DE1404994C - Schneckenpresse zum Abscheiden von Flüssigkeit aus plastischen Massen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum an die Wand der Gehäusebohrung heranreichen, Abscheiden von Flüssigkeit aus plastischen Massen mit während in dem anschließenden Preßabschnitt die

einem eine Ein- und Auslaßöffnung für das Material Schneckenwindungen unmittelbar an die Schnecken- und eine FlüssigkcitsaiislaßöfTiiung aufweisenden Ge- welle angrenzen,

!lause, in dessen Bohrung eine Schnecke umläuft. 5 Bei einer derart ausgebildeten Schneckenpresse

Gummi sowie die verschiedenartigsten Kunststoffe, wird die plastische Masse lediglich in der Nähe der die für die Erzeugung von Fertigwaren verwendet Wandung.des Gehäuses der Schneckenpresse vorwerden, enthalten oft in verschieden großen Mengen bewegt, so daß im Bereich der Schneckenwelle Wasser. Manchmal enthält das Ausgangsmaterial bis genügend freier Raum verbleibt, um ein Sammeln zu 50 Gewichtsprozent Wasser und mehr, wobei es io und Abfließen der abgeschiedenen Flüssigkeit zu dann oft erwünscht ist, das Wasser soweit zu ent- ermöglichen. Dabei baut sich die Wandstärke der lernen, daß in der Fertigware weniger als 1 Ge- plastischen Masse von außen nach innen auf, und wichtsprozcnt Restfeuchtigkeit verbleibt. zwar nur so weit, wie sich die Schneckenwindungen

Es ist eine Schneckenpresse bekannt (USA.-Patent- nach innen erstrecken. Danach nimmt die Wandschrift 2 615 199), bei der zwei parallele nebenein- 15 stärke nicht mehr zu, weil der Widerstand bzw. die anderliegende Schnecken vorhanden sind, deren Win- Förderwirkung der Schneckenwindungen fehlt. Es ist düngen sich von der Schneckenwelle bis dicht an die somit ein mittlerer offener Raum für den Abfluß der Wand des Gehäuses erstrecken und über die Länge aus der Masse abgeschiedenen Flüssigkeit geschaffen, der Schnecke verschiedene Steigung haben. Bei dem Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besit-VersLich, mit einer derartigen Vorrichtung größere 20 zen die Schneckenwindungen im Speiseabschnitt bei Mengen Wasser aus Werkstoffen wie Gummipartikel im wesentlichen gleichem Außendurchmesser eine od. dgl. zu entfernen, ergab sich bei großen Wasser- größere Steigung als die Schneckenwindungen im mengen hinsichtlich des Durchsatzes eine sehr starke Dränageabschnitt. Im Kompressionsabschnitt werden Beeinträchtigung des Wirkungsgrades. Der Wirkungs- vorzugsweise der Innendurchmesser des Gehäuses, grad konnte auch dadurch nicht verbessert werden, as der Außendurchmesser der Schneckenwindungen und daß eine Vergrößerung der Schneckenpresse erfolgte. der freie Raum zwischen den Schneckenwindungen

Es ist ferner ein Schleuderprcsse (österreichische und der Schneckenwelle stetig kleiner.

Patentschrift 115 154) für Wein und Obst mit waage- Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Er-

rechtcr, kegelförmiger Schleudertrommel und den findung ist gekennzeichnet durch eine sich an die

Vorschub des Schleudergutes bewirkender Schnecke 30 Flüssigkeitsauslaßöffnung anschließende Flüssigkeits-

beschricben, deren Windungen mit radialem Abstand Standregelung, die aus einer von der Flüssigkeits-

von der Schneckenwelle angeordnet sind. Der Saft auslaßöffnung senkrecht nach unten führenden Lei-

wird durch in der Wandung der Trommel vorge- tung und einer mit dieser in Verbindung stehenden,

scheue öffnungen hindurch nach außen geschleudert. senkrecht nach oben führenden Leitung besteht,

Bei einer Entwässerungsmaschine für Torf od. dgl. 35 wobei die letztere in der Höhe über die Flüssigkeits-

(deutschc Patentschrift 412 694), die ebenfalls eine auslaßöffnung hinausragt und im Bereich des oberen

kegelförmige Trommel mit darin angeordneter Endes ein Überlaufwehr aufweist, während sich im

Schnecke aufweist, läuft die ausgepreßte Flüssigkeit Bereich des unteren Endes eine Verengung befindet. .

in einer in der Trommel unten ausgebildeten Rinne Das Wehr ist vorzugsweise an einer vertikal ver-

ab. Bei einer anderen bekannten Schneckenpresse 40 schiebbaren Niveauregelplatte befestigt, die durch

