DE842160C - Vorrichtung, insbesondere in der Form einer Schraubenpresse, z. B. zum Traenken eines Stoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf kontinuierlich arbeitende Schraubenpressen und insbesondere auf Pressen, die zur Verwendung beim Tränken gewisser Ccllulosestoffe mit Säure zum Zweck der Hydrolyse bei Verfahren zur Herstellung von Zucker oder Alkohol oder für ähnliche Anwendungsgebiete geeignet sind. Bei diesen Verfahren wird ein geeignetes Cellulosematerial, z. B. Maiskolben, mit verdünnter Säure bespritzt oder auf

ίο eine andere Weise mit verdünnter Säure angefeuchtet und wird dann während einer gewünschten Zeit und bei einer zweckentsprechenden Temperatur einem Druck unterworfen. Das Verfahren erfordert Mittel zum Anwenden eines Druckes auf das Material und Einrichtungen, um das Material entweder zu erwärmen oder zu kühlen; dies erfolgt vorzugsweise kontinuierlich unter dauernder Vorwärtsbewegung des Rohmaterials durch die Vorrichtung, und es ist möglich, die Temperatur zu steuern.

Die Erfindung hat zum Zweck, eine einfache und zweckentsprechende Vorrichtung in der Form von Schraubenpressen zu schaffen, die für diesen Zweck geeignet ist. Diese Vorrichtung enthält eine Druckschraube, welche auf einer senkrechten Achse rotiert und mit Antriebseinrichrungen gemäß der Erfindung für die Schraube versehen ist, ferner Einrichtungen zum Tragen des Gewichtes der Teile, Mittel, welche den Längsschub berücksichtigen, so,-,' wie Einrichtungen zum Zuführen des Rohmaterials

und zum Wegführen des Fertigprodukts. Ferner sind Einrichtungen zum Steuern der Temperatur vorgesehen, indem entweder ein Heiz- oder ein Kühlmittel zugeführt wird, sowie Mittel, um eine Vorwärtsbewcgung des Materials durch die Maschine hindurch zu erzwingen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die in ihrer Ausführung einfach ist und

ίο verhältnismäßig wenige Teile umfaßt, welche insgesamt dauerhaft sind und beim Arbeiten nicht ausfallen. Dabei ist die gesamte Maschine massiv und beansprucht nur ein Geringstmaß an Raum auf dem Boden.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht. Fig. ι ist eine Schnittansicht durch die obere Hälfte der Maschine;

Fig. 2 ist ein ähnlicher Schnitt durch die untere Hälfte der Maschine;

Fig-. 3, 4 und S sind Schnittansichten nach den Linien 3-3, 4-4, 5-5 der Fig. 2;

Fig. 6 und 7 sind Schnittdraufsichten nach den Linien 6-6, 7-7 der Fig. 1, und

Fig. 8 ist eine Einzelansicht eines Teiles der Maschine, nach Fig. 7.· von unten gesehen.

Die zum Zweck der Darstellung in den Zeichnungen ausgewählte Vorrichtung umfaßt' einen Rahmen, der einen Unterteil 1 aufweist, welcher auf dem Fußboden oder einem anderen Träger ruhen kann, und der mit mehreren kanalförmigen Säulen oder Pfosten 2 versehen ist (drei von ihnen sind dargestellt), auf denen ein oberer Kopf oder eine Plattform 3 angeordnet ist, um den Antriebsmotor 4 und andere Teile und mehrere plattenähnliche waagerechte Stufen 5, 6, 7 zu tragen; die Stufe 7 trägt eine schräg nach abwärts gerichtete Abgabeplatte 8, welche zwischen zwei parallelen Seitenplatten 9 liegt und den festen Rückstand aufnehmen und ihn nach vorn oder gemäß Fig. 2 nach links bewegen kann. Die Platte 7 trägt weiterhin eine Führung aus Schwermetall oder eine Lagerbuchse 10.

