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Vorliegende Erfindung betrifft einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe.
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Pressschneckenseparatoren weisen ein zylindrisches Sieb auf. In dem Sieb ist eine rotierende Schnecke angeordnet. Durch die Schnecke wird die Trübe innerhalb des Siebes ausgepresst, so dass die flüssigen Bestandteile durch die Mantelfläche des Siebes hindurchtreten. Als Trüben können Abwässer aus kommunalen, industriellen oder landwirtschaftlichen Betrieben (z. B. Gülle) verwendet werden. Die Nutzung des abgeschiedenen Feststoffes, beispielsweise als Einstreu, erfordert einen immer höheren Anteil an Trockenmasse. Es ist daher notwendig, den Pressdruck in dem Pressschneckenseparator soweit als möglich zu erhöhen, um beispielsweise eine Hygienisierung der Einstreu entsprechend den Verordnungen zu ermöglichen. Mit steigendem Pressdruck steigt auch die Belastung des Siebes. Insbesondere kommt es bei dem Auspressen mit eine Schnecke mit zwei Wendeln zu einer elliptisch umlaufenden Verformung und somit Belastung des Siebes.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung einen Pressschneckenseparator anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und Montage wartungsarm betrieben werden kann. Insbesondere soll der Pressschneckenseparator einen möglichst hohen Pressdruck ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteil aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe. Insbesondere dient der Pressschneckenseparator zum Auspressen von Gülle. Der Pressschneckenseparator umfasst ein Gehäuse, ein im Gehäuse angeordnetes zylindrisches Sieb und eine im Gehäuse drehbeweglich angeordnete Schnecke. Das zylindrische Sieb ist hohl, so dass die Schnecke zumindest teilweise im Sieb angeordnet werden kann. Entsprechend der zylindrischen Form des Siebes sind eine Längsrichtung und eine Umfangsrichtung definiert. Die Schnecke ist um die Längsrichtung drehbeweglich angeordnet. Des Weiteren ist zumindest ein bezüglich des Gehäuses festes Halteelement vorgesehen. An diesem Halteelement stützt sich das Sieb in Umfangsrichtung ab, so dass das Sieb drehfest angeordnet ist. Gleichzeitig ermöglicht die Verwendung des Halteelementes und das Abstützen des Siebes am Halteelement eine gewisse Deformation des Siebes. Insbesondere tritt während dem Auspressen der Trübe eine elliptische Deformation des Siebes auf. Der Pressschneckenseparator umfasst des Weiteren zumindest einen Verstärkungsring. Der Verstärkungsring ist vollumfänglich um das Sieb angeordnet und liegt auf dem Sieb, insbesondere auf der Mantelfläche des Siebes, auf. Der Verstärkungsring ist nicht mit dem Gehäuse verbunden. Mittels des zumindest einen Verstärkungsrings wird die elliptisch umlaufende Verformung des Siebes reduziert. Um eine Montage des Verstärkungsrings zu ermöglichen, umfasst der Verstärkungsring zumindest zwei miteinander verbundene Schalen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Halteelement als zumindest eine sich in Längsrichtung erstreckende Haltestange ausgebildet ist. An dem Sieb befindet sich zumindest ein sich in Längsrichtung erstreckender Anschlag. Der Anschlag ist vorzugsweise ebenfalls als Stange ausgebildet. Der Anschlag liegt an der Haltestange an, so dass das Sieb in Umfangrichtung drehfest ist. Die Haltestange und/oder der Anschlag erstrecken sich vorzugsweise über zumindest 50% der Länge des Siebes in Längsrichtung, so dass eine ausreichende Fläche zur Kraftübertragung zur Verfügung steht. Der Verstärkungsring weist zumindest eine Nut auf. Durch diese Nut verlaufen die zumindest eine Haltestange und der Anschlag. Die Nut ist dabei so breit ausgebildet, dass der Verstärkungsring nicht an den Haltestangen anliegt, so dass hier keine Verbindung zwischen dem Verstärkungsring und den gehäusefesten Haltestangen entsteht.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Nut in Umfangsrichtung eine erste Breite aufweist. Die durch die Nut verlaufenden Haltestangen und der Anschlag weisen in Umfangsrichtung gemeinsam eine zweite Breite auf. Die erste Breite ist größer als die zweite Breite. Insbesondere ist die erste Breite um zumindest 1 mm größer als die zweite Breite.
