RU179033U1

RU179033U1 - SCREW PRESS

Info

Publication number: RU179033U1
Application number: RU2018101530U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталья Андреевна Прохоренко; Дарья Олеговна Смольская; Тхи Хуен Ву
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2018-04-25

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам шнекового пресса для пластичных, пастообразных и высоковязких неньютоновских структурированных веществ и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей, фармакологической, пищевой, строительной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах переработки твердообразных отходов.Техническим результатом предлагаемой конструкции экструдера для получения гранул является увеличение производительности.Поставленный технический результат достигается тем, что в шнековый пресс, содержащий корпус и установленный в нем приводной прессующий полый шнек, снабженный трубкой для подачи горячего теплоносителя, сборное устройство для циркуляции теплоносителя, согласно полезной модели параллельно оси шнека в его витках проделаны сквозные отверстия, в которых установлены дополнительные трубки для циркуляции горячего теплоносителя, при этом концы этих дополнительных трубок на входе и выходе соединены с полостью шнека.The proposed technical solution relates to screw press devices for plastic, paste-like and highly viscous non-Newtonian structured substances and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, engineering, mining, pharmaceutical, food, construction, agricultural and other industries, as well as in environmental processing solid waste. The technical result of the proposed design of the extruder to obtain granules is An increase in productivity is achieved. The technical result is achieved by the fact that in the screw press containing the casing and the drive pressing hollow screw installed in it, equipped with a tube for supplying hot coolant, a collecting device for circulating the coolant, according to the utility model, through are made parallel to the axis of the screw in its turns holes in which additional tubes are installed for circulating the hot coolant, while the ends of these additional tubes at the inlet and outlet are connected to the cavity auger.

Description

Техническое решение относится к устройствам шнекового пресса для пластичных, пастообразных и высоковязких неньютоновских структурированных веществ и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей, фармакологической, пищевой, строительной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах переработки твердообразных отходов.The technical solution relates to screw press devices for plastic, pasty and highly viscous non-Newtonian structured substances and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, machine-building, mining, pharmaceutical, food, construction, agricultural and other industries, as well as in environmental processes of processing solid waste.

Известна конструкция шнекового теплообменника, состоящего из корпуса с патрубками подвода и отвода нагреваемой среды и теплоносителя, формователя потока в виде дополнительной обечайки, установленного внутри корпуса и охватывающего пучок теплообменных труб, развальцованных в решетки, растворной камеры и крышки, отличающаяся тем, что формователь потока снабжен шнеком, через лопасти которого проходят теплообменные трубы (патент на полезную модель РФ № 100203, U1, 2010).A known design of a screw heat exchanger, consisting of a housing with inlets for supplying and discharging a heated medium and a heat carrier, a flow former in the form of an additional shell installed inside the housing and covering a bundle of heat exchanger tubes expanded into lattices, a mortar chamber and a cover, characterized in that the flow former is equipped with a screw through the blades of which heat exchanging pipes pass (patent for a utility model of the Russian Federation No. 100203, U1, 2010).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится высокая эффективная вязкость пластичных, пастообразных, неньютоновских, структурированных материалов, предназначенных для гранулирования, которая не позволяет выдавливать перерабатываемый материал в виде гранул через отверстия фильерной решетки с высокой скоростью, так как шнек неподвижен и интенсивного перемешивания материала не происходит, что снижает производительность.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the high effective viscosity of plastic, paste-like, non-Newtonian, structured materials intended for granulation, which does not allow to squeeze out the processed material in the form of granules through the openings of the spinneret grate with high speed, since the screw is stationary and intensive mixing material does not occur, which reduces productivity.

Известен реактор смешения, содержащий цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса приводной вал, на котором закреплен шнек, теплообменную рубашку, патрубки входа и выхода теплоносителя, исходных реагентов и реакционной массы, отличающийся тем, что реактор снабжен узлом принудительного радиально-осевого смешения, выполненным в виде набора пластин, жестко закрепленных на валах, установленных в средней части высоты гребней шнека параллельно приводному валу и имеющих возможность вращения посредством зубчатых колес, расположенных на одном из их концов, находящихся в зацеплении с шестерней, неподвижно закрепленной на стенке корпуса осесимметрично с приводным валом (патент на изобретение РФ № 2314865, С1, 2008).Known is a mixing reactor containing a cylindrical body located on the axis of the housing of the drive shaft, on which is fixed a screw, a heat exchange jacket, nozzles for the inlet and outlet of the coolant, initial reagents and reaction mass, characterized in that the reactor is equipped with a forced radial-axial mixing unit, made in in the form of a set of plates rigidly mounted on shafts installed in the middle part of the height of the screw ridges parallel to the drive shaft and having the possibility of rotation by means of gears located at one of their ends meshed with a gear fixed to the housing wall axisymmetrically with a drive shaft (RF patent No. 2314865, C1, 2008).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность подвода теплоносителя к центру корпуса аппарата, из-за чего материал прогревается только от теплообменной рубашки вблизи стенок корпуса аппарата, что снижает производительность.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the impossibility of supplying a coolant to the center of the apparatus body, due to which the material warms up only from the heat exchange jacket near the walls of the apparatus body, which reduces productivity.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является шнековый пресс для брикетирования древесных отходов, содержащий корпус, состоящий из приемной зоны и зон сжатия прессуемой массы, формования брикетов, выдержки, и установленный в корпусе приводной прессующий шнек с формующим выступом, при этом приводной прессующий шнек выполнен полым и снабжен трубкой для подачи горячего теплоносителя с термодатчиком для измерения температуры нагрева шнека (патент на изобретение РФ № 2499671, С2, 2013).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted as a prototype is a screw press for briquetting wood waste, comprising a housing consisting of a receiving zone and compression zones of the pressed mass, forming briquettes, holding, and a drive pressing screw with a forming protrusion installed in the housing while the drive pressing screw is made hollow and is equipped with a tube for supplying a hot coolant with a temperature sensor to measure the heating temperature of the screw (RF patent 2499671 C2, 2013).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность подведения теплоносителя к материалу в середине гребней шнека, из -за чего материал, двигающийся в средней части корпуса аппарата, не успевает нагреваться, что снижает производительность.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the impossibility of bringing the coolant to the material in the middle of the screw ridges, because of which the material moving in the middle part of the apparatus does not have time to heat up, which reduces productivity.

