DE1923870A1

DE1923870A1 - Materialbearbeitungsvorrichtung mit Schraubenfoerderer

Info

Publication number: DE1923870A1
Application number: DE19691923870
Authority: DE
Inventors: Archer William Earl
Original assignee: Joy Manufacturing Co
Current assignee: Joy Manufacturing Co
Priority date: 1968-05-10
Filing date: 1969-05-09
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1259509A; US3548926A

Description

"Materialbearbeitungsvorrichtung mit Schraubenförderer."

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Materialbearbeitungsvorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen und Mischen von fließfähigem Stoff, während dieser Stoff durch einen Schraubenförderer mit hohlen Schraubengängen transportiert wird, wobei die schraubenlinienförmigen Schraubengänge der Förderschraube aus getrennten Segmenten bestehen, die jeweils über etwa 36O⁰ verlaufen.

Scliraubenfördervorrichtungen mit hohlen Schraubengängen, wie z.B. die in der USA-Patentschrift 2 731 2Λ1 beschriebene und dargestellte Vorrichtung, bei der hohle schraubenförmige Teile, die in einem geeigneten Gehäuse oder Trog ineinandergreifend drehbar gelagert sind, Material von einem Einlaßteil zu einem Auslaßteil des Troges transportieren, während das Material durch Wärmeaustausch mit einem durch die hohlen Schraubengänge geleiteten Wärmeübertragungsmedium erwärmt oder gekühlt wird, sind in der Technik der Matorialbearbeitung bekannt.

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Derartige Vorrichtungen haben zwar dem Zweck gedient, für den sie bestimmt sind, waren jedoch aus den folgenden Gründen nicht vollständig zufriedenstellend:

Bei bestimmten Materialien unter bestimmten Bedingungen des Feuchtigkeitsgehaltes, der Teilchengröße oder der chemi^· schen Art des Materials bewirkt die glatt verlaufende Förderwirkung der in der Technik bekannten Förderer mit hohlen Schraubengängen, das das Material zu schnell durch die Bearbeitungsvorrichtung transportiert wird, um vor dem Verlassen der Fördervorrichtung das gewünschte Mischen, Trocknen oder die sonstige Behandlung durchführen zu können.

Bei bestimmten Materialien unter bestimmten Bedingungen gestatten die Förderer mit durchgehenden Schraubengängen gemäß dem Stand der Technik dem Material, sich an den Schraubengängen des Förderers festzusetzen.

Diese und sonstige den in der Technik bekannten Schraubenförderern mit hohlen Schraubengängen innewohnenden Schwierigkeiten werden durch die Schraubenbearbeitungsvorrichtung mit hohlen Schraubengängen gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Mindestmaß verringert oder vollständig überwunden. Bei der erfindungsgetnäßen Vorrichtung bestehen die schrauben— linienförmigen Schraubengänge aus Schraubensegmenten, die über etwa 36O verlaufen und voneinander durch einen erheblichen Zwischenraum zwischen den Enden der einzelnen Schraubengänge getrennt sind _t so daß, wenn das Material an einem Schraubengangsegment entlang transportiert worden ist, der zwangsläufige Transport des Materials unterbrochen wirü und das nächste Segment des Schraubenganges dann den Teil des Materials, der von dem ersten Segment abgegeben wird, in etwa gleiche Teile zerschneidet und dann den Transport des Materials wieder beginnt. Dieses Anhalten und Wiederbeginnen der Förderwirkung und das Aufschneiden des Materials ergibt die etrwarte-

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ten Ergebhisse, die darin bestehen, daß .die "Bewegung des Materials durch die ßearbeitungsvorrichtung verlangsamt wird, um je nach Bedarf eine zusätzliche Misch- und Behandlungszeit zu erhalten, während gleichzeitig unerwartet große zusätzliche Vorteile einer besseren Wärmeübertragung im Vergleich zu den in der Technik bekannten Vorrichtungen dieser Art _% ein besseres Mischen und ein geringeres Festsetzen dies Materials, an dem Schraubengang der Beai'beitungsvOrrichtung erzielt werden.,

