DE3831528A1 - Vorrichtung zum brikettieren von pflanzlichem gut, insbesondere halmgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brikettie­ ren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 34 22 658 ist eine Strohbrikettierungsvor­ richtung mit einem Schneckenverdichter bekannt, dessen rotierend antreibbare Schnecke an ihrem in Förderrich­ tung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen von zwei von einem kegelförmigen Schneckenkern abstehenden Schnecken­ wendeln bestimmte Außenkontur hat. Der Kegelabschnitt der ansonsten zylindrischen Schnecke ragt in einen konusförmigen Verdichterraum eines Schneckengehäuses, in welches die fliegend gelagerte Schnecke hineinragt.

Über dem zylindrischen Teil der Schnecke ist ein Einfüll­ trichter für das zu brikettierende Stroh angebracht, das von der rotierenden Schnecke in dem Kegelschnecken­ abschnitt verdichtet und über eine Auslaßöffnung am verjüngten Ende der Konusfläche des Schneckengehäuses herausgedrückt wird. Über eine an die Auslaßöffnung der Konusfläche anschließende, rohrförmige Preßmatrize mit veränderbarem Auslaßquerschnitt kann der Preßdruck des Kegelschneckenverdichters gesteuert werden.

Das zu brikettierende Stroh wird unter dem Preßdruck des Kegelschneckenverdichters stark komprimiert, wobei es sich erwärmt und aufgrund seines Ligningehalts in der Wärme zu einem auch in warmem Zustand nur wenig fließfähigen Strohkuchen verbäckt. Da es insbesondere am Übergang des Innenkonus des Schneckengehäuses zur Preßmatrize zu Stauungen kommen kann, die die Auslaßöff­ nung des Kegelschneckenverdichters verstopfen, ist in der Schnecke der aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Vorrichtung ein Preßstempel axial verschiebbar angeord­ net, der periodisch das in dem Schneckengehäuse sich ansammelnde verdichtete Stroh in die Preßmatrize aus­ schiebt. Es hat sich allerdings gezeigt, daß der Lignin­ gehalt des Strohs nicht nur die Brikettierung ermöglicht, sondern auch den in der Schnecke verschiebbar geführten Preßstempel bis zur Unbeweglichkeit mit der Schnecke verklebt. Die bekannte Vorrichtung kann damit nur in vergleichsweise kurzen Betriebsintervallen betrieben werden, bevor sie zerlegt und gereinigt werden muß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß ein kontinuier­ licher, nicht zu Betriebsstörungen neigender Betriebsab­ lauf erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht hierbei von einer an der Innenkonus­ fläche des Schneckengehäuses der bekannten Vorrichtung angeordneten, zur Schnecke hin vorstehenden Führungslei­ ste aus. Bei der bekannten Vorrichtung sind an dem Konusinnenmantel mehrere in Achsrichtung der Schnecke sich erstreckende Führungsleisten vorgesehen, durch die das Verdrehen des Strohkuchens während des Verdichtens verhindert werden soll. Die Erfindung geht von diesem Prinzip ab und läßt eine Drehbewegung des Strohkuchens in dem Kegelschneckenverdichter zu. Die Führungsleiste umschließt die Schnecke in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke entgegengesetztem Windungs­ sinn, womit die Führungsleiste den sich drehenden Strohkuchen zur Auslaßöffnung des Innenkonus des Schnecken­ gehäuses schraubt und für einen gleichmäßigen und störungsfreien Abfluß zur Preßmatrize sorgt. Preßstem­ pel oder dergleichen, die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehen sind, können damit entfallen.

Unter einer Führungsleiste soll hier und im folgenden ein langgestrecktes Element verstanden werden, welches in der Lage ist, auf das verdichtete, rotierende Halmgut in Förderrichtung zu schrauben. Das Element kann insbesondere auch die Form einer Rippe oder eines Stegs haben, der zum Beispiel durch Nuten des Schneckengehäu­ ses auch einteilig an dem Schneckengehäuse angeformt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Briket­ tierung pflanzlicher Materialien aller Art und Konsi­ stenz, insbesondere auch von Holzabfällen, wie zum Beispiel Sägemehl und Hobelspänen; sie wird aber insbe­ sondere zur Brikettierung von Halmgut, speziell trocke­ nem Halmgut, wie zum Beispiel Stroh, eingesetzt.

Die Innenkonusfläche des Schneckengehäuses erstreckt sich normalerweise in Förderrichtung der Schnecke über die Schnecke hinaus. Auf diese Weise verbleibt in dem Schneckengehäuse vor der Schnecke am Eingang zur Preß­ matrize eine verjüngende Kammer, durch die der Preßdruck der Schnecke das bereits verdichtete Stroh treiben muß. Dies wird beträchtlich erleichtert, wenn sich die Führungsleiste bis in den über die Schnecke hinausrei­ chenden Bereich der Innenkonusfläche erstreckt und zweckmäßigerweise bis an die Auslaßöffnung heranreicht. Es versteht sich, daß der Kegelwendel gegebenenfalls auch als mehrgängiger, aus mehreren Führungsleisten bestehender Kegelwendel ausgebildet sein kann.

