DE8138295U1 - Schraubenpresse - Google Patents

Description

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Uipl.-lng. Olio Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Putcnlanwiiltc, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der norwegischen Patentanmeldung Nr. 801755 vom 13. Juni 1980 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Schraubenpresse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Schraubenpresse mit kontinuierlichem Ausstoß von Flüssigkeit verschiedenartiger feuchter Preßmassen ist in der norwegischen Patentschrift £6,471 (von 1935) beschrieben, wobei es sich nach den wesentlichen Merkmalen dieser Erfindung um eine kontinuierlich arbeitende Schraubenpresse handelt.

Nachdem Schraubenpressen allmählich neue Anwendungsgebiete gefunden haben, ließ sich im Zusammenhang mit Preßmassen, die sich beim Auspressen von Flüssigkeit als sehr ergiebig erwiesen und einen kompakten, harten Preßkuchen mit großer Reibung zwischen Preßmasse und Schraubenfläche bildeten, feststellen, daß bei Schraubenpressen die gemäß der vorstehenden Patentschrift ausgebildet sind, der Wendeleingriff zwischen den Schraubenelemcnten über einen großen Teil deren Gesamtlänge unzureichend ist, mit dem Ergebnis, daß sich der Preßkuchen zu sehr mit den Schraubenelementen dreht, was zu einer schlechteren Weiterbeförderung der Preßmasse und damit auch zu einer geringeren Flüssigkeitsausbeute führt. Dadurch, daß sich die Preßmasse zu sehr mit den Schraubenelementen dreht, kommt es zu einer merklichen Abnahme des innerhalb des Pressenkorbs aufgebauten Drucks bereits in einem Abschnitt, wo die Entfernung vom Entleerungsende etwa 30% der Gesamtlänge des Schraubenelements entspricht. Der Druckzustand wird mittels spezieller Druck-

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meßzellen bestimmt, die in geeigneten Abständen zueinander entlang des Prossenkorbs angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenpresse zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Weiterbeförderung der Preßmasse, das Auspressen der Flüssigkeit und der Druckaufbau in der Presse verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß duch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Dazu weist eine Schraubenpresse nach vorliegender Erfindung zumindest zwei Seite an Seite angeordnete Schraubenelementc mit Wendeln auf, deren Ganghöhe mindestens dreimal größer ist als die Dicke der Wendeln in axialer Richtung, und die nach innen in Zwischenräume ragen, die durch die Wendel eines benachbarten Schraubenelementes gebildet werden, und einen Pressenkorb, der relativ eng um die Schraubenelemente herum angeordnet ist und öffnungen zum Ablassen der Flüssigkeit aufweist, wobei jedes Schraubenelement einen Beschickungsabschnitt mit kleinem Kerndurchmesser und großem Wende!durchmesser, einen Entleerungsabschnitt mit großem Kerndurchmesser und kleinem Wondoldurchmesser oder ohne Wendel und einen Zwischenabschnitt aufweist, dei: den Übergang vom Beschikkungsabschnitt zum Entleerungsabschnitt bildet, wo der Pressenkorb im wesentlichen zylinderförmig ist, wobei die Länge des Entleerungsabschnitts etwa zwischen 10% und 30% der Gesamtlänge des Schraubenelements entspricht und der Kerndurchmesser in Richtung Entleerungsende gleichmäßig zunimmt und der Innendurchmesser des Pressenkorbs gleichmäßig abnimmt. Die Summe des Innenradius des Pressenkorbs und des Kernradius in jeder Radialebene des Entleerungs-

Dipl.-lng. OUo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosinwslr. 81, D-8 München 81

abschnitts ist konstant und entspricht im wesentlichen dem Mittenabstand zwischen den Schraubenelementen.

Wenn oben angegeben ist, daß die Summe des Innenradius des Pressenkorbs und des Kernradius im wesentlichen dem Mittenabstand zwischen den Schraubenelementen entspricht, so ist damit gemeint, daß die Schraubenelement - soweit im Entleerungsabschnitt vorhanden - gleitend an der Kernfläche des angrenzenden Schraubenelements anliegen.

Bei einer Zweischraubenpresse der bisher verwendeten Art mußte eine bestimmte Preßkuchendicke unbedingt eingehalten bzw. beibehalten werden, wenn für Schraubenpressen einer bestimmten Größe und Kapazität der Kerndurchmesser des Schraubenelements und der Wendeldurchincsser und damit auch der Mittenabstand zwischen den Schraubenelementen einmal bestimmt war. In der norwegischen Patentschrift 106,253 ist die Möglichkeit beschrieben, die Preßkuchendicke zu verringern, indem zur Aufnahme der Wendel des benachbarten Schraubenelements Nuten bzw. Vertiefungen in den Kern des Schraubenelements geschnitten werden. Eine größere Preßkuchendicke läßt sich ebenfalls leicht erreichen, jedoch mit der Folge, daß der Materialschlupf größer wird, weil sich die Passage für die Preßmasse in der Sammelzone zwischen den Schraubengewinden nach unten zu wenig verengt. Die Preßkuchendicke läßt sich also bei solchen Fertigpressen nur geringfügig ändern.

