ШНЕКОВЫЙ ПРЕСС-ЭКСТРУДЕР Российский патент 2003 года по МПК B30B11/24 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях шнековых прессов, предназначенных для получения формованного топлива методом прессования из композиционных материалов, преимущественно из смеси торфа с отходами деревообработки и лесопиления (опилок, стружек, дробленки, щепы).

Известно устройство (SU 1399331, кл. С 10 Р 7/06, В 30 В 11/06, 1988 г. ), включающее станину, на которой смонтирован пресс-формовочный узел, выполненный в виде матрицы, связанной зубчатой передачей с приводом, и штемпель, снабженный уплотняющими элементами, расположенными на его поверхности по винтовой линии в виде витков шнека.

В известном прессе возможно прессование фрезерного торфа. Однако наличие древесных включений в формуемой массе создаст сбой в работе пресса, что повлечет за собой частые его поломки и низкое качество формуемой продукции.

Прототипом изобретения является шнековый пресс (SU 614967, 05.06.1978, В 30 В 11/24), содержащий станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения.

Недостатком конструкции является ее сложность и невысокая надежность, а также повышенный расход энергии. Кроме того, при формовании брикетов из массы с включениями возможны поломки из-за заклинивания шнека в матричном канале.

Задачей изобретения является упрощение конструкции с одновременным повышением надежности конструкции и снижением ее энергоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что в шнековом пресс-экструдере, содержащем станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения, согласно изобретению шнек выполнен конусным с направляющей и рабочей зонами, последняя из которых состоит из уплотняющей и формующей частей, при этом уплотняющая часть выполнена с витками переменного профиля и уменьшением по ходу движения формуемой массы глубины канавок. Целесообразно, чтобы угол конусности шнека составлял 3-5^o, а угол конусности формующей части рабочей зоны шнека - от 4 до 6^o. Кроме того, канавки уплотняющей части шнека выполнены с уменьшением глубины от 20 до 15 мм. Преимущественно мундштук снабжен нагревателем, а все рабочие плоскости шнека отполированы.

Разделение шнека на направляющую и рабочую зоны позволит облегчить транспортировку формуемой массы с древесными включениями по каналу пресса. Этому также способствует и выполнение шнека конусным с преимущественным углом конусности от 3 до 5^o. При этом при уменьшении угла конусности >3^o продвижение формуемой массы замедлится, а при увеличении угла <5^o произойдет ускоренное прохождение формуемой массы через зону уплотнения и, вследствие этого, ухудшится качество формуемого топливного брикета.

Выполнение уплотняющей части рабочей зоны шнека с витками переменного сечения и профиля с глубиной канавок, уменьшающейся от 20 до 15 мм, также облегчит прохождение формуемой массы, имеющей древесные включения, с одновременным ее уплотнением, позволяющей получить формуемое топливо высокого качества. При этом уменьшение глубины канавок от 20 до 15 мм позволит увеличить уплотняющее усилие на формуемую массу и облегчить ее прохождение по матричному каналу.

Формующая часть шнека выполнена конической для образования отверстия в формуемом куске топлива, при этом величина конусности от 4 до 6^o облегчает его съем и дальнейшее продвижение по мундштуку. Наличие на мундштуке нагревательного элемента, а также выполнение всех элементов шнека отполированными облегчает прохождение формованного куска по мундштуку без его деформации.

Шнековый пресс-экструдер поясняется чертежом, на котором представлен его осевой разрез в зоне прессования.

Пресс содержит станину 1 со смонтированным на ней приемным бункером (не показано) и корпусом 2 с матричным каналом. В корпусе 2 закреплен, с возможностью вращения, конусный шнек 3, содержащий направляющую зону 4 и рабочую зону, образованную из уплотняющей части 5 с витками переменного профиля с уменьшающейся по ходу движения формуемой массы глубиной канавок. Формующая часть 6 рабочей зоны шнека 3 выполнена конической. Все элементы шнека 3 отполированы. По ходу движения торфомассы соосно шнеку 3 установлен мундштук 7, который снабжен нагревателем 8, который может быть выполнен в виде электронагревателя.

Устройство шнекового пресса-экструдера работает следующим образом.

Смесь торфа с древесными компонентами и водой предварительно перемешивают и подают через приемный бункер в корпус 2. При вращении конусного шнека 3 направляющая зона 4 подает формуемую массу по каналу на рабочую зону, в которой уплотняющая часть 5 за счет переменного профиля перетирает торфомассу, уплотняет ее и перемешивает, выделяя на поверхность воду и гуматы, облегчая продвижение уплотненного брикета к мундштуку 7. Выполнение канавок шнека 3 с уменьшением по ходу продвижения торфомассы создает угол наклона от 4 до 6^o, который соответствует углу трения формуемой массы и позволяет легко проходить уплотняющую часть 5 рабочей зоны шнека 3 и переходить к его формующей части 6. За счет конусности формующей части 6 рабочей зоны образуется отверстие в формуемом брикете, создающее условия для быстрого высыхания формованного топлива и улучшения его горения. Отформованный брикет далее проталкивается в мундштук 7, который нагрет с помощью нагревателя 8 до 280-300^oС. Проходя через нагретый мундштук 7, прилегающие к его внутренней поверхности слои отформованного брикета обгорают, создавая приграничный слой, обеспечивающий создание условий по выталкиванию брикета из матричного канала. Далее отформованное топливо направляется на сушку.

Шнековый пресс-экструдер имеет малые габариты и пониженную энергоемкость. Изготовлен и испытан опытный образец данного устройства. Результаты испытаний показали возможность изготовление брикетов топлива из композиционных материалов с пониженным расходом энергии на 30-35% по сравнению с существующими.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях шнековых прессов, предназначенных для получения формованного топлива методом прессования из композиционных материалов, преимущественно из смеси торфа с отходами деревообработки и лесопиления (опилок, стружек, дробленки, щепы). Шнековый пресс-экструдер содержит станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения. Шнек выполнен конусным с направляющей и рабочей зонами, последняя из которых состоит из уплотняющей и формующей частей. Уплотняющая часть выполнена с витками переменного профиля и уменьшением по ходу движения формуемой массы глубины канавок. Целесообразно, чтобы угол конусности шнека составлял 3-5^o, а угол конусности формующей части рабочей зоны шнека - от 4 до 6^o. Канавки уплотняющей части шнека могут быть выполнены с уменьшением глубины от 20 до 15 мм. Мундштук может быть снабжен нагревателем, а все рабочие плоскости шнека отполированы. В результате обеспечивается упрощение конструкции пресса-экструдера с одновременным повышением надежности и снижением энергоемкости. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Шнековый пресс-экструдер, содержащий станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения, отличающийся тем, что шнек выполнен конусным с направляющей и рабочей зонами, последняя из которых состоит из уплотняющей и формующей частей, при этом уплотняющая часть выполнена с витками переменного профиля и уменьшением по ходу движения формуемой массы глубины канавок. 2. Пресс-экструдер по п. 1, отличающийся тем, что угол конусности шнека составляет 3-5^o. 3. Пресс-экструдер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что канавки уплотняющей части шнека выполнены с уменьшением глубины от 20 до 15 мм. 4. Пресс-экструдер по п. 1 или 3, отличающийся тем, что угол конусности формующей части рабочей зоны шнека составляет от 4 до 6^o. 5. Пресс-экструдер по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что мундштук снабжен нагревателем. 6. Пресс-экструдер по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что все рабочие плоскости шнека отполированы.