Halmgut, insbesondere Stroh, muß für die Brikettierung mit einem vergleichsweise hohen Volumenverhältnis verdichtet werden. Bei der aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Brikettierungsvorrichtung ist dem Kegelschnec­ kenverdichter gleichachsig ein Schneckenvorverdichter zugeordnet, der über einen Fülltrichter von oben her mit dem Halmgut beschickt wird. Die Schnecken des Kegelschneckenverdichters und des Schneckenvorverdich­ ters haben einen gemeinsamen Schneckenkern, so daß sich eine beträchtliche Baulänge der Vorrichtung ergibt.

Zur Verringerung der Abmessungen ist in einer bevorzug­ ten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Schnecke des Kegelschneckenverdichters annähernd über ihre gesamte Förderlänge Kegelform hat und der Schnecken­ vorverdichter mit quer, insbesondere senkrecht, zur Schneckenachse des Kegelschneckenverdichters verlaufen­ der Schneckenachse unmittelbar an eine Einlaßöffnung im Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters anschließt. Die sich ergebende bereits vergleichsweise kompakte Anordnung läßt sich zugunsten einer Verkleinerung des Schneckenvorverdichters noch weiter verkleinern, wenn auf der Seite des Schneckenvorverdichters, auf der die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters gelegen ist, ein Vorpreß-Walzenwerk mit wenigstens zwei zueinan­ der und zur Schneckenachse des Schneckenvorverdichters achsparallelen, gegensinnig rotierend angetriebenen Vorpreßwalzen angeordnet ist, welche das Halmgut zwischen sich vorpressen und in eine Einlaßöffnung des Schnecken­ vorverdichters quer zu dessen Schneckenachse einschieben. Das zu verdichtende Stroh wird auf der dem Schneckenvor­ verdichter abgewandten Seite des Vorpreß-Walzenwerks, beispielsweise über ein Förderband, zugeführt und durchläuft während des Transport- und Verdichtungsvor­ gangs einen im wesentlichen U-förmigen Weg, auf dem die jeweiligen Bearbeitungskomponenten relativ dicht benach­ bart angeordnet werden können. Die beiden Vorpreßwalzen können hierbei übereinander achsparallel angeordnet und gegebenenfalls relativ zueinander verstellbar sein, und auch über dem Förderband kann eine rotierend angetriebe­ ne Schlagleistenwalze je nach ihrer Drehrichtung entwe­ der für eine zusätzliche Vorpreßwirkung oder aber für eine die Beschickungsrate egalisierende Abkämmwirkung sorgen.

Durch die Verdichtungswirkung des Kegelschneckenverdich­ ters wird das Stroh vielfach so weit erwärmt, daß sein Wasseranteil zumindest teilweise verdampft. Aufgrund der Stauwirkung kann sich der Dampfdruck im Bereich der Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters so weit erhöhen, daß es zu Überdruckschäden an der Vorrichtung kommen kann. Auch besteht die Gefahr, daß das verdichte­ te Stroh durch übermäßigen Dampfdruck explosionsartig aus der Preßmatrize herausgetrieben wird. Um Schäden und Gefahren dieser Art zu verhindern, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung zwischen der Auslaßöffnung des konusförmigen Verdichterraums des Kegelschneckenver­ dichters und der an die Auslaßöffnung in Förderrichtung anschließenden Preßmatrize ein Ringteil angeordnet, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offene Entgasungskanäle münden. Bei den Entgasungskanä­ len handelt es sich um Kapillarkanäle mit sehr geringer Breite, beispielsweise in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter, durch die sich entwickelnder Dampf entweichen kann. Bei dem Ringteil handelt es sich zweckmäßigerweise um ein in Funkenerosionstechnik hergestelltes Bauteil.

Die Entgasungskanäle sollen im wesentlichen nur den Durchtritt von Dampf und gegebenenfalls auch Feinstaub zulassen. Sie können die Form axial verlaufender Schlitze haben, die zur Verbesserung der Dampfableitung in radial darüberliegende, axial verlaufende breitere Abführkanäle übergehen. Während die Entgasungskanäle an axial beiden Stirnseiten des Ringteils durch daran anliegende Flächen benachbarter Bauteile abgeschlossen sind, liegen die Abführkanäle zumindest an einer Stirn­ seite des Ringteils zur Umgebung hin offen, wozu gegebe­ nenfalls in dem benachbarten Bauteil, beispielsweise dem Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters, ein zur Umgebung offener Ringkanal eingearbeitet sein kann.

Um das Ringteil leichter herstellen zu können, ist es zweckmäßigerweise nicht integraler Bestandteil des Schneckengehäuses oder der Preßmatrize sondern sitzt als gesondertes Bauteil in einer zum Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters hin offenen Kammer eines Matrizenrohrs der Preßmatrize.

