Шнековый конвейер
SCREW CONVEYOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для транспортировки и перемешивания сыпучих, пылевидных, жидких, а также мойке и переработке пластических и других материалов в химической, строительной, горной, пищевой, фармацевтической и т.п. промышленности
Проблемы транспортировки материалов и часто с одновременным перемешиванием является необходимой в различных отраслях промышленности. Для решения этой проблемы созданы устройства с различными кинематическими схемами, принципами работы и технологией взаимодействия рабочего органа с обрабатываемым материалом.
Уровень техники
Известен конвейер для сыпучих и пылевидных материалов (а.с. №339474, класс B65G 33/38, опубл. 24.05.1972 бюл. №17) содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным устройством, шнек с приводом равномерного и импульсного вращения вала шнека.
Недостатком этой конструкции является повышенная энергоемкость привода возбуждения крутильных колебаний приложенных к шнеку, кинематически зависимая амплитудно-частотная характеристика возбудителя колебаний и скорости вращения шнека, что вызывает износ деталей устройства и отрицательную динамическую нагрузку.
Известен вращателыю подающий механизм бурового станка (а.с. СССР №692695, класс Е21В 3/02, Е21С 31/04, опубл. 25.10.1979 Бюл. №39), привод исполнительного органа горного комбайна (а.с. СССР №759716, класс Е21С 3/02, Е21С 31/04, опубл. 30.08.80 Бюл. №32), содержащие двигатель, планетарные редукторы с неподвижным и подвижным зубчатыми венцами, механизмы поворота зубчатого венца.
Недостатком известных устройств является низкая производительность, повышенные энергозатраты на единицу продукции, инерционность перехода к режимам работы, повышенное изнашивание механизма, использование импульса на весь рабочий орган, что не всегда необходимо.
Известен так же конвейер для транспортировки материалов (патент на полезную модель №141931, класс B65G 33/34, опубл. 20.06.2014, бюл. №17), выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус, загрузочное и разгрузочное устройство, шнековый транспортер, пустотелый вал с окнами и вал динамического привода с лопастями.
Недостатком этого конвейера для транспортировки материалов заключается в том, что работа поверхности лопастей установлены под постоянным заданным углом и не отвечают потребности материала в эффективном использовании импульса достигаемым положением поверхности лопаток. В этом устройстве исключается возможность реагировать изменением направления импульса на изменение свойств обрабатываемого материала и учитывать влияние внешних факторов на физико-механические свойство материалов.
Раскрытие изобретения
В основу заявленного изобретения поставлена задача создание высокоэффективной, долговечной конструкции устройства.
Технический результат, достигаемый в процессе реализации изобретения, заключается в повышении использования подведенной энергии импульса крутильных колебаний, увеличение производительности шнекового конвейера при сокращении энергозатрат па единицу продукции за счет повышения текучести обрабатываемого материала и сокращения потерь на проскальзывание по лопастям, улучшение качества технологического процесса и долговечность работы конвейера за счет эффективного использования энергии импульса при оптимальной ориентации рабочих поверхностей лопастей.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагается шнековый конвейер, содержащий корпус, загрузочное и разгрузочное устройство, вал статического вращения, вал динамического привода, лопасти, при этом лопасти выполнены по спирали в совокупности комплектов по общей регулировочной тяге поворотными на пальцах кронштейнов, причем поворот лопасти в комплекте выполнен одинаковым и независимым от поворота лопастей остальных комплектов.
Согласно изобретению на валу динамического привода установлены поворотные лопасти, изменяющие угол взаимодействия поверхности лопатки с обрабатываемым материалом. Положение рабочей поверхности лопастей учитывает физико-механические свойства обрабатываемого материала, способствуют изменению интенсивности технологического процесса от максимальной скорости движения материалов до получения эффективного перемешивания, определяет направление импульса, величину проскальзывания, позволяет изменять единичным импульсом закономерность движения элементарного объема обрабатываемого материала в конкретных условиях технологического процесса.
