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Patent Searching and Data


Title:
SCREW PRESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/192873
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a screw press for separating liquids from a suspension, in particular a sludge or fibrous suspension, said screw press comprising a conical or cylindrical and perforated casing (2) mounted in a housing (1) and comprising at least one cylindrical or conical screw shaft (3) that rotates in the casing (2) and that has at least one screw flight (4), wherein the suspension is pressed from a inlet opening (7) to an outlet opening (8) through an annular gap (5) formed between the casing (2) and the screw shaft (3) . The efficiency of the drainage should thereby be improved in that at least one screw flight (4) has at least one axial opening (6).

Inventors:
HAUGER, Torbjorn (Fjordsvingen 21, 3427 Gullaug, 3427, NO)
BREINES, Terje (Haugerudbratan 62, 3408 Tranby, 3408, NO)
Application Number:
EP2016/057564
Publication Date:
December 08, 2016
Filing Date:
April 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (Sankt Pöltener Strasse 43, Heidenheim, 89522, DE)
International Classes:
B30B9/12
Foreign References:
EP1990181A22008-11-12
JP2004181511A2004-07-02
NL2008502C2013-09-23
DE102006002016A12007-07-19
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension,

insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit einem, in einem Gehäuse (1 ) gelagerten, konischen oder zylindrischen und perforierten Mantel (2) und wenigstens einer im Mantel (2) rotierenden, zylindrischen oder konischen Schneckenwelle (3) mit zumindest einer Schneckenwendel (4), wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel (2) und der Schneckenwelle (3) gebildeten Ringspalt (5) von einer Einlass- (7) zu einer Auslassöffnung (8) gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schneckenwendel (4) zumindest einen axial verlaufenden Durchbruch (6) besitzt.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schneckenwendel (4) mehrere axiale Durchbrüche (6) aufweist.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede

Windung der Schneckenwendel (4) mindestens einen, vorzugsweise mehrere axiale Durchbrüche (6) besitzt.

4. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass zumindest ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle axialen Durchbrüche (6) einen kreisrunden oder einen länglichen, vorzugsweise ovalen Querschnitt aufweisen.

5. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schneckenwendel (4) im Bereich der Durchbrüche (6) nicht als Doppelwendel ausgebildet ist. 6. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle axialen Durchbrüche (6) als radial nach außen offene Aussparungen ausgebildet sind. 7. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass 25 bis 75 %, insbesondere 35 bis 65% der senkrecht zur Schneckenwelle (3) verlaufenden Querschnittsfläche des Durchbrüche (6) aufweisenden Bereichs der Schneckenwendel (4) durchbrochen sind. 8. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die axialen Durchbrüche (6) vorwiegend, vorzugsweise ausschließlich in der zur Einlassöffnung (7) weisenden Hälfte der Schneckenwelle (3) angeordnet sind. 9. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Durchbrüche (6) nur in einem Bereich vorhanden sind, der sich axial maximal über 1/3, insbesondere höchstens der Schneckenwelle (3) erstreckt und vorzugsweise in Förderrichtung unmittelbar nach der Einlassöffnung beginnt.

10. Schneckenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Durchbrüche (6) nur in einem Bereich vorhanden sind, der sich axial maximal über 1 ,2 m, insbesondere höchstens 1 m der Schneckenwelle (3) erstreckt.

1 1 .Schneckenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einlassöffnung (7) keine Durchbrüche (6) vorhanden sind. 12. Schneckenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwendel (4) maximal 8, vorzugsweise maximal 5 Durchbrüche (6) besitzt.

13. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der, vorzugsweise alle Durchbrüche (6) bis zur Schneckenwelle (3) reichen. 14. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Durchbrüche (6) in Forderrrichtung (10) vorzugsweise von Durchbruch (6) zu Durchbruch (6) abnimmt.

15. Schneckenpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Abstand jeweils zwischen zwei benachbarten, axialen Durchbrüchen (6) in Umfangsrichtung etwa gleich ist.

