DE1872888U - Selbstreinigender schneckenwaermeaustauscher. - Google Patents

Description

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Gm 194 SP-Dr.P.~us 26. März 1963

Besehreibung
zur Anmeldung von

EALLE

liiesbaaen-Biebrieh

für ein Gebrauchsmuster auf

Selbstreinigender οCiineekenwärmeaustauscher

Es ist bekannt, Sclmeclcenniaschinen in geschweißter Bauart zum kontinuierlichen Kühlen oder Heizen von Produkten, insbesondere solchen von körniger, flockiger oder teigartiger Beschaffenheit zu verwenden, Diese Maschinen werden mit einer oaer mehr schnecken gebaut und sind mitunter mit Liantelheizung bsw. Mantelkühlung oder mit Mantelheisuiig und Innenrohrheizung bzw. -kühlung oder auch mit beheizten bzw. gekühlten hohlen Schneckengängen ausgerüstet.

Alle bekannten Schneckenwärmeaustauscher geschweißter Bauart, die für große Durchsatzmengen geeignet sind, haben den lachteil, daß sie nicht für Güter verwendbar sind, die zum .ankleben an den Schnecken neigen, .als Polgen

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dieser imklebungen ergeben sicli nämlich bei den bekannten 3 clrneckenwärme aus tauscher^ je nach ihrer Bauart der eine oder der andere einer iteihe von Mißständen, beispielsweise eine erhebliche Herabsetzung des Wärmeübergangs, ein Zuwachsen der dehnecken und damit eine Verminderung ihrer Förderleistung oaer gar ein J'örderausfall, ein Quetschen des Grutes, ein Verklemmen der Schnecken gegeneinander bei Maschinen mit mehreren oelmecken und dadurch eine Erhöhung der erforderlichen antriebsleistung oder ein ubertrocknen des aniiaftenden Produkts, welches beim gelegentlichen Ablösen eine ^ualitätsversehlechterung auch des gesamten normal durchlaufenden Produkts bewirkt.

Zweck der Erfindung ist es, einen bchneckenwärmeaustauscher mix mindestens zwei ineinandergreifenden Schnecken mit hohlen, mit Kühl- oder Heizmittel beschickbaren vorzugsweise aus gesogenem Blech gebildeten ächneckengängen zu schaffen, mit dem auch teigartige und an sich oder beim Kühlen oder Lr v?arme η zum ankleben neigende G-üter gekühlt oder erwärmt werden können, ohne daß die oben geschilderten liaehteile auftreten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei den ochneckenv/ärmeaustauschern mindestens zwei ochnecken zu gleichsinnigem üinlauf miteinander verbunden sind und aie hohlen, mit Heiz- oder Kühlmittel beschick-

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baren Schneekengänge derartig ineinandergreifen, daß der äußere Sehne ekenkama. eines jeden Sehne ο leengang es im gesamten Eingriffsbereich die aneinanderstoßenden Planken z?/eier Sehneekengänge der benachbarten Schnecke berührt oder fast berührt.

Der 3-egenstand der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt Abb. 1 die ujeilansicht eines zweiteiligen Ausführungsbeispieles. In den Abb. 2 und 3 sind je eine Teilansieht von Sonderausführungen dargestellt. Abb. 4 und 5 zeigen leilansicht einer Anordnung von vier Schnecken in Aufsicht "bzw. Seitenansicht. Abb. 6 zeigt einen Wärmeaustauscher in Seitenansicht und Abb. 7 eine Vorderansicht davon; Abb. 8 zeigt einen iTeil einer ochnecke teilweise im öchnitt.

Bei den Schneckenwärmeaustauschern gemäß der Erfindung besteht jede schnecke in an sich bekannter ■^feise aus dem ^chneekenkern 1 und den darauf in einer Schraubenlinie aufgesehweißten Schneckenblättern 2. Jeweils zwei benachbarte Sehneckeiiblätter, z.B. 2 θ, und 2 To, sind am Sehneckenkainrü 3 miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt, und bilden dadurch zwischen sich und dem Schneckenkern 1 einen spiralig verlaufenden Hohlraum 1 "i , der mit Kühloder Heizmittel beschickbar ist. Die beiden miteinander und dem ächneckenkem 1 in dieser «eise verbundenen Schneckenblätter 2 werden im Vorliegenden als Schneckengang bezeichnet

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und die aulBenliegeiiäeii Oberflächen der ochneekenbla/tter eile seine Planken. Laufen mehr als ein solciier Sehneckengang nebeneinander um den oeimeekenkern herum, dann wird eine solche Schnecke als mehrgängig bezeichnet. In den Bereich dieser Anmeldung fallen ochneckenwärmeaustauscher mit eingängigen Schnecken wie auch solche mit mehrgängigen Schnecken.

