NO168430B - Skruepresse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en skruepresse for komprimering og avvanning av mer eller mindre fuktige celluloseholdige og/eller andre fibrøse materialer i stykkform, såsom avfallspapir, tre, gress, halm og andre høsteprodukter, torv, bark, cellulose og lignende, omfattende et matehus med en inntaksdel for det materiale som skal komprimeres, og i det minste en første presskon for kraftig komprimering av materialet, en utmatingsåpning for det komprimerte og avvannede produkt, en roterbar skrue som strekker seg fra inntaksdelen i det minste inn i nevnte første presskon samt drivorgan for å rotere skruen.

Presser for brikettering av fibrøst materiale av det slag som nevnes ovenfor, anvender vanligvis sylindre og stempler som komprimeringsorgan. Ved hjelp av eksisterende konstruksjoner basert på dette prinsipp kan man brikettere materiale med fukt innhold mindre enn 2056. Skruepresser er også kjent i en mengde utførelser for avvanning av fibermateriale og andre komprimerbare materialer i stykkform. Eksempel på slike skruepresser er vist i US-A-2 615 385 og i US-A-4 121 967. Ved hjelp av disse og andre kjente skruepresser kan materiale med meget høyt fuktinnhold avvannes, men ikke i så stor grad som kreves før framstilling av brenselbriketter. Et funda-mentalt problem som ikke kunne løses ifølge kjent teknikk, er å avlede vannet fra press-sonen ved de spesielt høye trykk som kreves for den høygradige vannutdrivningen, uten at man samtidig presser pressgodset ut sammen med vannet. Vanligvis forsynes presskonen med avvanningsåpninger, slik som ved de konstruksjoner som er vist i de ovennevnte patentskrifter, hvilke umuliggjør de høye trykk som kreves for vannavdriving til meget høye tørrstoffinnhold i pressgodset. Hvis trykket i presskonen heves til meget høye nivåer, kommer pressgodset ganske enkelt til å bli "sprøytet" ut gjennom åpningene. Hvis på den andre side disse dreneringsåpninger elimineres i den hensikt å skape forutsetninger for meget høye trykk i presskonen, kommer vannet til å bli innestengt i denne. Dette er antageligvis først og framst den problematikk som hittil har forhindret anvendelse av skruepresser for å avvanne fuktig, fiberholdig materiale til meget høye tørr-stoffinnhold for framstilling av sammenhengende presslegemer.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skruepresse av den i innledningen angitte slag, med hvilken man kan avvanne og brikettere nevnte materiale med fuktinnhold helt opp til 605é for framstilling av hårde, godt sammenhengende briketter med meget høye tørrstoffinnhold. Disse og andre hensikter kan oppnås ved at skruens kjerne og/eller gjenge er eksentrisk i forhold til skruens rotasjonsakse, resp. i forhold til gjengens middelskruelinje, i det minste noen av gjenge om<g>an<g>ene i en sone i nevnte første presskon, og at denne presskons mantel er tett i nevnte sone. Sonen har vesentlig aksiell utstrekning, slik at lokale, meget høye trykk skal kunne utvikles. Det har vist seg at en skruepresse som er anordnet på denne måte kan avvannes meget effektivt, selv om fuktinnholdet i utgangsmaterialet er meget høyt. Oppfinnelsen bygger ikke på noen spesiell teori som gjør krav på vitenskapelig å forklare hvorfor denne effekt oppnås. Imidlertid tyder utførte eksperimenter på at skruen ved rotasjonen; knar materialet ved gjentatte ganger å utsette dette for kraftige, lokale trykkøkninger og trykkfall, hvilket antagelig resulterer i at det dannes hulrom i det komprimerte materialet i gjengegangen, i hvilke hulrom vann i væske- og/eller dampfase kan samles under trykk for ved skruens rotasjon under innvirkning av trykket fra pressgodset, å bli evakuert bakover i gjengegangen. Det har ved forsøk med varierende utforming av skruen, ikke blitt helt klarlagt om det er eksentrisltetene i skrueakselen eller i gjengen som først og framst gir det ønskede resultat. Trolig oppnås en samvirkning mellom eksentrisiteter i skruekjernen og i gjengen, hvorfor både kjernen og gjengen bør gjøres eksentriske i dette området. Eksentrisiteten i gjengen oppnås fortrinnsvis ved at denne gjøres bølgeformet.

For å kunne fjerne den fuktighet som presses bakover i pressen, er et mantelparti med dreneringshull anordnet bak nevnte første presskon. For at dette vann ikke skal bli innestengt inne i presslegemets sentrum, men å kunne trenge seg ut mot dreneringsåpningene i mantelen, er skruepressen ifølge en foretrukken utførelsesform anordnet slik at presslegemet i eller inntil området for dreneringsåpningene sprekkes opp, slik at vannet fra presslegemets senter kan evakueres gjennom sprekkene ut mot mantelen samt gjennom dreneringsåpningene i denne.