Demzufolge wird erfindun.fsgeinäß eine Wärmeaustauschvorrichtung geschaffen, die ein langgestrecktes» das Material umsehliessendes Gehäuse umfasst-,, das an einem Ende einen Materialeinlaß und am anderen Ende einen Materialauslaß aufweist, und die ferner mindestens ein® Hohlwelle umfasst, die in dem Gehäuse in einer hest zäunten Richtung drehbar gelagert ist und an der schrauben!inieiifürmige Fördermittel angebracht sind) die eng in dem Gehäuse aufgenommen Werden, wobei die schraubenlinienförmiisen Fördermittel hohl sind und mit ihrem Inneren in Verbindung mit dem Inneren der Hohlwelle stehen, so daß ein Strömungsfähiges Wärmeaustauschmediuni durch sie hindurchgeschickt werden kann, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die sctaraubenlinienförmigen Fördermittelin Segmenten ausgebildet sind, wobei jedes Segment über im wesentlichen eine volle Schraubenwindung um die Welle verläuft und die Enden der Segmente sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung der Welle in Abstand voneinander angeordnet sind.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines fließfähigen Stoffes durch laufende Zufuhr dieses Stoffes in ein .Gehäuse,- das eine langgestreckte, das Material umschliessende Förderstrecke bildet, in der.ein langgestreckter Materialförderer angeordiaet ist, Λίοϋβί das Material in Längsrichtung, durch das Gehäuse gefördert wird., während gleichzeitig eine Wärmeübertragung zwischen dem Material und einem strömungsfähigeii, Wärmeaus.tauschmediiiui vorgenommen wird,

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das durch mindestens eines der Förderteile umgewälzt wird, und wobei das Material laufend aus dem Gehäuse abgeführt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material zunächst über einen ersten langgestreckten Teil' der Förderstrecke durch direkten Eingriff mit dem Materialförderteil gefördert wird, das dann das Material, unmittelbar anschliessend an die anfängliche Förderbewegung, durch einen zweiten Teil der Förderstrecke nur durch Materialverdrängung bewegt wird, und daß das Material unmittelbar anschliessend an diese durch Materialverdrängung hervorgerufene Bewegung über einen dritten Teil

^ der Förderstrecke durch den direkten Eingriff des Materialförderers bewegt wird.

Diese und weitere Vorteile der mit Schraubengangsegmenten versehenen Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden * Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen

Figur 1 eine Draufsicht auf eine gemäß der Erfindung ausgebildete Materialbearbeitungsvorrichtung ist, bei der ein Teil des äusseren Gehäuses aufgebrochen ist, um die Schraubengangsegmente gemäß der Erfindung zu zeigen,

Figur 2 eine Seitenrissansieht der in Figur 1 gezeigten ι Bearbeitungsvorrichtung ist,

Figr 3 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Richtung der Pfeile ist,

Figur 4 eine Teilseitenrissansicht in vergrössertem Maßstab einer Förderschraube ist, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist,

Figur 5 eine Mittelschnittansiclit der in Figur 4 gezeigten Förderschraube ist_f und

Fjpr 6 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 6-6 in Figur 5 in nichtung der Pfeile ist.

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In den Figuren 1, 2 und 3 ist eine Materialbearbeitungsvorrichtung 10 gezeigt, die ein Gehäuse 12 mit einem Sockelteil 14 umfasst, das auf einem Boden oder festen Fundament getragen wird. In dem Gehäuse 12 sind zwei Förderschrauben l6 und 17 mit hohlen Schraubengängen angebracht. Der Schraubengang der einen Förderschraube ist dabei rechtsgängig während der Schraubengang der anderen Förderschraube linksgängig . ist. Ein unteres wannenförmiges Abdeckband 18 und ein oberes wannenförmiges Abdeckband 20 umsehliessen die Förderschrauben 16 und 17 eng, wobei das obere wannenförmige Abdeckband 20 umgekehrt ist und mit dem unteren wannenförmigen Abdeckband 18 so zusammengesetzt ist, daß sie eine Materialäufnahuiekammer 21 bilden, die über einen geeigneten Materialeinlaß 22 in dem oberen Abdeekband in Nähe des rechten Endes des Gehäuses 12 in der Ansicht der Figuren 1 und 2 in Verbindung mit einer (nicht gezeigten ) Quelle für das zu bearbeitende Material steht, und die an dem unteren linken Ende in der Ansicht der Figuren 1 und 2 einen Auslaß 24 aufweist. Der Auslaß 24 steht in geeigneter Weise in Verbindung mit weiteren Bearbeitungsvorrichtungen oder mit einer Ausgabeeinrichtung für das fertige Produkt (nicht gezeigt). Wie es durch die Pfeile 26, 27 und 28 angedeutet ist, findet der Fluß des Materials durch die Bearbeitungsvorrichtung 10 durch den Einlaß 22 unter dem Einfluß der Schwerkraft zunächst nach unten statt. Sodann verläuft der Materialfluß von rechts nach links entlang dem Pfeil 27 unter der Wirkung de*· Förderschrauben 16 und 17 und dann nach unten und außen durch den Auslaß 24, wiederum zumindest teilweise unter demEinfluß der Schwerkraft, wie es durch den Pfeil 28 angedeutet ist.

