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pindelschneckenpresse
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Die Erfindung betrifft eine Spindelschneckenpresse für faserhaltiges
Gut, insbesondere eine Rübenschnitzelpresse, mit in einem zylindrischen Siebmantel
gehaltenem, relativ zum Außenmantel rotierbarem Spindelkörper und auf diesem angeordnete
unterbrochene Schneckenflügel sowie auf der Innenseite des Siebmantels vorgesehene,
in das Preßgut und zwischen die Schneckengänge des Spindelkörpers ragende Einbauteile.
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Spindelschneckenpressen der vorgenannten Art müssen sehr hohe Preßdrücke
auf das Preßgut ausüben, um die gewünschte Entwässerung zu erreichen. Zu diesem
Zwecke werden die Schneckenpressen so ausgebildet, daß der zwischen benachbarten
Schneckengängen verbleibende Preßgutraum in Förderrichtung des Preßgutes stetig
abnimmt. Dies wird entweder erreicht, indem der Spindelkörper
innerhalb
des zylindrischen Siebmantels eine konische Ausbildung aufeist, und/oder daß die
auf dem Spindelkörper angeordneten Schneckengänge in Förderrichtung mit einer abnehmenden
Steigung angeordnet sind.
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Um das Abfließen der Preßflüssigkeit nicht nur durch den Siebmantel,
sondern auch durch den Spindelkörper zu ermöglichen, ist es fernerhin üblich, den
Spindelkörper als Hohlkörper auszubilden und mit zahlreichen Wandungsbohrungen sowie
einem Siebbelag auszurüsten, so daß die Preßflüssigkeit auch durch den Spindelkörper
zusätzlich abgeführt werden kann.
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Bei diesen bekannten Ausführungsformen der Spindelpressen, auf welche-sich
vorliegende Erfindung bezieht, tritt das Problem auf, daß von den Flächen der Schneckengänge
des Spindelkörpers das Preßgut so festgehalten wird, daß es sich mit der Schnecke
mitdreht und nicht oder nur unzureichend zur Erzielung eines ausreichenden Preßdruckes
in Achsrichtung der Schnecke gefördert wird. Um die Mitnahme bzw. das Mitdrehen
des Preßgutes mit dem Spindelkörper zu vermeiden oder zumindest zu verringern, hat
man den Siebmantel mit tiefen Rillen ausgerüstet, oder aber auf der Innenseite des
Siebmantels in das Preßgut und zwischen die Schneckengänge des Spinde lkörpers ragende
Aufhalter angeordnet, die im allgemeinen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen
und sich radial von dem Siebmantel aus bis in die Nähe des Spindelkörpers erstrecken.
Diese Aufhalter können ggfs. zur
Erzielung unterschiedlicher Aufhaltewirkungen
von außen her in unterschiedliche Winkelstellungen überführt werden.
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Trotz der Anordnung der vorgenannten Aufhalter oder der in dem Siebmantel
vorgesehenen Rillen ist es praktisch nicht möglich, daß Mitdrehen des Preßgutes
zu vermeiden, abgesehen davon, daß derartige Aufhalter einen relativ großen Widerstand
für das Preßgut bilden, der durch zusatzliche Antriebskraft für den angetriebenen
Teil der Schneckenpresse überwunden werden muß.
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Aus diesem Grunde hat man zu weiteren zusätzlichen Maßnahmen gegriffen,
indem man beispielsweise bei Schneckenpressen mit konischem Spindelkörper die Gänge
der Schnecke in Richtung zum dünneren Ende des Spindelkörpers achsparallel auslaufen
sowie den Spindelkörper in einen zylindrischen Teil enden ließ, der sich in einen
von dem Gehäuse umschlossenen Düsenraum hinein erstreckt. (DT-OS 1 627 938).
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Die vorgenannten Maßnahmen bedeuten einen erheblichen baulichen Aufwand
sowohl für die Ausführung des Spindelkörpers als auch für das Schneckengehäuse und
führen somit zu erheblicher Verteuerung der Lonstruktion, abgesehen davon, daß selbst
durch diese Maßnahmen ein teilweises i-litdrehen des Gutes mit dem umlaufenden Spindelkörper
nicht verhindert werden kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aufgezeigten Nachteile
der geschilderten bekannten Konstruktionen zu vermeiden und insbesondere eine konstruktiv
relativ einfache Lösung für eine Spindelschneckenpresse vorzuschlagen, bei der die
blitnahme des Pressgutes mit den sich drehenden Schneckengängen ohne eine merkbare
nachteilige Wirkung auf die Förderung des Gutes in Richtung der Längsachse der Schneckenpresse
bleibt.
