Schaber scraper
Die Erfindung betrifft einen Schaber, d. h. eine Vorrichtung, die dazu dient, eine Substanz - im nachfolgenden als Produkt bezeichnet - von einer Oberfläche zu entfernen bzw. zu verhindern, daß sich "Produkt" an der Oberfläche dauerhaft absetzen bzw. anhaften kann.The invention relates to a scraper, i. H. a device that serves to remove a substance - hereinafter referred to as a product - from a surface or to prevent "product" from settling or adhering to the surface permanently.
Das Produkt kann dabei eine reine Substanz oder ein Gemisch verschiedener Substanzen sein. Es kann entweder ein Feststoff, eine flüssige ober auch eine pastöse Masse sein, die sich aus einem Fluid, d. h. einer Substanz, in welcher das "Produkt" enthalten ist, absetzt. Das Fluid kann flüssig, gasförmig oder ggf. auch mehrphasig sein.The product can be a pure substance or a mixture of different substances. It can either be a solid, a liquid or a pasty mass, which is composed of a fluid, i.e. H. a substance in which the "product" is contained. The fluid can be liquid, gaseous or possibly also multi-phase.
In der Industrie gibt es nun zahlreiche Prozesse, bei denen eine Oberfläche mit einem Produkt oder Produkten bzw. mit Bestandteilen daraus in Berührung kommt, welche von dieser Oberfläche entfernt werden müssen oder deren Anhaftung an der Oberfläche vermieden werden muß.There are now numerous processes in industry in which a surface comes into contact with a product or products or with components thereof, which have to be removed from this surface or whose adhesion to the surface has to be avoided.
Solche Prozesse sind beispielsweise die Kristallisation durch Erwärmen oder Abkühlen eines Fluids, die Verdampfung (z. B. unter Vakuumbedingung) von Bestandteilen eines Fluids, die gewollte oder ungewollte Verschmutzung der Oberfläche durch Anhaften von Produkt- bzw. Fluidbe- standteilen in fester oder flüssiger oder auch pastöser Form (z.B. Verrußung, Verschleimung) usw..Such processes are, for example, the crystallization by heating or cooling a fluid, the evaporation (eg under vacuum conditions) of components of a fluid, the wanted or unwanted contamination of the surface by adhering product or fluid components in solid or liquid or also pasty form (e.g. soot, slime) etc.
In allen dieser Fällen wird die Oberfläche kontinuierlich oder auch diskontinuierlich in regelmäßigen, unre-
gelmäßigen, insbesondere in bedarfsgerechten Intervallen von Produktanhaftungen zu befreien sein.In all of these cases, the surface is continuously or discontinuously in regular, irregular be freed from product build-up regularly, especially at intervals according to requirements.
Dies geschieht dadurch, daß ein Schaber zum Einsatz kommt, welcher die Oberfläche frei von Produkten und Produktbestandteilen hält. Bisher werden die Schaber geometrisch streng definiert hergestellt, bei denen eine Kante in Verbindung mit einer ebenso streng definierten Oberfläche beispielsweise einer TrommeIwandung läuft. Eine solche Konfiguration stellt sicher, daß Schaber und Oberfläche stets in dem gewünschten Eingriff stehen, wobei eine kraftflüssige Wirkung zusätzlich durch Federspannung hinzukommen kann. Streng geometrische Konfigurationen sind meist aufwendig und somit teuer.This is done by using a scraper that keeps the surface free of products and product components. So far, the scrapers have been produced in a geometrically strictly defined manner, in which an edge runs in connection with an equally strictly defined surface, for example a drum wall. Such a configuration ensures that the scraper and surface are always in the desired engagement, and a forceful effect can also be added by spring tension. Strictly geometric configurations are usually complex and therefore expensive.
