SE450104B - Anordning for komprimering av material och reduktion av dess vetskeinnehall - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 450 104 s Föreliggande uppfinning avser en anordning för komprimering och reduk- tion av vätskeinnehåll i material och därvid speciellt sådan komprime- ring och reduktion avseende materialblandningar av inledningsvis nämnt slag. Anordningen enligt uppfinningen uppfyller ovan angivna önskemål och eliminerar ovan angivna nackdelar hos nu_tillämpad tek- nik. Enligt uppfinningen används en kombination av en axellös spiral och ett hölje, vilket medför att utrustningen är mycket kompakt, en- kel till sin uppbyggnad, driftsäker, lätt att göra ren och har en störningsfri förflyttning och behandling av materialet. Beroende på den tillämpning som är aktuell, låter man utrustningen arbeta konti- nuerligt eller diskontinuerligt, varvid gäller att funktionssäker- heten är lika stor oavsett val av funktion. Eftersom anordningen ger möjlighet till att låta höljet vara i huvudsak helt slutet påverkas heller icke den omgivande miljön. I vissa tillämpningar av uppfin- ningen används anordningen för en portionsvis utmatning av material som är komprimerat och som har reducerat vätskeinnehåll.

I anordningen enligt uppfinningen ingår minst en axellös spiral som är förlagd i ett företrädesvis slutet hölje med exempelvis U-format och/eller cirkulärt tvärsnitt. Ett drivorgan för spiralens rotation är anordnat i anslutning till den del av höljet där materialet till- förs kombinationen av hölje och spiral, medan i höljets andra del, dvs i anslutning till höljets utmatningsdel, är anordnat en zon där - höljet har ett tvärsnitt som medför att höljet med litet spel omslu- ter spiralen. Därjämte är höljet anordnat med ett ändområde i spira- lens förlängning i vilket spiralen ej är omsluten av höljet. Härige- nom bildas ett omräde i vilket materialet bromsas upp, varigenom höl- jet i detta område har funktionen av ett mottrycksorgan som motverkar spiralens förflyttning av materialet. I vissa tillämpningar komplette- ras höljets uppbromsande funktion med mottryckningsorgan som i sam- verkan med höljet förstärker den uppbromsande effekten. I nämnd zon och/eller i ändområdet sker en kompression av materialet under sam- tidig reduktion av materialets vätskeinnehåll. I vissa utföringsfor- mer förstärks komprimeringen därutöver genom att spiralen är anordnad med en minskande stigning. Spiralen är helt fri, dvs ej lagrad i den ände som är riktad mot höljets utmatningsdel. Eftersom spiralen har viss elasticitet i radiell riktning anligger den mot höljet även 10 450 104 under sin rotation. Däremot är spiralen mycket stabil i sin axelrikt- ning och bibehåller därigenom i huvudsak sin ursprungliga längd även vid det mottryck som utgår från det material som är under komprime- ring.

-Enligt uppfinningen är i höljets ändområde spiralen förlängd i rikt- ning mot utmatningsöppningen av en i huvudsak cylindrisk kropp. I vis- sa utföringsformer är denna utformad som en hålkropp. Som regel för- läggs även delar av kroppen i spiralens centrumhål; åtminstone i de- lar av spiralen intill dess fria ände. Hålkroppen är företrädesvis försedd med dräneringsöppningar, t ex utförda som långsmala konfor- made slitsar förlagda i spiralens axelriktning. Genom hålkroppen redu- \\ ceras materiallagrets tjocklek i komprimeringsområdet, samtidigt som 's 15 20 25 30 \inateriallagrets anliggningsyta mot omgivningen ökas. Som en konsek- vens härav underlättas utpressningen av vätska ur materialet och det sammanpressade materialet får en högre torrsubstans.

