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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von flüssigem und festem Material voneinander, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert.
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Vorrichtungen zum Trennen von flüssigem von festem Material oder Festsubstanzen oder Trockensubstanzen oder kürzer von Feststoffen werden üblicherweise in der Landwirtschaft, der Industrie und in vielen anderen Zusammenhängen verwendet. Eine solche Trennvorrichtung wird auch als Separator bezeichnet. Bei diesen Geräten erfolgt die Trennung der Trockensubstanz von der Flüssigkeit durch eine Kompressionsschnecke, die auch als spiralförmige Schnecke bezeichnet werden kann. Die Kompressionsschnecke komprimiert die Flüssigkeit aus dem Material durch die perforierte Oberfläche des trommelartigen Siebes um die Kompressionsschnecke und fördert die so gewonnene Trockensubstanz zur weiteren Verwendung.
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Bei den Lösungen des Standes der Technik besteht ein Nachteil in der Menge an festen Materialien in der abzutrennenden Aufschlämmung. Feststoffe wie Heu- oder Strohmaterialien und/oder andere Feststoffe bilden leicht große und zähe Klumpen und Haufen, die sich um das erste Ende der Kompressionsschnecke wickeln. Dies verringert den Aufschlämmungseintrag in die Separatorvorrichtung und auch die Kapazität und Zuverlässigkeit des Separators. Dies erhöht auch die Notwendigkeit, die Separatorvorrichtung zu reinigen, und bindet somit Arbeitskraft.
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Außerdem werden im Stand der Technik Separatoren üblicherweise so konstruiert, dass ein Zwischenraum zwischen der Innenfläche des trommelartigen Siebes und dem Außenumfang des spiralförmigen Schraubenblatts oder des Schraubengangs der Kompressionsschnecke möglichst klein ist. Das Problem in diesem Fall besteht im Verschleiß der Innenfläche des Siebes und des Außenumfangs des Schraubengangs. Ein solcher Verschleiß wird durch Hartschweißen und Drehen korrigiert, was zusätzliche Kosten sowie einen Zeit- und Kapazitätsverlust verursacht.
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Derartige Separatoren arbeiten erwartungsgemäß, wenn sich im Trockenende des Separators aus dem zu trennenden Material ein sogenannter Trockensubstanzpfropfen aufbaut. Ein Problem bei den Lösungen des Standes der Technik besteht oft in der Tatsache, dass sich der Trockensubstanzpfropfen in der Startphase der Trennung nicht schnell genug aufbaut. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit dem Trockensubstanzpfropfen besteht darin, dass er während der Trennung nicht stabil genug bleibt. Dabei gelangt zu viel Aufschlämmungsflüssigkeit in die Trockensubstanz, was die Trockensubstanz verdirbt und auch eine Unterbrechung des Trennprozesses erzwingt. Außerdem muss eine gewisse Reinigung durchgeführt werden, die Zeit kostet und Arbeitskraft bindet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und eine einfache und kostengünstige und gleichzeitig zuverlässige Struktur für eine Separatorvorrichtung bereitzustellen, die eine Kompressionsschnecke und ein sie umgebendes Sieb umfasst. Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Struktur bereitzustellen, die größere Toleranzen zwischen der Kompressionsschnecke und dem Sieb erlaubt und die die Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit, Effizienz und Lebensdauer der Vorrichtung verbessert. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein leicht austauschbares Ersatzteil für die Kompressionsschnecke der Separatorvorrichtung bereitzustellen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, eine Lösung zu erreichen, bei der Heumaterial, Stroh oder andere Feststoffe in der Aufschlämmung keine Verstopfungsprobleme beim Trennverfahren verursachen. Noch eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung zu erreichen, bei der sich der Trockensubstanzpfropfen möglichst schnell im zweiten Ende des Separators aufbaut und bei der der Trockensubstanzpfropfen während des Trennvorgangs möglichst stabil bleibt. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dargestellt ist. Andere Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, was in den anderen Ansprüchen dargestellt ist.
