WO2015173183A1 - Schneckenförderer - Google Patents

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    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Definitions

  • the invention relates to a screw conveyor with a housing connected to a material inlet and with a screw conveyor, the hollow screw shaft is connected to a coolant inlet.
  • the invention is therefore based on the object, a screw conveyor for temperature-sensitive substances, as they are used in particular for the thermo-catalytic decomposition, so that despite a promotion-related compression of the subsidized materials their adhesion and clumping can be prevented due to heat.
  • the invention solves the stated object in that the hollow screw shaft in the conveying region of the screw conveyor has radial passage openings for an inert gas as a coolant.
  • the passage of the inert coolant gas from the hollow worm shaft into the worm shell is made possible with the effect that the conveyed substances can be cooled not only via the worm shaft but also directly by the coolant gas, so that over Whole conveyor cross-section of the screw conveyor can be influenced on the fabric temperature, via a cooling of the surface of the fabric parts by the inert gas. This means that due to the effective surface cooling a sticking of the fabric parts is excluded over its surface and thus the risk of clogging is banned.
  • an inert gas preferably carbon dioxide
  • the immediate cooling of the fabric parts by the inert gas has no effect on the subsequent treatment of these substances.
  • the inert gas from the exhaust gas of the material treatment must be separated again.
  • Particularly advantageous cooling conditions arise when the coolant inlet can be connected to a supply line for a liquid inert gas, which evaporates in the hollow worm shaft and flows through the radial passage openings of the worm shaft into the delivery chamber of the worm housing.
  • the worm shaft In order to design the worm shaft independently of the supply of the coolant gas according to the mechanical requirements, it is advisable to rotatably arrange a extending into the region of the material inlet guide tube for the coolant within the hollow screw shaft, so that the coolant through which with the Worm shaft co-rotating guide tube flows into the task area of the substances to be conveyed before it enters the hollow worm shaft.
  • the cooling of the worm shaft is only necessary in its delivery area, in which the material cooling must be effective.
  • the coolant inlet can be formed as a rotary connection, the connection housing rotatably receives a supply pipe for the coolant, which passes through a connected to the hollow screw shaft or the guide tube, rotatably mounted in the connection housing connection sleeve with radial play. Due to the non-rotatably held in the connection housing inlet pipe, which passes through the rotatably mounted in the connection housing, connected to the worm shaft connection sleeve, the coolant can be introduced in a structurally simple manner in the driven, hollow worm shaft. In the case of providing a provided within the screw shaft guide tube for the coolant, the connection sleeve of the rotary connection is not to be connected to the hollow worm shaft, but with the co-rotating with the worm shaft guide tube.
  • FIG. 1 shows a screw conveyor according to the invention in a schematic longitudinal section
  • FIG. 2 shows a simplified longitudinal section through the coolant supply designed as a rotary connection on a larger scale.
  • the screw conveyor shown has a connected to a material inlet 1 screw housing 2, in which a screw conveyor 3 is rotatably mounted.
  • This screw conveyor 3 is provided with a hollow screw shaft 4 which is rotatably supported by a support tube 5 by means of rolling bearings 6 within the screw housing 2.
  • the support tube 5 passing through the end wall 7 of the screw housing 2 is driven in a conventional manner via a motor-gear unit 8 in order to deliver the correspondingly comminuted substances via a feed unit 3 (not shown) via the feed 1 to the screw housing 2 zuzu specialn connected conveyor pipe 9.
  • the hollow screw shaft 4 is provided in its conveying region with radial passage openings 10 for a coolant made of an inert gas, preferably carbon dioxide, which is coaxial with the screw shaft 4 and extends into the region of the material inlet 1 - Be inserted guide tube 1 1.
  • a coolant made of an inert gas, preferably carbon dioxide
  • the guide tube 1 1 rotatably held in the carrier tube 5 for the screw shaft 4.
  • the guide tube 1 1 is connected on the side facing away from the screw housing 2 side of the motor-gear unit 8 with a rotary connection, which has a fixed terminal housing 13 and a Enclosed housing 13 via a roller bearing 14 rotatably mounted connection sleeve 15 which is rotatably connected to the guide tube 1 1.
  • connection housing 13 a supply pipe 1 6 rotatably held, which passes through the connecting sleeve 15 with radial play and in the guide tube 1 1, so that in the form of a liquid inert gas via a supply line, for which a connection 17 is indicated, supplied by coolant the supply pipe 1 6 flows into the guide tube 1 1 and from there into the hollow screw shaft 4, on the one hand to cool the hollow screw shaft 4 in its conveying region from the inside and on the other hand through the passage openings 10 of the screw shaft 4 in the conveying cavities of the screw housing 2 and to provide there for immediate cooling of the discontinued substances.
  • the evaporating during its promotion in the hollow screw shaft 4 refrigerant gas is discharged with the conveyed material parts.
  • the coolant gas does not adversely affect, for example, the subsequent low-temperature conversion of the organic substances and forms part of the conversion exhaust gases which, if necessary, can be freed of this inert gas fraction again.