Die an die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters der aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Vorrichtung sich anschließende Preßmatrize hat ein im wesentlichen gleichachsig zur Kegelachse des Kegelschneckenverdich­ ters sich erstreckendes, durch zwei axiale Schlitze in zwei Hälften unterteiltes Matrizenrohr, dessen Auslaß­ querschnitt durch eine radial angreifende, hydraulische Zange variiert werden kann. Der Auslaßquerschnitt einer solchen Preßmatrize läßt sich jedoch nur relativ ungenau justieren. Darüberhinaus muß zur Einstellung des Auslaß­ querschnitts ein vergleichsweise hoher Hydraulikdruck ständig aufgebracht werden.

Eine exaktere Justierung des Auslaßquerschnitts bei verringerten Stellkräften läßt sich erreichen, wenn auf der Außenseite des durch die axial verlaufenden Schlitze in radial bewegliche Zungen unterteilten Matrizenrohrs Keilflächen vorgesehen sind, die ein Spannring gemeinsam umschließt. Der Spannring und das Matrizenrohr sind relativ zueinander axial beweglich geführt und werden von Federn in axialer Richtung gegeneinander vorgespannt. Der Stellantrieb des durch den Spannring und die Keilflächen gebildeten Keilgetrie­ bes verstellt den Spannring gegen die Kraft der Federn. Der Neigungswinkel der Keilflächen ist vorzugsweise so gewählt, daß Selbsthemmung eintritt, womit der Stellan­ trieb nicht mehr den Preßdruck des Strohs aufnehmen muß. Die vom Stellantrieb aufzubringende Stellkraft kann noch weiter verringert werden, wenn die Federn den Spannring und das Matrizenrohr in Richtung einer Veren­ gung des Auslaßquerschnitts der Preßmatrize gegeneinan­ der vorspannen. Diese Gestaltung der Preßmatrize ist auch bei anderen Halmgut-Brikettiervorrichtungen als der vorstehend erläuterten Vorrichtung einsetzbar.

In einer ersten Variante der Preßmatrize ist das Matri­ zenrohr fest mit dem Schneckengehäuse und einer Maschi­ nenbasis des Kegelschneckenverdichters verbunden. Um den Umfang des Matrizenrohrs herum sind mehrere Federn verteilt, die sich an einem Stützflansch des Matrizen­ rohrs einerseits und an Köpfen von axial verlaufenden, fest mit der Preßmatrize oder der Maschinenbasis verbun­ denen Zugstangen abstützen. Eine solche Preßmatrize kommt mit vergleichsweise wenigen Bauteilen aus.

In einer zweiten Variante bilden das Matrizenrohr und das Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters eine Baueinheit, die in Achsrichtung der Schnecke relativ zur Schnecke und der Maschinenbasis beweglich geführt ist. Diese Variante hat den Vorteil, daß nicht nur der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize variiert werden kann, sondern auch das freie Innenvolumen des Kegelschnecken­ verdichters. Die Keilflächen sind so angeordnet, daß bei einer Erweiterung des Auslaßquerschnitts der Preß­ matrize das Schneckengehäuse in Förderrichtung der Schnecke von dieser entfernt wird. Der Druck in dem Verdichterraum nimmt damit unmittelbar auf die Verstell­ bewegung aufgrund der Erweiterung des Verdichterraums ab und unterstützt augenblicklich die Entlastungswirkung der sich öffnenden Preßmatrize. Im umgekehrten Fall wird beim Schließen der Preßmatrize der Druckanstieg im Verdichterraum beschleunigt.

Zweckmäßigerweise ist dem Kegelschneckenverdichter ein Preßdrucksensor zugeordnet, und der Stellantrieb ist abhängig von dem Preßdrucksensor steuerbar. Der Preß­ drucksensor kann auf den tatsächlichen, zwischen der Schnecke und dem Schneckengehäuse wirkenden Druck ansprechen, läßt sich aber einfacher realisieren, wenn er den Preßdruck über einen indirekten Parameter erfaßt, beispielweise über das Antriebsdrehmoment der Schnecke des Kegelschneckenverdichters.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine teilweise schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Brikettieren von Halmgut, insbesondere Stroh;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, ge­ sehen entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, ge­ sehen entlang einer Linie V-V in Fig. 3 und

