SE452723B - SCREW PRESSURE FOR COMPRESSING A VOLYMINOS MASS - Google Patents

Abstract

A machine for the compression of a bulky mass (2), e.g. plastic-coated, shredded waste paper, so as to form a compact, elongated, well-integrated body, e.g. a fuel body for heating purposes. The machine has a driven screw arrangement arranged centrally in a conically tapering space (10) which comprises on the one hand a rear feed screw (13), partly located in the said space, and on the hand a front compression screw (18), arranged concentrically in relation to the feed screw, both the said screws being rotatable at mutually unequal speeds.

Description

452 725 omvandla sådant torrt pappersspill till effektiva formstabila bränslebriketter har därför varit att antingen dryga ut pappret med avfallsmaterial av den mer lättglidande sorten och/eller att tillsätta vatten för att väta och därigenom mjuka upp och överföra pappret i en mer maskinvänlig och lättbearbetad konsistens. Dylika nödvändiga åtgärder har emellertid inneburit en försämrad värmeekonomi genom att det extra tillsatta blandningsmaterialet som regel är mindre bränsleeffektivt än det "rena“ spillpappret, medan konsistensomvandlingen med hjälp av vatten vanligtvis krävt en efterföljande energiförbrukande värmebehandling för att torka den bildade fuktiga bränslekroppen. 452 725 converting such dry paper waste into efficient dimensionally stable fuel briquettes has therefore been to either extend the paper with waste material of the more easily sliding kind and / or to add water to wet and thereby soften and transfer the paper in a more machine-friendly and easy-to-process consistency. Such necessary measures have, however, meant a deterioration in heat economy in that the extra blended material is usually less fuel efficient than the "pure" waste paper, while the consistency conversion with water usually required a subsequent energy consuming heat treatment to dry the formed moist fuel body.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en maskin av det slag som beskrivs ovan, men som till skillnad från den kända maskinen möjliggör en effektiv komprimering av brännbara, voluminösa avfall, i synnerhet plastbelagt spillpapper, utan de tidigare nödvändiga ekonomiförsämrande förbehandlingarna av avfallsmaterialet.An object of the present invention is therefore to provide a machine of the type described above, but which, unlike the known machine, enables an efficient compaction of combustible, bulky waste, in particular plastic-coated waste paper, without the previously necessary economical deteriorating pretreatments of the waste material.

Detta ändamål uppnås i enlighet med föreliggande uppfinning genom att den inledningsvis beskrivna maskinen givits de i patentkraven angivna kännetecknen.This object is achieved in accordance with the present invention by giving the initially described machine the features stated in the claims.

Uppfinningen kommer att förklaras och beskrivas närmare i det följande med hänvisning till den bifogade ritningen som schematiskt visar en mycket enkel, men praktisk och välfungerande utföringsform av maskinen i enlighet med uppfinningen för tillverkning av formstabila bränslekroppar fràn brännbart, voluminöst avfallsmaterial, i synnerhet plastbelagt spillpapper.The invention will be explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawing which schematically shows a very simple, but practical and well-functioning embodiment of the machine according to the invention for manufacturing dimensionally stable fuel bodies from combustible, bulky waste material, in particular plastic coated waste paper.