Bei den Sehneckenwärmeaustauschern gemäß der Erfindung wird durch entsprechende Pro füge bung der hohlen Dchneckengänge, die von aer G-aiigzahl und der !formgebung des öchneckenkammes abhängig ist, erreicht, daß der eingreifende Schneckenkaruiii eines gedeii Schneckenganges die Blanken der benachbarten Schnecke im gesamten Überschneidungsbereich berührt oder wenigstens annähernd berührt. Infolge der &leichläufigkeit zweier benachbarter schnecken sind ihre Bewegungsrichtungen in allen Berührungspunkten, d.h. entlang der ganzen !Berührungslinie, einander entgegengesetzt, so daß der Seimeckenkamm eines Schneckenganges einer Schnecke auf den aneinanderstoßenden i'lanken zweier bchneckengänge der benachbarten Schnecke eine Kratzbewegung ausführt und diese damit sauberhält. Zum Beispiel hält die Kazite 3 a die Flanken auf den iächneckenblättern 2 a und 2 d satiber. ideser Vorgang ist wechselseitig, so daß sich zwei benachbarte Schnecken gegenseitig auskämmen.

Bei dem in Abb. 1 schematisch dargestellten Beispiel aer bchnecke eines solchen zweigängigen Schnecken-

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wärmeaustauschers wird die Äusschälkurve durch die Schrauben-'./ linie. am äußeren Sohneckenradius bestimmt. Die (Kite ; des .Ineinanderpassens der Schneeken hängt wesentlich τοη der Einhaltung einer über die ganze Länge gleichmäßigen Schneckensteigung ab.

. Bei der Herstellung solcher Schnecken ist es je nach der Art des verwendeten Blattmaterials möglich,.daß. beim Schweißen ein Verziehen der SchneGkenblätter nur sehr y schwer zu vermeiden ist. Herstellungsmäßig ergibt.sich in ■ den lallen, wo mit· einem, solchen Verziehen zu rechnen.ist, eine Vereinfachung dadurch, daß -man.von der berechenbaren . theoretischen Form der Sohneckengangflanken etwas abweicht, indem man den Querschnitt des freien Durchganges zwischen den Sohneckengangflanken am äußeren Schneckendurchmesser in .. radialer Richtung gerade, begrenzt. Dies läßt sich beispiels- -_: weise in der Weise verwirklichen, daß die am äußersten. :/ Sohneckenumfang verlaufende Kante 3 der Sehneckengängs von.. _: ■ einem auf die Schneckenblätter 2-aufgesetzten Streifen- 5\ gebildet wird. ' . / /. ..

. Eine andere praktische Verwirklichung;: ;. / ' dieser Vereinfachung besteht darin," daß man-die beiden..- _: ■ . Schneckenblätter der Schraubengänge am Schneckenumfang,· ein Stück 6 aneinanderliegend. verschweißt. Bei diesen von der " - . berechenbaren theoretischen Form etwas abweichenden Ausfuhr, rung s art en mit radial nach außen ,gerichteten Eandstüclien-^:; _: . lassen sich etwa auftretende Verwerfungen durch Richten .■_ dieser Randstücke leicht ausgleichen. ■-. - .-

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Eine besonders gute Umwälzung und Wärme-.."

austauschwirkung auf das, zu "behandelnde Gut erzielt man mit; Tfarmeaust aus ehern gemäß der Erfindung, die zwei oder mehr Paare ineinandergreifender Schnecken enthalten, von.-denen jeweils "benachbarte Paare zu gegensinnigem Drehen mitexn- ander verbunden sind. Die .Abb. 4 und 5 zeigen die. Anordnung der Schnecken eines solchen Austauschers mit zwei Paaren, ineinandergreifender Schnecken. Bei ihm bilden von den ." vier Schnecken 7, 8, 9 und TO die beiden Schnecken 7 und 8 ein. Paar sich gegenseitig auskämmender Schnecken und.; die ..;..-beiden Schnecken 9 und 1-0 ein zweites solches Paar. Die . V--vier Schnecken sind in an sich bekannter, in den Abb.ν . - . nicht dargestellter ¥eise so miteinander verbunden, daß, ^: die Schnecken 7 und 8 sich im Sinne des /Uhrzeigers drehen,, wenn die Schnecken 9 und: 10 eine Drehung entgegen dem-Uhr-. zeiger vollführen, und umgekehrt. . ^: VV-

Das fifärmeübertragungsmittel wird den .

Schnecken, zweckmäßigerweise mittels einer in der Aehsenmitte der Schnecke liegenden zweistufigen Bohrung.12 .zu-geführt, in welche zwei ineinandergesteckte Rohre hineingesführt sind. Die beiden Rohre, und die weitere Stufe der .." Bohrung reichen bis zum Anfang der Schnecke. Die engere Bohrung stellt die Verbindung zum Ende der Schnecke-her.:■ V Anfang und Ende des Schneekenganghohlraums 11" stehen durch" ; je eine-radiale Bohrung 13 mit der in der Schneckenachse ^:. liegenden Bohrung 12 in Verbindung. - " - - _;

