EP0571750A1 - Schneckenpresse - Google Patents

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EP0571750A1
EP0571750A1 EP93105898A EP93105898A EP0571750A1 EP 0571750 A1 EP0571750 A1 EP 0571750A1 EP 93105898 A EP93105898 A EP 93105898A EP 93105898 A EP93105898 A EP 93105898A EP 0571750 A1 EP0571750 A1 EP 0571750A1
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EP
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screw
conveying direction
screw press
throttle point
cam
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B. Dipl.-Ing. Tydiks
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Maschinenfabrik Reinartz GmbH and Co KG
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Maschinenfabrik Reinartz GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • B30B9/121—Screw constructions

Definitions

  • the present invention relates to a screw press for pressing off liquids, in particular from oilseeds, with a screw and a liquid-permeable jacket surrounding the screw, in particular a colander, the screw shaft and the jacket forming a screw channel between them with a decreasing cross section in the conveying direction of the screw, and in the screw channel at least one throttle point for the zone-wise build-up of high pressure and in the conveying direction behind the throttle point a cross-sectional expansion for at least partial relief of the high pressure are provided.
  • the invention relates to a method for squeezing liquids, in particular from oilseeds by means of a screw press, in which the squeezing is carried out by subjecting the material to a pressure rising in the conveying direction of the screw, briefly compressing it strongly at at least one throttle point, then at least partially releasing it again and then compressed further.
  • Screw presses are used in various processes to remove liquids from a variety of materials such as oilseeds.
  • a screw press is known for example from DE-C-29 15 538.
  • This essentially includes a snail and a perforated shell surrounding it, for example a colander.
  • the shell and the worm or the worm shaft form a worm channel between them, which is in known tapered from the feed side in the conveying direction of the screw.
  • this takes place in several stages by increasing the diameter of the worm shaft from stage to stage, but keeping the inside diameter of the shell constant, so that the cross section of the worm channel is reduced.
  • a higher pressure is built up in the material cake to be conveyed and squeezed from stage to stage.
  • Throttling points are provided between the individual stages, in which a high pressure is built up in some areas, which pressure is then at least partially reduced again for the subsequent compression stage.
  • material is fed into the screw channel on the feed side via a filler neck.
  • the material is conveyed through the screw in the longitudinal direction of the screw channel, wherein it is compressed in several stages towards the outlet side, liquid is squeezed out of the material and is discharged to the outside through the openings in the lateral surface.
  • the throttling points which can be arranged between two stages as well as within one stage, the material cake is subjected to high compression over a very short distance.
  • the pressure is then at least partially reduced again by expanding the cross section again.
  • the initial cross-section of the stage following in the conveying direction is smaller than the screw cross-section at the end of the preceding stage. In the area of the choke point, no spiral surfaces are provided for conveying the cake.
  • Scraper fingers are provided in the individual compression stages, which protrude through the casing into the screw channel. With these scraper fingers, the cake is stripped from the screw shaft and also cut open in the longitudinal direction of the screw channel.
  • a screw press is known (DE-A-26 33 524), in which recesses are provided in those helical surfaces of the screw that are located near the filler neck. These are used to cut long-fiber material before it is compressed to make liquids.
  • the object of the present invention is now to provide a screw press for pressing liquids or a method for pressing liquids with which a higher efficiency can be achieved, i.e. more liquid can be squeezed out on the same length of press.
  • the task outlined above is achieved in the case of a screw press in that at least one cam is provided in the area of at least one of the existing throttle points in the screw channel and can be moved transversely to the conveying direction of the screw. Due to the movement of the cam transversely to the conveying direction of the screw, the material cake transported in the conveying direction of the screw is broken up or cut into relatively small pieces. In contrast to the known prior art, this cutting takes place in the area of the throttle point, ie in the area of high pressure or immediately afterwards. The parts then shoot into the subsequent relaxation zone, ie the area with a larger cross section. It has been shown that cutting the cake in this area can significantly improve the efficiency of a screw press.
  • cams in the area of the throttle point so that the material can be cut into smaller pieces.
  • These cams can be at one level with respect to the conveying direction. However, they can also be arranged offset to one another in the conveying direction.
  • the cams can advantageously be provided in the region of the greatest pressure of the respective throttle point, i.e. in the area where the cross-section of the screw channel is the smallest.
  • the cam or cams is or are arranged in a rotationally fixed manner on the worm shaft.
  • the cams are automatically rotated with the worm or worm shaft, so that a further device for actuating the cams is not necessary.
  • the problem underlying the invention is further achieved in a method for squeezing liquids in that the material in the area of the throttle point is broken up or cut open.