På ritningen visas alltså en maskin, som givits den allmänna hänvisningsbeteckningen l, i enlighet med föreliggande uppfinning för komprimering av en voluminös massa av brännbart, torrt avfallsmaterial 2 som i det här beskrivna exemplet antas vara plastbelagt spillpapper. Maskinen l omfattar huvudsakligen 452 723 tre maskinpartier, nämligen ett inmatningsparti 3 ett aktivt arbetsparti 4 samt ett utmatningsparti 5, vilka är sammanbyggda med varandra till en maskinenhet som kan vara uppburet pà ett stativ 6. Maskinens 1 inmatningsparti 3 omfattar en av en horisontell bottenvägg 7 och i huvudsak vertikala sidoväggar 8 begränsad, upptill öppen làda 9 i och för mottagning och uppsamling av ovanifràn tillfört spillpapper 2 som skall komprimeras. Làdan 9 är genom ett i ládans främre (vänstra) sidovägg B upptaget hål i förbindelse med ett koniskt avsmalnande komprimeringsutrymme 10 i en mot denna sidovägg anordnad huskropp ll hos det aktiva maskinpartiet 4. I ládans 9 bakre (högra) sidovägg 8 är upptaget ett motsvarande hål för en i hålet roterbart lagrad ihålig drivaxel 12 för en nedtill i lådan lokaliserad matarskruv 13 som har ett helt i lådan 9 beläget bakre skruvparti 13a med skruvgängor 14 av inbördes lika gänghöjd samt ett åtminstone delvis in i det koniskt avsmalnande utrymmet 10 sig sträckande främre skruvparti l3b uppvisande skruvgängor 16 med mot utrymmet 10 successivt avtagande gänghöjder. Centralt inuti drivaxelns 12 hålighet är fritt roterbart lagrad en drivaxel 17 för en i rak linje framför matarskruven 13 helt inom det nämnda utrymmet 10 anordnad komprimeringsskruv 18 med skruvgängor 19 vars gänghöjder successivt avtar mot utrymmets 10 utloppsöppning 20.The drawing thus shows a machine, given the general reference numeral 1, in accordance with the present invention for compressing a bulky mass of combustible, dry waste material 2 which in the example described here is assumed to be plastic-coated waste paper. The machine 1 mainly comprises 452 723 three machine portions, namely an input portion 3 an active working portion 4 and an output portion 5, which are joined together to form a machine unit which can be supported on a stand 6. The input portion 3 of the machine 1 comprises one of a horizontal bottom wall 7 and substantially vertical side walls 8 limited, open box 9 at the top for receiving and collecting waste paper 2 supplied from above to be compressed. The drawer 9 is through a hole received in the front (left) side wall B of the drawer in connection with a conically tapered compression space 10 in a housing body 11 of the active machine portion 4 arranged against this side wall. In the rear (right) side wall 8 of the drawer 9 a corresponding hole for a hollow drive shaft 12 rotatably mounted in the hole for a feed screw 13 located at the bottom of the box which has a rear screw portion 13a located entirely in the box 9 with screw threads 14 of mutually equal thread height and a front section extending at least partially into the conically tapered space 10 screw portion 13b having screw threads 16 with gradually decreasing thread heights towards the space 10. Centrally inside the cavity of the drive shaft 12 is freely rotatably mounted a drive shaft 17 for a compression screw 18 arranged in a straight line in front of the feed screw 13 completely within the said space 10 with screw threads 19 whose thread heights gradually decrease towards the outlet opening 20 of the space 10.

Drivaxlarna 12 och 17 kan på i och för sig känt sätt med hjälp av ett lämpligt kuggväxelarrangemang drivas med hjälp av en och samma motor (ej visad), och i enlighet med uppfinningen är det härvid viktigt att kraftöverföringen mellan motorn och axlarna 12 och 17 är så arrangerad att dessa kan drivas med i förhållande *C111 varandra fritt instänbara ' rotationshastigheter. Företrädesvis är härvid axeln 17 för komprimeringsskruven 18 anordnad att drivas med ett dubbelt så högt varvtal som axeln 12 för matarskruven 13.The drive shafts 12 and 17 can be driven in a manner known per se by means of a suitable gear arrangement by means of one and the same motor (not shown), and in accordance with the invention it is important here that the power transmission between the motor and the shafts 12 and 17 is so arranged that these can be driven at relatively C instable rotational speeds. Preferably, the shaft 17 for the compression screw 18 is arranged to be driven at twice as high a speed as the shaft 12 for the feed screw 13.

I syfte att underlätta inmatningen av det voluminösa 452 723 spillpappret 2 i komprimeringsutrymmet 10 uppvisar detta utrymme ett mot lådan 9 vänt inmatningsområde 21 med något större konisitet än den främre mot en spetsigare toppvinkel koniskt avsmalnande zonen av utrymmet 10. Vidare uppvisar utrymmet 10 företrädesvis frammatning av spillpappret 2 underlättande ytoregelbundenheter i form av exempelvis med lika delning runt den utrymmesbegränsande innerväggen 22 hos huskroppen ll parallella, längsgående rillor eller àsar 23.In order to facilitate the feeding of the voluminous 452 723 waste paper 2 into the compression space 10, this space has an feed area 21 facing the box 9 with a slightly larger conicity than the front zone of the space 10 conically tapered towards a sharper top angle. Furthermore, the space 10 preferably has feed of waste paper 2 facilitating surface irregularities in the form of, for example, with equal pitch around the space-limiting inner wall 22 of the housing body 11 parallel, longitudinal grooves or axes 23.