Fig. 6 eine Schnittansicht durch einen Teil einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Brikettierung von Halmgut, insbesondere Stroh.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Strohbrikettiervorrichtung, mit der lose geschüttetes, vorab im wesentlichen nicht zerkleinertes oder vermahlenes Stroh zu kompakten Strohbriketts hoher Dichte von wenigstens 0,5 kg/dm³ verdichtet werden kann. Das Stroh wird über einen Einfülltrichter 1 auf ein in Richtung eines Pfeils 3 sich bewegendes endloses Förderband 5 gelegt, welches das Stroh zwischen zwei übereinander mit horizontaler Achse angeordnete Vorpreßwalzen 7, 9 eines allgemein mit 11 bezeichneten Vorpreßwalzenwerks fördert. Die an ihrem Umfang mit Greifzähnen, Leisten oder dergleichen versehenen Vorpreßwalzen 7, 9 werden gegenläufig zuein­ ander angetrieben. Die obere Vorpreßwalze 9 ist bei­ spielsweise an nicht näher dargestellten Armen vertikal beweglich geführt und wird von Federn oder Gewichten gegen die Vorpreßwalze 7 vorgespannt. In der Nähe der Vorpreßwalze 9 ist oberhalb des Förderbands 5 achsparal­ lel eine Leistenwalze 13 angeordnet, die gleichsinnig zur Vorpreßwalze 9 angetrieben wird und für eine weite­ re Vorverdichtung des vom Förderband 5 zwischen die Vorpreßwalzen 7, 9 eingeführten Strohs sorgt. Alterna­ tiv kann die Leistenwalze 13 auch entgegengesetzt rotierend angetrieben werden, wobei sie dann als Kämm­ walze dient und für einen gleichmäßigen Strohfluß auf dem Förderband 5 sorgt. Auf der Auslaßseite des Vorpreß­ walzenwerks 11 schließt sich ein Schneckenvorverdichter 15 mit einer in einem Schneckengehäuse 17 achsparallel zu dem Vorpreßwalzenwerk 11 angeordneten Verdichter­ schnecke 19 an. Der Schneckenvorverdichter 15 lenkt das in Richtung des Pfeils 3 transportierte, vorgepreßte Stroh in Achsrichtung der Verdichterschnecke 19 um und sorgt für eine weitere Verdichtung des Strohs. Die Verdichterschnecke 19 hat einen im wesentlichen zylind­ rischen Schneckenkern 21 und eine wenigstens eingängige Schneckenwendel 23, die sich an ihrem Abgabeende 25 konisch verjüngt. Ein Motor 26 treibt den Schneckenvor­ verdichter 15, das Vorpreßwalzenwerk 11, die Leistenwal­ ze 13 und gegebenenfalls das Förderband 5 an. Die vorstehend erläuterten Komponenten sorgen für eine weitgehende Vorverdichtung des Strohs, die jedoch noch nicht für eine Brikettierung ausreicht.

Die Brikettierung erfolgt in einem Kegelschneckenverdich­ ter 27, dessen Kegelschnecke 29 mit zur Achse der Vorverdichterschnecke 19 rechtwinklig verlaufender Schneckenachse 31 in einen konusförmigen Verdichterraum 33 eines mit dem Schneckengehäuse 17 fest verbundenen Schneckengehäuses 35 angeordnet ist. Die über Lager 37 fliegend an dem Schneckengehäuse 35 bzw. einer Maschinen­ basis gelagerte Kegelschnecke 29 wird über einen Riemen­ trieb 39 von einem nicht näher dargestellten Antriebs­ motor angetrieben. Der konusförmige Verdichterraum 33 mündet mit axialem Abstand vom freien Ende der Kegel­ schnecke 29 in einer Auslaßöffnung 41, an die sich, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ein Entgasungs­ ring 43 sowie eine Preßmatrize 45 mit hydraulisch steuerbarem Auslaßquerschnitt anschließt. Der Kegel­ schneckenverdichter 27 nimmt das vorverdichtete Stroh unmittelbar aus dem Schneckenvorverdichter 15 auf, dessen Verdichterschnecke 19 zu diesem Zweck mit ihrem Ende 25 im Bereich des durchmessergrößeren Endes der Kegelschnecke 29 in eine konische Einlaßöffnung 47 des Schneckengehäuses 35 eingreift. Die Förderrichtung des Kegelschneckenverdichters 27 verläuft horizontal und entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 des Förderbands 5. Damit ergibt sich insgesamt ein im wesentlichen U- förmiger Verarbeitungsweg, wobei die Komponenten der Strohbrikettierungsvorrichtung auf vergleichsweise engem Raum angeordnet werden können.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten des Kegelschnecken­ verdichters 27, des Entgasungsrings 43 und der Preßmat­ rize 45. Die Kegelschnecke 29 des Kegelschneckenverdich­ ters 27 hat einen kegelstumpfförmigen Schneckenkern 49, von dem eine ein- oder mehrgängige Schneckenwendel 51 mit kegelstumpfförmiger Außenkontur radial absteht. Nach radial außen wird der konusförmige Verdichterraum 33 durch eine mit radial vorstehenden Leisten oder Rippen 53 versehene Innenkonusfläche 55 begrenzt, die sich in Förderrichtung der Kegelschnecke 29 über deren verjüngtes Ende bis zur Auslaßöffnung 41 hin erstreckt und auch in diesem Bereich mit Rippen 53 versehen ist. Die Rippen 53 umschließen die Kegelschnecke 29 in Form einer ein- oder mehrgängigen Wendel, deren Windungssinn entgegengesetzt dem Windungssinn der Schneckenwendel 51 ist und können durch Nuten begrenzt bzw. gebildet sein, die in das Schneckengehäuse 35 eingearbeitet sind.