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Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Trennen von flüssigem und festem Material voneinander bereitzustellen, wobei die Vorrichtung mindestens ein trommelartiges Sieb und eine Kompressionsschnecke umfasst, die mit einer rotierenden Welle und einem Schraubengang ausgestattet und so angeordnet ist, dass sie sich durch das Sieb erstreckt, und wobei der Schraubengang mit einem Druckelement aus flexiblem Material ausgestattet ist und wobei die Vorrichtung in Längsrichtung der Kompressionsschnecke verschiedene Abschnitte umfasst, die jeweils eine andere Struktur in Bezug auf den Schraubengang um die rotierende Welle haben können. Vorteilhafterweise umfasst der Schraubengang an seinem Umfang eine Außenkante, und im Bereich des ersten Endes der Kompressionsschnecke umfasst die Vorrichtung ein Schneidelement, das zusammen mit der Außenkante des Schraubengangs einen Schneidmechanismus zum Schneiden von Heu, Stroh und anderem festen Material in kleinere Stücke bildet.
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Die erfindungsgemäße Lösung weist gegenüber den Lösungen des Standes der Technik erhebliche Vorteile auf. Ein Vorteil der Vorrichtung besteht unter anderem darin, dass ein separates Druckelement, das an dem Schraubenblatt oder dem Schraubengang der Kompressionsschnecke angebracht ist, die Zuverlässigkeit, Effizienz und Lebensdauer der Vorrichtung verbessert. Außerdem ermöglicht ein separat eingebautes Druckelement größere Toleranzen zwischen dem Schraubengang der Kompressionsschnecke und der Innenfläche des Siebes, was ebenfalls die Verschleißfestigkeit verbessert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten vereinfachten und schematischen Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei
- 1 in einer vereinfachten Seitenansicht und teilweise im Querschnitt eine Separatorvorrichtung darstellt, bei der eine erfindungsgemäße Lösung verwendet werden kann,
- 2 in vereinfachter und schematischer Weise eine vergrößerte Seitenansicht des ersten Endes der Kompressionsschnecke der Vorrichtung darstellt,
- 3 in vereinfachter und schematischer Weise eine vergrößerte Draufsicht des ersten Endes der Kompressionsschnecke der Vorrichtung in einem teilweise geschnittenen Aufschlämmungsbehälter in Verbindung mit einer teilweise im Querschnitt gezeigten Entwässerungskammer darstellt,
- 4 in vereinfachter und schematischer Weise und im Querschnitt eine vergrößerte Seitenansicht eines Schneidelementes für feste Materialien, wie Heu, Stroh und andere Feststoffe, am ersten Endbereich der Kompressionsschnecke darstellt,
- 5 in vereinfachter und schematischer Weise und im Querschnitt eine vergrößerte Draufsicht eines Schneidelements gemäß 4 darstellt,
- 6 in vereinfachter und schematischer Weise eine Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Kompressionsschnecke darstellt,
- 7 in vereinfachter und schematischer Weise und teilweise im Querschnitt eine Seitenansicht des Trockenendes oder zweiten Endes der erfindungsgemäßen Separatorvorrichtung in einer Situation darstellt, in der das Trockenende leer ist,
- 8 in vereinfachter Vorderansicht ein erfindungsgemäßes ringförmiges Druckelement darstellt, das teilweise mit Befestigungselementen ausgestattet ist,
- 9 in vereinfachter und schematischer Weise den spiralförmigen Schraubengang der erfindungsgemäßen Kompressionsschnecke im Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D in 6 in der Situation darstellt, in der sich das Druckelement in seiner Position auf der Seite des Schraubenganges befindet, jedoch unbefestigt und ohne die Befestigungselemente des Druckelementes,
- 10 in vereinfachter und schematischer Weise den spiralförmigen Schraubengang der erfindungsgemäßen Kompressionsschnecke im Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D in 6 in der Situation darstellt, in der das Druckelement auf der Seite des Schraubenganges der Kompressionsschnecke befestigt ist,
- 11 in einer vereinfachten Seitenansicht ein Befestigungselement des erfindungsgemäßen Druckelements darstellt,
- 12 in einer Rückansicht einen Mutternteil des Befestigungselementes nach 11 darstellt und
- 13 in einer Vorderansicht einen Mutternteil des Befestigungselementes gemäß 11 darstellt.