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Besonders bevorzugt weist das Sieb drei sich in Längsrichtung erstreckende Anschläge auf. Jeder Anschlag ist zwischen zwei Haltestangen angeordnet. Dementsprechend weist jeder Verstärkungsring drei Nuten auf, wobei durch jede Nut zwei Haltestangen und ein Anschlag verlaufen.
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Das zumindest eine Halteelement ist vorzugsweise an mehreren Verbindungsstellen mit dem Gehäuse fest verbunden, insbesondere verschraubt. Die mehreren Verbindungsstellen sind in Längsrichtung verteilt angeordnet. Der zumindest eine Verstärkungsring befindet sich zwischen zwei Verbindungsstellen und ist von den Verbindungsstellen beabstandet.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schalen des Verstärkungsrings miteinander verschraubt sind und dass der Verstärkungsring durch die Verschraubung auf dem Sieb, insbesondere auf der Mantelfläche des Siebes, klemmt. Insbesondere werden pro Verstärkungsring zwei Halbschalen verwendet. Es erfolgt vorzugsweise keine direkte Verschraubung des Verstärkungsrings mit dem Sieb, sondern lediglich eine klemmende Verbindung zwischen Verstärkungsring und Sieb.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Verstärkungsring mehrere zum Sieb hin offene Schlitze aufweist. Diese Schlitze dienen zum Ablaufen der abgeschiedenen flüssigen Bestandteile.
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Das Sieb umfasst bevorzugt mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Siebstäbe. Der Abstand zwischen den Siebstäben definiert die Spaltweite des Siebes. Außen um die Siebstäbe ist zumindest ein Tragstab gelegt. Der Tragstab erstreckt sich in Umfangsrichtung und ist mit den Siebstäben verschweißt. Zur Ausbildung des Tragstabes gibt es zwei Möglichkeiten: Gemäß einer ersten Möglichkeit ist der Tragstab spiralförmig ausgebildet, so dass für das gesamte Sieb nur ein spiralförmiger Tragstab verwendet wird. Gemäß der zweiten Möglichkeit werden mehrere, ringförmige Tragstäbe verwendet.
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Der zumindest eine Verstärkungsring sitzt bevorzugt auf einem Tragstab. Der Innendurchmesser des Verstärkungsrings entspricht somit dem Außendurchmesser des Tragstabes.
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Bevorzugt ist an einer Stirnseite des zylindrischen Siebes ein Zulauf für die Trübe ausgebildet. Über diesen Zulauf läuft die Trübe in das hohle Sieb. An der anderen Stirnseite des Siebes ist ein Feststoffauslass ausgebildet. Am Feststoffauslass befindet sich vorzugsweise eine Vorrichtung zur Ausstoßregulierung des Feststoffes. In der dem Feststoffauslass zugewandten Hälfte des Siebes bildet sich ein Feststoffpfropfen im Ringspalt zwischen der Schneckenseele und dem Sieb aus. In diesem Bereich treten die größten Presskräfte auf. Deshalb ist vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest ein Verstärkungsring, vorzugsweise zwei Verstärkungsringe, besonders vorzugsweise alle verwendeten Verstärkungsringe, in der dem Feststoffauslass zugewandten Hälfte des Siebes angeordnet sind.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse eine seitliche und zumindest eine stirnseitige Öffnung aufweist. Über die stirnseitige Öffnung wird das Sieb in das Gehäuse eingeschoben. Einer der Verstärkungsringe, am stirnseitigen Ende des Siebes, kann bereits vor dem Einschieben des Siebes auf dem Sieb montiert werden. Alle weiteren Verstärkungsringe werden erst nach dem Einschieben des Siebes montiert. Hierzu ist die seitliche Öffnung am Gehäuse vorgesehen. Über diese seitliche Öffnung können die einzelnen Schalen der Verstärkungsringe an das Sieb angelegt werden. Anschließend werden die einzelnen Schalen miteinander verschraubt. Um diese Montage zu ermöglichen, sind die Nuten zur Aufnahme der Haltestangen und der Anschläge, wie oben beschrieben, relativ breit ausgestaltet. Dadurch ist es möglich, die Schalen in Umfangsrichtung um das Sieb anzulegen.
