ШНЕК ПРЕССА ДЛЯ ОТЖИМА МАСЛА

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть применена в конструкциях маслоотжимных прессов, предназначенных для получения растительного масла.
Известен пресс для отжима растительного масла описанный в патенте Украины №1325, опубликованном 15.07.2002 года в бюл. №7, индекс МПК С11В 1/06, по которому пресс для отжима растительного масла включает приемную и разгрузочную камеры, зеерный цилиндр со шнековым валом, который содержит цилиндрические участки с витками, чередующихся с коническими участками, ножи, расположенные в полости зеерного цилиндра и закрепленные на его внутренней поверхности напротив конических участков шнекового вала, причем, зеерный цилиндр выполнен с постоянным внутренним диаметром, шнековый вал выполнен ступенчатым с увеличением диаметра цилиндрических участков вала в направлении разгрузочной камеры, а ножи выполнены в виде прямоугольных трапеций.
Зеерный цилиндр выполнен в виде двух разъемно соединенных полуцилиндров с закрепленными в них зеерными пластинами, каждая из зеерных пластин выполнена с прямоугольным поперечным сечением и с одним или несколькими вырезами на боковых поверхностях симметрично ее продольной осй, зеерные пластины в полуцилиндрах закреплены фиксирующими планками, а ножи выполнены в виде радиальных выступов фиксирующих планок. Шнековый вал выполнен сплошным.
Недостатками известного пресса для отжима растительного масла является то, что шнековый вал выполнен сплошным, поэтому если он не из износоустойчивой стали, то быстро и неравномерно будет изнашиваться, а переработка сырья будет некачественная и требует замены всего шнекового вала. А при изготовлении шнекового вала по всему сечению из износостойкой стали - нетехнологично, потому что такие стали не подвергаются большинству видов механической обработки.
Наиболее близким по сущности является известный шнек пресса для извлечения масла из маслосодержащего сырья описанный в патенте Российской Федерации №2112655, опубликованном 10.06.1998 года, индекс МПК В30В 9/12, согласно которого шнек пресса для извлечения масла из маслосодержащего сырья, выполнен в виде смонтированного на валу набора втулок с витками шнека и гладких промежуточных втулок, причем втулки с витками шнека и гладкие промежуточные втулки выполнены в виде пакетов из отдельных разрезных винтовых шайб разного внешнего диаметра с шагом, равным шагу витков шнека.
Общими существенными признаками является то, что шнек пресса для отжима масла содержащий вал, на котором последовательно с возможностью восприятия крутящего момента смонтированы съемные втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки.
Недостатками является то, что витки и другие элементы и детали шнека изнашиваются неравномерно, а по длине шнекового вала шаг витков и другие размеры элементов шнека меняются, поэтому для каждого участка нужны детали с разным шагом и другими размерами, и при выполнении штамповкой, как в прототипе, для большей износостойкости требуется изготавливать детали из износостойкой стали или сплава, что повышает трудоемкость и себестоимость, так как механическая обработка всей поверхности детали из такой стали сложная, а при изготовлении из обычной конструктивной стали, будет повышенный износ и быстрое повреждение, и для выгодности процесса штамповки деталей нужна массовость и при этом, заранее не возможно угадать, какое количество каких деталей необходимо, а процесс подготовки к штамповки продолжительный и этот пресс должен работать с изношенными шнеками или простаивать, ведь когда втулки изношены, причем неравномерно, переработка сырья некачественная и надо срочно заменять на новые, к тому же конструкция крепления элементов на валу прототипа ненадежная.
Техническим результатом является повышение долговечности, упрощение технологии изготовления и восстановления изношенных деталей шнека.
Существенными признаками является то, что шнек пресса для отжима масла содержащий вал, на котором последовательно с возможностью восприятия крутящего момента смонтированы съемные втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки, причем упомянутые втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки выполнены с участками, имеющими наплавленный слой из износостойкого материала.
Участки с наплавленным слоем из износостойкого материала втулок со шнековыми витками расположены по внешнему контуру шнековых витков, или по внешнему контуру и на напорной поверхности шнековых витков.
