WO1993023238A1 - Schneckenpresse - Google Patents

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WO1993023238A1
WO1993023238A1 PCT/AT1993/000084 AT9300084W WO9323238A1 WO 1993023238 A1 WO1993023238 A1 WO 1993023238A1 AT 9300084 W AT9300084 W AT 9300084W WO 9323238 A1 WO9323238 A1 WO 9323238A1
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shaft
liquid
jacket
screw press
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Peter Scheucher
Gerhard Heindler
Walter Schinninger
Gerhard Paier
Peter Mraz
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Andritz-Patentverwaltungs-Gesellschaft M.B.H.
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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
    • B30B9/121—Screw constructions
    • 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
    • B30B9/18—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 with means for adjusting the outlet for the solid
    • 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
    • B30B9/26—Permeable casings or strainers

Definitions

  • the present invention relates to a screw press for separating liquid from, in particular, pressurized solid-liquid mixtures, in particular fiber suspensions, with a screw rotating in a jacket provided with liquid passages.
  • the material In conventional screw presses, the material is discharged at the end of the screw, the material containing more or less liquid depending on the selected operating conditions, which is undesirable in many cases.
  • the invention is primarily characterized in that the, preferably hollow, shaft of the worm has a smooth end region adjoining the region provided with at least one worm rib in the axial conveying direction, in which the worm shaft is a jacket shaft with a cavity between a shell and a preferably hollow one , Core is formed and that this jacket has liquid passages, for example bores, to the aforementioned cavity and this cavity is connected to at least one liquid drain.
  • the worm shaft of the worm has a smooth end region adjoining the region provided with at least one worm rib in the axial conveying direction, in which the worm shaft is a jacket shaft with a cavity between a shell and a preferably hollow one , Core is formed and that this jacket has liquid passages, for example bores, to the aforementioned cavity and this cavity is connected to at least one liquid drain.
  • a liquid drain is provided through liquid passages inwards into a cavity.
  • the device according to the invention is advantageously used particularly in the dewatering of fiber-containing mixtures, such as, for example, fiber suspensions or municipal sludges, which are introduced into the housing and are subjected to a corresponding pressure by the screw.
  • the cavity is expediently formed in the end region of the worm shaft between a core which tapers in the axial conveying direction, in particular a hollow core, and a hollow cylinder placed thereon and provided with liquid passages.
  • the tapered end region of the worm shaft creates the largest possible cross section for the liquid to drain off.
  • the core advantageously tapers in the end region of the worm shaft in the axial conveying direction. This facilitates production and drainage.
  • the liquid passages are arranged in the end region of the shell of the screw shaft in the region of the conveyed goods retention. This allows good control of the fluid leakage.
  • the liquid passages in the end region of the shell of the worm shaft preferably point towards the cavity between the shell and core of the worm shaft, i.e. in the outflow direction of the liquid, increasing cross section. This promotes fluid drainage.
  • the jacket of the worm shaft there are provided in the end region on the jacket of the worm shaft, preferably arranged parallel to the longitudinal axis of the worm shaft and in axial planes, with the jacket and the core channels for deriving the Form liquid. This allows regulated liquid flows to be achieved.
  • An overflow for the liquid is expediently provided at the end of the channels.
  • flushing devices preferably spray nozzles, are provided at the end of the channels for cleaning the channels, in particular of entrained fibers.
  • the screw shaft and also the tapered core connected to it are preferably hollow, which results in a favorable weight reduction of the screw press.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a screw press according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section in the end area of the screw press
  • FIG. 3 shows a cross-sectional segment in the end area of the screw press along plane III-III of FIG. 2 in reduced form
  • FIG Cross-sectional segment in the end region of the screw press along the plane IV-IV of FIG. 2.
  • the same or corresponding parts are provided with the same reference numerals: there are 11 the inlet nozzle in the screw chamber, 3 the curved screen of the screw chamber and 4 the support body for the screen 3, 13 the screw shaft, 14 or 14 'worm ribs on the worm shaft, with 17 the tapered core of the worm shaft 13, with 19.19' partitions, with 21 retaining flaps, with 22 the jacket of the worm shaft, with 23 channels for draining the liquid and with 12 a shaft at the end of the Screw press to discharge the dewatered substance.
  • FIG. 1 An overall illustration of the screw press according to the present invention is illustrated in FIG. 1.
