EP4121281A1 - Verfahren zur herstellung eines siebkörpers sowie sieb - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines siebkörpers sowie sieb

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EP4121281A1
EP4121281A1 EP20829307.6A EP20829307A EP4121281A1 EP 4121281 A1 EP4121281 A1 EP 4121281A1 EP 20829307 A EP20829307 A EP 20829307A EP 4121281 A1 EP4121281 A1 EP 4121281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sieve
screen
screen body
screw press
screw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20829307.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Youping Huang
Daniel Stelzer
Franco PICHLER
Stefan WILLBERGER
Markus Egger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andritz AG
Original Assignee
Andritz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Andritz AG filed Critical Andritz AG
Publication of EP4121281A1 publication Critical patent/EP4121281A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B30B9/26—Permeable casings or strainers
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    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a screen body which has one or more openings on a screen surface, in particular a screen body for a screen used in a screw press.
  • the invention further relates to a sieve with a sieve body which has one or more openings on a sieve surface, in particular a sieve for a screw press.
  • Screw presses are well known from the prior art. Such screw presses are used, for example, to separate a liquid from a transported material and have a spiral conveyor arranged on a driven screw shaft and a housing jacket surrounding it, with a transport passage for the transported material to be conveyed being formed between the screw shaft and the housing jacket and partially limited by the conveyor screw is to convey transported goods through the transport aisle along a longitudinal axis of the screw press by means of the conveyor helix when the screw shaft rotates.
  • the housing shell usually has openings so that liquid is separated from the transported goods via a pressure exerted on the transported goods during transport and conveyed out of the transport passage through the openings in order to feed the transported goods along a longitudinal axis during movement through the screw press dry.
  • the openings are usually made in a sheet that acts as a sieve and is part of the housing jacket. According to the prior art, this sieve is formed by drilling holes in the sheet metal. Since the sheet metal has a cylindrical contour, this is associated with a great deal of effort.
  • a function of the screw press is dependent on a friction between the transported goods and the screw shaft or the conveyor helix arranged on the screw shaft on the one hand and between the transported goods and an inner surface of the housing jacket, usually the sieve designed as a sheet metal, relative to which the screw shaft in a Operation is driven in rotation, on the other hand. If the friction between the goods to be transported and the inside of the housing jacket falls below a defined threshold, the goods to be transported become the The worm shaft is not conveyed along a longitudinal direction of the worm shaft, but merely moved together with the worm shaft and the conveying helix in rotation around the longitudinal axis and relative to the housing shell, so that the transported goods are not dried and a corresponding process comes to a standstill.
  • the housing jacket generally has a metal screen which, when installed when new, has a defined minimum roughness in order to ensure appropriate friction between the transported goods and the housing jacket.
  • a metal screen which, when installed when new, has a defined minimum roughness in order to ensure appropriate friction between the transported goods and the housing jacket.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a screen body of the type mentioned at the outset which, when used in a housing jacket of a screw press, allows the screw press to function for a particularly long period of time and at the same time is easy to produce.
  • a sieve of the type mentioned at the outset is to be specified which, when used in a housing jacket of a screw press, enables the screw press to be operated over a particularly long period of time.
  • the first object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, the screen body being formed by a sintering method and / or an additive manufacturing method, in particular a 3D printing method.
  • a material formed by a sintering process and / or an additive manufacturing process such as, in particular, a 3D printing process has a constant surface roughness, even if part of the surface is removed, for example due to abrasive wear.
  • a corresponding production method is advantageous, especially since a wide variety of geometries can be produced in a simple manner, while a geometry of screens of the prior art is often predefined by a tool with which these screens are produced and cannot be easily changed.
  • specially adapted sieves can be formed in a simple manner for different operating conditions of a screw press such as, for example, a different composition of a transported goods to be dried, whereby such a drying process can be implemented particularly efficiently.
  • sieves with different hole geometries for different positions on a screw press can be produced in a simple manner, for example in order to adapt an open area of the sieves to a dry content of the transported goods to be dried that varies over a length of the screw press.
  • a corresponding material usually has a predefined porosity, so that removal of the material on a surface also leads to a roughness of a new surface.
  • a material can easily be formed which contains harder and softer particles, which in turn can be used to achieve a defined roughness even in the event of abrasion. This can be achieved, for example, via different boundary conditions during a 3D printing process, in particular different temperatures, and / or different starting materials used during production.
  • the screen body is formed by a plastic, a metal or a ceramic material.
  • Such materials have proven to be particularly favorable to be used in a sintering process or an additive manufacturing process Formation of an appropriate body to be used.
  • a defined porosity of the material or a roughness, which is also achieved when a surface is ablated, can then optionally be ensured in a simple manner via a material composition and parameters of the manufacturing process.
  • a light material such as a plastic also has the particular advantage that it is much easier to replace the corresponding screens in a screw press than with heavy metal parts.
  • plastics usually have a lower coefficient of thermal expansion than metals, so that thermal expansions or thermal stresses are also reduced, which arise between standstill and operation due to the usually high operating temperature of screw presses of, for example, 90 ° C.
  • a plastic with a Shore hardness of more than 50, in particular about 75, measured according to Shore-D is used in order to achieve a particularly long service life when used in a screw press.
  • fibers are incorporated into the screen body and / or formed in the screen body when the screen body is formed.
  • glass fibers or carbon fibers can thus be incorporated into the screen body.
  • the screen body is formed from different materials over a thickness. Different material properties can thus be achieved in a simple manner over a thickness, that is to say along a direction normal to the screen surface.
  • a material with higher strength and / or greater rigidity than on the screen surface can thus be used in an area spaced apart from the screen surface in order to, for example, even at the pressures of, for example, 1 bar to 10 bar and temperatures of for example 90 ° C to obtain only slight deformations and at the same time to ensure the desired roughness on the screen surface.
  • the screen body is formed from a first material, which forms the screen surface, and a second material, which forms a region of the screen body spaced from the screen surface, the second material being more rigid than the first Having material.
  • the screen body is at least partially formed from a material which is dimensionally stable at a temperature of at least 45 ° C., in particular at a temperature of at least 90 ° C., and a pressure load of 1.5 N / mm 2.
  • a material with a tensile modulus of at least 800 N / mm 2 and / or a tensile strength of at least 20 N / mm 2 is preferably used.
  • the screen body is usually formed from a material which is suitable for use in a wet environment with a pH value of 6 to 9 in order to achieve a particularly long service life when used in a screw press.
  • the screen body in which cellulose, food and / or sludge is dried, if the screen body is formed from a material which is suitable for a dry content of the material conveyed in the screw press of 3%. up to 40% is suitable.
  • the material aseTK49 is particularly suitable for a corresponding screen body, especially since this material has a tensile modulus of about 1650 N / mm 2 , an elongation at break of about 15%, a dimensional stability of 1.5 N / mm 2 and 90 ° C as well as at 0.4 N / mm 2 and 150 ° C and a tensile strength of about 40 N / mm 2 and a compressive strength of about 65 N / mm 2 and at the same time forms a structure which is essentially constant even in the event of abrasion Roughness guaranteed. Furthermore, this material is suitable for use in a screw press under correspondingly wet conditions at the pH values that prevail.
  • the one or more openings are formed during the sintering process and / or the additive manufacturing process.
  • a screen which can be used in a screw press, for example, is formed according to the invention using a screen body designed according to the invention.
  • the sieve usually has fastening devices with which the sieve can be connected, for example, to a frame, a sieve basket or the like, in order, for example, to releasably arrange the sieve in a housing jacket of a screw press.