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Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich die einleitend näher
genannte Schneckenpresse erfindungsgemäß dadurch, daß der Sieb mantel wenigstens
über einen Teil seiner Länge ebenfalls mit unterbrochenen Schneckenflügeln-ausgerüstet
ist, deren Steigung entgegen der Steigung der Schneckenflügel auf dem Spindelkörper
verläuft und die sich bis dicht an dem Spindelkörper erstrecken.
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Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß es praktisch nicht möglich
ist, ein Mitdrehen des Preßgutes mit den sich drehenden Schneckenflügeln vollständig
zu vermeiden. Es läßt sich allenfalls durch bestimmte konstruktive Maßnahmen die
Differenzdrehzahl der umlaufenden Schneckenflügel und des Preßgutes auf verschiedene
Werte einstellen. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die Mitnahme
des Preßgutes durch die umlaufenden Schneckenflügel zur Erzielung einer Förderbewegung
in der Längsachse der Spindelpresse herangezogen werden kann,
wenn
man dafür sorgt, daß das von den umlaufenden Sehneckenflügeln mitgenommene Preßgut
der Einwirkung von Förderflächen ausgesetzt wird, die dieser Mitnahme entgegenwirken
und gleichzeitig eine Förderung des Gutes mit einer Komponente in Richtung der Längsachse
der Pressenschnecke bewirken. Eine solche Einwirkung auf das Preßgut wird durch
die obengenannte neue Ausbildung der Schneckenpresse erreicht.
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enn man beispielsweise eine Mitnahme des Preßgutes mit den umiaufenden
Schneckenflügeln in Höhe der halben Umlaufgeschwindigkeit der Schneckenflügel annimmt,und
wenn bei der beschriebenen Ausbildung die Schneckenflügel des Siebmantels mit entgegengesetzter
Steigung durch entsprechenden Antrieb des Siebmantels gegen den Umlaufsinn des Spindelkörpers
so würden sich die in Umlaufrichtung auf das Preßgut auswirkenden Förderkomponenten
einander aufheben und lediglich noch die beiden in Richtung der Längsachse der Pressenschnecke
auftretenden Förderkomponenten wirksam sein. Bei einer solchen Ausbildung und dem
genannten gegensinnigen Antrieb der Spindel und des Siebkörpers würde das Preßgut
insgesamt gesehen ausschließlich in Richtung der Längsachse der Preßschnecke gefördert
werden.
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Diese Art der Ausbildung der Schneckenpresse mit gegensinnig antreibbarem
Spindelkörper und Siebmantel stellt zweifellos eine wirksame Ausführungsvariante
der Erfindung dar, welche jedoch einen sehr großen Aufwand an Antriebseinrichtungen
fordert, so daß bei der konstruktiv einfachereren Lösung der
Siebmantel
als feststehender Mantel ausgeführt ist, während der Spindelkörper rotierend angetrieben
wird.-Bei einer solchen Ausführung wird das Preßgut mit einer von der Umlaufgeschwindigkeit
bzw. der Drehzahl des Spindelkörpers abweichenden Differenzdrehzahl mitgenommen,
wobei diese Differenzdrehzahl den gleichen Wert hat wie die Drehzahl des Preßgutes
im Vergleich zu dem Siebmantel. enn beispielsweise die Spindel mit einer Umdrehungszahl
von 10 Umdrehungen pro Minute umläuft, während der Siebmantel mit den daran angeordneten
in gegensinniger Steigung verlaufenden Schneckenflügeln stillsteht und Siebmantel
und Spindelkörper die gleiche Anzahl und gleiche Ausbildung von Schneckenflügeln
aufweisen, ergibt sich für das Preßgut eine mit der Spindel umlaufende Drehzahl
von 5 Umdrehungen pro Minute.