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Hinsiclitlicli des freien Raumes für den. zu ■behandelnden Stoff und der Größe der Austauschfläche sindzweigängige Sonnecken sehr "vorteilhaft. Jür zweigängige Schnecken läßt sich der Querschnitt des freien Räume's :.--'..■_ zwischen .zwei benachbarten Schneckengängen einer Schnecke .. beispielsweise durch die nachstehende !Formel annäherungsweise, für die praktische .Anwendung, aber genügend genau., :·; darstellen, wenn vorausgesetzt wird, daß die Breite s der Kante. 3 am äußeren Sehneckenumfang· klein ist gegenüber dem äußeren Sehneckendurchmes.ser D, dem Schnecken--■ '■". '■ kerndurchmesser d und der Steigung der Schneckengänge h, und wenn der äußere Schneckendurchmesser D= 2 d ist;

sin

ι-1 · (i - ·)3- i- 0.5

In dieser formel bedeutet a die halbe Wellenlänge einer Sinus-' funktion. Sie- beträgt, wenn h und s als gegebene Größen, anzusehen sind, Ä .(¹O - s). Der Querschnitt 4 g. des freien Burch- ganges 4- zwischen zwei Schneckengängen hat demnach -'.ale einer. Pläche, die von einem Seilstuck einer. Kurve begrenzt, wird, welche einer Sinusfunktion entspricht■■", deren -Amplitude gleich -χ und deren Wellenlänge gleich- 3 · (-ö - s), also gleich" dem Dreifachen der Differenz zwischen der halben Steigung h, der Schneckengänge und der Breite s der Kante 3 am .äuß-eren .

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Schneckenumfang ist« Das Teilstück der Kurve wird dabei ■-

fir 5'ΙΓ

zwischen den Winkelwerten 7- und ?■ begrenzt. Die ■ "■""." Breite s- der Kante 3 entspricht in den in den Abb.. 1 und: 5>_;; dargestellten Fällen der doppelten Dicke der Schnecken- .
blätter 2, in dem in Abb. 2 dargestellten !Fall-entspricht ^: sie der .Dicke des aufgesetzten Streifens 5.

Die Schnecke eines dieser 'formel, aus- /;. .

geführten Schneckenwärmeaustauschers ist beispielsweise, .·. in Abb. 1 dargestellt.

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Claims (6)

RA.215BB2-29.A13 KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Firma Unsere Zeichen Tag Blatt 194 SP-Or.P.-us 26.3.1963 -9- Schutz a .-η- s ρ r ü c he ·;. :- ; -": :;

1. Schneckenwärmeaustauscher mit mindestens -zwei ^; ineinandergreifenden Schnecken mit hohlen, mit Kühl-voder ; . Heizmittel beschickbaren aus Sohneckenblättern gebildeten -..: Schneckengängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken-, zu gleichsinnigem Drehen miteinander verbunden sind_: und . derart ineinandergreifen, . daß .-der äußere G-ewindekariiin, ;(3 ;.a-} " eines jeden Schneckenganges im/gesamten Eingriffbereich ;'. an den aneinanderstoßenden llänke.n (2 a und 2- d) zweier Schneckengänge der benachbarten Schnecke dicht vorbeiführt*"

2. Sohne ckenwärme aus tauscher nach Anspruch-T.,.- -. dadurch gekennzeichnet, daß die am äußersten Schnecken-/". ■ umfang verlaufende Kante (3)- der Schneckengänge von einem. \ auf die Schneckenblätter aufgesetzten sich in radialer ;^: Eichtung erstreckenden Streifen-(5) gebildet wird.. ' .' - :."

3. Schneckenwärmeaustauscher nach Anspruch 1.,; 3 ■■'■ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sohneckenblätter ·. der Schneckengänge am Schneckenumfang ein Stück (.6)"■·"auein-, anderliegen. ."■■■■■-..· . ;___ - . ".

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4. - - Schneckenwärmeaustauscher nach-Jnsprueh ΐ bis 3, dadurch gekennzeichnet,- Saß er mindestens zwei ·.Paare _. (7, 8 und 9 j 10) ineinandergreifender Schnecken enthält und ^: jeweils 'benachbarte Paare zu gegensinnigem Drehen mitein- ^■ ander verbunden sind. . . . _: "_ ^: "

5. - - Schneckenwärmeaustauscher nach Anspruch ΐ bis 4j dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken mit\min-_ ■ ■: destens zwei Schneckengängen versehen sind., ; ; ;■ V -.;.

6. " ' Schneckenwärmeaustauscher mit zweigängiger Schnecke nach Anspruch 1 bis A-, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (4 q.) des freien Durchganges. "(4) \. zwischen den Schneekengängen von einer Kurve .begrenzt.wird, _

11T ^TT

welche zwischen den Winkelwerten ^" und §■" nach einer ,Sinus--.. funktion verläuft, deren Amplitude gleich dem halben .- ... -■..,. Schneckendurchmesser und deren Wellenlänge gleich der ,dreifachen Differenz zwischen der halben -Steigung (h) der . .·■■ '■;> Schneckengänge und der Breite (s) der Kante (3). am äußersten "' Schneckenumfang ist. " . . . ' _: ;-, ' \

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