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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit wenigstens einer, in einem zylindrischen oder konischen Mantel rotierenden Schneckenwelle, deren Wendel die Suspension durch einen, zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle gebildeten Ringspalt fördert, wobei zumindest der Mantel oder die Schneckenwelle perforiert sind und die Wendel einen, mit der Schneckenwelle verbundenen Grundkörper besitzt und mehrteilig ausgeführt ist.
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Derartige Entwässerungsvorrichtungen sind seit langer Zeit bekannt und werden mit Erfolg insbesondere bei der Eindickung von Faserstoffsuspensionen in Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn verwendet.
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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.
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Die Verdichtung und Entwässerung des Rejects wird verbessert, wenn für den Blechmantel eine konische. Form gewählt wird, deren Durchmesser sich in Rejectlaufrichtung verkleinert, wobei selbstverständlich auch der äußere Schneckendurchmesser an diese geometrischen Verhältnisse angepasst werden muss.
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Werden die bekannten Entwässerungsschnecken wie beschrieben ausgeführt, sind sie infolge der intensiven Reibung zwischen Reject und den Bauteilen der Maschine einem besonders großen Verschleiß ausgesetzt. Es findet nämlich eine beträchtliche Relativbewegung bei gleichzeitig enormen Axial- und Radialkräften zwischen dem bereits stark eingedickten Stoff und den Bauteilen statt. Zudem enthält dieser Reject – neben einem Rest an Fasern – oft viele kleine Metallteile und harte Plastikstücke, die erfahrungsgemäß zu einem hohen Verschleiß auch hochwertiger metallischer Bauteile, insbesondere der Wendel führen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Laufzeit der Schneckenpressen durch einen verbesserten Verschleißschutz der Wendel zu verlängern.
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Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die in Förderrichtung weisende Frontseite der Wendel zumindest überwiegend von einem Keramikelement gebildet wird, welches an einem Tragkörper der Wendel befestigt ist, die Schneid-Kante zwischen der Frontseite und der zum Mantel weisenden Oberseite der Wendel bildet und von dieser Schneid-Kante aus über wenigstens einen Teil der Oberseite den Tragkörper überdeckt.
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Das Keramikelement ist sehr verschleißfest, was die Einsatzdauer der Wendel stark erhöht. Die Schneid-Kante selbst wird ebenfalls vom Keramikelement gebildet und gewährleistet so eine konstant hohe Stoffdichte über die gesamte Betriebszeit. Daher sollte die Schneid-Kante einen Winkel zwischen Front- und Oberseite zwischen 75 und 90° bilden. Ein Winkel unter 90° kann einen verschleißarmen Übergang zum Tragelement ermöglichen, wobei jedoch die Stabilität zu beachten ist.
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Außerdem wird durch das Überdecken des Tragkörpers auf der Oberseite einem Verschleiß des Tragkörpers an der Kontaktfläche zum Keramikelement entgegengewirkt.
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Besonders einfach gestaltet sich die Konstruktion, wenn der Tragkörper vom Grundkörper selbst gebildet wird.
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Allerdings ist eine bessere Anpassung an die speziellen Aufgaben der Elemente möglich, wenn der Tragkörper zwischen Grundkörper und Keramikelement angeordnet und vorzugsweise am Grundkörper lösbar befestigt ist. Die lösbare Verbindung erfolgt meist mittels Schrauben und ermöglicht das einfache Austauschen des Tragkörpers bei Bedarf.
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Während der mit der Schneckenwelle verschweißte Grundkörper in der Regel aus Metall ist, sollte der Tragkörper mit Vorteil aus faserverstärktem Kunststoff bestehen. Die damit verbundene Elastizität des Grundkörpers kann Druckstöße auf das Keramikelement abfangen und ermöglicht ebenso eine formschlüssige Verbindung des Keramikelementes am Tragkörper beispielsweise über eine Schwalbenschwanzverbindung.
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Des Weiteren sollte der Tragkörper auf der zur Schneckenwelle weisenden Unterseite verformbare Abstandhalter aufweisen, die beim Befestigen des Tragelementes am Grundkörper in Richtung Schneckenwelle gedrückt werden und so ein Vorspannung erzeugen.
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Um die hochbelastete, in Förderrichtung weisende Frontseite der Wendel möglichst umfassend vor Verschleiß zu schützen, sollte das Keramikelement bis auf einen kleinen Ringspalt zur Schneckenwelle hin die gesamte Frontseite der Wendel bilden.
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Im Interesse einer verschleißfesten Gestaltung der Oberseite der Wendel sollte zumindest ein Drittel, vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Oberseite der Wendel vom Keramikelement gebildet werden und/oder sich das Keramikelement von der Schneid-Kante entgegen der Förderrichtung über mindestens 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm erstrecken.
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Die Belastung des Tragkörpers an der Oberseite kann außerdem noch dadurch reduziert werden, dass der Abstand zwischen der, vom Tragkörper gebildeten Oberseite der Wendel und der Achse der Schneckenwelle entgegen der Förderrichtung abnimmt.
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Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
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1: einen schematischen Querschnitt durch eine Schneckenpresse;
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2: eine Teilansicht der Frontseite der Wendel 3 und
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3a–3e einen Querschnitt durch verschiedene Wendel 3 der Schneckenwelle 2.
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Die in 1 gezeigte Schneckenpresse dient zur Entwässerung einer häufig zumindest teilweise von Altpapier gebildeten Faserstoffsuspension, wie sie zur Herstellung einer Faserstoffbahn benötigt wird.