I en utföringsform av uppfinningen utgörs mottryckningsorganet av en fjäderbelastad mottrycksplatta som är rörligt lagrad i höljets övre begränsning och/eller i anslutning till höljets utmatningsöppning. I vissa utföringsformer är mottrycksplattan anordnad i en uppsamlings- kammare. 1 andra utföringsformer förstärks höljets uppbromsning av materialet därigenom att höljet närmast utmatningsöppningen är anord- nat med ett reducerat inre tvärsnitt.

I ännu en utföringsform utgörs mottryckningsorganet av ett i höljets axelriktning förskjutbart uppsamlingsorgan t ex en behållare, en slang etc. Under spiralens rotation förflyttas materialet in i upp- samlingsorganet, varvid materialet flyttar uppsamlingsorganet i spiralens axelriktning.

I ännu en föredragen utföringsform av anordningen utgörs mottryck- ningsorganet av en i ett hölje anordnad axellös spiral, varvid nyss nämnt hölje har en inmatningsöppning ansluten till det avgivande höljets utmatningsöppning. Det hölje som avger materialet har därvid ' en orientering innebärande att dess axel är riktad mot centrumaxeln för spiralen i den mottagande kombinationen av hölje och spiral.

Stigningen, rotationshastigheten och/eller spiralbladens radiella 10* 15 20 25 30 450 104 utsträckning är hos den mottagande kombinationen anpassade för att åstadkomma en bromsning av materialförflyttningen innan materialet når fram till det angivna höljets utmatningsöppning. Härigenom är det möjligt att erhålla en i huvudsak fullständig fyllning av utrymmet i det mottagande höljet. Den i huvudsak fullständiga fyllningen utgör en förutsättning för att kunna transportera materialet uppåt i mer eller mindre vertikal riktning. Enligt uppfinningen är det således möjligt att låta den mottagande kombinationen ha sin axel riktad t ex horisontellt, vertikalt eller däremellan.

Höljet är anordnat med dräneringsöppningar t ex perforeringar, längs- gående slitsar etc, vilka företrädesvis är belägna i det område av höljet där komprimeringen av materialet sker. Enligt uppfinningen väljs med fördel en orientering av höljet innebärande att höljets utmatningsdel är belägen högre än dess inmatningsdel, varigenom vid kompressionen utpressad vätska förflyttas i en riktning motsatt materialets förflyttningsriktning och dräneras ut från höljet genom de tidigare angivna dräneringsöppningarna.

Uppfinningen beskrivs närmare i anslutning till ett antal figurer, där fig 1 visar ett axiellt snitt genom en anordning enligt uppfinningen, fig 1 a-e visar snitten A-A, B-B och C-C i fig 1, fig 2 visar materialfördelningen i anordningens längdriktning, fig 3-5 visar utföringsformer av anordningen där denna är försedd med mottryckningsorgan för bromsande av materialet vid dess förflyttning, fig 6_a-b visar delsnitt av utföringsformer av anordningen i vilka anordningens hölje är försett med dräneringsöppningar, l0 15 20 25 'so 450 104 fig 7 a-b visar delsnitt av utföringsformer av anordningen där denna i anslutning till sin utmatningsöppning är försedd med ett förskjutbart uppsamlingsorgan, fig 8 a-b visar delsnitt av en utföringsform av anordningen där denna i anslutning till sin utmatningsöppning samverkar med en transportanordning i vilken ingår ett hölje omgivande en axellös spiral och fig 9 a-c visar detaljer av spiralens fria ände.

Fig 10 a-c_ visar speciellt hur den cylindriska kroppen anordnas.

Figurerna 1-2 åskådliggör uppfinningen i en utföringsform som visar uppfinningens principiella uppbyggnad och funktion. I figurerna återfinns en anordning 1 i vilken ingår ett långsträckt rörliknande hölje 2 i vilket är placerat en axellös spiral 3. I sin ena ände är höljet anordnat med en inmatningsöppning 14 vilken ansluter till en uppåtriktad trumma 16. En motor 4 driver via en utväxlings- och lag- ringsenhet 30 spiralen 3. Höljets andra ände utgör anordningens ut- matningsdel 18 som är försedd med en utmatningsöppning 24. Spiralen är enbart lagrad i anslutning till utväxlings- och lagringsenheten medan den ände av spiralen som är riktad mot utmatningsdelen är helt fri.

