DE102004037350B3

DE102004037350B3 - Extruder und Filtereinheit für einen Extruder

Info

Publication number: DE102004037350B3
Application number: DE102004037350A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Gernand; Robert Czarnetzki; Ralph Krauß; Georg Ruhland
Original assignee: HB-FEINMECHANIK GmbH and CO KG; HB FEINMECHANIK GmbH and Co KG
Current assignee: HB-FEINMECHANIK GmbH and CO KG; HB FEINMECHANIK GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneckenextruder zum Extrahieren einer Flüssigkeit aus einem flüssigkeitshaltigem Stoff und/oder aus einem Gemisch von festen oder flüssigen Bestandteilen mit einer Filtereinheit, welche einer oder mehreren Schnecken des Extruders benachbart angeordnet ist. Die Filtereinheit kann dabei einen schichtförmigen Aufbau aus flüssigkeitsundurchlässigen Schichtelementen aufweisen, die an aufeinanderfolgenden Schichten angeordnet sind und Zwischenräume der Filtereinheit definieren, die Strömungswege für die Flüssigkeit festlegen, wobei zumindest eine Austrittsöffnung eines Zwischenraums eine größere Tiefe als eine Eintrittsöffnung desselben Zwischenraums besitzt. Die Filtereinheit kann sich über einen Teil des Umfangs der Schneckenanordnung des Extruders erstrecken und so befestigt sein, daß sie quer zu der Längserstreckung der Extruderschnecke bzw. Extruderschnecken abnehmbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Extruder und eine Filtereinheit für einen Extruder zum Abtrennen von flüssigen Bestandteilen aus einer Fest-/Flüssig-Phase. Derartige Extruder werden beispielsweise zur Gewinnung von Öl aus Pflanzenteilen, insbesondere bei der Rapsölgewinnung, angewandt.

Bekannte Extruder dieser Art sind als Schneckenextruder ausgeführt, bei denen das zu pressende Material durch eine oder mehrere ineinander greifende oder aneinander anliegende Schnecken verdichtet wird. Das verdichtete Preßgut (der sogenannte Preßkuchen) wird an einem Sieb oder einem Filter vorbeigefördert und die flüssige Phase wird durch dieses ausgeschieden.

Das US-Patent Nr. 1 700 407 offenbart einen solchen Schneckenextruder mit einer einzelnen Schneckenwelle. Als Filter dient eine Packung von mehreren aufeinandergeschichteten Platten mit jeweils einem Abstand zwischen den Platten, aus denen die Flüssigkeit austreten kann. Die Platten sind senkrecht zu der Förderrichtung der Schnecke angeordnet und umgeben die Schnecke in Umfangsrichtung vollständig.

Das US-Patent Nr. 5 333 556 offenbart eine ähnliche Konstruktion, jedoch in der Ausführungsform für einen Doppelschneckenextruder. Zwei parallel verlaufende Schnecken, die teilweise ineinandergreifen, sind ebenfalls vollständig von einem Filter umgeben. Der Filter ist aus hintereinander geschichteten Platten aufgebaut, die jeweils eine mittlere Ausnehmung aufweisen, welche die Doppelschneckenanordnung vollständig umgibt. Die Platten sind senkrecht zur Förderrichtung der Schnecken angeordnet. Zwischen jeweils zwei Platten befinden sich Abstandshalter in Form eines flachen U-förmigen Abstandsblechs oberhalb der Schneckenanordnung und eines geraden Abstandsblech unterhalb der Schneckenanordnung. Die abzutrennende flüssige Phase des Preßkuchens tritt zwischen dem oberen und unteren Abstandsblech seitlich aus der Filteranordnung aus.

Das US-Patent Nr. 1 722 814 beschreibt den Aufbau eines Einschneckenextruders mit einem zylindrischen Filter, der die Schneckenwelle vollständig umgibt. Das Filter ist ebenfalls aus aufeinandergeschichteten Platten aufgebaut, die senkrecht zur Förderrichtung der Schnecke angeordnet sind. Es sind abwechselnd glatte Platten und in radialer Richtung gewellte Platten aufeinandergeschichtet, so daß Kanäle von der Innenseite zur Außenseite der zylindrischen Filtereinheit gebildet werden.

DE 298 11 871 U1 offenbart einen zylindrischen Seiherkorb für eine Schneckenpresse, der aus mehreren, identisch geformten Seiherstäben hergestellt ist. Die Seiherstäbe weisen im Schnitt senkrecht zur Extruderschnecke eine Keilform auf. Die Seiherstäbe bilden Austrittsöffnungen, die in der Breite senkrecht zu den Seiherstäben von der Eintrittsseite des Seiherkorbes zur Austrittsseite des Seiherkorbes in der Breite zunehmen.

DE 198 31 334 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung von Materialien mittels eines Extruders. Zur Abscheidung der Flüssiganteile ist an einem konischen Abschnitt einer einzelnen Extruderschnecke ein Sieblockkonus vorgesehen. Dieser Konus besteht aus zwei Hälften, die sich zu Reinigungs- und Wartungszwecken von der Extruderschnecke seitlich demontieren lassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Extruder der eingangs genannten Art mit einem verbesserten Aufbau des Filters in einer solchen Extruderanlage zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung bezieht sich sowohl auf den Aufbau des Filters selbst, als auch auf die Anordnung des Filters innerhalb des Extruders.

Die Aufgabe wird durch eine Filtereinheit nach Anspruch 1 bzw. durch einen Schneckenextruder nach Anspruch 19 gelöst. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Filtereinheit vorgesehen zum Abtrennen einer Flüssigkeit aus einem Gemisch mit festen und flüssigen Bestandteilen in einem Extruder mit einem schichtförmigen Aufbau aus flüssigkeitsundurchlässigen Schichtelementen, die in aufeinanderfolgenden Schichten angeordnet sind. Dabei begrenzt zumindest ein Teil der flüssigkeitsundurchlässigen Schichtelemente ein oder mehrere Zwischenräume der Filtereinheit, die sich von einer Eintrittsseite der Filtereinheit bis zu einer Austrittsseite der Filtereinheit erstrecken, an der Flüssigkeit in die Filtereinheit eintritt bzw. aus dieser austritt, wobei diese Zwischenräume einen Strömungsweg für die Flüssigkeit von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite festlegen und jeder Zwischenraum eine oder mehrere Eintrittsöffnungen und ein oder mehrere Austrittsöffnungen aufweist, die jeweils von Schichtelementen begrenzt werden. Eine erfindungsgemäße Filtereinheit ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einem der Zwischenräume zumindest eine Austrittsöffnung zumindest abschnittsweise eine Tiefe, bezogen auf die Richtung der Schichtabfolge, aufweist, die größer als die maximale Tiefe, bezogen auf die Richtung der Schichtabfolge, der Eintrittsöffnung desselben Zwischenraums ist.

Unter der Tiefe des Zwischenraums ist dabei die Abmessung in derjenigen Richtung zu verstehen, in der die Schichtelemente aufeinanderfolgen (Schichtungsrichtung). In vielen Fällen entspricht diese Richtung der Richtung der Längsachse der Filtereinheit.

Bei dem schichtförmigen Aufbau der Filtereinheit muß eine Schicht nicht notwendigerweise aus einem einzigen Schichtelement bestehen. Vielmehr kann eine Schicht auch mehrere Schichtelemente umfassen, die in einer Schicht entweder unmittelbar aneinander anschließen können oder auch voneinander beabstandet sein können, so daß innerhalb einer Schicht ein Zwischenraum zwischen den Schichtelementen gebildet wird. Die Schichtelemente selbst werden vorzugsweise durch Platten oder plattenförmige Elemente gebildet, wobei eine Platte in dem hier verwendeten Sinne auch ein Blech mit einer im Vergleich zu den anderen Abmessungen geringen Dicke sein kann.