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Dabei wird aber das Preßgut infolge der genannten Differenzdrehzahl
gegenüber der Spindel und auch gegenüber dem Siebmantel durch die am Mantel und
an dem Spindelkörper angeordneten Schneckengänge jeweils gleichzeitig in Richtung
der Längsachse der Schneckenpresse weiterbefördert und auf diese Weise bei entsprechender
konischer Ausbildung des Schneckenkörpers und/ oder geringer werdender Steigung
der Schneckenflügel einem zunehmenden Preßdruck in Förderrichtung ausgesetzt.
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Die Differenzdrehzahl des Preßgutes in bezug auf den Spindelkörper
und auch in bezug auf den Siebmantel ist dabei abhängig von der Steigung und Gangzahl
der Schneckenflügel.
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Das Volumen des geförderten Gutes je Zeiteinheit, welches durch einen
Abschnitt der Schneckenpresse hindurchgefördert wird, ergibt sich aus der Beziehung
Q = F . G1 . S1 . #n1.
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In vorstehender Gleichung bedeuten F die Querschnittsfläche zwischen
dem Siebmantel und dem Spindelkörper des jeweiligen Aoschnittes; G1 die Gangzahl
der Schneckenflügel auf dem Spindelkörper und S1 die Steigung der Schneckenflügel
auf dem Spindelkörper. n1 ist die Differenzdrehzahl des Preßgutes gegenüber der
Spindel.
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Das geförderte Volumen Q des Gutes pro Zeiteinheit muß-aber auch der
Gleichung entsprechen Q = F . G2 5 2 2 n25 worin G2 die Gangzahl der Schneckenflügel
des Siebmantels und die Steigung der Schneckenflügel des Siebmantels in dem entsprechenden
Abschnitt bedeuten und #n2 die Differenzdrehzahl des Preßgutes gegenüber dem Siebmantel
angibt.
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Es muß ferner die Beziehung gelten, daß » n1 + #n2 = n ist. Hieraus
ergibt sich durch entsprechende Umformung die Beziehung #n1 = n . G2 . S2 G1 S1
+ G2 . S2
J4an hat es also in der hand, durch die Wahl der entsprechenden
Gangzahlen und Steigungen der Schneckenflügel auf dem Spindelkörper bzw. dem Siebmantel
die Differenzdrehzahl des Preßgutes in bezug auf den Siebmantel bzw. den Spindnlkörper
einzustellen.
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Bei der neuen Ausbildung der Schneckenpresse ist es nicht erforderlich,
den gesamten Siebmantel mit unterbrochenen Schneckenflügeln auszurüsten, da im allgemeinen
im Bereich der Gutaufgabe infolge des dort herrschenden geringen Preßdruckes eine
Mitnahme des Preßgutes durch die in diesem Bereich mit großer Steigung ausgeführten
Schneckenflügel des Spindelkörpers nicht oder kaum erfolgt. Es können jedoch auch
in diesem Bereich Schneckenflügel an dem Siebmantel angeordnet sein.
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Statt der bereits genannten Möglichkeit, den Spindelkörper und Siebmantel
gegensinnig anzutreiben, ist es auch möglich, einen gleichsinnigen, jedoch dann
mit unterschiedlicher Drehzahl arbeitenden Antrieb der beiden genannten Elemente,
nämlich des Spindelkörpers und Siebmantels vorzusehen.
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Der auf das Preßgut einwirkende Preßdruck läßt sich bei der neuen
Ausbildung der Schneckenpresse dadurch beeinflussen und auf verschiedene Werte einstellen,
daß die Schneckenflügel des Siebmantels in ihrer Steigung von außen her veränderlich
einstellbar
sind. Die Einstellung der Schneckenflügel kann dabei
entweder einzeln oder gruppenweise bzw. über die axiale Länge der Spindelpresse
unterschiedlich erfolgen. Ferner kann durch die genannte Einstellung auch die Verweilzeit
des Preßgutes während des Durchganges durch die Schneckenpresse beeinflußt werden.
