ШНЕКОВЫЙ ПРЕСС
SCREW PRESS

Область техники
Настоящее изобретение относится к шнековому прессу, содержащему вал и смонтированный на нем спиральный винт, причем винт во впускной зоне шнекового пресса переходит в свободный консольный винт.
Уровень техники
Вообще дегидратационные шнековые прессы применяются для разделения жидкостей и взвешенных в них твердых веществ. В особенности, такие устройства сгущения и обезвоживания применяются в целлюлозно-бумажной промышленности, так как в этой отрасли постоянно имеют дело со смесями воды и волокна, или, другими словами, с суспензиями. Дегидратационные шнековые прессы оказались особенно эффективны для увеличения концентрации суспензий в диапазоне от 3,5-4 весовых % твердого материала на входе до 25-35 весовых % твердого материала на выходе.
Шнековый пресс такого типа известен, в частности, из документа AT 398 090. В документе JP 63154297 А раскрыт (вертикальный) фильтр с компрессионным винтом, причем в зоне сжатия дегидратации уже не происходит. В документе DE 29901683 U1 раскрыт шнековый пресс с уплотняющими конусами и полым валом, сдвигающимся в осевом направлении. Далее, из документов US 5857405 А и US 2004/0178053 А1 известен дегидратор, в котором с помощью свободного винта материал подается в трубу и там сгущается. Далее, DE 19805451 описывает шнековый конвейер машины для мойки отходов. В устройстве имеется открытый шнек, который транспортирует материал к приемному контейнеру без прессования. JP 2006075953 также описывает шнековый конвейер для транспортировки опилок, а не шнековый пресс. FR 593115 описывает шнековый пресс, однако, в данном случае шнек малого диаметра вращается вокруг неподвижного вала, прижимая таким образом материал к внешнему сортировочному ситу. В дегидратационных шнековых прессах, известных из уровня техники, в особенности проблематичной оказалась доступная площадь сита. Она является лимитирующим фактором при дегидратации. Чем больше площадь сита, тем выше производительность дегидратации пресса. Площадь сита в настоящее время определяется практически исключительно его диаметром и длиной.
Раскрытие изобретения
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы при заданных длине и диаметре сита увеличить его площадь.
Это согласно настоящему изобретению достигается тем, что во впускной зоне шнекового пресса предусмотрена труба, вокруг которой расположен свободный консольный винт, причем между трубой и винтом предпочтительно имеется зазор. Это позволяет увеличить доступную площадь сита во впускной зоне шнекового пресса примерно в 1,5-1,8 раза. При этом повышаются как производительность дегидратации, так и пропускная способность шнекового пресса.
Предпочтительное дальнейшее усовершенствование настоящего изобретения отличается тем, что труба выполнена неподвижной и соединена с рамой шнекового пресса. Это обеспечивает хороший отвод жидкости и отсутствие проблем, связанных с гидроизоляцией.
Один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения отличается тем, что цапфа вала шнекового пресса проходит сквозь консольный винт, причем цапфа вала может проходить сквозь неподвижную трубу.
Предпочтительное дальнейшее усовершенствование настоящего изобретения отличается тем, неподвижная труба представляет собой сетчатую трубу, причем неподвижная труба может также иметь пазы или микроскопические/макроскопические поверхности, противодействующие совместному вращению.
Один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения отличается тем, что неподвижная труба содержит, по меньшей мере, один канал фильтрата, причем этот канал фильтрата может быть образован еще одной трубой, проходящей между неподвижной трубой и цапфой вала.
Предпочтительное дальнейшее усовершенствование настоящего изобретения отличается тем, что канал фильтрата разделен листовыми перегородками на несколько отделенных друг от друга каналов фильтрата.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение раскрывается на примере его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлены:
на ФИГ. 1 показан шнековый пресс согласно настоящему изобретению;
на ФИГ. 2 показана впускная часть шнекового пресса согласно настоящему изобретению и
на ФИГ. 3 показан вал шнека согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Шнековый пресс 1, показанный на ФИГ. 1, состоит из загрузочной коробки 2, разгрузочной коробки 3, вала 4 шнека с одним или несколькими смонтированными на валу спиральными винтами 5, причем эти спиральные винты 5 могут быть выполнены как сплошными, так и прерывистыми, и охватывающей упомянутый вал 4 шнека оболочки кожуха 6. При этом между оболочкой кожуха 6, валом 4 шнека и спиральным винтом 5 шнека образуется нагнетательный зазор 7 для обезвоживаемой суспензии. Геометрическая форма этого нагнетательного зазора 7 может меняться вдоль оси вала 4 шнека, но это не обязательно.