Die Kegelschnecke 29 fördert das über die Einlaßöffnung 47 zugeführte, vorverdichtete Stroh zur Auslaßöffnung, an der es von der nachfolgenden Preßmatrize 45 gestaut und unter hohem Druck verdichtet wird. Die Verdichtungs­ wirkung erhöht die Temperatur des Strohkuchens so weit, daß es den Strohkuchen zu einem nach der späteren Abkühlung kompakten, mechanisch beanspruchbaren Brikett­ material verbäckt. Da das verdichtete Stroh von der Kegelschnecke 29 nicht nur in Förderrichtung getrieben, sondern auch zumindest teilweise um die Schneckenachse 31 gedreht wird, unterstützen die schraubenlinienförmig angeordneten Rippen 53 die Förderwirkung, da sie das sich drehende Stroh aufgrund des zur Schneckenwendel 51 entgegengesetzten Windungssinns in Förderrichtung schrauben. Insbesondere unterstützen die Rippen 53 im Bereich der Auslaßöffnung 41 den Übertritt des verdich­ teten Strohs in den im wesentlichen zylindrischen, durch eine Öffnung 57 des Entgasungsrings 43 und ein Matrizenrohr 59 der Preßmatrize 45 gebildeten Austritts­ kanal 61. Die Rippen 53 verhindern damit unerwünschtes Verstopfen der Austrittsöffnung 41.

Die Erwärmung des verdichteten Strohs im Verdichterraum 33 ist so stark, daß sich insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung 41 aufgrund des Trocknungsprozesses Wasserdampf bilden kann, der zu Überdruckschäden an der Vorrichtung führen kann, insbesondere jedoch das in dem Matrizenrohr 59 enthaltene verdichtete Stroh explosions­ artig aus dem Verdichtungsrohr 59 austreiben kann. Um dies zu verhindern, sind in dem an die Austrittsöffnung 41 anschließenden Entgasungsring 43 eine Vielzahl in Umfangsrichtung verteilter Entgasungsschlitze 63 vorge­ sehen. Die Entgasungsschlitze 63 sind als Kapillarschlit­ ze mit einer Schlitzbreite in der Größenordnung von 1/10 mm ausgebildet und erstrecken sich über die gesam­ te Länge des Entgasungsrings 43. Die radial innen zur Öffnung 57 offenen Entgasungsschlitze 63 münden in radial darüberliegende breitere Abführkanäle 65, die sich zum Kegelschneckenverdichter 27 hin keilförmig erweitern und an der Stirnseite des Entgasungsrings 43 in einen zur Umgebung hin offenen Ringkanal 67 münden. Die Entgasungsschlitze 63 und die Abführkanäle 65 können beispielsweise durch Elektro-Erosionsverfahren in den Entgasungsring 43 eingearbeitet sein. Der zur leichteren Herstellung als gesondertes Bauteil ausgebil­ dete Entgasungsring 43 sitzt in einer zum Schneckenge­ häuse 35 hin offenen Kammer 69 eines das Matrizenrohr 59 am Schneckengehäuse 35 haltenden Fußteils 71 der Preßmatrize 45.

Um den Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45 einstellen zu können, hat das Matrizenrohr 59 einen zum Kegel­ schneckenverdichter 27 hin konusförmig sich erweitern­ den Außenmantel 73, der durch eine Vielzahl in Umfangs­ richtung verteilt angeordneter axialer Schlitze 75 in eine Vielzahl, hier acht, radial federnder Zungen 77 unterteilt ist. Den Außenkonus des Matrizenrohrs 59 umschließen zwei Spannringe 79, 81, die durch justier­ bare Abstandbolzen 83 zu einer längs des Matrizenrohrs 59 verschiebbaren Einheit verbunden sind. Der Spannring 79 trägt einen radial abstehenden Ringflansch 85, der an mehreren, hier drei, in Umfangsrichtung versetzten, vom Fußteil 71 abstehenden Führungsstangen 87 geführt ist. Auf der dem Fußteil 71 axial abgewandten Seite des Ringflansches 85 sind an Führungsstangen 87 Tellerfeder­ pakete 89 geführt, die sich zwischen dem Ringflansch 85 einerseits und Schraubköpfen 91 der Führungsstangen 87 andererseits abstützen. Die Konusfläche 73 des Matrizen­ rohrs 59 und die Spannringe 79, 81 bilden ein für den Radialdruck in dem Matrizenrohr 59 selbsthemmendes Keilgetriebe, wobei die Tellerfederpakete 89 die Spann­ ringe 79, 81 in Schließrichtung des Matrizenrohrs 59 vorspannen. Die Übersetzungswirkung des Keilgetriebes reicht aus, um das Matrizenrohr 59 gegen den Druck des verdichteten Strohs schließen zu können. Zum Öffnen des Matrizenrohrs 59 sind an dem Fußteil 71 mehrere, hier drei, gegeneinander versetzte, hydraulische Kolben- Zylinder-Einheiten 93 vorgesehen, die sich an dem Ringflansch 85 abstützen und die Spannringe 79, 81 entgegen der Kraft der Tellerfederpakete 89 zum verjüng­ ten Ende der Konusfläche 73 hin drücken. Mit verhältnis­ mäßig geringem Hydraulikaufwand kann auf diese Weise der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45 gesteuert werden. Die Steuerung kann automatisch erfolgen, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt ist, mittels eines auf das Antriebsdrehmoment der Kegelschnecke 29 ansprechenden Schalters 95 der Hydraulikdruck der Zylinder 93 erhöht wird, wenn das Antriebsmoment und dementsprechend der Preßdruck des Kegelschneckenverdichters 27 über einen vorbestimmten Wert ansteigt, bzw. verringert wird, wenn das Antriebsdrehmoment und damit der Preßdruck unter den vorbestimmten Wert absinkt.