Erfindungsgemäß kann der Entleerungsabschnitt in einer an sich bekannten Weise mit oder ohne Wendel ausgebildet werden, und der Pressenkorb weist über eine entsprechende Länge einen Abschnitt auf, der getrennt auswechselbar ist. Damit lassen sich der Innendurchmesser

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des Pressenkorbs und der äußere Kerndurchmesser je nach der zu behandelnden Preßmasse bestimmen, so daß das Auspressen bei optimalen Bedingungen erfolgen kann, das heißt je größer die Konizität des Entleerungsabschnitcs, desto kleiner die Querschnittsfläche des entstandenen Preßkuchens bei der Entleerung, wobei durch einen entsprechend großen Materialdruck, der in dem Entleerungsende vorhanden ist, die Bedingungen noch weiter verbessert werden.

Ist der Entleerungsabschnitt ohne Wendel ausgebildet, so übernimmt dieser Teil der Presse die Funktion einer Drosselanordnung, wobei sich die Drosselwirkung den Anforderungen entsprechend regulieren läßt, indem verschiedene auswechselbare Korbsektionen verwendet werden.

Betrieb und Leistung der Presse sind bei Schraubenelementen mit entgegengesetzter Schraubenlinie und damit entgegengesetzter Drehrichtung ebenso gut wie bei Schraubenelementen mit gleicher Schraubenlinie und gleicher Drehrichtung.

Bei Verlassen der Presse weist der Preßkuchen die Form eines Hohlzylinders auf, und zwar in Übereinstimmung mit der Form der Passage am Entleerungsende des Schraubenelements. Die Ziele bei der Konstruktion eines Schraubenelements sind optimale Leistung beim Auspressen der Flüssigkeit und eine bestimmte Preßkuchendicke am Entleerungsende der Presse, wobei die Höhe des Spalts zwischen den Schraubenelementen bzw. den Wendeln in diesem Abschnitt eine entsprechende Höhe vorgibt. Neben dem Bestreben, den gegenseitigen Eingriff der Wendeln der zwei Schraubenelemente so lückenlos wie möglich zu gestalten, sollte ein erfindungsgemäßes Schraubenelement

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über eine Länge, die einschließlich Entleerungsabschnitt etwa 50% der Gesamtlänge entspricht, vorzugsweise einen Wendelradius aufweisen, der dem Abstand von der Achse des Schraubenelements zur Innenseite des Pressenkorbs bzw. zur äußeren Kernseite des angrenzenden Schraubenelements entspricht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig.1 bis 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

einen vertikalen Längsschnitt bzw. Horizontalschnitt und Querschnitt einer Schraubenpresse nach dem Stand der Technik;

einen Horizontalschnitt der erfindungsgemäßen Schraubenpresse nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei das Verhältnis zwischen der Innenwandung des Pressenkorbs und den Schraubenelementen schematisch dargestellt ist;

einen Horizontalschnitt der erfindungsgemäßen Schraubenpresse nach einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Entleerungsabschnitt ohne Wendel ausgebildet ist;

einen Graph zum Vergleich des Verlaufs der Druckkurve für Preßmassen in einer bekannten und der erfindungsgemäßen Presse;

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 8!

Fig.7 einen Graph zum Vergleich des Verlaufs der Volumenkurve für Preßmassen in einer bekannten und der erfindungsgemäßen Presse.

In den Figuren 1 bis 3 ist eine bekannte Schraubenpresse gezeigt. Auf einem Ständer 10 ist eine ausgesteifte, in Sektionen unterteilte Drainage-Einrichtung in Form eines Pressenkorbs 11 angeordnet, welcher zwei sich drehende Schraubenelemente 12, 13 mit dazugehörigen Wendeln 14, 15, deren Mittenachsen sich parallel zueinander erstrekken, relativ eng umgibt. Die Schraubenelemente 12, 13 drehen sich in entgegengesetzter Richtung, können jedoch in bekannter Weise auch so ausgestaltet sein, daß sie sich in gleicher Richtung drehen.

