WO2013053418A1 - Schneckenpresse - Google Patents

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Roland Zuschnig
Rudolf Stadlauer
Johannes KNAFL
Wolfgang Magor
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
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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
    • B30B9/122—Means preventing the material from turning with the screw or returning towards the feed hopper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
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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
    • B30B9/16—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 operating with two or more screws or worms
    • B30B9/166—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 operating with two or more screws or worms the screws being coaxially disposed in the same chamber

Definitions

  • the invention relates to a screw press with a shaft and attached thereto spiral-shaped turn, wherein the coil passes in the inlet region of the screw press in a freely projecting helix.
  • dewatering screw presses are used to separate liquids and solids suspended therein. Especially in the paper and pulp industry many of these thickening and
  • the aim of the invention is therefore the screen area at a given length
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that the shaft journal of the screw press is guided by the freely projecting helix, wherein the shaft journal can be guided by the fixed tube.
  • a favorable development of the invention is characterized in that the fixed tube is a sieve tube, wherein the fixed tube can also have grooves or microscopic / macroscopic surfaces which counteract the co-rotation.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the fixed tube has at least one filtrate channel, wherein the filtrate channel can be formed by a further tube between the fixed tube and shaft journal.
  • An advantageous development of the invention is characterized in that the filtrate channel is divided by means of web plates into a plurality of separate filtrate channels.
  • FIG. 1 is a representation of a screw press according to the invention
  • Fig. 2 shows the inlet part of a screw press according to the invention
  • Fig. 3 is a worm shaft according to the invention
  • a screw press 1 as shown in Fig. 1 consists of an inlet housing 2, an outlet housing 3, a worm shaft 4 with one or more helical worm screws 5 mounted on the worm shaft, these being
  • Schneckenhausln 5 can be performed both continuously and also interrupted and a surrounding this screw shaft 4 housing shell 6. It is formed between the housing shell 6, the worm shaft 4 and the
  • This conveying gap 7 can change its geometry along the axis of the worm shaft 4, but this need not necessarily.
  • the principle of the screw press 1 is as follows:
  • the worm shaft 4, which is mounted within the housing shell 6 is set by a drive of any kind in a rotary motion.
  • a suspension is supplied.
  • the rotating shaft 4 moves this suspension through the spiral helix 5 within the
  • the housing shell 6 a dewatering screw press 1 is usually designed as a sieve.
  • the conveying gap 7 formed by the shaft 4, the worm gear 5 and the housing jacket 6 changes its geometry along the shaft axis, in the direction of the outlet housing 3, in one of the
  • the coil 8 is not necessarily sausonitrile (as shown) executed. To increase the strength of the helix, this could also be stiffened with a U-profile.
  • the freely projecting helix 8 delineates with a sufficient gap over
  • This tube 9 is firmly connected to the frame of the screw press 1 and performs no
  • the tube 9 need not be designed as a sieve tube, but can also any grooves or a macroscopic or
  • the shaft 10 of the conventional screw shaft 4 is performed by the attached to the frame of the press 1 tube 9 and after the
  • FIG. 2 shows the inlet part 2 of a screw press 1 according to the invention.
  • the suspension enters into the inlet connection 11.
  • the entire inlet part is connected in the illustrated embodiment by means of flange 12 with the housing shell 6.
  • the inlet part can also be designed differently.
  • the inlet part 2 has a tube 9, which is firmly connected thereto, as shown here by way of example by means of screws.
  • a concentric tube 13 which has a larger diameter, than the shaft journal 10 (not shown), is provided.
  • Tube 9 and tube 13 thus form a filtrate channel 14.
  • This filtrate channel 14 can also be divided by web plates into a plurality of separate filtrate channels.
  • the filtrate collected in the tube 9 is then passed through the filtrate channel 14 in the Filtratsammelflansch 15 and passed in this embodiment, for example via a Filtratsammelpfanne 16 in the filtrate tray 17 (Fig. 1) of the screw press 1.
  • FIG. 3 a section through a screw shaft 4 is now shown. Here one can see the (conventional) helix 5 as well as the cantilevered helix 8 and the stub shaft 10.
  • the present invention offers two advantages over conventional ones
  • the screen surface in the inlet region 2 of the screw press 1 is increased by a factor of 1, 5 to 1, 8. This significantly increases the drainage performance of the press 1.
  • Worm shaft 4 itself tries to put the pulp in a rotary motion. In addition, the pulp adheres to the surface of the
  • Worm shaft 4 and then co-rotates with the shaft speed without still experiencing a substantial axial feed.
  • the adhesion of the pulp to the rotating worm shaft 4 in FIG. 1 the adhesion of the pulp to the rotating worm shaft 4 in FIG. 1
  • the tube 9 is preferably designed as a sieve, but may also have any grooves or a macroscopically or microscopically rough surface. These grooves or macroscopically or microscopically rough surface can also be mounted on a tube 9 designed as a sieve.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse (1) mit einer Welle (4) und darauf angebrachter spiralförmigen Wendel (5), wobei die Wendel (5) im Einlassbereich (2) der Schneckenpresse (1) in eine frei auskragende Wendel (8) übergeht. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass im Einlassbereich (2) der Schneckenpresse (1) ein Rohr (9) vorgesehen ist. Dadurch kann einerseits die Siebfläche stark vergrößert, andererseits die Co-Rotation der Suspension mit der Welle verringert bzw. vermieden werden.

