Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pressschnecke eines Pressschnecken- Separators, einen Pressschneckenseparator mit dieser Pressschnecke, ein Verschleißelement der Pressschnecke sowie ein Verfahren zum Herstellen der Pressschnecke.

Pressschneckenseparatoren werden zum Auspressen einer Trübe verwendet. Die Trübe kann insbesondere Gülle oder Abwasser sein. Die Abwässer können sowohl aus kommunalen als auch aus industriellen Anlagen stammen, wobei diese stets in feste und flüssige Bestandteile getrennt werden sollen. In dem Gehäuse der Pressschneckenseparatoren ist üblicherweise ein zylindrisches Sieb angeordnet, innerhalb dessen eine Schnecke rotiert. Mittels der Schnecke wird die Trübe durch den Pressschneckenseparator gefördert und gepresst. Durch das Sieb hindurch treten die flüssigen Anteile der Trübe, während sich innerhalb des Siebes ein Feststoffpfropfen ausbildet. Durch die rotierende Schnecke wird der Feststoffpfropfen an ein Ende des Pressschneckenseparators gefördert, um dort ausgegeben zu werden. Im Bereich des Feststoffpfropfens tritt an der Schnecke der höchste Verschleiß auf. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pressschnecke eines Pressschneckenseparators anzugeben, die bei kostengünstiger Herstellung einen verschleißoptimierten Betrieb ermögiicht. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, einen entsprechenden Pressschneckenseparator mit der Pressschnecke sowie ein Verschleißelement für die Pressschnecke anzugeben. Ferner soll ein Verfahren zum effizienten Herstellen der Pressschnecke gezeigt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weitergestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.

Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Pressschnecke eines Pressschneckenseparators. Die Pressschnecke umfasst dabei eine Basisseele. Auf dieser Basisseele ist zumindest eine Schneckenwendel angeordnet. Ferner umfasst die Pressschnecke ein Verschleißelement. Das Verschleißelement weist eine Zusatzseele auf. Auf dieser Zusatzseele ist zumindest ein Schneckenwendelabschnitt angeordnet. Die Basisseele und die Zusatzseele sind ineinander steckbar, so dass die Schneckenwendel im zusammengesteckten Zustand in den Schneckenwendelabschnitt übergeht. Es gibt auch Pressschnecken mit mehreren Schneckenwendeln. Dementsprechend sind auch Verschleißelemente vorgesehen, bei denen auf der Zusatzseele mehrere Schnecken- wendelabschnitte angeordnet sind. Die Basisseele und die Zusatzseele sind bevorzugt rohrförmige Elemente. Die Schneckenwendel bzw. der Schneckenwendelabschnitt sind spiralförmig auf der Basisseele bzw. Zusatzseele angeordnet. Das Verschleißelement kann bei entsprechendem Verschleiß am Schneckenwendelabschnitt ausgewechselt werden.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass im zusammengesteckten Zustand die Schneckenwendel der Basisseele und der Schneckenwendelabschnitt des Verschleißelementes überlappen und flächig aneinander liegen. Durch dieses flächige Aneinanderliegen kann das Drehmoment von der Schneckenwende! auf den Schneckenwendeiabschnitt übertragen werden.

Der Schneckenwendeiabschnitt steht in axialer Richtung bevorzugt über die Zusatzseele über. Im zusammengesteckten Zustand erstreckt sich dann der Schneckenwendeiabschnitt auf die Basisseele und kann somit mit der Schneckenwendel der Basisseele überlappen.

Die Basisseele weist bevorzugt einen ersten Abschnitt mit einem ersten Außendurch- messer und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Außendurchmesser auf. Der zweite Außendurchmesser ist dabei kleiner als der erste Außendurchmesser. Die Zusatzseele wird bevorzugt auf den zweiten Abschnitt aufgesteckt. Durch diese unterschiedlichen Außendurchmesser an der Basisseele entsteht ein stufenloser Übergang von der Basisseele auf die Zusatzseele.

Die Basisseele weist bevorzugt eine erste konische Ringfläche auf. Die Zusatzseele weist bevorzugt eine zweite konische Ringfläche auf. Im zusammengesteckten Zustand liegen die beiden konischen Ringflächen aneinander an. Dadurch ist eine konische Passung zwischen Basisseele und Zusatzseele gegeben. Die konischen Ringflächen sorgen daher für eine Zentrierung der beiden Bauteile zueinander.

