DE60104086T2

DE60104086T2 - Schneckenfördereinrichtung für Flüssigkeiten und/oder Materialbrocken

Info

Publication number: DE60104086T2
Application number: DE60104086T
Authority: DE
Inventors: Rasmus Bukh Madsen; Niels Peter Kofoed
Original assignee: CFS Slagelse AS
Current assignee: GEA Food Solutions Denmark AS
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: PL363971A1; ES2223673T3; EP1247984A1; BR0208476A; WO2002081922A3; CZ20032825A3; US20040238328A1; EP1247984B1; ATE270393T1; CN1551950A; DK1247984T3; HK1070409A1; RU2272178C2; DE60104086D1; WO2002081922A2; CN100389264C; US7044289B2; RU2003132058A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneckenfördereinrichtung für den Transport fließfähiger Substanzen und/oder Materialklumpen von der Art, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt.
STAND DER TECHNIK
Bei Fördereinrichtungen dieser Art ist es bekannt, die Reibung zwischen den Wänden des Pumpengehäuses, der Pumpschnecke und des transportierten Materials zu verringern, indem die Teile der beiden Schnecken so aufgebaut sind, dass sie in wechselseitigem Eingriff mit einer zunehmenden Steigung, d. h., zunehmendem Abstand zwischen den Windungen, in der Pumpkammer stehen. Auf diese Weise ist es möglich, sehr klumpige und sehr zähflüssige Materialien zu transportieren. Ein Aufbau dieser Art ist z. B. aus der WO 98/35 135 bekannt.
Die US 4 043 002 beschreibt einen Aufbau, bei dem die Pumpschnecke sich in die Beladekammer hinein erstrecken kann. Der Zweck dieser Verlängerung der Pumpschnecke in die Beladekammer hinein besteht darin, Material zu ergreifen und es in die Pumpkammer hinein zu tragen. In Verbindung mit sehr klumpigen und sehr zähflüssigen Materialien kann dies auf Grund von Überfüllung zu erhöhter Reibung in der Pumpkammer führen.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Auf der Grundlage des Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schneckenfördereinrichtung bereitzustellen, bei der ein Überfüllen der Pumpkammer und demgemäß die anschließende erhöhte Reibung in der Pumpkammer vermieden wird, und dieses Ziel wird mit einer Schneckenfördereinrichtung der Art erreicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung auch die in dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dargelegten Merkmale umfasst. Bei dieser Anordnung resultiert der wechselseitige Eingriff zwischen den Pumpschnecken in der Einlasskammer in einer Verschiebung von überschüssigem Material aus den Schnecken heraus vor Eintritt in die Pumpkammer, wodurch ein Überfüllen der Pumpkammer und eine daraus folgende erhöhte Reibung in der Pumpkammer vermieden wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Schneckenfördereinrichtung, deren Vorteile in der folgenden detaillierten Beschreibung erklärt werden, sind in den Unteransprüchen offen gelegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In dem folgenden detaillierten Teil der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung im größeren Detail unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen einer in den Zeichnungen dargestellten Schneckenfördereinrichtung gemäß der Erfindung erläutert, in denen
1 eine Schneckenfördereinrichtung von oben gesehen zeigt, wobei Teile weg geschnitten sind,
2 einen Querschnitt in der Schneckenfördereinrichtung in 1 von der Seite gesehen zeigt,
3 einen Teil der Schneckenfördereinrichtung von 1 zeigt, der mit einem separaten Antrieb für die Schneideeinrichtung versehen ist,
4 einen alternativen Aufbau der wendelförmigen Windungen an den Pumpschnecken zeigt,
