ШНЕКОВЫЙ ТРАНСПОРТЕР
SCROLL CONVEYOR

Шнековый транспортер-устройство, предназначенное для разработки и применения в горном, металлургическом и строительном деле для проектирования и изготовления шнековых транспортеров модульного типа, для перемещения крупнокускового продукта на любую, наперед заданную высоту при повышении производительности на минимальном пространстве, с минимальными затратами, минимальным количеством оборудования. Применение данного устройства поможет значительно удешевить операции подъема породы на нужную высоту.
В настоящее время выпускается много разновидностей шнековых транспортеров, но то, что предлагает рынок, предназначено только для сыпучих продуктов с максимальной производительностью 1,4 т/час. Для вертикальных шнеков, патент RU 2264969 и др., с конечным насадком с двумя спиралями в области загрузки шнека и тоже только для сыпучих продуктов, авторское свидетельство СССР №724715 - вертикальный шнековый транспортер со шнеком с центральным валом и продольными гофрами на внутренней и наружной поверхности корпуса-кожуха в устройстве для вращательного бурения шпуров.
Наиболее близким аналогом по конструкции является А.С. СССР №724715, но для эффективного перемещения материала вертикальным шнековым транспортером необходимо максимально быстро производить удаление материала из зоны загрузки. В противном случае происходит заполнение материалом первых витков шнека, затем уплотнение материала в межвитковом пространстве, особенно в зоне примыкания - сварки спирали к валу шнека - мертвая зона и довольно обширная, и вследствие этого остановка шнека, особенно при значительной высоте. Настоящее изобретение направлено на создание компактного, мобильного устройства модульного типа для транспортировки крупнофракционной породы.
Технический результат состоит в повышении кпд подъема транспортируемой массы за счет отсутствия мертвых зон у рабочей спирали, т.е. отсутствия вала спирали, которая является основой жесткости шнека, способствует устранению зон торможения-залипания к оси и в углах спираль - вал, препятствующих продвижению породы всего объема в пространстве виток-виток по шагу спирали, что уменьшает рабочую площадь скольжения породы по спирали за счет залипания - уплотнения породы в мертвых зонах шнека, резко снижая кпд. Удешевление процесса подъема разрушенной породы за счет уменьшения площади установки транспортера, уменьшения количества занятого оборудования (комплекс большегрузного автопарка, его обслуживания), т.к. по производительности шнековые транспортеры составят достойную конкуренцию автоперевозкам при вскрышных и добычных процессах.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве шнекового транспортера, включающем в себя корпус 11 с внутренними шлицами 5, загрузочные окна 13, рабочую спираль 9, приваренную (12) к внутренней поверхности ведущей шестерни спирали в редукторе 7 и вращающейся во внутреннем пространстве корпуса 11 между неподвижной внутренней шлицевой поверхностью корпуса 11 со шлицами 5 и неподвижной шлицевой поверхностью шлицевых насадок 1 со шлицами 2.
Поскольку требуемая длина транспортера может колебаться значительными величинами 5-10-15 м при диаметре до одного метра, а не 80 мм при вращении в 224 об/мин и длине в 1,5-2 м в RU 2264969 (кстати, шнековый перегрузочно-загрузочный транспортер цемента, инертной пыли, применяемый в шахтах взрывоопасных по газу и пыли, приводится во вращение шахтным ручным электромотором для бурения шпуров с вращением в 270 об/мин), рассмотренная система не подойдет - требуются другие кардинальные меры.
Рассмотрим конкретный пример
3
Требуется переместить крупнокусковую породу при механизированной проходке ствола с получением основной фракции продукта в 50-150 мм на высоту 10 м (трехъярусный проходческий стволовой полок) для загрузки в бункер верхнего яруса. Допустимая масса продукта в шнеке при внутреннем диаметре корпуса, равном 1 м, и наружном диаметре шлицевых насадок 300 мм при уд. весе в 3 г/см будет равна 21 т /это уже значимая величина/.