Ytterligere kjennetegn og sider samt fordeler ved oppfinnelsen framgår av de etterfølgende krav samt av den etter-følgende beskrivelse av en foretrukken utførelsesform.

I den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelsesform vil det bli henvist til de etterfølgende tegningsfigurer, hvor

figur 1 utgjør en langsgående gjennomskjæring av skruepressen ,

figur 2 utgjør et sideriss av skruen, og

figur 3 viser skruen i et riss III-III i figur 2,

figur 4 viser en langsgående gjennomskjæring av en avvanningssylinder og en tilsluttet første presskon.

Den i figur 1 viste skruepresse er anordnet på et fundament 1. Skruepressen hviler på fundamentet 1 med sitt matehus 2 som har en inntaksdel 3. Over inntaksdelen finnes en på-fyllingstrakt 4. I trakten 4 finnes en i vertikal retning oscillerende nedmater 5 som drives via en veivkrank 6 og transmisjonsorgan 7, av drivakselen 8 fra en elektromotor 9. Drivakselen 8 strekker seg gjennom et akselhus 10 for å drive en skrue 11.

Skruen 11 strekker seg gjennom inntaksdelen 3, videre gjennom en avvanningssylinder 12 og til slutt Inn i en første presskon 13. En andre presskon som utgjør en direkte fortsettelse på den første presskon 13, er betegnet 14, og et avsluttende munnstykke med en tredje konisk fortrengning 16, er betegnet med 15.

Avvanningssyl inderen 12 og den innledende del av den til-koplede første presskon 13 (figur 4) er på innsiden, på i og for seg kjent måte, forsynt med langsgående bommer 17, hvilke forhindrer at pressgodset roterer i gjengegangen med skruen 11. I sin bakre del - denne sone er betegnet 18 - er av-vanningssylinderens 12 mantel forsynt med et antall rundt mantelen fordelte dreneringshull 19. Disse har en diameter på 3 mm. Drener.ingssonen 18 omgis av en kappe 20 for opp-samling av vann som renner eller presses ut gjennom hullene 20. En dreneringsledning fra kappen 20 er betegnet 21. Den første presskon 13 omgis i sin sentrale del av en kjøle-mantel 22 som gjennomstrømmes av kjølevann.

Skruens 11 gjenge eller vinger 28, strekker seg ikke inn i den andre presskon 14, som via gjenger 23 er fastskrudd på den første presskon 13, men derimot strekker en forlengning av skruens kjerne 27 seg inn med et forlengelsesstykke 45 i nevnte andre presskon 14. Denne andre presskon 14 omgis av en kjølemantel 24 som gjennomstrømmes av kjølevann for å lede vekk den varme som utvikles endog i denne andre presskon. Endog det avsluttende munnstykket 16, hvis avsluttende inner-diameter 25 velges alt etter ønsket dimensjon på brikettene, monteres ved hjelp av skruing på den foregående presskon.

Skruens 11 kjerne 27 har avtagende diameter langsmed sin lengde og varierer endog delvis I form. Gjengen 28 har varierende stigning langsmed skruens lengde. Langsmed hode-delen har gjengen 28 en sylindrisk ytterkontur og går over til konisk form i området for den første presskon 13. Skruen 11 kan med hensyn til gjengens 28 varierende stigning deles inn i et flertall soner I-V: Sone I - stor stigning - en gjengeomgang 28A Sone II - moderat stigning - tre gjengeomganger 28B Sone III- meget stor stigning - en gjengeomgang 28C

Sone IV - moderat stigning - tre gjengeomganger 28D Sone V - liten bølgeformet stigning - tre gjengeomganger 28E

Den store stigningen i den første gjengeomgangen 28A, sone I, gjør det lettere for skruen 28 å motta grovt materiale, såsom f.eks. større papirklumper, plater og lignende. I neste sone II i inntaksdelen 3 er gjengestigningen noe mindre, og i løpet av disse tre gjengeomganger 28B skjer det en viss sammenpressing av materialet. I den innledende gjengeomgang 28C, sone III, i avvanningssylinderen II, medfører den meget store gjengestigningen at det sammenpressede materialet atter rives i stykker, hvilket medfører at det oppstår en mengde sprekker med overveiende radiell retning, I materialet. Deretter kompakteres materialet på ny i de neste tre gjengeomganger 28D i sone IV i avvanningssyl Inderen 12. I den avsluttende sonen V i presskonen 13 har skruen 11 konisk form. Den avsluttende gjengeomgangen i sone IV strekker seg inn i presskonen 13 med moderat stigning. De deretter følgende tre gjengeomganger 28E har meget liten og bølge-formet stigning. Dette samt den konisk avtagende form på gjengeomgangen medfører en meget kraftig ytterligere komprimering av pressgodset under utvikling av et meget høyt trykk og varme. Den bølgeformede eller slyngede form på gjengen medfører en støtvis komprimering av pressgodset, hvilket har vist seg å være spesielt effektivt for å oppnå den maksimale komprimering og synes samtidig å lette vann-utskillingen. Den sistnevnte effekt synes å inntreffe i de slipp- eller avlastingsfaser som følger etter hver bølgetopp på gjengen.