  • the sieve can be formed exclusively by the sieve body or it can also contain the sieve body as a separate body in addition to further components which are used, for example, to fasten the sieve body in the screw press.
  • the sieve body consists of a material which is formed in a sintering process and / or an additive manufacturing process, in particular a 3D printing process, the sieve in particular in an inventive Process is established.
  • a particularly long-lasting operation of a screw press or another device in which a constant coefficient of friction of a surface of the sieve or a constant roughness of a surface of the sieve is advantageous, can be ensured in a simple manner, especially even with abrasion of Parts of the surface continue to have a corresponding roughness.
  • at least the screen body of the screen that is to say that part of the screen which has the screen surface with the openings, is designed accordingly.
  • the screen is formed entirely by a corresponding method and is made in one piece with the screen body.
  • the screen body has an essentially constant, defined porosity up to a defined depth, in particular up to a depth of at least 1 mm. This ensures that the desired roughness is always present on the surface even with corresponding wear. Above a defined depth, i.e. over a defined distance from the screen surface, the screen or the screen body must often be changed anyway, since otherwise the distance between the conveying helix and the housing jacket will be too large.
  • the screen is designed as part of an essentially rotationally symmetrical body, in particular as part of a cylinder jacket or a conical jacket, so that several identical screens can be combined to form an essentially rotationally symmetrical body.
  • a sieve can be designed, for example, as a tile of an inner surface of a cylindrical housing jacket, so that a housing jacket of a very large screw press with appropriately manufactured sieves can also be formed.
  • a Replacing a defective screen is very easy. As a rule, the sieve is thin-walled.
  • the screen In addition to the screen body, the screen usually also has devices for being connected, preferably detachably, to a frame or the like.
  • the devices can be designed, for example, as openings through which the screen can be connected to the frame by means of screws.
  • a recess in particular a fold or a chamfer, is provided on at least one side edge in order to enable the screen to be fixed in a form-fitting manner, in particular in a direction normal to the screen surface.
  • a recess in particular a fold or a chamfer
  • T-shaped connecting strips can be provided which correspond to folds arranged on the edges of the sieves in order to connect the sieves to a frame or a support basket in a form-fitting manner by screwing the T-shaped fastening means.
  • a groove is provided on a first side surface, which is preferably arranged approximately normal to the screen surface.
  • the sieve can then easily be coupled to another sieve or a frame via the side surface.
  • a projection is arranged on a second side surface, which is preferably approximately parallel to the first side surface, which corresponds to the groove, so that two appropriately designed screens are placed over the first side surface and the second side surface by means of the projection and the groove can be connected positively and / or non-positively, in particular by means of a click connection.
  • the projection is formed with an undercut so that the projection can snap into the correspondingly formed groove.
  • a corresponding screen for use in a screw press is flat, preferably as part of a cylinder jacket surface or a cone jacket surface, so that a corresponding housing jacket of the screw press acting as a screen can be formed by several interconnected screens.
  • An installation and removal of the corresponding sieves is particularly easy if these can be connected to one another in a form-fitting or force-fitting manner, in particular by means of a click connection.
  • a screw press for separating liquid from a transport material with a screw shaft including a spiral conveyor arranged on the screw shaft and a housing jacket surrounding it, with a transport passage for the transport material to be conveyed being formed between the screw shaft and the housing jacket, with the Housing jacket has at least one sieve, so that the liquid separated from the transported goods can be conveyed through the housing jacket if the sieve is designed according to the invention.
  • the sieve extends only over part of a circumference of the housing jacket, which is essentially rotationally symmetrical, in particular cylindrical or frustoconical. On the one hand, this simplifies the production of the screen. On the other hand, a defective screen can then also be exchanged in a simple manner without exchanging the entire housing jacket.
  • the housing jacket is thus essentially formed by a large number of individual screens, which are approximately tile-shaped and are therefore easy to replace.
  • a housing jacket of a very large screw press can also be formed, for example, with sieve bodies or sieves formed in a 3D printing process.
  • sieves designed according to the invention can easily be designed with a wide variety of geometries, it can also be provided that sieves with different hole geometries and / or different open surfaces are used over a length of the screw press.
  • a geometry of the screen can, for example, at the respective position in the Screw press prevailing operating conditions, in particular to a dry content of the transported goods to be dried at the respective position, so that a more efficient process can be achieved.
  • the sieve can in principle be arranged in the housing jacket in a wide variety of ways. It is favorable if the sieve is fixed in the housing jacket by means of a fastening means, preferably by means of a screw connection.
  • the fastening means can for example be designed as a fastening strip.
  • the housing jacket has a support frame, in particular a support cage, to which the screen is connected in a form-fitting and / or force-fitting manner, in particular by means of a screw connection.
  • the sieve or the several sieves, through which a sieving effect of the housing jacket is achieved, can then be exchanged in a simple manner.
  • the support frame is designed as a support cage.
  • the support cage is made of metal.
  • Such a support basket can then accommodate both conventionally manufactured sieve plates and sieves designed according to the invention, so that existing screw presses can easily be equipped with sieves designed according to the invention.
  • the screen is positively connected to the support structure by means of a fastening means.
  • the fastening means can be designed, for example, as a fastening strip with a T-shaped cross section and positioned between two sieves, so that in each case one sieve is connected to the support frame by two fastening strips arranged on its side edges.
  • the fastening means consists of the same material as the strainer body. It is then ensured that the fastening means is affected by abrasive wear in the same way as the screen body itself, so that a uniform surface removal takes place, whereby an essentially smooth surface is maintained even in the event of wear.
  • the screen usually consists of a single component which is formed by a body formed in a sintering process and / or additive manufacturing process, in particular a 3D printing process.
  • Features of the screen which are used for fastening such as a fold, a groove, a projection and the like can thus also be formed in a simple manner in the course of additive manufacturing.
  • Figures 3 and 4 show a sieve; 5 shows a sieve together with a support basket and a fastening means;
  • Fig. 6 is a sectional view of a screen
  • FIGS. 7 to 9 details of FIG. 6.
  • the screw press 10 is designed for separating liquid from a transport material, in particular made of cellulose, and has a screw shaft 11 that is rotatably arranged in a stationary housing jacket 13 by means of a drive about a longitudinal axis 15, a conveyor helix 12 being arranged on the screw shaft 11 so that between the worm shaft 11, the housing jacket 13 and the conveyor helix 12, a transport passage for the goods to be conveyed is formed.
  • the worm shaft 11 rotates about the longitudinal axis 15, the goods to be transported are thus also conveyed along the longitudinal axis 15 in the transport aisle, pressure being exerted on the goods to be transported in order to separate out liquid located in the goods.
  • the separated liquid is discharged through the housing jacket 13 from an interior of the screw press 10, the housing jacket 13 acting as a sieve.
  • the housing jacket 13 of the screw press 10 is formed by jacket elements 16 which are essentially semi-cylindrical on the inside formed, one of which is shown in FIG.
  • the casing elements 16 have sieves 1 fastened to a support basket 14 made of metal, with openings 18 (not shown in FIG. 2) in order to separate solids from the liquid when the screw press 10 is in operation.
  • the individual screens 1 are designed as tiles, that is to say as parts of a cylinder jacket surface, and are supported radially outward on the support cage 14.
  • the housing jacket 13 can be subjected to an internal pressure of, for example, 1 bar to 10 bar when the screw press 10 is in operation, without this leading to significant deformations of the sieves 1.