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Wie bereits oben im Zusammenhang mit der Ermittlung der Differenzdrehzahl
des Preßgutes in bezug auf den Spindelkörper erkennbar ist, können die Schneckengänge
des Spindelkörpers und des Siebmantels gleich oder verschiedenzahlig mehrgängig
ausgeführt werden. So ist es beispielsweise zweckmäßig, wenn zur veränderlichen
Einstellbarkeit der Schneckengänge des Siebmantels diese mit einer höheren Gangzahl,
beispielsweise mit der Gangzahl 4 ausgeführt werden, während die Schneckengänge
des Spindelkörpers länger ausgeführt sein können und somit eine geringere Gangzahl
haben können.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 in teilweisem Längsschnitt eine Schneckenpresse
mit lotrecht verlaufender Längsachse;
Fig. 2 in schematischer Darstellung
eine Teilabwicklung des Siebmantels der Schneckenpresse nach Fig. 1 Die dargestellte
Ausführung der Schneckenpresse ist mit einem über Getriebemotoren 4 und ein drehsicher
gehaltenes über set zungs getriebe 5 um seine Längsachse 3 antreibbaren Spindelkörper
1 ausgerüstet, der innerhalb eines zylindrischen Siebmantels 2 koaxial gehalten
ist. Der Spindelkörper 1 ist als Jiohlkörper ausgeführt und mit einer von dem Getriebe
5 antreibbaren Hohlwelle 6 verbunden5 die sich über einen Lagerkranz 7 in einem
Lager 8 abstützt, welches in einem Zwischentragteil 10 angeordnet ist. Das Zwischentragteil
10 ist mit dem Schneckenpressenunterteil 13 verbunden5 welches sich auf einem Fundament
9 oder einer Trägerkonstruktion abstützt und den Siebmantel 2 und den den Siebmantel
unter Belassung eines Flüssigkeitssammel-und Abführraumes 11 umschließenden Mantel
12 trägt. Der Siebmantel 2 ist mit in Abständen übereinander angeordneten ringförmigen
Aussteifungen 14 sowie auf dem Umfang verteilt angeordneten in Längsrichtung verlaufenden
Stützstäben 15 ausgerüstet, die ihrerseits mit den ringförmigen Aussteifungen 14
fest verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich ein den Siebmantel 2 umgebendes
Stützgerüst, welches verhindert, daß bei auftretenden hohen Preßdrücken der Siebmantel
nach außen vorgewölbt wird.
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An dem Siebmantel 2 sind in dem dargestellten Beispiel in Abständen
übereinander Schneckenflügel 16 angeordnet, die in der dargestellten Ausführung
viergängig sind und sich von dem Siebmantel 2 aus bis dicht an den Spindelkörper
1 erstrecken,und zwar jeweils in denjenigen Bereichen, in denen der Spindelkörper
1 nicht seinerseits mit Schneckengängen 17 ausgerüstet ist. Die Schneckengänge 17
des Spindelkörpers 1 sind ii dem Ausführungsbeispiel zweigängig. Die Steigung der
Schneckengänge 17 des Spindelkörpers 1 und der Schneckengänge 16 des Siebmantels
2 nimmt von dem in der Zeichnung oberen Zuführende für das Gut in die Spindelpresse
zu dem unteren Austrittsende hin merklich ab.
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Hierdurch sowie durch die Konizität des Spindelkörpers 1 werden die
zwischen den Schneckengängen verbleibenden Preßräume in ihrem Volumen von dem Zuführ-
zum Austragsende der Spindelpresse jeweils stetig kleiner; so daß in der Förderrichtung
des Preßgutes der auf das Preßgut ausgeübte Druck entsprechend ansteigt.
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Auf der Austrittsseite des Gutes ist in dem Unterteil 13 der Schneckenpresse
ein verstellbarer Konus 18 vorgesehen, welcher über ein hydraulisches Arbeitsglied
19 in Richtung des Doppelpfeiles 20 verstellt werden kann, um den Austrittsspalt
für das ausgepreßte Gut zu verändern. Das durch die Spindelpresse hindurchgeförderte
Preßgut gelangt nach Beeindigung des Preßvorganges durch den zwischen dem Konus
18 und dem Spindelkörper 1 befindlichen Spalt 21 in einen Sammelraum 22, in welchem
mit
der Hohlwelle 6 des Spindelkörpers verbundene Austragsorgane
in Form von Flügeln 23 vorgesehen sind, welche das Preßgut durch die Austragsöffnung
24 auf eine Schurre 25 befördern, von der das Gut auf einen nicht wiedergegebenen
Weiterförderer gelangt.