Description:
Schneckenpresse

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Abtrennen von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Schlamm- oder Faserstoffsuspension mit einem, in einem Gehäuse gelagerten, konischen oder zylindrischen und perforierten Mantel und wenigstens einer im Mantel rotierenden, zylindrischen oder konischen Schneckenwelle mit zumindest einer Schneckenwendel, wobei die Suspension durch einen zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle gebildeten Ringspalt von einer Einlass- zu einer Auslassöffnung gepresst wird.

Derartige Entwässerungsvorrichtungen sind seit langer Zeit bekannt und werden mit Erfolg insbesondere bei der Eindickung von Faserstoffsuspensionen in Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn verwendet. Dabei ist in der Regel eine angetriebene Förderschnecke innerhalb eines im Wesentlichen konzentrisch zylindrischen oder konischen, gelochten Blechmantels oder dergl. angeordnet. Die radial zugegebene Suspension wird im Zusammenwirken mit einer Staueinrichtung entwässert, wobei das Wasser durch den gelochten Blechmantel oder dergl. entweichen kann, während die Rejecte zurückgehalten werden.

Die Verdichtung und Entwässerung des Rejects wird verbessert, wenn für den Blechmantel eine konische Form gewählt wird, deren Durchmesser sich in Rejectlauf chtung verkleinert, wobei selbstverständlich auch der äußere Schneckendurchmesser an diese geometrischen Verhältnisse angepasst werden kann.

Werden die bekannten Entwässerungsschnecken wie beschrieben ausgeführt, so sind sie infolge der intensiven Reibung zwischen Reject und den Bauteilen der Maschine einem besonders großen Verschleiß ausgesetzt. Es findet nämlich eine beträchtliche Relativbewegung bei gleichzeitig enormen Axial- und Radialkräften zwischen dem bereits stark eingedickten Stoff und den Bauteilen statt. Zudem kann die Perforation des Mantels vor allem im Einlaufbereich relativ leicht verstopfen, was die Entwässerung sehr beeinträchtigt. Daher ist dort eine gleichmäßige Verteilung der Suspension zur Gewährleistung einer effektiven Vorentwässerung wichtig.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Effizienz der Entwässerung bei möglichst geringem Verschleiß zu verbessern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens eine Schneckenwendel zumindest einen axial verlaufenden Durchbruch besitzt. Über die Durchbrüche können sich Druckunterschiede in der Suspension axial entlang der Schneckenwelle ausgleichen, wodurch die Schneckenpresse am Einlauf gleichmäßig beaufschlagt wird. Um dies umfassend zu nutzen, sollte wenigstens eine Schneckenwendel mehrere axiale Durchbrüche aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn jede Windung der Schneckenwendel mindestens einen, vorzugsweise mehrere axiale Durchbrüche besitzt. Im Interesse einer einfachen Herstellbarkeit der axialen Durchbrüche sowie einer möglichst stabilen Schneckenwendel sollte zumindest ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle axialen Durchbrüche einen kreisrunden oder einen länglichen, vorzugsweise ovalen Querschnitt aufweisen. Dies ermöglicht eine große offene Fläche der Schneckenwendel bei dennoch ausreichender Stabilität.

Hinsichtlich der Anordnung und Ausgestaltung von axialen Durchbrüchen ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, wenn die Schneckenwendel als Doppelwendel ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Schneckenwelle zwei umeinanderlaufende Schneckenwendel trägt. So kann es beispielsweise hierbei vorteilhaft sein, dass nur eine Schneckenwendel axiale Durchbrüche oder aber beide Schneckenwendel unterschiedlich gestaltete axiale Durchbrüche besitzen.

Sollte nur abschnittsweise eine Doppelwendel vorhanden sein, so ist es von Vorteil, wenn die Durchbrüche nicht im Bereich der Doppelwendel liegen.

Vor allem bei Schneckenwellen mit Doppelwendel können zumindest ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere alle axialen Durchbrüche als radial nach außen offene Aussparungen ausgebildet sein. Dies führt zu einer Auflockerung des Stoffs im Siebbereich und erhöht so die Entwässerungsleistung.