Die Förderschrauben 16 und 17 sind in geeigneter ¥eise in Verlängerungen des Gehäuses 12 durch geeignete Lager 30 gelagert und werden mit gleichen Drehzahlen durch zwei Zahnräder 32 gegeneinander gedreht. Eines der Zahnräder ist mit einer geeigneten Kraftquelle beispielsweise über eine geeignete Wellen- und Kettenradanordnung 34 verbunden, um eines der Zahnräder 32 in einer in der Technik bekannten Weise anzutreiben. 9 09887/1078

In den Figuren 4, 5 und 6 ist in vergrössertem Maßstab eint Teil der liniesgängigen Förderschraube 17 gezeigt. Diese umfasst ein langgestrecktes, im wesentlichen zylindrisches j hohles äußeres Teil oder Achsrohr 36» das gleichachsig mit und in Abstand von einem inneren rohrförmigen Teil oder Einsatzrohr 38 gehalten wird, wobei die Rohre 36 und 38 durch Abstandshalter 40 und 42 in gleichachsigem und durch einen geeigneten Abstand getrennten Verhältnis gehalten werden. Jeweils ein rechter und ein linker Abstandshalter 40 bzw. 42 bilden ein Paar, wie in Figur 5 gezeigt, das zwischen sich einen Kanal 44 einschliesst, der schraubenlinienförmig zumindest teilweise um den äußeren Umfang des Einsatzrohres ^S verläuft. Dieser Kanal 44 dient einem weiter unten zu besehreibenden Zweck.

Wie durch die in gestrichelten Linien dargestellten Pfeile 46, 47 und 48 angedeutet ist, ist das Verhältnis zwischen den Rohren 36 und 38 derart, daß sie zwischen sich einen Kanal bilden, durch den ein Wärmeübertragungsmedium, wie z.B. Wasserdampf, heißes Wasser, kaltes Wasser oder ein sonstiges beliebiges Wfcrmeübertragungsmedium strömen kann. Das Wärmeübertragungsmedium strömt durch einen Kanal 45 zwischen den Rohren 36 und 38 von links nach rechts wie es beispielsweise durch den Pfeil 46 angedeutet ist, zu einer Stelle in Nähe des rechten Endes der Förderschraube 17, wo Öffnungen in dem Einsatzrohr 38 (nicht gezeigt) dem Wärmeaustausehmedium gestatten), aus dem Kanal 45 zwischen den Rohren in den Innenraum 49 des Einsatzrohres 38 zu strömen, wie es durch den Pfeil 47 angedeutet ist, woraufhin das Wärmeaustausehmedium in dem Einsatzrohr 38 nach links geleitet wird, um dann das ' Einsatzrohr 38 zu verlassen, .wie es durch den Pfeil 48 angedeutet ist. Die Verbindungsanschlüsse für die Zufuhr und den Auslaß des Wärmeaustauschmediums sind in den Figuren 1 und gezeigt, wo ein Zufuhrrohr 50, das in geeigneter Weise mit einer Quelle für unter Druck stehendes strömungsfähiges Wärmeaustauschmedium verbunden ist, in Verbindung mit einem