  • the breaking or cutting can take place in the area of the greatest pressure.
  • the screw press includes a screw (1) which is arranged within a casing (2) and can be rotated about its longitudinal axis in the casing.
  • the worm (1) is not made in one piece, but consists of a worm shaft (3) and a plurality of worm segments (4) which are arranged one behind the other in the axial direction of the worm shaft (3) and have helical helical surfaces (5).
  • the screw segments (4) are non-rotatably connected to the screw shaft (3).
  • a plurality of throttle points (7, 8, 9) are provided in the screw channel (6) at a distance from one another in the conveying direction.
  • the conveying cross section of the screw channel (6) is considerably reduced over a short distance, so that a high pressure is built up here.
  • Such a throttling point can be achieved by reducing the inside diameter of the casing (2), as shown in the left throttling point (7) in the drawing, or by increasing the outside diameter of the screw (1), as in the others Throttling points (8, 9) is shown.
  • the throttling points (8, 9) have the lowest in the area Conveying cross section on cams (10 ⁇ ), which are arranged at a distance from each other in the circumferential direction of a cam ring (11, 12) connected in a rotationally fixed manner to the worm shaft (3).
  • the cam rings (11, 12), like the screw segments (4), are connected in a rotationally fixed manner to the screw shaft (3), so that when the screw shaft (3) rotates, the cams (10 ⁇ ) are also rotated in the circumferential direction of the screw channel (6).
  • the conveying cross section of the screw channel (6) is widened before the conveying cross section is reduced again.
  • the cake moved in a straight line in the longitudinal direction of the screw channel (6) is cut into small pieces by the cams (10 ⁇ ) rotating with the throttle segment (8, 9).
  • the high pressure built up by the throttling points (8, 9) is then at least partially reduced again by widening the cross section, so that the cut cake breaks up into small pieces.
  • the cake is then compressed again for further pressing of liquid.

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Abstract

Eine Schneckenpresse zum Abpressen von Flüssigkeiten, insbesondere aus Ölsaaten, weist eine Schnecke (1) und einen die Schnecke (1) umgebenden flüssigkeitsdurchlässigen Mantel (2) auf, insbesondere einen Seiher, wobei die Schneckenwelle (3) und der Mantel (2) zwischen sich einen Schneckenkanal (6) mit in Förderrichtung der Schnecke (1) abnehmendem Querschnitt bilden und in dem Schneckenkanal (6) mindestens eine Drosselstelle (7, 8, 9) zum zonenweisen Aufbau hohen Drucks sowie in Förderrichtung nach der Drosselstelle (7, 8, 9) eine Querschnittserweiterung zum zumindest teilweisen Abbau des hohen Druckes vorgesehen sind. Damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird, ist im Bereich mindestens einer der vorhandenen Drosselstellen (8, 9) in dem Schneckenkanal (6) wenigstens ein Nocken (10̸) vorgesehen, der quer zur Förderrichtung der Schnecke (1) bewegbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abpressen von Flüssigkeiten, insbesondere aus Ölsaaten, mit einer Schnecke und einem die Schnecke umgebenden flüssigkeitsdurchlässigen Mantel, insbesondere einem Seiher, wobei die Schneckenwelle und der Mantel zwischen sich einen Schneckenkanal mit in Förderrichtung der Schnecke abnehmendem Querschnitt bilden, und in dem Schneckenkanal mindestens eine Drosselstelle zum zonenweisen Aufbau hohen Drucks sowie in Förderrichtung hinter der Drosselstelle eine Querschnittserweiterung zum zumindest teilweisen Abbau des hohen Drucks vorgesehen sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abpressen von Flüssigkeiten, insbesondere aus Ölsaaten mittels einer Schneckenpresse, bei dem das Abpressen erfolgt, indem das Material einem in Förderrichtung der Schnecke ansteigenden Druck unterworfen, an wenigstens einer Drosselstelle kurzzeitig stark komprimiert, anschließend zumindest teilweise wieder entspannt und dann weiter komprimiert wird.