Поэтому для компенсации сил сжатия и растяжения нагруженной спирали, т.к. только она является рабочим органом и должна выдерживать такие нагрузки, мы должны предпринять определенные меры. Во-первых, разделим нагрузку пополам, т.е. установим редуктор 7 в середине транспортера. Во-вторых, разделим ополовиненную нагрузку еще пополам, т.е. на половине расстояния между основанием 15 и редуктором 7, установленным в середине транспортера, Фиг.2, установим втулку жесткости спирали 3 и закрепим сваркой 12, Фиг.1, на верхней половине между редуктором 7 и загрузочным окном 6 также установим втулки жесткости, которые будут принимать на себя усилия сжатия и растяжения спирали, в таком случае неподвижная шлицевая насадка будет цельной от основания до верхнего торца транспортера.
В-третьих, для стабилизации и надежной работы спирали установим радиально-упорный подшипник в основании шнека на торец спирали и радиально-упорный подшипник на верхнюю крышку транспортера.
В реалии заполняемость транспортера может быть в 2/3 его объема и распределение по виткам спирали 9 при равномерной непрерывной загрузке - равномерное, вот почему, разделив общую нагрузку и передав ее втулкам жесткости 3, мы можем значительно уменьшить толщину спирали 9 и если установим втулки жесткости 3 на пустотелой неподвижной оси - основе сборки шлицевых насадок, вот почему мной заложены шлицевые насадки для решения технологических вопросов сборки транспортера и при установке втулок жесткости 3 по внутреннему диаметру спирали потребуется маслостанция 17 и маслопроводы 18 внутри полой неподвижной оси для смазки втулок жесткости на неподвижной оси.
На фиг.1 изображен шнековый транспортер с расположением редуктора вверху транспортера и в середине фиг.2 (предпочтительно при значительной длине транспортера).
Конструктивное исполнение подшипников 14, насадков 1, полой оси 10 со шлицевой втулкой 4 или без оной может быть различным. Точно также корпус 11 может быть из цельной трубы или составным из двух, разрезанных вдоль оси половин со специальным креплением или хомутами. Поступающий на загрузку материал пропускается через вибросито для отделения крупных кусков. Пример: наружный диаметр корпуса 11-1000 мм, внутренний диаметр спирали 9 - 300 мм, шаг спирали - 400 мм.
При случайном одновременном попадании в загрузочное окно 13 2-3 кусков по 200-300 мм они могут расклиниться между двумя витками спирали или между наружным корпусом 11 и шлицевыми насадками 1.
Поэтому крупнокусковой материал отделяется, подается на дробилку и возвращается на загрузку. Спираль 9, вращаемая редуктором 7, подхватывает породу, для лучшего скольжения смоченную водой (желательно), продвигает породу вверх между стенок корпуса 11 со шлицами 5 и насадок 1 со шлицами 2, шлицы препятствуют вращению породы вместе со спиралью, способствуя продвижению породы вверх за счет скольжения породы по плоскости спирали 9. Порода продвигается до разгрузочных окон 6 и выпадает в течку 8. Конструктивная производительность транспортера регламентируется удельным весом породы, диаметром корпуса, шириной ленты спирали, шагом спирали и числом оборотов предпочтительно от 20 до 60 об/мин. Стабильность работы и крупность фракции зависят от шага, ширины и толщины спирали. Надежность (моторесурсы) зависит от подбора материала корпуса, спирали, насадка на истирание. По внутреннему пространству 16 неподвижной оси 10 расположены маслопроводы 18 для смазки втулок жесткости 3 из маслостанции 17, расположенной вверху или внизу транспортера.
На фиг.1-2 обозначены:
1. Шлицевая насадка на ось.
2. Шлицы шлицевой насадки.
3. Втулка жесткости спирали.
4. Шлицевая соединительная втулка оси и насадок.
5. Шлицы наружного корпуса.
6. Разгрузочные окна.
7. Редуктор.
8. Течка разгрузочная.
9. Спираль.
10. Неподвижная ось.
11. Корпус.
12. Сварка.
13. Загрузочные окна.
14. Подшипник.
15. Основание.
16. Внутреннее пространство неподвижной оси.
17. Маслостанция.
18. Маслопроводы.
19. Верхняя крышка корпуса.