Das aufgrund der Preßwirkung durch den Kegelschneckenver­ dichter 27 erhitzte Stroh kühlt während des Ausschiebens durch den Auslaßkanal 61 zu einem Brikettstrang ab, der am Ausgang der Preßmatrize 45 durch geeignete Werkzeuge, beispielsweise eine Säge oder dergleichen, in Stücke geschnitten wird. Die Länge des Matrizenrohrs 59 kann verkürzt werden, wenn die einzelnen Zungen 77 mit axial verlaufenden Kühlwasserkanälen 97 versehen sind. In entsprechender Weise können zum Beispiel am Außenumfang des Entgasungsrings 43 Kühlwasserkanäle 99 vorgesehen sein. Zu- und Ableitungen zu den Kühlwasserkanälen 97, 99 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Fig. 6 zeigt eine Variante einer Vorrichtung zum Briket­ tieren von Stroh, die sich von der Vorrichtung der Fig. 1 bis 5 im wesentlichen nur durch die Art der Steuerung des Auslaßdrucks des Kegelschneckenverdichters unter­ scheidet. Gleichwirkende Teile sind in Fig. 1 mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 5 bezeichnet und zur Unter­ scheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion dieser Teile wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 5 Bezug genommen.

Während bei der Vorrichtung der Fig. 1 bis 5 die zu einer Einheit miteinander verbundenen Spannringe 79, 81 relativ zur Konusfläche 73 des Matrizenrohrs 59 verschieb­ bar sind und das Konusrohr 59 über den Fußteil 71 und das Schneckengehäuse 35 fest mit der Maschinenbasis der Vorrichtung verbunden ist, sind bei der Vorrichtung der Fig. 6 die beiden über Abstandbolzen 83 a zu einer Einheit verbundenen Spannringe 79 a und 81 a mit Hilfe von Abstandbolzen 101 an der bei 103 angedeuteten, die Kegelschnecke 29 a lagernden Maschinenbasis unbeweglich befestigt. Das Matrizenrohr 59 a ist über sein den Entgasungsring 43 a aufnehmendes Fußteil 71 a am Schnecken­ gehäuse 35 a des Kegelschneckenverdichters 27 a befestigt und bildet zusammen mit dem Fußteil 71 a und dem Schnecken­ gehäuse 35 a eine in Richtung der Schneckenachse 31 a relativ zur Maschinenbasis 103 und damit relativ zu den Spannringen 79 a und 81 a verschiebbare Einheit. Die Einheit umfaßt einen hier am Schneckengehäuse 35 a angeordneten, radial nach außen abstehenden Ringflansch 105, der an mehreren in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Führungsstangen 107 verdrehsicher, aber verschiebbar, geführt ist. Die von der Maschinenbasis 103 axial abstehenden Führungsstangen 107 tragen an ihren freien Enden Schraubköpfe 109 und führen Tellerfe­ derpakete 111, die sich zwischen dem Ringflansch 105 und den Schraubköpfen 109 abstützen und die Einheit aus Schneckengehäuse 35 a und Matrizenrohr 59 a entgegen der Förderrichtung der Kegelschnecke 29 a zur Maschinenbasis 103 hin vorspannen. Den Spannringen 79 a, 81 a sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 anstelle einer kontinuier­ lich durchgehenden Konusfläche zwei Konusflächenabschnit­ te 73 a zugeordnet, die unter Bildung einer Stufe aufein­ anderfolgen. Die Konusflächenabschnitte 73 a verjüngen sich zum Kegelschneckenverdichter 27 a hin, womit die Tellerfederpakete 111 die Preßmatrize 45 a wiederum in Schließrichtung vorbelasten. Bei der den Auslaßquer­ schnitt schließenden, zur Kegelschnecke 29 a hin gerich­ teten Bewegung des Matrizenrohrs 59 a wird jedoch nicht nur der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45 a verringert, sondern auch der radiale Abstand zwischen der Kegel­ schnecke 29 a und der Innenkonusfläche 55 a des Schnecken­ gehäuses 35 a. Mit der Verringerung des Abstands wächst auch der von der Kegelschnecke 29 a erzeugte Druck. Anders als im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 muß sich der Druck im Verdichterraum 33 a nicht aufgrund der Stauwirkung der Preßmatrize 45 a erst nach und nach aufbauen.