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Die Schnecke weist insbesondere eine Schneckenseele und zumindest eine auf der Schneckenseele angeordnete Schneckenwendel auf. Insbesondere bei der Verwendung von zwei oder mehr Schneckenwendeln auf einer Schneckenseele treten entscheidende, elliptische umlaufende Verformungen auf, die mit dem zumindest einen Verstärkungsring reduziert werden können.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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3 einen Verstärkungsring des erfindungsgemäßen Pressschneckenseparators gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel eines Pressschneckenseparators 1 gezeigt.
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1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des Pressschneckenseparators 1. Der Pressschneckenseparator 1 umfasst ein Gehäuse 2. In dem Gehäuse 2 ist ein Sieb 3 angeordnet. Das Sieb 3 ist hohlzylindrisch. Durch das Sieb 3 erstreckt sich eine Schnecke 4. Die Schnecke 4 weist eine Schneckenseele 5 und zwei auf der Schneckenseele 5 angeordnete Schneckenwendeln 6 auf.
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Des Weiteren sind an das Gehäuse 2 ein Elektromotor 7 und ein Getriebe 8 angeflanscht. Mittels des Elektromotors 7 und des Getriebes 8 wird die Schnecke 4 in Rotation versetzt.
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An einem linken, stirnseitigen Ende des Siebes 3 ist ein Zulauf 9 ausgebildet. An dem anderen stirnseitigen Ende des Siebes 3 befindet sich ein Feststoffauslass 11. Die abgetrennte Flüssigkeit kann durch einen Ablauf 10 im Gehäuse 2 ablaufen. Über den Zulauf 9 wird die auszupressende Trübe zugeführt. Durch die rotierende Schnecke 4 wird die Trübe von links nach rechts ausgepresst. Die flüssigen Bestandteile der Trübe treten durch die Mantelfläche des Siebes 3 nach außen und fließen über den Ablauf 10 ab. Im rechten Bereich des Siebes 3 bildet sich ein Feststoffpfropfen aus. Der Ausstoß des Feststoffes wird über den Feststoffauslass 11 reguliert.
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Des Weiteren ist im Gehäuse 2 eine seitliche Öffnung 15 vorgesehen.
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Gemäß der zylindrischen Form des Siebes 3 sind eine Längsrichtung 16 und eine Umfangsrichtung 17 definiert. Die Schnecke 4 rotiert um die Längsrichtung 16.
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In dem Gehäuse 2 sind Halteelemente 12, ausgebildet als Halteschienen, befestigt. Die Halteelemente 12 sind an mehreren Verbindungsstellen 13 mit dem Gehäuse 2 verbunden, insbesondere verschraubt.
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Das Sieb 3 ist mittels drei Verstärkungsringen 14 verstärkt. Die Verstärkungsringe 14 sind in Längsrichtung 16 verteilt und befinden sich jeweils zwischen zwei Verbindungsstellen 13.
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Des Weiteren zeigt 1, dass die drei Verstärkungsringe 14 in der dem Feststoffauslass 11 zugewandten Hälfte des Siebes 3 angeordnet sind.
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2 zeigt einen Schnitt durch den linken Verstärkungsring 16 in 1.