  • the tile-shaped screens 1 are positively connected to the support cage 14 via fastening means designed as fastening strips 19, which are T-shaped in cross section and are connected to the support cage 14 via screw connections.
  • a function of the screw press 10 depends essentially on the fact that a defined friction is ensured between the transported goods and the sieve surface 5, since if the friction falls below a defined minimum, the transported goods are not conveyed along the longitudinal axis 15, but rotate with the screw shaft 11 around the axis of rotation.
  • the screen body that is to say that part of the screen 1 which has the screen surface 5 with the openings 18, is formed by a sintering process and / or an additive manufacturing process, so that even when part of a surface or the screen surface 5 is removed, for example due to abrasive wear, when the transported goods slide over the sieve surface 5, a sieve surface 5 with a predefined minimum roughness still results and it is therefore not possible to achieve a completely smooth surface of the sieve body with which a function would no longer be guaranteed.
  • the sieve 1 is formed entirely by the sieve body, although an embodiment is of course also conceivable in which the sieve body formed by a corresponding method is, for example, detachably arranged in a frame of a sieve 1 formed from several components, which frame also consists of another Material than the strainer body could exist.
  • the fastening means designed here as fastening strips 19 with a T-shaped cross-section, are formed from a material corresponding to the screen body and can also be produced in a 3D printing process, so that abrasion of the fastening strips 19 corresponds to abrasion of the screen body and also in the event of wear or tear. after prolonged operation of the screw press 10, an essentially cylindrical and smooth surface of the housing jacket 13 is ensured on the inside.
  • FIGS. 3 to 9 show a corresponding sieve 1 in detail, FIG. 3 showing an isometric view of the sieve 1, FIG. 4 a plan view of the sieve 1, FIG. 5 a side view of the sieve 1 shown in FIGS. 3 and 4 including of a part of a support cage 14 and a fastening strip 19 and FIG. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG.
  • FIG. 7 shows the detail VII from FIG. 6,
  • FIG. 8 shows the detail VIII from FIG. 6 and
  • FIG. 9 shows the detail IX from FIG. 6.
  • the sieve 1 is designed essentially in the shape of a cylinder jacket, with a plurality of openings 18 being provided on an inside sieve surface 5 of the sieve 1, which openings extend through the sieve 1 in the radial direction.
  • a cross section of the openings 18 increases from an interior to an exterior or with an increasing distance from the screen surface 5. This prevents the openings 18 from clogging in a simple manner and at the same time ensures that only solids with a diameter 17 smaller than the minimum diameter 17 of the openings 18 are carried from the interior, which in the illustrated embodiment can be 1.5 mm, for example .
  • the openings 18 can also, as can be seen in particular in FIG. 7, be designed with an opening angle ⁇ which can be, for example, 10 ° to 30 °.
  • a projection 9 corresponding to the groove 8 is provided.
  • the first side surface 6 and the second side surface 7 as well as the groove 8 and the projection 9 run in the circumferential direction in the sieve 1 shown in the exemplary embodiment.
  • the projection 9 is shown in detail in FIG. 8.
  • the projection 9 has an undercut 2, so that it is possible for the projection 9 to snap into the groove 8 shown in detail in FIG. 9.
  • a click mechanism for simply connecting several screens 1 along the longitudinal axis 15 is achieved in a simple manner.
  • the screens 1 can be fastened in the support cage 14, as shown in FIG. 2, by means of two fastening strips 19 arranged along the screen 1.
  • a fold 3 is formed on each side edge of the sieve body, which in the installed state run approximately parallel to the longitudinal axis 15, which corresponds to a cross section of the fastening strip 19, so that when the fastening strip 19 is arranged between two sieves 1, as shown in FIG. 5 a substantially cylindrical inside of the housing jacket 13 results.
  • the support basket 14 arranged behind the sieve 1 in the screw press 10 and a fastening strip 19 are also shown schematically.
  • the fastening strip 19, which is designed here with an approximately T-shaped cross section, is connected to the support basket 14 by means of a screw 4 in order to fix the screen 1 to the support basket 14 in a form-fitting manner.
  • bores could also be provided in the sieve 1 in order to screw the sieve 1 directly to the support basket 14.
  • the screen body and the screen 1 are formed in one piece from a plastic in a 3D printing process, the openings 18 also being formed during the 3D printing process.
  • a material is achieved which has a constant roughness even when the screen surface 5 is abraded, so that the function of the screw press 10 is guaranteed even when the screen body is worn.
  • different materials can also be used in order, for example, to achieve greater rigidity and lower porosity as the distance from the sieve surface 5 increases, so that a high level of rigidity is achieved despite favorable tribological properties.
  • fibers can also be used in the sieve 1 can be incorporated or formed in the sieve body in order to achieve favorable mechanical properties.
  • screens 1 with a wide variety of geometries can be formed in a simple manner in order, for example, for different operating conditions, which can arise, for example, both depending on a transport item to be dried and depending on a position on a screw press, different screens 1 with different hole geometries and / or to be able to provide different open areas. Corresponding drying processes can thereby be carried out particularly efficiently.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siebkörpers, welcher an einer Siebfläche (5) eine oder mehrere Öffnungen (18) aufweist, insbesondere eines Siebkörpers für ein in einer Schneckenpresse (10) eingesetztes Sieb (1). Um eine besonders lange Standzeit zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Siebkörper durch ein Sinterverfahren und/oder ein additives Herstellungsverfahren, insbesondere ein 3D-Druckverfahren, gebildet wird. Weiter betrifft die Erfindung ein Sieb (1) mit einem Siebkörper, welcher an einer Siebfläche (5) eine oder mehrere Öffnungen (18) aufweist, insbesondere ein Sieb (1) für eine Schneckenpresse (10).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Siebkörpers sowie Sieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siebkörpers, welcher an einer Siebfläche eine oder mehrere Öffnungen aufweist, insbesondere eines Siebkörpers für ein in einer Schneckenpresse eingesetztes Sieb.
Weiter betrifft die Erfindung ein Sieb mit einem Siebkörper, welcher an einer Siebfläche eine oder mehrere Öffnungen aufweist, insbesondere ein Sieb für eine Schneckenpresse.
Aus dem Stand der Technik sind Schneckenpressen hinlänglich bekannt. Derartige Schneckenpressen werden beispielsweise zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Transportgut verwendet und weisen eine spiralförmig an einer angetriebenen Schneckenwelle angeordnete Förderwendel sowie einen diese umgebenden Gehäusemantel auf, wobei zwischen der Schneckenwelle und dem Gehäusemantel ein Transportgang für das zu fördernde Transportgut ausgebildet und teilweise durch die Förderwendel begrenzt ist, um bei einer Rotation der Schneckenwelle mittels der Förderwendel Transportgut durch den Transportgang entlang einer Längsachse der Schneckenpresse zu fördern. Der Gehäusemantel weist dabei in der Regel Öffnungen auf, sodass über einen bei einem Transport des Transportgutes auf dasselbe ausgeübten Druck Flüssigkeit aus dem Transportgut abgeschieden und durch die Öffnungen aus dem Transportgang gefördert wird, um das Transportgut während einer Bewegung durch die Schneckenpresse entlang einer Längsachse zu trocknen. Die Öffnungen sind dabei üblicherweise in ein als Sieb wirkendes Blech eingebracht, welches Teil des Gehäusemantels ist. Dieses Sieb wird gemäß dem Stand der Technik gebildet, indem Bohrungen in das Blech eingebracht werden. Nachdem das Blech eine zylinderförmige Kontur aufweist ist dies mit hohem Aufwand verbunden.