Description

Schneckenpresse
Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse mit einer Welle und darauf angebrachter spiralförmigen Wende, wobei die Wendel im Einlaufbereich der Schneckenpresse in eine frei auskragende Wendel übergeht.
Im Allgemeinen werden Entwässerungs-Schneckenpressen zum Separieren von Flüssigkeiten und darin suspendierten Feststoffen verwendet. Besonders in der Papier und Zellstoffindustrie werden viele dieser Eindick- und
Entwässerungsaggregate verwendet, da in diesem Industriebereich immer mit Wasser- / Faserstoff- Gemischen oder in anderen Worten Suspensionen gearbeitet wird. Entwässerungs-Schneckenpressen haben sich besonders im Bereich der
Eindickung von Suspensionen von 3,5 % bis 4 % Feststoffmassenanteil im Zulauf auf 25 bis 35 % Feststoffmassenanteil im Auslauf als sehr effiziente Maschinen erwiesen. Eine derartige Schneckenpresse ist u.a. in der AT398 090 beschrieben. Die JP 63 54297 A beschreibt ein (vertikales) Filter mit Kompressionsschraube, wobei im Kompressionsbereich keine Entwässerung mehr stattfindet. Die DE 299 01 683 U1 beschreibt eine Schneckenpresse mit Staukegeln und einer axial
verschiebbaren Hohlwelle. Weiters sind aus der US 5857405 A sowie der US
2004/0178053 A1 Entwässerungsaggregate bekannt, bei denen mittels einer freien Wendel Stoffe in ein Rohr gefördert und dort verdichtet werden. Problematisch erweist sich bei Entwässerungs-Schneckenpressen im Stand der Technik im besondern die zur Verfügung stehende Siebfläche. Sie stellt den limitierenden Faktor bei der Entwässerung dar. Je größer die Siebfläche ist desto größer ist die
Entwässerungsleistung der Presse. Die Siebfläche wird derzeit praktisch
ausschließlich durch Durchmesser und Länge bestimmt.
Ziel der Erfindung ist es daher die Siebfläche bei gegebener Länge und
Durchmesser zu erhöhen.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass im Einlassbereich der Schneckenpresse ein Rohr vorgesehen ist, über das die frei auskragende Wendel streicht, und vorzugsweise ein Spalt zwischen Rohr und Wendel vorgesehen ist. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Siebfläche im Einlaufbereich der Entwässerungs- Schneckenpresse um einen Faktor in der Größenordnung von 1 ,5 bis 1 ,8 vergrößert werden. Dabei wird sowohl die Entwässern ngs- als auch die Durchsatzleistung der Schneckenpresse gesteigert. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr feststehend ausgebildet und mit dem Rahmen der Schneckenpresse verbunden ist. Damit ist eine gute Ableitung der Flüssigkeit ohne
Abdichtungsprobleme gegeben.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen der Schneckenpresse durch die frei auskragende Wendel geführt ist, wobei der Wellenzapfen durch das feststehende Rohr geführt sein kann.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Rohr ein Siebrohr ist, wobei das feststehende Rohr auch Nuten oder mikroskopische/makroskopische Oberflächen aufweisen kann, die der Co-Rotation entgegen wirken.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Rohr mindestens einen Filtratkanal aufweist, wobei der Filtratkanal durch ein weiteres Rohr zwischen feststehendem Rohr und Wellenzapfen gebildet werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratkanal mittels Stegblechen in mehrere voneinander getrennte Filtratkanäle unterteilt ist.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Schneckenpresse,
Fig. 2 den Einlaufteil einer erfindungsgemäßen Schneckenpresse und
Fig. 3 eine Schneckenwelle gemäß der Erfindung
darstellt.
Eine Schneckenpresse 1 wie in Fig. 1 besteht aus einem Einlaufgehäuse 2, einem Auslaufgehäuse 3, einer Schneckenwelle 4 mit einer oder mehreren spiralförmigen an der Schneckenwelle angebrachten Schneckenwendeln 5 , wobei diese
Schneckenwendeln 5 sowohl durchgehend als auch unterbrochen ausgeführt sein können und einem diese Schneckenwelle 4 umgebenden Gehäusemantel 6. Dabei entsteht zwischen dem Gehäusemantel 6, der Schneckenwelle 4 und der
spiralförmigen Schneckenwendel 5 ein Förderspa/f 7 für die zu entwässernde Suspension. Dieser Förderspalt 7 kann seine Geometrie entlang der Achse der Schneckenwelle 4 ändern, muss dies jedoch nicht zwingend.
Das Prinzip der Schneckenpresse 1 ist wie folgt: Die Schneckenwelle 4, die innerhalb des Gehäusemantels 6 gelagert ist wird durch einen Antrieb beliebiger Art in eine Drehbewegung versetzt. Über das mit dem Gehäusemantel 6 verbundene Einlaufgehäuse 2 wird eine Suspension zugeführt. Die rotierende Welle 4 bewegt diese Suspension durch die spiralförmige Schneckenwendel 5 innerhalb des
Förderspaltes 7 in Richtung des mit dem Gehäusemantel 6 verbundenen Auslaufgehäuses 3. Der Gehäusemantel 6 einer Entwässerungs-Schneckenpresse 1 ist üblicherweise als Sieb ausgeführt. Der von der Welle 4, der Schneckenwendel 5 und dem Gehäusemantel 6 ausgebildete Förderspalt 7 ändert seine Geometrie entlang der Wellenachse, in Richtung des Auslaufgehäuses 3, in einer der