Für die Entlastung des Druckraums 33 a sind an der Maschinenbasis 103 mehrere in Umfangsrichtung gegenein­ ander versetzte, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten 113 vorgesehen, die sich an dem Ringflansch 105 abstüt­ zen und die aus Schneckengehäuse 35 a, Entgasungsring 43 a und Matrizenrohr 59 a bestehende Einheit gegen die Kraft der Tellerfederpakete 111 verschieben. Aufgrund dieser Relativverschiebung wird einerseits der Auslaß­ querschnitt der Preßmatrize 45 a vergrößert und anderer­ seits das Schneckengehäuse 35 a von der Kegelschnecke 29 a entfernt. Hierdurch verringert sich einerseits die Stauwirkung der Preßmatrize 45 a, und andererseits erfolgt eine sofortige Druckminderung in dem Verdichter­ raum 33 a. Die Tellerfederpakete 111 und die Zylinder- Kolben-Einheiten 113 entsprechen in ihrer Funktion den Komponenten 89 und 93 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 5.

Das Schneckengehäuse 35 a ist an seiner Innenkonusfläche 55 a wiederum mit Rippen 53 a versehen, die die Kegel­ schnecke 29 a in Form einer eingängigen oder mehrgängi­ gen Wendel schraubenförmig umschließen und sich über die Kegelschnecke 29 a hinaus bis zur Auslaßöffnung 41 a erstrecken. Der Windungssinn der Rippen 53 a ist dem Windungssinn der Schneckenwendel 51 a entgegengesetzt, wodurch die Förderwirkung der Kegelschnecke 29 a insbe­ sondere im Bereich der Auslaßöffnung 41 a unterstützt wird. Bei der Vorrichtung der Fig. 6 kommt hinzu, daß die aufgrund der Axialbewegung zwischen Kegelschnecke 29 a und Schneckengehäuse 35 a sich ergebende Pumpwirkung zusätzlich dazu beiträgt, daß unerwünschtes Verstopfen im Bereich der Auslaßöffnung 41 a verhindert wird.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut, vorzugsweise Stroh, mit einem Kegelschneckenverdichter (27), dessen rotierend antreibbare Schnecke (29) zumindest an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windun­ gen wenigstens einer von einem kegelförmigen Schnec­ kenkern (49) abstehenden Schneckenwendel (51) bestimm­ te Außenkontur hat und in einen konusförmigen Verdich­ terraum (33) eines Schneckengehäuses (35) hineinragt, dessen Innenkonusfläche (55) mit zumindest einer zur Schnecke (29) hin vorstehenden Führungsleiste (53) für das Halmgut versehen ist und am verjüngten Ende der Innenkonusfläche (55) eine Auslaßöffnung (41) für das verdichtete Halmgut hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslei­ ste (53) die Schnecke (29) in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke (29) entgegengesetz­ tem Windungssinn umschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkonusfläche (55) des Schneckengehäuses (35) in Förderrichtung der Schnecke (29) über die Schnecke (29) hinausreicht und daß sich die Führungs­ leiste (53) bis in den über die Schnecke (29) hinaus­ reichenden Bereich der Innenkonusfläche (55) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste (53) bis an die Auslaßöffnung (41) heranreicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungsleisten (53) zusammen einen mehrgängigen Kegelwendel bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (29) des Kegelschneckenverdichters (27) annähernd über ihre gesamte Förderlänge Kegelform hat und der Kegel­ schneckenverdichter (27) mit einer Einlaßöffnung (47) seines Schneckengehäuses (35) unmittelbar an einen Schneckenvorverdichter (15) anschließt, dessen Schneckenachse quer, insbesondere senkrecht, zur Schneckenachse (31) des Kegelschneckenverdichters (27) anschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Schneckenvorverdichters (15), auf der die Auslaßöffnung (41) des Kegelschneckenver­ dichters (27) gelegen ist, ein Vorpreß-Walzenwerk (11) mit wenigstens zwei zueinander und zur Schnecken­ achse des Schneckenvorverdichters (15) achsparallelen, gegensinnig rotierend angetriebenen Vorpreßwalzen (7, 9) angeordnet ist, welche das Halmgut zwischen sich vorpressen und in eine Einlaßöffnung des Schnec­ kenvorverdichters (15) quer zu dessen Schneckenachse einschieben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorpreßwalzen (7, 9) übereinander angeordnet sind und die obere Vorpreßwalze (9) vertikal beweglich gelagert und von einer Vorspann­ kraft nachgiebig zur unteren Vorpreßwalze (7) hin vorbelastet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der dem Schneckenvorverdichter (15) abgewandten Seite des Vorpreß-Walzenwerks (11) ein Förderband (5) angeordnet ist, über dem eine rotierend angetriebene Schlagleistenwalze (13) dem Vorpreß-Walzenwerk (11) achsparallel benachbart angeordnet ist.

9. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslaßöffnung (41) des konusförmigen Verdichterraums (33) des Kegelschneckenverdichters (27) und einer an die Auslaßöffnung (41) in Förderrichtung anschließen­ den Preßmatrize (45) ein Ringteil (43) angeordnet ist, an dessen Innenmantel (57) eine Vielzahl zur Umgebung hin offene Entgasungskanäle (63) münden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (43) über seinen Innenmantel (57) verteilt eine Vielzahl axial verlaufender, enger Schlitze (63) aufweist, die in radial darüberliegen­ de, axial verlaufende breitere Abführkanäle (63) übergehen, die an einer Stirnseite des Ringteils (43) zur Umgebung hin offen liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführkanäle (63) axial in einen zur Umge­ bung offenen Ringkanal (67) des Schneckengehäuses (35) des Kegelschneckenverdichters (27) münden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführkanäle (63) Keilform haben und sich von dem Kegelschneckenverdichter (27) weg in axialer Richtung verjüngen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmatrize (45) auf ihrer dem Kegelschneckenverdichter (27) zugewand­ ten Seite ihres Matrizenrohrs (59) eine zum Kegel­ schneckenverdichter (27) hin offene Kammer (69) aufweist, in die der Ringteil (43) eingesetzt und zusammen mit der Preßmatrize (45) am Schneckengehäu­ se (35) des Kegelschneckenverdichters (27) befe­ stigt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Bereich des Ringteils (43) als auch der Preßmatrize (45) jeweils über den Umfang verteilt mehrere Kühlwasserkanäle (97, 99) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schnec­ kengehäuse (35) des Kegelschneckenverdichters (27) eine im wesentlichen rohrförmige, gleichachsig zur Kegelachse des Kegelschneckenverdichters (27) sich erstreckende Preßmatrize (45) verbunden ist, deren Matrizenrohr (59) auf seiner Außenseite mit Keilflä­ chen (73) versehen und durch mehrere axial verlaufen­ de Schlitze (75) in mehrere radial bewegliche Zungen (77) unterteilt ist, deren radialer Achsab­ stand durch wenigstens einen die Keilflächen (73) gemeinsam umschließenden Spannring (79, 81) bestimmt ist, und daß der Spannring (79, 81) und das Matri­ zenrohr (59) relativ zueinander axial beweglich und von Federn (89; 111) gegeneinander vorgespannt sind sowie von einem Stellantrieb (93; 113) gegen die Vorspannkraft der Federn (89; 111) gegeneinander bewegbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Federn (89; 111) den Spannring (79, 81) und das Matrizenrohr (59) in Richtung einer Verengung des Auslaßquerschnitts der Preßmatrize (45) gegeneinander vorspannen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizenrohr (59) fest mit dem Schneckenge­ häuse (35) des Kegelschneckenverdichters (27) verbunden ist und sich die Keilflächen (73) vom Schneckengehäuse (35) weg verjüngen, daß der Spann­ ring (79, 81) einen radial abstehenden Stützflansch (85) aufweist und um das Matrizenrohr (59) herum mehrere achsparallel zum Matrizenrohr (53) verlaufen­ de Zugstangen (87) fest mit dem Schneckengehäuse (35) verbunden sind, und daß die insbesondere als Tellerfedern ausgebildeten Federn (89) an den Zugstangen (87) geführt und zwischen dem Stützflansch (85) und einem Kopf (91) an vom Schneckengehäuse fernen Ende der Zugstange (87) eingespannt sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengehäuse (35 a) und das Matrizenrohr (59 a) zu einer Baueinheit verbun­ den sind, die relativ zur Schnecke (29 a) des Kegel­ schneckenverdichters (27 a) in Richtung der Schnecken­ achse (31 a) verschiebbar an einer die Schnecke (29 a) lagernden Maschinenbasis (103) geführt ist, daß der Spannring (79 a, 81 a) fest mit der Maschinen­ basis (103) verbunden ist und daß die Federn (111) zwischen der Baueinheit (35 a, 59 a) und der Maschinen­ basis (103) eingespannt sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (35 a, 59 a) einen radial abstehen­ den Stützflansch (105) aufweist und um die Baueinheit (35 a, 59 a) herum mehrere achsparallel zur Schnecken­ achse (31 a) verlaufende Zugstangen (107) fest mit der Maschinenbasis (103) verbunden sind und daß die insbesondere als Tellerfedern ausgebildeten Federn (111) an den Zugstangen (107) geführt und zwischen dem Stützflansch (105) und einem Kopf (109) am von der Maschinenbasis (103) fernen Ende der Zugstange (107) eingespannt sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Achsrichtung des Matrizenrohrs (59) gegeneinander versetzte Spannringe (79, 81) zu einer Baueinheit verbunden sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb wenig­ stens einen, insbesondere mehrere um die Schnecken­ achse (31) herum verteilt angeordnete hydraulische Druckzylinder (93; 113) umfaßt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kegelschneckenver­ dichter (27) ein Preßdrucksensor (95) zugeordnet und der Stellantrieb (93; 113) abhängig von dem Preßdrucksensor (95) steuerbar ist, derart, daß der Stellantrieb (93; 113) den Auslaßquerschnitt des Matrizenrohrs (59) bei Überschreiten eines Preßdruck­ sollwerts erweitert und bei Unterschreiten verengt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdrucksensor (95) auf das Antriebsdrehmo­ ment der Schnecke (29) des Kegelschneckenverdichters (27) anspricht.