Der Abfluß- oder Strömungsweg der Flüssigkeit in der Filtereinheit von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite wird durch die vorangehend genannten Zwischenräume festgelegt, die von flüssigkeitsundurchlässigen Wänden begrenzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Wände sämtlich durch die besagten Schichtelemente gebildet. Allerdings muß bei einer erfindungsgemäßen Filtereinheit der Zwischenraum nicht vollständig von Schichtelementen begrenzt sein, sondern kann insbesondere auch nur über einen Teilbereich von Schichtelementen begrenzt sein. Ein Begrenzen in dem hier verwendeten Sinn kann also eine vollständige oder eine abschnittsweise Begrenzung beinhalten. Eine Ausführungsform, bei der die Zwischenräume nur teilweise oder abschnittsweise durch Schichtelemente begrenzt werden, könnte z.B. vorsehen, daß die Schichtelemente in einem Gehäuse aufgenommen sind, welches die Filtereinheit seitlich begrenzt, so daß die Zwischenräume nur in der Schichtungsrichtung von Schichtelementen begrenzt werden, während sie in seitliche Richtung durch das Gehäuse, in dem die Schichtelemente aufgenommen sind, begrenzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform werden allerdings die Zwischenräume vollständig durch Schichtelemente begrenzt. Dies bedeutet insbesondere, daß in einem bestimmten Teilabschnitt die Schichtelemente, welche den Zwischenraum begrenzen, unmittelbar und dicht an einem in Schichtungsrichtung folgenden oder vorangehenden Schichtelement anliegen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Austrittsseite der Filtereinheit gegenüber der Eintrittsseite. Allerdings kann auch vorgesehen sein, daß die Austrittsseite nicht der Eintrittsseite gegenüberliegt, sondern z.B. eine Seite ist, welche die Eintrittsseite und die gegenüberliegende Seite verbindet. Eine erfindungsgemäße Filtereinheit kann auch ggf. mehrere Austrittsseiten aufweisen.

In einem Zwischenraum, der durch Schichtelemente begrenzt wird, können weitere Schichtelemente vorhanden sein, welche z.B. seitliche Begrenzungen des Zwischenraums bilden können, wenn sich der Zwischenraum nicht über die ganze Breite der Schicht erstreckt, oder welche eine Eintritts- bzw. Austrittsöffnung oder auch in Schichtungsrichtung aufeinanderfolgende Eintrittsöffnungen in einem Zwischenraum festlegen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß mehrere in Richtung der Schichtabfolge aufeinanderfolgende Schlitze als Eintrittsöffnung vorgesehen sind, die jedoch alle in denselben Raumbereich münden. Ebenso kann auf der Austrittsseite vorgesehen sein, daß mehrere in Richtung der Schichtabfolge aufeinanderfolgende Austrittsöffnungen in einen gemeinsamen Raumbereich münden. Der besagte Zwischenraum ist dabei derjenige zusammenhängende Raumbereich, der alle Eintritts- und Austrittsöffnungen verbindet, welche in einer Fluidverbindung miteinander stehen.

Die Erfindung kann insbesondere vorsehen, daß eine Eintrittsöffnung mindestens eines Zwischenraums durch zwei in der Richtung der Schichtabfolge aufeinanderfolgende, allerdings nicht notwendig unmittelbar aufeinanderfolgende Schichtelemente zumindest teilweise begrenzt wird, wobei diese Schichtelemente im Bereich der Eintrittsöffnung Wände bilden und zumindest eines der beiden Elemente zumindest eine dem Zwischenraum zugewandten Vertiefung und/oder zumindest eine Ausnehmung enthält, wobei diese Vertiefung bzw. Ausnehmung in einem Abstand von der Eintrittsöffnung beginnt und sich vorzugsweise bis zu einer Austrittsöffnung erstreckt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Strömungsweg in einem gewissen Abstand von den Eintrittsöffnungen, welche feste Bestandteile zurückhalten sollen, vergrößert, so daß der Abfluß verbessert wird. Falls eine Vertiefung vorgesehen ist, wird dadurch die Abmessung des Zwischenraums in der Richtung der Schichtabfolge vergrößert, wobei das entsprechende Schichtelement den Zwischenraum begrenzt. Im Falle einer Ausnehmung, d.h. eines materialfreien Bereichs, kann eine Fluidverbindung zu einer benachbarten Schicht hergestellt werden. Auf diese Weise kann der für den Abfluß zur Verfügung stehende Raum derart erweitern, daß er sich, bezogen auf die Schichtungsrichtung, über mehrere Schichten erstreckt. Wird ein Schichtelement mit einer Ausnehmung mit einem darauf folgenden durchgängigem Schichtelement kombiniert, hat dies einen ähnlichen Effekt wie eine Vertiefung in einem Schichtelement, allerdings mit einer größeren Tiefe.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß eine Eintrittsöffnung eines Zwischenraums durch zwei in der Richtung der Schichtabfolge aufeinanderfolgende Schichtelemente begrenzt wird, die im Bereich der Eintrittsöffnung Wände bilden, wobei zumindest eines der beiden Elemente in der Richtung senkrecht zu der Eintrittseite und der Schichtungsrichtung eine Abmessung besitzt, die kleiner ist als die entsprechende Abmessung der Filtereinheit. Bei dieser Weiterbildung endet das eine Schichtelement in einem gewissen Abstand von der Eintrittsseite, so daß in dem auf dieses Schichtelement innerhalb der Schicht folgenden Bereich eine Fluidverbindung zu der nächsten Schicht hergestellt werden kann. Wenn dieses Schichtelement unmittelbar in der Richtung der Schichtabfolge auf ein von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite durchgängiges Schichtelement ohne Ausnehmungen folgt, kann dadurch eine Vertiefung des Zwischenraums über der gesamten Breite des Schichtelements realisiert werden. Ebenso kann natürlich auch vorgesehen sein, daß eine solche über die gesamte Breite des Schichtelements verlaufende Vertiefung in einem einzigen Schichtelement ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zumindest eine Eintrittsöffnung eines Zwischenraums in der Richtung der Schichtabfolge durch zwei flächenförmige Schichtelemente begrenzt wird, zwischen denen zumindest im Bereich der Eintrittsseite Abstandselemente angeordnet sind, welche die Tiefe der Eintrittsöffnung zwischen den beiden Schichtelementen festlegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß ein Zwischenraum in der Richtung der Schichtabfolge durch zwei in der Richtung der Schichtabfolge aufeinanderfolgende, allerdings nicht notwendig unmittelbar aufeinanderfolgende flä chenförmige Schichtelemente begrenzt wird, die sich von der Eintrittsseite der Filtereinheit bis zur Austrittsseite erstrecken, wobei zwischen diesen beiden Schichtelementen jedoch weitere Schichten mit weiteren Schichtelementen vorhanden sind. Derartige Schichtelemente können beispielsweise Elemente sein, welche einen Zwischenraum in der Richtung der Breite der Schicht seitlich begrenzen oder aber auch z.B. Schichtelemente mit Ausnehmungen, welche in dem Zwischenraum eine Fluidverbindung zwischen verschiedenen Schichten herstellen oder innerhalb einer Schicht den als Strömungsweg zur Verfügung stehenden Zwischenraum auf bestimmte Teilabschnitte, die den Bereichen der Ausnehmungen entsprechen, begrenzen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß Abstandselemente einen Zwischenraum seitlich von der Eintrittsseite bis zu der Austrittsseite begrenzen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die erfindungsgemäße Filtereinheit einen mehrlagigen Aufbau auf, wobei in einer oder mehreren Lagen (Schichten) Schlitze gebildet werden, in welche Flüssigkeit eintreten kann, während die Feststoffe daran zurückgehalten werden, und die Lagen in der Filtereinheit eine Abfolge von wenigstens drei verschiedenen Lagen umfassen: einer ersten Lage aus einer Trägerplatte, welche sich vorzugsweise von der Eintrittsseite der Filtereinheit bis zu einer der Eintrittsseite gegenüberliegenden Austrittsseite der Filtereinheit erstreckt, einer zweiten Lage aus mehreren innerhalb der Lage quer zur Richtung der Schichtabfolge voneinander beabstandeten Distanzplatten, durch welche die Schlitze in der Richtung senkrecht zu der Schichtungsrichtung begrenzt werden und welche sich ebenfalls vorzugsweise von der Eintrittsseite der Filtereinheit bis zu einer der Eintrittsseite gegenüberliegenden Austrittsseite der Filtereinheit erstrecken, und einer dritten Lage aus einer Platte, die teilweise mit Ausnehmungen versehen ist, die sich vorzugsweise bis zu der Austrittsseite erstrecken.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann auf die dritte Lage eine weitere Lage mit einer Trägerplatte folgen, die sich vorzugsweise von der Eintrittsseite bis zu der Austrittsseite der Filtereinheit erstreckt, wobei diese weitere Lage von der dritten Lage durch weitere Lagen getrennt sein kann oder auch unmittelbar an die dritte Lage anschließen kann.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß zwischen der dritten Lage und der Lage mit der Trägerplatte eine Lage mit voneinander beabstandeten Distanzplatten vorhanden ist. Es kann auch vorgesehen sein, daß auf die dritte Lage ein- oder mehrmals eine Abfolge aus einer Lage mit Distanzplatten und einer Lage mit einer mit Ausnehmungen versehenen Platte folgt, wobei hierauf in der Regel eine Lage von Distanzplatten folgen wird, an die sich dann die besagte nächste Trägerplatte anschließt. Andere Kombinationen und Ergänzungen sind selbstverständlich auch möglich.