Участки с наплавленным слоем из износостойкого материала на последней втулке со шнековыми витками расположены на всей поверхности шнековых витков и на наружной поверхности ступицы.
Втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки выполнены из конструкционной стали или низколегированной конструкционной стали.
В качестве износостойкого материала наплавленного слоя использована высоколегированная мартенситная сталь, или высоколегированная мартенситно-ферритная сталь, или высоколегированная ферритная сталь, или высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, или высоколегированная аустенитно-ферритная сталь, или высоколегированная аустенитная сталь, или легированная перлитная сталь, или подшипниковая сталь, или использован материал, имеющий мартенситную структуру и содержащий борид железа и карбид железа, или использован карбидосодержащий сплав.
Существенными отличительными признаками действительными во всех случаях, является то, что в шнеке пресса для отжима масла упомянутые втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки выполнены с участками, имеющими наплавленный слой из износостойкого материала.
Существенными отличительными признаками действительными в отдельных случаях, является то, что участки с наплавленным слоем из износостойкого материала втулок со шнековыми витками расположены по внешнему контуру шнековых витков, или по внешнему контуру и на напорной поверхности шнековых витков.
Участки с наплавленным слоем из износостойкого материала на последней втулке со шнековыми витками расположены на всей поверхности шнековых витков и на наружной поверхности ступицы.
Втулки со шнековыми витками и промежуточные втулки выполнены из конструкционной стали или низколегированной конструкционной стали.
В качестве износостойкого материала наплавленного слоя использована высоколегированная мартенситная сталь, или высоколегированная мартенситно-ферритная сталь, или высоколегированная ферритная сталь, или высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, или высоколегированная аустенитно-ферритная сталь, или высоколегированная аустенитная сталь, или легированная перлитная сталь, или подшипниковая сталь, или использован материал, имеющий мартенситную структуру и содержащий борид железа и карбид железа, или использован карбидосодержащий сплав.
Благодаря тому, что промежуточные втулки, а также втулки со шнековыми витками, на которых наплавлен слой из износостойкого материала, установлены легкосъемно на валу с возможностью восприятия крутящего момента, достигнуто повышение долговечности, упрощение технологии изготовления и восстановления изношенных втулок, так как конструкционные стали хорошо поддаются механической обработке, имеют невысокую цену и достаточную несущую способность, но недостаточную износостойкость, что решается выполнением наплавленного слоя из износостойкого материала, который сложнее обрабатывается, но он занимает меньше 10% общей поверхности деталей и поэтому трудоемкость снижена при достижении необходимой износостойкости и восстановления деталей шнека любых размеров и формы.
На фиг. 1 изображен главный вид на шнек; На фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А; На фиг. 3 изображен выносной элемент Б; На фиг. 4 показан выносной элемент В; На фиг. 5 показан выносной элемент Г; На фиг. 6 показан выносной элемент Д; На фиг. 7 показан разрез Ж-Ж; На фиг. 8 показан разрез К-К.
В шнеке пресса для отжима масла последовательно на валу 1 установлены втулка 2 со шнековыми витками 3, с наплавленным слоем 4 износостойкого материала по внешнему контуру двойных витков 3, затем, гладкая промежуточная втулка 5, далее-втулка 6 со шнековыми витками 7, с наплавленным слоем 8 износостойкого материала по внешнему контуру витков 7, промежуточная втулка 9, затем, втулка 10 со шнековыми витками 11, с наплавленным слоем 12 износостойкого материала по внешнему контуру витков 11 и на рабочий их стороне, дальше идет, компрессионная промежуточная втулка 13, и промежуточная втулка-рыхлитель 14, далее втулка 15 со шнековыми витками 16, с наплавленным слоем 17 износостойкого материала по внешнему контуру витков 16 и на рабочий напорной их стороне.