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Abstract

Es wird ein Schneckenförderer mit einem an einen Stoffzulauf (1) angeschlossenen Gehäuse (2) und mit einer Förderschnecke (3) beschrieben, deren hohle Schneckenwelle (4) an einen Kühlmittelzulauf (12) angeschlossen ist. Um vorteilhafte Förderbedingungen zu sicher, wird vorgeschlagen, dass die hohle Schneckenwelle (4) im Förderbereich der Förderschnecke (3) radiale Durchtrittsöffnungen (10) für ein Inertgas als Kühlmittel aufweist.

Description

Schneckenförderer
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schneckenförderer mit einem an einen Stoffzulauf angeschlossenen Gehäuse und mit einer Förderschnecke, deren hohle Schneckenwelle an einen Kühlmittelzulauf angeschlossen ist.
Stand der Technik
In Anlagen zur Niedertemperatur-Konvertierung wird aus organischen Stoffen in einem thermo-katalytischen Aufschlussverfahren ohne Luftzufuhr von außen Starkgas mit hohem Heizwert gewonnen. Die organischen Stoffe werden dabei ei- nem für die Konvertierung vorgesehenen Reaktor mit Hilfe eines Schneckenförderers dosiert zugeführt, wobei insbesondere beim Einsatz von temperaturempfindlichen Stoffen, beispielsweise von Kunststoffen, Altreifen u. dgl., die Gefahr besteht, dass diese Stoffe weich werden bzw. schmelzen und verklumpen, was weder für die Stoffförderung innerhalb von Schneckenförderern noch für die weitere Verarbeitung dieser Stoffe günstig ist.
Zur Temperaturführung von zu plastifizierenden Kunststoffen mit Hilfe von Plastifizierschnecken ist es bekannt (DE 10201 1 1 1 6152 A1 ), die Schneckenwelle hohl auszubilden und zumindest abschnittsweise mit einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, zu beaufschlagen, das in einem Kreislauf über eine Heiz- und/oder Kühl- einrichtung geführt wird, um die Temperatur der Schneckenoberfläche entsprechend den jeweiligen Anforderungen steuern zu können. Zum Unterschied zu Plastifizierschnecken, in denen eine Erwärmung der eingesetzten Kunststoffe über die Schmelztemperatur angestrebt wird, soll bei Schneckenförderern zum Beschicken beispielsweise von Niedertemperatur-Konvertieranlagen ein Schmelzen der eingesetzten temperaturempfindlichen Stoffe tunlichst vermieden werden. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass eine entsprechende Kühlung der Schneckenwelle in einer bei Plastifizierschnecken bekannten Art nicht ausreicht, um Verklumpungen der unter einem weitgehenden Luftabschluss zu fördernden Stoffe ausschließen zu können. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Förderschnecke für temperaturempfindliche Stoffe, wie sie insbesondere für den thermo-katalytischen Auf- schluss eingesetzt werden, so auszugestalten, dass trotz einer förderbedingten Verdichtung der geförderten Stoffe deren Verklebung und Verklumpung aufgrund von Wärmeeinwirkungen unterbunden werden kann.
Ausgehend von einem Schneckenförderer der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die hohle Schneckenwelle im Förderbereich der Förderschnecke radiale Durchtrittsöffnungen für ein Inertgas als Kühlmittel aufweist. Durch das Vorsehen radialer Durchtrittsöffnungen in der hohlen Schneckenwelle wird der Durchtritt des inerten Kühlmittelgases aus der hohlen Schneckenwelle in das Schneckengehäuse mit der Wirkung ermöglicht, dass die geförderten Stoffe nicht nur über die Schneckenwelle, sondern auch unmittelbar durch das Kühlmittelgas gekühlt werden können, sodass über den gesamten Förderquerschnitt des Schneckenförderers Einfluss auf die Stofftemperatur genommen werden kann, und zwar über eine Kühlung der Oberfläche der Stoffteile durch das Inertgas. Dies bedeutet, dass aufgrund der wirksamen Oberflächenkühlung ein Verkleben der Stoffteile über ihre Oberfläche ausgeschlossen und damit die Verklumpungsgefahr gebannt wird. Da als Kühlmittel ein Inertgas, vorzugsweise Kohlendioxid, einge- setzt wird, bleibt die unmittelbare Kühlung der Stoffteile durch das Inertgas ohne Auswirkung auf die nachfolgende Behandlung dieser Stoffe. Allenfalls muss das Inertgas aus dem Abgas der Stoffbehandlung wieder abgeschieden werden. Besonders vorteilhafte Kühlungsbedingungen ergeben sich, wenn der Kühlmittelzulauf an eine Versorgungsleitung für ein flüssiges Inertgas anschließbar ist, das in der hohlen Schneckenwelle verdampft und durch die radialen Durchtrittsöffnungen der Schneckenwelle in den Förderraum des Schneckengehäuses strömt.
