Лопатка шнекового смесителя

Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию горнодобывающей, агломерационной, металлургической и машиностроительной промышленности, а также к строительной и автодорожной отраслям.
Особенностью эксплуатации шнековых смесителей является повышенный износ рабочих элементов (лопаток), взаимодействующих с абразивными частицами перерабатываемого материала.
В процессе такой работы происходит износ рабочих элементов, что в дальнейшем требует их замены. В условиях постоянного абразивного износа наиболее уязвимыми элементами конструкции являются лопатки, воспринимающие основные механические нагрузки при смешивании компонентов и технологическом транспортировании смесей. Так как лопатки шнековых смесителей подвергаются высокому абразивному износу, время эксплуатации данного конструктивного элемента является не продолжительным, что требует проведения частых восстановительных работ и регулярной замены лопаток. Задача разработки технологии упрочнения или восстановления лопаток шнековых смесителей является актуальной и экономически востребованной.
Наиболее часто применяемыми методами упрочнения поверхности в промышленном производстве является поверхностное пластическое деформирование, электродуговая наплавка, плазменное напыление износостойких покрытий и др.
Известна конструкция лопатки смесителя [Патент DE №1459258, МПК В28С 5/10, 08.05.1969], содержащая шток, соединенный с корпусом в виде пластины.
Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая стойкость поверхности лопаток к абразивному изнашиванию, приводящая к снижению эксплуатационной надежности шнекового смесителя.
Известна конструкция смесителя [Патент RU №46947, МПК B01F 7/08, 10.08.2005], содержащая горизонтальный корпус с загрузочным и разгрузочным окнами, в котором размещены два вала, при этом винтовые линии лопаток валов имеют противоположное направление навивки, отличающийся тем, что конструкция устройства выполнена на жесткой раме, загрузочное окно имеет предохранительную фракционную решетку, разгрузочное выполнено на консоли, в корпусе два вала размещены с разнонаправленным вращением, опорные стенки крепления валов выполнены легкомонтируемыми, лопатки выполнены самоочищающимися, для этого лопатки одного вала установлены под углом 30°, другого - под углом 60° с попеременным чередованием в каждой четверти рабочей камеры.
Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая стойкость поверхности лопаток к абразивному изнашиванию, приводящая к снижению эксплуатационной надежности шнекового смесителя.
Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция лопатки смесителя [Патент RU №2200089, МПК В28С 5/12, 10.03.2003], содержащая шток, соединенный с корпусом в виде пластины, которая на одной из плоских сторон имеет упрочненный слой площадью не менее 30% от площади стороны пластины. Упрочненный слой получен диффузионным легированием, наплавкой или индукционной наплавкой.
Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая стойкость поверхности лопаток к абразивному изнашиванию, приводящая к снижению эксплуатационной надежности шнекового смесителя.
Задачей полезной модели является повышение стойкости поверхности лопаток шнекового смесителя к абразивному изнашиванию путем создания модифицированного слоя с повышенной механической прочностью и износостойкостью, способствующего повышению эксплуатационной надежности смесителя.
Технический результат полезной модели заключается в создании конструкции лопатки шнекового смесителя, имеющей модифицированный слой с повышенной механической прочностью и стойкостью к абразивному изнашиванию, полученный в результате газотермического оксидирования на воздухе.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемой конструкции лопатки шнекового смесителя, содержащей шток, соединенный с корпусом в виде пластины, на одной из плоских сторон которой имеется упрочненный слой площадью не менее 30% от площади стороны пластины, согласно новому техническому решению, на поверхности одной из плоских сторон пластины лопатки имеется модифицированный слой площадью не менее 30% от площади стороны пластины с повышенной механической прочностью и стойкостью к абразивному изнашиванию, полученный в результате газотермического оксидирования на воздухе.
Описание конструкции.
На фиг. 1 приведен внешний вид (модель) шнекового смесителя с рабочими элементами (лопатками), расположенными дискретно на поверхности вала, где позициями обозначены: 1 - вал, 2 - лопатки. На фиг. 2 показана конструкция лопатки шнекового смесителя, где позициями обозначены: 3 - шток с резьбой в верхней части, 4 - корпус в виде пластины, 5 - модифицированный слой.
Шнековый смеситель (фиг. 1) содержит вал 1 с закрепленными на нем лопатками 2. Лопатка шнекового смесителя (фиг. 2) содержит шток с резьбой в верхней части 3 для крепления на вале 1 (фиг. 1). Шток с резьбой в верхней части 3 нижней частью прикреплен сваркой к корпусу в виде пластины 4. На поверхности одной из плоских сторон пластины 4 лопатки 2 имеется модифицированный слой 5 площадью не менее 30% от площади стороны пластины, обладающий повышенной механической прочностью и стойкостью к абразивному изнашиванию, полученный в результате газотермического оксидирования на воздухе.
Устройство работает следующим образом.
Компоненты смеси загружают в шнековый смеситель. Вал 1 с дискретно закрепленными посредством штока с резьбой в верхней части 3 лопатками 2 вращается, в результате чего происходит перемешивание и продвижение компонентов смеси к выгрузочному устройству (на фиг. не показано). В процессе работы лопатки 2 ее рабочая часть - пластина 4, подвергается интенсивному абразивному изнашиванию твердыми частицами смеси.
Наличие модифицированного слоя 5 на одной из плоских сторон площадью не менее 30% от площади стороны пластины обеспечивает повышенную механическую прочность и износостойкость поверхности лопатки, что способствует повышению эксплуатационной надежности шнекового смесителя.
Таким образом, предложенная конструкция лопатки шнекового смесителя, имеющая модифицированный слой площадью не менее 30% от площади стороны пластины с повышенной механической прочностью и износостойкостью, обеспечивает повышенную эксплуатационную надежность и позволяет значительно увеличить срок эксплуатации без восстановительного ремонта.