Далее на валу 1 установлены, компрессионная промежуточная втулка 18 с наплавленным слоем 19 износостойкого материала, а за ней промежуточная втулка-разрыхлитель 20 с зубьями 21 с наплавленным на их гранях слоем 22 износостойкого материала, потом идет, втулка 23 - со шнековыми витками 24, с наплавленным слоем 25 износостойкого материала по внешнему контуру витков 24 и на их рабочий стороне, далее установлена компрессионная втулка 26 с наплавленным слоем 27 износостойкого материала, и промежуточная втулка-рыхлитель 28 с зубцами 29 со слоями 30 износостойкого материала на гранях (см. фиг. 7 и фиг. 8), затем установлена наиболее нагруженная втулка 31 (см. фиг. 4) со шнековыми витками 32, с наплавленным слоем 33 износостойкого материала, причем наплавленный слой 33 износостойкого материала выполнен на всей рабочей поверхности, в том числе и на наружной поверхности ступицы 34. На ограничительной втулке 35 слой 36 износостойкого материала выполнен на заходной конической части 37.
Компрессионные промежуточные втулки 13, 18, 26 имеют конусную поверхность со стороны поступления сырья с увеличением ее диаметра в направлении подачи сырья, а заканчиваются прямым торцом.
Все втулки, без исключения, имеют проточку 38 под шпонку 39, которая установлена в проточке 40 вала 1 (см. фиг. 3), что обеспечивает как надежное крепление, так и простой демонтаж и сборку шнека, хотя не исключено использование и других известных конструкций крепления на валу. Заявитель разрабатывает чертежи шнеков для своих шнековых прессов, и для модернизации и ремонта существующих шнековых прессов отжима масла. Все втулки изготавливаются из углеродистой конструкционной стали, например стали 20 согласно государственному стандарту бывшего СССР (ГОСТ 1050-74), или из низколегированной конструкционной стали, например 10ХСНД или 09Г2 согласно государственному стандарту бывшего СССР (ГОСТ19281-73), эти стали хорошо поддаются механической обработке, имеют невысокую цену и достаточную несущую способность, но недостаточную износостойкость.
Износостойким материалом для наплавки слоя, который предоставляет необходимые свойства, для выполнения цели изобретения - повышение долговечности, упрощение технологии изготовления и восстановления, являются:
- высоколегированная мартенситная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 09Х16Н4Б ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная мартенситно-ферритная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР 20X13 ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная ферритная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 15Х25Т ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 09Х17Н7Ю ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитно-ферритная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 12Х21Н5Т ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 08Х18Н10Т ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- легированная перлитная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 20Х3МВФ ГОСТ5632-72 или аналогичная по зарубежным классификациям;
- материал, который имеет мартенситную структуру содержит борид железа и карбид железа полученный из порошковой проволоки при наплавке в защитном газе аргоне, например из порошковой проволоки Эн ДОтек ДО*30 фирмы Кастолин Эутектик (EnDOtec DO*30 Castolin Eutectic);
- подшипниковая сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - ШХ20СГ ГОСТ 801-78 или аналогичная по зарубежным классификациям. - карбидосодержащий сплав, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 45Х14Н14 В2М или аналогичная по зарубежным классификациям.
В примерах указаны конкретные марки стали, но это может быть и другая сталь, которая подпадает под указанную в формуле общую техническую классификацию стали или сплава, в том числе аналогичные по Европейской классификации -EN, или американский -ASTM или Великобритании - BS, или Швеции -SS, или Германии-DIN, или Франции-AFNOR, или Италии-UNI, или Испании-UNE, или Японии-JIS.
Также износостойким материалом для наплавки слоя, который обеспечивает необходимые свойства, например, материалы для наплавки транснациональной компании Линкольн Электрик (Lincoln Electric), которые являются высоколегированными сплавами, охваченными формулой: - искусственные электроды Веаршильд АВР (Wearshield ABR).
Типичный состав наплавленного металла, %: С 2,1; Mn 1,1; Si 0,75; Cr 6,5; Мо 0,40.
Наплавленный металл противостоит ударным нагрузкам и умеренному абразивному износу.