Maskinens l utmatniningsparti 5 slutligen uppvisar en mot huskroppen ll anordnad ihålig, i huvudsak cylinderformad huskropp 24 så lokaliserad att huskroppens 24 axiella, § cylindriska hålighet 26 utgör en direkt fortsättning på det koniska utrymmets 10 utloppsöppning 20.Finally, the discharge portion 5 of the machine 1 has a hollow, substantially cylindrical housing body 24 arranged towards the housing body 11 so located that the axial, cylindrical cavity 26 of the housing body 24 constitutes a direct continuation of the outlet opening 20 of the conical space 10.

Den ovan beskrivna maskinen 1 i enlighet med föreliggande uppfinning arbetar på följande sätt. Med hjälp av den nämnda motorn (som kan vara en koventionell elektrisk motor av 55 kw med ett motorvarvtal av 1470 r per minut) drives via ett lämpligt kraftövaerföringsarrangemang (t ex en kuggväxel av känd typ) axlarna 12 och 17 sä, att komprimeringsskruven 18 roteras med ett varvtal ( t ex 882 r per minut) som är ungefär dubbelt så högt eller t o m ännu högre än motsvarande varvtal (t ex 411 r per minut) för matarskruven 13. Det uppifrån tillförda och i lådan 9 uppsamlade voluminösa pappersavfallet i 2, som i det här exemplet består av finhackat eller på liknande sätt homogeniserat, plastbelagt spillpapper, kommer härigenom att uppfångas och skruvlinjeformigt frammatas i utrymmet mellan skruvens 13 skruvgängor 14 mot och in i det koniska utrymmet 10 genom den öppna, bredare änden av inmatningszonen 21. Genom att det fria utrymmet mellan matarskruven 13 och huskroppens 11 innervägg successivt minskar i riktning in mot utrymmet 10 på grund av inmatningszonens 21 koniska avsmalnande kommer den så inmatade voluminösa massan av pappersspill att utsättas för en viss förkomprimering under passagen genom inmatningszonen 21. 452 723 Denna förkomprimering, som huvudsakligen innebär en utpressning av medföljande luft, kompenseras dock något genom att såväl axeln som skruvgängornas 16 höjd hos det delvis inom inmatningszonen 21 belägna främre skruvpartiet l3b avsmalnar resp avtar i matarskruvens 13 matningsriktning.The machine 1 described above in accordance with the present invention operates in the following manner. By means of the said motor (which may be a conventional electric motor of 55 kw with a motor speed of 1470 r per minute) the shafts 12 and 17 are driven via a suitable power transmission arrangement (e.g. a gear of known type) so that the compression screw 18 is rotated with a speed (eg 882 r per minute) which is approximately twice as high or even even higher than the corresponding speed (eg 411 r per minute) for the auger 13. The bulky paper waste supplied from above and collected in the box 9 in 2, which in this example consists of finely chopped or similarly homogenized, plastic-coated waste paper, will thereby be captured and helically advanced in the space between the screw threads 14 of the screw 13 towards and into the conical space 10 through the open, wider end of the feed zone 21. By the free space between the feed screw 13 and the inner wall of the housing body 11 gradually decreases in the direction towards the space 10 due to the conical tapered cow of the feed zone 21 allows the so-fed bulky mass of paper waste to be subjected to a certain pre-compression during the passage through the feed zone 21. 452 723 This pre-compression, which mainly involves a squeezing out of the accompanying air, is compensated somewhat by both the shaft and the screw threads 16 being partly within the feed zone 21, the front screw portion 13b tapers and decreases in the feed direction of the feed screw 13.

Det så av matarskruven 13 genom inmatningszonen 21 frammatade och förkomprimerade pappersspillet vidareframmatas genom utrymmet 10 med hjälp av den framför matarskruven 13 och helt i det koniska utrymmet 10 anordnade komprimeringsskruven 18 in i den cylindriska utmatningshàligheten 26 hos huskroppen 24 genom utloppsöppningen 20.The paper waste thus fed and pre-compressed by the feed screw 13 through the feed zone 21 is further fed through the space 10 by means of the compression screw 18 arranged in front of the feed screw 13 and completely in the conical space 10 into the cylindrical discharge cavity 26 of the housing body 24 through the outlet opening 20.