Перемещение материала при статическом вращении шнека равномерно подает порцию материала под рабочие поверхности лопастей, угол поворота которых обеспечивает разовое вибровоздействие на фиксированный объем по направлению интенсивности перемещения на ширину рабочей поверхности лопастей или многократного вибровоздействия. Кроме этого, амплитудно-частотная характеристика возбудителя колебаний и выбор режима воздействия на фиксированный объем позволяют эффективнее использовать динамическое воздействие по потребности обрабатываемого материала.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, заявленный шнековый конвейер отличается тем, что закономерность оптимального импульсного воздействия обусловлена вращением рабочих поверхностей сосокупности лопастей вокруг осей перпендикулярных валу вибропривода, и возможностью их технологического воздействия на обрабатываемый материал, допускающих варьирование направления и интенсивности единичного импульса, для организации его движения от соответствующего основному движению шнека до перепендикулярного и даже противоположного основному. Направление единичного импульса изменяет технологический процесс, повышает эффективность единичного импульса в зависимости от производственной необходимости и работоспособности шнекового конвейера.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 изображен вид спереди с вырывами по длине шнека; на фиг. 2 - поперечное сечение с лопастями и поворотным устройством.
Осуществление изобретения
Устройство поясняется чертежом общего вида (см. фиг. 1) и поперечного сечения (см. фиг. 2).
Устройство содержит вал 1 динамического привода, пустотелый вал 2 статического привода, загрузочное устройство 3, корпус конвейера 4, шнек 5 статического (равномерного) вращения, шнек 6 крутильных колебаний, поворотные кронштейны 7, пальцы 8 его поворота, пальцы 9 регулировочных тяг 10, совокупность лопастей 11 шнека 6, установленные попарно по спирали комплектами на общих регулировочных тягах 10, эквидистантно поверхности статического шпека, фиксирующее устройство (например, планка 12), разгрузочное устройство 13.
Работает устройство следующим образом.
При включен привода сообщается динамическое вращение вала 1 с наложением крутильных колебаний и статическое (равномерное) вращение пустотелого вала 2, через загрузочное устройство 3 поступает обрабатываемый материал в корпус 4, равномерно перемещается шнеком 5 с одновременным наложением динамических (импульсных) крутильных колебаний шнека 6 с кронштейнами 7, поворотными па пальцах 8 через пальцы 9 регулировочными тягами 10. На кронштейнах 7 установлены лопасти 11 попарно по спирали комплектами, которые вращаются вместе с кронштейнами и воздействуют на обрабатываемый материал под заданным углом, зафиксированным планками 12. Лопасти 11 установлены по две симметрично относительно оси вращения валов в количестве ограниченном длиной шнекового конвейера и шагом статического шпека, число пар лопастей по диаметру шнека определяется технологическими потребностями. Лопасти 11 (зафиксированные планками 12) соединены общими регулировочными тягами 10, определяют свой необходимый угол взаимодействия с обрабатываемым материалом и обеспечивают на каждом шаге витка шнека статического вращения общую регулировку. Обработанный материал поступает в разгрузочное устройство 13.
Производительность шнека; интенсивность перемешивания обрабатываемого материала; энергоемкость процесса; изнашивание шнеков, корпуса, лопастей, подшипников определяется, кроме параметров динамического и статического приводов, направлением рабочих поверхностей лопастей.
При совмещении направления импульса со статическим движением обрабатываемого материала достигается максимальная производительность, при противоположном направлении импульса интенсифицируется перемешивание или мойка фракций материала.
Таким образом, предлагаемый шнековый конвейер можно использовать для транспортировки, перемешивания, мойки в горной, строительной, химической, пищевой и т.п. промышленности. Разработанная конструкция конвейера позволяет выбрать режим оптимального технологического процесса, обеспечивает широкий спектр потребности материалов при их обработке, решает проблему забивания шнека, максимальной долговечностью работы, производительностью перемешивания и мойке при минимальных энергозатратах.
Сопоставительный анализ заявленного изобретения показал, что совокупность существенных признаков заявленного шнекового конвейера для транспортировки, мойке или перемешиванию материалов не известны из уровня техники и значит соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможности применения заявленного конвейера в технологических процессах транспортировки с активными перемешиванием или мойкой материалов и поэтому соответствуют условию патентоспособности «промышленная применимость».
Анализ и сравнение заявленного шнекового конвейера с существующими техническими решениями не выявили в нем признаков заявленного устройства по совмещению статического и регулируемого динамического воздействия предложенной формы, и авторами впервые предложены путь решения поставленной задачи и устройство ею исполнения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».