Der Schneckenwendeiabschnitt auf der Zusatzseele erstreckt sich über bevorzugt maximal 360°, vorzugsweise über maximal 180°, besonders vorzugsweise über maximal 120°. Es ist also bevorzugt vorgesehen, dass lediglich ein kurzer Teil, nämlich der Endbereich der gesamten Schneckenwendel durch den Schneckenwendeiabschnitt des Verschleißelementes gebildet wird. Bei einem Abschnitt der Schneckenwendel von 120° kommt es bei einer Schnecke mit zwei Wendeln nicht zu einer möglichen Verengung zwischen den beiden Wendeln. Eben dieser Endbereich ist insbesondere dem Verschleiß ausgesetzt und wird durch den Schneckenwendeiabschnitt des Verschleißelementes gebildet.

Bei Pressschnecken gibt es üblicherweise im Anschluss an die Schneckenwendel einen sog.„Pfropfenbereich". Dieser Pfropfenbereich ist gebildet durch einen Abschnitt, der lediglich aus der Seele, ohne Schneckenwendeln, besteht. In diesem Bereich bildet sich ein ringförmiger Pfropfen aus Feststoff, in einer ersten Variante ist die Zusatzseeie des Verschleißelementes relativ lang und der Schneckenwendeiabschnitt des Verschieißelementes erstreckt sich nur über einen relativ kurzen Bereich der Zusatzseele. Dadurch ist der Pfropfenbereich durch das Verschleißelement gebildet.

In einer bevorzugten zweiten Variante wird jedoch das Verschleißelement relativ kurz ausgebildet, so dass die Zusatzseele im Wesentlichen nur so lang ist, um den Schneckenwendeiabschnitt des Verschieißelementes zu tragen. Der Pfopfenbereich wird durch ein Klemmrohr ohne Schneckenwendeln gebildet. Das Verschleißelement ist dementsprechend zwischen diesem Klemmrohr und den SchneckenwendeSn der BasisseeSe eingeklemmt. Der oben beschriebene zweite Abschnitt mit dem kleineren Außendurchmesser der Basisseele wird sowohl zum Aufstecken des relativ kurzen Verschleißelementes als auch zum Aufstecken des Klemmrohrs genutzt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Basisseele im ersten Abschnitt, die Zusatzseele und das Klemmrohr den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Im zusammengebauten Zustand ergibt sich somit ein einheitlicher Außendurchmesser der gesamten Seele. Alternativ gehen die Außendurchmesser stufenlos ineinander über, so dass eine konische Seele entsteht.

Das Verschleißelement weist eine erste Länge auf. Das Klemmrohr weist eine zweite Länge auf. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zweite Länge zumindest genauso groß ist, wie die erste Länge. Insbesondere ist vorgesehen, dass die zweite Länge zumindest doppelt so groß ist, wie die erste Länge. Das Klemmrohr wird also im Vergleich zur Zusatzseele des Verschleißelementes relativ lang ausgeführt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn man die unterschiedlichen Herstellungsmethoden betrachtet: Bevorzugt ist vorgesehen, das Verschleißelement als Gussteil zu fertigen. Für das Klemmrohr hingegen wird ein Rohr aus umgeformtem Metall verwendet. So ist das Gussteil möglichst klein.

Des Weiteren ist bevorzugt ein Halteelement vorgesehen. Dieses Halteelement ist besonders vorzugsweise als Zugstange ausgebildet. Die Zugstange kann auch über eine Innenverstrebung mit der Basisseele verbunden werden. Über das Halteelement kann die Basisseele mit einem Antrieb des Pressschneckenseparators verbunden werden. Um eine feste Verbindung zwischen der Basisseele und dem Verschleißelement zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verschleißelement bzw. das Klemmrohr mit dem Halteelement fest verbunden, insbesondere verschraubt ist.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zusatzseele bzw. das Klemmrohr derart mit dem Halteelement verbunden wird, so dass der Schneckenwendeiabschnitt gegen die Schneckenwendel gepresst wird. Dadurch sind eine sichere Verbindung und eine gute Übertragung des Drehmoments von der Schneckenwendel auf den Schnecken- wendelabschnitt sichergestellt.

Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Pressschneckenseparator zur Abscheidung fester Bestandteile aus einer feste und flüssige Bestandteile enthaltenden Trübe. Der Pressschneckenseparator weist ein Gehäuse auf. In diesem Gehäuse ist ein zylindrisches Sieb angeordnet. Innerhalb des Siebes wird eine der soeben beschriebenen Pressschnecken angeordnet. Entweder das Sieb oder die Pressschnecke können innerhalb des Gehäuses in Rotation versetzt werden. Dadurch kann die Trübe ausgepresst werden. Des Weiteren umfasst die Erfindung das Verschleißelement für die Pressschnecke des Pressschneckenseparators. Dieses Verschleißelement umfasst die beschriebene Zusatzseele, die zum Ineinanderstecken mit der Basisseele ausgebildet ist, und zumindest einen auf der Zusatzseele angeordneten Schneckenwendeiabschnitt. Bevorzugt ist das Verschleißelement wie oben beschrieben relativ kurz ausgebildet und wird zusammen mit einem Klemmrohr eingesetzt.

Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Pressschnecke beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und die Unteransprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendung für den erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator und für das erfindungsgemäße Verschleißelement.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Pressschnecke eines Pressschneckenseparators, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen der Basisseele mit zumindest einer auf der Basisseele angeordneten Schneckenwendel, Bereitstellen des Verschleißelementes mit der Zusatzseeie und dem auf der Zusatzseele angeordneten Schneckenwendelabschnitt, und Ineinanderstecken der Basisseele und der Zusatzseeie, so dass die Schneckenwendel in den Schneckenwendelabschnitt übergeht. Bei Verwendung des kurzen Verschleißelementes wird zusätzlich ein Klemmrohr auf die Basisseeie aufgesteckt.

Die im Rahmen der Pressschnecke beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und die Unteransprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendung für das erfindungsgemäße Verfahren.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zum Bereitstellen der Basisseele eine herkömmliche Pressschnecke abgedreht wird, und das Verschleißelement auf den abgedrehten Anteil der Basisseeie aufgesteckt wird. Dadurch können auch herkömmliche, bereits auf dem Markt befindliche Pressschnecken umgebaut werden, sodass das Verschleißelement hier Anwendung findet.

Im Folgenden werden anhand der Figuren zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Pressschnecke gezeigt. Dabei zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Pressschneckenseparator mit einer erfindungsgemäßen Pressschnecke gemäß beiden Ausführungsbeispielen,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Pressschnecke gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Pressschnecke gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die erfindungsgemäße Pressschnecke gemäß dem Ausführungsbeispiel im noch unvollständig montierten Zustand, die erfindungsgemäße Pressschnecke gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 6-8 die erfindungsgemäße Pressschnecke gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Montagezuständen, und

Fig. 9 das Verschleißelement der Pressschnecke gemäß dem zweiten

Ausführungsbeispiel.

Im Folgenden wird anhand von Fig. 1 ein Pressschneckenseparator für beide Ausführungsbeispiele beschrieben. Fig. 2 bis 4 zeigen das erste Ausführungsbeispiel. Fig. 5 bis 9 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel. Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Pressschneckenseparator 2 in teilweiser aufgeschnittener Darstellung. Der Pressschneckenseparator 2 umfasst ein Gehäuse 3. In dem Gehäuse 3 ist eine Pressschnecke 1 angeordnet. Die Pressschnecke 1 befindet sich innerhalb eines zylindrischen Siebes 25.

Die Pressschnecke 1 ist mit einem Getriebe 7 verbunden. Das Getriebe 7 wird über einen Elektromotor 8 angetrieben. Mittels des Getriebes 7 und des Elektromotors 8 kann die Pressschnecke 1 in Rotation versetzt werden.

Über einen Einlass 4 wird Trübe in das Gehäuse 3 eingeleitet. Von links nach rechts wird durch Rotation der Pressschnecke 1 diese Trübe ausgepresst. Die Flüssigkeit entweicht radial nach außen durch das Sieb 35 und verlässt über einen Ablauf 5 das Gehäuse 3. Im rechten Bereich des Pressschneckenseparators 2 bildet sich innerhalb des Siebes 25 ein Feststoffpfropfen. Dieser verlässt das Gehäuse 3 über einen Auslass 6.

