DE4408539A1 - Schneckenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Entwässern von Suspensionen mit einer drehbar antreibbaren Schneckenwelle, mit einem Siebkorb, der die Schnecke der Schneckenwelle und eine strömungsmäßig nachgeschaltete Preßzone umgibt, mit einem für zu entwässernde Suspensionen dienenden Zulauf an einem Ende der Schneckenwelle und mit einem für entwässerte Suspensionen dienenden, der Preßzone strömungsmäßig nachgeschalteten Ablauf am anderen Ende der Schneckenwelle.

Schneckenpressen werden eingesetzt zur Entwässerung von diversen Suspensionen (Rejekte, Fangstoffe, Schlämme, Faserstoffe). Die zu entwässernde Suspension wird dabei über einen Einfüllschacht (Zulauf) auf eine rotierende Schnecke gegeben und von dieser in Richtung zu einem Pressenausgang (Ablauf) gefördert. Im Pressenausgang findet eine Drosselung statt, so daß die Schnecke in der Suspension einen Druck aufbauen muß, um den Widerstand dieser Drosselstelle zu überwinden. Dieser Druckaufbau bewirkt, daß die Suspension durch einen die Schnecke umgebenden Seihemantel entwässert wird.

Die Drosselung kann durch aktive (steuerbare/regelbare) und/oder passive Elemente erfol­ gen. Als aktive Elemente werden mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Plat­ ten, Konen oder Lamellen eingesetzt, wobei der Druck, bei dem der Austritt freigegeben wird, in Abhängigkeit von anderen Parametern (Art der Suspension, Endtrockengehalt) eingestellt werden kann.

Als weiteres Drosselmedium (passive Drosselung) wird fast immer ein sich an das Ende der Schnecke anschließender wendel- bzw. schneckenloser Bereich vor dem Ablauf eingesetzt. Dieser Bereich wird im folgenden als "Preßzone" bezeichnet und hat folgende Wirkungen:

• a) Durch die Reibung des Stoffes an Siebkorb und Schneckenwelle wird der Preßdruck weiter erhöht (Bremsschnecke).
• b) Die Aufenthaltszeit in der Hochdruckzone wird verlängert; damit wird der Endtrocken­ gehalt erhöht.

Die Länge der Preßzone ist wesentlich für das Betriebsverhalten einer Schneckenpresse (Antriebsleistung, Endtrockengehalt). Sie ergibt sich aus der Anzahl der Schneckenwendeln auf der Schneckenwelle und wird nach Erfahrung oder bei der Inbetriebnahme festgelegt. Die Länge der Preßzone ist im Betrieb nicht veränderlich. Daraus ergeben sich folgende wesent­ liche Nachteile:

• a) Die Drosselwirkung bzw. der Druckverlust in der Preßzone ist abhängig vom Charak­ ter der Suspension (Reibungsverhalten, Scherfestigkeit) und kann nicht beeinflußt werden. Bei wechselndem Suspensionsverhalten kann dies zu Betriebsproblemen führen. Sind die Reibungsverluste zu hoch, können Antriebsleistung und Axialkraft über das zulässige Maß steigen. Ist die Reibung zu gering, kann die Länge der Preßzone für einen ausreichenden Druckaufbau eventuell nicht ausreichen. Damit wird kein ausreichender Trockengehalt er­ reicht. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß die Kompensation einer zu kurzen Preßzone durch ein aktives Drosselorgan nur bedingt möglich ist.
• b) Beim Abstellen der Schneckenpresse kann die Preßzone nicht entleert werden. Die Suspension kann eintrocknen, so daß beim Wiederanfahren unzulässig hohe Belastungen (Drehmoment, Axialkraft) auftreten können.
• c) Die meisten Schlämme müssen vor Aufgabe auf eine Schneckenpresse konditioniert (geflockt) werden. Sollte auch nur für kurze Zeit ungeflockter Schlamm in die Presse gelan­ gen, so kann dieser Schlamm den in der Preßzone befindlichen Schlammpfropfen nicht mehr herausdrücken. Die Schneckenpresse "verstopft".
• d) In Abhängigkeit vom Entwässerungsverhalten und der Scherfestigkeit der Suspen­ sion können sich in der Preßzone direkt am Siebkorb dünne und relativ trockene und wasser­ undurchlässige Schichten ausbilden, über die die feuchtere Suspension hinweggleitet. Die Funktion der Presse kann wesentlich beeinträchtigt werden. Ein Entfernen dieser Schichten ist nur mit großem Aufwand möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpresse der im Oberbegriff genannten Art mit einfachen Maßnahmen so auszubilden, daß sie unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine gute Anpassung der Drosselwirkung an die jeweiligen Betriebserfordernisse sowie ein leichtes Entleeren und Reinigen der Schnecken­ presse ermöglicht.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Schneckenpresse der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Siebkorb im Bereich der Preßzone axial verschiebbar und hierdurch deren wirksame Lange veränderbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die keine Veränderung der Position der Schneckenwelle und damit keine größeren Maschinenänderungen erforderlich macht, kann die Drosselwirkung der Preßzone in einfacher Weise den erforderlichen Betriebsbedingun­ gen angepaßt werden, die von dem Charakter der Suspension abhängen, wie von ihrem Reibungsverhalten und ihrer Scherfestigkeit. Diese Anpassung kann sehr schnell erfolgen, wodurch einerseits stets ein optimales Entwässerungsergebnis bzw. ein ausreichender Trockengehalt erzielbar ist - auch bei veränderlichen Suspensionseigenschaften - und andererseits die Betriebssicherheit erhöht bzw. die Gefahr von Maschinenschäden infolge Verstopfung vermindert wird. Außerdem können wegen der Verschiebbarkeit die Schneckenpresse leicht vollständig entleert und der Siebkorb in der Preßzone regelmäßig von angelagerten Schichten befreit werden, was beispielsweise für das Entfernen eingetrockneter Suspensionsbestandteile und zum Vermeiden unzulässig hoher Maschinen­ belastungen beim Wiederanfahren wichtig ist.