Sedd i höljets axelriktning är kombinationen av spiral och hölje in- delad i en påmatningszon 20, en transportzon 21, en förkomprimerings- zon 22 och en komprimeringszon 23. Tvärsnitten genom resp zon i den visade utföringsformen framgår av fig 1 a-c. Av dessa framgår att tvärsnittet hos höljet i förkomprimeringszonen är i huvudsak cirku- lärt och omsluter spiralen med litet spel. Fig 1 anger också med hel- dragen linje en relativt tvär övergång mellan transportzonen 21 och förkomprimeringszonen 22. I vissa tillämpningar väljs dock den med streckade linjer visade utföringsformen med en relativt kontinuerlig övergång mellan tvärsnitten hos transportzonen och förkomprimerings- zonen. 10 15 20 25 30 450 1-04 Fig 2 visar speciellt hur materialflödet 40 omfattar en relativt liten del av höljets tvärsnitt så länge materialet befinner sig i transportzonen 21 och hur materialet under passagen av förkomprime- ringszonen upptar allt större del av tvärsnittet för att i komprime- ringszonen i huvudsak uppfylla hela tvärsnittet.

I fig 3-4 visas hur kombinationen av spiral och hölje är försedd med mottryckningsorgan 25,8 för att bromsa materialets förflyttning i höl- jets komrpimeringszon 23. Mottryckningsorganet 25 bildas i den i fig 3 visade utföringsformen, därigenom att materialets rörelse bromsas under förflyttningen i höljets längdriktning beroende på.friktionen mot höljets inneryta. I vissa tillämpningar är uppbromsningen för- stärkt därigenom att höljet är i området för komprimeringszonen 23 anordnat med ett reducerat inre tvärsnitt.

I fig 4 a visas dels en utföringsform där mottryckningsorganet utgörs av en i anslutning till utmatningsöppningen 24 anordnad mottrycksplat- ta 8a som är vridbart lagrad i anslutning till utmatningsöppningens övre del och rörlig i dubbelpilens A riktning, dels en utföringsform där mottryckningsorganet ugörs av en mottrycksplatta Bb som är vrid- bart och företrädesvis återfjädrande lagrad i höljets 2 övre begräns- ning 27. Fig 4 b visar ett dellängdsnitt och fig 4 c en vy enligt D-D i fig 4 b av en utföringsform där mottrycksorganet utgörs av en öppningsbar kona 34. Konan består t ex av två halvor 34a,b och är öppningsbar under motverkan av fjädrar 35 vilkas fjäderkraft är anpassad för att ge det mottryck som erfordras för att uppnå avsedd kompression av materialet.

Fig 5 visar en utföringsform där mottrycksplattan Ba i anslutning till utmatningsöppningen 24 är anordnad i en uppsamlingskammare 7. I den i figuren visade utföringsformen är mottrycksplattan lagrad i kammarens övre begränsning men lagringen kan t ex överensstämma med de utföringsformer som anges i fig 4. 10 15 20 25 30 450 104 Fig 6 a,b visar utföringsformer där höljet 2 i anslutning till för- komprimeringszonen 22 och komprimeringszonen 23 är anordnat med dräne- ringsöppningar 33.

Fig 7 a,b visar utföringsformer av uppfinningen där mottryckningsorga- net utgörs av ett i höljets axelriktning förskjutbart uppsamlingsor- gan 26,28 vilket i fig 7 a utgörs av en behållare 26 och i fig 7 b av en slang 28. Slangen 28 dras därvid ut från ett magasin 29. I vissa utföringsformer är bromsorgan 36 anordnade för att bromsa slangens utdragning ur magasinet. I figurerna är medelst en pil F angivet en kraft motriktad behållarens rörelse. Pilen representerar ett organ t ex en hydraulcylinder. I fig 7 b visas att i vissa utföringsformer slangen 28 samverkar med behållaren 26 (streckade linjer) och bringas till anliggning mot behållarens innerytor allteftersom slangen fylls med material från höljet. Fig 7 a,b visar således utföringsformer av uppfinningen i vilka det av behållaren och/eller slangen omslutna materialet är komprimerat.