  • the pulp suspension to be dewatered is introduced into the screw chamber via the inlet nozzle 11.
  • This chamber consists, for example, of a plurality of rows of circularly curved sieves 3 and support bodies 4, which form the cylinder jacket, and the screw ribs 14, 14 'are or are open a hollow worm shaft 13 attached.
  • roller stubs 15 are mounted, by means of which the worm shaft 13 (together with the worm rib (s) 14, 14 ') is rotatably mounted in bearings 16.
  • the dewatered material is finally discharged from the screw press through a shaft 12.
  • the screw shaft 13 has a conically tapering core 17 in the end region of the screw press.
  • the core 17, the partition walls 19, 19 'and the jacket 22 of the worm shaft or a sieving section 3' together form channels 23 for discharging the liquid.
  • the liquid is discharged from the screw press via an overflow 18.
  • rinsing devices 20 e.g. Spray nozzles, provided. This means that the ducts can also be cleaned during operation.
  • Previously known versions of screw presses often had to be turned off for cleaning purposes and sometimes also disassembled.
  • retaining flaps 21 which can be regulated by means of hydraulic cylinders are provided.
  • FIG. 2 shows part of the end region of the screw press according to the invention in longitudinal section.
  • partition walls 19 Parallel to the longitudinal axis of the worm shaft 13 and arranged in axial planes and attached to the jacket 22 of the worm shaft, partition walls 19 extend up to or almost to the core 17 of the conically tapering worm shaft 13.
  • Core 17, partition walls 19, 19 'and jacket 22 or smooth end region 13 'and section 3' of the worm shaft form channels 23, from which the liquid with separation of solid matter after passage in the outflow direction 8 r through the sieving section 3 l or its ' openings 3' and through the cavity 13 "is derived from the screw press between the smooth end region 13 'or section 3' and the core 17.
  • pressure can be exerted on the fiber suspension to be dewatered.
  • FIG 3 shows a cross-sectional segment of the end region of the screw press with the individual channels 23 which are formed on the one hand by the walls of the core 17 and the screw shaft jacket 22 and on the other hand by the walls 19, 19 '.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional segment in the end region of the screw press with the retaining flaps 21 in the region of the smooth end portion 13 'of the screw shaft for regulating the back pressure or the conveying material retention, so that the material present in this region is exposed to increased pressure and still in the material existing liquid is squeezed out and flows through bores 3 "in the jacket of the worm shaft into the cavity 13" formed by the smooth end region 13 'and the tapered core 17 of the worm shaft.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeit aus, insbesondere mit Druck beaufschlagten Feststoff-Flüssigkeitsmischungen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einer in einem mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen Mantel rotierenden Schnecke. Die Schneckenpresse gemäß der Erfindung ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß die, vorzugsweise hohl ausgebildete, Welle (13) der Schnecke (14) einen in Axialförderrichtung an den mit mindestens einer Schneckenrippe (14') versehenen Bereich anschließenden glatten Endbereich (13') aufweist, in dem die Schneckenwelle (13) als Mantelwelle mit einem Hohlraum (13'') zwischen einem Mantel (22) und einem, vorzugsweise hohlen, Kern (17) ausgebildet ist und daß dieser Mantel (22) Flüssigkeitsdurchtritte, beispielsweise Bohrungen (3''), zum vorerwähnten Hohlraum (13'') hin aufweist sowie dieser Hohlraum (13'') mit mindestens einer Flüssigkeitsableitung (18) in Verbindung steht.

Description

Schneckenpresse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeit aus, insbesondere mit Druck beaufschlagten Feststoff- FTüssigkeits-Mischungen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einer in einem mit Fllissigkeitsdurchtritten versehenen Mantel rotierenden Schnecke.
Bei herkömmlichen Schneckenpressen wird das Material am Ende der Schnecke ausgetragen, wobei je nach den gewählten Betriebsbedingungen das Material noch mehr oder weniger Flüssigkeit enthält, was jedoch in vielen Fällen unerwünscht ist.