Unabhängig von der Art der Durchbrüche hat es sich als optimal erwiesen, wenn 25 bis 75 %, insbesondere 35 bis 65% der senkrecht zur Schneckenwelle verlaufenden Querschnittsfläche des Durchbrüche aufweisenden Bereichs der Schneckenwendel durchbrochen sind.

Des Weiteren wurde erkannt, dass häufig die Perforation im Bereich der Einlassöffnung bei hohen Drücken am Einlass zur Verstopfung neigt. Daher sollten die axialen Durchbrüche vorwiegend, vorzugsweise ausschließlich in der zur Einlassöffnung weisenden Hälfte der Schneckenwelle angeordnet werden. Darüber hinaus steigt mit zunehmender Entfernung von der Einlassöffnung und damit auch zunehmender Verdichtung die Gefahr von RückStrömungen entgegen der Förderrichtung. Aus diesem Grund sollten die Durchbrüche auch nur in einem axial relativ begrenzten Bereich vorhanden sein, der vorzugsweise außerhalb des Bereichs der Einlassöffnung liegt, insbesondere in Förderrichtung unmittelbar nach der Einlassöffnung beginnt.

Je nach Größe, Konstruktion und Einsatz kann es daher vorteilhaft sein, wenn die axialen Durchbrüche nur in einem Bereich vorhanden sind, der sich axial maximal über 1/3, insbesondere höchstens der Schneckenwelle erstreckt und/oder der sich axial maximal über 1 ,2 m, insbesondere höchstens 1 m der Schneckenwelle (3) erstreckt und/oder die Schneckenwendel maximal 8, vorzugsweise maximal 5 Durchbrüche besitzt.

Unabhängig davon in welchem Abschnitt der Schneckenwendel Durchbrüche vorhanden sind, kann einer Rückströmung entgegen der Förderrichtung wirksam dadurch begegnet werden, dass die Querschnittsfläche der Durchbrüche in Förderrichtung tendenziell, vorzugsweise von Durchbruch zu Durchbruch abnimmt.

Im Interesse einer hohen Stabilität bei möglichst großer offener Fläche sollte zumindest ein Teil der, vorzugsweise alle Durchbrüche bis zur Schneckenwelle reichen.

Außerdem kann es ebenso von Vorteil sein, wenn der Abstand jeweils zwischen zwei benachbarten, axialen Durchbrüchen in Umfangsrichtung etwa gleichgroß ist.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : einen schematischen Längsschnitt durch eine Schneckenpresse und

Figur 2 bis 4: einen Teilquerschnitt einer Schneckenwelle 3 mit unterschiedlich gestalteten Schneckenwendeln 4.

Die in Figur 1 gezeigte Schneckenpresse dient zur Entwässerung einer zumindest teilweise von Altpapier gebildeten Faserstoffsuspension, wie sie zur Herstellung einer Faserstoffbahn benötigt wird.

Hierzu besitzt die Schneckenpresse eine, in einem zylindrischen Mantel 2

konzentrisch angeordnete und rotierbar gelagerte Schneckenwelle 3, wobei die Suspension von den Schneckenwendeln 4 der Schneckenwelle 3 durch einen zwischen dem Mantel 2 und der Schneckenwelle 3 gebildeten Ringspalt 5 von wenigstens einer Einlass 7- zu einer Auslassöffnung 8 gepresst wird. Die Suspension wird beim Durchlaufen des Ringspaltes 5 sowohl durch die Schwerkraft als auch durch eine beim Transport stattfindende Komprimierung entwässert. Dabei läuft das Wasser durch die Sieböffnungen des Mantels 2 in einen Entwässerungskasten mit einem Ablauf 9. Dieser Entwässerungskasten sammelt das aufgefangene Wasser und wird hier beispielhaft in das den Mantel 2 umgebende Gehäuse 1 integriert.