Die Säulen 2 können, wie dargestellt, auf dem Unterteil 1 endigen, so daß die gesamte Maschine sich oberhalb der Höhe des Fußbodens befindet; gegebenenfalls kann der Unterteil 1 mit den Pfosten 2 an einer beliebigen Stelle zwischen seinem oberen und unteren Ende verbunden sein, wobei der mittlere Teil des Unterteiles ausgeschnitten ist, um die anderen Teile der Maschine aufzunehmen; dadurch ist es möglich, daß die Maschine oberhalb des Fußbodens getragen wird und sich nach abwärts durch eine Bodenöfrnung hindurch in den darunterliegenden Raum erstreckt.

Undurchlässige Rohre oder Rohrteile 11, 12,

welche im Abstand voneinander angeordnet sind, um zwischen ihnen einen Ringraum oder einen Raum 13 zu schaffen, sind z. B. durch Verschweißen in Öffnungen in den verschiedenen Stufen befestigt und erstrecken sich, längs einer senkrechten Achse, die zentrisch zwischen den verschiedenen Pfosten 2 liegt. Das innere Rohr ist ausreichend dick und stark, um einem Druck zu widerstehen, das äußere Rohr kann jedoch aus dünnerem Metall bestehen, 6$ da es' nur als Mantel dient.

Der rohrförmige Teil 11 erstreckt sich bis oberhalb des Kopfes oder der Plattform 3 und trägt eine Scheibe 11 a, auf welcher eine zweckentsprechende Übertragungseinrichtung starr befestigt ist, die bei 14 angedeutet ist. Diese kann gegebenenfalls ein Kegelradgetriebe oder ein anderes Getriebe und eine nicht dargestellte Einrichtung zum/ Andern der Geschwindigkeit tragen, um von der waagerechten Eingangswelle 15 zur senkrechten Ausgangswelle 14 Energie in jedem beliebigen gewünschten Geschwindigkeitsverhältnis zu übertragen. Die Eingangswelle 15 wird von einem Motor 4 angetrieben, dessen Welle 17 mit einem Kettenrad 18 versehen ist, das durch eine Kette 18" mit einem Kettenrad 19 auf der Welle 15 verbunden ist.

Gegebenenfalls kann die Übertragungseinrichtung auch eine einfachere Form annehmen, indem die die Geschwindigkeit ändernden Zahnräder bzw. Gctriebe weggelassen sind, und Geschwindigkeitsänderungen können durch Änderung in den Größen der beiden Kettenräder 18, 19 oder durch die Verwendung eines Motors mit veränderlicher Geschwindigkeit gewährleistet werden.

Das untere Ende der Ausgangswelle 16 tritt in eine Ausnehmung oder eine Buchse in einem massiven Stopfen 20 ein und endet dort, der in dem oberen Ende der rohrförmigen Vorschubwelle 21 verschweißt und mit der Welle z. B. durch einen Keil oder den dargestellten Qucrbolzen 22 auf zweckentsprechende Weise verbunden ist, um die Welle anzutreiben. Diese Vorschubwelle ist konzentrisch zu und innerhalb des rohrförmigen Teiles 11 angeordnet, ist aber kleiner und beläßt einen Ringraum 23, in welchem eine Reihe von spiralförmigen Förderschaufeln 24 angeordnet ist, die mit der Welle 21 verschweißt und in ihrer Längsrichtung . im Abstand voneinander angeordnet sind. Jede Schaufel weist eine oder mehrere Windungen rings um die Wellenachse auf, und die Ablaufkante jeder Schaufel ist in Längsrichtung der Welle von dem Vorderende der nächsten Schaufel im Abstand angeordnet und läßt einen Spalt zwischen je zwei Schaufeln frei, um einen Widerlagerteil, z. B. ein feststehendes Messer oder einen Bolzen 25 aufzunehmen. Wie dargestellt ist, erstreckt sich die erste Schaufel 24° über etwa 21/2 Windungen rings um die Achse und weist eine verhältnismäßig steile Steigung auf. Sie liegt gegenüber der Zuführungsöfrnung und ist in bezug auf das lose Material, das der Maschine zugeführt wird, wirksamer. Die Steigung der übrigen Schaufeln verringert sich, bis die Steigungen an dem unteren oder Abgabeende, wo das Material am dichtesten iao ist, verglichen mit der der Anfangsschaufel 24" ganz klein ist. Die Umfangskantenteile aller Schaufeln passen natürlich eng an die Innenfläche des Rohanes 11.