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Hierzu besitzt die Schneckenpresse eine, in einem zylindrischen und perforierten Mantel 1 konzentrisch angeordnete und rotierbar gelagerte Schneckenwelle 2, wobei die Suspension von den Wendeln 3 der Schneckenwelle 2 durch einen zwischen dem Mantel 1 und der Schneckenwelle 2 gebildeten Ringspalt 4 von wenigstens einer Einlass 13- zu einer Auslassöffnung 14 gepresst wird
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Die Suspension wird beim Durchlaufen des Ringspaltes 4 sowohl durch die Schwerkraft als auch durch eine beim Transport stattfindende Komprimierung entwässert. Dabei lauft das Wasser durch die Sieböffnungen des Mantels 1 in einen Entwässerungskasten mit einem Ablauf 15. Dieser Entwässerungskasten sammelt das aufgefangene Wasser und wird hier beispielhaft in das den Mantel 1 umgebende Gehäuse 16 integriert.
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Um die Entwässerung zu intensivieren, ist die Schneckenwelle 2 derart konisch ausgebildet und angeordnet, dass sich der Ringspalt 5 in Förderrichtung 6 allmählich verkleinert.
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Nach dem Durchlaufen des Ringspalts 4 gelangt die eingedickte Suspension in den Bereich der Auslassöffnung 14.
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Die Schneckenwelle 2 wird von einem Motor 17 angetrieben, wobei ein Getriebe, ein Riemen o. ä. dazwischen geschaltet sein kann.
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Im Gegensatz zu 1 kann die Schneckenpresse auch schräg oder senkrecht angeordnet sein.
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Zur Schaffung einer sehr verschleißfesten Wendel 3 der Schneckenwelle 2 ist diese gemäß den 2 und 3a–e mehrteilig ausgeführt. An den metallischen und mit der Schneckenwelle 2 verschweißten Grundkörper 5 schließt sich in Förderrichtung 6 der Schneckenwelle 2 ein mit dem Grundkörper 5 über Schrauben 18 befestigter Tragkörper 8 aus faserverstärktem Kunststoff an.
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Dieser Tragkörper 8 besitzt auf der zur Schneckenwelle 2 weisenden Unterseite verformbare Abstandhalter 10, die beim Festschrauben des Tragkörpers 8 am Grundkörper 5 zusammengepresst werden und so einen sicheren Sitz des Tragkörpers 8 gewährleisten.
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Um die Betriebsdauer der Wendel 3 zu erhöhen, wird die in Förderrichtung 6 weisende Frontseite der Wendel 3 bis auf einen sehr schmalen Ringspalt 11 zur Schneckenwelle 2 hin von einem Keramikelement 7 gebildet.
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Das Keramikelement 7 ist hier über eine Schwalbenschwanzverbindung formschlüssig mit dem Tragkörper 8 verbunden und zusätzlich noch mit diesem verklebt. Die Verklebung wirkt außerdem einem Eindringen von Suspension in den Spalt zwischen Keramikelement 7 und Tragkörper 8 entgegen.
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Durch das Keramikelement 7 ergibt sich auch eine sehr verschleißfeste Schneid-Kante 9 zwischen der Frontseite und der zum Mantel 1 weisenden Oberseite der Wendel 3.
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Diese Schneid-Kante 9 bildet bei 3a, b, d und e einen Winkel zwischen Front- und Oberseite von 90°, was eine stabile Gestaltung des Keramikelements 7 erlaubt.
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Bei 3a geht die Oberseite des Keramikelementes 7 eben zum Tragkörper 8 über. Erst mit ausreichend Abstand zu diesem Übergang vermindert sich der Abstand zwischen der vom Tragkörper 8 gebildeten Oberseite der Wendel 3 und der Achse 12 der Schneckenwelle 2 in einem Sprung. Damit wird die Abstützung des Keramikelements 7 im oberen Bereich verbessert.
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Im Gegensatz dazu erfolgt die Abstandsverminderung der Oberseite des Tragkörpers 8 zur Achse 12 der Schneckenwelle 2 bei 3e kontinuierlich, was die Abstützung des Keramikelementes 7 etwas schwächt, aber die Übergangsverhältnisse verbessert.
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3d zeigt eine sprunghafte Verringerung des Abstandes zwischen der Oberseite und der Achse 12 der Schneckenwelle 2 beim Übergang zwischen Keramikelement 7 und Tragkörper 8.
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Im Unterschied hierzu wird bei den 3b und 3c der Abstand zwischen der Oberseite des Keramikelementes 7 und der Achse 12 der Schneckenwelle 2 gänzlich kontinuierlich, d. h. mit einem Winkel von ca. 80° zwischen Front- und Oberseite (3c) oder kontinuierlich im entgegen der Förderrichtung 6 liegenden Endbereich des Keramikelementes 7 (3b) vermindert.
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Des Weiteren erstreckt sich das Keramikelement 7 von der Schneid-Kante 9 entgegen der Förderrichtung 6 über wenigstens 10 mm, was eine Überdeckung des Tragkörpers 8 von der Schneid-Kante 9 aus über einen Teil der Oberseite ermöglicht. Auch dies macht die Oberseite verschleißfester und wirkt einem Verschleiß des Tragkörpers 8 im Kontaktbereich zum Keramikelement 7 entgegen.