4a die unterstromig der Pumpkammer vorgesehene Schneideeinrichtung in den Ausführungsformen gemäß den 1–4 zeigt,
5 und 5a eine alternative Schneideeinrichtung zeigen, die zwei Sätze von Messern und eine perforierte Scheibe von der Form einer Acht umfasst,
6 einen Lageraufbau für die unterstromigen Enden der Schnecken zeigt, der einen ersten Verbindungungsstab umfasst, und
7 den Lageraufbau in 6 zeigt, der aber mit einer zusätzlichen zweiten Stabverbindung versehen ist, die eine Verbindung zwischen den Lagern und der Pumpkammer bereitstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist eine Fleischzerkleine rungsmaschine, die eine Schneckenfördereinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Vorrichtung umfasst eine Einlasskammer 4, in die das zu transportierende Material eingebracht wird, und in deren Boden zwei Transportschnecken 8 montiert sind, um das Material in Richtung eines mit in gegenseitigem Eingriff stehenden wendelförmigen Windungen 2, 7 versehenen Satzes von Pumpschnecken 1, 6 zu bewegen. Die Pumpschnecken 1, 6 sind in einer Pumpkammer 5 montiert, wobei die Schnecken 1, 6 und die Pumpkammer 5 durch den gegenseitigen Eingriff zwischen den beiden Schnecken 1, 6 in der Pumpkammer 5 die Funktion einer Verdrängerpumpe erfüllen. Die erste Schnecke 1, die zweite Schnecke 6 und die Transportschnecken 8 sind auf gemeinsamen Achsen 9 für eine Drehung durch das von einem Antriebsmotor 20 angetriebene Antriebszahnrad 19 montiert. Die Achsen 9 werden in entgegengesetzten Richtungen gedreht, ebenso wie die auf den Achsen 9 montierten Schnecken 1, 6, 8. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, erstrecken die Pumpschnecken 1, 6 sich etwa eineinhalb Windungen aus der Pumpkammer 5 heraus und in die Einlasskammer 4 hinein. Durch dieses Merkmal ist sichergestellt, dass die Pumpkammer 5 nicht mit Material überfüllt wird, auf Grund der Tatsache, dass der gegenseitige Eingriff zwischen den beiden Schnecken 1, 6 in der Einlasskammer 4 überschüssiges Material aus den Schnecken 1, 6 entfernt. Es wird darauf hingewiesen, dass etwa eine halbe Windung der gegenseitig in Eingriff stehenden Schnecken 1, 6 innerhalb der Einlasskammer 4 ausreicht, um ein Überfüllen der Pumpkammer 5 zu vermeiden.
Am oberstromigen Ende der Transportschnecken 8 ist ein Vakuumanschluss 17 vorgesehen, wobei der Anschluss eine Zweispindelpumpe 18 umfasst, die eine Pumpfunktion bereitstellt, um in Richtung des Vakuumanschlusses 17 gesaugtes Material zurück in die Einlasskammer 4 hinein zu pumpen. Diese Vakuumeinrichtung verbessert den Tiefenvor schub des Materials in die Schnecke hinein und stellt das Befüllen der Pumpkammer sicher. Überdies ermöglicht sie die Beseitigung von Luft aus dem Material in den Zufuhrschnecken 1, 6. Wenn die gesamte Einlasskammer unter Vakuum stehen soll, wird naturgemäß eine Abdeckung auf der Einlasskammer 4 erforderlich sein, um das Material innerhalb der Einlasskammer 4 unter Vakuum zu setzen.
In der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird eine Schneideeinrichtung mit einer mit Sätzen rotierender Messer 11 zusammenarbeitenden perforierten Scheibe 10 bereitgestellt, wobei die rotierenden Messer 11 durch die Achse 9 gedreht werden, um die erste Schnecke 1 und die entsprechende Transportschnecke 8 zu drehen. Der Auslass aus der Pumpkammer 5 ist mit dieser Schneideeinrichtung durch einen Kanal mit relativ kleinem Volumen verbunden, um die Materialmenge, die in diesem Volumen zurückbleibt, wenn die Maschine zum Reinigen/Austausch von transportiertem Material angehalten wird, zu verringern.
