CN114132695A - 一种Half式非圆防滑螺旋输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，其包括组成Half式机筒的上机筒和下机筒，以及位于机筒内部的螺旋轴；其中上机筒和下机筒的内孔横截面均为劣弧弓；由上机筒和下机筒构成的Half式机筒的内孔横截面为非圆形状；上机筒和下机筒左右两侧之间均设有键条。本发明提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，上、下机筒独立加工，同时通过上机筒和下机筒左右两侧之间均设有键条这一结构设计，Half式机筒的内壁截面被双防滑键条分成两部分，由于楔入防滑键条、上下机筒内壁和螺旋轴外缘围成的空间内的料塞截面积呈数倍增大，可承受更大的剪切力，不易产生与存在于螺槽中的料塞部分因受螺棱剪切分离的问题，因此具有更好的防滑效果。

Description

一种Half式非圆防滑螺旋输送装置

技术领域

本发明涉及螺旋输送技术领域，特别涉及一种螺旋输送装置。

背景技术

螺旋输送挤压机械是常用于制浆造纸、果蔬挤压榨汁、污泥脱水挤压等领域常用的连续生产设备，当用于制浆造纸领域时，用于植物纤维原料的输送、挤压压溃和热水(或碱)溶出物的提取，以及浆料的浓缩洗涤，其中植物纤维原料包括木片、竹片、草片和棉杆等。螺旋输送挤压机械也常用于蔬菜瓜果的挤压榨汁、餐厨垃圾的机械挤压和污泥脱水机械挤压等技术领域中。

螺旋输送物料遵循摩擦拖曳输送机理，即当物料与机筒内壁摩擦力大于物料与螺旋表面摩擦力时，物料与内壁产生相对静止，靠螺棱的刮送实现物料沿螺旋轴向的位移输送。

当物料因螺槽容积沿螺旋轴线方向逐渐缩小而被压实成固体塞后，在固体塞与螺旋表面的摩擦力大于固体塞与机筒内壁的摩擦力时，物料会“抱死”在螺旋表面而相对静止，物料不能产生位移输送，俗称：“抱杆打滑”，物料输送功能失效。

因此，为增加固体物料输送能力，螺旋输送挤压机一般均采用在机筒内壁沿轴向开设沟槽的方法，以提高物料与内壁的摩擦力，增大物料与内壁形成的摩擦力和物料与螺旋表面的摩擦力的差值，同时，防止出现“抱杆打滑现象”。

工作时，被输送物料部分嵌入防滑槽中，增大物料与内壁摩擦力，使物料产生“刹车”样静止于内壁表面，同时，强制与螺旋产生相对滑动，靠旋转的螺旋螺棱刮送物料沿轴线位移，实现物料输送。

目前，螺旋挤压机械装置防滑机械结构均采用在圆形内壁上开设轴向沟槽的方式，沟槽数量较多，窄而浅，如图1(a)、图1(b)和图1(c)所示，沟槽截面形状较多如矩形、三角形、锯齿形等，但一般为矩形且机筒内壁与螺旋圆形截面径向间隙相等。一般光滑机筒的的输送效率为0.3～0.4；当机筒内壁开有轴向小沟槽时，输送效率为0.5。

这类防滑机械结构可有效提高输送效率，有利于改善制浆原料料片的挤压压溃以强化化学浸渍效果、提高浆料物理性能和降低后续磨浆电耗；或提高料塞密实度，强化脱水(液)效率，改善浆料洗涤效果。但在实践中现有防滑结构也暴露出一些问题和缺陷。如：

1)防滑结构增大了物料与机筒的内壁摩擦力，其副作用是加剧了料筒内壁和螺旋外缘的磨损，由于防滑键槽与机筒为整体结构且机筒制造更换成本较高，一般均采用焊接后再修复，修复费用高，修复工期长达2～3个月。

2)如图2所示，结合图2中标出的物料7、机筒11和螺旋轴根部轴截面8可见，现机械结构大多采用多槽、浅槽的矩形截面结构件，物料7轴向迁移时，防滑键槽底部和两侧面会与物料形成较大的摩擦阻力，同时防滑键槽均在机筒11内壁上机械加工而成，二者为整体结构，受加工工艺条件限制，键槽侧面和底部平面表面粗糙度均较高，更加大了物料轴向移动阻力，同时，防滑键槽数量较多，槽截面积较小，极易将嵌入防滑键槽中的部分物料与存在于螺槽中的料塞部分因受旋转螺旋螺棱剪切破裂分离，而造成防滑键槽被存于键槽中的物料抹平，形成与机筒内壁相连的的光滑内表面，进而防滑键的防滑效果失效，而进一步产生“抱杆打滑”。