Die vorangehend genannten Platten stellen in der Regel Bleche mit einem geeigneten Zuschnitt dar. Die Trägerplatte kann beispielsweise eine Stärke zwischen 0,3 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2 mm und insbesondere bevorzugt von etwa 1 mm aufweisen. Die mit Ausnehmungen versehene Platte weist beispielsweise eine Stärke zwischen 0,5 mm und 6 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 3 mm und insbesondere bevorzugt von etwa 2 mm auf. Die Distanzplatten weisen beispielsweise eine Stärke zwischen 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm und insbesondere bevorzugt von etwa 0,2 mm auf.

Erfindungsgemäß kann insbesondere vorgesehen sein, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Trägerplatten einen oder mehrere Zwischenräume der Filtereinheit definieren, die sich von einer Eintrittsseite bis zu einer Austrittsseite der Filtereinheit erstrecken und einen Strömungsweg für die Flüssigkeit von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite bilden. Mit anderen Worten begrenzen die Trägerplatten in der Richtung der Schichtabfolge die besagten Zwischenräume.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lage in der Filtereinheit zumindest in einem Teilbereich periodisch angeordnet, wobei eine Periode eine Abfolge von mindestens drei Lagen umfaßt, nämlich der ersten Lage aus der Trägerplatte, gefolgt von der zweiten Lage aus den Distanzplatten, gefolgt von einer dritten Lage aus der teilweise mit Ausnehmungen versehenen Platte. Gemäß einer möglichen Ausführungsform besteht die Periode aus diesen drei Lagen, d.h. auf die vorangehend genannten drei Lagen folgt in der periodischen Abfolge wieder die erste Lage in der Form einer Trägerplatte. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß in der besagten Periode auf die dritte Lage eine vierte Lage aus Distanzplatten folgt, welche der zweiten Lage entspricht, so daß die Periode insgesamt aus vier Lagen besteht und die mit Ausnehmungen versehene Platte von der Trägerplatte der nachfolgenden Periode durch die Lage mit den Distanzplatten getrennt ist. Perioden mit einer größeren Anzahl von Lagen sind ebenfalls möglich, beispielsweise derart, daß auf die vorangehend genannten drei Lagen innerhalb einer Periode eine oder mehrere mit Ausnehmungen versehene Platten folgen, vor und hinter denen jeweils eine Lage mit Distanzplatten vorgesehen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die mit Ausnehmungen versehene Platte an einer Kante, die zu der Eintrittsseite des Filters weist, einen durchgängigen Steg auf. An der gegenüberliegenden Kante, die zu der Austrittsseite des Filtereinheits weist, sind zwischen den Ausnehmungen Zungen ausgebildet. In einer solchen Ausführungsform können die Zungen mit den Distanzplatten in den in der Schichtungsrichtung benachbarten Lagen deckungsgleich übereinanderliegen, d.h. der Umfang der freien Ränder der Zungen stimmen mit den entsprechenden Rändern der Distanzplatten überein, so daß sich durch die Seitenkanten der Zungen und der Distanzplatten im Bereich der Zungen eine ebene Wand ergibt. Die Distanzplatten können sich dabei noch über die Zungen hinaus in Richtung zur Eintrittsseite des Filters, vorzugsweise bis zu der besagten Eintrittsseite, erstrecken. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Distanzplatten breiter als die Zungen sind (oder umgekehrt) oder daß die Distanzplatten und die Zungen sich zwar teilweise überdecken, aber gegeneinander versetzt sind, so daß eine Distanzplatte seitlich über eine Zunge vorsteht oder umgekehrt. Vorzugsweise erstrecken sich die Distanzplatten jedoch nicht in dem Bereich der Aussparungen.

Bei der Verwendung der entsprechenden Filtereinheit in einem Extruder können über die Aussparungen, die zwischen den Zungen gebildet werden, die abgetrennten flüssigen Be standteile leichter abfließen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die abgetrennte Flüssigkeit nicht dünnflüssig ist, sondern eine gewisse Viskosität besitzt, oder wenn, wie dies häufig bei der Ölpressung der Fall sein wird, Fein- oder Feinstpartikel in der abgetrennten flüssigen Phase vorhanden sind, die zu einem Rückstau oder sogar zu einer Verstopfung des Filters führen können, wenn der Abstand zwischen zwei in der Schichtungsrichtung aufeinanderfolgenden Wänden über der gesamten Höhe der Platten unverändert bleibt. Andererseits wird durch die Zungen eine Bautiefe der Filtereinheit erreicht, die eine ausreichende mechanische Festigkeit gewährleistet. Die Filtereinheiten können auf diese Weise auf der Eintrittsseite mit verhältnismäßig hohem Druck, beispielsweise mit über 300 bar, insbesondere bis 1000 bar oder darüber hinaus, belastet werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Distanzplatten im wesentlichen streifenförmig ausgebildet.

Die Distanzplatten besitzen in einer bevorzugten Ausführungsform eine im wesentlichen rechteckige Form. Die Zungen der mit Ausnehmungen versehenen Platte können in dieser Ausführungsform ebenfalls eine rechteckige Form aufweisen, so daß die Zungen mit den Distanzplatten in den benachbarten Lagen entlang der freien Ränder der Zungen deckungsgleich in Filter übereinander liegen. Die Distanzplatten können in diese Ausführungsform wenigstens teilweise in den Bereich des durchgängigen Stegs der mit Ausnehmungen versehenen Platte hineinreichen.

Vorzugsweise besitzen die Distanzplatten eine Längsstreckung in einer Richtung, die von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite der Filtereinheit weist. Dadurch ist ein leichtes Abfließen der abgetrennten Flüssigkeit über große Bereiche der Filtereinheit gewährleistet.

Insbesondere kann bei einer streifenförmigen Ausbildung der Distanzplatten die Längsrichtung der Distanzplatten von der Eintrittsseite der Filtereinheit zu der Austrittsseite der Filter einheit orientiert sein. Vorzugsweise steht ihre Längsrichtung senkrecht zu der Eintrittsseite und/oder der Austrittsseite.

In einer Ausführungsform können sich die durch die Distanzplatten festgelegten Schlitze von der Eintrittsseite der Filtereinheit in Richtung zur Austrittsseite über wenigstens einen Teilbereich der Filtereinheit verjüngen. Der sich verjüngende Bereich der Schlitze kann sich beispielsweise auf den Bereich der Filtereinheit beschränken, der durch die durchgängigen Stege der mit Ausnehmungen versehenen Platte an der Eintrittsseite der Filtereinheit festgelegt ist. Diese Verjüngung kann insbesondere bezogen auf die Breite der Schlitze, also in der Richtung quer zu der Richtung der Schichtabfolge, gegeben sein, um das Einleiten der abgetrennten Flüssigkeit in die Schlitze zu erleichtern. Grundsätzlich wäre es auch möglich, eine solche Verjüngung in der Richtung der Schichtabfolge vorzusehen.

Um eine Verjüngung in der Richtung der Breite einer Schicht zu realisieren, sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Zum Beispiel können die Distanzplatten in dem Bereich der Verjüngung einen trapezförmigen Zuschnitt aufweisen. Der trapezförmige Zuschnitt ist dabei auf den Bereich der Eintrittsseite, z.B. auf den Bereich des durchgängigen Stegs der benachbarten Platten mit Ausnehmungen, beschränkt. In dem Bereich der Zungen weisen die Distanzplatten dabei weiterhin einen rechteckigen Querschnitt auf, so daß sie sich mit den Zungen einer mit Aussparungen versehenen Platte überdecken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schichtelemente einer Filtereinheit miteinander verschraubt. Vorzugsweise geschieht dies in der Art, daß eine oder mehrere Schrauben sich in der Richtung der Schichtabfolge durch die Schichtelemente hindurch erstrecken, wobei gemäß einer besonderen Ausführungsform die Schrauben unterschiedlich orientiert sein können, etwa derart, daß sich der Schraubenkopf auf jeweils verschiedenen einander gegenüberliegenden Seiten liegt, so daß sich die eine Schraube von vorne nach hinten und die andere von hinten nach vorne erstreckt.