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Einlaß-Mehrfachansehlüß 52 steht, der seinerseits über zwei * Leitungen 5*t (von denen nur eine gezagt ist) mit darin angeordneten Ventilen 55-verbunden ist, die ihrerseits über geeignete flüssigkeits- und gasdichte Drehverbindungen 58 mit den Kanälen k5 in den Schrauben 16 bzw. 17 in Verbindung stehen. Somit wird das strömungsfähige Medium in die Kanäle Λ5 geschickt und strömt danach in die Kanäle 49 und aus diesen durch flüssigkeiten und gasdichte Drehverbindungen 6.0, die die Verbindung zwischen dem Einsatzrohr 38 und einer Leitung 62 für jede Förderschraube l6 und 17 bilden. Die Leitungen 62 stehen in Verbindung mit einem Auslaß-Mehrfachanschluß 6k, der seinerseits mit einem Auslaßrohr 66 in Verbindung steht, das den Abfluß für das stromungsfähige Wärmeaustauschinedium bildet, das durch Wärmeaustauscher und geeignete Pumpen und Ventile zu dem Zufuhrrohr 50 in einer geschlossenen Umwälzanlage zurückgebracht werden kann oder in bekannter Weise aus der Anlage abgelassen werden kann, je nachdem ob das strömungsfäliige Warmeaust-auschmedium wieder verwendet oder nicht wieder verwendet werden soll.

Es sei dai-auf hingewiesen, daß eine vollständigere Beschreibung und Darstellung der oben erwähnten Ümwälzanlage für das strömungsfähige Wärmeaustauschmittel in der oben genannteil ÜSA-Pa tent schrift 2 731 .241 enthalten ist.

In den Figuren i, ^, 5 und 6 sind ferner sehraubenlinienförmige Elemente 70 und 72 gezeigt, die auf den Achsrohren 36 der Förderschrauben l6 und 17 angebracht sind und radial nach außen von den Achsrohren abstehen. Die Sehraubenelernente 70 auf der Förderschraube l6 haben Eeehtgguig, während die Schraubeneleniente 72 auf der Förderschraube 17 Linksgang aufweisen» Jede FörderschrauTxe Ϊ6 und 17 weist mehrere Elemente 70 bzw. 72 auf.

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Wie es insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist, ist die nach außen reichende Abmessung der Elemente 70 und 72 derart, daß, wenn die Förderschrauben ±6 und 17 in der Bearbeitungsvorrichtung 10 eingesetzt sind, die Schraubenelemente sich gegenseitig überlappen, wobei die Elemente 70 der Förderschraube 16 nahezu das Achsrohr 36 der Schrauben 17 berühren und umgekehrt.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fjgir 5 sei darauf hingewiesen, daß die schraubenlinienförmigen Elemente 72 hohl sind und einstückig mit dem Achsrohr 36 der Fördersehraube 17 ausgebildet sind, und daß die Abstandshalter 40 und 42 so angeordnet sind, daß der Kanal 44 einen radial nach- innen verlau»- fenden Teil des Kanals in dem hohlen Element 72 bildet und die Abstandshalter 40 und 42 eine geradlinige Strömung des Wärmeaustausehmediums in der durch den Pfeil 46 angedeuteten Itichtun-e: verhindern und vielmehr das Wärmeaustauschmedium zwingen, spiralförmig um einen Teil des Einsatzrohres 38 zuströmen, wobei sich das Wärmeaustausehmedium in enger, wärmeleitender Berührung mit dem Inneren der schraubenlinienfönnigen Elemente befindet. Es sei bemerkt, daß jedes schraubenliriienförmige Element 72 eine vordere Fläche 74 aufweist, die sich in der Ansicht der Figuren 4 und 5 links befindet und dazu dient, das mit dieser Fläche in Berührung stehende. Material vor sich her zu schieben, wenn die Schraube 17 sieh in der durch den Pfeil 76 angedeuteten Richtung dreht, die von dem linken Ende der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Schraube aus gesehen eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn ist. Jedes Element 72 weist eine gekrümmte hintere Fläche 78 auf, die von dem äußeren Hand der Vorderfläche 74 zu der Außenfläche des Achsrohres 36 hinunter verläuft und dadurch die Außenfläche des schraubenförmigen Elementes 72 vervollständigt. Die hintere Fläche 78 ist in geeigneter Weise gekrümmt, um in den Elementen 72 einen Kanal mit den erforderliehen Ab-

