines Rohsaftes abgenommen, der das Ausgangsmaterial für die nachfolgende Aufarbeitung von Zucker bildet.

Obgleich Verfahren und Vorrichtungen der obengenannten Art für das Auslaugen von Zucker aus Zuckerrübenschnitzeln sehr geeignet sind, ergeben sich doch bedeutende Mängel, wenn zerquetschtes, ausgepreßtes oder zerkleinertes Zuckerrohr oder andere ausgesprochen faserige Materialien ausgelaugt werden sollen. Wird nämlich ein solches Material in einer derartigen Auslaugvorrichtung eingeführt, hat es die Neigung, sich zwischen den Förderflächen und um die Wellen der Förderschnecken herum zur Bildung einer fest zusammenhängenden Masse festzusetzen und dadurch den Förder- und Auslaufbereich im trogförmigen Behälter zu verstopfen. Das Ergebnis hiervon ist, daß die Kapazität der Vorrichtung herabgesetzt und deren Wirksamkeit wesentlich verringert wird, weil Ansammlungen von zusammengepreßtem und verfilztem Material eine regelmäßige Flüssigkeitströmung durch den Behälter verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslaugen von zerkleinertem Material der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit denen nicht nur Zucker aus Zuckerrübenschnitzeln, sondern auch ausgesprochen Verfahren und Vorrichtung zum Auslaugen
von zerkleinertem Material

Anmelder:

Aktieselskabet De Danske Sukkerfabrikker,

Kopenhagen

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:
Henning Anton Brüniche-Olsen,
Gentofte (Dänemark)

Beanspruchte Priorität:

Dänemark vom 20. Dezember 1963 (5953)

faserige Materialien in der gleichen vorteilhaften Weise ausgelaugt werden können.

Diese Aufgabe ist bezüglich des Verfahrens zum Auslaugen von zerkleinertem Material dadurch gelöst, daß die Teile der Förderglieder, die sich jeweils in dem durch die Achsen zweier benachbarter Förderglieder begrenzten Abschnitt der durch diese Achsen hindurchlaufenden Ebene befinden, innerhalb vorbestimmter Grenzen ständig periodisch in Axialrichtung gegeneinander hin- und zurückverschoben werden.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird beim Auslaugen eines faserigen Materials eine gegenseitige Bewegung der Förderglieder erzeugt, bei welcher der Teil der Förderfläche des einen Fördergliedes, der in den Zwischenraum zwischen den entsprechenden Förderflächen des anderen Fördergliedes eingreift, sich in diesem Zwischenraum hin- und zurückbewegt und mittels der an der Außenkante bzw. den Außenkanten des Fördergliedes vorgesehenen Zähne das faserige Material, das zwischen einander benachbarten Förderflächen an den Wellen der Förderglieder hängenbleibt, losreißt. Dadurch wird eine befriedigende Förderung und ein einwandfreies Auslaugen des Materials erreicht.

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vorzugsweise unter einem Winkel von 90° zur Drehachse der Förderglieder an den betreffenden Außenkanten angeordnet sind, da bei einem derartigen Winkel das wirksamste Losreißen des an der Welle des benachbarten Fördergliedes haftenden Materials erreicht wird. Die Zähne können selbstverständlich aber auch so angeordnet werden, daß sie mit der Drehachse der Förderglieder einen Winkel bilden, der größer oder kleiner als 90° ist, ohne daß die

F i g. 4 einen Teil eines Querschnittes durch die eine der in F i g. 3 gezeigten Förderschnecken längs der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch zwei miteinander zusammenwirkende Förderschnecken einer bekannten Vorrichtung im Bereich zwischen den Wellen der Förderschnecken,

Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Längs-

Zur ständig periodischen gegenseitigen Verschiebung der Förderglieder in Axialrichtung werden dabei zweckmäßigerweise die Umlaufgeschwindigkeiten der jeweils benachbarten Förderglieder gegenseitig geändert.

Damit bei der Vorrichtung zum Durchführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens die Teile der Förderglieder, die sich jeweils in dem durch die Achsen
zweier benachbarter Förderglieder begrenzten Abschnitt der durch diese Achse hindurchlaufenden io Vorteile des Erfindungsgegenstandes verlorengehen. Ebene befinden, ständig periodisch in Axialrichtung Die Erfindung wird im folgenden an Hand sche-

gegeneinander hin- und zurückverschoben werden, matischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeiist zweckmäßigerweise eine Differentialtransmission spiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt an die Wellen der einander benachbarten Förder- F i g. 1 die Ausführungsform einer erfindungsge-

glieder gekuppelt. Auch weisen die Förderglieder an 15 mäßen Vorrichtung in Seitenansicht, ihren Rändern Zähne auf. F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Quer-