In der Trägerplatte, den Distanzplatten und den Platten mit Ausnehmungen können Löcher vorgesehen sein, um die Schichtelemente miteinander zu verschrauben. Vorzugsweise sind die Löcher nur in denjenigen Teilen der Filtereinheit vorgesehen, in denen alle Lagen dicht aufeinander liegen. Auf diese Weise wird vermieden, daß Verschraubungen durch die Schlitze hindurchführen, was zu einer Beeinträchtigung des Flüssigkeitsabflusses durch die Schlitze führen würde.

Zum Verschrauben der Schichtelemente einer Filtereinheit kann insbesondere vorgesehen sein, daß im Anschluß an die erste bzw. letzte Schicht jeweils eine Stirnplatte vorgesehen ist, an welcher der Schraubenkopf angreifen kann bzw. in welche die Schraube eingedreht werden kann. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß zwei aufeinanderfolgende Filtereinheiten durch eine einzige Stirnplatte getrennt sind, welche zum Verschrauben der Schichtelemente beider Filtereinheiten verwendet wird.

Alternativ oder ergänzend zu einer Verschraubung kann auch vorgesehen sein, daß einzelne Schichtelemente miteinander fest, insbesondere in Form einer nicht zerstörungsfrei lösbaren Verbindung, verbunden sind. Beispielsweise kann eine Distanzplatte einer Schicht mit einer vorangehenden Trägerplatte und/oder mit einem darauf folgenden mit Aussparungen versehenen Blech unmittelbar verbunden sein. Ebenso kann auch vorgesehen sein, daß das mit Aussparungen versehene Blech bei einer entsprechenden Ausführungsform unmittelbar mit einer darauffolgenden Trägerplatte oder einer oder mehreren Distanzplatten fest verbunden ist. Eine derartige Verbindung kann vor allem dann, wenn zwei Lagen miteinander verbunden werden, durch Verschweißen erfolgen. Auf diese Weise lassen sich Untereinheiten bilden, welche mehrere Schichten umfassen und welche dann durch eine weitere Verbindung, z.B. durch Verschrauben, zu einer Filtereinheit zusammengesetzt werden. Grundsätzlich ist auch denkbar, entsprechende Untereinheiten einteilig auszubilden. Beispielsweise könnten, bei einer etwas massiveren Ausführungsform der entsprechenden Platten eine Trägerplatte mit einer darauffolgenden Lage von Distanzelementen durch eine einzige Platte ersetzt werden, welche Vorsprünge besitzt, die den vorangehend beschriebenen Distanzplatten entsprechen und die mit einer geeigneten Herstellungstechnik, z.B. Formen, Fräsen oder dgl. hergestellt worden sind.

Die Trägerplatte, die Distanzplatten und die mit Ausnehmungen versehene Platte sind vorzugsweise aus Metall hergestellt.

Die von den Distanzplatten gebildeten Schlitze können über die gesamte Filtereinheit äquidistant und mit konstanten Schlitzbreiten ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Schlitztiefe und/oder die Schlitzbreiten über der Filtereinheit zu variieren. Dadurch lassen sich beispielsweise in denjenigen Raumbereichen in Längsrichtung des Schneckenexturders, in denen das Preßgut unter einen höheren Druck gesetzt wird, andere Schlitzbreiten bzw. Schlitztiefen verwirklichen, als in Raumbereichen, in denen das Preßgut nur einen geringeren Druck aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, daß innerhalb eines Schneckenextruders verschiedene Filtereinheiten mit unterschiedlichen Schlitztiefen und/oder Schlitzbreiten zum Einsatz kommen, beispielsweise abhängig von der oder den eingesetzten Extruderschnecken.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Schneckenextruder zum Extrahieren einer Flüssigkeit aus einem flüssigkeitshaltigen, insbesondere ölhaltigen Stoff und/oder aus einem Gemisch mit festen und flüssigen Bestandteilen mit einer Schneckenanordnung mit einer oder mehreren, vorzugsweise parallelen Extruderschnecken zur Verfügung, die wenigstens eine demontierbaren Filtereinheit zum Trennen der Flüssigkeit von festen Bestandteilen aufweist, welche in einem Separationsbereich des Extruders der Schneckenanordnung benachbart angeordnet ist, so daß Flüssigkeit an einer Eintrittsseite der Filtereinheit an dieser eintreten und an einer von der Eintrittsseite verschiedenen und von der bzw. den Schnecken abgewandten Seite austreten kann, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filtereinheit sich, bezogen auf einen Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Extruders, über einen Teil des Umfangs der Schneckenanordnung erstreckt und so befestigt ist, daß sie in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung der Extruderschnecke bzw. der Extruderschnecken abnehmbar ist. Ein Schneckenextruder dieser Art kann einen, aber auch mehrere, insbesondere mehrere in Längsrichtung aufeinanderfolgende Separationsbereiche aufweisen.

Bei einem Einschneckenextruder wird der Umfang der Schneckenanordnung durch den Rand desjenigen Bereichs des Querschnitts senkrecht zu der Längserstreckung festgelegt, den die Schnecke bei einer Umdrehung abdeckt bzw. durch ihr Gewinde erfaßt. Bei einem Zweischneckenextruder wird der Umfang der Schneckenanordnung durch den Rand desjenigen Bereichs definiert, der zumindest von einer der beiden Schnecken der Schneckenanordnung bei deren Umdrehung erfaßt bzw. abgedeckt wird. Vorzugsweise schließt die Filtereinheit unmittelbar an diesen Umfang an.

Die Eintrittsseite der Filtereinheit kann insbesondere entsprechend dem Umfang der Schneckenanordnung gekrümmt sein.

Dadurch, daß die Filtereinheit nur einen Teil des Umfangs der Schneckenanordnung abdeckt und die Schnecken nicht, wie nach dem Stand der Technik, durch ein Loch oder einen Hohlraum in der Filtereinheit hindurchgeführt sind, ist es möglich, die Filtereinheit seitlich, insbesondere radial abzunehmen. Dies erleichtert die Wartung und die Reparatur bzw. den Austausch von Filtereinheiten ganz erheblich und kompensiert den Nachteil; daß man mehrere Filtereinheiten benötigt, wenn man die abgetrennte Flüssigkeit über den gesamten Umfang der Schneckenanordnung abführen will. Bei herkömmlichen Schneckenextrudern, bei denen die Extruderschnecke von jeder Platte der Filtereinheit umschlossen war, war hierzu im wesentlichen die Demontage des gesamten Extruders erforderlich. Insbesondere war es erforderlich, die verhältnismäßig schweren Extruderschnecken zu demontieren.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Filteranordnung vorgesehen, bei der mehrere Filtereinheiten, die jeweils einen Teilbereich des Umfangs der Schneckenanordnung abdecken, um die Schneckenanordnung herum angeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Filtereinheiten um die Extruderschnecke derart angeordnet, daß sie den Umfang der Extruderschnecken im wesentlichen vollständig abdecken. Auf diese Weise kann die abgetrennte Flüssigkeit in allen Richtungen vom Umfang der Extruderschnecke weg abgeführt werden, was zu einer hohen Effizienz des Schneckenextruders bei der Trennung einer Fest-/Flüssig-Phase führt. Die einzelnen Filtereinheiten der Filteranordnung können allerdings auch voneinander beabstandet sein.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Eintrittsseiten der Filtereinheiten einer Filteranordnung, wie vorangehend beschrieben, unmittelbar aneinandergrenzen, so daß sie den Umfang der Schneckenanordnung vollständig abdecken und an jeder Stelle des Umfangs Flüssigkeit in eine der Filtereinheiten der Filteranordnung eintreten kann.

Die Erfindung kann insbesondere vorsehen, daß die Filtereinheiten gleichmäßig, beispielsweise entsprechend einer diskreten Rotationssymmetrie, entlang des Umfangs der Schneckenanordnung verteilt sind. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Winkelabstand zwischen dem Zentrum zweier benachbarter Filtereinheiten jeweils gleich ist, wobei die Symmetrieachse, bezüglich welcher dieser Winkelabstand bestimmt wird, parallel oder identisch zu der Längsachse des Extruders bzw. der Längsachse der Schneckenanordnung oder einer Schnecke.