  • Schneckenpressen werden bei verschiedenen Verfahren verwendet, um Flüssigkeiten aus vielfältigen Materialien wie beispielsweise Ölsaaten zu entfernen. Eine solche Schneckenpresse ist beispielsweise aus der DE-C-29 15 538 bekannt. Zu dieser gehören im wesentlichen eine Schnecke und ein diese umschließender perforierter Mantel, beispielsweise ein Seiher. Der Mantel und die Schnecke bzw. die Schneckenwelle bilden zwischen sich einen Schneckenkanal, der sich in bekannter Weise von der Zuführseite in Förderrichtung der Schnecke verjüngt. Dies erfolgt bei dem bekannten Stand der Technik in mehreren Stufen, indem von Stufe zu Stufe der Durchmesser der Schneckenwelle vergrößert, der Innendurchmesser des Mantels jedoch konstant gehalten wird, so daß sich der Querschnitt des Schneckenkanals verkleinert. Somit wird in dem zu fördernden und abzupressenden Materialkuchen von Stufe zu Stufe ein höherer Druck aufgebaut. Zwischen den einzelnen Stufen sind Drosselstellen vorgesehen, in denen bereichsweise ein hoher Druck aufgebaut wird, der dann zur nachfolgenden Kompressionsstufe zumindest teilweise wieder abgebaut wird. Im Betrieb der zuvor beschriebenen Schneckenpresse wird Material an der Zuführseite über einen Einfüllstutzen in den Schneckenkanal gegeben. Das Material wird durch die Schnecke in Längsrichtung des Schneckenkanals gefördert, wobei es zur Auslaßseite hin in mehreren Stufen verdichtet, aus dem Material Flüssigkeit ausgepreßt und durch die Öffnungen in der Mantelfläche hindurch nach außen abgegeben wird. An den Drosselstellen, die sowohl zwischen zwei Stufen als auch innerhalb einer Stufe angeordnet sein können, wird der Materialkuchen auf sehr kurzer Strecke einer hohen Verdichtung unterworfen. Anschließend wird der Druck zumindest teilweise wieder abgebaut, indem der Querschnitt wieder erweitert wird. Hierbei ist der Anfangsquerschnitt der in Förderrichtung nachfolgenden Stufe jeweils geringer als der Schneckenquerschnitt am Ende der vorangehenden Stufe. Im Bereich der Drosselstelle sind keine Wendelflächen zur Förderung des Kuchens vorgesehen.
  • In den einzelnen Kompressionsstufen sind Abstreiffinger vorgesehen, die durch den Mantel in den Schneckenkanal hineinragen. Mit diesen Abstreiffingern wird der Kuchen von der Schneckenwelle abgestreift und in Längsrichtung des Schneckenkanals auch aufgeschnitten.
  • Desweiteren ist eine Schneckenpresse bekannt (DE-A-26 33 524), bei der in denjenigen Wendelflächen der Schnecke, die sich nahe des Einfüllstutzens befinden, Ausnehmungen vorgesehen sind. Diese dienen dazu, langfasriges Material zu zerschneiden, bevor es zum Abpressen von Flüssigkeiten komprimiert wird.
  • Bei einer weiteren bekannten Schneckenpresse (DE-A-27 51 70̸3) sind Drosselstellen nicht nur zwischen zwei Stufen, sondern auch innerhalb einer Stufe vorgesehen. Bei dieser Schneckenpresse wird der Materialkuchen nach dem Aufbau eines hohen Drucks in der Drosselstelle und dem nachfolgenden teilweisen Abbau des hohen Drucks aufgebrochen und umgeschichtet, bevor er in einer nachfolgenden Stufe weiter komprimiert wird. Der Wirkungsgrad dieser Schneckenpresse ist jedoch immer noch relativ gering.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Schneckenpresse zum Abpressen von Flüssigkeiten bzw. ein Verfahren zum Abpressen von Flüssigkeiten anzugeben, mit dem ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden, d.h. auf gleicher Pressenlänge mehr Flüssigkeit abgepreßt werden kann.
  • Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einer Schneckenpresse dadurch gelöst, daß im Bereich mindestens einer der vorhandenen Drosselstellen in dem Schneckenkanal wenigstens ein Nocken vorgesehen ist, der quer zur Förderrichtung der Schnecke bewegbar ist. Durch die Bewegung des Nockens quer zur Förderrichtung der Schnecke wird der in Förderrichtung der Schnecke transportierte Materialkuchen in relativ kleine Stücke aufgebrochen bzw. aufgeschnitten. Dieses Aufschneiden erfolgt im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik im Bereich der Drosselstelle, d.h. im Bereich hohen Drucks oder unmittelbar anschließend. Die Teile schießen dann in die sich anschließende Entspannungszone, d.h. dem Bereich größeren Querschnitts, hinein. Es hat sich gezeigt, daß durch ein Aufschneiden des Kuchens in diesem Bereich der Wirkungsgrad einer Schneckenpresse erheblich verbessert werden kann. Für ein Aufschneiden des Kuchens ist es hierbei selbstverständlich nicht erforderlich, daß die Bewegungsrichtung exakt quer, d.h. rechtwinklig zur Förderrichtung erfolgt, sondern es reicht aus, wenn die Bewegungsrichtung des Nockens eine Komponente aufweist, die quer zur Förderrichtung verläuft.