Die weitere Ausgestaltung von Anspruch 2 ermöglicht ein besonders genaues Anpassen der Länge der Preßzone an die jeweiligen Betriebserfordernisse.

Durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 ist mit einfachen Maßnahmen erreichbar, daß beim Verändern der Länge der Preßzone der zulaufseitige Siebkorbabschnitt unverändert bleiben kann. Auch die Gesamtlänge der Schneckenpresse kann unverändert bleiben, was nicht der Fall wäre, wenn der gesamte Siebkorb verschiebbar wäre.

Die Maßnahme von Anspruch 5 genügt den in der Praxis üblichen Betriebserfordernissen und notwendigen Drosselwirkungen der Preßzone.

In weiterer Ausgestaltung ist gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 ein geeigneter Antrieb zum Verstellen des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts vorgesehen, so daß die Verstellung der Preßzone ohne manuellen Eingriff erfolgen kann.

Die bevorzugten Merkmale der Ansprüche 9 und 10 sind äußerst vorteilhaft, weil hierdurch in selbsttätiger Weise erzielt werden kann, daß die Länge der Preßzone stets optimal an die jeweiligen Betriebsverhältnisse angepaßt wird. Wenn die Antriebsleistung zu groß wird, ist dieses ein Hinweis darauf, daß die Länge der Preßzone durch Verschieben des ablaufseiti­ gen Siebkorbabschnitts verkleinert werden muß (beispielsweise aufgrund einer drohenden Verstopfung), damit die auftretenden Axialkräfte nicht zu groß werden. Wenn dagegen die Antriebsleistung zu klein wird, ist dieses ein Hinweis darauf, daß die Länge der Preßzone durch Verschieben des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts vergrößert werden muß, damit eine ausreichende Entwässerung stattfindet. Im Betrieb treten aufgrund der veränderlichen Suspensionseigenschaften auch veränderliche Antriebsleistungen auf, mittels derer die Preßzonenlänge zeitvariabel optimierbar ist.

Die praktischen Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 11 und 12 erlauben ein sicheres, genaues und energiesparendes Verschieben des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts.

Während gemäß den Ansprüchen 13 und 14 zumindest ein zusätzliches aktives Drossel­ glied, wie ein Konus oder eine Preßblende, zum Erzeugen der notwendigen Drosselwirkung vorgesehen ist, kann ein solches gemäß Anspruch 15 grundsätzlich auch fehlen, sofern eine ausreichend lange Preßzone zur Verfügung gestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem in einer Figur zeichnerisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel näher erläutert.

Eine Schneckenpresse 10 weist eine Schneckenwelle 12 auf, die in ihrem linken oder zulauf­ seitigen Bereich eine Schnecke 14 trägt. Die Schneckenwelle 12 ist in Lagern 16 sowie 18 drehbar gelagert und mit einem elektrischen Motordrehantrieb 30 verbunden. Am zulaufseiti­ gen Endbereich der Schneckenwelle 12 weist die Schneckenpresse 10 einen oberseitigen Zulauf 20 für in Pfeilrichtung A zuzuführende, zu entwässernde Suspensionen auf. Am rech­ ten oder ablaufseitigen, schneckenfreien Bereich der Schneckenwelle 12 weist die Schneckenpresse 10 einen unterseitigen Ablauf 22 für in Pfeilrichtung B abzuleitende, ent­ wässerte Suspensionen auf. Außerdem ist im tiefsten Bereich der Schneckenpresse 10 ein Flüssigkeitsablauf 24 vorgesehen, aus dem die aus der Suspension entfernte Flüssigkeit in Pfeilrichtung C nach unten ablaufen kann.