Die zuzuführende nasse Preßmasse wird an einem Ende der Presse über einen vertikal :iach unten führenden Trichter 16 zu einem Beschickungsabschnitt 17 der Schraubenslemente 12, 13 befördert und durch diese Schraubenelemente über den mittleren Abschnitt 18 der Presse und den Entleerungsabschnitt 19 von Ende zu Ende durch die Presse und schließlich zu einem vertikal nach unten führenden Abzugsschacht 20 transportiert, der für die ausgepreßte Masse bzw. den Preßkuchen selbst vorgesehen ist. Im Beschickungsabschnitt sind die Schraubenelemente 12, 13 in Lagern befestigt, während sie im Entleerungsabschnitt in Verbindung mit -einem Zahnrädergetriebe 23 und einem damit verbundenen Antriebsmotor (nicht abgebildet) in Lagern befestigt sind, wobei für eine Minderung der Umdrehungen pro Minute vom Motor zu Jen Schraubenelementen gesorgt ist. Unterhalb und über die gesamte Länge des Pressenkorbs 11 ist eine Auffangplatte 24 angeordnet, die ein Ablaßrohr 25 für die ausgepreßte Flüssigkeit aufweist.

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Bei der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten bekannten Konstruktion ist ein vollständiges Ineinandergreifen der Wendeln / das heißt die. Wendel an dem einen Schraubeneiement reicht vollständig nach innen bis zum !iern des anderen Schraubenelements, nur Ln einem relativ kurzen Abschnitt am Einlaßende und am Äuslaßsnde der Schraubenelemente gegeben, während der Wendeleingriff über einen rel-itiv langen mittleren Abschnitt, der einen gleichmäßig zunehmenden Schraubenkerndurchmesser aufweist, variiert.

Der Pressenkorb bei einer Schraubenpresse gemäß Fig.4 ist so ausgebildet, daß ein erster, sylindriscner Pressenkorbabschnitt 30 am Beschickungsende von einem zweiten , relativ kurzen und konisch verjüngt ausgebildeten Abschnitt 31 und einem dritten, relativ langen, zylindrischen Abschnitt 32 zusammen mit einem vierten, konisch verjüngt ausgebildeten Abschnitt 33 am Entleerungsende gefolgt ist. Die Schraubengewinde 36, 37 der Schraubenelemente 34, 35 weisen einen Außendurchmesser auf, der dem Korbinnendurchmesser in jeder Radialebene in Längsrichtung der Presse entspricht, so daß zwischen der Wendel und der Innenseite des Pressenkorbs in Längsrichtung der gesamten Fläche eine Gleitlagerung entsteht, wobei Wendel und Korbinnenseite sich aneinandergleitend streifen. In dem ersten Korbabschnitt 30 weise die Kerne 38, 39 der Schraubenelemente einen minimalen Durchmesser und eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche oder eine Außenfläche mit geringfügig zunehmendem Durchmesser auf. In dem zweiten Korbabschnitt 31 und dem ersten Teil des dritten Korbabschnitts 32 nimmt der Kerndurehmesser relativ stark zu, während die Außenfläche im größten Teil des dritten Korbabschnitts 32 im wesentlichen zylindrisch ist oder der Durchmesser geringfügig zunimmt. In dem vierten Korbab-

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schnitt 33 ist eine relativ starke und gleichmäßige Zunahme des Kerndurchmsssers zu verzeichnen. Ein vollständiges Ineinandergreifen der Schraubenelemente, das heißt die Wendel des einen Schraubenelements berührt den Kern asu angrenzenden Schraubenelements, wird somit über etwa 50% der Gesamtlänge der Schraubenelemente erreicht« Mit anderen Worten, dieser Bereich, der etwa 50% eines Schraubenelements beträgt, schließt die Länge der Schraubenelemente im vierten Korbabschnitt 3-J größtenteils mit ein (mit Ausnahme cles äußersten Abschnitts der Schraubenelemente, der .keine Wendel aufweist) sowie einen wesentlichen Teil des sich anschließenden dritten Korbabschnitts 32 der Schraubenelemente. Damit ist der Bereich, in dem die Schraubenelemente nich vollständig ineinandergreifen _f das heißt wo zwischen der PreQmasse und den Wendeln der Schraubenelemente Schlupf gebildet wird, auf einen mittleren Abschnitt beschränkt, der etwa 2O%-25% der Länge der Schraubenelemente entspricht.

Der vierte Abschnitt 33 des Pressenkorbs entspricht etwa 20% oder, falls erforderlich, 30% der Gesamtlänge der Schraubenelemente. Bei dieser Ausführungsform ist etwa der gesamte vierte Abschnitt 33 mit einer Wendel versehen. In der in Fig.5 gezeigten alternativen Ausführung,·; form der Erfindung ist der gesamte vierte Abschnitt 33 ohne Gewinde ausgebildet.