Eine Behandlung des Materials unter höherem (Auspreß-)Druck erfordert einen höheren Energieaufwand und konstruktive Maßnahmen, welche die Schneckenpresse verteuern. Hier auf eine verhältnismäßig einfache Weise Abhilfe zu schaffen, ist ein Ziel der Erfindung. Die Erfindung ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß die, vorzugsweise hohl ausgebildete, Welle der Schnecke einen in Axialförderrichtung an den mit mindestens einer Schneckenrippe versehenen Bereich anschließenden glatten Endbereich aufweist, in dem die Schneckenwelle als Mantelwelle mit einem Hohlraum zwischen einem Mantel und einem, vorzugsweise hohlen, Kern ausgebildet ist und daß dieser Mantel Flüssigkeitsdurchtritte, beispielsweise Bohrungen, zum vorerwähnten Hohlraum hin aufweist sowie dieser Hohlraum mit mindestens einer FVüssigkeitsableitung in Verbindung steht. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln ohne zusätzlichen Energieaufwand eine Abtrennung von noch im Material vorhandener Flüssigkeit am Schneckenende ermöglicht. Am Ende der Schnecke kann die Entwässerung nicht mehr nach außen erfolgen. Deshalb ist für eine optimale Entwässerung im Ausgangsbereich der Schneckenwelle eine Flüssigkeitsableitung, durch Flüssigkeitsdurchtritte nach innen in einen Hohlraum vorgesehen. Speziell bei der Entwässerung von faserhaltigen Mischungen, wie z.B. Faserstoffsuspensionen oder Kommunalschlämmen, die in das Gehäuse eingebracht und durch die Schnecke einem entsprechenden Druck ausgesetzt werden, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist bzw. sind zum Druckaufbau im Fördergut im Endbereich der Schneckenwelle ein, vorzugsweise regelbarer, Rückstau zwischen Schneckenwelle und dem diese umgebenden Mantel, zweckmäßig außerhalb des Mantels eine regelbare Fördergutrückhaltung, insbesondere schwenkbare Rückhalteklappen, vorgesehen. Durch den Rückstau bzw. die zusätzliche Fördergutrückhaltung, die stationär angeordnet ist, wird Material am Ende der Schneckenpresse aufgestaut, so daß das Material in diesem Bereich einem erhöhten Druck ausgesetzt wird und noch im Material vorhandene Flüssigkeit ausgepreßt und durch Flüssigkeitsdurchtritte im Mantel der Schneckenwelle in einen Hohlraum abgeleitet wird.
Zweckmäßig ist erfindungsgemäß der Hohlraum im Endbereich der Schneckenwelle zwischen einem sich in Axialförderrichtung verjüngenden, insbesondere hohlen, Kern und einem auf diesen aufgesetzten, mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen Hohlzylinder gebildet. Durch den sich verjüngenden Endbereich der Schneckenwelle wird für den Abfluß der Flüssigkeit ein möglichst großer Querschnitt geschaffen. Vorteilhaft verjüngt der Kern im Endbereich der Schneckenwelle sich in Axialförderrichtung konisch. Dadurch werden Herstellung und Abfluß erleichtert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Flüssigkeitsdurchtritte im Endbereich des Mantels der Schneckenwelle im Bereich der Fördergutrückhaltung angeordnet. Damit läßt sich der Flüssigkeitsabgang gut steuern.
Vorzugsweise weisen erfindungsgemäß die Flüssigkeitsdurchtritte im Endbereich des Mantels der Schneckenwelle zum Hohlraum zwischen Mantel und Kern der Schneckenwelle hin, d.h. in Abströmrichtung der Flüssigkeit, zunehmenden Querschnitt auf. Der Flüssigkeitsabfluß wird dadurch gefördert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im Endbereich am Mantel der Schneckenwelle befestigte, vorzugsweise parallel zur Längsachse der Schneckenwelle und in Axialebenen angeordnete Trennwände vorgesehen, die mit dem Mantel und dem Kern Kanäle zur Ableitung der Flüssigkeit bilden. Hierdurch lassen sich geregelte Flüssigkeitsströme erzielen.
Zweckmäßig ist am Ende der Kanäle ein Überlauf für die Flüssigkeit vorgesehen. Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung sind am Ende der Kanäle Spüleinrichtungen, vorzugsweise Sprühdüsen, zur Reinigung der Kanäle, insbesondere von mitgerissenen Fasern, vorhanden.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäß die Schneckenwelle und auch der an sie angeschlossene sich verjüngende Kern hohl ausgebildet, wodurch sich eine günstige Gewichtsreduktion der Schneckenpresse ergibt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckenpresse, Fig. 2 einen Längsschnitt im Endbereich der Schneckenpresse, Fig. 3 ein Querschnittssegment im Endbereich der Schneckenpresse entlang der Ebene III-III der Fig. 2 in verkleinerter Form und Fig. 4 ein Querschnittssegment im Endbereich der Schneckenpresse entlang der Ebene IV-IV der Fig. 2.