Gemäß einer derzeit bevorzugen Ausführungsform sind die Filtereinheiten an den Seiten eines imaginären Vierecks angeordnet. Es ist auch möglich, andere (imaginäre) geometrische Figuren, beispielsweise Sechsecke, Achtecke oder andere Mehrecke, der Anordnung der Filtereinheiten zugrunde zu legen. Insbesondere können dabei auch sternförmige Anordnungen von Filtereinheiten realisiert werden. Die Filtereinheiten müssen dabei nicht notwendigerweise eine Quaderform aufweisen, sondern können beispielsweise in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsachse der Schnecken eine trapezähnliche Grundform oder eine kreissegmentähnliche Grundform aufweisen, wobei vorteilhafterweise die der Schneckenanordnung zugewandte Seite der Filtereinheit der Kontur der Schneckenanordnung in dem Bereich entspricht, der von dieser Filtereinheit abgedeckt wird.

Die Lagen der Filtereinheiten und damit auch die Zwischenräume oder Schlitze zwischen den Filtereinheiten erstrecken sich gemäß einer derzeit bevorzugten Ausführungsform in Längsrichtung des Extruders, so daß die Richtung der Schichtabfolge (Schichtungsrichtung) senkrecht zu der Längsrichtung des Extruders steht. Allerdings sind auch andere Ausrichtungen denkbar, bei denen die Schichten bzw. Zwischenräume quer, insbesondere senkrecht zu der Längsachse des Extruders stehen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der erfindungsgemäße Schneckenextruder eine Haltekonstruktion zum Halten der Filtereinheit bzw. der Filtereinheiten auf, wobei die Haltekonstruktion einer Ebene quer, insbesondere senkrecht zu der Längsachse des Extruders eine Verlagerung der Filtereinheiten in eine Richtung weg von den Extruderschnecken gestattet und wobei vorzugsweise die Filtereinheiten an der Haltekonstruktion lösbar befestigt sind. Diese Haltekonstruktion bildet gewissermaßen ein Gerüst oder ein Skelett für die Filtereinheiten, an dem die Filtereinheiten angebracht bzw. von dem die Filtereinheiten seitlich entfernt werden können. Dies gestattet eine besonders einfache Montage bzw. Ersetzung der Filtereinheiten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Haltevorrichtung ein oder mehrere Führungselemente auf, welche an mindestens einer Filtereinheit an mindestens einer Seite anliegen, so daß eine Führung gebildet wird, entlang derer die Filtereinheit quer zu der Längsachse des Extruders, insbesondere in radialer Richtung bzw. senkrecht zu dieser Längsachse, verlagerbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine Führung für ein oder mehrere Filtereinheiten auf, welche eine Verlagerung quer zu der Längsachse des Extruders gestattet und eine Verlagerung in axialer Richtung blockiert.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwei Führungselemente an einander gegenüberliegenden Seiten einer Filtereinheit oder einer Abfolge von Filtereinheiten angrenzen oder anliegen, so daß eine Führung gebildet wird, entlang derer eine Filtereinheit oder eine Gruppe von Filtereinheiten quer zur Längsachse des Extruders verlagerbar ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Führungselemente als Verbindungselemente der Haltevorrichtung ausgebildet sind, welche vorzugsweise mit Elementen der Haltekonstruktion verbunden sind, die, bezogen auf die Längsrichtung des Extruders, vor und hinter diesen Verbindungselementen liegen. Diese Führungselemente bilden also einen Bestandteil des vorangehend erwähnten Gerüstes oder Skeletts, an dem die Filtereinheit angebracht werden. Diese Führungs- bzw. Verbindungselemente können beispielsweise als Quader ausgebildet sein. Die Erfindung kann insbesondere vorsehen, daß an zwei benachbarten Seiten eines Führungs- bzw. Verbindungselements jeweils eine Filtereinheit anliegt. Die Erfindung kann weiterhin vorsehen, daß zwischen jeweils zwei Verbindungs- bzw. Führungselementen, die, bezogen auf einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse des Extruders, benachbart sind, ein oder mehrere Filtereinheiten angeordnet sind.

Die Erfindung kann insbesondere vorsehen, daß mehrere Filtereinheiten zwischen vier Führungs- bzw. Verbindungselementen angeordnet sind, wobei ein Verbindungselement jeweils an zwei Filtereinheiten angrenzt, wobei es insbesondere in flächigem Kontakt mit zwei Filtereinheiten an unterschiedlichen Seiten stehen kann. Dabei kann, insbesondere bei einem einschneckigem Extruder, vorgesehen sein, daß zwischen je zwei Führungselementen bzw. Verbindungselementen jeweils eine Filtereinheit angeordnet ist. Zwischen zwei benachbarten Führungselementen kann jedoch auch eine Abfolge von mehreren Filtereinheiten angeordnet sein.

Es kann bei der vorangehend beschriebenen Konstruktionsweise vorgesehen sein, daß die Filtereinheit oder die Filtereinheiten mit dem bzw. den Verbindungselementen lösbar verbunden, insbesondere verschraubt sind.

Gemäß einer derzeit bevorzugten Ausführungsform werden die Filtereinheiten allerdings in der durch die Verbindungselemente gebildeten Führung blockiert. Gemäß einer derzeit bevorzugten Ausführungsform ist eine Sperreinrichtung zum Blockieren einer Bewegung einer Filtereinheit entlang der durch eine oder mehrere Führungselemente gebildeten Führung in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung des Extruders vorgesehen. Dies kann insbesondere ein Riegelelement sein, welches eine durch zwei Führungselemente gebildete Führung mit einem darin angeordneten Filtereinheit übergreift und einen Anschlag für die Filtereinheit bezüglich einer Bewegung quer, insbesondere senkrecht zu der Längsachse des Extruders bildet. Dieses Riegelelement ist lösbar befestigt und vorzugsweise mit einem oder mehreren Führungselementen lösbar verbunden, insbesondere verschraubt, so daß es leicht abgenommen oder verlagert werden kann, so daß die entsprechende Filtereinheit freigegeben wird und entfernt werden kann.

Während bei der vorangehend beschriebenen Konstruktion die Verbindungselemente gleichzeitig Führungselemente bildeten, kann auch vorgesehen sein, daß die Haltekonstruktion Verbindungselemente zum Befestigen der Filtereinheiten aufweist, die keine Führungsfunktion besitzen, insbesondere in einer Anordnung, deren Geometrie der vorangehend beschriebenen Konstruktion entspricht. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß ein Verbindungselement an eine Filtereinheit angrenzt und die Filtereinheit an dieser befestigt ist oder daß in einem Querschnitt senkrecht zu der Längserstreckung des Extruders mehrere Verbindungselemente vorgesehen sind, zwischen denen jeweils ein oder mehrere Filtereinheiten angeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Schneckenextruders sind die Filtereinheiten und ggf. auch die Verbindungselemente stirnseitig, in axialer Richtung der Extruderschnecke(n) jeweils von einem Stirnflansch eingefaßt. Die Stirnflansche weisen jeweils eine Durchführung für die eine oder die mehreren Extruderschnecken auf. Beispielsweise kann eine Lagerung für die Extruderschnecken in den Stirnflanschen aufgenommen werden. Die Stirnflansche können mit den Verbindungselementen lösbar verbunden sein, z.B. durch eine Verschraubung.