(USA.-Patentschrift 2 709 956) ist das Gehäuse Bohrungen und einen Stift in verschiedenen Lagen

schräg angeordnet, und es weist in seiner Wandung gehalten ist. Hierdurch kann in dem Gehäuse der

öffnungen für den Austritt abzuscheidender Flüssig- Schneckenpresse der Flüssigkeitsstand der aus der

keit auf. Die abgeschiedene Flüssigkeit soll dann in Masse abgeschiedenen Flüssigkeit auf eine gewünschte

einem das Schneckengehäuse umgebenden Mantel 45 Höhe eingestellt und auf dieser gehalten werden,

unter der Wirkung der Schwerkraft ablaufen. Dies dient insbesondere dem Zweck, diejenigen Teil-

Es ist schließlich eine Schneckenpresse bekannt chen, die zusammen mit der Flüssigkeit aus der (USA.-Patentschrift 2 833 750), bei welcher die Masse abgeschieden werden und ein leichteres spezi-Schneckcnwindungen sich von der Schneckenwelle fisches Gewicht als die Flüssigkeit haben, wieder in in radialer Richtung lediglich so weit erstrecken, daß 50 den Abquetschprozeß zurückzuführen. Diese leichten ein verhältnismäßig großer Abstand zwischen ihrem Teilchen befinden sich auf der Oberfläche der ab-Außenumfang und der Wandung des sie umgebenden geschiedenen Flüssigkeit und werden von dort aus Gehäuses verbleibt. Bei einer solchen Ausführung von der eingeführten plastischen Masse bzw. den kann die abgeschiedene Flüssigkeit nicht frei ab- Schneckenwindungen wieder mitgenommen, fließen, weil das plastische Material an der Innen- 55 Die Erfindung wird nachstehend an einem Auswand des Schneckengehäuses anhaftet und in diesem führungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher Bereich verdichtet wird. Dadurch wird der Entwässe- erläutert.

rungsgrad erheblich herabgesetzt. Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungs-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine form nach der Erfindung, bei der die Presse etwa Vorrichtung zu schaffen, mit der auf einfache Weise 60 unter einem Winkel von 90" gegenüber der Längsvergleichsweise große Flüssigkeitsmengen aus plasli- achse einer zum Trocknen dienenden Entgasungssehen Massen abgeschieden werden können. Diese schneckenpresse angeordnet ist; Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse und Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-11 der die Schnecke einen Dränagcahschnitt, einen Speise- Fig. 1;

abschnitt und einen Komprcssionsabschnitt aufweist, 65 Fig. 3, 4 und 5 sind Schnitte nach den Linien

in denen die Schneckenwindungen, wie an sich be- UI-III, IV-IV bzw. V-V der Fig. 2;

kannt, mit radialem Abstand von der Schneckenwelle Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt nach der Linie

angeordnet sind und mit ihrem Umfang bis dicht VIl-VII der Fi g. 2.

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Die generell mit dem Bezugszeichen 10 bezeich- sind um die Abschnitte 12, 13 und 14 mehrere

nete Entwässerungsschneckenpresse besteht aus einem Kammern 45, 46, 47 und 48 vorgesehen, in welche

Dränageabschnitt 11, einem Speiseabschnitt 12, einem temperaturregelnde Medien wie Wasser und Dampf

Kompressionsabschnitt 13 und einem Preßabschnitt eingeleitet werden können. Wenn beispielsweise 14. Jeder dieser Abschnitte 11 bis 14 besteht aus 5 Gummi zu entwässern ist, wird in die Kammern 45

einem Gehäuseabschnitt, in dem ein entsprechender und 46 vorzugsweise Wasser eingeführt, während

Schneckenabschnitt drehbar gelagert ist. In F i g. 1 man den Kammern 47 und 48 vorzugsweise Dampf

ist ein Teil der Schnecke 15 durch die Material- zuführt.