Weiter ist es auch möglich, lässig geometrische Konfiguration zu verwenden, bei der Oberfläche oder Schaber innerhalb einer Toleranzgrenze geometrisch "lässig" angeordnet werden und Maßabweichungen vom Schabersystem aufgenommen werden müssen. Dabei kann es sich weniger um eine formschlüssige, sondern vor allem um eine kraft- schlüssige Wirkung handeln, die beispielsweise durch Fliehkräfte, Federkräfte oder ähnliches herbeigeführt wird.Furthermore, it is also possible to use a casual geometrical configuration in which the surface or scraper are arranged geometrically "casually" within a tolerance limit and dimensional deviations have to be recorded by the scraper system. It can be less a form-fitting, but above all a force-fitting effect, which is brought about, for example, by centrifugal forces, spring forces or the like.
Derartige lässige Konfigurationen sind einfacher und somit billiger in der Herstellung, jedoch im Betrieb riskanter, da z.B. die notwendigen Flieh- oder Federkräfte stets gleich aufgebaut werden müssen und unter gewissen Betriebsbedingungen nicht ausreichen, um die hohen Kräfte zum Ablösen des Produktes aufzubringen.Such casual configurations are simpler and therefore cheaper to manufacture, but more risky to operate because e.g. the necessary centrifugal or spring forces must always be built up identically and under certain operating conditions are not sufficient to apply the high forces to detach the product.
Schließlich sind auch geometrisch Undefinierte, flexible Konfigurationen denkbar, in denen die im Normalfall steife Oberfläche mit einem Schaber beaufschlagt wird, der geometrisch Undefiniert ist. Es kommt hierbei eine
kraft- und formflüssige Wirkung zustande, wobei der Schaber wenig steif sein darf, um sich der Geometrie an¬ zupassen. Beispiele hierfür sind Bürsten, die in Undefinierte Konfiguration sich einer Oberfläche anpassen können. Bürsten werden jedoch selten verwandt, da diese sich mit Produkt und anderen Fluidpartnern zusetzen können und schwer zu reinigen sind.Finally, geometrically undefined, flexible configurations are also conceivable, in which the normally rigid surface is acted upon by a scraper which is geometrically undefined. Here comes one non-positive and liquid state effect, whereby the scraper may be a little stiff to match the geometry of ¬. Examples of this are brushes that can adapt to a surface in an undefined configuration. However, brushes are rarely used because they can clog with the product and other fluid partners and are difficult to clean.
Aus der DE-Al 41 25 629, der DE-Al 37 41 653, der DE-B2 20 47 366, der US 5 009 510, der US 4 095 307 und der JP 091 03 666 sind Reaktoren zum Mischen von Stoffen bekannt, die mit Misch- und Schaborganen ausgestattet sind.Reactors for mixing substances are known from DE-A1 41 25 629, DE-A1 37 41 653, DE-B2 20 47 366, US 5 009 510, US 4 095 307 and JP 091 03 666. which are equipped with mixing and shear organs.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine lässige geometrische Konfiguration so zu verbessern, daß sie von geometrischen Abweichungen, insbesondere in Richtung senkrecht zur abzuschabenden Oberfläche kaum betroffen ist.The invention has set itself the task of improving a casual geometric configuration so that it is hardly affected by geometric deviations, especially in the direction perpendicular to the surface to be scraped.
Weiter soll das anhaftende Produkt von der Oberfläche dauerhaft entfernt werden und ohne zusätzlichen apparativen Aufwand eine federnde Wirkung des Schabers erreicht werden.Furthermore, the adhering product should be permanently removed from the surface and a resilient effect of the scraper should be achieved without additional equipment.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Haupt- anspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.According to the invention, this is solved by the features of the main claim. The subclaims represent advantageous embodiments of the invention.