Widerlagerzapfen oder Teile 25 sind durch mit 1*5 Gewinde versehene Offnungen in zwei gegenüber-

liegend angeordnete Stangen oder Riegel 26 eingeschraubt, die zwischen dem inneren und äußeren Rohr 11,12 festgeschweißt sind, wodurch der Raum 13 in zwei halbzylindcrförmige Hälften unterteilt wird, und dadurch können die Zapfen von außerhalb des rohrförmigen Teiles durch die unmittelbare Anwendung· eines Werkzeuges unabhängig von seiner Mantelausführung eingestellt oder ersetzt werden.

Das zusammenzudrückende Material wird der Maschine zugeführt, indem es in einen Trichter oder in eine Rutsche 27 eingeführt wird, die mit dem rohrförmigen Teil verschweißt ist und mit dem Arbeitsraum vermittels der Zuführungsöffnung 28 in Verbindung steht.

Beide Röhren 11, 12 des Rohrtciles enden an ihrem unteren FC η de an der Stufe 6, so daß der Preßraum sich oberhalb der schrägen Abgabe platte 8 öffnet oder endet, welche das fertige oder behandelte Material aus der Maschine nach außen leitet. Die Schraul>enwelle 2 1 erstreckt, sich jedoch durch die Platte 8 und die Stufe 7 hindurch und ist im Rohr 10 als Lager gelagert.

Jede der halbzylindcrförmigen Hälften der Kammer 13 zwischen den Rohren 11, 12 ist an ihrem oberen und unteren Ende mit einem Rohr 29 versehen, vermittels welchem entweder Dampf zum Erhitzen oder Wasser oder ein anderes strömendes Mittel zum Kühlen durch diesen Raum gewöhnlich vom Boden bis zum oberen Ende zirkulieren kann. Auf diese Weise kann unmittelbar an die Außeniläehc des inneren Rohrteiles 11 und nahe der rohrähnlichen Masse des Materials, das unter Druck behandelt wird, eine Heiz- oder Kühlwirkung angelegt werden.

Vorzugsweise ist die Maschine so ausgeführt, daß eine entsprechende Wirkung auf die rohrförmige j Masse des Materials von innen her durch die rohrförmige Wandung der Schraubenwelle hindurch angelegt werden kann. Zu diesem Zweck ist an einem Teil des Rahmens, z. B. an der Stufe 7, ein herabhängender Lagerarm 30 starr befestigt, der eine leiterplatte 31 aufweist, auf welcher ein Rohr 32 angeordnet ist, das konzentrisch innerhalb der Welle 21 angeordnet, aber kleiner ist, um einen etwas kürzeren Ringraum 33 zu schaffen, der kurz vor dem Stopfen 20 an ihrem oberen Ende aufhört. Das untere Ende des Rohres 32 ist durch einen Stopfen 34 verschlossen, der eine Gewindeöffnung 35 zur Aufnahme eines Rohres 36 aufweist, und die Platte 3 1 trägt eine Buchse 37, die eine Packung 38 und eine seitliche Öffnung zur Aufnahme eines Rohres 39 aufweist. Ein Mittel kann durch das Rohr 39 hindurch zugeführt werden, füllt den Raum 33 aus und übt eine Kühlwirkung aus und kann durch das Rohr 32 hindurch und mittels des Rohres 36 wieder abgegeben werden. Auf entsprechende Weise kann Heizdampf umlaufen.

Für gewöhnlich ist die Buchse 37 auf einer zusätzlicheii Scheibe 40 angeordnet, die verdrehbar auf der Platte 3 ι eingestellt werden kann, indem die Klemmbolzen 41 gelöst werden, die durch kurze l'mfangsschlitze in der Platte 31 hindurchgehen.