3)尤其当固体物料料片尺寸差异较大，较细组分比例含量较高时，防滑键槽被塞满且物料内部自摩擦力较低时，由于防滑槽浅而窄，挤压力过大，料塞密实时，依然很容易造成“抱杆打滑”；当物料含水率较高且保水值较高，难于脱水时，特别是料片经过碱预处理料片含有较多残碱时，物料内部自摩擦系数会成倍降低，这时也很容易产生“抱杆打滑”。此时为了防止“抱杆打滑”，常规做法还包括降低螺旋初始段物料充满率，降低螺旋实际工作压缩比，但会造成料片挤压压溃效果差或残液提取率降低的不利影响。

因此，如何优化螺旋输送装置的性能并提供更优化的解决方案，是目前亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种Half式非圆防滑螺旋输送装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，其包括组成Half式机筒的上机筒和下机筒，以及位于机筒内部的螺旋轴；

其中上机筒和下机筒的内孔横截面均为劣弧弓；由上机筒和下机筒构成的Half式机筒的内孔横截面为非圆形状；

上机筒和下机筒左右两侧之间均设有键条。

优选的，所述键条为截面为矩形的长条板状防滑键条。

作为优选的，所述Half式机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于上机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值。

作为优选的，所述Half式机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于下机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值。

优选的，上机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值与下机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值相等；所述机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面的距离，与所述机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面的距离相等；所述机筒内壁的上顶点及下顶点至机筒水平剖分面的垂直距离H，小于上机筒内孔横截面所对应的劣弧弓及下机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值R。

进一步优选的，上机筒的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线与下机筒的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线分离且均与螺旋轴的水平中心轴线不重合；上机筒的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线低于下机筒的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线。

进一步优选的，所述螺旋轴的外缘与Half式机筒内孔壁的各径向间隙不完全相等。

更进一步优选的，所述螺旋轴的外缘与Half式机筒内孔壁的径向间隙，自顶部往两侧逐渐增大，自两侧往底部逐渐减小。

更进一步优选的，所述键条的内侧面与螺旋轴外缘的径向距离可调。

优选的，所述上机筒和下机筒与键条通过螺栓扣压锁紧。

进一步优选的，所述螺旋轴的体积压缩比为5～9:1。

有益效果：本发明提供的一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，相对现有技术具有如下优点：

1)本发明提供的一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，其由内孔横截面均为劣弧弓的上机筒和下机筒组成Half式机筒，上、下机筒独立加工，内壁可实现较低的粗糙度，光滑且与物料摩擦阻力低，便于物料轴向移动；同时，通过上机筒和下机筒左右两侧之间均设有键条这一结构设计，Half式机筒的内壁截面被双防滑键条分成两部分，由于楔入防滑键条、上下机筒内壁和螺旋轴外缘围成的空间内的料塞截面积呈数倍增大，可承受更大的剪切力，不易产生与存在于螺槽中的料塞部分因受螺棱剪切分离的问题，因此具有更好的防滑效果。

2)现有技术中螺旋轴的体积压缩比约为4～6:1，采用本发明提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，可在提高螺旋输送效率减少抱杆打滑现象的同时保证料片挤压压溃效果及残液提取率，螺旋轴的体积压缩比可加大至8:1甚至更大，以使得料片获得更好的挤压压溃效果，强化料片吸收药液能力，改善化学浸渍效果，提高浆料性能指标。当其应用于浆料浓缩洗涤设备时，可提高浓缩力，改善浓缩效果和提高黑液提取浓度，降低吨浆耗水，节能环保。

3)本发明提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，可用于制浆造纸技术领域，亦也可作为新鲜蔬菜的挤压榨汁机械、餐厨垃圾的挤压机械和污泥脱水挤压机械，以改善浓缩挤压效果，可应用领域更为广泛。

4)本发明提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其Half式机筒由内孔横截面均为劣弧弓的上机筒和下机筒组成，上、下机筒可独立加工，机筒内壁可实现较低的粗糙度，从而可获得更高的光滑度，摩擦阻力小，机筒磨损低，通过防滑键条实现的分体组合结构，磨损主要产生在防滑键条上，整体而言，机筒磨损寿命周期可延长1～1.5倍，而防滑键条更换费用低且易于更换，总体修复成本可降低80～90％，有效降低了修复成本，缩短了修复工期，易用性好。

附图说明

图1(a)是现有技术中的螺旋挤压机械装置采用在圆形内壁上开设截面形状为矩形的轴向沟槽作为防滑机械结构的机筒横截面结构示意图；

图1(b)是现有技术中的螺旋挤压机械装置采用在圆形内壁上开设截面形状为三角形的轴向沟槽作为防滑机械结构的机筒横截面结构示意图；

图1(c)是现有技术中的螺旋挤压机械装置采用在圆形内壁上开设截面形状为锯齿形的轴向沟槽作为防滑机械结构的机筒横截面结构示意图；

图2是现有技术中在圆形内壁上开设截面形状为矩形的轴向沟槽作为防滑机械结构且填充有物料时的螺旋挤压机械装置的横截面结构示意图；

图3是本发明其中一种实施例的横截面结构示意图；

图4是本发明其中一种实施例填充有物料时的某一视角的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以下实施列对本发明不构成限定。