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1 zeigt schematisch in vereinfachter Weise und teilweise im Querschnitt eine Separatorvorrichtung, in der die erfindungsgemäße Lösung verwendet werden kann. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Rahmen 1, eine Arbeitsmaschine 2, einen Aufschlämmungsbehälter 3, eine Entwässerungskammer 4 und ein Trockenende 5, das sich im Bereich des zweiten Endes des Rahmens 1 befindet. Der Aufschlämmungsbehälter 3 umfasst mindestens einen Einlass zum Zuführen von zu trennendem Aufschlämmungsmaterial. Das Aufschlämmungsmaterial kann beispielsweise aus der Landwirtschaft stammender flüssiger Tierdünger sein. Außerdem kann die Separatorvorrichtung einen Förderer 6 umfassen, um die abgetrennte Trockensubstanz zur weiteren Verwendung zu bewegen. Vorteilhafterweise umfasst die Separatorvorrichtung auch eine elektrische Steuereinheit 7 zum Steuern und Betreiben der Separatorvorrichtung.
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Zum Trennen oder Entwässern umfasst die Separatorvorrichtung eine schneckenartige Kompressionsschnecke 8, die so angeordnet ist, dass sie sich teilweise innerhalb eines trommelartigen Siebs 10 dreht, das innerhalb der 4 angeordnet ist. Vorzugsweise umfasst die Separatorvorrichtung auch ein Schneidelement 11 mit Schneidkanten 9a, die innerhalb des Aufschlämmungsbehälters 3 angeordnet und um das erste Ende der Kompressionsschnecke 8 herum angeordnet sind.
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Später in diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff erste Seite oder erstes Ende den Teil oder Bereich, der sich auf der Seite der Arbeitsmaschine 2 befindet, und der Begriff zweite Seite oder zweites Ende bedeutet den Teil oder Bereich, der sich auf der Seite des Trockenendes 5 befindet.
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Vorzugsweise ist der Rahmen 1 eine freistehende Struktur mit einem Träger für die Arbeitsmaschine 2 in seinem ersten Ende, wobei die Arbeitsmaschine 2 einen Antriebsmotor 2a und vorzugsweise ein Getriebe 2b umfasst. In Richtung des zweiten Endes des Rahmens 1 ist der Aufschlämmungsbehälter 3 nach der Arbeitsmaschine 2 angeordnet, wobei der Aufschlämmungsbehälter 3 vorzugsweise an dem Rahmen 1 befestigt ist. Die Sekundärwelle 2c der Arbeitsmaschine 2 überträgt die kinetische Energie des Antriebsmotors 2a über das Getriebe 2b auf die Kompressionsschnecke 8. Das erste Ende der Kompressionsschnecke 8 ist innerhalb des Aufschlämmungsbehälters 3 angeordnet, von dem sich die Kompressionsschnecke 8 in die Entwässerungskammer 4 erstreckt. Vorzugsweise umfasst die Kompressionsschnecke 8 eine zentrale oder rotierende Welle 8a, ein spiralförmiges Schraubenblatt oder einen Schraubengang 9 um die rotierende Welle 8a und ein Austragsende 8c am zweiten Ende der rotierenden Welle 8a. Der Schraubengang 9 erstreckt sich vom ersten Endbereich der rotierenden Welle 8a zum zweiten Ende der rotierenden Welle 8a und bedeckt vorzugsweise einen Teil der Länge der rotierenden Welle 8a.
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Bezogen auf die Arbeitsmaschine 2 befindet sich die Entwässerungskammer 4 hinter dem Aufschlämmungsbehälter 3. Die Entwässerungskammer 4 umfasst in ihrem Inneren das trommelartige Sieb 10, wie oben erwähnt. Das Sieb 10 weist eine zylindrische Trommel auf, die Öffnungen oder Schlitze zum Durchtritt von Flüssigkeit enthält. Die Kompressionsschnecke 8 ist so angeordnet, dass sie sich durch die Trommel innerhalb der Trommel des Siebes 10 erstreckt, so dass sich das erste Ende der rotierenden Welle 8a der Kompressionsschnecke 8 im Aufschlämmungsbehälter 3 außerhalb des Siebes 10 befindet und sich das zweite Ende der rotierenden Welle 8a aus dem Sieb 10 zum Trockenende 5 erstreckt. Unter der Trommel des Siebes 10 ist eine Auffangschale 4a für abgetrennte Flüssigkeit angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Kompressionsschnecke 8 umfasst vorzugsweise in ihrer Längsrichtung mindestens drei aufeinanderfolgende Abschnitte oder Zonen A, B und C, die jeweils eine unterschiedliche Struktur in Bezug auf den Schraubengang 9 um die rotierende Welle 8a aufweisen können. Der erste Abschnitt A befindet sich im Bereich des ersten Endes der Kompressionsschnecke 8, der zweite Abschnitt B befindet sich im Bereich des Siebes 10 und der dritte Abschnitt C befindet sich im Bereich des zweiten Endes der rotierenden Welle 8a, teilweise innerhalb des Siebes 10. Vorteilhafterweise umfasst die rotierende Welle 8a im Bereich jedes Abschnitts A, B und C Betriebsstrukturen, die für den Betrieb dieses speziellen Abschnitts geeignet sind. Die Struktur jedes Abschnitts wird später erklärt.