Техническим результатом предлагаемой конструкции экструдера для получения гранул является увеличение производительности.The technical result of the proposed design of the extruder to obtain granules is to increase productivity.

Поставленный технический результат достигается тем, что в шнековый пресс, содержащий корпус и установленный в нем приводной прессующий полый шнек, снабженный трубкой для подачи горячего теплоносителя, сборное устройство для циркуляции теплоносителя, согласно полезной модели параллельно оси шнека в его витках проделаны сквозные отверстия, в которых установлены дополнительные трубки для циркуляции горячего теплоносителя, при этом концы этих дополнительных трубок на входе и выходе соединены с полостью шнека, а диаметр осей отверстий дополнительных трубок соответствует выражению:The technical result achieved is achieved by the fact that in the screw press comprising a housing and a drive pressing hollow screw installed therein, provided with a tube for supplying hot coolant, an assembly device for circulating the coolant, according to a utility model, through holes are made parallel to the axis of the screw in its turns, in which additional tubes are installed for circulation of the hot coolant, while the ends of these additional tubes at the inlet and outlet are connected to the cavity of the screw, and the diameter of the axes of the holes is up to olnitelnyh tubes corresponds to the expression:

где d₀ - диаметр между осями отверстий, в которых закреплены дополнительные трубки для циркуляции горячего теплоносителя, м;where d ₀ is the diameter between the axes of the holes in which additional tubes are fixed for the circulation of hot coolant, m;

d_k - диаметр внутреннего цилиндра корпуса шнекового пресса, м;d _k is the diameter of the inner cylinder of the screw press housing, m;

d_в - диаметр вала шнека, м.d _in - screw shaft diameter, m

Выполнение в витках шнека сквозных отверстий с установкой в них дополнительных трубок для циркуляции горячего теплоносителя и соединение концов этих трубок на входе и на выходе с полостью шнека позволяет дополнительно подавать горячий теплоноситель дополнительные трубки и обогревать прессуемую массу не только вблизи оси шнека, но и в центральной части между гребнями шнека, что способствует равномерному прогреванию всего объема прессуемой массы, выравниванию ее эффективной вязкости, увеличению скорости перемешивания и производительности.Making through holes in the screw turns with installing additional tubes for circulating the hot heat carrier and connecting the ends of these tubes at the inlet and outlet with the cavity of the screw allows additional heat pipes to be supplied hot and heating the pressed mass not only near the axis of the screw, but also in the central parts between the ridges of the screw, which contributes to uniform heating of the entire volume of the pressed mass, equalization of its effective viscosity, increase the speed of mixing and manufacturer nosti.

Выполнение осей отверстий дополнительных трубок в соответствии с выражением (1) позволяет передавать тепло от поверхности дополнительных трубок к прессуемой массе равномерно всему объему последней, находящейся как над дополнительными трубками, так и под ними.The execution of the axes of the openings of the additional tubes in accordance with the expression (1) allows you to transfer heat from the surface of the additional tubes to the mass to be pressed evenly over the entire volume of the latter, located both above and below the additional tubes.

Действительно объем прессуемой массы, включая объем гребней шнека над дополнительными трубками, определяется в виде:Indeed, the volume of the pressed mass, including the volume of the ridges of the screw over the additional tubes, is determined as:

где 1 - длина дополнительных трубок,where 1 is the length of the additional tubes,

а объем прессуемой массы, включая объем гребней шнека под дополнительными мелкими трубками, определяется в виде:and the volume of the pressed mass, including the volume of the ridges of the screw under the additional small tubes, is determined as:

тогда, приравнивая алгебраические выражения (2) и (3) и решая полученное равенство относительно диаметра осей отверстий d_0, получаем выражение (1).then, equating the algebraic expressions (2) and (3) and solving the resulting equality with respect to the diameter of the axes of the holes d _0, we obtain the expression (1).