Eine Funktion der Schneckenpresse ist dabei abhängig von einer Reibung zwischen dem Transportgut und der Schneckenwelle bzw. der an der Schneckenwelle angeordneten Förderwendel einerseits sowie zwischen dem Transportgut und einer Innenfläche des Gehäusemantels, üblicherweise also dem als Blech ausgebildeten Sieb, relativ zu welchem die Schneckenwelle bei einem Betrieb rotierend angetrieben wird, andererseits. Unterschreitet die Reibung zwischen dem Transportgut und der Innenseite des Gehäusemantels eine definierte Schwelle, wird das Transportgut bei einer Rotation der Schneckenwelle nicht entlang einer Längsrichtung der Schneckenwelle gefördert, sondern lediglich samt der Schneckenwelle und der Förderwendel um die Längsachse und relativ zum Gehäusemantel rotierend bewegt, sodass keine Trocknung des Transportgutes erfolgt und ein entsprechender Prozess zum Erliegen kommt.
Gemäß dem Stand der Technik weist der Gehäusemantel in aller Regel ein Metallsieb auf, welches bei einem Einbau im Neuzustand eine definierte Mindestrauheit aufweist, um eine entsprechende Reibung zwischen dem Transportgut und dem Gehäusemantel zu gewährleisten. Es hat sich allerdings gezeigt, dass bei einem Betrieb ein kontinuierliches Gleiten des Transportgutes, welches beispielsweise durch Zellstoff gebildet sein kann, entlang des Metallsiebes zu einem Verschleiß des Siebes führt, welcher wiederum zu einer Reduktion der Rauheit dieses Metallsiebes führt. Somit führt ein Betrieb der Schneckenpresse aufgrund des Oberflächenverschleißes des Metallsiebes über längere Zeit zu einer durch zu geringe Reibung bedingten Fehlfunktion der Schneckenpresse.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Siebkörpers der eingangs genannten Art anzugeben, welcher bei Einsatz in einem Gehäusemantel einer Schneckenpresse eine Funktion der Schneckenpresse für einen besonders langen Zeitraum erlaubt und gleichzeitig einfach herstellbar ist.
Weiter soll ein Sieb der eingangs genannten Art angegeben werden, welches bei Einsatz in einem Gehäusemantel einer Schneckenpresse einen Betrieb der Schneckenpresse über einen besonders langen Zeitraum ermöglicht.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Siebkörper durch ein Sinterverfahren und/oder ein additives Herstellungsverfahren, insbesondere ein 3D-Druckverfahren, gebildet wird.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass ein durch ein Sinterverfahren und/oder ein additives Herstellungsverfahren wie insbesondere ein 3D-Druckverfahren gebildetes Material eine konstante Oberflächenrauheit aufweist, und zwar auch dann, wenn ein Teil der Oberfläche, beispielsweise aufgrund eines abrasiven Verschleißes abgetragen wird.
Es wurde erkannt, dass sich diese Wirkung aufgrund des Herstellungsverfahrens ergibt und nicht auf ein spezielles Material beschränkt ist. Anders ausgedrückt ist es im Unterschied zu einem in einem konventionellen Verfahren gebildeten Sieb, welches beispielsweise als Blech ausgebildet sein kann, bei einem erfindungsgemäß hergestellten Siebkörper nicht mehr möglich, eine Oberfläche in der Weise beispielsweise durch oberflächlichen Verschleiß bei einem Betrieb zu polieren, um eine für eine Funktion erforderliche Rauheit zu unterschreiten.
Darüber hinaus ist ein entsprechendes Herstellungsverfahren vorteilhaft, zumal damit unterschiedlichste Geometrien auf einfache Weise hergestellt werden können, während eine Geometrie von Sieben des Standes der Technik häufig durch ein Werkzeug, mit welchem diese Siebe hergestellt werden, vordefiniert und nicht ohne Weiteres änderbar ist. Dadurch können beispielsweise für unterschiedliche Betriebsbedingungen einer Schneckenpresse wie beispielsweise eine unterschiedliche Zusammensetzung eines zu trocknenden Transportgutes speziell angepasste Siebe auf einfache Weise gebildet werden, wodurch ein solches Trocknungsverfahren besonders effizient umsetzbar ist. Ferner können auch Siebe mit unterschiedlicher Lochgeometrie für unterschiedliche Positionen an einer Schneckenpresse auf einfache Weise hergestellt werden, um beispielsweise eine offene Fläche der Siebe an einen über eine Länge der Schneckenpresse unterschiedlichen Trockengehalt des zu trocknenden Transportgutes anzupassen.
Üblicherweise weist ein entsprechendes Material eine vordefinierte Porosität auf, sodass auch ein Abtragen des Materials an einer Oberfläche weiterhin zu einer Rauheit einer neuen Oberfläche führt.
Weiter kann mit einem solchen Verfahren auch einfach ein Material gebildet werden, welches härtere und weichere Partikel enthält, über welche wiederum auch bei einem Abrieb eine definierte Rauheit erreichbar ist. Dies kann beispielsweise über unterschiedliche Randbedingungen während eines 3D-Druckverfahrens, insbesondere unterschiedliche Temperaturen, und/oder unterschiedliche während der Fertigung eingesetzte Ausgangsmaterialien erreicht werden.
Günstig ist es, wenn der Siebkörper durch einen Kunststoff, ein Metall oder ein Keramikmaterial gebildet wird. Derartige Materialien haben sich als besonders günstig erwiesen, um in einem Sinterverfahren bzw. einem additiven Herstellungsverfahren zur Bildung eines entsprechenden Körpers eingesetzt zu werden. Über eine Materialzusammensetzung sowie Parameter des Herstellungsverfahrens kann dann gegebenenfalls auch eine definierte Porosität des Materials bzw. eine Rauheit, welche auch bei einem Abtragen einer Oberfläche erreicht wird, auf einfache Weise gewährleistet werden.
Der Einsatz eines leichten Materials wie beispielsweise eines Kunststoffes hat auch insbesondere den Vorteil, dass ein Austausch entsprechender Siebe in einer Schneckenpresse wesentlich einfacher als bei schweren Metallteilen erfolgen kann. Darüber hinaus weisen Kunststoffe in der Regel einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Metalle auf, sodass auch thermische Dehnungen bzw. thermische Spannungen reduziert sind, welche bei sich aufgrund der üblicherweise hohen Betriebstemperatur von Schneckenpressen von beispielsweise 90 °C zwischen einem Stillstand und einem Betrieb ergeben.
Bei Einsatz eines Kunststoffes ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Kunststoff mit einer Shore-Härte von mehr als 50, insbesondere etwa 75, gemessen nach Shore-D eingesetzt wird, um eine besonders lange Standzeit bei Einsatz in einer Schneckenpresse zu erreichen.
Zur Erreichung einer hohen Festigkeit und einer hohen Steifigkeit kann vorgesehen sein, dass bei Bildung des Siebkörpers Fasern in den Siebkörper eingearbeitet und/oder im Siebkörper gebildet werden. Beispielsweise können somit Glasfasern oder Karbonfasern in den Siebkörper eingearbeitet werden.