Insbesondere ist vorteilhaft, daß der Schaber zur Aufnahme einer Abstützkraft an einer Drehkante derart gelagert ist, daß durch ein mit starkem Querschnitt versehenen Schaberabschnitt die Vortriebskräfte des Schabers nahezu rechtwinklig an die Schabkante übertragen werden, ohne daß es zu größeren Ausweichbewegungen aufgrund der Flexibilität des Materials oder des Schabers kommen
kann. Auch fest anhaftendes Produkt kann somit an einer Oberfläche abgeschabt werden.In particular, it is advantageous that the scraper is mounted on a rotating edge for receiving a supporting force in such a way that the scraper section's driving section, which is provided with a strong cross-section, transmits the scraper driving forces almost at right angles to the scraper edge, without major deflection movements due to the flexibility of the material or of the scraper come can. Even adherent product can be scraped off a surface.
Andererseits wird die Konfiguration sichergestellt, daß lässige Geometrieänderungen durch ein im wesentlichen im rechten Winkel zur Erstreckung des Abschnittes zur Schabkante erfolgende Ausweichbewegungen flexibel gefolgt werden kann.On the other hand, the configuration is ensured that casual changes in geometry can be flexibly followed by evasive movements essentially at right angles to the extent of the section to the scraping edge.
Gleichzeitig ist durch die Konfiguration sichergestellt, daß abgeschabtes Produkt nicht hinter der Schabkante sich wieder anlagern kann, sondern durch einen engen, sich nicht weit von der abgeschabten Oberfläche befindlichen Abschnitt des Schabers wird sichergestellt, daß nur unflüssiges Produkt sich neu hinter der Schabkante anlagern kann.At the same time, the configuration ensures that scraped product cannot accumulate behind the scraping edge, but rather that a narrow section of the scraper, which is not far from the scraped surface, ensures that only non-liquid product can accumulate behind the scraping edge.
Ein weiter zwischen einem ersten und vierten Abschnitt des Schabers rund eingekehlter Abführbereich sorgt für eine schnelle insbesondere zur Seite wirksame Fluidab- führung sowie insbesondere eine gute Federwirkung.A discharge area, which is grooved round between a first and fourth section of the scraper, ensures rapid fluid removal, particularly to the side, and, in particular, good spring action.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the attached drawing. It shows:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schaber in perspektivischer Darstellung,1 is a perspective view of the scraper according to the invention,
Fig. 2 die Anordnung des erfindungsgemäßen Schabers zwischen einer Trommel innen und einer als Kälteträger dienenden Außenseite, an der die Schabkante A in Bewegungsrichtung voran die Innenseite der gekühlten Außentrommel abschabt, und
Fig. 3 einen gesamten Schaber-Rotor, der die versetzte Anordnung der einzelnen Schaberabschnitte auf der Außenseite verdeutlicht.2 shows the arrangement of the scraper according to the invention between a drum inside and an outside serving as a coolant, on which the scraping edge A scrapes the inside of the cooled outer drum in the direction of movement, and Fig. 3 shows an entire scraper rotor, which illustrates the staggered arrangement of the individual scraper sections on the outside.
In der Fig. 1 ist zu erkennen, wie der Schaber länglich ausgebildet ist und eine im wesentlichen U-förmige Ausnehmung 28 aufweist, in die ein auf eigens dafür an der Innentrommel vorgesehenen AbStützung 20 gelagerter Drehzapfen 22 eingreift, der parallel zu sowohl der Innen- tro melaußenwand wie der Außentrommelinnenwand verläuft. Auf diesem Drehzapfen ist der Schaber 32 um die Achse des Zapfens herum verdrehbar. Er stützt sich auf einer annähernd zylindrischen Innenfläche der beiden Abschnitte 12 und 14 und der sie verbindenden Auflagefläche des Zentralabschnitts 18 ab, und wird mit einer Aussparung 42 versehen, die auf die Unterstützungeinrichtung "aufschnappt" .In Fig. 1 it can be seen how the scraper is elongated and has an essentially U-shaped recess 28 into which a pivot pin 22, which is mounted on a support 20 provided for this purpose on the inner drum, engages parallel to both the inner the outer wall of the drum runs like the inner wall of the outer drum. The scraper 32 can be rotated about the axis of the pin on this pivot pin. It is supported on an approximately cylindrical inner surface of the two sections 12 and 14 and the contact surface of the central section 18 connecting them, and is provided with a cutout 42 which "snaps" onto the support device.