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Das aus dem Preßgut ausgepreßte Preßwasser gelangt größtenteils durch
den Siebmantel 2 in den Flüssigkeitssammel- und Abführraum 11 und von dort aus durch
Bohrungen 26 in den Unterteil 13 sowie einen in diesem Unterteil vorgesehenen Ringraum
27 in einen Abführstutzen 28, welcher mit einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen
Abführungsleitung verbunden ist. Ein weiterer Teil des Preßwassers gelangt in den
von dem Spindelkörper 1 umschlossenen Hohlraum. Zu diesem Zweck ist der Spindelkörper
auf seinem Außenumfang mit einem Sieb 29 versehen und weist in seiner Wandung Bohrungen
30 auf, die auf dem Umfang und die gesamte Höhe des Spindelkörpers verteilt angeordnet
sind. Das in das Innere des hohlförmigen Spindelkörpers 1 gelangende Preßwasser
fließt durch die Hohlwelle 6 und daran angeschlossene Abführstutzen 31, welche mit
der Hohlwelle 6 umlaufen in eine Sammelrinne 32, welche von dem Zwischentragteil
10 gebildet ist, und deren Abflußkanal 33 wiederum mit einer Ab führungs leitung
verbunden werden kann.
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Die mit dem Siebmantel 2 verbundenen Schneckengänge 16 sind jeweils
mit Verstellwellen 34 verbunden, die drehbar in Buchsen 35
gehalten
sind, welche sich von dem Siebmantel aus durch den Außenmantel 2 hindurch erstrecken
und an Längsausteifungen 15 des Siebmantels als auch an dem Außenmantel 12 befestigt
sind.
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Die Verstellwellen sind gemäß der Detaildarstellung in Fig. 1 mit
Verstellhebeln 36 ausgerüstet, die über in der Zeichnung nicht wiedergegebene hydraulische
Betätigungseinrichtungen in die verschiedenen Stellungen überführt werden können,.
um die Steigung der Schneckenflügel 16 zu verändern.
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Die Figur läßt erkennen, daß die Steigung der Schneckenflügel 16,
welche mit dem Siebmantel bzw. den zwischen Siebmantel und Außenmantel befindlichen
Verstellwellen verbunden sind, gegensinnig verlauft zu den Steigungen der mit dem
Spindelkörper verbundenen Schneckenflügel 17. Dabei kann die Steigungung der Schneckenflügel
16 in der zuvor beschriebenen Weise veränderlich eingestellt werden, während die
Steigung der Schneckenflügel 17 konstruktiv festgelegt ist.
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Die gegensinnige Steigung und die unterschiedliche Gangzahl der Schneckenflügel
16 und 17 geht besonders deutlich auch aus der schematischen Darstellung der Fig.
2 hervor, welche eine abschnittsweise Abwicklung des Siebmantels 2 wiedergibt. In
dieser Figur sind die Schneckenflügel 17 des Spindelkörpers 1 strichpunktiert wiedergegeben.
Bei einer Drehbewegung des Spindelkörpers 1 in Richtung des Pfeiles 40 gelangt das
von
den Schneckenflügeln 17 trotz einer teilweisen Mitnahme in
Umfangs richtung geförderte Gut unter die Einwirkung der Schneckenflügel 16, die
eine im Vergleich zu den Schneckenflügeln 17 umgekehrte Steigung aufweisen. Hierdurch
ergeben sich entlang der Linien 41 schematisch dargestellte Förderwege des Gutes,
welches während seiner Bewegung stets eine in Richtung der Längsachse der Schneckenpresse
verlaufende Komponente aufweist.
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Ein Mitdrehen des Gutes in Richtung des Pfeiles 40 in den zwischen
den im Abstand auf dem Spindelkörper angeordneten Schneckenflügeln 17 ist praktisch
durch die Anordnung der Schneckenflügel 16 ausgeschlossen. Auf diese Weise ergibt
sich eine intensive Pressung des Gutes während der Förderung und hierdurch eine
wesentlich bessere Entwässerung des Preßgutes im Vergleich zu anderen Ausführungen
vergleichbarer Pressen der bekannten Bauart.
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