Fig 8 a,b visar en utföringsform av uppfinningen där i anordningen 1 ingår minst en kompletterande transportanordning 50 innehållande ett hölje 52 och en däri placerad axellös spiral 53. Spiralen drivs av en motor 54 över en utväxlings- och lagringsenhet 51 och dess rotations- hastighet är således t ex genom ändring av utväxlingen inställbar till önskat värde. Den första spiralens 3 riktning och/eller en central axel hos höljets utmatningsände 18 är riktad mot centrumaxeln för transportanordningens spiral 53. Öppningsarean hos höljets 2 ut- matningsöppning 24 är i huvudsak överensstämmande med tvärsnittsarean hos det mottagande höljet 52, varjämte de båda höljena är i huvudsak tätande förbundna med varandra. Transportanordningen 50 är i vissa utföringsformer anordnad för att förflytta materialet i huvudsak ho- risontellt, medan i andra utföringsformer förflyttningen sker under ändring av materialets nivå. Det förekommer även utföringsformer där transportanordningens 50 hölje 52 med däri placerad spiral har en hu- vudsakligen vertikal inriktning. Spiralens fria ände är därvid riktad uppåt. 10 15 20 25 30 450 104 Fig 9 a-c visar utföringsformer av den fria änden 31-32 hos spiralen 3. I fig 9 a avslutas spiralens ände 31 på sådant sätt att.dess blad- höjd kontinuerligt minskas inifrån och utåt, dvs spiralens centrumhål ökas kontinuerligt. Fig 9 b,c visar utföringsformer där spiralens ände 32 är utformad för att ha en stegvis minskning av sin bladhöjd.

Fig 10 a visar en-cylindrisk kropp 100a anordnad i anslutning till spiralens fria ände. Kroppen visas med en mot inmatningsänden vänd tvär avslutning varjâmte den cylindriska kroppen är, enligt figuren, utformad som en hålkropp försedd med dräneringsöppningar 101. Det är givet att i andra tillämpningar kroppen i riktning mot inmatnings- änden har en avslutning anslutande sig till spiralens (skruvbaldets) form.

Fig 10 b och 10 c visar snitten A-A resp B-B i fig 10 a. Härav fram- går att den cylindriska kroppen mot inmatningsänden vänder en med öppningar 103 försedd ändplatta 104 som förhindrar att materialet förflyttas in i kroppen hålrum. Av fig 10 c framgår en utföringsform av dräneringsöppningarna 101, där de visas som konformade slitsar med sin största öppningsarea vänd mot centrumaxeln.

Material som tillförs anordningen 1 genom inmatningsöppningen 14 i höljet 2 förflyttas genom spiralens 3 rotation i riktning mot utmat- ningsöppningen 24. Som framgår av fig 2 sker en ansanfling av material i förkomprimeringszonen 22 dels därigenom att spiralen 3 i vissa ut- föringsformer här har en mindre stigning än i transportzonen 21, dels därigenom att materialets förflyttning bromsas i komprimeringszonen 23 och/eller av mottryckningsorganen 8,25,26,28,50. I komprimerings- zonen uppfyller därför materialet som regel i huvudsak höljets hela tvärsnitt.