Skruekjernen 27 er i gjengegangen mellom gjengeomgangene slik utformet at gjengegangbunnen i aksielt snitt er skålformet, hvilket er i og for seg kjent. Middeldiameteren på skruekjernen 27 er i de første tre soner I-III og endog i omtrent den halve fjaersone IV uforanderlig like stor. Formen på skruekjernen 27 i den resterende del er derimot meget kompleks. Diameteren i gjengegangen X er således mindre enn i foregående gjengeomgang. Deretter synker diameteren ytterligere, men i forskjellig grad på forskjellige sider av rotasjonsaksen, som det framgår av figur 2 og 3. Mens kjernens diameter avtar symmetrisk, konformet i et aksielt snitt, figur 2, avtar den usymmetrisk i et snitt som er vinkelrett på det foregående, figur 3. Således er den minste radius R^ i gjengegangbunnen 40 betydelig mindre enn den minste radien R2 i gjengegangbunnen 41 på motsatt side av skruen. Samme forhold gjelder i neste gjengeomgang, der radien R3 er mindre enn R4. En ytterligere egenhet er at radien Rj er mindre enn den største radien R5 i gjengegangbunnen 42. Både gjengen 28 og kjernen 27 er således utformet på en slik måte at pressgodset utsettes for kraftige, lokale trykkhevninger fulgt av trykksenkninger i presskonen 13 som er tett. Dette innebærer med all sikkerhet at pressgodset knas kraftig i presskonen 13 slik at det dannes hulrom, i hvilke vann og damp kan samles under høyt trykk og tempe-ratur. Disse hulrom presses bakover. Hvorfor dette skjer er vanskelig å forklare, men kan kun konstateres som et faktum. Vann og damp som samles i disse hulrom transporteres således etterhvert bakover, hvilket skjer støtvis. Ettersom kun en begrenset mengde damp fortettes under høyt trykk i hvert hulrom, elimineres endog de farer som ellers er forbundet med høye damptrykk.

Den avsluttende tapp 45 er eksentrisk, men parallell med skrueaksen, hvilket innebærer at dens spiss 46 ved rotasjonen beskriver en liten sirkel som forhindrer at den kanal som skruekjernen 27 danner i senter av presslegemet, tettes igjen. Det ferdige brikettmateriale som presses ut gjennom det avsluttende munnstykket 15 er således rørformet, slik at damp endog kan forlate presskonen 13 1 denne sentrale kanal,

i hvilken en passasje hele tiden holdes fri ved hjelp av den eksentrisk roterende tapp 45.

Den bølgeformede eller slingrende form på gjengen i avslut-ningssonen V framgår av figur 2. Således framviser gjenger i denne sone i de to Innledende gjengeomganger et par fremad-rettede partier 47,47, såsom topper på en bølge. Tangentene 50 til disse topper danner således en vinkel mot en tenkt tangent mot gjengens normale form. Denne vinkel er betegnet med A i figur 2.

For å lette slippet i det avsluttende munnstykket, kan dette . gjøres roterbart. Drivorgan for å rotere munnstykket er symbolsk markert med henvisningstall 51.

Claims (5)

1. Skruepresse for komprimering og avvanning av mer eller mindre fuktige celluloseholdige og/eller andre fibrøse materialer i stykkform, såsom avfallspapir, tre, gress, halm og andre høsteprodukter, cellulose, torv, bark og lignende, omfattende et matehus (2) med en inntaksdel (3) for det materiale som skal komprimeres, og i det minste en første presskon (13) for kraftig komprimering av materialet, en utmatlngsåpning (26) for det komprimerte og avvannede produkt, en roterbar skrue (11) som strekker seg fra inntaksdelen i det minste inn i nevnte første presskon (13) samt drivorgan (8,9) for å rotere skruen, karakterisert ved at skruens kjerne (27) og/eller gjenge (28) er eksentrisk i forhold til skruens rotasjonsakse (30), resp. i forhold til kjernens middelskruelinje, i det minste noen av gjengeomgangene i en sone (V) i nevnte første presskon, og at denne presskons (13) mantel er tett i nevnte sone (V).

2. Skruepresse ifølge krav 1,karakterisert ved at et mantelparti (12) med dreneringshull (19) er anordnet bak nevnte første presskon.

3. Skruepresse ifølge krav 1,karakterisert ved at gjengen i området for den første presskon er bølgeformet.

4. Skruepresse ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at skruekjernen framviser en forlengelse i form av en eksentrisk tapp (45).

5. Skruepresse ifølge krav 3,karakterisert ved at gjengen har vesentlig større stigning i en sone i området før eller inntil nevnte dreneringshull, for å dra pressgodset fra hverandre, slik at vannet kan strømme ut fra pressgodsets sentrale deler mot mantelen og dreneringshullene.