本实施例提供的一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，如图3和图4所示，其包括组成Half式机筒的上机筒1和下机筒2，以及位于机筒内部的螺旋轴3；其中上机筒和下机筒的内孔横截面均为劣弧弓；由上机筒1和下机筒2构成的Half式机筒的内孔横截面为非圆形状；上机筒1和下机筒2左右两侧之间均设有键条4。

本实施例中，上述键条4均为截面为矩形的长条板状防滑键条。键条4均采用螺栓扣压锁紧的方式固定在上机筒1和下机筒2的左右两侧之间。

本实施例中，上述Half式机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于上机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值；上述Half式机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于下机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值。

本实施例中，上述上机筒1内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值与下机筒2内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值相等；所述机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面也即水平中心轴线的距离，与所述机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面也即水平中心轴线的距离相等。

本实施例中，上述机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面(也可以说是机筒水平中心轴线)的垂直距离H，小于上机筒1内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值R；上述机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面(也可以说是机筒水平中心轴线)的垂直距离H，小于下机筒2内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值R。其中，上机筒1的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线61与下机筒2的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线62分离且均与螺旋轴3的水平中心轴线60(亦可称为螺旋轴的旋转中心轴线)不重合；上机筒1的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线61低于下机筒2的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线62，也可以说是：上、下内孔分别所对应的劣弧弓的水平中心轴线分离(亦可称之为水平轴心线)且距离为C，且C大于0。本实施例中，机筒水平剖分面与螺旋轴3的水平中心轴线60重合。

文中所述内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值，也可以说是内孔横截面所对应的圆的半径值，或内孔横截面所对应的劣弧弓所对应的圆的半径值。文中所述机筒水平剖分面，亦可称为机筒水平中心轴线。文中所述上、下机筒的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线，亦可称为上、下机筒的内孔所对应的圆的水平中心轴线，或上、下机筒的内孔所对应的劣弧弓所对应的圆的水平中心轴线。

文中所述由上机筒1和下机筒2构成的Half式机筒的内孔横截面为非圆形状，亦可说是，由上机筒1和下机筒2构成的Half式机筒的内孔横截面均为由两个劣弧弓(或类劣弧弓)对接而成的图形横截面。这两个劣弧弓(或类劣弧弓)对接而成的横截面为类圆形状，但不是一个标准的圆形，其等同于在一个标准的圆形中部去掉了一个由两条平行线及位于两条平行线之间的两段对称的圆弧所框定的图形后剩下的上下部分对接而成的图形，也可以说是等同于在一个标准的圆形中部去掉了一个由两条平行线所截掉的图形后剩下的上下部分对接而成的图形。文中所述劣弧弓，在某些实施例中，亦可替换为类劣弧弓，也即类似劣弧弓的图形。

本某些实施例中，如图3所示，上述螺旋轴3的外缘与Half式机筒内孔壁的各径向间隙不完全相等。具体的，本实施例中，上述螺旋轴3的外缘与其所在的机筒内孔壁(亦可称为机筒内壁)的径向间隙5，自顶部往两侧逐渐增大，自两侧往底部逐渐减小。也可以说是：所述螺旋轴3的外缘与机筒内孔壁各个方向的径向间隙5中，顶部间隙和底部间隙较小，两侧间隙逐渐增大，至键条4处径向间隙最大。如图3和图4所示，螺旋轴3的螺旋轴根部8的横截面为圆形，图3中螺旋轴3的外缘所对应的直径为d，也可以说是螺旋轴3的外缘所对应的圆的直径为d，物料7在螺旋轴3的螺槽与上、下机筒内壁之间围成的空间内移动输送。

本某些实施例中，所述键条4的内侧面与螺旋轴3外缘的径向距离可调。也可以说是，所述键条4的内侧面与螺旋轴3外缘的距离可径向调整。

本某些实施例中，所述键条4的内侧面凸出机筒内壁8～15mm。所述键条4的内侧面与螺旋轴3外缘的径向距离为1～2mm。所述螺旋轴3外缘与机筒内壁上顶点的最小径向距离为1～2mm；所述螺旋轴3外缘与机筒内壁下顶点的最小径向距离为1～2mm。本某些实施例中，所述螺旋轴的体积压缩比为5～9:1。本某些实施例中，所述螺旋轴的体积压缩比甚至可设为8:1或9:1甚至更大。文中所述机筒内壁，亦可称为机筒内孔壁。