Um einen noch stabileren Aufbau zu gewährleisten, kann beispielsweise der Stirnflansch mit einem oder mit mehreren Vorsprüngen versehen sein, der an den Verbindungselementen formschlüssig anliegt. Die Vorsprünge könnten sich auch über den Bereich der Filtereinheiten erstrecken. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, daß die Seitenflansche an den Bereichen der Filtereinheiten keine Vorsprünge aufweisen, so daß eine Demontage der Filtereinheiten auch bei montierten Seitenflanschen und montierten Verbindungselementen möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schneckenextruders und einer erfindungsgemäßen Filtereinheit werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 stellt einen Ausschnitt einer Filtereinheit dar.
2 stellt die Lagen einer Filtereinheit nach 1 auseinandergezogen dar.
3 stellt eine Anordnung von Filtereinheiten in einem Extruder dar.
4 stellt einen Ausschnitt eines Schneckenextruders dar.
Mit Bezug auf die 1 und 2 wird der Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filtereinheit für einen Extruder zum Extrahieren einer Flüssigkeit beschrieben. Die 1 und 2 zeigen einen kleinen Ausschnitt aus einem mehrlagigen Aufbau einer solchen Filtereinheit, wobei in 2 die Schichten auseinandergezogen dargestellt sind. Die Filtereinheit umfaßt eine Abfolge, die vier verschiedene Lagen umfaßt. Die erste Lage wird von einer durchgängigen Trägerplatte 1 gebildet. In der nächsten Lage, die auf die Trägerplatte 1 folgt, befinden sich Distanzplatten 3. In den Figuren sind nur vier solcher Distanzplatten 3 je Schicht dargestellt, wobei, je nach den Gegebenheiten oder Anforderungen, auch eine größere oder eine geringere Zahl verwendet werden kann. Die Distanzplatten bestehen aus einem rechteckigen Streifen, beispielsweise auch aus Blech hergestellt, welcher an einer Seite, welche die Eintrittsseite des Filters festlegt, trapezförmig zugeschnitten ist. Als nächste Lage folgt eine mit Ausnehmungen versehene Platte 5. Die Platte weist an einer Seite einen durchgängigen Steg 7 auf und an der anderen gegenüberliegenden Seite freie Zungen 9 auf, die durch U-förmige Ausschnitte 11 in der Platte 5 gebildet werden. Die Breite der Zungen 9 in Längsrichtung des Filters und die Breite der Distanzplatten 3 ist gleich groß, so daß sich diese beiden Lagen, wie in 1 zu sehen ist, im zusammengesetzten Zustand überdecken. In der mit Ausnehmungen versehenen Platte 5, welche in der vorliegenden Ausführungsform auch als Kammblech 5 bezeichnet werden kann, ist das Verhältnis der Höhe H₂ des Stegs 7 zu der Länge H₁ der Zungen 9 etwa 1:3. Es können jedoch in anderen Ausführungsformen beispielsweise auch Verhältnisse zwischen 1:1 und 6:1 gewählt werden. Auf dem Kammblech 7 befindet sich wiederum eine Lage Distanzbleche 3, die zu der vorhergehenden Lage von Distanzplatten identisch ist. Dieser Aufbau der vier Lagen – Trägerplatte 1, Distanzplatten 3, Kammblech 5 und wieder Distanzplatten 3 – wiederholt sich mehrfach. Auf diese Weise wird eins Filtereinheit gebildet, welche in den Bereichen zwischen den Distanzplatten Schlitze 13 aufweist. Die Tiefe der Schlitze 13 wird durch die Stärke der Distanzplatten 3 festgelegt, während die Breite der Schlitze der Filtereinheit durch den Abstand der Distanzplatten innerhalb einer Lage festgelegt wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besitzen die Distanzplatten eine Stärke D₂ von 0,2 mm und sind in einem Abstand A₁ von 20 mm angeordnet. Die Breite A₁ der Zungen 9 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 15 mm.
Die Schlitze 13 in der Filtereinheit sind so dimensioniert, daß flüssige Bestandteile einer zu trennenden Fest-/Flüssig-Phase hindurchtreten können, während die festen Bestandteile daran zurückgehalten werden. Die Trennung der Fest-/Flüssig-Phase erfolgt von der Eintrittsseite 15 der Filtereinheit zur Austrittsseite 17. Die Eintrittsseite 15 wird von derjenigen Seite der Filtereinheit gebildet, auf der die durchgängigen Stege 7 der Kammbleche 5 liegen. Die Austrittsseite 17 wird von der Seite der Filtereinheit gebildet, zu der die Zungen 9 des Kammblechs 5 weisen. Durch die Aussparungen 11 zwischen den Zungen 9 in dem Kammblech wird das Abfließen der abzusondernden Flüssigkeit begünstigt. Es wird insbesondere ein Rückstau und ein Verstopfen der Schlitze durch mitgeführte Feinstpartikel in der abzusondernden flüssigen Phase vermieden.
Die Distanzplatten 3 weisen an dem zur Eintrittsseite 15 des Filters weisenden Enden jeweils einen trapezförmigen Zuschnitt auf (vgl. 2). Auf diese Weise wird die Schlitzbreite von der Eintrittsseite des Filters in Richtung zur Austrittsseite des Filters verkleinert. Dies begünstigt die Strömungsverhältnisse der Flüssigkeit innerhalb des Filters.
Die verschiedenen Lagen 1, 3 und 5 werden durch Verschraubungen aufeinandergehalten. Zu diesem Zweck befinden sich in allen Lagen durchgängige Löcher 19, durch welche Schrauben (in den Zeichnungen nicht dargestellt) durchgeführt werden können. Die Löcher sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf die Bereiche des Filters beschränkt, bei denen alle Lagen durchgängig aufeinanderliegen, d.h. in der Projektion senkrecht zu den Lagen auf die Bereiche, in denen die Distanzplatten vorgesehen sind. Auf diese Weise führen keine Schrauben durch die freien Schlitze in dem Filtereinheit, welche dort ein Strömungshindernis für die abzusondernde Flüssigkeit darstellen würden.
In einer anderen Ausführungsform können die Lagen auch miteinander verklebt oder verschweißt sein.
Im Folgenden wird die Anordnung der vorhergehend beschriebenen Filtereinheit in einem Schneckenextruder mit Bezug auf die 3 beschrieben.
Der in 3 gezeigte Aufbau bezieht sich auf einen Doppelschneckenextruder zur Flüssigkeitsextraktion, d.h. einem Schneckenextruder, in dem zwei Extruderschnecken parallel zueinander verlaufen. Die Filtereinheiten 2 sind um den Umfang der Extruderschnecken angeordnet, wobei in der 3 die Extruderschnecken selbst nicht gezeigt sind. Die Eintrittsseiten 15 der Filtereinheiten weisen nach innen zu den Extruderschnecken und die Austrittsseiten 17 der Filtereinheiten weisen nach außen. In der gezeigten Ausführungsform sind insgesamt sechs Filtereinheiten um die Extruderschnecken angeordnet. Dabei sind zwei Filtereinheiten unterhalb der Extruderschnecken, zwei Filtereinheiten oberhalb der Extruderschnecken und jeweils eine Filtereinheit an der (vertikalen) Seite der beiden parallelen Extruderschnecken angeordnet. Die Eintrittsseiten 15 der Filtereinheiten sind so ausgeformt, daß sie an dem zylindrischen Umfang der Extruderschnecken flächig anliegen.