Vorteilhafterweise dreht sich die Innentrommel und der Schaber wird gemäß der Darstellung in Fig. 2 im Uhrzeigersinn die Innenseite der Außentrommel abschaben wobei sich die Schabkante A über den dick ausgeführten Abschnitt auf der Drehachse 22 abstützen kann. Die Länge des Abschnittes 10 ist annähernd das l,5fache seiner Breite, wobei die Schabkante A in einer Spitze endet. Voranschreitende Frontseite nach innen zum Produkt gewandt bildet zur zu schabenden Wand ca. einen Winkel von bevorzugt 100 - 110°.The inner drum advantageously rotates and the scraper will scrape the inside of the outer drum clockwise as shown in FIG. 2, the scraper edge A being able to be supported on the axis of rotation 22 via the thick section. The length of the section 10 is approximately 1.5 times its width, the scraping edge A ending in a tip. The advancing front facing inwards towards the product forms an angle of preferably 100-110 ° to the wall to be scraped.
Der Zentralabschnitt 18 mit dem der Schaber sich abstützt ist dabei im Schnitt ähnlich dem Verbindungssteg eins "H" - in vereinfachten Ausführungen auch nur eines "V". Der erste Längsbalken des "H" ist der in Fig. 1 und 2 jeweils rechts oben mit größerem Querschnitt versehe-
ne, mit einer Schabkante versehenen erste Abschnitt 10. Mit Bezugszeichen "A" ist die Schabkante bezeichnet.The central section 18 with which the scraper is supported is in section similar to the connecting web one "H" - in simplified versions only one "V". The first longitudinal bar of the "H" is the one with a larger cross section at the top right in FIGS. 1 and 2. ne, with a scraping edge provided first section 10. Reference number "A" denotes the scraping edge.
Zweite und dritte Abschnitte 12, 14 - die beiden weiteren benachbarten, parallel zueinander nach links in der Zeichnung verlaufenden Stege an dem Zentralabschnitt 18, der sich auf einer Unterstutzungseinrichtung 22 abstützt, umgreifen die Unterstutzungseinrichtung 22 und ragen noch etwa so weit nach links wie es dem Durchmesser des Unterstützungszapfens entspricht .Second and third sections 12, 14 - the two further adjacent webs, running parallel to one another to the left in the drawing, on the central section 18, which is supported on a support device 22, encompass the support device 22 and protrude approximately as far to the left as is the case Corresponds to the diameter of the support pin.
Diese beiden Abschnitte 12, 14 sind zusammen mit der sie verbindenden Auflagefläche des Zentralabschnitts 18 mit einer annaherend zylindrischen Innenfläche ausgebildet, die parallel zur Erstreckung des Schabers 32 verläuft, so daß der Schaber drehbar um eine Achse (nämlich die des Zapfens) parallel zu seiner Erstreckung auf der entsprechend mit wenigstens im Unterstützungsbereich rotationssymmetrisch geformten Unterstutzungseinrichtung 22 gelagert ist. Beim Ansetzen wird der Schaber unter Auf- biegung eines Schlitzes oder einer Ausparung 42 (der bzw. die zur Bewegungsrückseite vorsehen ist) bis zu der mit der zylindrischen Fläche versehenen Ausnehmung auf den Zapfen aufgedrückt und sitzt dann fest diesen einspannend.These two sections 12, 14, together with the contact surface of the central section 18 connecting them, are formed with an approximately cylindrical inner surface which runs parallel to the extension of the scraper 32, so that the scraper is rotatable about an axis (namely that of the pin) parallel to its extension on which is supported correspondingly with support device 22 having a rotationally symmetrical shape at least in the support area. When attaching the scraper, a slot or recess 42 (which is provided on the rear side of the movement) is pressed open onto the pin up to the recess provided with the cylindrical surface and is then firmly clamped.