In den Figuren sind gleiche bzw. entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen: Es sind mit 11 der Eintragsstutzen in die Schneckenkammer, mit 3 das gekrümmte Sieb der Schneckenkammer und mit 4 der Stützkörper für das Sieb 3, mit 13 die Schneckenwelle, mit 14 bzw. 14' Schneckenrippen auf der Schneckenwelle, mit 17 der sich verjüngende Kern der Schneckenwelle 13, mit 19,19' Trennwände, mit 21 Rückhalteklappen, mit 22 der Mantel der Schneckenwelle, mit 23 Kanäle zur Ableitung der Flüssigkeit und mit 12 ein Schacht am Ende der Schneckenpresse zum Austrag des entwässerten Stoffes bezeichnet.
Eine Gesamtdarstellung der Schneckenpresse gemäß vorliegender Erfindung ist in Fig. 1 veranschaulicht. Die zu entwässernde FaserstoffSuspension wird über den Eintragsstutzen 11 in die Schneckenkammer eingebracht. Diese Kammer besteht beispielsweise aus mehreren aneinandergereihten, den Zylindermantel bildenden, kreisförmig gekrümmten Sieben 3 und Stutzkörpern 4. Die Schneckenripppe(n) 14,14' ist bzw. sind dabei auf einer hohlen Schneckenwelle 13 befestigt. An den Enden der Schneckenwelle 13 sind Walzenstummel 15 montiert, mit denen die Schneckenwelle 13 (samt Schneckenrippe(n) 14,14') in Lagern 16 drehbar gelagert ist. Der entwässerte Stoff wird schließlich durch einen Schacht 12 aus der Schneckenpresse ausgetragen. Die Schneckenwelle 13 weist im Endbereich der Schneckenpresse einen sich konisch verjüngend ausgebildeten Kern 17 auf. Der Kern 17, die Trennwände 19,19' und der Mantel 22 der Schneckenwelle bzw. ein siebender Abschnitt 3' bilden zusammen Kanäle 23 zur Ableitung der Flüssigkeit. Schließlich wird die Flüssigkeit über einen Oberlauf 18 aus der Schneckenpresse ausgetragen.
Zur Reinigung der Kanäle 23 sind Spüleinrichtungen 20, z.B. Sprühdüsen, vorgesehen. Damit kann eine Reinigung der Kanäle auch während des Betriebes erfolgen. Bisher bekannte Ausführungen von Schneckenpressen mußten für Reinigungszwecke oft abgestellt und teilweise auch zerlegt werden.
Um im Endbereich der Schneckenpresse den für die Abtrennung der Flüssigkeit aus der FeststoffSuspension erforderlichen Druck zu erzeugen bzw. zu regeln, sind entsprechende, über Hydraulikzylinder regelbare Rückhalteklappen 21 vorgesehen.
In Fig. 2 ist ein Teil des Endbereiches der erfindungsgemäßen Schneckenpresse im Längsschnitt dargestellt. Parallel zur Längsachse der Schneckenwelle 13 ausgerichtete und in Axialebenen angeordnete, am Mantel 22 der Schneckenwelle befestigte Trennwände 19 erstrecken sich bis bzw. bis nahezu zum Kern 17 der sich in diesem Bereich konisch verjüngenden Schneckenwelle 13. Kern 17, Trennwände 19,19' und Mantel 22 bzw. glatter Endbereich 13' und Abschnitt 3' der Schneckenwelle bilden Kanäle 23, aus denen die Flüssigkeit unter Abtrennung von Feststoff nach dem Durchgang in Abströmrichtung 8r durch den siebenden Abschnitt 3l bzw. dessen 'Öffnungen 3" und durch den Hohlraum 13" zwischen glattem Endbereich 13' bzw. Abschnitt 3' und Kern 17 aus der Schneckenpresse abgeleitet wird. Mit der regelbaren Rückhalteklappe 21 kann Druck auf die zu entwässernde FaserstoffSuspension ausgeübt werden.