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messungen zu bilden und um eine glatte Außenform zu bilden, was für die Reinigung der Förderschraube 17 von Nutzen ist. Jedes schraubenlinienförmige Element 72 ist ein gesonderter Teil eines unterbrochenen Schraubengewindes, das nahezu über die gesamte Lange des Schraubenelementes 17 verläuft, wobei sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung zwischen aufeinanderfolgenden Elementen 72 ein Zwischenraum besteht. Jedes schraubenlinienförmige Element 72 verläuft über etwa eine Windung um den Umfang des Achsrohres 36. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft das Element 72 über etwa 330°. Die Ausrichtung der aufeinanderfolgenden Elemente 72 in Richtung des Vorschubes des Materials, das von rechts nach links gefördert wird, wie es durch den Pfeil 80 angedeutet ist (siehe Figur ^), ist derart, daß das vordere Ende 82 des linken Endelementes 72 in der Figur k im Verhältnis zu der Richtung der Schraubendrehung um einen Winkel von etwa 90 hinter dem vorderen Ende 82· des rechten Endelementes 72 in der Ansicht der Figur h versetzt ist.

Es sei bemerkt, daß durch die Merkmale, daß die Elemente über etwa 330° um das Achsrohr verlaufen und daß ein Element um 90° gegenüber dem nächsten Element 72 in Richtung des Materialvorschubes versetzt ist, nur bevorzugte Ausführungsbeispiele sind, und daß der genaue Betrag, um den die Elemente um das Achsrohr herumverlaufen, und der Betrag, um den aufeinanderfolgende Elemente 72 gegeneinander versetzt sind, dem Ermessen desjenigen überlassen sind, der die Vorrichtung für einen bestimmten Zweck konstruiert, was von den Bearbeitungsbedingungen abhängt, wie z.B. der gewünschten besonderen Förderung, dem notwendigen Betrag des Mischens, dem Feuchtigkeitsgehalt und der physikalischen Art des zu bearbeitenden Materials. Änderungen dieser Bedingungen könnten andere besondere Ausbildungen erforderlich machen.

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Ferner sei darauf hingewiesen, daß die schraubenlinienförmigen Elemente 72 nicht einstückig mit dem Achsrohr 36 ausgebildet zu sein brauchen, solange die Elemente 72 hohl sind und in guter Verbindung mit dem Kanal 45 stehen, der zwischen dem Inneren des Aehsrohres 36 und der Außenseite des Einsatzrohres 38 besteht. Bei einem abgewandelten Herstellungsverfahren könnte ein durchgehendes Achsrohr 36 als rein rohrförmiges Teil verwendet werden, an dessen Außenseite hohle Schraubengänge wie z.B. die Elemente 72 angeschweisst -werden und das in geeigneter Weise angebrachte Öffnungen aufweist, die die Verbindung zwischen dem Inneren der Schraubengänge und dem Kanal 45 herstellen.

Die Schraube l6 ist in derselben Weise ausgebildet, wie es vorstehend für die Schraube 17 besehrieben worden ist, mit der einzigen Ausnahme, daß die Schraubengänge oder schraubenlinienförmigen Elemente 70 der Förderschraube l6 Beehtsgang aufweisen, so daß, wenn die Schrauben l6 und 17 durch die Zahnräder 32in Gegendrehung versetzt werden, die Elemente 70 und 72 ineinandergreifende Schrauben bilden, deren nach vorn gerichtete Flächen in den Ansichten der Figuren 1, 4 und 5 nach links weisen, und das Material durch die nach vorn weisenden Flächen 74 der sich drehenden Förderschrauben von rechts nach links transportiert wird.

Ferner ist ersichtlich, daß die Erfindungsgedanken auch mit einer einzigen Förderschraube verwirklicht werden können, die eng in einem geeigneten wannenförmigen Gehäuse angebracht ist, oder durch Vorrichtungen mit mehreren Fördersclirauben, die jede beliebige Anzahl von Förderschrauben enthalten können.