Nur durch einen vierten Abschnitt 16, der an einer im wesentlichen zur abzuschabenden Fläche parallelen Ab- stützfläche 26 der Innentrommel kraftschlüssig federnd anliegt, wird der Schaber 32 um die Unterstutzungseinrichtung verdrehend bis zu einem engen Anliegen der Kante A an die abzuschabende Fläche 24 angepresst. Dabei wird die Unterstützungsfläche zusammen mit dem Drehzapfen an der abz:uschabenden Fläche entlangbewegt, so daß an einer oder beiden Auflagekanten die mit B und C be-
zeichnet sind, keine Relativbewegung zur Fläche 26 stattfindet .Only by means of a fourth section 16, which rests non-positively and resiliently on a support surface 26 of the inner drum which is essentially parallel to the surface to be scraped off, is the scraper 32 rotated about the support device until the edge A abuts the surface 24 to be scraped off. The support surface is moved along with the pivot along the surface to be scraped off, so that on one or both contact edges the surfaces marked with B and C are drawn, no relative movement to the surface 26 takes place.
Dabei ist der vierte Abschnitt 16 mit geringerem Querschnitt als der erste Abschnitt 10 versehen und zusätzlich durch Nuten elastischer federnd gestaltet.The fourth section 16 is provided with a smaller cross section than the first section 10 and is additionally designed to be more resilient due to grooves.
Der vierte Abschnitt 16 ist auch länger als der erste Abschnitt 10 ausgebildet und federt daher mehr, während der erste Abschnitt immer seine von Schabkante zu Drehzapfen gerade Unterstützungs (kraft) linie behält.The fourth section 16 is also longer than the first section 10 and therefore bounces more, while the first section always maintains its support (force) line straight from scraping edge to pivot.
Dadurch, daß der vierte Abschnitt 16 insbesondere durch die Kante B mit ihrem vergleichsweise langen Hebelarm im wesentlichen parallel zur abzuschabenden Fläche ausgerichtet ist, erhalten beide Auflagekanten die gewünschte Andruckkraftverteilung, die nunmehr im wesentlichen von der Hebellänge zum Drehpunkt abhängt.Due to the fact that the fourth section 16, in particular through the edge B with its comparatively long lever arm, is aligned essentially parallel to the surface to be scraped, both contact edges receive the desired pressure force distribution, which now essentially depends on the lever length to the pivot point.
Weiter wird vorgeschlagen, die Vorderkante 30 des ersten Abschnittes benachbart der Schabkante "A" unter Belassung eines Freiwinkels von 90 - 120° zur abzuschabenden Oberfläche zu neigen, um beim Abschaben von sich bildendem gerade kritallisierenden Eis die beste Fortbewegung dieses von z.B. einer zu kühlenden Fläche zu erhalten.It is further proposed to incline the leading edge 30 of the first section adjacent to the scraping edge "A" while leaving a clearance angle of 90-120 ° to the surface to be scraped off, in order to get the best movement of this, e.g. of a surface to be cooled.
Die Vorderseite des Schabers weist schließlich zwischen dem ersten 10 und vierten Abschnitt 16 zur Abführung abgeschabten Materials - und insbesondere zur Bewirkung der gewünschten Federwirkung - eine Ausbuchtung im wesentlichen parallel zur Schaberachse auf, die deutlich von der Vorderkante 30 nach innen zurückspringt .Finally, the front of the scraper has a bulge, essentially parallel to the scraper axis, between the first 10 and fourth section 16 for the removal of scraped-off material - and in particular for effecting the desired spring action - which protrudes significantly inward from the front edge 30.