Um besonders günstige mechanische Eigenschaften des Siebkörpers bei einer gleichzeitig günstigen Rauheit des Siebkörpers zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass der Siebkörper über eine Dicke aus unterschiedlichen Materialien gebildet wird. Somit könne über eine Dicke, also entlang einer Richtung normal zur Siebfläche, unterschiedliche Materialeigenschaften auf einfache Weise erreicht werden. Beispielsweise kann somit an einem von der Siebfläche beabstandeten Bereich ein Material mit höherer Festigkeit und/oder höherer Steifigkeit als an der Siebfläche eingesetzt werden, um beispielsweise auch bei den in einer Schneckenpresse vorherrschenden Drücken von beispielsweise 1 bar bis 10 bar und Temperaturen von beispielsweise 90 °C nur geringe Verformungen zu erhalten und gleichzeitig an der Siebfläche die gewünschte Rauheit zu gewährleisten.
In dem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn der Siebkörper aus einem ersten Material, welches die Siebfläche bildet, und einem zweiten Material, welches einen von der Siebfläche beabstandeten Bereich des Siebkörpers bildet, gebildet wird, wobei das zweite Material eine höhere Steifigkeit als das erste Material aufweist.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass der Siebkörper zumindest teilweise aus einem Material gebildet wird, welches bei einer Temperatur von zumindest 45 °C, insbesondere bei einer Temperatur von zumindest 90 °C, und einer Druckbelastung von 1,5 N/mm2 formstabil ist.
Bevorzugt wird ein Material mit einem Zugmodul von zumindest 800 N/mm2 und/oder einer Zugfestigkeit von zumindest 20 N/mm2 eingesetzt.
Zur Erreichung besonders geringer Wärmespannungen bzw. Wärmedehnungen ist es günstig, wenn ein Material mit einem Längsausdehnungskoeffizient von weniger als 0.0005 eingesetzt wird, insbesondere weniger als 0.0002.
Üblicherweise wird der Siebkörper aus einem Material gebildet, welches für einen Einsatz in einer nassen Umgebung mit einem pH-Wert von 6 bis 9 geeignet ist, um bei einem Einsatz in einer Schneckenpresse eine besonders lange Standzeit zu erreichen.
Weiter ist es insbesondere für einen Einsatz des Siebkörpers in einer Schneckenpresse, in welcher Zellstoff, Lebensmittel und/oder Schlämme getrocknet werden, besonders günstig, wenn der Siebkörper aus einem Material gebildet wird, welches für einen Trockengehalt des in der Schneckenpresse geförderten Materials von 3 % bis 40 % geeignet ist.
Grundsätzlich können verschiedenste Metalle, Kunststoffe und Keramikmaterialien eingesetzt werden, um einen entsprechenden Siebkörper zu bilden. Besonders bevorzugt wird ein am Anmeldetag unter dem Handelsnamen aseTK49 bei der asetec GmbH in Rastenfeld, Österreich erhältlicher Kunststoff eingesetzt, zumal dieser Kunststoff günstige mechanische Eigenschaften für einen Einsatz in einer Schneckenpresse aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass das Material aseTK49 besonders geeignet für einen entsprechenden Siebkörper ist, zumal dieses Material ein Zugmodul von etwa 1650 N/mm2, eine Reißdehnung von etwa 15 %, eine Formbeständigkeit bei 1,5 N/mm2 und 90 °C sowie bei 0,4 N/mm2 und 150 °C und eine Zugfestigkeit von etwa 40 N/mm2 und eine Druckfestigkeit von etwa 65 N/mm2 aufweist und gleichzeitig eine Struktur bildet, welche auch bei einem Abrieb eine im Wesentlichen konstante Rauheit gewährleistet. Ferner ist dieses Material für einen Einsatz in einer Schneckenpresse unter entsprechend nassen Bedingungen bei den dabei vorherrschenden pH-Werten geeignet.
Es hat sich bewährt, dass die eine oder mehreren Öffnungen während des Sinterverfahrens und/oder des additiven Herstellungsverfahrens gebildet werden.
Dadurch ergibt sich ein besonders einfaches Verfahren auch im Vergleich zu einer konventionellen Herstellung eines entsprechenden Siebes, bei welchem üblicherweise eine Vielzahl von Löchern in ein Blech gebohrt wird, um ein Sieb zu bilden. Im Zuge des additiven Herstellungsverfahrens bzw. des Sinterverfahrens ist dann auch eine Lochgeometrie auf einfache Weise darstellbar, bei welcher ein Querschnitt des Loches bzw. der Öffnung von einem Inneren zu einem Äußeren zunimmt, um ein Verstopfen der Öffnung zu vermeiden. Darüber hinaus könnten grundsätzlich auch unrunde Öffnungen auf einfache Weise gebildet werden, sodass auch diesbezüglich keine Einschränkung gegeben ist, wenngleich Öffnungen mit einem runden Querschnitt bevorzugt sind.
Üblicherweise wird ein Sieb, welches beispielsweise in einer Schneckenpresse eingesetzt werden kann, erfindungsgemäß unter Einsatz eines erfindungsgemäß ausgebildeten Siebkörpers gebildet. Das Sieb weist üblicherweise Befestigungseinrichtungen auf, mit welchen das Sieb beispielsweise mit einem Rahmen, einem Siebkorb oder dergleichen verbunden werden kann, um das Sieb beispielsweise lösbar in einem Gehäusemantel einer Schneckenpresse anzuordnen. Das Sieb kann grundsätzlich ausschließlich durch den Siebkörper gebildet sein oder den Siebkörper auch als separaten Körper neben weiteren Bestandteilen, welche beispielsweise zur Befestigung des Siebkörpers in der Schneckenpresse dienen, enthalten. Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sieb der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem der Siebkörper aus einem Material besteht, welches in einem Sinterverfahren und/oder einem additiven Herstellungsverfahren, insbesondere einem 3D- Druckverfahren, gebildet ist, wobei das Sieb insbesondere in einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Mit einem entsprechenden Sieb kann ein besonders lange andauernder Betrieb einer Schneckenpresse oder einer anderen Vorrichtung, bei welcher ein gleichbleibender Reibwert einer Oberfläche des Siebes bzw. eine gleichbleibende Rauheit einer Oberfläche des Siebes vorteilhaft ist, auf einfache Weise gewährleistet werden, zumal selbst bei einem Abrieb von Teilen der Oberfläche weiterhin eine entsprechende Rauheit gewährleistet ist. Erfindungsgemäß ist zumindest der Siebkörper des Siebes, also jener Teil des Siebes, welcher die Siebfläche mit den Öffnungen aufweist, entsprechend ausgebildet. Natürlich kann grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass das Sieb gänzlich durch ein entsprechendes Verfahren gebildet und einteilig mit dem Siebkörper ausgebildet ist.
Günstig ist es, wenn der Siebkörper bis zu einer definierten Tiefe, insbesondere bis zu einer Tiefe von mindestens 1 mm, eine im Wesentlichen konstante, definierte Porosität aufweist. Dies gewährleistet, dass auch bei einem entsprechenden Verschleiß stets die gewünschte Rauheit an der Oberfläche vorhanden ist. Ab einem über eine definierte Tiefe, also über einen definierte Abstand von der Siebfläche, hinausgehenden Verschleiß muss häufig ohnedies ein Wechsel des Siebes bzw. des Siebkörpers erfolgen, da andernfalls ein Abstand zwischen der Förderwendel und dem Gehäusemantel zu groß wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sieb als Teil eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körpers, insbesondere als Teil eines Zylindermantels oder eines Kegelmantels, ausgebildet ist, sodass mehrere idente Siebe zu einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körper kombiniert werden können. Auf diese Weise kann ein Sieb beispielsweise als Kachel einer Innenfläche eines zylindrischen Gehäusemantels ausgebildet sein, sodass auch ein Gehäusemantel einer sehr großen Schneckenpresse mit entsprechend hergestellten Sieben gebildet werden kann. Weiter ist dann auch ein Austausch eines defekten Siebes sehr einfach möglich. In der Regel ist das Sieb dünnwandig ausgebildet.