Entwässerung dienlichen Art. Meist wird dabei das zur Verfügung stehende Volumen entlang der Wellenachse reduziert, um so die Entwässerung der Suspension zu erzwingen. Die dabei frei werdende Flüssigkeit wird durch den als Sieb ausgeführten Gehäusemantel 6 abgeleitet. Im Bereich des Einlaufgehäuses 2 geht die
Schneckenwendel 5 in eine frei auskragende spiralförmige Wendel 8 über. Die Wendel 8 ist nicht zwingend zweigängig (wie dargestellt) ausgeführt. Zur Erhöhung der Festigkeit der Wendel könnte diese auch mit einem U-Profil versteift sein. Die frei auskragende Wendel 8 streicht mit einem ausreichenden Spalt über ein
feststehendes Rohr 9 im Einlaufbereich der Schneckenpresse 1. Dieses Rohr 9 ist fest mit dem Rahmen der Schneckenpresse 1 verbunden und führt keine
Drehbewegung aus. Das am Rahmen der Presse 1 befestigte Rohr 9 ist
vorzugsweise als Sieb ausgeführt wodurch im Einlaufbereich der Presse 1 die
Siebfläche enorm vergrößert wird. Das Rohr 9 muss nicht als Siebrohr ausgeführt sein, sondern kann auch beliebige Nuten oder eine makroskopisch bzw.
mikroskopisch raue Oberfläche aufweisen. Durch diese Oberfläche, wie auch durch Nuten bzw. ein Sieb wird der Co-Rotation entgegen gewirkt. Dies bewirkt zusätzlich zur besseren Entwässerung, dass die Feststoffsuspension (Faserstoffsuspension) nicht mehr an der metallischen Oberfläche haftet und dadurch auch ein axialer Feststofftransport gewährleistet wird.
Der Wellenzapfen 10 der konventionellen Schneckenwelle 4 wird durch das am Rahmen der Presse 1 befestigte Rohr 9 durchgeführt und nach der
Gehäusedurchführung konventionell gelagert.
Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Einlaufteil 2 einer Schneckenpresse 1. Die Suspension tritt in den Einlaufstutzen 11 ein. Der gesamte Einlaufteil ist bei der dargestellten Ausführung mittels Flansch 12 mit dem Gehäusemantel 6 verbunden. Der Einlaufteil kann natürlich auch anders ausgeführt sein. Der Einlaufteil 2 weist ein Rohr 9 auf, das damit fest verbunden ist, wie hier beispielhaft mittels Schrauben dargestellt. Hier ist ebenfalls gezeigt, dass ein konzentrisches Rohr 13, das einen größeren Durchmesser aufweist, als der (nicht dargestellte) Wellenzapfen 10, vorgesehen ist. Rohr 9 und Rohr 13 bilden somit einen Filtratkanal 14. Dieser Filtratkanal 14 kann auch durch Stegbleche in mehrere voneinander getrennte Filtratkanäle unterteilt werden. Das im Rohr 9 gesammelte Filtrat wird anschließend durch den Filtratkanal 14 in den Filtratsammelflansch 15 geführt und bei dieser Ausführung beispielsweise über eine Filtratsammelpfanne 16 in die Filtratwanne 17 (Fig. 1) der Schneckenpresse 1 geleitet.
In Fig. 3 ist nun ein Schnitt durch eine Schnecken welle 4 dargestellt. Man erkennt hier die (konventionelle) Schneckenwendel 5 sowie die auskragende Wendel 8 und den Wellenstummel 10. Die vorliegende Erfindung bietet zwei Vorteile gegenüber konventionellen
Schneckenpressen:
Die Siebfläche im Einlaufbereich 2 der Schneckenpresse 1 wird um den Faktor 1 ,5 bis 1 ,8 vergrößert. Dies steigert die Entwässerungsleistung der Presse 1 signifikant.
Weiters wird die Co-Rotation des Faserstoffes reduziert. Faserstoffe zeigen eine Neigung an der drehenden Welle anzuhaften. Haftet der Faserstoff an der
Schneckenwelle 4 wird der axiale Transport vermindert oder kommt sogar zum Erliegen. Ausschlaggebend für diese Co-Rotation sind im großen Maße die
Reibungsverhältnisse im Inneren der Presse. In konventionellen Pressen wie auch im konventionellen Teil 4,5 der Schneckenpresse 1 wird der Faserstoff vom als Sieb ausgeführten Gehäusemantel 6 der Presse 1 an der Co-Rotation gehindert. Die
Schneckenwelle 4 selbst versucht den Faserstoff jedoch in eine Rotationsbewegung zu versetzen. Zusätzlich dazu haftet der Faserstoff an der Oberfläche der
Schneckenwelle 4 an und co-rotiert dann mit der Wellendrehzahl ohne dabei noch einen wesentlichen axialen Vorschub zu erfahren. In der gegenwärtigen Erfindung wird das Anhaften des Faserstoffes an der rotierenden Schneckenwelle 4 im
Einlaufbereich dadurch verhindert, dass im Einlaufbereich 2 nur ein stehendes Rohr 9 eingebaut ist. Das Rohr 9 ist vorzugsweise als Sieb ausgeführt, kann aber auch beliebige Nuten oder eine makroskopisch bzw. mikroskopisch raue Oberfläche aufweisen. Diese Nuten bzw. makroskopisch bzw. mikroskopisch raue Oberfläche kann auch auf einem als Sieb ausgeführten Rohr 9 angebracht sein. Die
Schneckenwelle 4 oder eigentlich der Zapfen 10 dreht sich innerhalb dieses
Rohres 9. Sowohl der siebartige Gehäusemantel 6, als auch das im Einlaufbereich 2 eingesetzte Siebrohr 9 hindern den Faserstoff an der Rotation. Die auskragende Wendel 8 überstreicht das Siebrohr 9 und transportiert den Faserstoff rein axial vorwärts. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Transporteffizienz und somit zu einem erhöhten Materialabtransport aus dem Einlaufbereich 2 der Presse 1 , wodurch der Einlaufmassenstrom erhöht wird.