Принцип работы шнекового пресса 1 следующий. Вал 4 шнека, смонтированный в опорах внутри оболочки кожуха 6, приводится во вращение приводом любого вида. Суспензия подается через соединенную с оболочкой кожуха 6 загрузочную коробку 2. Вращающийся вал 4 продвигает эту суспензию по нагнетательному зазору 7 через спиральный винт 5 шнека в направлении соединенной с оболочкой кожуха 6 разгрузочной коробки 3. Оболочка кожуха 6 дегидратационного шнекового пресса 1 обычно выполняется в виде сита. Геометрическая форма образованного валом 4, винтом 5 шнека и оболочкой кожуха 6 нагнетательного зазора 7 меняется вдоль оси вала в направлении разгрузочной коробки 3 так, что это способствует обезвоживанию суспензии. При этом в большинстве случаев доступные для использования объемы вдоль оси вала сокращаются с целью принудительного обезвоживания суспензии. Высвобождаемая в этом процессе жидкость отводится сквозь выполненную в виде сита оболочку кожуха 6. В зоне загрузочной коробки 2 спиральный винт 5 шнека переходит в свободный консольный спиральный винт 8. Этот винт 8 не обязательно выполнен двухзаходным (как показано). Для увеличения прочности этот винт может также усиливаться U-образным профилем. Во впускной зоне шнекового пресса 1 свободный консольный винт 8 расположен с достаточным зазором вокруг неподвижной трубы 9. Труба 9 неподвижно соединена с рамой шнекового пресса 1 и не совершает вращательного движения. Эта прикрепленная к раме пресса 1 труба 9 предпочтительно выполнена в виде сетки, благодаря чему площадь сита во впускной зоне пресса 1 чрезвычайно увеличивается. Труба 9 не обязательно должна быть выполнена в виде трубчатого сита, она может также иметь произвольные пазы или макроскопические/микроскопические шероховатые поверхности. Такие поверхности, так же как пазы или сетка, противодействуют совместному вращению. То, что суспензия твердой фазы (суспензия волокна) уже не прилипает к металлической поверхности, дополнительно способствует лучшему обезвоживанию; это обеспечивает также осевую подачу твердой фазы.
Цапфа 10 традиционного вала 4 шнека проходит сквозь прикрепленную к раме пресса 1 трубу 9 и, пройдя кожух, крепится в традиционной опоре.
На ФИГ. 2 показана впускная часть 2 шнекового пресса 1 согласно настоящему изобретению. Суспензия подается во впускной патрубок 11. В показанном варианте осуществления вся впускная часть соединяется с оболочкой кожуха 6 фланцем 12. Разумеется, впускная часть может быть выполнена и иначе. Впускная часть 2 содержит неподвижно соединенную с ней, например, как показано на резьбе, трубу 9. На ФИГ. 2 показано также, что предусмотрена соосная валу труба 13, диаметр которой больше, чем у (непоказанной) цапфы 10 вала. Труба 9 и труба 13 образуют, таким образом, канал 14 фильтрата. Этот канал 14 фильтрата может быть также разделен листовыми перегородками на несколько отделенных друг от друга каналов фильтрата. Собранный в трубе 9 фильтрат затем по каналу 14 фильтрата отводится во фланец 15 сбора фильтрата и, например, как в данном варианте осуществления, направляется через слив 16 фильтрата в ванну 17 фильтрата (ФИГ. 1) шнекового пресса 1.
На ФИГ. 3 показан вал 4 шнека в разрезе. Можно видеть (традиционный) винт 5 шнека, а также консольный винт 8 и конец 10 вала.
Настоящее изобретение имеет следующие два преимущества перед традиционными шнековыми прессами.
Площадь сита во впускной зоне шнекового пресса 1 увеличена в 1,5-1,8 раза. Это значительно повышает производительность дегидратации пресса 1.
Далее, ослаблено участие волокна в совместном вращении. Волокно проявляет тенденцию прилипать к вращающемуся валу. Если волокно прилипает к валу 4 шнека, осевая подача волокна снижается или даже прекращается. Определяющими для этого совместного вращения в значительной мере являются соотношения сил трения внутри пресса. В традиционных прессах, как и в традиционных частях 4, 5 шнекового пресса 1, волокно удерживается от совместного вращения выполненной в виде сетки оболочкой кожуха 6 пресса 1. Но сам вал 4 шнека стремится вовлечь волокно во вращательное движение. Вдобавок к этому волокно прилипает к поверхности вала 4 шнека и вращается вместе с ней с оборотами вала, не совершая при этом существенного продвижения в направлении осевой подачи. В настоящем изобретении прилипание волокна к вращающемуся валу 4 шнека предотвращается во впускной зоне тем, что во впускной зоне 2 встроена только неподвижная труба 9. Эта труба 9 предпочтительно выполнена в виде сита, но может также иметь произвольные пазы или макроскопические/микроскопические шероховатые поверхности. Такие пазы или макроскопические/микроскопические шероховатые поверхности могут быть созданы также и на трубе 9, выполненной в виде сита. Вал 4 шнека или собственно цапфа 10 вращается внутри этой трубы 9. Вращению волокна противодействуют как сетчатая оболочка кожуха 6, так и вставленная во впускную зону 2 сетчатая труба 9. Консольный винт 8 расположен вокруг сетчатой трубы 9 и подает волокно только вперед в осевом направлении. Это приводит к значительному повышению эффективности транспортировки и тем самым к увеличению отвода материала из впускной зоны 2 пресса 1, вследствие чего повышается впускной весовой расход.