Um die Schneckenwelle unabhängig von der Zufuhr des Kühlmittelgases entsprechend den mechanischen Anforderungen gestalten zu können, empfiehlt es sich, ein sich bis in den Bereich des Stoffzulaufs erstreckendes Führungsrohr für das Kühlmittel koaxial innerhalb der hohlen Schneckenwelle drehfest anzuordnen, sodass das Kühlmittel durch das sich mit der Schneckenwelle mitdrehende Führungsrohr bis in den Aufgabebereich der zu fördernden Stoffe strömt, bevor es in die hohle Schneckenwelle austritt. Die Kühlung der Schneckenwelle ist ja erst in ihrem Förderbereich erforderlich, in dem auch die Stoffkühlung wirksam werden muss.
Bei der Ausgestaltung des Kühlmittelzulaufs ist der Antrieb der Schneckenwelle zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck kann der Kühlmittelzulauf als Drehanschluss ausgebildet werden, dessen Anschlussgehäuse ein Zulaufrohr für das Kühlmittel drehfest aufnimmt, das eine mit der hohlen Schneckenwelle oder dem Führungs- rohr verbundene, im Anschlussgehäuse drehbar gelagerte Anschlusshülse mit radialem Spiel durchsetzt. Aufgrund des drehfest im Anschlussgehäuse gehaltenen Zulaufrohrs, das die im Anschlussgehäuse drehbar gelagerte, drehfest mit der Schneckenwelle verbundene Anschlusshülse durchsetzt, kann das Kühlmittel in konstruktiv einfacher Weise in die angetriebene, hohle Schneckenwelle einge- bracht werden. Im Falle des Vorsehens eines innerhalb der Schneckenwelle vorgesehenen Führungsrohrs für das Kühlmittel ist die Anschlusshülse des Drehanschlusses nicht mit der hohlen Schneckenwelle, sondern mit dem sich mit der Schneckenwelle mitdrehenden Führungsrohr zu verbinden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer in einem schematischen Längsschnitt und
Fig. 2 einen vereinfachten Längsschnitt durch den als Drehanschluss ausgebilde- ten Kühlmittelzulauf in einem größeren Maßstab.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Der dargestellte Schneckenförderer weist ein an einen Stoffzulauf 1 angeschlossenes Schneckengehäuse 2 auf, in dem eine Förderschnecke 3 drehbar gelagert ist. Diese Förderschnecke 3 ist mit einer hohlen Schneckenwelle 4 versehen, die über ein Trägerrohr 5 mit Hilfe von Wälzlagern 6 drehbar innerhalb des Schneckengehäuses 2 gelagert ist. Das die Stirnwand 7 des Schneckengehäuses 2 durchsetzende Trägerrohr 5 wird über eine Motor-Getriebeeinheit 8 in herkömmlicher Weise angetrieben, um die über eine nicht dargestellte Dosiereinrichtung der Förderschnecke 3 über den Stoffzulauf 1 aufgegebenen, entsprechend zerkleiner- ten Stoffe einem am Austragsende an das Schneckengehäuse 2 angeschlossenen Förderrohr 9 zuzufördern.
Aufgrund äußerer Umweltbedingungen und förderbedingter Reibungen können die dem Schneckenförderer aufgegebenen und während der Förderung verdichteten Stoffteile einer unzulässigen Erwärmung ausgesetzt werden, die die Gefahr einer Verklebung der Stoffteile untereinander und mit dem Schneckenförderer mit sich bringt. Um dieser Gefahr in vorteilhafter Weise zu begegnen, ist die hohle Schneckenwelle 4 in ihrem Förderbereich mit radialen Durchtrittsöffnungen 10 für ein Kühlmittel aus einem Inertgas, vorzugsweise Kohlendioxid, versehen, das über ein zur Schneckenwelle 4 koaxiales, sich bis in den Bereich des Stoffzulaufs 1 erstre- ckendes Führungsrohr 1 1 eingeblasen wird.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, wird das Führungsrohr 1 1 drehfest im Trägerrohr 5 für die Schneckenwelle 4 gehalten. Zum Anschluss dieses Führungsrohrs 1 1 an einen Kühlmittelzulauf 12 ist das Führungsrohr 1 1 auf der dem Schneckengehäuse 2 abgekehrten Seite der Motor-Getriebeeinheit 8 mit einem Drehan- schluss verbunden, der ein feststehendes Anschlussgehäuse 13 und eine im An- schlussgehäuse 13 über ein Wälzlager 14 drehbar gelagerte Anschlusshülse 15 umfasst, die mit dem Führungsrohr 1 1 drehfest verbunden ist. Im Anschlussgehäuse 13 ist ein Zulaufrohr 1 6 drehfest gehalten, das die Anschlusshülse 15 mit radialem Bewegungsspiel durchsetzt und im Führungsrohr 1 1 mündet, sodass das in Form eines flüssigen Inertgases über eine Versorgungsleitung, für die ein An- schluss 17 angedeutet ist, zugeführte Kühlmittel durch das Zulaufrohr 1 6 in das Führungsrohr 1 1 und von dort in die hohle Schneckenwelle 4 strömt, um einerseits die hohle Schneckenwelle 4 in ihrem Förderbereich von innen zu kühlen und anderseits durch die Durchtrittsöffnungen 10 der Schneckenwelle 4 in den Förder- räum des Schneckengehäuses 2 zu gelangen und dort für eine unmittelbare Kühlung der aufgegebenen Stoffe zu sorgen. Das während seiner Förderung in die hohle Schneckenwelle 4 verdampfende Kühlmittelgas wird mit den geförderten Stoffteilen ausgetragen. Wegen des für die Weiterverarbeitung der Stoffteile inerten Verhaltens bedingt das Kühlmittelgas keinen nachteiligen Einfluss beispiels- weise auf die nachfolgende Niedertemperatur-Konvertierung der organischen Stoffe und bildet einen Teil der Konvertierungsabgase, die im Bedarfsfall von diesem Inertgasanteil wieder befreit werden können.