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Wenn die Kompressionsschnecke 8 gedreht wird, drückt der Schraubengang 9 das zu trennende Material in Richtung des zweiten Endes der Kompressionsschnecke 8. Dabei bewirkt das zu trennende Material einen Gegendruck gegen den Schraubengang 9 auf die Druckseite des Schraubengangs 9. Die Druckseite ist die dem zweiten Ende der Kompressionsschnecke 8 zugewandte Seite und kann auch als zweite Seite bezeichnet werden.
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2-5 stellen in vereinfachter und schematischer Weise vergrößerte Ansichten der Strukturen dar, die sich auf das erste Ende der Kompressionsschnecke 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehen. 2 stellt das erste Ende der Kompressionsschnecke 8 selbst in einer Seitenansicht dar, 3 stellt eine vergrößerte Draufsicht des ersten Endbereichs der Kompressionsschnecke 8 in einem teilweise geschnittenen Aufschlämmungsbehälter 3 dar, der in Verbindung mit einer teilweise im Querschnitt gezeigten Entwässerungskammer 4 steht, 4 stellt eine vergrößerte Seitenansicht des im Querschnitt gezeigten Schneidelements 11 dar und 5 stellt eine vergrößerte Draufsicht eines im Querschnitt gezeigten Schneidelements 11 dar.
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2 stellt das erste Ende der erfindungsgemäßen Kompressionsschnecke 8 in einer Seitenansicht dar. Vorzugsweise weist das erste Ende der Kompressionsschnecke 8 im Bereich des Abschnitts A den Schraubengang 9 auf, der in enger Beziehung an den Innendurchmesser des Schneidelementes 11 angepasst ist. Die Außenkante 9a des Schraubengangs 9 am Umfang des Schraubengangs 9 wird zu einer scherenartigen Scherwirkung mit den Schneidkanten 11a des Schneidelements 11 angeordnet, wenn der rotierende, schraubenförmige Schraubengang 9 über die feststehenden Schneidkanten 11a streicht.
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Die Länge des Schraubengangs 9 erstreckt sich bis in den Bereich des zweiten Endes des Schneidelements 11 und endet vor dem Sieb 10. Wie bereits erwähnt, umfasst dieser Teil der Kompressionsschnecke 8 den Abschnitt A und ist vorzugsweise im Aufschlämmungsbehälter 3 angeordnet. Im Abschnitt A kann sich die Struktur des Schraubengangs 9 von den Strukturen des Schraubengangs 9 in den Abschnitten B und C unterscheiden. Vorzugsweise ist die Struktur des Schraubengangs 9 im Abschnitt A so ausgelegt, dass er Schnittbelastungen durch Heu, Stroh und andere Feststoffe aushält. Somit kann das Material des Schraubengangs 9, insbesondere im Außenumfang des Schraubengangs 9, im Abschnitt A verschleißfester und härter sein als das Material des Schraubengangs 9 in den Abschnitten B und/oder C.