Wenn zwei oder mehr Förderschrauben verwendet werden, ist es möglich, ineinandergreifende Schrauben mit in gleicher .Richtung verlaufenden Schraubengängen zu verwenden, die in der gleichen Richtung gedreht werden, um die Gedanken der vor-

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findung zu verwirklichen» Der Betrieb, der Materialbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung beginnt damit, daß ein unter Druck stehendes, strömungsfähiges Wärme— austausehmedium, wie z.H. heisses Wasser, dem Mehrfachanschluß 52 aus .dem Zufuhrrohr 50 zugeführt wird, wobei das Wasser durch' die Leitungen 5^ und die Eiiilaß-Drehanschlüsse 58 in die Kanäle 45 zwischen dem Inneren des Achsrohres 36 und der Außenseite des Einsatzrohres 38 strömt. Das Wasser wird durch den Druck veranlasst, durch die Kanäle44 und den Iniienraum der aufeinanderfolgenden schraubenlinienförmigen Elemente 72 und 70.bis etwa an das rechte Ende der Förderschrauben 16 und 17 zu strömen, wo es durch Öffnungen in den Einsatzrohren 38 strömt und nach Durchströmen der Innenkanäle 49 in den Einsatzrohren 38 die Förderschrauben l6 und 17 durch die Drehanschlüsse 60, die Leitungen 62, den Mehrfachanschluß 64 und das Auslaßrohr 66 verlässt, um in bekannter Weise wieder erwärmt und zu den Förderschrauben 16 und 17 zurüekgeleitet zu werden oder in sonstiger Weise je nach Bedarf entfernt zu werden. Wie es ausführlicher in der oben erwähnten USA-Patentschrift beschrieben ist, können die das Gehäuse bildenden Abdeckbänder .18 und 20 je nach Bedarf erwärmt oder abgekühlt werden, indem sie als die inneren Teile eines Wasserkühl- oder Heizmantels mit mehr oder weniger großen Abmessungen verwendet werden, der die Abdeekbänder 18 und 20 umgibt.

Wenn sich die Förderschrauben 16 und 17 auf der gewünschten Temperatur befinden, wird die (nicht gezeigt) Kraftquelle betätigt, um über die Wellen- und Kettenradanordnung Jk die Schrauben 16 und 17 mit der gewünschten Drehzahl in der gewünschten Gegendrehung zu drehen, so daß sieh die nach vorn weisenden Flächen Jk der söhraubenlinienförmigen Elemente 70 und 72 in der Ansicht der Figur 1 von rechts nach links vorbewegen. Das zu bearbeitende fließfähige Material wird durch

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den Einlaß 22 in die Kammer 21 eingeführt, und wenn das Material in Berührung mit den ersten Elementen 70 und 72 an dem rechten. Ende der Förderschrauben 1.6: bzw. 17 gelangt, wird ein erstes Quantum des Materials unter der Wirkung des ersten Elementes 70 und des ersten Elementes 72 über etwa eine Umdrehung der Förderschrauben durch eine positive Förderwirkung nach vorn gedrückt, d.h., nach links entlang den Sehrauben 16 und 17. Danach wird die positive Förderwirkung aufgrund des Zwischenraumes zwischen dem hinteren Rand des rechten Elementes 72 und dem vorderen Rand 82 des nächsten schraubenlinienförmig

^ gen Elementes 72 unterbrochen. Während dieser ersten Förderperiode wird die Wärme von den Wärmeübertragungsflächen des ersten schraubenlinienförmigen Elementes 72 und von der Auflen·- flache des Achsrohres 36 in bekannter Weise auf das Material; übertragen. Wenn die positive Förderwirkung unterbrochen wird* verharrt das erste Quantum des Materials in seiner axialen Vorschubbewegung für eine kurze Zeit und wird nur durch eine Verdrängungswirkung weiterbewegt, die von einem: zweiten Materialquantura ausgeübt wird, das von den ersten Elementen 70 und positiv gefördert wird und das erste Quantum nach vorn drückt, bis das vordere Ende 82 des zweiten Elementes 72 in Berührung mit einem Teil des ersten Quantums des geförderten Materials gelangt. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Quantum in etwa

) gleiche Teile aufgeteilt, und die weitere positive Förderung des vordersten Teiles wird wieder begonnen, während der hintere Teil des ersten Quantums dem zweiten Quantum zugefügt wird, das zu diesem Zeitpunkt von dem ersten sehrauben-·— liniecCörmigen Element 72 bewegt wird. Während der Zeit, in der das Material von dem Einlaß 22 zu dem Auslaß Zh gefördert wird, findet also eine Reihe von Wirkungen statt, die wie folgt besehrieben werden:

