DE3248059A1 - Auspresseinrichtung - Google Patents

Description

Auspreße inrichtung

Die Erfindung betrifft eine Auspreßeinrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen eines Flüssigkeit feststoffgemisches gemäß dem Oberbegriff von Anspruch· 1.

Aus der DE-OS 30 46 384 der Anmelderin ist eine Einrichtung zum Auspressen von Flüssigkeitsfeststoffgemischen bekannt mit durch den Preßzylinder ragenden Stiften. Die radial auf die Schnecke, zeigenden Stifte sollen verhindern, daß sich das auszupressende Gut mit der Schnecke mitdreht. Mittels der Stifte wird erreicht, daß sich ein ausreichender Förderdruck aufbaut.

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Durch die Einbringung von axialen und zur Schneckenachse hin offenen AbIaufbohrungen in den Stiften, die mit Ableitungsrohren in Verbindung stehen, wird erreicht, daß die ausgepreßte Flüssigkeit unmittelbar an der Stelle ihres Freiwerdens abgeführt werden kann, ohne daß durch die Abführöffnungen ein merklicher Druckverlust in Kauf genommen werden muß.

Durch die Stifte wird .das Gut, wie erwähnt, am Mitdrehen mit der Schnecke gehindert, so daß eine hohe Förderleistung und somit ein hoher Druck im Stiftzylinderbereich aufgebaut wird Durch den hohen Druck wird auch das Interzellular- und Zwischenvolumenwasser eines auszupressenden, organischen Gutes freigesetzt und kann durch die Ablaufbohrungen in den Stiften und aufgrund des hohen Druckgefälles von beispielsweise

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300 bar im Preßzylinder und 1 bar (Atmosphärendruck) in den Ablauf bohrungen abgeführt werden.

Da der Abstand zwischen den Stiftspitzen und dem Schneckenganggrund relativ gering, beispielsweise 0,3 mm, bemessen wird, erreicht man, daß nur sehr kleine, die Ablaufbohrungen nicht verstopfende Feststoffanteile mit abgeführt werden. Die Stiftspitzen v/erden der Rundung des Schneckenkernes angepaßt.
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Bei der Auspreßeinrichtung gemäß obiger DE-OS 30 46 384 zeigte sich, daß eine hohe Förderleistung und somit ein hoher Druck erreicht werden. Der hohe Druckaufbau wird in * erster Linie durch die radial in den Zylinderraum ragenden Entwässerungsstifte hervorgerufen, die das Mitdrehen des zu entwässernden Materials mit der Schnecke verhindern.

Die freigepreßte Flüssigkeit wird an zwei Stellen aus dem

geschlossenen Entwässerungssystem abgeführt, a") die sich an der Innenwandung befindende Flüssigkeit wird abgeführt durch die in den Schneckenstegrücken eingebrachten radialen Bohrungen, die wiederum mit den axialen Schneckenbohrungen im Schneckenkern in Verbindung stehen,

b) die sich im Schneckenganggrund befindende freigepreßte Flüssigkeit durch die, bis auf den Ganggrund heruntergezogenen und mit dem Ganggrund ■ Trennspalte bildenden, axiale Ablaufbohrungen aufweisenden Entwässerungsstifte, die mit Ableitungsrohren in Verbindung stehen.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Förderleistung der Auspreßeinrichtung für bestimmte Materialien, z.B. Baumrinden, zu groß ist, in Folge dessen die Entwässerungsverweilzeit auch

zu kurz wurde, wodurch unzureichend ausgepreßtes Gut aus der Einrichtung abgegeben wird.

Es mußte also eine Möglichkeit gefunden werden, auf der einen Seite die Entwässerungsverweilzeit zu verlängern und gleichzeitig die Kompressionsarbeit im Material zwecks Erzielung eines höheren Entwässerungsgrades zu erhöhen.

Da jedoch die Kompressionsarbeit in hohem Maße wiederum von der Förderleistung abhängig ist, die möglichst erhalten bleiben sollte, um auf einen wirtschaftlichen Ausstoß der An lage zu kommen, mußte ein anderer Weg eingeschlagen werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Förderleistung der Auspreßeinrichtung zu erhalten und gleichzeitig die Verweilzeit des auszupressenden Gutes.zu verlängern, bei voller Erhaltung der Kompressionsarbeit im Material zwecks Erzielung eines hohen Entwässerungsgrades. Dabei soll insbesondere auch der Anteil der Feststoffe,der in die Entwässerungsbohrungen der Stifte gelangt', so gering wie möglich sein.

Die Aufgabe wird gelöst durch die in den Ansprüchen niedergelegten Merkmale.