eintrittsöffnung 16 erkennbar. Das höher liegende Ende der Schneckenwelle 33 Die Fig. 1 zeigt auch einen Antrieb, mit dem die io ist mit der zuvor erwähnten Kupplung 22 verbunden, Schnecke 15 gedreht wird. Dieser Antrieb besteht aus über die die Schnecke 15 in gewünschter Richtung einem Motor 20, einem Untersetzungsgetriebe 21 und von dem über das Untersetzungsgetriebe 21 wirkeiner Kupplung 22, die mit dem Antriebsende der samen Motor 20 angetrieben wird. Am gegenüber-Schnecke 15 verbunden ist. liegenden Ende ist die Schneckenwelle 33 mit einem Das Bezugszeichen 23 bezeichnet generell eine 15 Lagerzapfen 50 versehen, welcher in der Hülse 51 Flüssigkeits-Standregelung, deren Einzelheiten aus- einer Deckplatte 52 läuft. Diese Ausführung ist vorführlicher in F i g. 6 der Zeichnung dargestellt sind. teilhaft, da sich die Deckplatte 52 mit einem Schar-Fig. 1 zeigt bei 24. ferner eine Entgasungs- niergelenk an dem Gehäuse des Dränageabschnitts Schneckenpresse. 11 befestigen und nach Wunsch öffnen läßt, um auf Aus der Fig. 2 der Zeichnung ist zu erkennen, 20 diese Weise die Schnecken leicht aus den Abschnitten daß das Gehäuse der Entwässerungsschneckenpresse 11, 12, 13 und 14 herausnehmen zu können. Vor-10 von Lagerböcken 30 so gehalten wird, daß die zugsweise sind in den Abschnitten 12, 13 und 14 Längsachse AA der Schnecke 15 zur Horizontalen getrennte Schneckenabschnitte vorgesehen, die gegeneigt verläuft. Zur Presse gehört eine Austritts- trennt für sich hergestellt werden und formschlüssig Öffnung 31, die auf einer Höhe oberhalb der Mate- 25 miteinander verbunden sind, so daß jeder Abschnitt rialeintrittsöffnung 16 liegt. Eine Flüssigkeitsauslaß- leicht durch einen entsprechenden Abschnitt ersetzöffnung 32 befindet sich in der Nähe des Bodens der bar ist, ohne daß die gesamte Schnecke ausgetauscht Presse etwa unterhalb der Materialeintrittsöffnung 16. werden muß.

Das Bezugszeichen 33 bezeichnet die Schnecken- Die Fig. 6 zeigt die Ausbildung der Flüssigkeitswelle, die den Kern der Schnecke 15 bildet und im 30 Standregelung 23, die im Anschluß an die Flüssigwesentlichen über ihre ganze Länge einen konstanten keitsauslaßöffnung 32 der Entwässerungsschnecken-Durchmesser hat. Im Dränageabschnitt 11 weist die presse 10 angeordnet ist. Fig. 2 zeigt das Ende einer Schnecke 15 Windungen 34 auf, die mit radialem Leitung 70, in der sich vorzugsweise unmittelbar Abstand von der Schneckenwelle 33 angeordnet sind, unterhalb der Schnecke ein Sieb 71 befindet, so daß dort ein freier Raum 35 entsteht. Die Schnecke 35 Die Leitung 70 führt nach unten zu einer Ver-15 hat im Dränageabschnitt 11 eine konstante Stei- engung 72, deren Querschnittsfläche kleiner als die gung. In vielen Fällen kann jedoch die Steigung ver- der Leitung 70 ist. Eine nach oben gerichtete Leitung ändert werden. 73 führt zu einer Höhe, welche höher liegt als der Im Speiseabschnitt 12 haben die Schneckenwin- Flüssigkeitsspiegel im Dränageabschnitt 11. Über ein düngen 36 eine größere Steigung als die Windungen 40 Überlaufwehr 74 kann die überfließende Flüssigkeit 34. Außerdem ist die radiale Breite der Windungen in einen Ablaufkasten 75 und eine Dränageleitung 76 36 größer als die der Windungen 34, so daß für den abfließen. Eine besondere Vorkehrung ermöglicht es, Rückfluß von Flüssigkeit ein freier Raum 37 ver- das Niveau des Wehrs 74 einzustellen. Das Wehr 74 bleibt, der kleiner ist als der freie Raum 35 für den ist an einer Niveauregelplatte 77 befestigt, in der sich Rückfluß in dem Dränageabschnitt 11. 45 eine Reihe von Bohrungen 80 befindet, in die sich Die Zeichnung zeigt, daß die Schneckenwindungen ein Stift 81 einsetzen läßt, um das Wehr in verschie-40 in dem Kompressionsabschnitt 13 stetig in ihrem dener Höhe einstellen zu können. Hierdurch wird Durchmesser abnehmen in Übereinstimmung mit der Flüssigkeitsspiegel im Dränageabschnitt 11 eineiner entsprechenden Durchmesserabnahme des Ge- geregelt.