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2 zeigt das Sieb 3 lediglich teilweise. Der Fachmann versteht jedoch, dass sich das Sieb 3 über den gesamten Umfang erstreckt. Das Sieb 3 umfasst eine Vielzahl an Siebstäben 18, die sich in Längsrichtung 16 erstrecken. Um die Siebstäbe 18 ist ein spiralförmiger Tragstab 19 gewickelt. Die Siebstäbe 18 sind mit dem Tragstab 19 verschweißt. Des Weiteren weist das Sieb 3 drei sich in Längsrichtung 16 erstreckende Anschläge 20 auf. Pro Anschlag 20 sind zwei Halteelement 12 vorgesehen, die den Anschlag 20 in beide Umfangrichtungen 17 begrenzen. Durch die Anlage des Anschlags 20 an den Halteelementen 12 ist das Sieb 3 drehfest aufgenommen. Die Halteelemente 12 sind jeweils an den Verbindungsstellen 13 mit dem Gehäuse 2 verschraubt.
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Die Verstärkungsringe 14 sitzen auf dem Tragstab 19 auf. Jeder Verstärkungsring 14 ist zusammengesetzt aus einer ersten Schale 21 und einer zweiten Schale 22. Die beiden Schalen sind über Verschraubungen 23 miteinander verbunden. Durch diese Verschraubungen 23 klemmen die Schalen 21, 22 auf dem Tragstab 19.
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Der Verstärkungsring 14 weist drei zum Sieb 3 hin offene Nuten 24 auf. Jede Nut 24 weist eine erste Breite 25, gemessen in Umfangsrichtung 17, auf. Die ersten Breiten 25 der einzelnen Nuten 24 können dabei unterschiedlich ausgestaltet sein.
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Durch die Nuten 24 verlaufen jeweils ein Anschlag 20 und zwei Halteelemente 12. Die beiden Halteelemente 12 mit dem Anschlag 20 weisen in Umfangrichtung 17 eine zweite Breite 26 auf. Die zweite Breite 26 ist jeweils kleiner als die erste Breite 25.
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Durch den Unterschied in der ersten und zweiten Breite 25, 26 liegt der Verstärkungsring 14 in Umfangsrichtung 17 nicht an den gehäusefesten Halteelementen 12 an.
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Des Weiteren ist es durch die entsprechende Ausbildung der ersten Breite 25 möglich, dass die Schalen 21, 22 über die in 1 dargestellte seitliche Öffnung 14 montiert werden können.
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Des Weiteren weist der Verstärkungsring 14 mehrere, zum Sieb 3 hin offene Schlitze 27 auf. Durch diese Schlitze 27 kann die abgetrennte Flüssigkeit ablaufen.
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Bei beispielsweise 30 Umdrehungen pro Minute der zweiflügeligen Schnecke 4 werden die Schweißstellen zwischen den Siebstäben 18 und dem Tragstab 19 mit 60 Biegewechseln pro Minute belastet. Durch die elliptische Verformung des Siebes 3 werden die Anschläge 20 120-mal in der Minute hin und her bewegt. Über diese Anschläge 20 wird das Drehmoment an den Halteelementen 12 abgestützt, so dass auch die Anschläge 20 einer entsprechend hohen Belastung ausgesetzt sind. Durch die Verwendung zumindest eines erfindungsgemäßen Verstärkungsrings 14 wird die elliptische Verformung des Siebes 3 reduziert. Dadurch reduziert sich die Belastung auf die Schweißstellen zwischen den Siebstäben 18 und dem Tragstab 19 sowie auf die Schweißstellen zwischen den Tragstäben 19 und den Anschlägen 20.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pressschneckenseparator
- 2
- Gehäuse
- 3
- Sieb
- 4
- Schnecke
- 5
- Schneckenseele
- 6
- Schneckenwendeln
- 7
- Elektromotor
- 8
- Getriebe
- 9
- Zulauf
- 10
- Ablauf
- 11
- Feststoffauslass
- 12
- Halteelement (Halteschienen)
- 13
- Verbindungsstellen
- 14
- Verstärkungsringe
- 15
- seitliche Öffnung
- 16
- Längsrichtung
- 17
- Umfangsrichtung
- 18
- Siebstäbe
- 19
- Tragstab
- 20
- Anschläge
- 21
- erste Schale
- 22
- zweite Schale
- 23
- Verschraubung
- 24
- Nuten
- 25
- erste Breite
- 26
- zweite Breite
- 27
- Schlitze