Dadurch kann erreicht werden, daß die Um- schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie H-II stellung der Umlaufgeschwindigkeiten der Förder- von Fig. 1,

schnecken in unmittelbarer Abhängigkeit von der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teil der

gegenseitigen Lage der Förderglieder stattfindet, in- ₂o in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in Draufsicht nach dem eine Umschaltung jedesmal dann stattfindet, Entfernung des Oberbaues, wenn derjenige Teil der Förderfläche der einen Förderschnecke, der in den Zwischenraum zwischen den
entsprechenden Förderflächen der anderen Förderschnecke eingreift, sich im Verhältnis zu dieser zu- 25
letzt genannten Förderschnecke um eine Strecke bewegen kann, die etwas kleiner ist als die Steigungshöhe der Schnecken.

Zum gegenseitigen ständigen periodischen Verschieben einander benachbarter Förderglieder in 30 schnitt durch die Förderschnecken einer erfindungs-Axialrichtung ihrer Antriebswellen ist zweck- gemäßen Vorrichtung und

mäßigerweise eine Einrichtung mit einem Gehäuse F i g. 7 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung

vorgesehen, in dem zwei voneinander unabhängige zur Umstellung der gegenseitigen Geschwindigkeiten Hohlwellen gelagert sind, wobei die eine Hohlwelle der Förderschnecken zur Verwendung bei der erfinmit Innengewinde versehen ist und eine Spindel um- 35 dungsgemäßen Vorrichtung.

schließt, welche sich in die andere Hohlwelle hinein Die in den F i g. 1 bis 4 gezeigte Vorrichtung beerstreckt und gegenüber derselben axial verschiebbar steht aus einem zur waagerechten Ebene schwach ist, und daß die Spindel eine mit Außengewinde ver- geneigten Auslaugetrog 1, der auf einer Reihe von sehene und mit dem Innengewinde der Hohlwelle Unterstützungen 2 angebracht ist. Der untere Teil 3 zusammenwirkende Mutter sowie eine Büchse trägt. ₄₀ des Auslaugetroges hat im Querschnitt die Form von Falls dabei die beiden Förderschnecken die zwei zusammenhängenden Kreisbogenteilen, wähgleiche Umlaufgeschwindigkeit haben, laufen die rend der Oberteil des Troges aus schräg angeord-Hohlwelle und die mit der in axialer Richtung ver- neten Platten 4 und 5 und einem Deckel 6 besteht, schiebbaren Spindel verbundene Welle mit der welcher mit nicht dargestellten Schaufenstern vergleichen Geschwindigkeit um, so daß die Spindel 45 sehen ist. Am unteren Ende des Auslaugetroges 1 ist gegenüber dieser Welle keine Relativbewegung aus- ein Einführungstrichter 7 für das auszulaugende führt. Läuft hingegen die eine Förderschnecke mit Material angeordnet, und das obere Ende des Ausetwas anderer Geschwindigkeit um, führt die Spindel laugetroges 1 mündet in einen schräg angeordneten eine Axialbewegung aus, die bei geeigneter Anord- Hochförderschacht 8 aus, der oben eine Öffiung 9 nung der Büchse und geeignetem Abstand zwischen 50 bildet, durch die das ausgelaugte Material ausreden Kontaktgliedern so groß gemacht werden kann, tragen wird. Ein im Hochförderschacht angeordneter daß im Fall, in dem der axiale Abstand benachbarter Hochförderer wird von einem am oberen Trogende Förderglieder in der durch die Antriebswellen der angeordneten Motor 10 angetrieben. Der Unterteil 3 Förderglieder bestimmten Ebene eine minimal zu- des Auslaugetroges ist mit Dampfmänteln 11 verlässige Größe erreicht, die Büchse das eine Kontakt- 55 sehen, die durch Dampfrohre 12 mit Dampf gespeist glied betätigt, wodurch eine solche Umstellung der werden und von denen Kondensat durch Rohre 13

herausgenommen wird, Für das Einführen von frischen Auslaugmitteln dient ein Einführungsrohr 14, während für die Flüssigkeit, die aus dem behan-60 delten Material ausgepreßt wird, wenn es nach dem Auslaugen durch eine oder mehrere Walzmühlen hindurchgeführt wird, ein Abgaberohr 15 vorgesehen ist. Der Rohrsaft wird durch einen am unteren Ende des Troges angeordneten Auslauf 16 heraus-65 genommen. Zwei im Auslaugetrog angeordnete und um parallele Wellen 17, 18 umlaufende Förderschnecken 19 und 20 als Förderglieder werden von getrennten Antrieben, die am unteren Ende des

gegenseitigen Geschwindigkeiten der Förderschrauben stattfindet, daß der Abstand wieder zunimmt, bis er eine maximal zulässige Größe erreicht hat, worauf eine erneute Umstellung folgt.