Durch die Ausbildung der Schnecke in der Ausstoßzone ohne Förderstege, erfährt der Druck in dieser Zone nur noch eine geringe Steigerung. Es wird in erster Linie Druck bzw. Förderleistung verbraucht, wobei hervorgehoben werden muß, daß ein Druckverbrauch in dieser Zone gleichzusetzen ist mit der Erhöhung der Kompressionsarbeit. Die Erhöhung der Kompressionsarbeit bedeutet jedoch, daß die AuspreßIeistung erhöht wird, was einer Erhöhung des Auspreßgrades, also des Trockensubstanzgehaltes gleichkommt.

Da keine Förderstege vorhanden sind, wird die Relativge-

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schwindigkeit zwischen dem auszupressenden Material und der Zylinderinnenwandung bzw. zwischen dem Preßgut und den, den Strömungswiderstand bildenden Entwässerungsstiften herabgesetzt, wodurch der freigepreßten Flüssigkeit ohne erneutes Vermischen mehr Zeit zum Abfließen in die Entwässerungsbohrungen zur Verfügung steht.

Dieser Vorgang kommt dem Gesamtentwässern des Materials sehr entgegen, weil in der vorgeschalteten Einzugszone eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen Material und Zylinderinnenwandung vorhanden' war, so daß der periphäre Materialbereich ohnehin einen höheren Entwässerungsgrad aufweist, als der Materialbereich um den Schneckenkern herum. Es erfolgt so-"mit in der Ausstoßzone ein gewisser Ausgleich, wodurch der Gesamtentwässerungsgrad weiter erhöht wird.

Durch eine ringförmige Querschnittserweitung in der Ausstoßzone zwischen Schneckenkern und Zylinderinnenwandung wird erreicht, daß das einen zunehmenden Trockensubstanzgehalt' aufweisende Material· trotz zunehmender Verfestigung ausgestoßen wird, wodurch Störungen der Anlage bzw. sogar ein Schneckenstillstand vermieden werden. Durch diese Maßnahme wird also die Funktionstüchtigkeit der Anlage maßgeblich beeinflußt.

Um in dem förderstegfreien Abschnitt zu vermeiden, daß sich kleine Feststoffteilchen in die Trennspalte zwischen den Stiftspitzen und dem Schneckenkern schieben, wurde ein stufenförmiger, radialer Rücksprung, d.h. eine Durchmesserreduzierung des Schneckenkernes an der Stelle vorgenommen, an der die Stiftspitzen mit-dem Kern Entwässerungstrennspalte bilden. Feststoffanteile können somit nicht durch nachfolgendes Material in die Trennspalte geschoben werden, weil die Trennspalte durch die stufenförmigen Rücksprünge abgedeckt werden.

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Bevorzugte Ausführungsformen ringförmiger Querschnittserwei terungen v/erden in Anspruch 2 beansprucht.

In Anspruch 3 wird die sternförmig versetzte Anordnung der Stifte der einzelnen,hintereinander angeordneten Stiftebene beansprucht, wodurch in vorteilhafter Weise sichergestellt wird, daß das durch die vorhergehende Förderzone in die Ausstoß zone geförderte Material an äLlen Stellen erfaßt wird. Wenn das Material beispielsweise von der einen Stiftebene nicht erfaßt wird, so wird es gegen die versetzten Stifte der nachfolgenden Stiftebene gepreßt usw.

Um im Falle der Ausbildung einer sehr langen Ausstoßzone eine geringe Förderleistung in dieser Zone durchführen zu können, kann es zweckmäßig sein, schräg zur Schneckenachse auf dem Schneckenkern Rührspachtel förderwirksam anzuordnen und zwar jeweils zwischen den einzelnen Stiftebenen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen wiedergegeben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch eine bevorzugte Auspreßeinrichtung.

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1

gekennzeichnet mit X.

Mit 1 wird die Auspreßschnecke bezeichnet, die in dem Preßzy linder 2 angeordnet ist. Die Schnecke wird durch eine nicht gezeigte Antriebseinheit in Drehbewegung versetzt, wodurch

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das auszupressende Gut nach vorne zur Austrittsöffnung 20 gefördert wird.

In dem Preßzylinder 2 im Innenmantel sind in Schneckenachsrichtung verlaufende Nuten 3 eingebracht, die im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet sein können. Die Nuten können jedoch auch rechteckig oder halblereisförmig ausgebildet sein.

In der Stiftzylinderzone 29 wird der Preßzylinder 2 mittels radial auf die Schneckenachse zeigende und bis auf den Ganggrund der Schnecke 1 reichende Stifte 6 durchdrungen. Den Stiften 6 sind Unterbrechungen 7 der wendelförmig verlaufenden Schneckenstege 8 zugeordnet, und zwar in einer Breite "entsprechend dem Durchmesser der Stifte 6.