Das Sieb weist üblicherweise ergänzend zum Siebkörper auch Einrichtungen auf, um mit einem Rahmen oder dergleichen verbunden zu werden, vorzugsweise lösbar. Die Einrichtungen können beispielsweise als Öffnungen ausgebildet sein, durch welche das Sieb mittels Schrauben mit dem Rahmen verbindbar ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass an zumindest einer Seitenkante eine Ausnehmung, insbesondere ein Falz oder eine Fase, vorgesehen ist, um eine formschlüssige Fixierung des Siebes zu ermöglichen, insbesondere in einer Richtung normal zur Siebfläche. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fixierung des Siebes in einem Rahmen bzw. einem Stützkorb einer Schneckenpresse. Beispielsweise können T-förmige Verbindungsleisten vorgesehen sein, welche mit an den Kanten der Siebe angeordneten Falze korrespondieren, um über ein Festschrauben der T-förmigen Befestigungsmittel die Siebe formschlüssig mit einem Rahmen oder einem Stützkorb zu verbinden.
Günstig ist es, wenn an einer ersten Seitenfläche, welche bevorzugt etwa normal zur Siebfläche angeordnet ist, eine Nut vorgesehen ist. Das Sieb kann dann über die Seitenfläche einfach mit einem weiteren Sieb oder einem Rahmen gekoppelt werden.
Es hat sich bewährt, dass an einer zweiten Seitenfläche, welche zur ersten Seitenfläche bevorzugt etwa parallel ist, ein Vorsprung angeordnet ist, welcher mit der Nut korrespondiert, sodass zwei entsprechend ausgebildete Siebe über die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche mittels des Vorsprunges und der Nut formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Klickverbindung, verbindbar sind. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung mit einem Hinterschnitt ausgebildet ist, sodass der Vorsprung in die entsprechend ausgebildete Nut einrasten kann.
Üblicherweise ist ein entsprechendes Sieb zur Anwendung in einer Schneckenpresse flächig, vorzugsweise als Teil einer Zylindermantelfläche oder einer Kegelmantelfläche, ausgebildet, sodass ein als Sieb wirkender entsprechender Gehäusemantel der Schneckenpresse durch mehrere miteinander verbundene Siebe gebildet werden kann. Ein Ein- und Ausbau entsprechender Siebe ist besonders einfach, wenn diese untereinander formschlüssig oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Klickverbindung, verbindbar sind.
Günstig ist es, bei einer Schneckenpresse zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Transportgut mit einer Schneckenwelle samt einer spiralförmig an der Schneckenwelle angeordneten Förderwendel sowie einem diese umgebenden Gehäusemantel, wobei zwischen der Schneckenwelle und dem Gehäusemantel ein Transportgang für das zu fördernde Transportgut ausgebildet ist, wobei der Gehäusemantel zumindest ein Sieb aufweist, sodass die aus dem Transportgut abgeschiedene Flüssigkeit durch den Gehäusemantel gefördert werden kann, wenn das Sieb erfindungsgemäß ausgebildet ist.
Dadurch ist eine besonders lange Betriebsdauer der Schneckenpresse ohne eine Funktionsbeeinträchtigung derselben möglich, zumal eine Funktion auch bei einem oberflächlichen Verschleiß des Siebkörpers noch gewährleistet werden kann.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Sieb sich nur über einen Teil eines Umfanges des Gehäusemantels erstreckt, welcher im Wesentlichen rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig oder kegelstumpfförmig, ausgebildet ist. Dies vereinfacht einerseits eine Herstellung des Siebes. Andererseits kann dann ein defektes Sieb auch auf einfache Weise getauscht werden, ohne den gesamten Gehäusemantel zu tauschen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere idente Siebe vorgesehen sind, welche miteinander formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Klickverbindung, verbunden sind. Der Gehäusemantel wird somit im Wesentlichen durch eine Vielzahl einzelner Siebe gebildet, welche etwa kachelförmig ausgebildet und somit einfach austauschbar sind. Auf diese Weise kann auch ein Gehäusemantel einer sehr großen Schneckenpresse beispielsweise mit in einem 3D-Druckverfahren gebildeten Siebkörpern bzw. Sieben gebildet werden.
Nachdem erfindungsgemäß ausgebildete Siebe auf einfache Weise mit unterschiedlichsten Geometrien ausgebildet werden können, kann auch vorgesehen sein, dass über eine Länge der Schneckenpresse Siebe mit unterschiedlichen Lochgeometrien und/oder unterschiedlichen offenen Flächen eingesetzt werden. Dadurch kann eine Geometrie des Siebes beispielsweise an an der jeweiligen Position in der Schneckenpresse vorherrschende Betriebsbedingungen, insbesondere an einen Trockengehalt des zu trocknenden Transportgutes an der jeweiligen Position, angepasst werden, sodass ein effizienteres Verfahren erreichbar ist.
Das Sieb kann grundsätzlich auf verschiedenste Weisen im Gehäusemantel angeordnet sein. Günstig ist es, wenn das Sieb mittels eines Befestigungsmittels im Gehäusemantel fixiert ist, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise als Befestigungsleiste ausgebildet sein.
Es hat sich bewährt, dass der Gehäusemantel ein Stützgerüst, insbesondere einen Stützkorb, aufweist, mit welchem das Sieb formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, verbunden ist. Das Sieb bzw. die mehreren Siebe, durch welche eine Siebwirkung des Gehäusemantels erreicht wird, können dann auf einfache Weise getauscht werden.
In der Regel ist das Stützgerüst als Stützkorb ausgebildet. Um bestehende Schneckenpressen auf besonders einfache Weise mit erfindungsgemäßen Sieben nachrüsten zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stützkorb aus Metall besteht. Ein derartiger Stützkorb kann dann sowohl konventionell gefertigte Siebbleche als auch erfindungsgemäß ausgebildete Siebe aufnehmen, sodass bestehende Schneckenpressen auf einfache Weise mit erfindungsgemäß ausgebildeten Sieben ausgerüstet werden können.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sieb mittels eines Befestigungsmittels formschlüssig mit dem Stützgerüst verbunden ist. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise als Befestigungsleiste mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet sein und zwischen zwei Sieben positioniert sein, sodass jeweils ein Sieb durch zwei an Seitenkanten desselben angeordnete Befestigungsleisten mit dem Stützgerüst verbunden ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel aus demselben Material wie der Siebkörper besteht. Es ist dann sichergestellt, dass das Befestigungsmittel in gleicher Weise von abrasivem Verschleiß betroffen ist wie der Siebkörper selbst, sodass ein gleichmäßiger Oberflächenabtrag erfolgt, wodurch auch bei einem Verschleiß eine im Wesentlichen glatte Oberfläche erhalten bleibt. Üblicherweise besteht das Sieb aus einem einzigen Bauteil, welcher durch ein in einem Sinterverfahren und/oder additiven Herstellungsverfahren, insbesondere einem 3D- Druckverfahren, gebildeten Körper gebildet ist. Es können somit beispielsweise auch Merkmale des Siebes, welche zur Befestigung dienen, wie ein Falz, eine Nut, ein Vorsprung und dergleichen auf einfache Weise im Zuge der additiven Fertigung gebildet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
Fig. 1 eine Schneckenpresse;
Fig. 2 einen Teil eines Gehäusemantels;
Fig. 3 und 4 ein Sieb; Fig. 5 ein Sieb samt einem Stützkorb und einem Befestigungsmittel;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Siebes;
Fig. 7 bis 9 Details der Fig. 6.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schneckenpresse 10 in teilweiser Schnittdarstellung. Die Schneckenpresse 10 ist zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Transportgut, insbesondere aus Zellstoff, ausgebildet und weist eine in einem stehenden Gehäusemantel 13 mittels eines Antriebes um eine Längsachse 15 drehbar angeordnete Schneckenwelle 11 auf, wobei an der Schneckenwelle 11 eine Förderwendel 12 angeordnet ist, sodass zwischen der Schneckenwelle 11, dem Gehäusemantel 13 und der Förderwendel 12 ein Transportgang für das zu fördernde Transportgut gebildet wird. Bei einer Rotation der Schneckenwelle 11 um die Längsachse 15 wird das Transportgut somit im Transportgang auch entlang der Längsachse 15 gefördert, wobei ein Druck auf das Transportgut ausgeübt wird, um im Transportgut befindliche Flüssigkeit abzuscheiden. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird dabei durch den Gehäusemantel 13 hindurch aus einem Inneren der Schneckenpresse 10 ausgetragen, wobei der Gehäusemantel 13 als Sieb wirkt.