Durch die Verwendung der beschriebenen Einrichtung wird mit Sicherheit gewährleistet, daß keine gegenseitige Berührung der Förderflächen infolge verspäteter Umstellung der gegenseitigen Geschwindigkeiten der Förderschnecken auftreten kann.

Es sei in diesem Zusammenhang noch bemerkt, daß die an der Außenkante der schräggestellten Förderflächen der Förderglieder vorgesehenen Zähne

Troges angeordnet sind, angetrieben. Der in der Zeichnung dargestellte Antrieb besteht aus einem Motor 21, der mit einem Winkelgetriebe 22 verbunden ist, welches eine Ausgangswelle 23 aufweist, die mit einem Kettenrad 24 versehen ist. Das Kettenrad 24 ist mittels einer Kette 25 mit einem auf der Welle 18 der Förderschraube 20 angeordneten Kettenrad 26 verbunden.

Die entsprechenden Kettenräder mit Kette, die die Förderschraube 17 antreiben, sind gegenüber den Kettenrädern 24 und 26 und der Kette 25 in axialer Richtung verschoben und in F i g. 1 als Ganzes mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet.

Die Förderschnecken 19 und 20 haben den gleichen Durchmesser und die gleiche Steigungshöhe, sind aber entgegengesetzt verwunden und laufen in entgegengesetzten Richtungen um. Die Förderflächen 28 der Förderschnecken sind mit einer großen Anzahl von gleichmäßig über die Flächen verteilten, durchgehenden Löchern 29 versehen (Fig. 4), wobei an der Kante der Förderflächen ein Bandeisen 30 befestigt ist, an dessen Außenseite mit einem Winkelabstand von etwa 30° eine Reihe von Zähnen 31 angeschweißt ist.

Während sich bei einer Ausbildung der Förderschnecken, wie es in Fi g. 4 gezeigt ist, zwischen den einander zugewandten Schraubenflächen um die Antriebswellen der Förderschnecken herum kein auszulaugendes Material festsetzt, sammelt sich bei einer bekannten Auslaugevorrichtung mit Förderschnekken, wie sie in F i g. 5 dargestellt sind, beim Auslaugen von Zuckerrohr das faserige Material 32 zwischen den Förderflächen 28 und um die Antriebswellen herum, was zur Folge hat, daß die Förderflächen der einen Schnecke das Material in den Zwischenräumen zwischen den Förderflächen der benachbarten Schnecke zusammenpressen.

Falls die Förderschnecken der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen, werden im zusammengepreßten Material zwischen den Förderflächen nur tiefe, schraubenförmige Nuten eingefräst. Werden dagegen die gegenseitigen Geschwindigkeiten der Förderschnecken in geeigneten Zeitabständen geändert, und zwar dann, wenn der Abstand zwischen den Schraubenflächen einen Kleinstwert und einen Höchstwert erreicht, bewegen sich die Förderfiächen der einen Förderschnecke 18 im Verhältnis zu den Förderflächen der anderen Förderschnecke 17 zwischen zwei Stellungen, die in F i g. 6 mit 33 und 34 bezeichnet sind, hin und zurück, während gleichzeitig die Förderflächen der anderen Förderschnecke 18 sich zwischen entsprechenden Stellungen 33 und 34 hin und zurück bewegen. Bei dieser Bewegung reißen die Zähne 31 das um die Wellen der Förderschnecken 17 und 18 etwa angesammelte Material los. Die angestrebte Wirkung kann also dadurch erreicht werden, daß die Phasenverschiebung zwischen den beiden Förderschrauben innerhalb bestimmter Grenzen kontinuierlich geändert wird. Die untere Grenze" entspricht dabei einer Phasenverschiebung, die etwas größer als Null ist, während die obere Grenze einer Phasenverschiebung entspricht, die etwas kleiner ist als die Steigungshöhe der Schrauben.