In Fig. 6 ist eine Kurve A (strichpunktiert) gezeigt, die den Druck für eine bestimmte Preßmasse angibt, die durch eine bekannte Presse transportiert wird. Die Kurve B (voll ausgezogen) gilt für die erfindungsgemäße Presse. Bei der bekannten Presse ist ein beachtlicher Druckabfall in Richtung Entleerungsende ab einem Punkt zu verzeichnen, der, vom Entleerungsende gerechnet, bei etwa 30%-40te der Länge der Presse .liegt. Gemäß vorliegender Erfindung wird ein

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höherer Druckpegel über einen größeren Teil der Pressenlänge bei gleichem Verdichtungsdruck sichergestellt.

In Fig.7 ist eine Kurve a (strichpunktiert) gezeigt, die den Volumen-Förderweg der Preßmasse darstellt, wobei beginnend am Eingang einer bekannten Presse bei verschiedenen Längenabständen gemessen wurde. Die Kurve b (voll ausgezogen) gilt für die erfindungsgemäße Presse, wobei in dem Abschnitt b1 der Kurve b die Volumenförderung in dem erfindungsgemäß konisch ausgebildeten Entleerungsabschnitt gezeigt ist.

Dipl.-lng. Olio Flügel, Dipl.-Ing. Munfrcü Sauer, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft eine Schraubenpresse mit zwei oder mehr Seite an Seite angeordneten Schraubenelementen in einem Pressenkorb, der relativ eng um die Schraubenelemente herum angeordnet ist und Öffnungen für die Drainage der Flüssigkeit aufweist, die aus der in die Presse gespeisten Preßmasse gepreßt wird. Im Beschickungsabschnitt weist der Kern der Schraubenelemente einen relativ kleinen Durchmesser auf, während der Durchmesser der Wendel groß bemessen ist. Im Entleerungsabschnitt ist der Kerndurchmesser der Schraubenelemente relativ groß, während der Wendeldurchmesser klein ist. über den größten Teil der Länge der Presse werden zylindrische Sektionen des Pressenkorbs verwendet, und konisch verjüngt ausgebildete Sektionen des Pressenkorbs dienen als Übergangsbzw. Entleerungssektionen. Ferner ist dafür gesorgt, daß bei etwa 20% der Gesamtlänge des Schraubenelements, die dem Entleerungsabschnitt entsprechen, der Kerndurchmesser in Richtung Entleerungsende gleichmäßig zu- und der Innendurchmesser des Pressenkorbs gleichmäßig abnimmt. (Fig.4)

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.. Ständer .. Pressenkorb

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.. Zahnrädergetriebe

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.. konisch verjüngt ausgebildeter Pressenkorbabschnitt

.. zylindrischer Pressenkorbabschnitt

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Claims (4)

1. Ansprüche

   1, Schraubenpresse mit zumindest zwei Seite an Seite angeordneten Schraubenelementen mit Wendein, deren Ganghöhe mindestens dreimal größer ist als die Dicke der Wendel in axialer Richtung, und die nach innen in Zwischenräume ragen, die durch die Wendel eines benachbarten Schrauboneloinents gebildet werden, und mit einem Pressenkorb, der relativ eng um die Schraubenelomente herum angeordnet ist und öffnungen zum Ablassen der Flüssigkeit aufweist, wobei jedes Schraubenelemente einen Beschickungsabschnitt mit kleinem Kerndurchmesser und großem Wendeldurchmesser, einen Entleerungsabschnitt mit großem Kerndurchmesser und kleinem Wendeldurchmesser oder ohne Wendel und einen Zwischenabschnitt aufweist, der den Übergang vom Beschickungsabschnitt zum Entleerungsabschnitt bildet, wo der Pressenkorb im wesentlichen zylindrisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß uie Länge des Entleerungsabschnitts (33) zwischen 10% und 30% der Gesamtlänge des Schraubenelements (34,35) beträgt und der Kerndurchmesser in Richtung Entleerungsende gleichmäßig zunimmt, während der Innendurchmesser des Pressenkorbs gleichmäßig abnimmt, wobei die Summe des Innenradius des Pressenkorbs und des Kernradius in jeder Radialebene in dem Entleerungsabschnitt (33) konstant ist und im wesentlichen dem Mittenabstand zwischen den Schraubenelementen (34,35) entspricht.

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   Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Palenlanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81
2. 2. Schraubenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entleerungsabschnitt (33) eine Länge aufweist? die etwa 20% der Gesamtlänge des Schraubenelements (34,35) entspricht.
3. 3. Schraubenpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß-der Pressenkerb einen getrennt auswechselbaren Abschnitt aufweist, dessen Länge der des Entleerungsabschnitts entspricht C
4. 4. Schraubenpresse nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenelement (34,35) in einer Länge von bis zu 50% seiner Gesamtlänge einen V7endelradius aufweist, der dem Abstand von der Achse des Schraubenelements zur Innenseite des Pressenkorbs und zur äußeren Kernfläche des angrenzenden Schraubenelements entspricht.