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Nach dem Abschnitt A beginnt der Abschnitt B, wo die Struktur des Schraubengangs 9 vorzugsweise anders ist. Der Schraubengang 9 kann im Abschnitt A noch dem Schraubengang 9 ähnlich sein, jedoch ist im Abschnitt B ein Druckelement 12 mit Befestigungselementen 13 auf der zweiten Seite oder Druckseite des Schraubengangs 9 befestigt. Die zweite Seite des Schraubengangs 9 ist dem zweiten Ende der Kompressionsschnecke 8 zugewandt, wie bereits erwähnt. Wenn sich die Kompressionsschnecke 8 dreht, drückt und fördert das Druckelement 12 somit das Aufschlämmungsmaterial in Richtung des zweiten Endes der Kompressionsschnecke 8.
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3-5 stellen eine vergrößerte Ansicht des ersten Endes der Kompressionsschnecke 8 der Vorrichtung in einem teilweise im Querschnitt gezeigten Aufschlämmungsbehälter 3 in Verbindung mit einer teilweise im Querschnitt gezeigten Entwässerungskammer 4 dar. Das Schneidelement 11 wird verwendet, um feste Materialien in der Aufschlämmung, wie Feststoffe wie Heu- oder Strohmaterialien und/oder andere Feststoffe, vor der Flüssigkeitstrennung in kleinere Stücke zu schneiden.
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Das Schneidelement 11 ist in seiner Grundform ein Zylinder mit einem flachen ringförmigen Befestigungsflansch 11b in seinem zweiten Ende. Vom ersten Ende der Kompressionsschnecke 8 zu ihrem zweiten Ende gesehen ist der Flansch 11b an seiner Stelle um die Kompressionsschnecke 8 kurz vor der Entwässerungskammer 4 befestigt. Der ringförmige Flansch 11b weist auch ein Mittelloch 11c auf, durch das die Kompressionsschnecke 8 hindurchgeht.
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In seinem offenen ersten Ende umfasst das Schneidelement 11 vorzugsweise zwei oder mehr Zuführöffnungen 11d, die einander ähnlich sein können. Die Zuführöffnungen 11d öffnen sich zum ersten Ende des Schneidelements 11 hin, verjüngen sich krummlinig zum zweiten Ende des Schneidelements 11 und schließen vor dem zweiten Ende des Schneidelements 11. Somit bilden die krummlinigen, scharfkantigen Seiten der Zuführöffnungen 11d Schneidkanten 11a, die der Außenkante 9a des Umfangs des Schraubengangs 9 im Bereich des Abschnitts A im ersten Ende der Kompressionsschnecke 8 entsprechen.
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Der Schraubengang 9 und die Außenkante 9a des Schraubengangs 9 im ersten Ende der Kompressionsschnecke 8 bilden zusammen mit dem Schneidelement 11 und seinen Zuführöffnungen 11d und Schneidkanten 11a einen Schneidmechanismus zum Schneiden und Brechen von langem Heu und Stroh und Klumpen und Haufen von Heu, Stroh und anderen ähnlichen Feststoffen in kleinere Stücke im ersten Ende der Kompressionsschnecke 8 vor dem Flüssigkeitstrennprozess.
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6 zeigt in vereinfachter und schematischer Weise eine Seitenansicht eines Teils einer Kompressionsschnecke 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vorzugsweise umfasst die Kompressionsschnecke 8 das Druckelement 12, das mit Befestigungselementen 13 auf der zweiten Seite des Schraubengangs 9 befestigt ist. Absichtlich ist die Ansicht von 6 einer Fischaugenansicht ähnlich, so dass sowohl der Schraubengang 9 als auch das Druckelement 12 in derselben Figur deutlich sichtbar sind.
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Vorzugsweise ist das Druckelement 12 im Bereich des Abschnitts B, also im Bereich des Siebes 10, auf die Seite des Schraubengangs 9 aufgesetzt. In diesem Fall ist das Druckelement 12 vorzugsweise als durchgehendes Element in dem im Inneren des Siebes 10 rotierenden Schraubengang 9 befestigt. Das durchgehende Element bedeutet hier, dass einzelne Druckelemente 12 nacheinander mit ihren Enden aneinanderstoßend in dem Schraubengang 9 befestigt sind.
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Vorzugsweise befinden sich die Druckelemente 12 in dem Schraubengang 9 zumindest im Bereich des ersten Endes des Siebes 10, vorteilhafterweise so, dass sich mindestens zwei, drei oder vier erste Windungen des Schraubengangs 9 innerhalb des Siebes 10 befinden. Je nach abzutrennendem Aufschlämmungsmaterial kann die Bedeckung der Druckelemente 12 mehr als vier erste Windungen des Schraubengangs 9 innerhalb des Siebes 10 betragen. Die Abdeckung kann maximal alle Windungen des Schraubengangs 9 innerhalb des Siebes 10 umfassen.
