WO1994015769A1

WO1994015769A1 - Gehäuse zur schneckenpresse

Info

Publication number: WO1994015769A1
Application number: PCT/CH1993/000294
Authority: WO
Inventors: Anton Zimmermann
Original assignee: Eratec Engineering Ag
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1994-07-21
Also published as: JPH07504372A; AU5622094A; CA2131297A1; JP3428994B2; KR100311120B1; EP0627979A1; CH695764A5; KR950700161A; US5603564A

Abstract

Es wird ein Gehäuse (1) für Doppelschneckenpressen, mit mindestens zwei gegenläufigen sich kämmenden Schnecken (2, 3) und mindestens einem Einsatzteil (4, 5) vorgeschlagen, weil die Lebensdauer wegen der Abnützung des Gehäuses (1) durch die verschleissfeste Werkstoffwahl des Einsatzteils (4, 5) sich verlängern und durch die Verschiebbarkeit des Einsatzteils (5) der Austritt (8) schliessen und erweitern, und somit der Schneckendruck sich optimieren lässt.

Description

GEHÄUSE ZUR SCHNECKENPRESSE

Die Erfindung betrifft das Gehäuse einer Doppelschnecken¬ presse zum kontinuirlichen Fördern, Mischen und/oder Kneten von Medien unter erhöhtem Druck, gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Für Vorrichtungen dieser Art hat sich die Bezeichnung Extruder eingebürgert. Eine besonders wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gilt für das Gehäuse eines Extruders, der Retruder (aus Re-vers= Umkehr und Ex-truder) genannt wird, weil durch die Umkehr der Förderrichtung die Innenwand des Gehäuses besonders stark beansprucht und weil durch die Verstellbarkeit mindestens eines Einsatzteils, die Optimierung der Schneckenpressung ermöglicht wird.

Das kontinuierliche Fördern, Mischen und/oder Kneten von Me¬ dien gehört zu den Grundoperationen der Verfahrenstechnik. Beim Misch-, und/oder Fördergut kann es sich um sehr ver¬ schiedene Substanzen handeln. Entsprechend verschieden können die chemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Stoffe, ihr Agregatzustand und ihr Verhalten auf Druck und Temperatur sein. Entsprechend dieser Vielfalt ist der Stand der Technik für Lösungen im Maschinenbau, die von Knetern der Schokoladenmasse, der Herstellung von Kunststoffhalbzeug mit Extrusion und der Verarbeitung von

ERSATZBLATT rieselfähigem Kunststoffgranulat mit Glasfaseranteil zum Spritzguss bis zu der Entsorgung von biologisch aktiven Abfällen reichen. Für all diese Aufgaben sind Maschinen mit, je nach den Bedürfnissen gekühlten oder erwärmten Gehäusen und mit mindestens zwei sich drehenden, sich kämmenden Förderschnecken bekannt, die einen Druckaufbau durch die Zwangsförderung des Mediums in den einzelnen, abgeschlossenen Windungen des Schneckenkanals, ohne Rückwirkung auf den Massentransport erzeugen. Eine der Schwachstellen dieser Konstruktion ist das Gehäuse; denn der Förderdruck erzeugt Gürtelspannungen im Gehäusemantel und die Reibung des Mediums führt zur Abrasion und zum Verschleiss der Innenflächen. Insbesondere fällt dieser Nachteil bei der Behandlung abrasiver Medien ins Gewicht oder dann, wenn die hohen Drücke im Medium, zwecks Steigerung der Reibkräfte im Medium, selbst von Interesse sind. Das ist der Fall bei Knetaufgaben, wenn der Wirkungsgrad des Knetens gesteigert oder beispielsweise bei einem Reib-Reaktor, der als Ther o-Mechanische- Verfahrenseinheit, zum Aufschliessen der Zellwände einer Biomasse, mit hohen Betriebsdrücken zu fahren ist. Nach dem Stand der Technik wird entweder das ganze Gehäuse der Schnecken, oder als integrierte Plattierung des Gehäuses, in Form der Mantelfläche der Schnecken, aus verschleissfesten Werkstoffen hergestellt, um die gefährdeten Stellen örtlich vor einer Werkstoffabtrag zu schützen. Als Verschleiss- Schutz gelten Kobalt- und Nickellegierungen nach DIN 8555 sowie Hartmetall-Legierungen bekannter Art.

ERSATZBLATT Der Nachteil dieser Lösung ist die verhältnismässig kurze Lebensdauer des Verschleiss-Schutzes an den exponierten Stellen. Denn ausgerechnet an der Durchdringungslinie des Schnekkenmantels, wo der mechanische Abrieb am grössten ist, muss die Plattierung verschweisst und die örtliche Minderung des Verschleiss-Schutzes in Kauf genommen werden. Ein weiterer Nachteil der Doppelschneckenpressen ist, dass für die Optimierung der Schneckenpressung im Betrieb, ausser der aufwändigen Drehzahlregelung der Schnecken, jedes Mittel fehlt.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Ein¬ stellung des Druckaufbauε und der mediuminternen Reibkräfte der Zwangsförderung des Mediums im Schneckenkanal einer Dop¬ pelschneckenpresse, mit oder ohne Schubumkehr, zu ermögli¬ chen, und die Lebensdauer der Maschine zu steigern.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen für bestehende Aufgaben, in der Steigerung der Stetigkeit der Knetleistung und das trotz schwankender Qualität und Menge des Fördergutes (z.B. bei An- und Ausfahren einer Charge), in der Steigerung der Lebensdauer der Schneckenpresse und somit in der Erhöhung der

ERSATZBLATT Verfügbarkeit derselben, sowie Dank diesen Vorzügen, die Möglichkeit der Schaffung neuer Verfahren.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig.l den Längsschnitt einer Schneckenpresse mit Schubumkehr,

Fig.2 den Querschnitt der Schneckenpresse von der Figur 1.