如图4所示，螺旋轴3的螺旋轴根部8的横截面为圆形，螺旋轴根部8的外部示出了在螺旋轴3螺槽与上下机筒内壁之间围成的空间移动的物料7。上述实施例中，当物料7在螺槽与上下机筒内壁之间围成的空间移动时，防滑键条可深楔入膨胀密实的料塞中，可有效阻止物料料塞随挤压螺旋旋转，利于物料与机筒内壁产生相对静止，然后料塞在旋转螺旋螺棱的刮送下像螺母一样沿旋转挤压螺旋的螺槽轴向位移，从而实现物料的稳定连续输送。上述实施例中，Half式机筒的内壁截面被双防滑键条6分成两部分，由于楔入防滑键条6，上下机筒内壁和螺旋轴3外缘围成的空间内的料塞截面积呈数倍增大，可承受更大的剪切力，不易产生与存在于螺槽中的料塞部分因受螺棱剪切分离的问题，因此具有更好的防滑效果。

本发明提供的非圆防滑螺旋输送装置用于木浆纤维浓缩洗涤时，进浆浓度6～8％，出浆浓度可达30～38％左右；用于禾草类非木纤维时，出口浓度可达28～35％，比现有结构单螺旋浓缩机废液脱除率提高25～26.7％。同时，本发明提供的非圆防滑螺旋输送装置的输送效率可达到0.6～0.8。

应用实施例1：将本实施例提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，用于150t/d竹片化学机械浆：首先竹片经筛选、洗涤和汽蒸后，螺旋输送至直径400单螺杆挤压疏解机(此处应用本实施例提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置作为挤压疏解机，螺杆直径400mm，螺杆转速80r/m，驱动电机功率355kw，螺旋压缩比6:1)挤压撕裂，竹片可被挤压成竹丝状，热水抽出物脱除，竹片含水率降至40％左右，然后丝状物料进入浸渍螺旋定量吸收碱液，浸渍后的物料进入汽蒸反应仓滞留反应40～60min，反应后物料进入高浓盘磨机高浓磨浆。

应用实施例2：将本实施例提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置，用于200t/d棉杆化学机械浆：首先棉杆进行备料、筛选、水洗、汽蒸后，经挤压和化学浸渍反应，进入高浓磨浆，磨浆后浆料进入反应仓停留反应(浆浓度30～35％，温度85～90℃)，然后，浆料进入稀释输送螺旋，加入中段水稀释6～12％，稀释后浆料进入单螺旋挤浆机(此处应用本实施例提供的Half式非圆防滑螺旋输送装置作为螺旋挤浆机，螺旋直径1000mm，转速20r/m，驱动电机功率200kw，压缩比8:1)挤压浓缩脱水至浆浓35％左右，脱水后浆料输送至消潜浆池(浆浓度4～5％，温度65～70，停留时间40～60min)消除纤维内应力，然后，浆料进入净化、筛选和贮存备抄抄纸。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：包括组成Half式机筒的上机筒(1)和下机筒(2)，以及位于机筒内部的螺旋轴(3)；

其中上机筒和下机筒的内孔横截面均为劣弧弓；由上机筒(1)和下机筒(2)构成的Half式机筒的内孔横截面为非圆形状；

上机筒(1)和下机筒(2)左右两侧之间均设有键条(4)。

2.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述键条(4)为截面为矩形的长条板状防滑键条。

3.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述Half式机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于上机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值；

所述Half式机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面的垂直距离小于下机筒内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值。

4.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：上机筒(1)内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值与下机筒(2)内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值相等；所述机筒内壁的上顶点至机筒水平剖分面的距离，与所述机筒内壁的下顶点至机筒水平剖分面的距离相等；

所述机筒内壁的上顶点及下顶点至机筒水平剖分面的垂直距离H，小于上机筒(1)内孔横截面所对应的劣弧弓及下机筒(2)内孔横截面所对应的劣弧弓的半径值R。

5.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：上机筒(1)的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线(61)与下机筒(2)的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线(62)分离且均与螺旋轴(3)的水平中心轴线(60)不重合；上机筒(1)的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线(61)低于下机筒(2)的内孔所对应的劣弧弓的水平中心轴线(62)。

6.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋轴(3)的外缘与Half式机筒内孔壁的各径向间隙不完全相等。

7.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋轴(3)的外缘与Half式机筒内孔壁的径向间隙，自顶部往两侧逐渐增大，自两侧往底部逐渐减小。

8.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述键条(4)的内侧面与螺旋轴(3)外缘的径向距离可调。

9.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述上机筒(1)和下机筒(2)与键条(4)通过螺栓扣压锁紧。

10.如权利要求1所述的Half式非圆防滑螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋轴的体积压缩比为5～9:1。

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