  • In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, im Bereich der Drosselstelle gleich mehrere solcher beweglichen Nocken vorzusehen, um so das Material in kleinere Stücke aufschneiden zu können. Diese Nocken können bezogen zur Förderrichtung auf einer Höhe liegen. Sie können jedoch auch in Förderichtung versetzt zueinander angeordnet sein.
  • In vorteilhafter Weise können die Nocken im Bereich des größten Drucks der jeweiligen Drosselstelle vorgesehen sein, d.h. in dem Bereich, in dem der Querschnitt des Schneckenkanals am geringsten ist. Von der Lehre der Erfindung wird jedoch auch dann Gebrauch gemacht, wenn der bzw. die Nocken erst dort angeordnet werden, wo der Druck geringer wird.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der oder die Nocken an der Schneckenwelle drehfest angeordnet ist bzw. sind. Hierdurch werden die Nocken mit der Schnecke bzw. Schneckenwelle automatisch mitgedreht, so daß eine weitere Vorrichtung zum Betätigen der Nocken nicht notwendig ist. Um die Anordnung der Nocken an der Welle zu vereinfachen, kann es angebracht sein, einen Nockenring, der mehrere Nocken trägt, mit der Schneckenwelle drehfest zu verbinden.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Abpressen von Flüssigkeiten weiterhin dadurch gelöst, daß das Material im Bereich der Drosselstelle in Teilstücke aufgebrochen bzw. aufgeschnitten wird. Dabei kann das Aufbrechen bzw. -schneiden im Bereich des größten Drucks erfolgen. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind bereits zuvor erläutert worden.
  • Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine Schneckenpresse.
  • Zu der Schneckenpresse gehört eine Schnecke (1), die innerhalb eines Mantels (2) angeordnet und in diesem um ihre Längsachse drehbar ist. Die Schnecke (1) ist nicht einteilig ausgeführt, sondern besteht aus einer Schneckenwelle (3) und einer Mehrzahl von Schneckensegmenten (4), die in Axialrichtung der Schneckenwelle (3) hintereinander angeordnet sind und schraubenförmige Wendelflächen (5) aufweisen. Die Schneckensegmente (4) sind drehfest mit der Schneckenwelle (3) verbunden.
  • Die Innenseite des Mantels (2) und die Außenseite der Schnecke (1), d.h. der Schneckensegmente (4) bilden zwischen sich einen Schneckenkanal (6), dessen Förderquerschnitt in Förderrichtung der Schnecke (1), die in der Figur durch einen Pfeil angedeutet ist, abnimmt. Dies erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß der Außendurchmesser der Schnecke vom Einlaßende zum Auslaßende hin zunimmt und der Innendurchmesser des Mantels (2) in Förderrichtung abnimmt.
  • Im Schneckenkanal (6) sind in Förderrichtung beabstandet voneinander mehrere Drosselstellen (7, 8, 9) vorgesehen. Im Bereich dieser Drosselstellen reduziert sich der Förderquerschnitt des Schneckenkanals (6) auf kurzer Strecke erheblich, so daß hier ein hoher Druck aufgebaut wird. Eine solche Drosselstelle kann dadurch erreicht werden, daß, wie bei der in der Zeichnung linken Drosselstelle (7) gezeigt ist, der Innendurchmesser des Mantels (2) reduziert wird, oder indem der Außendurchmesser der Schnecke (1) vergrößert wird, wie bei den anderen Drosselstellen (8, 9) dargestellt ist. Die Drosselstellen (8, 9) weisen in dem Bereich geringsten Förderquerschnitts Nocken (10̸) auf, die in Umfangsrichtung eines mit der Schneckenwelle (3) drehfest verbundenen Nockenrings (11, 12) beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Nockenringe (11, 12) sind wie auch die Schneckensegmente (4) drehfest mit der Schneckenwelle (3) verbunden, so daß bei einer Drehung der Schneckenwelle (3) die Nocken (10̸) in Umfangsrichtung des Schneckenkanals (6) mitgedreht werden. In der Figur ist erkennbar, daß im Anschluß an den Bereich geringsten Förderquerschnitts, in dem sich die Nocken (10̸) befinden, der Förderquerschnitt des Schneckenkanals (6) aufgeweitet wird, bevor wieder eine Verringerung des Förderquerschnitts stattfindet.