Der Gehäusemantel 13 der Schneckenpresse 10 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch innen im Wesentlichen halbzylinderförmige Mantelelemente 16 gebildet, wovon eines in Fig. 2 dargestellt ist. Die Mantelelemente 16 weisen an einem hier aus Metall bestehenden Stützkorb 14 befestigte Siebe 1 mit in Fig. 2 nicht dargestellten Öffnungen 18 auf, um bei einem Betrieb der Schneckenpresse 10 Festkörper von der Flüssigkeit zu trennen.
Wie ersichtlich sind die einzelnen Siebe 1 dabei als Kacheln, also als Teile einer Zylindermantelfläche, ausgebildet und stützen sich radial nach Außen am Stützkorb 14 ab. Dadurch kann der Gehäusemantel 13 bei einem Betrieb der Schneckenpresse 10 mit einem Innendruck von beispielsweise 1 bar bis 10 bar beaufschlagt werden, ohne dass dies zu wesentlichen Verformungen der Siebe 1 führen würde. Die kachelförmigen Siebe 1 sind mit dem Stützkorb 14 über als Befestigungsleisten 19 ausgebildete Befestigungsmittel formschlüssig verbunden, welche in einem Querschnitt T-förmig ausgebildet und mit dem Stützkorb 14 über Schraubverbindungen verbunden sind.
Eine Funktion der Schneckenpresse 10 hängt wesentlich davon ab, dass eine definierte Reibung zwischen dem Transportgut und der Siebfläche 5 gewährleistet ist, da ab Unterschreiten einer definierten Minimalreibung das Transportgut nicht entlang der Längsachse 15 gefördert wird, sondern mit der Schneckenwelle 11 um die Rotationsachse rotiert.
Erfindungsgemäß ist der Siebkörper, also jener Teil des Siebes 1 , welcher die Siebfläche 5 mit den Öffnungen 18 aufweist, durch ein Sinterverfahren und/oder ein additives Herstellungsverfahren gebildet, sodass sich auch bei einem Abtragen eines Teiles einer Oberfläche bzw. der Siebfläche 5, beispielsweise durch einen abrasiven Verschleiß, bei einem Gleiten des Transportgutes über die Siebfläche 5 weiterhin eine Siebfläche 5 mit einer vordefinierten Minimalrauheit ergibt und es somit nicht möglich ist, eine vollständig glatte Oberfläche des Siebkörpers zu erreichen, mit welcher eine Funktion nicht mehr gewährleistet wäre.
Im Ausführungsbeispiel wird das Sieb 1 gänzlich durch den Siebkörper gebildet, wenngleich natürlich auch eine Ausführung denkbar ist, bei welcher der durch ein entsprechendes Verfahren gebildete Siebkörper beispielsweise lösbar in einem Rahmen eines aus mehreren Bestandteilen gebildeten Siebes 1 angeordnet ist, welcher Rahmen auch aus einem anderen Material als der Siebkörper bestehen könnte. Die hier als Befestigungsleisten 19 mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildeten Befestigungsmittel sind aus einem dem Siebkörper entsprechenden Material gebildet und können ebenfalls in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein, sodass ein Abrieb der Befestigungsleisten 19 einem Abrieb der Siebkörper entspricht und auch bei einem Verschleiß bzw. nach längerem Betrieb der Schneckenpresse 10 eine innenseitig im Wesentlichen zylinderförmige und glatte Oberfläche des Gehäusemantels 13 gewährleistet ist.
Fig. 3 bis 9 zeigen ein entsprechendes Sieb 1 im Detail, wobei Fig. 3 das Sieb 1 in isometrischer Ansicht, Fig. 4 eine Draufsicht auf das Sieb 1, Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 3 und 4 dargestellten Siebes 1 samt eines Teiles eines Stützkorbes 14 und einer Befestigungsleiste 19 und Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl in Fig. 4 zeigt. Fig. 7 zeigt das Detail VII der Fig. 6, Fig. 8 zeigt das Detail VIII der Fig. 6 und Fig. 9 zeigt das Detail IX der Fig. 6.
Wie ersichtlich ist das Sieb 1 im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet, wobei an einer innenseitigen Siebfläche 5 des Siebes 1 eine Vielzahl von Öffnungen 18 vorgesehen ist, welche sich in radialer Richtung durch das Sieb 1 erstrecken. Wie in Fig. 6 und in Fig. 7 ersichtlich nimmt ein Querschnitt der Öffnungen 18 von einem Inneren bis zu einem Äußeren bzw. mit einem zunehmenden Abstand von der Siebfläche 5 zu. Dadurch wird auf einfache Weise verhindert, dass die Öffnungen 18 verstopfen und ist gleichzeitig gewährleistet, dass nur Festkörper mit einem Durchmesser 17 kleiner als der minimale Durchmesser 17 der Öffnungen 18 aus dem Inneren getragen werden, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise 1,5 mm betragen kann. Die Öffnungen 18 können auch, wie dies insbesondere in Fig. 7 ersichtlich ist, mit einem Öffnungswinkel a ausgebildet sein, welcher beispielsweise 10° bis 30° betragen kann.
Um die einzelnen Siebe 1 in Richtung der Längsachse 15 der Schneckenpresse 10 auf einfache Weise verbinden zu können, sind wie insbesondere in den Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 ersichtlich an einer ersten Seitenfläche 6 des Siebes 1 bzw. des Siebkörpers eine Nut 8 und an einer der ersten Seitenfläche 6 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 7 ein mit der Nut 8 korrespondierender Vorsprung 9 vorgesehen. Die erste Seitenfläche 6 und die zweite Seitenfläche 7 sowie die Nut 8 und der Vorsprung 9 verlaufen bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Sieb 1 in Umfangsrichtung. Der Vorsprung 9 ist in Fig. 8 im Detail dargestellt. Wie ersichtlich weist der Vorsprung 9 einen Hinterschnitt 2 auf, sodass ein Einrasten des Vorsprunges 9 in der in Fig. 9 im Detail dargestellten Nut 8 möglich ist. Dadurch ist auf einfache Weise ein Klick- Mechanismus zum einfachen Verbinden mehrerer Siebe 1 entlang der Längsachse 15 erreicht.