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7 stellt in vereinfachter und schematischer Weise und teilweise im Querschnitt eine Seitenansicht des Trockenendes 5 oder zweiten Endes der erfindungsgemäßen Separatorvorrichtung in einer Situation dar, in der das Trockenende 5 und die Trommel des Siebes 10 leer sind. Dieser Bereich der Kompressionsschnecke 8 gehört wie oben erwähnt zum Abschnitt C. Vorzugsweise befindet sich der erste Teil des Abschnitts C innerhalb des Siebes 10 und der zweite Teil des Abschnitts C befindet sich im Trockenende 5 außerhalb der Entwässerungskammer 4 und außerhalb des Siebes 10. Im Abschnitt C weist die Kompressionsschnecke 8 vorzugsweise keinen Schraubengang 9 mehr auf. Die einfach Drehwelle 8a ermöglicht es, einen Freiraum 10a innerhalb des Siebes 10 zu schaffen, um einen Trockensubstanzpfropfen oder -stopfen zu schaffen, der sich vorzugsweise sofort in der Anfangsphase des Trennprozesses aus der Trockensubstanz im Raum 10a aufbaut und während der gesamten Trennzeit stabil und voll funktionsfähig bleibt.
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Die Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Abschnitt C ermöglicht den oben erwähnten gut funktionierenden Trockensubstanzpfropfen. Die Struktur umfasst den Freiraum 10a ohne den Schraubengang 9 im zweiten Ende des Siebes 10, ein Reduzierelement 14 in Verbindung mit dem zweiten Ende der Trommel des Siebes 10 und ein Gegendruckelement 15 in Verbindung mit dem Reduzierelement 14. Das Reduzierelement 14 und das Gegendruckelement 15 werden vorzugsweise mit Hilfe eines ringförmigen Befestigungsrings 16 in ihrer Position am zweiten Endbereich des Siebes 10 befestigt.
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Der Freiraum 10a und seine Länge sind wichtig für die Bestimmung des Trockensubstanzgehalts der Trockensubstanz. Je größer die Länge des Freiraums 10a ist, desto trockenere Trockensubstanz wird erhalten. Geeigneterweise beträgt das Verhältnis der axialen Länge des Freiraums 10a zum Innendurchmesser der Trommel des Siebes 10 beispielsweise 0,2-1,5. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 0,8-1,2.
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Das Reduzierelement 14 ist eine flache ringförmige Platte mit einem Mittelloch. Der Durchmesser des Mittellochs ist kleiner als der Innendurchmesser der Trommel des Siebes 10 im zweiten Ende des Siebes 10. In diesem Fall bildet das Reduzierelement 14 eine Schulterstruktur, um zu verhindern, dass das abzutrennende Material ungehindert aus dem Sieb 10 herausfließt. Die Schulterstruktur ist so angeordnet, dass sie das Gleiten des Trockensubstanzpfropfens verlangsamt, wobei in diesem Fall der Kompressionsdruck im System ansteigt. Schon eine kleine Einschränkung der Durchtrittsöffnung im zweiten Ende des Siebes erhöht den Trockensubstanzgehalt. Der Flüssigkeitsgehalt in der Trockensubstanz wird mit der Durchmessergröße des Reduzierelementes 14 eingestellt. Vorzugsweise ist das Reduzierelement 14 leicht austauschbar. Durch Ersetzen des Reduzierelements 14 durch ein anderes Reduzierelement 14 mit einem kleineren Mittelloch kann der Trockensubstanzgehalt erhöht werden und umgekehrt.
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Vorzugsweise besteht das Gegendruckelement 15 aus Rohgummi oder Kautschuk. Das Gegendruckelement 15 ist eine flache ringförmige Platte mit einem Mittelloch. Der Durchmesser des Mittellochs ist vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser der Drehwelle 8a an der Position des Gegendruckelements 15. Dabei wird das Gegendruckelement 15 von seinem Mittelloch fest auf die Drehwelle 8a gepresst. Das Gegendruckelement 15 ist so angeordnet, dass es dazu beiträgt, so schnell wie möglich nach dem Start der Separatorvorrichtung einen Trockensubstanzpfropfen zu erzeugen und den Trockensubstanzpfropfen möglichst stabil zu halten.