1. Schritt: Positive Förderung eines Quantums von fließfähige* Material während einer ersten Zeitspanne entlang einer Wanne durch die Berührung mit einem ersten hohlen sehrauben-

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linienförmigen Element, in dem ein Wärmeaustauschmedium enthalten ist;

2. Schritt: Übertragung der Wärme zwischen dem Wärmeaustauschmedium und dem Materialquantum durch Berührung mit den Innen- bzw. Außenflächen des schraubenförmigen Elementes;

3. Schritt: Unterbrechung der positiven Förderwirkung

an dem Materialquantum während einer zweiten Zeitspnne, während der das Quantum nur durch Materialverdrängung bewegt wird;

4. Schritt: Wiedereinsetzen der positiven Förderwir^ng an einem Teil des ersten Quantums während einer Zeitdauer, die im wesentlichen gleich der ersten Zeitdauer ist, durch Berührung mit einem zweiten schraubenlinienförmigen Element über etwa eine Umdrehung des zweiten Elementes;

5. Schritt: Unterbrechung der positiven Förderwirkung für eine Zeitdauer, die im wesentlichen gleich der zweiten Zeitdauer ist; und Wiederholung der Sehritte der positiven Förderung und der Materialverdrängung in einer bestimmten Anzahl für die gewünschte Wärmeübertragung, wonach das Material laufend aus dem Gehäuse abgeführt wird.

W_enngleich das oben erwähnte Verfahren im Zusammenhang mit der hier gezeigten und beschriebenen Vorrichtung beschrieben worden ist, können auch andere Konstruktionen und Vorrichtungen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.

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Bei der Betrachtung des Betriebes einer Bearbeitungsvorrichtung der oben beschriebenen Art ist es interessant festzustellen, daß ein Materialstopfen oder -Quantum, das von einem Schraubengang zu dein nächsten verläuft, durch positive Förderwirkung in der''gleichen Weise nach vorn bewegt wird, wie es bei einem normalen Schraubenförderer der Fall ist, bis der Zwischenraum in den Schraubengängen erreicht wird. An dieser Stelle verlangsamt das Materialquantum seine Vorwärtsbewegung, wird jedoch nach vorn durch •das Material verdrängt, das später in den Einlaß 22 eingeführt wird und zu diesem Zeitpunkt von dem ersten schraubenförmigen Element bewegt wird* Die Unterbrechung der Förderwirkuüg zeigt also nur an* daß die positive Förderung durch mechanische ν / Mittel unterbrochen worden'ist, was zu einer Verlangsamuhg der axialen Bewegung des Materials führt. Das vordere Ende des nächsten Schraubengangsegmentes teilt dann diesen Materialstopfen etwa in zwei Hälften auf,wobei die vordere Hälfte , wieder unter positiver Förderwirlcting nach vorn bewegt wird* wenn sie zwischen den Schraubengangflachen eingeschlossen wird, Durch dieses Aufteilen des Materials wird zweifellos zu der zusätzlichen Wärmeübertragung beigeträgen, die bei diesem Aggregat erzielt wird. Ferner bewirkt die große Anzahl der abgestumpften Vorderkanten, die durch das Material schneiden, eine senkrechte Wirbelbilöung und Mischwirkung, die von STutzen ist.

Es sei bemerkt, daß die Zwischenräume zwischen den echraübenlinienförmlgen Elementen 70 oder 72 die Fördergesehwindigkeit durch die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung herabsetzen, so daß mehr Zeit für die Wärmeübertragung zwischen der Bearbeitungsvorrichtung IO und dem durch die Vorrichtung geschickten Material zur Verfügung steht, als bei gleichen, in der Technik bekannten durchgehenden Schraubenförderern der Fall,ist, die mit der gleichen Drehzahl

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und mit der gleichen Sehraubenganghöhe arbeiten. Diese zusätzliche Zeit ist insofern von Nutzen, als dadurch der Betrag der möglichen Wärmeübertragung bei einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen erhöht wird. Gleichzeitig führt die unterbochene Schraubengangausbildung des Förderers gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer verbesserten Misehwirltung in der Bearbeitungsvorrichtung to.