Die Schneckenwelle 12 und deren Schnecke 14 sind von einem hierzu konzentrischen Sei­ hemantel oder Siebkorb umgeben, der einen ringförmigen Kanal für die zu entwässernde Suspension von außen begrenzt. Dieser Seihemantel oder Siebkorb hält die festen Bestand­ teile der Suspension zurück und ist für Flüssigkeiten durchlässig. Er besteht im vorliegenden Fall aus einem stationären zulaufseitigen Siebkorbabschnitt 32 und einem auf diesem längsverschiebbaren, hierzu konzentrischen ablaufseitigen Siebkorbabschnitt 34. Der letztere umschließt mehr oder weniger weit eine schneckenlose Preßzone 28 der Schneckenwelle 12. Die Drosselwirkung der Preßzone 28 ist um so größer, je weiter der ablaufseitige Sieb­ korbabschnitt 34 nach rechts verschoben wird. Sie wird ausgangsseitig durch eine zusätzli­ che Preßblende 26 unterstützt.

Der ablaufseitige Siebkorbabschnitt 34 ist mit einem zum axialen Verschieben dienenden Antrieb 36 verbunden, der im vorliegenden Fall als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit aus­ gebildet ist. Diese ist über ein Steuer- bzw. Regelglied 38 mit dem Motordrehantrieb 30 ver­ bunden, das beispielsweise die momentane Motorantriebsleistung als Eingangssignal erhält. Wenn die Antriebsleistung gegenüber einem vorgegebenen Sollwert ansteigt bzw. abfällt, wird der ablaufseitige Siebkorbabschnitt 34 nach links bzw. nach rechts verschoben, um die Drosselwirkung in der Preßzone 28 mit dem Ziel eines gleichbleibenden Entwässerungser­ gebnisses sowie einer Maschinenschonung entsprechend abzusenken bzw. zu vergrößern.

Claims (15)

1. Schneckenpresse zum Entwässern von Suspensionen mit einer drehbar antreibba­ ren Schneckenwelle (12), mit einem Siebkorb, der die Schnecke (14) der Schneckenwelle und eine strömungsmäßig nachgeschaltete Preßzone umgibt, mit einem für zu entwässernde Suspensionen dienenden Zulauf (20) an einem Ende der Schneckenwelle und mit einem für entwässerte Suspensionen dienenden, der Preß­ zone strömungsmäßig nachgeschalteten Ablauf (22) am anderen Ende der Schneckenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (34) im Bereich der Preßzone (28) axial verschiebbar und hier­ durch deren wirksame Länge veränderbar ist.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (34) im Bereich der Preßzone (28) kontinuierlich verschiebbar ist.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sieb­ korb vertikal geteilt ist, daß sein zulaufseitiger Siebkorbabschnitt (32) stationär aus­ gebildet ist und daß sein ablauf- bzw. preßzonenseitiger Siebkorbabschnitt (34) axial verschiebbar ist.

4. Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ablaufseitige Siebkorbabschnitt (34) koaxial zum zulaufseitigen Siebkorbabschnitt (32) ausgebil­ det ist und auf diesem verschiebbar ist.

5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der schneckenlosen Preßzone (28) zwischen Null und zumindest dem dreifachen Außendurchmesser der Schnecke (14) der Schneckenwelle (12) verstellbar ist.

6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen zum axialen Verschieben des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts (34) dienenden An­ trieb (36).

7. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zumin­ dest einen zum axialen Verschieben des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts (34) dienenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Antrieb (36), dessen eines Ende stationär festgelegt ist und dessen bewegliches anderes Ende mit dem ablaufseitigen Sieb­ korbabschnitt verbunden ist.

8. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zumin­ dest einen zum axialen Verschieben des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts (34) dienenden Spindel-Antrieb, dessen eines Ende stationär festgelegt ist und dessen bewegliches anderes Ende mit dem ablaufseitigen Siebkorbabschnitt verbunden ist.

9. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Steuer- bzw. Regelglied (38), das in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sollwert und einem betriebsabhängigen Istwert die Position des ablaufseitigen Siebkorbabschnitts (34) steuert bzw. regelt.

10. Schneckenpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebslei­ stung eines Motordrehantriebs (30) für die Schneckenwelle (12) den Istwert für das Steuer- bzw. Regelglied (38) bildet.

11. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Siebkorbabschnitt (34) über Rundführungen geführt ist.

12. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Siebkorbabschnitt (34) über Prismenführungen geführt ist.

13. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Preßzone (28) zumindest ein zusätzliches aktives Drosselelement (26) vorgesehen ist.

14. Schneckenpresse nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Konus oder eine Preßblende als zusätzliches aktives Drosselelement.

15. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßzone (28) frei von zusätzlichen aktiven Drosselelementen ausgebildet ist.