Die Stifte 6. werden in den Preßzylinder 2 eingeschraubt und mittels Muttern 9 arretiert. Die einzelnen Stifte 6 können entsprechend weit in den Preßzylinder 2 eingeschraubt werden, um den Abstand zwischen der Stiftspitze und dem Schnekkenkern variieren zu können.

Die Stifte 6 sind zu einzelnen Stiftebenen 10 bis 14 zusammengefaßt. Die Stiftebene 12 wird im Querschnitt in Fig, 2 dargestellt und besteht in diesem Fall aus vier Stiften 6. Es können ebenfalls auch sehr viel mehr Stifte 6 um den Umfang der Schnecke herum angeordnet werden. Die Zahl der Stifte ist abhängig von den Wasseranteilen des zu entwässernden Gutes.

In den Stiften 6 sind axiale Ablaufbohrungen 22 eingebracht, die mit Ableitungsrohren.23 verbunden sind.

Das Flüssigkeitsfeststoffgemisch wird durch den Trichter 17 in den Raum 18 zwischen den einzelnen Schneckenstegen 8 eingegeben und durch die Drehbewegung der Schnecke 1 in Rieh-

tung auf die Austrittsöffnung 20 gefördert.

Im Einzugsbereich erfährt das Gut eine erste Pressung und die leicht auspreßbare Flüssigkeit fließt durch die Seiheröffnungen 21 ab. Danach wird das Gut in den Stiftzylinderbereich 15 gefördert, wo es durch· die in den Preßzylinder 2 ragenden Stifte 6 am Mitdrehen mit der Schnecke gehindert wird. Vor den Stiften 6 staut sich kurzfristig das Gut, wodurch der Druck in dem Schneckengang ansteigt, bis das Gut in dem Gang durch das nachfolgende Gemisch weitergeschoben wird, wenn der sich drehende Schneckenganginhalt an einem freien, nicht durch Stifte 6 behinderten Teil des Umfangs an langt.

Im Stiftzylinderbereich wird der größte Druck auf das auszupressende Gut ausgeübt, wodurch das Interzellular- und Zwischenvolumenwasser freigesetzt wird und wodurch ein Trockensubstanzgehalt je nach Material von 50 - 85 % und kontinuierlich erhalten wird.

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Die Austrittsöffnung 20 wird mittels druckbelasteten Konus 24 verschlossen. Nur ab einem bestimmten, vorgewählten Druck öffnet sich die Austrittsöffnung 20. Durch diese Maßnahme entsteht eine Druckerhöhung in der Stiftzylinderzone 29 und der Ausstoßzone 30.

Die wesentlichste Voraussetzung für den hohen Entwässerungsgrad des Flüssigkeitsfeststoffgemisches besteht jedoch in der Anordnung von in den Stiften axial angeordneten Ablaufbohrungen 22, weil in dem Bereich der Auspreßeinrichtung, in dem mittels des sehr hohen Druckes das Interzellular- bzw Zwischenvolumenwasser ausgepreßt wird, auch die Ableitungsmöglichkeit für die freigepreßte Flüssigkeit geschaffen wurde.

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Es ist von ausschlaggebender Bedeutung, die einmal freigepreßte Flüssigkeit möglichst an der Stelle des Auspressens auch abzuführen, ohne daß eine erneute Vermischung mit dem Feststoff in nennenswertem Umfang stattfinden kann.

Durch das Einbringen der Ablaufbohrungen 22 in die Stifte 6 wird insbesondere jedoch erreicht, daß die freigepreßte Flüssigkeit abgeführt v/erden kann, ohne daß ein nennenswerter Druckverlust in den Zonen 29 und 30 auftritt» Auf der anderen Seite wird der hohe Druckaufbau für die Auspreßung des Zellwassers gebraucht, um derartig hohe Trockensubstanzgehalte erreichen zu können.

Aus Fig. 1 ist eine Aufteilung der Auspreßeinrichtung in die Einzugszone 28,

die Stiftzylinderzone 29 und die Ausstoßzone 30

zu erkennen. Ausstoßzone 30 weist einen förderstegfreien Schneckenabschnitt 31 auf. Schneckenkern 37 verjüngt sich im Durchmesser in Arbeitsrichtung, während der Preßzylinder 2 einen gleichbleibenden Durchmesser 38 aufweist.

Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß der freie, ringförmige Querschnitt zwischen Kern 37 und Zylinderinnenwand 38 sich in Arbeitsrichtung vergrößert, wodurch bei einer Zunahme des Trockensubstanzgehaltes, d.h. einer Zunahme des verfestigten Materials, in vorteilhafter Weise jegliche Blockiererscheinungen der Schnecke 1 vermieden werden.