Die in F i g. 7 gezeigte Vorrichtung zur periodischen Umstellung der gegenseitigen Umlaufgeschwindigkeiten der Förderschnecken besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 35, in dem zwei voneinander unabhängige Hohlwellen 36 und 37 gelagert sind, die mit je einem Kettenrad 38 bzw. 39 versehen sind. Diese Kettenräder werden von je einer der Förder-

y. -, schnecken so angetrieben, daß die beiden Wellen 36 und 37 die gleiche Umlauf richtung haben. Die Hohlwelle 37 ist innen mit einem steilen Gewinde versehen, das mit einer mit Außengewinde versehenen Mutter 40 zusammenwirkt, die an einer Spindel 41 fest angebracht ist, welche zusammen mit der Welle

ίο 36 umläuft, aber im Verhältnis zu dieser in axialer Richtung verschiebbar ist. Diese Bewegung wird durch einen an der Spindel 41 angeordneten Steuerstift 42 erzeugt, dessen Enden in axiale Nuten 43 an der Innenseite der Hohlwelle 36 hineinragen. An der Spindel 41 ist außerhalb des Gehäuses 35 eine Büchse 44 angebracht, die mittels eines Bolzens 45 in axialer Richtung einstellbar ist. Außerdem sind zwei Schalter 46,47 vorgesehen, die durch Betätigung von Kontakten 48,49 eine Umstellung der gegenseitigen Umlaufgeschwindigkeiten der Förderschnecken bewirken.

Falls die beiden Förderschnecken mit der gleichen Umlaufgeschwindigkeit umlaufen, laufen auch die Wellen 36, 37 mit gleicher Geschwindigkeit um, so daß die Mutter 40 und die Spindel 41 nicht ihre Lage im Verhältnis zur Welle 37 ändern. Läuft aber die eine Förderschnecke mit einer etwas größeren Geschwindigkeit als die andere um, bewegt sich die Mutter 40 gegenüber der Welle 37, so daß die Spindel 41 in axialer Richtung verschoben wird, bis die Büchse 44 durch Betätigung des Kontaktes 48 •bzw. 49 eine Umstellung der gegenseitigen Geschwindigkeiten der Förderschnecken erzeugt, was mit sich führt, daß die Spindel 41 sich jetzt in entgegengesetzter Richtung bewegt, bis die Büchse 44 den anderen Kontakt betätigt.

Durch geeignete Einstellung der Büchse 44 gegenüber der Spindel 41 mittels des Bolzens 45 und durch Wahl eines geeigneten Abstandes zwischen den Kontakten 48 und 49 bzw. durch Änderung der axialen Länge der Büchse 44 kann die Umschalteinrichtung in Verbindung mit einer gegebenen Gewindehöhe so eingestellt werden, daß eine Umstellung der gegenseitigen Geschwindigkeiten stattfindet, bevor die Förderflächen der am schnellsten umlaufenden Förderschnecke die Förderflächen der am langsamsten umlaufenden Förderschraube einholen und auf diese aufschlagen. Die Einrichtung zur Umstellung der gegenseitigen Geschwindigkeiten kann in der Praxis so eingestellt werden, daß eine Umstellung jedesmal dann vorgenommen wird, wenn der Abstand zwischen den Schraubenflächen etwa ein Fünftel der Steigungshöhe beträgt.

Es wurde in der Praxis gefunden, daß es zweckmäßig ist, die Umlaufgeschwindigkeiten der Förderschnecken zwischen den Grenzen η + 5% und η — 5°/o zu ändern, wobei η die normale Umlaufgeschwindigkeit der verwendeten Förderschnecke bezeichnet. Die Größe von η liegt dabei bei einem Umlauf pro Minute.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auslaugen von zerkleinertem Material in einem trogförmigen Behälter mit zwei oder mehreren darin angeordneten, um parallele Achsen umlaufenden Fördergliedern mit zur Drehrichtung schräggestellten Förderflächen,

wobei der Achsenabstand zweier nebeneinanderliegender Förderglieder gleich groß oder kleiner ist als die Summe der größten Halbmesser der Förderglieder, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Förderglieder, die sich jeweils in dem durch die Achsen zweier benachbarter Förderglieder begrenzten Abschnitt der durch diese Achsen hindurchlaufenden Ebene befinden, innerhalb vorbestimmter Grenzen ständig periodisch in Axialrichtung gegeneinander hin- und zurückverschoben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit benachbarter Förderglieder gegenseitig geändert werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differentialtransmission an die Wellen (17,18) zweier benachbarter För-

derglieder (28) gekuppelt ist und daß die Förderglieder (28) an ihren Rändern (30) Zähne (31) aufweisen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum gegenseitigen ständigen periodischen Verschieben einander benachbarter Förderglieder in Axialrichtung ihrer Antriebswellen eine Einrichtung mit einem Gehäuse (35) versehen ist, in dem zwei voneinander unabhängige Hohlwellen (36, 37) gelagert sind, wobei die eine Hohlwelle (37) mit Innengewinde versehen ist und eine Spindel (41) umschließt, welche sich in die andere Hohlwelle (36) hinein erstreckt und gegenüber derselben axial verschiebbar ist, und daß die Spindel (41) eine mit Außengewinde versehene und mit dem Innengewinde der Hohlwelle (37) zusammenwirkende Mutter (40) sowie eine Büchse (44) trägt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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