Die Schneckenpresse in Figur 1 und 2 besteht aus dem Gehäuse 1, die sich kämmenden Schnecken 2,3, die in der Frontplatte 18 und dem Lagerblock 17 gelagert sind und als Retruder, mit sich kehrenden Steigungen, zwecks Schubumkehr, als Umkehr¬ schnecken ausgebildet sind. Dabei ist das Gehäuse 1 um die Schnecken 2,3 mit den Plattierungen 11 und 12, und im Bereich der Durchdringungslinie des Schneckenmantels von den Schnek-ken 2,3 als Verlängerung des Verschleiss-Schutzes der Plattierungen 11 und 12, mit den Einsatzteilen 4 und 5 versehen. Die Bezeichnung "Umkehrschnecke" weist auf die besondere Eigenschaft dieser Schnecken, denn beide Umkehrschnecken wechseln ihre Förderrichtung in die Umkehrrichtung inder ihre Steigungswinkel invertieren. Eine weitere wichtige Eigenschaft der zwei Umkehrschnecken 2,3 ist, dass sie sich gegenläufig und kämmend drehen. Im Bereich der Umkehrpunkte der Steigungswinkel der Schnecken 2,3 vollzieht sich das Kämmen so, dass die wendenden

ERSATZBLATT Windungen der Umkehrschnecken 2,3 wie pfeilverzahnte Zahnräder sich abwälzen. Von dem Eintritt 7 gelangt das Medium in den Schneckenkanal der Schnecken 2,3 und wird durch die gegenläufige Drehung zwangsweise in den einzelnen, (von den Windungen des Schneckenkanals, der Ge¬ häuseinnenwand, der aus den Plattierungen 11,12 und den bei¬ den Einsatzteilen 4,5 besteht, der kämmenden Schnecke 2,3) abgeschlossenen Gängen bis zu den Wendepunkten gefördert. Gegen diesen Massenstrom drückt sich, ab dem Wendepunkt, der in Umkehrrichtung geförderte Massentransport. Entεprecher: dem Gegendruck der Umkehrrichtung wird die Reibungskraft im Medium erhöht. Die Windung der Umkehrrichtung lässt schliesslich den Massentransport des Mediums zum Austritt 8 vorrücken.

Wird mit der Verstellspindel 20 der Einsatzteil 5 zu der Frontplatte 18 des Gehäuses 1 gezogen, schliesst oder verengt sich der Austritt 8 des Mediums und als Folge der ZwangsfOrderung steigt der Schneckendruck. Analog senkt sich der Schneckendruck, wenn der Austritt 8 mit dem Zurückschieben des Einsatzteils erweitert wird. Die Bedienung der Verstellspindel 20 kann sowohl von Hand, wie von einem nicht gezeigten, gesteuerten oder geregelten Antrieb erfolgen. Als Regelgröεse kann die Qualität des Mediums, wie ein in der Frontplatte 18 befindliches Lager der Schnecken 2,3, oder ein zwischen dem Einsatzteil 5 und dem Boden des Gehäuses 1 integrierter, nicht gezeigter Druckaufnehmer dienen. Für die Abnützung ist die Austritt 8 zugewandte, exponierte Zone des Eisatzteils 5 massgebend. Die symmetrische Gestaltung des Eisatzteils 5 lässt die

ERSATZBLATT Wendung des Einsatzteils 5 und damit die Verdoppelung der Lebensdauer zu. Wird die Verstellspindel 20 auf die Lagerbockseite 17 angeordnet, dann ist der Ausbau des Einsatzteils 5, wie des Einsatzteils 4, durch die Frontplatte 18 ohne Zerlegung der Doppelschneckenpresse möglich.

Je nach Bedarf kann das Gehäuse 1 der Doppelschneckenpresse mit einer, nicht gezeigten, gemeinsamen und/oder beliebig unterteilten Ummantelung versehen sein, die die Erwärmung und/oder die Kühlung gestattet.

ERSATZBLATT

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse, mit mindestens zwei gegenläufigen, sich kämmenden Schnecken (2,3), dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Durchdringung des Schneckenmantels, mindestens einen, der Trajektorie des Schneckenmantels und dem Gehäuse (1) passenden, Einsatzteil (4,5) aufweist.

2. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse, mit mindestens zwei gegenläufigen, sich kämmenden Schnecken (2,3), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken (2,3) Umkehrschnek- ken sind, und der Bereich der Durchdringung des Schneckenmantels, mindestens einen, der Trajektorie des Schneckenmantels und dem Gehäuse (1) passenden, Einsatzteil (4,5) aufweist.

3. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4) mit dem Gehäuse (1) der Schneckenpresse kraftschlüssig verbunden ist.

ERSATZBLATT ₄. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (5) zu den Schnecken (2,3) parallel verschiebbar ist.

5. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4,5) kürzer als die Schnecke (2,3) ist.

6. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1,2 und 4 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Ein¬ satzteil (5) verstellbar und arretierbar ist.

7. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzteil (4,5) aus verschleissfestem Werkstoff gefertigt ist.

8. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Eisatzteil durch die Stirnseite des Gehäuses (1) ersetzbar ist.

9. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderflächen der Einsatzteile (4,5) mit den Schnecken (2,3) gleich- achsige Gewindegänge aufweisen.

ERSATZBLATT

10. Gehäuse (1) zur Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchdringung des Schneckenmantels das Gehäuse einen Eintritt (7) und einen Austritt (8) für das Medium aufweist und dass dieser Ein- (7) und Austritt (8) im Bereich der gegenüberliegenden Enden des Gehäuses (1) angeordnet ist.

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