  • Im Betrieb der Schneckenpresse wird durch einen Einfüllstutzen (13) am Eingang der Schnecke (1) Material in den Schneckenkanal (6) eingefüllt. Dieses wird bei einer Drehbewegung der Schnecke (1) durch die schraubenförmigen Wendelflächen (5) in Längsrichtung des Schneckenkanals (6) transportiert. Durch die kontinuierliche Verringerung des Querschnitts des Schneckenkanals (6) wird das eingefüllte Material zum Ausgangsende der Schneckenpresse hin immer weiter komprimiert, wobei Flüssigkeit aus dem Material abgepreßt wird und durch den als Seiher ausgebildeten Mantel (2) nach außen gelangt, wo sie in einem nicht weiter dargestellten Becken aufgefangen wird. Im Bereich der Drosselstellen (8, 9) verringert sich der Förderquerschnitt des Schneckenkanals (6) auf kurzer Distanz erheblich, so daß hier in dem Materialkuchen ein hoher Druck aufgebaut wird. Im Bereich des höchsten Druckes wird der in Längsrichtung des Schneckenkanals (6) geradlinig bewegte Kuchen durch die mit dem Drosselsegmant (8, 9) mitdrehenden Nocken (10̸) in kleine Stücke zerschnitten. Anschließend wird der durch die Drosselstellen (8, 9) aufgebaute hohe Druck durch eine Querschnittserweiterung zumindest teilweise wieder abgebaut, so daß der zerschnittene Kuchen in kleine Stücke zerfällt. Anschließend wird der Kuchen zum weiteren Abpressen von Flüssigkeit wieder komprimiert.
  • Es hat sich gezeigt, daß durch das starke Komprimieren im Bereich der Drosselstellen, Zerschneiden des Kuchens im Bereich des höchsten Druckes, teilweise Abbauen des Druckes und anschließendes Wiederkomprimieren ein hoher Wirkungsgrad der Maschine erreicht wird.

Claims (9)

  1. Schneckenpresse zum Abpressen von Flüssigkeiten, insbesondere aus Ölsaaten, mit einer Schnecke (1) und einem die Schnecke (1) umgebenden flüssigkeitsdurchlässigen Mantel (2), insbesondere einem Seiher, wobei die Schneckenwelle (3) und der Mantel (2) zwischen sich einen Schneckenkanal (6) mit in Förderrichtung der Schnecke (1) abnehmendem Querschnitt bilden, und in dem Schneckenkanal (6) mindestens eine Drosselstelle (7, 8, 9) zum zonenweisen Aufbau hohen Drucks sowie in Förderrichtung nach der Drosselstelle (7, 8, 9) eine Querschnittserweiterung zum zumindest teilweisen Abbau des hohen Drucks vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens einer der vorhandenen Drosselstellen (8, 9) in dem Schneckenkanal (6) wenigstens ein Nocken (10̸) vorgesehen ist, der quer zur Förderrichtung der Schnecke (1) bewegbar ist.
  2. Schneckenpresse nach Anspruch (1),
    dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Drosselstelle (8, 9) mehrere quer zur Förderrichtung der Schnecke (1) bewegbaren Nocken (10̸) vorgesehen sind.
  3. Schneckenpresse nach Anspruch (2),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (10̸) in Förderrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
  4. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche (1) bis (3),
    dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Nocken (10̸) im Bereich größten Drucks der jeweiligen Drosselstelle (8, 9) vorgesehen ist bzw. sind.
  5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche (1) bis (4),
    dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Nocken (10̸) an der Schneckenwelle (3) drehfest angeordnet ist bzw. sind.
  6. Schneckenpresse nach Anspruch (5) und Anspruch (2),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (10̸) in Umfangsrichtung verteilt an der Schneckenwelle angeordnet sind.
  7. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche (4) bis (6),
    dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Nocken (10̸) zu einem Nockenring (11) gehören, der drehfest mit der Schneckenwelle (3) verbunden ist.
  8. Verfahren zum Abpressen von Flüssigkeiten, insbesondere aus Ölsaaten, mittels einer Schneckenpresse, bei dem das Abpressen erfolgt, indem das zu verpressende Material einem in Förderichtung der Schnecke ansteigenden Druck unterworfen, an wenigstens einer Drosselstelle kurzzeitig stark komprimiert, anschließend zumindest teilweise wieder entspannt und dann weiter komprimiert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Material im Bereich der Drosselstelle in Teilstücke aufgebrochen bzw. aufgeschnitten wird.
  9. Verfahren nach Anspruch (8),
    dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbrechen des Materials im Bereich des größten Drucks erfolgt.
EP93105898A 1992-05-26 1993-04-10 Schneckenpresse Expired - Lifetime EP0571750B1 (de)

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