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Das Trockenende 5 der Separatorvorrichtung weist ferner ein Überwachungselement 17 auf, beispielsweise einen Endschalter, der angeordnet ist, um den Zustand des Gegendruckelements 15 zu überwachen. Das Überwachungselement 17 steht mit dem Gegendruckelement 15 in Kontakt. Bei fortschreitender Trennung wird das Gegendruckelement 15 aus seiner Grundstellung nach außen zum zweiten Ende der rotierenden Welle 8a hin zusammengedrückt, so dass der Durchmesser des Mittellochs des Gegendruckelements 15 zunimmt und dessen Kanten sich von der rotierenden Welle 8a der Kompressionsschnecke 8 abheben. Dabei dreht sich der auf der Außenfläche des Gegendruckelementes 15 aufliegende Hebelarm 17a des Überwachungselementes 17 mit zunehmendem Durchmesser des Mittelloches und informiert die elektrische Steuereinheit 7 über die Position des Gegendruckelementes 15. Verschwindet aus einem beliebigen Grund der Trockensubstanzpfropfen während des Trennens, kehrt das Gegendruckelement 15 in seine Grundstellung zurück, wodurch der Hebelarm 17a mit dem Gegendruckelement 15 zurückkehrt und die Steuerspannung an einer vorbestimmten Position abschaltet.
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8 stellt in einer vereinfachten Vorderansicht ein erfindungsgemäßes ringförmiges Druckelement 12 dar. Vorzugsweise ist ein einzelnes Druckelement 12 eine flache ringförmige Platte mit einem Mittelloch 12c, dessen Durchmesser größer als der Außendurchmesser der Drehwelle 8a der Kompressionsschnecke 8 ist. Vorteilhafterweise ist das Druckelement 12 ein flexibles Material, wie beispielsweise Gummi oder Polyurethan. In 8 ist das Druckelement 12 teilweise mit Befestigungselementen 13 ausgestattet, die verwendet werden, um das Druckelement 12 im Schraubengang 9 der Kompressionsschnecke 8 zu befestigen. Zur Befestigung umfasst das Druckelement 12 Befestigungslöcher 12a, die vorzugsweise näher am Außenumfang 12b des Druckelements 12 als am Innenumfang 12c des Druckelements 12 liegen. Das macht die Befestigung stabiler und stärker.
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9 und 10 stellen in vereinfachter und schematischer Weise den spiralförmigen Schraubengang 9 der erfindungsgemäßen Kompressionsschnecke 8 im Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D in 6 dar. In der Situation von 9 befindet sich das Druckelement 12 in seiner Position, jedoch nicht befestigt und ohne das Befestigungselement 13, und in der Situation von 10 ist das Druckelement 12 mit dem Befestigungselement 13 des Druckelements 12 an dem Schraubengang 9 der Kompressionsschnecke 8 befestigt.
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Zumindest im Abschnitt B ist der Außendurchmesser des Basisschraubengangs 9 kleiner als der Innendurchmesser der Trommel des Siebes 10. In diesem Fall umfasst die Struktur einen Spalt oder eine Toleranz zwischen dem Außenumfang des Schraubengangs 9 und der Innenfläche der Trommel des Siebes 10. Indessen folgt der Außenumfang des Druckelements 12 dem Außenumfang des Schraubengangs 9, der Außenumfang des Druckelements 12 erstreckt sich jedoch in radialer Richtung über den Außenumfang des Schraubengangs 9 um einen Abstand S hinaus, der größer als der Spalt zwischen dem Außenumfang des Schraubengangs 9 und der Innenfläche der Trommel des Siebes 10 ist. Vorzugsweise ist der Abstand S mindestens etwa 1 mm größer als der Spalt. Dadurch drückt die Außenkante oder der Umfang des Druckelements 12 fest gegen die Innenfläche der Trommel des Siebes 10 und schließt gleichzeitig den Spalt. Vorzugsweise ist der Abstand S so groß, dass ein Teil der Außenfläche des Druckelements 12 durch die Maschenschlitze der Trommel des Siebes 10 gedrückt wird, wodurch die Schlitze offen gehalten werden.