3 zeigt eine alternative Schneideeinrichtung, in der die rotierenden Messer 11 durch einen separaten Antrieb 13 gedreht werden. Dies sorgt für eine Möglichkeit, die Pumpschnecken 1, 6 unabhängig von den rotierenden Messern 11 anzutreiben, wodurch die Drehgeschwindigkeiten dieser Elemente individuell gesteuert werden können, z. B. in Abhängigkeit von einem gemessenen Druck in dem Material vor der Schneideeinrichtung, z. B. je höher der Druck, desto höher die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Messer. Darüber hinaus wird eine niedrige Geschwindigkeit der Messer ein nicht schmierendes, kalt sauber geschnittenes Hackfleisch ergeben, während eine hohe Geschwindigkeit der Messer eine Emulsion ergeben wird. Somit kann die Funktion der Maschine durch eine Änderung der Messergeschwindigkeit verändert werden.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Pumpschnecken 1, 6, in denen die erste Schnecke 1 relativ dünne wendelförmige Windungen 2 umfasst, und die zweite Schnecke 6 relativ dicke wendelförmige Windungen 7 umfasst, wodurch Material überwiegend durch die erste Schnecke 1 transportiert wird. In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist eine Schneideeinrichtung, ähnlich wie die in den 1 und 2 dargestellte, durch die Achse 9 für die erste Schnecke 1 angetrieben und demgemäß wird der Hauptstrom des Materials aus dem Pumpgehäuse 3 heraus in einer Linie mit der Schneideeinrichtung gefördert.
Alternativ sind, wie in 5 gezeigt, die erste Schnecke 1 und die zweite Schnecke 2 mit im Wesentlichen identischen wendelförmigen Windungen 2, 7 versehen. Dies sorgt für eine im Wesentlichen gleiche Materialförderung aus den beiden Schnecken 1, 6. Demgemäß wird eine Schneideeinrichtung bereitgestellt, die eine doppelte perforierte Scheibe 12 in Form einer Acht umfasst, und die entsprechenden rotierenden Messer 11 werden durch die Achsen 9 gedreht, um die Schnecken 1, 6 zu drehen, die somit in entgegengesetzte Richtungen und in wechselseitigem "Eingriff" drehen.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist die Vorrichtung modular aufgebaut und umfasst separate austauschbare Komponenten, d. h., eine Schneideeinrichtung 10, 11, die in einem entsprechenden Gehäuse montiert und mittels entsprechender Montagehalterungen mit der Pumpkammer 5 verbunden ist, eine Pumpkammer 5, die Pumpschnecken 1, 6 enthält und durch entsprechende Halterungen an dem Gehäuse 3 montiert ist, wobei die Pumpschnecken 1, 6, Transportschnecken 8 und eine Zweispindelpumpe 18 für den Vakuumanschluss an den Achsen 9 montiert sind, um dadurch gedreht zu werden.
6 zeigt eine Lageraufbau für die unterstromigen Enden der Pumpschnecken 1,6, wobei der Lageraufbau Lager 14 für die Schnecken 1, 6 oder die entsprechenden Achsen 9 und eine erste Stabverbindung 15 zwischen den Lagern 14 umfasst, die für eine Fixierung der Enden der beiden Schnecken 1, 6 relativ zueinander sorgt, wodurch in erster Linie ein Lager bereitgestellt wird, das der Neigung der beiden Schnecken, sich auf Grund der Verschiebung des Materials innerhalb der Pumpkammer 5 voneinander weg zu bewegen, entgegenwirkt, wofür der wechselseitige Eingriff zwischen den beiden Schnecken 1, 6 sorgt. Dieser Lageraufbau verringert in erster Linie den Verschleiß an den äußeren Seiten der Pumpkammer 5, die andernfalls der oben erwähnten Neigung, dass die beiden Schnecken 1, 6 voneinander weg gedrückt werden, widerstehen müsste.
In 7 ist der Lageraufbau von 6 durch eine zweite Stabverbindung 16 ergänzt, die die erste Stabverbindung 15 mit der Pumpkammer 5 verbindet, wodurch für die Fixierung der beiden Schnecken 1, 6 relativ zu der Pumpkammer 5 gesorgt ist, wobei die Fixierung in erster Linie die Schnecken 6, 1 von den Wänden der Pumpkammer 5 weg anhebt. Dies ist eine Voraussetzung, um einen Kontakt von Metall zu Metall zu vermeiden.