I fig 3-5 sker en bromsning av materialets förflyttning i komprimeringszonen 23 genom friktion mot höljets inre vägg i komprimeringszonen (fig 3), genom inverkan från mottrycksplattorna 8a,b (fig 4, 5) eller genom en kombination av friktion och tryck som erhålls därigenom att höljets tvärsnitt (fig 3) minskas alternativt därigenom att höljet avslutas med konan 34 (fig 4 b). 20 25 30 450 104 l de i fig 6 a,b visade utföringsformerna sker en minskning av mate- rialets vätskeinnehåll under passagen av förkomprimeringszonen 22 och komprimeringszonen 23. I många tillämpningsexempel anordnas därvid höljet 2 så att materialet förflyttas något uppåt när det passerar i riktning mot utmatningsöppningen 24. Härigenom underlättas dräneringen av materialet, eftersom en del av vätskan passerar mot- satt materialets förflyttningsriktning och huvudsakligen i centrum av den axellösa spiralen innan vätskan rinner ut genom dräneringsöppning- arna 33. Vätskan får därigenom möjlighet att nå höljets dräneringsöpp- ningar i ett område där materialet ännu ej hunnit komprimeras i nämn- värd omfattning. _ Vid förflyttning av material in i behållaren 26 eller in i slangen 28 (jft fig 7 albl trycks behållaren, slangen eller alternativt slangen i kombination med behållaren successivt ut från höljet 2 genom på- verkan av krafter från materialet samtidigt som materialet komprime- ras och därvid i regel erhåller en komprimering i tillägg till tidigare erhållen komprimering. A I den i fig 8 a,b visade utföringsformen utgör transportanordningen 50 ett mottryckningsorgan därigenom att spiralens 53 dimensioner, stigning och rotationshastighet valts så att materialet bromsas upp vid passagen ut från höljets 2 utmatningsöppning 24. Härigenom uppnås den önskade kompressionen av materialet när detta befinner sig i det mottagandet organets hölje 52 och därmed erforderlig fyllning av höljet hos det mottagandet organet.

De ovan beskrivna mottryckningsorganen är i vissa utföringsformer kombinerade så att t ex i samma anordning ingår en mottrycksplatta 8a,b och en avslutande konisk del hos höljet; en mottrycksblatta 8a,b och ett förskjutbart mottagningsorgan 26,29; en kona 34 och mot- tagande hölje 52 med spiral 53; osv.

I vissa tillämpningar av uppfinningen sker en uppbromsning av mate- rialet i förkomprimeringszonen i så stor omfattning att åtminstone den närmast komprimeringszonen belägna delen av höljet i stort sett helt fylls med material. Det på detta sätt komprimerade materialet 10 l5 20 25 30 450 104 10 bringas därefter att lämna höljet i dess utmatningsöppning 24 i doser vilkas storlek bestäms av spiralens rotation (den vinkeländring spi- ralen genomgår) i samband med varje utmatningstillfälle. Genom upp- finningen erbjuds således en enkel och tillförlitlig teknik att med relativt stor noggrannhet portionsvis avge material från en anordning enligt uppfinningen.

I utföringsformen visad i figurerna 10 a-c förflyttas materialet in i utrymmet mellan kroppen 100a och höljet 2. Eftersom tvärsnittsarean för det område genom vilket materialet kan passera därvid undergår en avsevärd reduktion utgör kombinationen av den cylindriska kroppen och höljet ett effektivt bromsningsorgan som medför att materialet komprimeras och dräneras på vätska. Genom att i vissa utföringsformer låta den cylindrisk kroppen vara en hålkropp och förse denna med dräneringsöppningar, minskas avståndet från de centrala material- partierna som befinner sig under komprimering och de områden från vilka vätska kan bortföras. Härigenom effektiveras dräneringen av vätska ytterligare.

Det är uppenbart att genom det inledningsvis beskrivna materialvalet för spiralen innebärande att spiralen är synnerligen mekaniskt stabil i spiralens axelriktning, medan den har så stor rörlighet och elasti- citet i radiell riktning att den anligger mot höljet åtminstone i dess undre partier upnås att kombinationen av spiral och hölje blir självrensande och detta är även fallet med de dräneringsöppningar som är anordnade i höljet och vilka som regel har en utformning motsvaran- de den som ovan beskrivits i anslutning till dräneringsöppningarnas utformning hos den cylindriska kroppen. Likaså eliminerar rörligheten i radiell riktning tendenser till proppbildning därigenom att spira- len har möjlighet att "klättra" mot höljets vägg när materialansam- lingar befinner sig på höljets botten. Härigenom uppnås att under spiralens fortsatta rotation sådana materialansanflingar successivt nöts ned och förflyttas mot anordningens utmatningsöppning.