Auf dem förderstegfreien Schneckenabschnitt 37 sind jeweils vor den einzelnen Stiftebenen 11-14 Ringbunde 32 angeordnet mit einer hochgezogenen Kante, durch die die zwischen den Stiftspitzen 33 und dem Grund 34 gebildeten Tennspalte 35 für das zur Austrittsöffnung 20 gepreßte Material abgedeckt sind, so daß fast keine Feststoffteilchen in die

Trennspalte 35 gelangen, was insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich wird.

Aus Fig. 2 ist die versetzte Anordnung der Stifte der einzelnen Stiftebenen 11 und 12 erkennbar, so daß das zur Austrittsöffnung 20 gepreßte Material, wenn es mehrere Stiftebenen passiert hat, mindestens einmal gegen einen Stift gepreßt worden und somit entwässert ist.

Um bei sehr langen Ausstoßzonen 30 die Förderung des Gutes zu unterstützen, können auf dem förder stegfre ien -Schneckenabschnitt 31 zwischen den einzelnen Stiftebenen 11-14 for· derwirksame Rührelemente 36 angeordnet sein. Die Länge der "Ausstoßzone ist abhängig vom Feuchtigkeitsgehalt wie auch von der Entwässerbarkeit des auszupressenden Materials.

Durch die schräge Anordnung der Rührelemente, entsprechend der Steigung der Schneckenstege in der Einzugszone, wird da: Material jeweils durch die Umdrehung der Schnecke we'itergefördert und von den folgenden Stiftebenen erfaßt.

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	-j —	-Ai -
1	2	BEZUGSZEICHENLISTE
5	3	Schnecke
	6	Preßzylinder
	7	Zylindernuten
	.8	Stifte
	9 ■ =	Unterbrechungen
10	10	Schneckenstege
	11	Muttern
	12	Stiftebene
	13	Stiftebene
	14	Stiftebene
15	17	Stiftebene
	18	Stiftebene
	20	Trichter
	21 ' =	Raum
	22	Austrittsöffnungen
20	23	Se iheröffnungen
	24	" Ablaufbohrungen
	25	Ableitungsrohre
	26	Konus
	27	Stegbohrung
25	28	Schneckenbohrung
	29	Stegrückennut
	30	Einzugszone
	31	Stiftzylinderzone
	32	Ausstoßzone .
50	33	förderstegfreier Schneckenabschnitt
	34	Ringbund
	35	Stiftspitze
	36	Grund
	Trennspalte
35	Rührelemente

W ί. t U U V VJ

Λ	5	Schneckenkern
■ 37	10	ZyIinderinnenwandung
38	15
20
25
30
55

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Auspreßeinrichtung zum Trennen der flüssigen von den festen Bestandteilen eines Flüssigkeitsfeststoff gemisches mit einer in einem Preßzylinder drehbaren und antreibbaren Schnecke, mit einem wendelförmig darauf angeordneten Schneckensteg, mit den Preßzylinder radial durchdringenden, auf die 'Schneckenachse zeigenden und bis auf den Ganggrund reichenden, zu einzelnen vertikalen Stiftebenen zusammengefaßten Stiften, denen entsprechend breite Unterbrechungen der wendelförmig um den Schnekkenkern verlaufenden Schneckenstege zugeordnet sind und mit axialen, in den Stiften und zur Schneckenachse hin offen ausgebildeten Ablaufbohrungen, die mit Ableitungsrohren in Verbindung stehen,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß eine Ausstoßzone (30) gebildet wird, durch einen förderstegfreien Schneckenabschnxtt (31), daß in der Ausstoßzone (30) der freie ringförmige Querschnitt zwischen Schneckenkern (37) und Zy-

   η linderinnenwandung (38) sich in Arbeitsrichtung vergrößert,

   daß auf dem Schneckenkern (37) der Ausstoßzone (30) ein stufenförmiger, radialer, umlaufender

   c Rücksprung angeordnet ist und daß der Grund (34) des Rücksprunges mit den radialen, stationären Entwässerungsstiften (6) Trennspalte (35) bildet für die Abführung der freigepreßten Flüssigkeit.

   2. Auspreßeinrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Schneckenkern (37) der Ausstoßzone (30) in Arbeitsrichtung sich verjüngend und der Zylinderinnendurchmesser (38) gleichbleibend ist oder daß der Zylinderinnendurchmesser in Arbeitsrich- q tung konisch sich erweiternd bei gleichbleibendem Kerndurchmesser der Schnecke ausgebildet ist,

   3. 'Auspreßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet,

   daß die Stifte (6) der einzelnen, orthogonal zur Schneckenachse angeordneten Stiftebenen (10, 11, 12, 13, 14) in Materialdurch-30

   flußrichtung gesehen hintereinander von Stiftebene zu Stiftebene sternförmig versetzt angeordnet sind.

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   14. Auspreßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß auf dem förderstegfreien Teil (31) der Schnecke förderwirksame Rührspachtel (36) zwischen den einzelnen Stiftebenen angeordnet sind',