Eine Befestigung der Siebe 1 im Stützkorb 14 kann wie in Fig. 2 dargestellt über zwei längs des Siebes 1 angeordnete Befestigungsleisten 19 erfolgen. Hierzu ist an Seitenkanten des Siebkörpers, welche im eingebauten Zustand etwa parallel zur Längsachse 15 verlaufen, jeweils ein Falz 3 ausgebildet, welcher mit einem Querschnitt der Befestigungsleiste 19 korrespondiert, sodass sich bei Anordnung der Befestigungsleiste 19 zwischen zwei Sieben 1 wie in Fig. 5 ersichtlich eine im Wesentlichen zylindrische Innenseite des Gehäusemantels 13 ergibt.
In Fig. 5 sind schematisch auch der hinter dem Sieb 1 in der Schneckenpresse 10 angeordnete Stützkorb 14 und eine Befestigungsleiste 19 dargestellt. We ersichtlich wird die hier mit einem etwa T-förmigen Querschnitt ausgebildete Befestigungsleiste 19 mittels einer Schraube 4 mit dem Stützkorb 14 verbunden, um das Sieb 1 formschlüssig am Stützkorb 14 zu fixieren.
Alternativ könnten auch im Sieb 1 Bohrungen vorgesehen sein, um das Sieb 1 direkt mit dem Stützkorb 14 zu verschrauben.
Im Ausführungsbeispiel sind der Siebkörper und das Sieb 1 einteilig aus einem Kunststoff in einem 3D-Druckverfahren gebildet, wobei während des 3D-Druckverfahrens auch die Öffnungen 18 gebildet werden. Dadurch wird ein Material erreicht, welches auch bei einem Abrieb an der Siebfläche 5 eine gleichbleibende Rauheit aufweist, sodass die Funktion der Schneckenpresse 10 auch bei einem Verschleiß des Siebkörpers gewährleistet ist.
Bei Bildung des Siebes 1 können auch unterschiedliche Materialien eingesetzt werden, um beispielsweise mit zunehmendem Abstand von der Siebfläche 5 eine höhere Steifigkeit und eine geringere Porosität zu erreichen, sodass trotz günstiger tribologischer Eigenschaften eine hohe Steifigkeit erreicht wird. Darüber hinaus können auch Fasern in das Sieb 1 eingearbeitet bzw. im Siebkörper gebildet werden, um günstige mechanische Eigenschaften zu erreichen.
Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Sieb 1 ist somit ein Betrieb einer Schneckenpresse 10 über einen besonders langen Zeitraum ohne
Funktionsbeeinträchtigung möglich, zumal auch ein Verschleiß am Siebkörper nicht zu einer Reduktion einer Reibung zwischen dem Transportgut und dem Sieb 1 führt. Weiter können auf einfache Weise Siebe 1 mit unterschiedlichsten Geometrien gebildet werden, um beispielsweise für unterschiedliche Betriebsbedingungen, welches sich beispielsweise sowohl abhängig von einem zu trocknenden Transportgut als auch abhängig von einer Position an einer Schneckenpresse ergeben können, unterschiedliche Siebe 1 mit unterschiedlichen Lochgeometrien und/oder unterschiedlichen offenen Flächen bereitstellen zu können. Dadurch können entsprechende Trocknungsverfahren besonders effizient durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Siebkörpers, welcher an einer Siebfläche (5) eine oder mehrere Öffnungen (18) aufweist, insbesondere eines Siebkörpers für ein in einer Schneckenpresse (10) eingesetztes Sieb (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper durch ein Sinterverfahren und/oder ein additives Herstellungsverfahren, insbesondere ein 3D-Druckverfahren, gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper durch einen Kunststoff, ein Metall oder ein Keramikmaterial gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bildung des Siebkörpers Fasern in den Siebkörper eingearbeitet und/oder im Siebkörper gebildet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper über eine Dicke aus unterschiedlichen Materialien gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper aus einem ersten Material, welches die Siebfläche (5) bildet, und einem zweiten Material, welches einen von der Siebfläche (5) beabstandeten Bereich des Siebkörpers bildet, gebildet wird, wobei das zweite Material eine höhere Steifigkeit als das erste Material aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper zumindest teilweise aus einem Material gebildet wird, welches bei einer Temperatur von zumindest 45 °C, insbesondere bei einer Temperatur von zumindest 90 °C, und einer Druckbelastung von 1,5 N/mm2 formstabil ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Öffnungen (18) während des Sinterverfahrens und/oder des additiven Herstellungsverfahrens gebildet werden.
8. Sieb (1) mit einem Siebkörper, welcher an einer Siebfläche (5) eine oder mehrere Öffnungen (18) aufweist, insbesondere Sieb (1) für eine Schneckenpresse (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper aus einem Material besteht, welches in einem Sinterverfahren und/oder einem additiven Herstellungsverfahren, insbesondere einem 3D- Druckverfahren, gebildet ist, wobei das Sieb (1) insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.
9. Sieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkörper bis zu einer definierten Tiefe, insbesondere bis zu einer Tiefe von mindestens 1 mm, eine im Wesentlichen konstante, definierte Porosität aufweist.
10. Sieb (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1) als Teil eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körpers, insbesondere als Teil eines Zylindermantels oder eines Kegelmantels, ausgebildet ist, sodass mehrere idente Siebe (1) zu einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körper kombiniert werden können.
11. Sieb (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Seitenkante eine Ausnehmung, insbesondere ein Falz (3) oder eine Fase, vorgesehen ist, um eine formschlüssige Fixierung des Siebes (1) zu ermöglichen, insbesondere in einer Richtung normal zur Siebfläche (5).
12. Sieb (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Seitenfläche (6), welche bevorzugt etwa normal zur Siebfläche (5) angeordnet ist, eine Nut (8) vorgesehen ist.
13. Sieb (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zweiten Seitenfläche (7), welche zur ersten Seitenfläche (6) bevorzugt etwa parallel ist, ein Vorsprung (9) angeordnet ist, welcher mit der Nut (8) korrespondiert, sodass zwei entsprechend ausgebildete Siebe (1) über die erste Seitenfläche (6) und die zweite Seitenfläche (7) mittels des Vorsprunges (9) und der Nut (8) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar sind.
14. Schneckenpresse (10) zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Transportgut mit einer Schneckenwelle (11) samt einer spiralförmig an der Schneckenwelle (11) angeordneten Förderwendel (12) sowie einem diese umgebenden Gehäusemantel (13), wobei zwischen der Schneckenwelle (11) und dem Gehäusemantel (13) ein Transportgang für das zu fördernde Transportgut ausgebildet ist, wobei der Gehäusemantel (13) zumindest ein Sieb (1) aufweist, sodass aus dem Transportgut abgeschiedene Flüssigkeit durch den Gehäusemantel (13) gefördert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ausgebildet ist.
15. Schneckenpresse (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1) sich nur über einen Teil eines Umfanges des Gehäusemantels (13) erstreckt, welcher im Wesentlichen zylinderförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
16. Schneckenpresse (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere idente Siebe (1) vorgesehen sind, welche miteinander formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Klickverbindung, verbunden sind.
17. Schneckenpresse (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1) mittels eines Befestigungsmittels im Gehäusemantel (13) fixiert ist, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung.
18. Schneckenpresse (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (13) ein Stützgerüst, insbesondere einen Stützkorb (14), aufweist, mit welchem das Sieb (1) formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, verbunden ist.
19. Schneckenpresse (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel aus demselben Material wie der Siebkörper besteht.
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