Während die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben und dargestellt worden ist, sei darauf hingewiesen, daß Abwandlungen in der Anwendung der Erfindungsgedanken möglich sind. Daher soll die Erfindung so weitgehend wie Möglich ausgelegt werden und nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt sein.

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Claims

Patentanmelflung: "Materialbearheizungsvorrichtung mit,

Schraubenförderer."

PATENTANSPRÜCHE .

1J Wärmeaustauschvorrichtung, die ein längliches, Material umschliessendes Gehäuse umfasst, das einen Materialeinlaß an einem Ende und einen Materialauslaß an seinem anderen Ende aufweist und in dem mindestens eine Hohlwelle in einer bestimmten Richtung cbehbar gelagert ist, wobei die Hohlwelle schraubenlinienförmige Fördermittel trägt, die eng in dem Gehäuse aufgenommen werden, und die schraubenlinienförmigen Fördermittel hohl sind und mit ihrem Innenraum in Verbindung mit dem Innenraum der Hohlwelle stehen, so daß ein strömungsfähiges Wärmeaustauschmediuni hii^durch— geschickt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Fördermittel in Segmenten (70 bzw. 72) .ausgebildet sind, die jeweils über etwa eine Schraubenwindung um die Welle (l6 bzv/. 17) verlaufen, und daß die Enden der Segmente (70, 72) sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung um die Welle im Abstand voneinander angeordnet sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente in Umfangsrichtung in einem Winkelabstand von etwa 90 entgegen der bestimmten Drehriehtung, gemessen zwischen den aufeinanderfolgenden vorderen Kanten (82, 82') in der Richtung von dem Einlaß (22) zu dem Auslaß (24) angeordnet sind.
3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlwellen (l6, 1?) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß die schraubenlinienförmigen Elemente benachbarter Wellen für gleichzeitige Drehung einander in radialer Richtung überlappen.
h. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wellen vorgesehen sind, auf denen schraubenlinienförmige Förderelemente in gleicher Weise angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wellen vorgesehen sind, deren schraubenlinienförmige Förderelemente in entgegengesetzter Richtung verlaufen und für gleichzeitige Gegendrehung einander in radialer Richtung überlappen.
6. Verfahren zur Wärmebehandlung eines fließfähigen Materials, bei dem dieses Material ständig einem Gehäuse zugeführt wird, das eine langgestreckte, das Material umschliessende Förderstrecke bildet und in dem ein langgestrecktes Materialförderorgan angeordnet ist, bei dem ferner das Material in Längsrichtung durch das Gehäuse gefördert wird, während gleichzeitig ein wärmeaustausch zwischen dem Material und einem atrömungsf ähigen Wärme aus t aus chined ium vorgenommen wird, das durch mindestens eines der genannten Teile umgewälzt wii'd, und bei dem das Material laufend aus dem Gehäuse abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Material über einen ersten in Längsrichtung verlaufenden Teil der Förder-

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strecke durch direkten Eingriff mit dem" Materialförderorgan bewegt wird, daß sodann das Material unmittelbar anschließend an die erste Förderstufe über einen zweiten Teil der Förderstrecke nur durch Materialverdrängung bewegt wird, und daß . das Material unmittelbar anschliessend an die Bewegung durch Materialverdrängung über einen dritten Teil der Förderstrecke durch direkten Eingriff mit dem Materialförderorgan bewegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß I^ . die Materialbewegung durch den direkten Eingriff über eine erste Zeitspanne erfolgt, und daß die Bewegung durch Materialverdrängung über eine zweite^ Zeitspanne erfolgt, die kurzer als die erste Zeitspanne ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die der Materialbewegung durch Materialverdrängung folgende Bewegung des Materials durch direkten Eingriff während einer dritten Zeitspanne stattfindet, die im wesentlichen gleich der ersten Zeitspanne ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbewegung durch direkten Eingriff,

ψ die der Materialbewegung durch MaterialVerdrängung folgt, mit einer auf das Material ausgeübten Schneid- und Aufteilwirkung beginnt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbewegung durch direkten Eingriff und die Materialbewegung durch MaterialVerdrängung als eine Reihe von mehreren abwechselnd aufeinanderfolgenden Schritten fortgesetzt werden.

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