Электрод Wearshield ABR применяется также для повышения надежности деталей, работающих в условиях износа «металл по металлу». Наплавка может выполняться на углеродистые, низколегированные, нержавеющие и марганцевистовые стали.
Изготавливаются электроды диаметрами 3,2; 4,0; 4,8 и 6,4 мм.
Твердость по Роквеллу 28-53 HRC.
Известное применение: ударные детали молотковых дробилок, режущие кромки бульдозерних отвалов, ковшей экскаваторов; - искусственные электроды Веаршильд 60 (Wearshield 60) Наплавленный металл противостоит интенсивному абразивному износу.
Наплавка может осуществляться на углеродистую, низколегированную, нержавеющую и марганцевистую сталь. Толщина наплавленного электродом Wearshield 60 металла ограничивается двумя слоями. Наплавленный электродом Wearshield 60 металл обрабатывается только шлифованием. Изготавливается электроды диаметрами 3,2; 4,0 и 4,8 мм.
Твердость по Роквеллу 57-62 HRC.
Типичный состав наплавленного металла, %: С 5,0; Mn 0,8; Si 1,0; Cr 23,0; Мо 2,3; V 0,6.
Известное применение: бульдозерные ножи, оборудование предприятий по изготовлению кирпичей и кокса, оборудование цементных мельниц.
Порошковая проволока для полуавтомата Линкоре 50 (Lincore 50).
Наплавленный металл противостоит абразивному износу в сочетании с ударными нагрузками. Используется для наплавки на изделия из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой, низколегированной, марганцевистой и нержавеющей стали. Для улучшения внешнего вида наплавленного металла и снижения дымообразования процесс ведут под флюсом. Проволока малых диаметров (1,2 и 1,6 мм) особенно эффективна при наплавке на листовой металл малой толщины, на края деталей, при нанесении горизонтальных валков на наклонных поверхностях или в случаях, требующих небольшого нагрева детали. Изготовлены диаметры проволоки: 1,2; 1,6; 2,0 и 2,8 мм.
Твердость по Роквеллу 48-52 HRC.
Типичный состав наплавленного металла, %: С 2,0; Mn 0,9; Si 1,0; Al 0,6; Cr 9,2; Мо 0,5.
Известное применение: зубья ковшей землечерпалок, размельчающие валки, режущие зубья угольных комбайнов, шнековые транспортеры, направляющие прокатных станов, гусеничные грунтозацепы; - порошковая проволока для автоматического процесса Линкоре 50/801 (Lincore 50/801) Порошковая проволока серии Lincore с индексом «S» предназначен для наплавки под нейтральными флюсами, также изготовленными компанией Lincoln Electric.
Наплавки слоя заданной толщины производится ручной сваркой или полуавтоматической сваркой сплошной проволокой в сварочных смесях, или порошковой проволокой в сварочных смесях, или самозащитной порошковой проволокой, или под слоем флюса порошковой или сплошной проволокой, или порошком, сплошной или порошковой проволокой в струе плазмы. Наплавка может выполняться неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном инертном газе (Аргон, Гелий, смесь Аргон + Гелий) с использованием сплошной или порошковой проволоки, или наплавка износостойкого слоя выполняется сплошной или порошковой проволокой, а также порошком с использованием лазерного луча. Наплавка может выполняться с использованием гибридных технологий (Лазер + полуавтомат, Плазма + Полуавтомат). При любом способе, результатом является получение слоя наплавки из износостойкого материала, и все эти способы освоены промышленностью и имеется оборудование для выполнения этого технологического процесса.
В работе выполняется слой наплавки как на новых, так и на изношенных втулках, которые перечислены и показаны в описании, при необходимости, обработка завершается шлифовкой детали с наплавленным слоем износостойкого материала до заданных размеров. При восстановлении снимаются с вала 1 перечисленные выше втулки, выполняются замеры размеров изношенных участков, снимается технологически необходимый слой основного металла и выполняется наплавка слоя износостойкого материала до заданных размеров. Причем подлежат такому восстановлению как детали, не имевшие слой наплавки, так и те которые были изготовлены с наплавленным слоем износостойкого материала.