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Die Dicke W des Druckelements 12 ist mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens viermal so groß wie der Spalt zwischen dem Außenumfang des Schraubengangs 9 und der Innenfläche der Trommel des Siebes 10. Dadurch wird verhindert, dass sich das Druckelement 12 in den Spalt zwischen dem Außenumfang des Schraubengangs 9 und der Innenfläche der Trommel des Siebes 10 eindrückt.
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Vorteilhafterweise ist die Befestigungsstruktur so angeordnet worden, dass beide äußeren Seitenflächen, d. h. die erste Seitenfläche des Schraubengangs 9 und die zweite Seitenfläche des Druckelements 12, möglichst glatt sind. Das ist zumindest im Bereich des Abschnitts B wichtig, wo die Struktur das Druckelement 12 umfasst. Um eine ausreichende Glätte zu erreichen, müssen beide Enden der Befestigungselemente 13 in die Seitenflächen eingebettet werden, wie dies in der Situation von 10 geschehen ist. Dazu umfasst das Befestigungsloch 9c im Schraubengang 9 eine Ansenkung an der ersten Seitenfläche des Schraubengangs 9. Das Druckelement 12 ist hingegen ein flexibles Material, das es ermöglicht, dass auf der zweiten Seite des Schraubengangs 9 der flache Kopf des Befestigungselements 13 bündig mit oder unter dem Niveau der Seitenfläche des Druckelements 12 sitzt.
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11-13 stellen in vereinfachter Darstellung das Befestigungselement 13 des erfindungsgemäßen Druckelements 12 dar. 11 stellt das Befestigungselement 13 in einer Seitenansicht dar, 12 stellt einen Mutternteil 13b des Befestigungselements 13 in einer Rückansicht dar und 13 stellt den Mutternteil 13b des Befestigungselements 13 in einer Vorderansicht dar.
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Das Befestigungselement 13 umfasst vorzugsweise zwei Teile; einen Schraubenteil 13a und einen Mutternteil 13b. Der Schraubenteil 13b kann eine gewöhnliche Schraube mit einem Senkkopf sein. Der Kopf des Schraubenteils 13b ist so bemessen, dass der Kopf bei befestigtem Befestigungselement 13 bündig mit dem oder unterhalb des Niveaus der ersten Seitenfläche des Schraubengangs 9 sitzt.
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Der Mutternteil 13b umfasst eine Schraubbuchse 13c und eine flache Platte 13d, die in dem ersten Ende der Schraubbuchse 13c befestigt ist. Die Schraubbuchse 13c weist ein Innengewinde auf, das zu dem Außengewinde des Schraubteils 13a passt. Vorzugsweise ist die Dicke der Platte 13d so gering, dass die Platte 13d bei an ihrer Position befestigtem Druckelement 12 leicht in der flexiblen zweiten Seitenfläche des Druckelements 12 eingebettet werden kann.
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Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern dass sie innerhalb des Umfangs der unten dargestellten Ansprüche variiert werden kann. Somit können sich zum Beispiel die Strukturen und Komponenten der Separatorvorrichtung von dem Dargestellten unterscheiden.
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Für den Fachmann ist es auch offensichtlich, dass die Einbettung der Befestigungselemente auf andere Weise als oben dargestellt erfolgen kann. Beispielsweise können bei der Befestigung der Druckelemente anstelle von Senkschrauben und versenkten Schrauben auch Senkbohrungen und entsprechende Schrauben verwendet werden. Wichtig ist, dass die nach außen weisenden Oberflächen des Schraubengangs, insbesondere im Bereich des Abschnitts B innerhalb des Siebes, möglichst glatt sind, um ein Anhaften des abzutrennenden Materials am Schraubengang zu verhindern.
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Es ist für den Fachmann weiterhin offensichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Trennen von anderem Material als einer Aufschlämmung verwendet werden kann.
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Für den Fachmann ist weiterhin offensichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Trennen einer nicht landwirtschaftlichen Aufschlämmung geeignet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unter anderem Biomasse trennen und beispielsweise in einer Zellstoffindustrie eingesetzt werden.
