DE3046384C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen eines Flüssigkeits­ feststoffgemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der US-PS 13 33 249 ist eine solche Einrichtung bekannt. Das zu entwässernde Gut wird dort durch den engen Spalt zwischen den Stegrücken der wendelförmigen Förderstegen der Schnecke und der Innenwandung des Preßzylinders gepreßt und die dabei ausgepreßte Flüssigkeit wird über Bohrungen in den wendelförmigen Stegen, die in eine Zentralbohrung in der Schnecke münden, abgeführt.

Da sich jedoch das zu entwässernde Material während des Preßvorganges im Bereich der Innenmantelfläche des Schneckenzylinders verdichtet und dabei wasserundurchlässig wird, sammelt sich Wasser nahe dem Schneckengrund und wird mit dem Feststoff am Feststoffaustritt schwallweise ausgetragen. Die Entwässerungsleistung ist daher gering.

Bei Pressen anderer Art, z. B. bei Spindelsiebpressen gemäß DE-GM 18 46 103 ist es ferner bekannt, in den dort vorhandenen Spindelschneckenflügeln Unterbrechungen vorzusehen, in die am stationären Mantel befestigte Aufhalter eingreifen, um diesen eine Sieb- und Kanalausbildung zu geben.

Ausgehend von der eingangs genannten Einrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen eines Flüssig­ keitsfeststoffgemisches ist es Aufgabe der Erfindung, diese Einrichtung unter Verwendung von solchen Aufhaltern in Form von Stiften derart weiterzubilden, daß der Preßdruck erhöht und die ausgepreßte Flüssigkeit an der Stelle ihres Freiwerdens vollständig und unmittelbar abgeführt werden kann, ohne daß durch das Abführen der ausgepreßten Flüssigkeit ein merklicher Druckverlust auftritt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Stiften, die jeweils eine axiale zur Schneckenachse offene Bohrung aufweisen und deren Spitzen der Rundung des Schneckenkerns angepaßt sind, werden enge Spalte zwischen den Stirnflächen der Stifte und dem Schneckenkern und damit Ablaufbohrungen für die freigepreßte Flüssigkeit an den Stellen geschaffen, an denen die Flüssigkeit freigepreßt wird. Vor den stationären Stiften entsteht ein Materialstau und somit ein hoher Druck, der das Auspressen der Flüssigkeit begünstigt.

Somit wird erreicht, daß die ausgepreßte Flüssigkeit unmittelbar an der Stelle ihres Freiwerdens abgeführt werden kann, ohne daß durch die Abführöffnungen ein merklicher Druckverlust in Kauf genommen werden muß. Eine erneute Vermischung der freigepreßten Flüssigkeit mit den Feststoffen kann nur in einem sehr geringen Maß stattfinden, so daß ein nahezu vollständiger Entwässerungsvorgang erreicht wird.

Durch die Stifte selbst wird das zu entwässernde Gut am Mitdrehen mit der Schnecke gehindert, so daß eine hohe Förderleistung und somit ein hoher Druck im Stiftzylinderbe­ reich aufgebaut wird. Infolge des nunmehr erzielbaren hohen Druckes wird auch das Zellwasser des auszupressenden Gutes, beispielsweise Rübenblätter, Rübenschnitzel oder auch Klärschlamm, freigesetzt und kann durch die Ablaufbohrungen in den Stiften und aufgrund des hohen Druckgefälles von beispielsweise 300 bar im Preßzylinder und 1 bar (Atmos­ phärendruck) in den Ablaufbohrungen leicht abgeführt werden.

Da der Abstand zwischen den Stiftspitzen und dem Schnecken­ ganggrund gering, beispielsweise 0,3 mm, bemessen wird, erreicht man ebenfalls, daß nur sehr kleine, die Ablaufboh­ rungen nicht verstopfende Feststoffanteile mit abgeführt werden.

Durch die Zusammenfassung mehrerer mit Ablaufbohrungen ausgebildeter Stifte zu Stiftebenen wird erreicht, daß die freigepreßte Flüssigkeit umfangsmäßig an mehreren Stellen abfließen kann. Die Verstellbarkeit der Stifte hinsichtlich ihrer Eintauchtiefe bewirkt eine Veränderung der Förderlei­ stung und somit des Druckaufbaues, insbesondere jedoch eine Anpassung der Auspreßeinrichtung an verschieden große Feststoffbestandteile.

Die Ausbildung der Spitzen der einzelnen, den Schneckengang­ grund evtl. berührenden Stifte mit einer Lauffläche aus einer Materialkombination mit Trockenlaufeigenschaften, z. B. Bronze, garantiert eine lange, relativ verschleißfreie Lebensdauer der Stiftspitzen.