Um die Entwässerung zu intensivieren, kann die Schneckenwelle 3 und/oder der Mantel 2 derart konisch ausgebildet und angeordnet sein, dass sich der Ringspalt 5 in Förderrichtung 10 allmählich verkleinert.

Nach dem Durchlaufen des Ringspalts 5 gelangt die eingedickte Suspension in den Bereich der Auslassöffnung 8.

Die Schneckenwelle 3 wird von einem Motor 1 1 angetrieben, wobei ein Getriebe, ein Riemen o.ä. dazwischen geschaltet sein kann.

Besonders einfach gestaltet sich die Konstruktion, wenn wie hier dargestellt, die Zylinderachse 12 des Mantels 2 horizontal verläuft.

Insbesondere bei hohen Drücken im Bereich der Einlassöffnung 7 kann es zum Verstopfen der Perforation des Mantels 2 kommen, was die Entwässerungsleistung wesentlich beeinträchtigt.

Daher besitzen die Schneckenwendel 4 mehrere axial verlaufende Durchbrüche 6. Diese Durchbrüche 6 ermöglichen einen axialen Druckausgleich innerhalb der

Suspension und wirken so lokalen Überlastungen entgegen.

Im Ergebnis kann über die Betriebszeit eine hohe Entwässerungskapazität bei möglichst geringem Einlaufdruck gewährleistet werden.

Gemäß Figur 2 sind diese axialen Durchbrüche 6 oval mit Längserstreckung in Umfangsrichtung der Schneckenwendel 4

ausgebildet, was die Belastbarkeit der Schneckenwendel 4 nur relativ gering vermindert und dennoch eine große offene Fläche bei der Schneckenwendel 4 erlaubt. Da insbesondere im Bereich der Einlassöffnung 7 mit einem Verschluss der Perforation gerechnet wird, sind die axialen und hier kreisrunden Durchbrüche 6 bei Figur 1 auch nur in der zur Einlassöffnung 7 weisenden Hälfte der Schneckenwelle 3 angeordnet.

Konkret schließt sich der Bereich mit den Durchbrüchen 6 unmittelbar an die Einlassöffnung 7 in Förderrichtung 10 an und erstreckt sich dabei über einen relativ kurzen, axialen Abschnitt der Schneckenwelle 3, der kürzer als der Gesamtlänge der Schneckenwelle 3, insbesondere kürzer als 1 m ist.

Durch die Anordnung der Durchbrüche 6 nahe der Einlassöffnung 7 besteht kaum die Gefahr einer Rückströmung von Suspension infolge starker Verdichtung derselben.

Im Gegensatz hierzu werden die axialen Durchbrüche 6 in Figur 3 von radial nach außen offene Aussparungen gebildet.

Außerdem ist die Schneckenwendel 4 in diesem Beispiel als Doppelwendel ausgeführt. Von den zwei umeinanderlaufenden Wendeln der Schneckenwendel 4 besitzt nur eine Wendel axiale Durchbrüche 6.

Zwecks Vermeidung einer Rückströmung wird die Querschnittsfläche der Durchbrüche 6 in Förderrichtung 10 von Durchbruch 6 zu Durchbruch 6 kleiner. Bei der Ausführung gemäß Figur 4 reichen die Durchbrüche 6 bis zur Schneckenwelle 3 hin, was sich positiv auf die Stabilität der Schneckenwendel 4 auswirken kann.

Unabhängig von der Art der Durchbrüche 6 ist der Abstand jeweils zwischen zwei benachbarten, axialen Durchbrüchen 6 in Umfangsrichtung etwa gleichgroß, wobei es meist genügt, wenn die Schneckenwendel 4 insgesamt nur 5 Durchbrüche 6 hat.

Im Interesse einer hohen Effizienz der Durchbrüche 6 sind bei Figur 2 35 bis 65 % der senkrecht zur Schneckenwelle 3 verlaufenden Querschnittsfläche der Schneckenwendel 4 bezogen auf den Durchbrüche 6 aufweisenden Abschnitt der Schneckenwendel 4 durchbrochen.