In der Fig. 3 ist ein Schaberrotor mit einer Innentrommel (24) perspektivisch dargestellt, auf der Schaberabschnitte 33 auf den entlang des Außenmantels angeordne-
ten Drehzapfen aufgebracht sind. In der Fig. 3 sind acht solcher entlang der vollen axialen Erstreckung der Drehtrommel angeordneten Drehzapfen oder Drehstangen auf den sie tragenden die Trommel umgreifenden AbStützungen 20 gelagert, welche in geeigneten axialen Abständen auf der Außenseite der Innentrommel 26 angebracht sind. Die Flexibilität der Schaber 32 ist in radialer Richtung so groß, daß Unrundheiten (Ovalität) der Außentrommel 24 aufzunehmen und kraftschlüssig zu kompensieren.In Fig. 3, a scraper rotor with an inner drum (24) is shown in perspective, on which scraper sections 33 on the arranged along the outer shell th pivot pins are applied. In Fig. 3 eight such arranged along the full axial extent of the rotary drum pivot or rotary rods on the supporting them around the drum supports 20 which are attached at suitable axial intervals on the outside of the inner drum 26. The flexibility of the scraper 32 in the radial direction is so great that non-roundness (ovality) of the outer drum 24 is absorbed and compensated for in a force-fitting manner.
Sofern die Außentrommel 24 und/oder die Innentrommel 26 in axialer Richtung nicht völlig gerade sind (z.B. eine bananen-förmige axiale Erstreckung aufweisen) , müssen auch axiale Abweichungen vom Schaber 32 aufgenommen werden können. Dies erreicht man dadurch, daß die Schaber 32 nicht in voller Länge eingebaut werden, sondern nur als Schaberabschnitte Verwendung finden, die einer axialen Geometrieabweichung besser folgen können. Auch radialen Abweichungen kann jeder Schaber 32 besser folgen, so daß die Schaber in sich steifer ausgeführt werden können, als dies bei langen Schabern, die sich stärker verbinden müßten, möglich wäre.If the outer drum 24 and / or the inner drum 26 are not completely straight in the axial direction (e.g. have a banana-shaped axial extension), axial deviations from the scraper 32 must also be able to be accommodated. This is achieved by the fact that the scrapers 32 are not installed in their full length, but are only used as scraper sections which can better follow an axial geometry deviation. Each scraper 32 can also follow radial deviations better, so that the scraper can be made stiffer in itself than would be possible with long scraper, which would have to connect more strongly.
Bevorzugt werden die Drehzapfen 22 als lange Stangen in radialer Ausrichtung von der Anzahl und Anordnung her so ausgeführt, daß die Schaber 32 in radialer Richtung versetzt angeordnet darauf befestigt werden können.The pivots 22 are preferably designed as long rods in radial alignment in terms of their number and arrangement so that the scrapers 32 can be attached to them offset in the radial direction.
Die Innentrommel 24 kann sich durch die Schaber durch KraftSchluß auf den Seiten der Außentrommel sehr gut abstützen. Dadurch wird möglich, auf eine separate, radiale Lagerung der Innentrommel zu verzichten, so daß lediglich eine angetriebene Welle 34 benötigt wird. Vorzugsweise werden die Schaber 32 in Länge und Anordnung in axialer Richtung derart bemessen, daß sich die jeweiligen Enden überlappen, so daß am Rand der Schaber auf
der Außentrommel verbleibendes Produkt auf j eden Fall abgeschabt wird.
The inner drum 24 can be very well supported by the scraper by force closure on the sides of the outer drum. This makes it possible to dispense with a separate, radial mounting of the inner drum, so that only one driven shaft 34 is required. The scrapers 32 are preferably dimensioned in length and arrangement in the axial direction such that the respective ends overlap, so that the scrapers open at the edge the remaining product is scraped off in any case.