Eftersom den pappersmängd som frammatas genom inmatningszonen 21 av matarskruven 13 är större än den mängd som egentligen skulle kunna mottagas av och frammatas genom det mot utloppsöppningen 20 successivt avsmalnande utrymmet 10 innebär detta således att en viss anhopning av inmatat pappersspill måste ske i inmatningszonen 21. Enligt uppfinningen undvikes emellertid detta fenomen genom att komprimeringsskruven 18 roteras med högre varvtal än matarskruven 13, närmare bestämt med ett sådant varvtal att den mängd som per tidsenhet frammatas av matarskruven 13 exakt överensstämmer med den mängd per tidsenhet som komprimeringsskruven 18 vid det högre varvtalet förmår frammata i det fria utrymmet mellan gängorna 19 och huskroppens 11 inneryta. Detta fria utrymme avtar emellertid successivt mot utloppsöppningen 20 och under frammatningen med hjälp av komprimeringsskruven 18 kommer på grund av inre friktion värme att alstras i det så frammatade pappersspillet. Den alstrade friktionsvärmen är tillräckligt starkt för att plastbeläggningen (t ex polyeten) på pappersbitarna skall smälta och därigenom bringa i stånd en ytsammansmältning av intilliggande pappersbitar till bildande av en làngsträckt, komprimerad och med hjälp av de så ytsammansmälta pappersbitarna formstabil bränslekropp som kontinuerligt utmatas genom håligheten 26 i huskroppen 24.Since the amount of paper fed through the feed zone 21 by the feed screw 13 is greater than the amount that could actually be received by and fed through the space 10 gradually tapering towards the outlet opening 20, this means that a certain accumulation of fed paper waste must take place in the feed zone 21. According to According to the invention, however, this phenomenon is avoided by rotating the compression screw 18 at a higher speed than the feed screw 13, more specifically at such a speed that the amount fed per unit time by the feed screw 13 exactly corresponds to the amount per unit time that the compression screw 18 at the higher speed is capable of the free space between the threads 19 and the inner surface of the housing body 11. However, this free space gradually decreases towards the outlet opening 20 and during the feeding by means of the compression screw 18, due to internal friction, heat will be generated in the paper waste so fed. The heat of friction generated is strong enough for the plastic coating (eg polyethylene) on the pieces of paper to melt and thereby bring about a surface fusion of adjacent pieces of paper to form an elongate, compressed and by means of the surface pieces so fused together 26 in the housing body 24.

Claims (4)

452 723 PATENTKRAV452 723 PATENT REQUIREMENTS 1. Maskin för komprimering av en voluminös massa till bildande av en làngsträckt, tätpackad kropp, vilken maskin uppvisar ett mot en utloppsöppning (20) koniskt avsmalnande utrymme (10) samt en centralt i utrymmet (10) anordnad, driven skruvanordning, k ä n n e t e c k n a d a v, att skruv- anordningen innefattar en bakre matarskruv (13) med skruv- gängor (16) och en främre komprimeringsskruv (18) med skruv- gängor (19), att respektive skruvgängor (16 och 19) uppvisar mot utloppsöppningen (20) avtagande gänghöjder, samt att de bägge skruvarna (13 och 18) är roterbara med inbördes olika rotationshastigheter.A machine for compressing a bulky mass to form an elongate, tightly packed body, which machine has a space (10) conically tapered towards an outlet opening (20) and a driven screw device arranged centrally in the space (10), characterized by , that the screw device comprises a rear feed screw (13) with screw threads (16) and a front compression screw (18) with screw threads (19), that the respective screw threads (16 and 19) have decreasing thread heights towards the outlet opening (20). , and that the two screws (13 and 18) are rotatable with mutually different rotational speeds. 2. Maskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att skruvarnas (13 och 18) respektive rotationshastigheter är fritt inställbara.2. A machine according to claim 1, characterized in that the respective rotational speeds of the screws (13 and 18) are freely adjustable. 3. Maskin enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att matarskruven (13) uppvisar dels ett bakre utanför det koniskt avsmalnande utrymmet (10) beläget, cylindriskt skruvparti (l3a) och dels ett främre helt inom detta utrymme anordnat, koniskt avsmalnande skruvparti (l3b).Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the feed screw (13) has on the one hand a rear cylindrical screw portion (13a) located outside the conically tapered space (10) and on the other hand a front, tapered completely arranged within this space screw portion (l3b). 4. Maskin enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v, att den främre änden av det koniskt avsmalnande utrymmet (10) är direkt ansluten till en cylindrisk utloppskanal (26).Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the front end of the conically tapered space (10) is directly connected to a cylindrical outlet channel (26).