Claims

Ansprüche:
1. Schneckenpresse mit einer Welle und darauf angebrachter spiralförmigen Wendel, wobei die Wendel (5) im Einlaufbereich (2) der Schneckenpresse (1) in eine frei auskragende Wendel (8) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlaufbereich (2) der Schneckenpresse (1) ein Rohr (9) vorgesehen ist, über das die frei auskragende Wendel (8) streicht, wobei vorzugsweise ein Spalt zwischen Rohr (9) und Wendel (8) vorgesehen ist.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Rohr (9) feststehend ausgebildet und mit dem Rahmen der
Schneckenpresse (1) verbunden ist.
3. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen (10) der Schneckenpresse (1) durch die frei auskragende Wendel (8) geführt ist.
4. Schneckenpresse nach Anspruch 3 mit einem feststehenden Rohr (9),
dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen (10) durch das feststehende Rohr (9) geführt ist.
5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das feststehende Rohr (9) ein Siebrohr ist.
6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das feststehende Rohr (9) Nuten oder
mikroskopische/makroskopische Oberflächen aufweist, die der Co-Rotation entgegen wirken.
7. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das feststehende Rohr (9) mindestens einen
Filtratkanal (14) aufweist.
8. Schneckenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Filtratkanal (14) durch ein weiteres Rohr (13) zwischen feststehendem
Rohr (9) und Wellenzapfen (10) gebildet wird.
9. Schneckenpresse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtratkanal (14) mittels Stegblechen in mehrere voneinander getrennte Filtratkanäle unterteilt ist.
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