Durch das Einbringen von nach außen konisch sich erweiternden Röhrchen in die Spitzen der Ablaufbohrungen der Stifte wird erreicht, daß die Einlaßöffnungen der Bohrungen im Durchmesser verkleinert ausgebildet sind. Eine derartige Maßnahme wirkt dem Verstopfen der Stiftbohrungen und des daran angeschlossenen Ableitungssystems entgegen.

Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch eine bevorzugte Auspreßrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Mit 1 ist die Auspreßschnecke bezeichnet, die in dem Preßzylinder 2 angeordnet ist. Die Schnecke wird durch eine nicht gezeigte Antriebseinheit in Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 19 versetzt, wodurch das auszupressende Gut nach vorne zur Austrittsöffnung 20 gefördert wird.

In dem Preßzylinder 2 im Innenmantel sind in Schneckenachs­ richtung verlaufende Nuten 3 eingebracht, die im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet sein können. Die Nuten können jedoch auch rechteckig oder halbkreisförmig ausgebildet sein.

Die Nuten sind durchlaufend, d. h. sowohl im Einzugsbereich 4 als auch im Stiftzylinderbereich 5 angeordnet.

Im Stiftzylinderbereich 5 wird der Preßzylinder 2 mittels radial auf die Schneckenachse zeigende und bis auf den Ganggrund der Schnecke 1 reichende Stifte 6 durchdrungen. Den Stiften 6 sind Unterbrechungen 7 der wendelförmig verlaufen­ den Schneckenstege 8 zugeordnet, und zwar in einer Breite entsprechend der Durchmesser der Stifte 8.

Die Stifte 6 werden in den Preßzylinder 2 eingeschraubt und mittels Muttern 9 arretiert. Die einzelnen Stifte 6 können entsprechend weit in den Preßzylinder 2 eingeschraubt werden, um den Abstand zwischen der Stiftspitze und dem Schneckenkern variieren zu können.

Die Stifte 6 sind zu einzelnen Stiftebenen 10, 11 und 12 zusammengefaßt. Die Stiftebene 11 ist im Querschnitt in Fig. 2 dargestellt und besteht in diesem Fall aus vier Stiften 6. Es können ebenfalls auch sehr viel mehr Stifte 6 um den Umfang der Schnecke herum angeordnet werden. Die Zahl der Stifte ist abhängig von den Wasseranteilen des zu entwässern­ den Gutes.

In den Stiften 6 sind axiale Ablaufbohrungen 13 eingebracht, die mit einem Ableitungsnetz 14 verbunden sind.

Wenn sich kein Material in der Auspreßeinrichtung befindet, berühren die Stiftspitzen nicht die Schnecke 1. Wird jedoch Druck aufgebaut in dem Raum 18, so kann eine Berührung der Laufflächen 15 mit der Schnecke nicht ausgeschlossen werden.

Die dem Schneckenkern zugewandten Laufflächen 15 der Stifte 6 können daher aus einer Materialkombination mit Trockenlauf­ eigenschaften bzw. aus Bronze bestehen, um Verschleißerschei­ nungen zu vermindern.

In den dem Schneckenkern zugewandten Enden der Ablaufboh­ rungen 13 können Röhrchen 16 eingesetzt sein, die in dem Schneckenkern abgewandter Richtung konisch sich erweiternd ausgebildet sind. Die konische Ausbildung der Röhrchen verhindert ein Verstopfen, weil nur Feststoffbestandteile in die Bohrungen gelangen können, die in ihrer Größe kleiner sind als der Spalt zwischen Lauffläche 15 und Schneckenkern.

Das Flüssigkeitfeststoffgemisch wird durch den Trichter 17 in den Raum 18 zwischen den einzelnen Schneckenstegen 8 eingegeben und durch die Drehbewegung, gekennzeichnet mit Pfeil 19, der Schnecke 1 in Richtung auf die Austrittsöffnung 20 gefördert.

Im Einzugsbereich 4 erfährt das Gut eine erste Pressung und die leicht auspreßbare Flüssigkeit fließt durch die Seiheröffnungen 21 in den Behälter 22 ab. Danach wird das Gut in den Stiftzylinderbereich 5 gefördert, wo es durch die in den Preßzylinder 2 ragenden Stifte 6 am Mitdrehen mit der Schnecke gehindert wird. Vor den Stiften 6 staut sich also kurzfristig das Gut, wodurch der Druck in dem Schneckengang ansteigt, bis das Gut in dem Gang durch das nachfolgende Gemisch weitergeschoben wird, wenn der sich drehende Schneckenganginhalt an einem freien, nicht durch Stifte 6 behinderten Teil des Umfangs anlangt.