!Dadurch kann das Wasserzuführungsrohr aus jeder Richtung herangebrächt werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, und die Erfindung ist nicht auf einen besonderen Verwendungszweck beschränkt. Eine Verwendungsart wird nachstehend beispielsweise erläutert, durch die die Erfindung aber nicht eingeschränkt wird.

Bei der Behandlung von Maiskolben oder einem anderen cellulosehaltigen Material zur Umwandlung in Zucker oder Alkohol wird das Material, das gewöhnlich fein verteilt oder ausgebreitet ist, mit verdünnter Säure bespritzt oder besprüht oder anderweitig vermischt. Das auf diese Weise angefeuchtete Material wird der Rutsche 27 zugeführt, wobei die Maschine arbeitet, indem die Schraubenwelle in der richtigen Richtung umläuft, um das Material nach abwärts zu bewegen. Das Material tritt in den Ringraum 23 ein, und an dem Material greifen die Schaufeln 24", 24 an, und es wird gezwungen, sich nach abwärts zu bewegen und erfährt während dieser Bewegung durch die Verringerung der Steigung der aufeinanderfolgenden Schaufeln eine wachsende Zusammendrückung. Die Zapfen 25 hindern das Material daran, sich mit der Schraube zu drehen und zwingen es, sich vorwärts zu bewegen: Durch geeignete Dimensionierung der Maschine hinsichtlich der Länge und des Durchmessers der Schraubenwelle, der Drehgeschwindigkeit usw. wird das Material während einer gewünschten Zeitdauer innerhalb zweckentsprechender Grenzen unter Druck gehalten. Während es sich unter Druck befindet, kann es einer beliebigen Temperaturwirkung durch die Nutzbarmachung entweder eines oder der beiden Mäntel unterworfen werden, von denen der eine innerhalb und der andere außerhalb der sich bewegenden rohrförmigen Säule des Materials angeordnet ist. Der rohrförmige Teil 11 ist undurchlässig. Daher wird keine Flüssigkeit aus der Masse herausgedrückt, sondern die gesamte Masse wird längs der schrägen Abstufung 8 abgegeben und zu einem zweckentsprechenden Behälter oder einer Rutsche oder zu einem Stapel auf dem Boden gefördert.

Bei einer besonderen Maschine, die auf die beschriebene Weise verwendet wird, kann ein maximaler Druck bis zu etwa 28 kg/cm² erhalten werden. Die Schneckenwelle dreht sich mit vier Umdrehungen je Minute mit einer Kapazität von 225 kg je Stunde, wobei 21/2 bis 23/₄ PS verwendet werden. Druckänderungen können dadurch erhalten werden, daß verschiedene Schmeckenwellen mit verschiedenen Steigungen der Schneckenschaufeln verwendet werden oder indem der Feuchtigkeitsgehalt des in die Presse eintretenden Materials verändert wird. Beispielsweise hat das gleiche Material, wie z. B. Maiskolben, welches 7S⁰Io Feuchtigkeit enthält, iao etwa 1,4 bis 2,1 kg/cm² entwickelt, während eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes auf 500/0 den möglichen Druck auf 21 kg/cm² ansteigen läßt. Der Druck kann weiterhin durch die Verwendung¹ einer üblichen einstellbaren Drosseleinrichtung am Auslaß gesteuert werden.

Die vorbeschriebene Vorrichtung hat verhältnismäßig einfache Form, entwickelt hohen Druck, wendet eine Wärme- oder eine Kühlwirkung sowohl innen als auch außen an dem Material an, hat eine hohe Kapazität und ist beim Arbeiten dauerhaft. Das Gewicht der gesamten schweren Teile wird von der oberen Plattform und den verschiedenen Stufen aufgenommen bzw. getragen. Ein Aufwärtsdruck wird auf die Übertragungseinrichtung unmittelbar

ίο durch die Welle i6 hindurch übertragen, wo sie in einer Ausnehmung endet, und nicht durch den Zapfen 2 2. Die Schraubenwelle hat verhältnismäßig leichtes Gewicht, weil sie rohrförmig ausgebildet ist und ist dennoch für ihren Zweck stark genug.