Genom de i figurerna 10 a-c beskrivna utföringsformen har vid prak- tiska prov uppnåtts en avsevärd förbättring av vätskedräneringen upp till storleksordningen 50-70 %. f! 450 104 11 Ovanstående detaijbeskrívning har endast refererat tiii ett begränsat antai utföringsformer av uppfinningen, men det inses iätt av fackman- nen att uppfinningen inrymmer ett stort antai utföringsformer inom ramen för de efterföijande patentkraven.

Claims (1)

1. 0 l5 20 25 30 450 104 12 PATENTKRAV 1. 60 Anordning för komprimering och reduktion av vätskeinnehåll i ett material, där i anordningen ingår minst en av ett drivorgan kring sin axel roterbar axellös spiral (3,53), varvid varje spiral är förlagd i ett hölje (2,52) som åtminstone utefter en del av sin utsträckning i längdled helt omsluter spiralen och varvid endast en spiral är förlagd i varje hölje, där i varje hölje ingår en inmatningsdel och en utmatningsdel, där höljet i området för ut- matningsdelen med litet spel omsluter spiralen och även omfattar ett område närmast höljets utmatningsöppning där spiral saknas för bildandet av ett mottryckningsorgan (8) som bromsar materia- lets förflyttning, k ä n n e t e c k n a d därav, att i höljets ändområde är spiralen förlängd i riktning mot utmatningsöppningen med en i huvudsak cylindrisk kropp (l00a). Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den cylindriska kroppen (100a) till en del omsluts av spiralen. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att kroppens (100a) ytterdiameter i huvudsak överensstämmer med finnerdiametern hos den axellösa spiralen. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den cylindriska kroppen (lO0a) är utformad som en med dräneringsöppningar (101) försedd hålkropp. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a d- därav, att höljet (2) är försett med dräneringsöppningar (33) och att höljet har en från utmatningsöppningen lutande orientering. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att en företrädesvis fjäderbelastad platta (8a,b) rörligt lagrad i höljets övre begränsning (27) och/eller i höljets utmat- 'ningsöppning (24) och/eller en vid tryck eftergivlig förträngning (34) t ex en mot fjäderverkan öppningsbar kona (34) utgör ett kompletterande mottryckningsorgan. 10 15 20 25 10. 450 104 13 Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att mottrycksplattan (8a) eller konan (34) är anordnad isen uppsam- lingskammare (7). Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att det kompletterande mottryckningsorganet utgörs av en i höljets axel- riktning förskjutbar behållare (26), av en höljet omslutande ut- dragningsbar slang (28) eller av slangen (28) anordnad att för- flyttas in i behållaren (26), varvid behållaren, slangen eller kombinationen av slang och behållare mottar från höljets utmat- ningsöppning (24) utmatat material vilket förflyttar behållaren, slangen eller kombinationen av slang och behållare i höljets gaxelriktning. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att det kompletterande mottryckningsorganet utgörs av ett organ (50) i _vilket ingår en i ett hölje (52) anordnad axellös spiral (S3) varvid utmatningsöppningen (24) ansluter i huvudsak tätande till organets (50) inmatningsöppning och har en öppningsarea i huvud- sak överensstämmande med tvärsnittsarean för organets (50) hölje (52). Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att stigningen, rotationshastigheten och/eller spiralbladens radiella utsträckning för den i det mottagande höljet (52) anordnade spiralen (53) är anpassade för att åstadkomma en bromsning av materialförflyttningen i höljets (2) ändområde (23) och/eller i zonen,(22).