Fig. 3 zeigt ein Querschnittssegment des Endbereiches der Schneckenpresse mit den einzelnen Kanälen 23, die einerseits durch die Wände des Kerns 17 und den Schneckenwellenmantel 22 sowie andererseits durch die Wände 19,19' gebildet sind.
Schließlich zeigt Fig. 4 ein Querschnittssegment im Endbereich der Schneckenpresse mit den Rückhalteklappen 21 im Bereich des glatten Endabschnitts 13' der Schneckenwelle zur Regelung des Rückstaus bzw. der Fördergutrückhaltung, so daß das in diesem Bereich vorhandene Material einem erhöhten Druck ausgesetzt wird und noch im Material vorhandene Flüssigkeit ausgepreßt wird und durch Bohrungen 3" im Mantel der Schneckenwelle in den durch den glatten Endbereich 13' und den sich verjüngenden Kern 17 der Schneckenwelle gebildeten Hohlraum 13" abfließt.
Die in den Figuren dargestellten Ausgestaltungen dienen zur Verdeutlichung der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf diese Ausführungsvarianten beschränkt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeit aus, insbesondere mit Druck beaufschlagten Feststoff-Flüssigkeits-Mischungen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einer in einem mit Flüssigkeitsdurchtritten versehenen Mantel rotierenden Schnecke, dadurch gekennzeichnet, daß die, vorzugsweise hohl ausgebildete, Welle (13) der Schnecke (14) einen in Axialförderrichtung an den mit mindestens einer Schneckenrippe (14') versehenen Bereich anschl eßenden glatten Endbereich (131) aufweist, in dem die Schneckenwelle (13) als Mantelwelle mit einem Hohlraum (13") zwischen einem Mantel (22) und einem, vorzugsweise hohlen, Kern (17) ausgebildet ist und daß dieser Mantel (22) Flüssigkeitsdurchtritte, beispielsweise Bohrungen, (3") zum vorerwähnten Hohlraum (13") hin aufweist sowie dieser Hohlraum (13") mit mindestens einer Flüssigkeitsableitung (18) in Verbindung steht.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Druckaufbau im Fördergut im Endbereich (13') der Schneckenwelle (13) ein, vorzugsweise regelbarer, Rückstau zwischen Schneckenwelle und dem diese umgebenden Mantel, zweckmäßig außerhalb des Mantels (22) eine regelbare Fördergutrückhaltung (21), insbesondere schwenkbare Rückhalteklappe, vorgesehen ist bzw. sind.
3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (13") im Endbereich (13') der Schneckenwelle (13) zwischen einem sich in Axialförderrichtung verjüngenden, insbesondere hohlen, Kern (17) und einem auf diesen aufgesetzten, mit Flüssigkeitsdurchtritten (3") versehenen Hohlzylinder (22) gebildet ist.
4. Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (17) im Endbereich der Schneckenwelle (13) sich in Axialförderr chtung konisch verjüngt.
5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdurchtritte (3") im Endbereich (13') des Mantels (22) der Schneckenwelle (13) im Bereich (31) der Fördergutrückhaltung (21) angeordnet sind.
6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdurchtritte (3") im Endbereich (13') des Mantels (22) der Schneckenwelle (13) zum Hohlraum zwischen Mantel (22) und Kern (17) der Schneckenwelle (13) hin, in Abströmrichtung (8') der Flüssigkeit, zunehmenden Querschnitt aufweisen.
7. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Endbereich (13') am Mantel (22) der Schneckenwelle (13) befestigte, vorzugsweise parallel zur Längsachse der Schneckenwelle (13) und in Axialebenen angeordnete, Trennwände (19,19') vorgesehen sind, die mit dem Mantel (22) und dem Kern (17) Kanäle (23) zur Ableitung der Flüssigkeit bilden.
8. Schneckenpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kanäle (23) ein Überlauf (18) für die Flüssigkeit vorgesehen ist.
9. Schneckenpresse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kanäle (23) Spüleinrichtungen (20), vorzugsweise Sprühdüsen, zur Reinigung der Kanäle (23), insbesondere von mitgerissenen Fasern, vorgesehen sind.
10. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (13) und der an sie angeschlossene sich verjüngende Kern (17) hohl ausgebildet sind.
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