Таким образом, установка дополнительных трубок для подачи теплоносителя не только в полом шнеке, в отверстиях гребней шнека, позволяет производить более эффективный и равномерный по объему нагрев материала и является еще и дополнительным перемешиванием, что способствует увеличению производительности.Thus, the installation of additional tubes for supplying coolant not only in the hollow screw, in the holes of the screw ridges, allows for more efficient and uniform heating of the material in volume and is also an additional mixing, which increases productivity.

На фиг. 1 показан продольный разрез шнекового пресса; на фиг. 2 - увеличенная трубка для подачи теплоносителя, находящая в полом шнеке и подведенная к гребням шнека.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a screw press; in FIG. 2 - an enlarged tube for supplying coolant, located in the hollow auger and connected to the ridges of the auger.

Шнековый пресс содержит корпус 1, состоящий из приемной зоны 2 и приводного полого шнека 3 с гребнями 4. Во внутренней полости шнека 3 располагается трубка 5, в которую подается горячий теплоноситель. Трубка 5 располагается соосно оси шнека 3 неподвижно, дополнительные трубки 6, которые установлены внутри отверстий в гребнях шнека 4. Концы дополнительных трубок 5 на входе и на выходе соединены с полостью полого шнека 3, причем диаметр do этих отверстий определяется выражением (1). Охлажденный теплоноситель поступает в трубу 7. Для циркуляции горячего теплоносителя из сборного устройства (на рисунке не показан) материал движется с помощью насоса и нагревательного устройства с термодатчиком и регулятором температуры (ни чертеже не показан).The screw press comprises a housing 1, consisting of a receiving zone 2 and a drive hollow screw 3 with ridges 4. In the inner cavity of the screw 3 there is a tube 5 into which hot coolant is supplied. The tube 5 is fixed coaxially to the axis of the screw 3, additional tubes 6, which are installed inside the holes in the ridges of the screw 4. The ends of the additional tubes 5 at the inlet and outlet are connected to the cavity of the hollow screw 3, and the diameter do of these holes is determined by the expression (1). The cooled coolant enters the pipe 7. For circulation of the hot coolant from the prefabricated device (not shown in the figure), the material is moved by means of a pump and a heating device with a temperature sensor and a temperature controller (not shown).

Шнековый пресс работает следующим образом. Прессуемый материал подается в зону приемки сырья 2 и полого шнека 3 с гребнями 4, продвигается по корпусу аппарата. В результате контакта прессуемого сырья о поверхность полого шнека 3 и дополнительных труб 6, установленных на гребнях шнека 4, происходит нагрев этого сырья до температуры горячего теплоносителя, который, заполняя внутреннюю полого шнека 3 и дополнительных трубок 6, отдает тепло корпусу полого шнека 3 и нагревает его. При этом горячий теплоноситель через дополнительные трубки 6 нагревает сами гребни шнека 4. Остывший теплоноситель на выходе поступает в трубку и выводится наружу.Screw press operates as follows. The pressed material is fed into the acceptance zone of raw materials 2 and the hollow screw 3 with ridges 4, and moves along the apparatus body. As a result of the contact of the pressed raw material on the surface of the hollow screw 3 and additional pipes 6 installed on the ridges of the screw 4, this raw material is heated to the temperature of the hot heat carrier, which, filling the internal hollow screw 3 and additional tubes 6, transfers heat to the body of the hollow screw 3 and heats him. In this case, the hot heat carrier through the additional tubes 6 heats the crests of the screw 4. The cooled coolant at the outlet enters the tube and is brought out.

Таким образом, установка дополнительных мелких трубок 6 для циркуляции теплоносителя в отверстиях, расстояние между осями которых на диаметре, подчиняющемуся выражению (1), обеспечивает одинаковый объем прессуемой массы над и под поверхностью дополнительных мелких трубок 6, а значит их одинаковый прогрев во всем объеме, снижение эффективной вязкости во всем объеме прессуемой массы, предотвращение термической деструкции и застойных зон, что способствует увеличению производительности.Thus, the installation of additional small tubes 6 for circulation of the coolant in the holes, the distance between the axes of which on the diameter obeying expression (1), provides the same volume of the pressed mass above and below the surface of the additional small tubes 6, which means that they are equally heated in the entire volume, reducing the effective viscosity in the entire volume of the pressed mass, preventing thermal degradation and stagnant zones, which helps to increase productivity.

Claims

A screw press comprising a housing and a drive press hollow screw installed therein, provided with a tube for supplying a hot heat carrier, an assembly device for circulating a heat carrier, characterized in that through holes are made parallel to the axis of the screw in its turns, in which additional tubes for circulating a hot heat carrier are installed , while the ends of these additional tubes at the inlet and outlet are connected to the cavity of the screw, and the diameter of the axes of the holes of the additional tubes corresponds to the expression:

,

where d ₀ is the diameter between the axes of the holes in which additional tubes are fixed for the circulation of hot coolant, m;

d _k is the diameter of the inner cylinder of the screw press housing, m;

d _in - screw shaft diameter, m