Wie aus den 6 und 7 ersichtlich, sind die Stabverbindungen 15, 16 hauptsächlich im Bereich des wechselseitigen Eingriffs zwischen den beiden Pumpschnecken 1, 6 angeordnet, in dem im Wesentlichen kein Materialfluss aus der Pumpkammer 5 heraus auftritt. Auf diese Weise wird der Lageraufbau im Wesentlichen den Materialfluss aus der Pumpkammer 5 heraus nicht störend beeinflussen.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Zwischenraum 23 zwischen dem Antriebszahnrad 19 und den Schnecken 18, 8, 6, 1, wo Produkt vorhanden ist, vorgesehen, wodurch für eine sichere Trennung zwischen dem Produkt und Getriebeöl gesorgt ist, was deren wechselseitige Vermischung/Verunreinigung verhindert.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf eine Fleischzerkleinerungsmaschine erläutert, die insbesondere zum Zerkleinern von gefrorenem oder teilweise gefrorenem, Materialklumpen enthaltendem Fleisch, das durch die Pumpschnecken 1, 6 transportiert werden soll, geeignet ist. In diesem Zusammenhang stellt die Verlängerung der Pumpschnecken 1, 6 in die Einlasskammer 4 hinein eine Materialverdrängung aus den wendelförmigen Windungen 2, 7 an den beiden Schnecken 1, 6 heraus bereit, wodurch ein Überfüllen der Pumpkammer 5 vermieden wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Fleischzerkleinerungsmaschine beschränkt, sondern könnte auch in anderen Aufbauten verwendet werden, in denen fließfähige Stoffe und/oder Materialklumpen durch eine Funktion einer Verdrängerpumpe gepumpt werden sollen, und bei denen man auf ähnliche Probleme trifft.

Claims

Schneckenfördereinrichtung für den Transport fließfähiger Substanzen und/oder Materialklumpen, mit einer drehbaren ersten Schnecke (1), die mit wendelförmigen Windungen (2) versehen ist und in einem Gehäuse (3) mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung angeordnet ist, wobei das Gehäuse (3) eine Einlasskammer (4) und eine Pumpkammer (5) zwischen den Einlass- und Auslassöffnungen aufweist, und einer zweiten Schnecke (6), die mit wendelförmigen Windungen (7) versehen ist und zur Rotation in die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die erste Schnecke (1) angeordnet ist, wobei die Schnecken (1, 6) in der Pumpkammer (5) durch einen fein passenden Eingriff zwischen den Stegen und Rillen der Schnecken (1, 6) und zwischen den Stegen und den Wänden der Kammer (5) die Funktion einer Verdrängerpumpe erfüllen, und mit zwei Transportschnecken (8) in der Einlasskammer (4), die auf mit den Pumpschnecken (1, 6) gemeinsamen Achsen (9) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen den Pumpschnecken (1, 6) und Transportschnecken (8) derart angeordnet ist, dass zumindest eine halbe Windung der Pumpschnecken (1, 6) sich aus der Pumpkammer (5) heraus und in die Einlasskammer (4) hinein erstreckt, und dass die Pumpschnecken (1, 6) eine konstante Steigung aufweisen.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schneideeinrichtung (10, 11) unterstromig von der Pumpkammer (5) umfasst.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideeinrichtung zumindest eine perforierte Scheibe (10) umfasst, die mit zumindest einem Satz rotierender Messer (11) zusammenarbeitet.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sätze rotierender Messer (11) durch die Achsen (9), die die Pumpschnecken (1, 6) antreiben, gedreht werden.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden Messer (11) durch separate Antriebsmittel (13) rotiert werden.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Messer (11) und der Pumpschnecken (1, 6) individuell gesteuert wird.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Steuerung in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck in dem Material vor der Schneideeinrichtung (10, 11) durchgeführt wird.
Schneckenfördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstromigen Enden der Schnecken (1, 6) in Lagern (14) montiert sind, wobei die Lager relativ zueinander durch eine erste Stabverbindung (15) zwischen den Lagern (14), d.h. durch eine schwimmende Verbindung, fixiert sind.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine zweite Stabverbindung (16) umfasst, die eine Verbindung zwischen der ersten Stabverbindung (15) zwischen den Lagern (14) und der Pumpkammer (5) bereitstellt.
Schneckenfördereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stabverbindung (16) in einer Linie mit dem Bereich des wechselseitigen Eingriffs zwischen den Pumpschnecken (1, 6) angeordnet ist.
Schneckenfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstromigen Enden der Schnecken (1, 6) in Lagern in der perforierten Scheibe (10) und/oder einem Führungslager (21) montiert sind.