Claims

Patentansprüche
1 . Schneckenförderer mit einem an einen Stoffzulauf (1 ) angeschlossenen Gehäuse (2) und mit einer Förderschnecke (3), deren hohle Schneckenwelle (4) an einen Kühlmittelzulauf (12) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Schneckenwelle (4) im Förderbereich der Förderschnecke (3) radiale Durchtrittsöffnungen (10) für ein Inertgas als Kühlmittel aufweist.
2. Schneckenförderer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelzulauf (12) an eine Versorgungsleitung für ein flüssiges Inertgas anschließbar ist.
3. Schneckenförderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich bis in den Bereich des Stoffzulaufs (1 ) erstreckendes Führungsrohr (1 1 ) für das Kühlmittel koaxial innerhalb der hohlen Schneckenwelle (4) drehfest angeordnet ist.
4. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Kühlmittelzulauf (12) als Drehanschluss ausgebildet ist, dessen Anschlussgehäuse (13) ein Zulaufrohr (1 6) für das Kühlmittel drehfest aufnimmt, das eine mit der hohlen Schneckenwelle (4) oder dem Führungsrohr (1 1 ) verbundene, im Anschlussgehäuse (13) drehbar gelagerte Anschlusshülse (15) mit radialem Spiel durchsetzt.
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