Mit Bezugszeichen 9 ist die Achse der Pressschnecke 1 und des zylindrischen Siebes 25 gekennzeichnet. Diese Achse 9 definiert die "axiale Richtung" der gesamten Anordnung.

Im rechten Bereich der Pressschnecke 1 bildet sich der Feststoff pfropfen. In diesem Bereich sind die Schneckenwendeln einem besonders hohen Verschleiß ausgesetzt. Fig. 2 bis 4 zeigen im Detail den Aufbau der Pressschnecke 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiei. Fig. 2 zeigt hierzu den fertig zusammengebauten Zustand der Pressschnecke 1 . Die Pressschnecke 1 setzt sich zusammen aus einer Basisseele 10 mit zwei Schneckenwendeln 1 1 und einem aufgesetzten Verschieißelement 12.

Fig. 3 zeigt die Pressschnecke 1 ohne das Verschieißelement 12. In Fig. 4 ist ein unfertiger Zustand gezeigt, bei dem das Verschleißelement 12 noch nicht vollständig auf die Basisseele 10 aufgesteckt ist. Die Fig. 2 bis 4 zeigen, dass sich die Basisseele 10 in einen ersten Abschnitt 18 und einen zweiten Abschnitt 19 unterteilt. Auf dem ersten Abschnitt 18 sitzen die beiden Schneckenwendeln 1 1 . Der zweite Abschnitt 19 weist einen kleineren Außendurchmesser als der erste Abschnitt 18 auf. Auf den zweiten Abschnitt 19 wird das Verschleißelement 12 aufgesteckt.

Das Verschleißelement 12 setzt sich zusammen aus einer Zusatzseele 13 und zumindest einem Schneckenwendelabschnitt 14 auf der Zusatzseele 13. Sowohl die Basisseele 10 als auch die Zusatzseele 13 sind rohrförmige Elemente, die entlang der Achse 9 konzentrisch aufeinandergesteckt werden.

Dieses Aufeinanderstecken erfolgt derart, dass der Schneckenwendelabschnitt 14 an der entsprechenden Schneckenwendel 1 1 flächig anliegt, so dass sich wie in Fig. 2 gezeigt, ein Überlappungsbereich 23 ergibt. Das Drehmoment vom Getriebe 7 wird über ein Halteelement 15, auch bezeichnet als Zugstange oder Innenverstrebung, auf die Basisseele 10 übertragen. Hierzu erstreckt sich das Halteelement 15 konzentrisch zur Achse 9 durch die Basisseele 10 und die Zusatzseele 13. Am pfropfenseitigen Ende der Pressschnecke 1 ist eine Scheibe 17 auf die Zusatzseele 13 aufgesetzt. Des Weiteren befindet sich hier eine Mutter 16 zum Verschrauben der Zusatzseele 13 über die Scheibe 17 mit dem Halteelement 15.

Das Verschrauben des Verschleißelementes 12 mit dem Halteelement 15 erlaubt ein Aufpressen des Schneckenwendelabschnittes 14 auf die Schneckenwendel 11 . Für eine gute Zentrierung des Verschieißelementes 12 auf dem zweiten Abschnitt 19 ist eine Passfläche 20 auf dem zweiten Abschnitt 19 vorgesehen. Des Weiteren sorgen eine erste konische Rohrfläche 21 an der Basisseele 10 und eine zweite konische Rohrfläche 22 an der Zusatzseele 13 für eine exakte Passung der beiden Bauteile.

Um Ansammlungen von Feststoff zu vermeiden sind die Enden der Schneckenwendel 1 1 und des Schneckenwendelabschnitts 14 mit einer Abschrägung 24 versehen.

Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, weist die Zusatzseeie 13 einen Pfropfenabschnitt 26 auf. An diesem Pfropfenabschnitt 26 sind keinerlei Schneckenwendeln vorgesehen. In diesem Bereich bildet sich der Feststoffpfropfen innerhalb des Pressschneckenseparators 2.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist im Überlappungsbereich 23 der Schneckenwendel- abschnitt 14 dem Pfropfenbereich zugewandt. Durch die derartige Ausbildung des Überlappungsbereichs 23 wird sichergestellt, dass über den Überlappungsbereich das Drehmoment sicher von der Schneckenwendel 1 1 auf den Schneckenwendelabschnitt 14 übertragbar ist. Fig. 5 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Pressschnecke 1. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist das Verschleißelement 12 wesentlich kürzer ausgeführt als im ersten Ausführungsbeispiel. Zur Ausbildung des Pfropfenbereichs ist im zweiten Ausführungsbeispiel ein Klemmrohr 27 auf den zweiten Abschnitt 19 der Basisseele 10 aufgesteckt.

Fig. 6 zeigt die Basisseele 10 mit der Schneckenwendel 1 1 ohne Verschleißelement 12 und ohne Klemmrohr 27. Gemäß Fig. 7 wird zunächst das Verschleißelement 12 in verkürzter Form aufgesteckt. Daraufhin erfolgt gemäß Fig. 8 ein Aufstecken des Klemmrohrs 27. Das Klemmrohr 27 wird über die Scheibe 17 und die Mutter 16 befestigt.

Fig. 9 zeigt im Detail das verkürzte Verschleißelement 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Ausbildung der konischen Rohrflächen 21 , 22 sowie die Ausbildung der Schneckenwendelabschnitte 14 entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiei. Vorteilhafterweise können im zweiten Ausführungsbeispiei auch am Stoß zwischen Zusatzseele 13 und Klemmrohr 27 entsprechende konische Rohrflächen vorgesehen werden. Wie Fig. 8 und 9 zeigen, weist das Verschieißeiement 12 eine erste Länge 28 auf. Das Kiemmrohr 27 erstreckt sich über eine zweite Länge 29. Die zweite Länge 29 ist vorteilhafterweise wesentlich länger als die erste Länge 28, so dass der benötigte Pfropfenbereich ohne Schneckenwendeln zur Verfügung steht. Bei einem Verschleiß muss lediglich das relativ kurze Verschleißelement 12 ausgewechselt werden. Das Klemmrohr 27 kann weiter verwendet werden.

Die erste Länge 28 ergibt sich aus zwei Bereichen: (i) Das Stück der Zusatzseele 13, auf dem die zwei Schneckenwendelabschnitte 14 angeordnet sind. Diese besitzen entgegen der Transportrichtung, zur Anlage an die Schneckenwendel 1 1 aus der Figur 7 herausstehende Enden, die der Verdrehsicherung dienen. Und (ii) das Stück der Zusatzseele 13 mit der dritten Länge 28a, auf dem sich keine Schneckenwendelabschnitte befinden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass in Transportrichtung unmittelbar hinter den beiden Flügelenden auf dem Durchmesser der Zusatzseele 13 ein hoher Verschleiß zu verzeichnen ist.

Bevorzugt beträgt die dritte Länge 28a 10% bis 50%, besonders bevorzugt 15% bis 30% des Außendurchmessers der Schneckenwendeln 1 1 bzw.

Schneckenwendelabschnitte 14. Insbesondere liegt die dritte Länge 28a zwischen 30mm und 100mm.

Zum Herstellen der Pressschnecke 1 ist insbesondere auch vorgesehen, dass herkömmliche Pressschnecken im Bereich des zweiten Abschnitts 19 abgedreht werden. Dadurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Verschleißelement 12 aufzustecken. Bezugszeichenliste

1 Pressschnecke

2 Pressschneckenseparator

3 Gehäuse

4 Einlass

5 Ablauf

6 Auslass

7 Getriebe

8 Elektromotor

9 Achse

10 Basisseele

11 Schneckenwendel

12 Verschleißelement

13 Zusatzseele

14 Schneckenwendelabschnitt

15 Halteelement

16 Mutter

17 Scheibe

18 erster Abschnitt

19 zweiter Abschnitt

20 Passfläche

21 erste konische Rohrfläche

22 zweite konische Rohrfläche

23 Überlappungsbereich

24 Abschrägung

25 Sieb

26 Pfropfenbereich

27 Klemmrohr

28 erste Länge

29 zweite Länge

28a dritte Länge