häuses. Gleichzeitig vermindert sich auch der Quer- 50 Es ist von besonderem Vorteil, daß die Antriebsschnitt des freien Rückflußraumes 41. elemente 20, 21, 22 am oberen Ende der schräg-Für den Preßabschnitt 14 ist kein freier Raum für liegenden Entwässerungsstrangpresse 10 angeordnet den Rückfluß vorgesehen, denn hier grenzen die werden können. Auf Grund der stetigen Durch-Schneckenwindungen 42 unmittelbar an die Schnek- messerverminderung in dem Kompressionsabschnitt kenwelle 33 und erstrecken sich bis dicht an die 55 13 muß die Schnecke 15 entgegen der Materialfluß-Gehäusewand, richtung aus dem Gehäuse herausgezogen werden, In den Abschnitten 11, 12 und 13 ist die Gehäuse- wenn es erwünscht ist, die Schnecke 15 oder die bohrung mit Längsrillen 43 versehen. Diese Rillen inneren Teile des Gehäuses zu untersuchen oder zu haben, wie die Fig. 3, 4 und 5 erkennen lassen, im reparieren. Dank der Anordnung des Antriebs am wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt bei 60 Ende des geringeren Bohrungsdurchmessers des Ge^gr"^ß.^cre.^r Breite als Tiefe. Die Rillen 43 sind gleich- häuses kann nun die Deckplatte 52 am Ende des mäßig über den Umfang der Gehäusebohrung ver- größeren Bohrungsdurchmessers geöffnet werden, teilt. Eine Mehrzahl von radial angeordneten Stegen um die Abschnitte der Schneckenpresse zu entfernen. sind mit der Schneckenwelle 33 und den Schnek- Mit einer befriedigend arbeitenden Ausführung der kenwindungen 34, 36 und 40 verbunden, um die 65 Entwässerungsschneckenpresse können in der Stunde letzteren im entsprechenden Abstand von der mehr als 2 t nasse Butylgummimasse verarbeitet Schneckenwelle 33 zu halten. werden, wenn die Schnecke 15 mit 32 U/min umläuft. Wie vor allem aus der Fig. 2 zu erkennen ist, In diesem Falle besitzt die anschließende Ent-

gasungsschneckenpressG zwei Schnecken mit einem Durchmesser von 150 mm, weiche mit 150 bis 300 U/min umlaufen, um die abschließende Verdampfungstrocknung bzw. Entgasung durchzuführen. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Schnecken der Entwässerungspresse im Vergleich zu der Drehzahl der Entgasungsschnecke langsam und vorzugsweise mit einer Drehzahl von 10 bis 20 °/Ό der Drehzahl der Schnecke oder Schnecken in der Entgasungsschneckenpresse umlaufen.

Bei Inbetriebnahme der Entwässerungsschneckenpresse wird das Material der Materialeintrittsöffnung 16 in feuchtem oder nassem Zustand zugeführt. Durch die kontinuierliche Umdrehung der Sclinekkenwelle und der freiliegenden Schneckenwindungen werden die festen Partikel stetig bis in den Kompressionsabschnitt 13 vorgeschoben und dort komprimiert, wobei sie durch Ausquetschen große Wassermengen verlieren. Das Wasser strömt in den freien Räumen 35 zwischen der Schneckenwelle und der Innenkante der Schneckenwindungen zur Abflußöffnung 32 und stellt sich dort auf einem bestimmten Niveau ein, wie es in Fig. 2 der Zeichnungen angedeutet ist. In der Zwischenzeit wandert das feste Material in Richtung des Preßabschnitts 14 und wird von ,dort nach oben durch die öffnung 31 in die Einlaßöffnung der Entgasungsschneckenpresse hineingepreßt.

Auf diese Weise kann mit Erfolg ein kontinuierlicher Strom nassen Polymers, wie beispielsweise gleiche Teile von synthetischem Gummi und Wasser, zugeführt werden, und die Komponenten dieses Stromes können in solcher Weise voneinander getrennt werden, daß das Wasser und der Gummi in getrennten Strömen austreten, wobei der Gummi, der noch einen kleinen Anteil nicht ausgequetschten Wassers enthält, einer nachfolgenden Behandlung unterworfen wird, während das abgequetschte Wasser aus dem weiteren Arbeitsgang ausscheidet. Beim Durchlaufen der verschiedenen Behandlungsabschnitte wurde der Gummi stetig zu einer relativ festen Masse verdichtet und das Wasser l>is auf einen kleinen Bruchteil, der gewöhnlich weniger als 10 °/o und manchmal etwa 5 % beträgt, ausgequetscht. Dieses Restwasser wird bei der nachfolgenden Bearbeitung des Materials im Preßabschnitt 14, wo es unter Druck gesetzt und am Ende der Verfahrensstufe ausgepreßt wird, durch Kneten innerhalb der Masse verteilt. Die Temperatur des Gummis steigt dabei an, und zwar einerseits auf Grund der Reibungsarbeit und andererseits auf Grund der über die Kammern 47 und 48 zugeführten Wärme. Das heiße, mastifizierte Material enthält nur einen relativ kleinen Anteil an Wasser und ist nunmehr zur endgültigen Trocknung durch weitere Mastifizierung ideal geeignet.