Reparaturen und Einstellungen, z. B. der Bolzen 25, sind einfach und können durch einfache Arbeitsvorgänge ausgeführt werden. Eine radiale Beanspruchung der Lager wird durch die senkrechte Anordnung der Schraubenwelle praktisch ausgeschlossen, und diese Ausführung nutzt weiterhin die Schwerkraft aus, um das Vorschieben des Materials zu unterstützen und es nach abwärts längs der Welle durch die Druckkammer hindurchzudrücken. Sie ermöglicht weiterhin, daß der richtige Schmierölspiegel in der Übertragungseinrichtung leicht aufrechterhalten werden kann. Die Achse der Schneckenwelle kann jedoch unter gewissen Bedingungen auch waagerecht angeordnet sein, wie ohne weiteres einleuchtend ist.

Die weiteren Vorteile der Erfindung sind dem Fachmann einleuchtend.

Claims (14)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung, insbesondere in der Form einer Schraubenpresse, z. B. zum Tränken eines Stoffes, gekennzeichnet durch einen Rahmen (1, 2) mit einem Kopf (3), einer undurchlässigen rohrförmigen mit dem Kopf verbundenen Kammer (11), die nahe dem einen Ende eine Zuführungsöffnung (27) und an ihrem unteren Ende eine Abführungsöffnung aufweist, sowie eine Druckschnecke (21, 24), welche an diesem Kopf angeordnet ist und sich durch die rohrförmige Kammer (11) hindurch und bis jenseits ihres Abgabeendes erstreckt, und Antriebsmittel auf diesem Kopf für die Schnecke.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kopf (3) außer den Antriebsmittel·!! für die Schnecke ein Radiallager für die Schnecke vorgesehen ist, das mit dem Rahmen verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des rohrförmigen Teiles zwei konzentrische rohrförmige Glieder (11, 12) umfaßt, die im Abstand voneinander angeordnet sind, um einen Raum zwischen ihnen zu schaffen, der mit Einrichtungen versehen ist, um ein strömendes Mittel durch diesen Raum zirkulieren zu lassen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Längsriegel (26) od. dgl. vorgesehen sind, welche in dem Raum zwischen den rohrförmigen Teilen (11, 12) liegen, und feststehende Widerlagerteile (25) sich durch diese Riegel hindurch in die rohrförmige Kammer (21, 11) erstrecken.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine schräg verlaufende Abgabeplatte (8) die Schneckenwelle jenseits der Abgabeöffnung des rohrförmigen Teiles (11) und kurz vor dem für das Abgabeende -der Schnecke angeordnete Radiallager (1 o) umgibt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle Rohrform (21) aufweist und ein Rohr (32) innerhalb der Schnecke an einem Ende offen und im Abstand von der Schnecke angeordnet ist, um einen Innenraum zu bilden, und das Rohr am anderen Ende mit einer Lagerbuchse (37) für die Schnecke und mit Verbindungen zum Zirkulieren eines Mittels durch jeden der äußeren und inneren Räume versehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb der Schnecke angeordnete Rohr (32) rings um die Achse der Schnecke verdrehbar emgestellt werden kann.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß der Rahmen sich in senkrechter Richtung erstreckt und den Kopf an seinem oberen Ende trägt und der rohrförmige Teil von dem Kopf herabhängt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Kopf angeordnete Antriebseinrichtung mit der Schnecke kraftschlüssig verbunden ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe (7) auf dem Rahmen angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, durch welche hindurch sich das Abgabeende der Schnecke erstreckt und auf dieser Stufe sich eine Lagerbuchse (10) für die Schnecke befindet.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenschaufeln zum Vorwärtsbewegen des Materials längs des Kanals im Abstand voneinander auf der Welle (21) angeordnet sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Schaufeln sich gegen das Abgabeende des Kanals verringert.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schaufeln sich rings um die Wellenachse über wenigstens 360⁰ erstreckt.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Schaufeln feste Widerlagerteile (25) vorgesehen sind.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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