Da zwischen den einzelnen Stiftebenen 10, 11 und 12 in Schneckenachsrichtung verlaufende Nuten 3 angeordnet sein können, wird erreicht, daß das auszupressende Gut auch zwischen den Stiftebenen am Mitdrehen mit der Schnecke gehindert wird. Dadurch, daß das Gut in die Nuten 3 hineingedrückt wird, also am Mitdrehen gehindert wird, entsteht eine abrollende Bewegung des Gutes. Durch die abrollende Bewegung des Gutes sowie durch die Bremswirkung der Stifte 6 wird ein Druck aufgebaut, der zu einer höheren Förderleistung der Schnecke führt. Die Erhöhung der Förderleistung führt zwangsläufig zu einer erheblichen Druckerhöhung in dem Raum 18, beispielsweise bis über 500 bar, insbesondere zwischen den Stiftebenen 10, 11 und 12.

Im Stiftzylinderbereich wird also der größte Druck auf das auszupressende Gut ausgeübt, wodurch das Zellwasser freigesetzt wird und wodurch somit der Trockensubstanzgehalt je nach Material von über 90% in nur einem Arbeitsgang und kontinuierlich erhalten wird.

Die Austrittsöffnung 20 wird mittels druckbelasteten Konus 23 verschlossen und nur ab einem bestimmten, vorgewählten Druck öffnet sich die Austrittsöffnung 20. Durch diese Maßnahme entsteht ebenfalls eine weitere Druckerhöhung im Stiftzylin­ derbereich 5.

Der hohe Entwässerungsgrad des Flüssigkeitsfeststoffgemisches wird durch die Stifte 6 mit ihren axialen Ablaufbohrungen 13 erreicht, da sowohl ein hoher Preßdruck erzielt als auch in dem Bereich, in dem mittels des sehr hohen Druckes das Wasser ausgepreßt wird, auch eine Ableitungsmöglichkeit für die freigesetzte Flüssigkeit geschaffen wurde. Es ist von ausschlaggebender Bedeutung, daß die einmal freigesetzte Flüssigkeit an der Stelle des Auspressens abgeführt werden kann, ohne daß eine erneute Vermischung mit dem Feststoff in nennenswertem Umfang stattfinden und ohne daß ein nennenswer­ ter Druckverlust im Stiftzylinderbereich 5 auftritt.

Rübenblätter wurden in den Trichter gegeben und durch die Auspreßeinrichtung kontinuierlich hindurchgeführt. Es wurde ein Trockensubstanzgehalt von 40% in nur einem Durchgang erreicht, was als außerordentlich gute Leistung angesehen werden muß.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen eines Flüssigkeitsfeststoffgemisches, mit einer in einem Preßzylinder dreh- und antreibbaren Schnecke, wobei die flüssigen Bestandteile in - durch nahe beieinanderliegende Flächen zwischen Preßzylinder und Schnecke gebildete - Spalte gepreßt werden, aus denen die flüssigen Bestandteile durch senkrecht zu einer der Flächen stehenden Ablaufbohrungen abfließen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte zwischen an den Schneckenkern eng angepaßten Stirn­ flächen (15) von in den Preßzylinder (2) radial nach innen ragenden, in entsprechend breite Unterbrechungen (7) der Schneckenstege (24) greifenden - an sich bekannten - Stiften (6) und dem Schneckenkern angeordnet sind und die Ablaufbohrungen in die Stifte (6) eingebracht sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennspalte zwischen den mit ihren Stirnseiten der Rundung des Schneckenkerns angepaßten Stiften (6) und dem Ganggrund der Schnecke (1) vorzugsweise 0,3 mm betragen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Ablaufbohrungen (13) aufweisende Stifte (6) jeweils zu Stiftebenen (10, 11, 12) zusammengefaßt sind, wobei die einzelnen Stifte (6) in gleichmäßigen Abständen radial um den Preßzylinder (2) herum angeordnet, in diesen einschraubbar und hinsichtlich ihrer Eintauchtiefe verstellbar ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (15) der Stifte (6) als dem Ganggrund der Schnecke (1) zugewandte Laufflächen (15) ausgebildet sind und aus einer Materialkombination mit Trockenlaufeigenschaften, vorzugsweise aus Bronze bestehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in an sich bekannter Weise in den dem Ganggrund der Schnecke (1) zugewandten Enden der Ablaufbohrungen (13) der Stifte (6) nach außen konisch sich erweiternde Röhrchen (16) eingesetzt sind.