Es sei noch erwähnt, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, die Entwässerungsschneckenpresse und die Entgasungsschneckenpresse 24 rechtwinklig zueinander anzuordnen, wie es die Fig. 1 zeigt. Diese Anordnung ist jedoch besonders vorteilhaft, vor allem wenn die Entgasungsschneckenpresse 24 oberhalb des Austrittsendes der Entwässerungsschneckenpresse 10 angeordnet wird, alle Teile besonders leicht zugänglich sind.

Auch sei noch erwähnt, daß in der zugeführten Masse manchmal ganz besonders feine Partikel vorhanden sind, die bisher in dem Dränagewasser verlorengingen. Durch die Anordnung der Flüssigkeits-Standregelung 23 wird erreicht, daß die an der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels im Dränageabschnitt 11 schwimmenden Partikel durch die Umdrehung der Schneckenwindungen 34 abgefangen und zum Speiseabschnitt 12 gefördert werden, wo sie von ■zusätzlichem Speisematerial aufgenommen und letztlich durch den Kompressionsabschnitt 13 in den Preßabschnitt 14 gelängen. Auf diese Weise wird der Verlust von erheblichen Materialmengen wirksam verhindert.

Die überaus kleinen Materialmengen, die der Einwirkung der Schneckenwindungen 34 entgehen, bewegen sich durch die Leitung 70 nach unten und anschließend mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Leitung 73 nach oben über das Überlaufwehr 74 hinweg. Durch die Verengung 72 werden die feinen Materialteilchen beschleunigt und es wird dadurch verhindert, daß sich diese am Boden der Leitung 70 oder 73 absetzen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schneckenpresse zum Abscheiden von Flüssigkeit aus plastischen Massen mit einem eine Ein- und Auslaßöffnung für das Material und eine Flüssigkeitsauslaßöffnung aufweisenden Gehäuse, in dessen Bohrung eine Schnecke umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse und die Schnecke einen Dränageabschnitt (11), einen Speiseabschnitt (12) und einen Kompressions'abschnitt (13) aufweist, in denen die Schneckenwindungen (34, 36, 40), wie an sich bekannt, mit radialem Abstand von der Schneckenwelle (33) angeordnet sind und mit ihrem Umfang bis dicht an die Wand der Gehäusebohrung heranreichen, während in dem anschließenden Preßabschnitt (14) die Schneckenwindungen (42) unmittelbar an die Schneckenwelle (33) angrenzen.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwindungen (36) im Speiseabschnitt (12) bei im wesentlichen gleichem Außendurchmesser eine größere Steigung besitzen als die Schneckenwindungen (34) im Dränageabschnitt (11).

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kompressionsabschnitt (13) der Innendurchmesser des Gehäuses, der Außendurchmesser der Schneckenwindungen (40) und der freie Raum zwischen den Schneckenwindungen und der Schneckenwelle stetig kleiner werden.

4. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß,' wie an sich bekannt, die Achse der Schnecke bzw. des Gehäuses "zur Waagerechten geneigt ist und die Materialeintrittsöffnung (16) sowie die Flüssigkeitsauslaßöffnung (32) am tiefer liegenden Ende der Schneckenpresse etwa einander gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine Entgasungsschneckenpresse (24) an sich bekannter Bauart nachgeschaltet ist.

6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine sich an die Flüssigkeitsauslaßöffnung (32) anschließende. Flüssigkeits-Standregelung (23), die aus

einer von der Flüssigkeitsauslaßöffnung (32) senkrecht nach unten führenden Leitung (70) und einer mit dieser in Verbindung stehenden, senkrecht nach oben führenden Leitung (73) besteht, wobei die letztere in der Höhe über die Flüssigkeitsauslaßöffnung (32) hinausragt und im Bereich des oberen Endes ein Überlaufwehr (74)

aufweist, während sich im Bereich des unteren Endes eine Verengung (72) befindet.

7. Schneckenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wehr (74) an einer vertikal verschiebbaren Niveauregelplatte (77) befestigt ist, die durch Bohrungen (80) und einen Stift (81) in verschiedenen Lagen gehalten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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