Die oberste bzw. unterste Lage jeder Filtereinheit 2 wird von einer massiveren Abschlußplatte 21 gebildet. Die Abschlußplatten 21 weisen ebenfalls Lochungen 19 auf, so daß sie mit den Lagen der Filtereinheiten verschraubt werden können. Auch die Abschlußplatten 21 sind an ihrer zur Filtereintrittsseite 15 weisenden Kante so geformt, daß sie sich der Kontur der Extruderschnecken anpassen.
Die Filtereinheiten 2 schließen flächig an vier quaderförmige Verbindungselemente 23 an.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Filtereinheiten zwei unmittelbar mit den Verbindungselementen 23, z.B. durch Verschrauben, verbunden sind.
Die Baugruppe aus den sechs Filtereinheiten 2 (zwei oben, zwei unten und jeweils eines seitlich) und vier Verbindungselementen 23 kann sich in Längsrichtung der Extruderschnecken mehrfach wiederholen, obgleich in 3 nur eine dieser Baugruppe gezeigt ist.
Stirnseitig wird die Anordnung aus Filtereinheiten und Verbindungselementen jeweils durch einen Stirnflansch 25 eingefaßt. Die Darstellung der 3 ist der vordere Stirnflansch 25 zur Übersichtlichkeit nur teilweise dargestellt. Die Stirnflansche 25 sind mit den Verbindungselementen 23 durch Schrauben 27 parallel zur Längserstreckung der Extruderschnecken verschraubt. Die Schrauben greifen in ein entsprechendes Innengewinde in entsprechenden Löchern 29 der Verbindungselemente ein oder sie durchdringen die Verbindungselemente und greifen in ein entsprechendes Gewinde des gegenüberliegenden Stirnflansches ein.
In den Stirnflanschen 25 befindet sich jeweils mittig eine Durchführung 30, durch welche die Extruderschnecken durchgeführt sind. Insbesondere können die Extruderschnecken in den Durchführungen 30 gelagert sein. Dementsprechend müssen die Filtereinheiten keine Lagerfunktion gegenüber den Extruderschnecken erfüllen. Dabei wird in vorteilhafter Weise für die Konstruktion der Filteranordnung ausgenutzt, daß die Extruderschnecken nur in bestimmten Abständen abgestützt werden müssen. Dementsprechend muß der Abstand der Stirnflansche und die entsprechende Abmessung der Filtereinheiten so gewählt werden, daß die Schnecken hinreichend abgestützt werden. Verlaufen die Schichten einer Filtereinheit quer zu der Längsrichtung des Extruders, kann eine Anpassung an die Abstände der Lagerpunkte auch dadurch erfolgen, daß eine größere oder kleinere Zahl von Schichten für die Filtereinheiten verwendet wird.
An den äußeren Rändern der zu den Filtereinheiten 2 und den Verbindungselementen 23 weisenden Seiten der Stirnflansche 25 sind Vorsprünge 32 vorgesehen, die im zusammengebauten Zustand formschlüssig an den Verbindungselementen 23 anliegen. Dies sorgt für zusätzliche Stabilität des Aufbaus. In den Bereichen der Filtereinheiten sind diese Vorsprünge 32 jedoch ausgespart, um ein seitliches Abziehen der Filtereinheiten zu ermöglichen, auch wenn die Verbindungselemente 23 und die Stirnflansche 25 noch zusammengefügt sind.
Durch die Anordnung der Filtereinheiten um die Extruderschnecken ist daher eine leichte Montage oder Demontage der Filtereinheiten möglich, ohne daß dazu die Extruderschnecken aus den Filtereinheiten und den Stirnflanschen herausgezogen werden müssen. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Extruderschnecken ein erhebliches Gewicht besitzen.
Außerdem ist es durch den modularen Aufbau möglich, unterschiedliche Filtereinheiten innerhalb eines Schneckenextruders individuell zusammenzustellen. Auf diese Weise können durch eine Zusammenstellung unterschiedlicher Filtereinheiten leicht unterschiedliche Schlitzgrößen an unterschiedlichen Stellen entlang der Extruderschnecken realisiert werden. Beispielsweise können an den Längsabschnitten der Extruderschnecken, an denen der Preßkuchen durch die Extruderschnecken unter einen höheren Druck gesetzt wird, kleinere Schlitzbreiten vorgesehen werden als an Längsabschnitten, an denen der Preßkuchen unter einem geringen Druck aufweist.
Der beschriebene modulare Aufbau stellt daher eine hohe Flexibilität zur Verfügung und ist trotzdem stabil genug, um auch Drücken von bis zu 1000 bar und darüber hinaus standzuhalten.
In der 4 ist ein Ausschnitt eines Doppelschneckenextruders mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filteranordnung wiedergegeben. Es sind zwei Filtereinheiten 2 gezeigt, die unterhalb von zwei ineinandergreifenden Extruderschnecken 34 angeordnet sind und deren Lage in Längsrichtung des Extruders verlaufen, so daß sich auch die Schlitze 13 in Längsrichtung des Extruders erstrecken. Die weiteren Filtereinheiten und Verbindungselemente sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
In der Ausführungsform nach 4 erstreckt sich jeweils eine seitliche Abschlußplatte 21' der Filtereinheiten über die Filterlagen 1, 3 bzw. 5 hinaus, um eine Anordnung zur Ableitung der flüssigen Phase zu bilden. An die Austrittsseiten 17 der Filtereinheiten schließen sich quer zur Förderrichtung der Extruderschnecken mehrere Querplatten 36 an, die senkrecht zu der Längsachse des Extruders angeordnet sind. Durch die Zwischenräume zwischen den Querplatten 36 kann die flüssige Phase austreten. Unterhalb der Querplatten 36 schließen sich im rechten Winkel zu den Querplatten 36 Längsplatten 38 an, die im Bereich der Zwischenräume zwischen den Querplatten 38 Abschrägungen 40 aufweisen. Durch die Abschrägung 40 bzw. die Längsplatten 38 wird die abgesonderte Flüssigkeit weiter abgeleitet. Die Querplatten 36 sind mit den Abschlußplatten 21' verschraubt. Die Längsplatten 38 werden in entsprechenden Nuten in den Seitenflanschen 25 (nicht gezeigt) gehalten.
Bei der Anordnung der Filtereinheiten um die Extruderschnecken können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem erfinderischen Konzept des modularen Aufbaus abzuweichen. Beispielsweise können die Filtereinheiten in Form von Kreissegmentabschnitten um die Extruderschnecke(n) angeordnet werden. Auch ein sechseckiger oder achteckiger Aufbau ist möglich. In all diesen Anordnungen ist es weiterhin möglich, die Filterein heiten radial von den Extruderschnecken abzunehmen, ohne daß der gesamte Aufbau zerlegt werden muß, d.h. insbesondere daß die Extruderschnecken nicht ausgebaut werden müssen.
Auch der erfindungsgemäße schichtweise Aufbau der Filtereinheiten kann leicht variiert werden, ohne von dem erfinderischen Konzept abzuweichen. Beispielsweise können die Distanzplatten 3 nur auf einer Seite der mit Aussparungen versehenen Platten 5 vorgesehen sein, während auf der anderen Seite direkt das Trägerblech 1 auf der mit Aussparungen versehenen Platte 5 aufliegt. In dieser Ausführungsform werden dann weniger Schlitze in dem Filtereinheit gebildet, jedoch eine noch höhere Stabilität des Filtereinheits erzielt.

Claims

Filtereinheit zum Abtrennen einer Flüssigkeit aus einem Gemisch mit festen und flüssigen Bestandteilen in einem Extruder, mit einem schichtförmigen Aufbau aus flüssigkeitsundurchlässigen Schichtelementen (1, 3, 5), die in aufeinanderfolgenden Schichten angeordnet sind und die einen oder mehrere Zwischenräume der Filtereinheit begrenzen, die sich von einer Eintrittsseite (15) der Filtereinheit, an der Flüssigkeit in die Filtereinheit eintritt, bis zu einer Austrittsseite (17) der Filtereinheit erstrecken, an der Flüssigkeit aus der Filtereinheit austritt, und die einen Strömungsweg für die Flüssigkeit von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite festlegen, wobei jeder Zwischenraum eine oder mehrere Eintrittsöffnungen (13) und eine oder mehrere Austrittsöffnungen aufweist, die jeweils von Schichtelementen begrenzt werden, wobei bei zumindest einem der Zwischenräume zumindest eine Austrittsöffnung zumindest abschnittsweise eine Tiefe, bezogen auf die Richtung der Schichtabfolge, aufweist, die größer als die maximale Tiefe der Eintrittsöffnungen (13) desselben Zwischenraums ist, gekennzeichnet durch eine Schichtabfolge von wenigstens drei verschiedenen Lagen, wobei eine erste Lage eine Trägerplatte (1) umfaßt, die sich von der Eintrittsseite (15) zu der Austrittsseite (17) erstreckt, eine zweite Lage eine oder mehrere, innerhalb der Lage quer zur Schichtungsrichtung voneinander beabstandete Distanzplatten (3) umfaßt, welche einen oder mehrere Schlitze (13) zumindest an der Eintrittsseite der Filtereinheit begrenzen, und eine dritte Lage, die eine teilweise mit Aussparungen (11) versehene Platte (5) umfaßt, wobei diese Aussparungen sich bis zu der Austrittsseite (17) erstrecken.
Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Eintrittsöffnung (13) mindestens eines Zwischenraums in der Richtung der Schichtabfolge durch zwei Schichtelemente zumindest teilweise begrenzt wird, die im Bereich der Eintrittsöffnung Wände bilden, wobei zumindest eines der beiden Schichtelemente zumindest eine dem Zwischenraum zugewandte Vertiefung und/oder zumindest eine Ausnehmung enthält, wobei diese Vertiefung bzw. Ausnehmung in einem Abstand (H₂) von der Eintrittsöffnung (13) beginnt und sich bis zu einer Austrittsöffnung erstreckt.
Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Eintrittsöffnung eines Zwischenraums in der Richtung der Schichtabfolge durch zwei Schichtelemente begrenzt wird, die im Bereich der Eintrittsöffnung Wände bilden, wobei zumindest eines der beiden Schichtelemente in der Richtung senkrecht zu der Eintrittsseite eine Abmessung besitzt, die kleiner ist als die entsprechende Abmessung der Filtereinheit.
Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Eintrittsöffnung (13) in der Richtung der Schichtabfolge durch zwei flächenförmige Schichtelemente begrenzt wird, zwischen denen zumindest im Bereich der Eintrittseite Abstandselemente angeordnet sind, welche die Tiefe der Eintrittsöffnung (D₃) zwischen den beiden Schichtelementen (1, 5) definieren.
Filtereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente den Zwischenraum von der Eintrittseite bis zu der Austrittsseite seitlich begrenzen.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dritte Lage eine Lage mit einer Trägerplatte (1) folgt, die sich von der Eintrittsseite (15) bis zu der Austrittsseite (17) erstreckt und die von der dritten Lage (3) durch weitere Lagen getrennt ist oder sich unmittelbar an die dritte Lage (5) anschließt.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge der Lagen in der Filtereinheit zumindest über einen Teilabschnitt periodisch ist, wobei eine Periode die Abfolge der ersten Lage mit der Trägerplatte (1), gefolgt von der zweiten Lage mit den Distanzplatten (3), gefolgt von der dritten Lage mit der teilweise mit Aussparungen versehenen Platte (5) umfaßt.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Trägerplatten (1) einen oder mehrere Zwischenräume der Filtereinheit definieren, die sich von einer Eintrittsseite (15) bis zu einer Aus trittsseite (17) der Filtereinheit erstrecken und einen Strömungsweg für die Flüssigkeit von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite bilden.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Aussparungen versehene Platte (5) an der an der Eintrittseite (15) liegenden Kante einen durchgängigen Steg (7) aufweist und an der gegenüberliegenden Kante zwischen den Aussparungen (11) Zungen (9) ausgebildet sind, die von dem Steg vorstehen.
Filtereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (9) der mit Aussparungen versehenen Platte (5) die Distanzplatten (3) einer benachbarten Lage ganz oder teilweise überdecken.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (3) im wesentlichen streifenförmig ausgebildet sind.
Filtereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Distanzplatten (3) von der Eintrittsseite (15) der Filtereinheit zu der Austrittsseite (17) des Filtereinheit orientiert sind.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (3) an der zur Eintrittsseite (15) der Filtereinheit weisenden Seite trapez- oder keilförmig ausgebildet sind.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Filtereinheit durch eine oder mehrere durchgehende Schrauben zusammengehalten werden.
Filtereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubverbindung der Schichtelemente in einem Bereich der Filtereinheit vorgesehen ist, in dem alle Lagen ohne Zwischenraum unmittelbar aufeinanderliegen.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (3) einer Schicht und/oder die mit Aussparungen versehene Platte (5) unmittelbar mit einer darauffolgenden Platte (1, 3, 5) verbunden sind.
Filtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit konstanten Schlitztiefen und/oder konstanten Schlitzbreiten entlang der Richtung senkrecht und/oder parallel zu den Lagen.
Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitztiefen, Schlitzbreiten und/oder Schlitzabstände in der Richtung senkrecht und/oder parallel zu den Lagen variieren.
Schneckenextruder zum Extrahieren einer Flüssigkeit aus einem flüssigkeitshaltigen, insbesondere ölhaltigen Stoff und/oder aus einem Gemisch mit festen und flüssigen Bestandteilen mit einer Schneckenanordnung mit einer oder mehreren Extruderschnecken (34) und wenigstens einer demontierbaren Filtereinheit (2) zum Trennen der Flüssigkeit von festen Bestandteilen, welche in einem Separationsbereich des Extruders der Schneckenanordnung benachbart angeordnet ist, so daß Flüssigkeit an einer Eintrittsseite (15) der Filtereinheit in diese eintreten und an einer von der Eintrittsseite verschiedenen und von der Schneckenanordnung abgewandten Seite (17) austreten kann, wobei die Filtereinheit (2) sich, bezogen auf einen Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Extruders, über einen Teil des Umfangs der Schneckenanordnung erstreckt und so befestigt ist, daß sie quer zu der Längserstreckung der Extruderschnecke bzw. Extruderschnecken (34) abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (2) Lagen aufweist, die parallel zueinander und in Richtung der Längserstreckung der wenigstens einen Extruderschnecke (34) angeordnet sind, und aus einer Schichtabfolge von wenigstens drei verschiedenen Lagen gebildet ist.
Schneckenextruder nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von mehreren Filtereinheiten (2) den Umfang der Schneckenanordnung zumindest teilweise umgibt.
Schneckenextruder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheiten (2) der Filteranordnung gleichmäßig entlang des Umfangs der Schneckenanordnung verteilt sind und der Winkelabstand, bezogen auf eine Symmetrieachse parallel zu der Längsachse des Extruders, zwischen benachbarten Filtereinheiten (2) jeweils gleich ist.
Schneckenextruder nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheiten (2) der Filteranordnung an den Seiten eines imaginären Mehrecks angeordnet sind.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch eine Haltekonstruktion (23, 25, 27), an welcher die Filtereinheit bzw. Filtereinheiten (2) gehalten werden, wobei die Haltekonstruktion in einer Ebene quer zu der Längsachse des Extruders eine Verlagerung der Filtereinheiten (2) in eine Richtung weg von der oder den Extruderschnecken (34) gestattet.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekonstruktion (23, 25, 27) ein oder mehrere Führungselemente (23) aufweist, welche an mindestens eine Filtereinheit (2) an mindestens einer Seite angrenzen, so daß eine Führung gebildet wird, entlang derer die Filtereinheit (2) quer zur Längsachse des Extruders verlagerbar ist.
Schneckenextruder nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Führungselemente (23) an einander gegenüberliegenden Seiten einer Filtereinheit (2) oder einer Abfolge von Filtereinheiten (2) anliegen, so daß eine Führung gebildet wird, entlang derer eine oder mehrere Filtereinheiten (2) quer zur Längsachse des Extruders verlagerbar ist.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente als Verbindungselemente (23) der Haltekonstruktion ausgebildet sind, welche mit Elementen (25) der Haltekonstruktion verbunden sind, die, bezogen auf die Längsrichtung des Extruders, vor und hinter diesen Verbindungselementen (23) liegen.
Schneckenextruder nach Anspruch 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filtereinheiten (2) zwischen vier Führungselementen (23) angeordnet sind, wobei ein Führungselement jeweils an zwei Filtereinheiten angrenzt.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei benachbarten Seiten eines Verbindungselements (23) jeweils eine Filtereinheit (2) angrenzt.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Verbindungselementen (23), die, bezogen auf einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse des Extruders, benachbart sind, ein oder mehrere Filtereinheiten (2) angeordnet sind.
Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 24 bis 29, gekennzeichnet durch eine Sperreinrichtung zum Blockieren einer Bewegung einer Filtereinheit (2) entlang der durch eine oder mehrere Führungselemente (23) gebildeten Führung in einer Richtung quer zu der Längsrichtung des Extruders.
Schneckenextruder nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch ein Riegelelement, welches eine durch zwei Führungselemente (23) gebildete Führung mit einem darin angeordneten Filtereinheit (2) übergreift und einen Anschlag für die Filtereinheit bezüglich einer Bewegung quer, insbesondere senkrecht zu der Längsachse des Extruders bildet.
Schneckenextruder nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelelement mit einem oder mehreren Führungselementen (23) lösbar verbunden ist.
Schneckenextruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Filtereinheit oder die Filtereinheiten (2) in axialer Richtung der Extruderschnecke bzw. – schnecken (34) von jeweils einem Stirnflansch (25) eingefaßt sind, der eine Durchführung (30) für die Extruderschnecke bzw. Extruderschnecken (34) aufweist.
Schneckenextruder nach Anspruch 33, bei dem die Stirnflansche (25) mit der oder den Führungselementen (23) lösbar verbunden, insbesondere verschraubt sind.
Schneckenextruder nach Anspruch 33 oder 34, bei dem wenigstens einer der Stirnflansche (25) wenigstens einen Vorsprung (32) aufweist, welcher an einem Führungselement (23) formschlüssig anliegt.
Schneckenextruder, insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 35, zum Extrahie ren einer Flüssigkeit aus einem flüssigkeitshaltigen Stoff und/oder aus einem Gemisch mit festen und flüssigen Bestandteilen, gekennzeichnet durch eine Filtereinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, welche einer oder mehreren Schnecken (34) des Extruders benachbart angeordnet ist, so daß Flüssigkeit an einer Eintrittsseite (15) der Filtereinheit in diese eintreten und an einer von der Eintrittsseite (15) verschiedenen und von der bzw. den Schnecken abgewandten Austrittsseite (17) der Filtereinheit (2) austreten kann.