ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Шнекові живильники

Ці живильники застосовують для транспортування пило - і порошкоподібної продукції, а також продукції із схильністю до швидкого злягання. Шнекові живильники складаються із кожуха (частіше циліндричного), всередині якого розміщені один або два шнеки, а також бункера-накопичувача, заслінки для регулювання подачі продукції і вивідного патрубка (рис. 3.28).

В залежності від компонування їх в пакувальному обладнанні вони можуть мати окремий кожух і мати єдиний корпус з дозатором (наприклад, в шнекових дозаторах). За розташуванням вони бувають горизонтальними і полого нахилені під кутом до 20°. Шнек живильника здебільшого виготовляють точінням або литтям і точінням. Він може мати гвинтову поверхню одно-, дво - або тризахідну.

Поверхня шнека може бути суцільної, стрічкової або переривчастої у вигляді окремих лопатей фасонної форми. Шнек із суцільною поверхнею переважно застосовують для переміщення злежаної, в’язкої продукції, а також, коли за технологічним процесом потрібно здійснювати інтенсивне перемішування продукції.

Інтенсивність подачі продукції шнековим живильником за сталих

Рис. 3.28. Схема шнекового живильника: 1 — бункер-накопичувач; 2 — заслінка; 3 — кожух; 4 — шнек; 5 — випускний патрубок

значень геометричних і кінематичних параметрів шнека залежить від структурно-механічних властивостей продукції. Для визначення продуктивності пристрою і аналізу її складових параметрів розглянемо дві умови: продукція переміщається без проковзування по гвинтових поверхнях, і з проковзуванням.

Розглянемо переміщення продукціїбез проковзування, тобто продукція не проковзується разом із шнеком і не обсипається у межах міжвиткової порожнини. За цієї умови продуктивність визначається за формулою:

Q = F-v0-у/-р,

де F — активна площа поперечного перерізу гвинтової поверхні,

D, d— зовнішній і внутрішній діаметр гвинтової поверхні;

S • п

о0 — осьова швидкість переміщення продукції, Ц, = ——,

60

де S — крок гвинтової лінії, для легкосипкої продукції, приймають S = D, а для важкосипкої S = 0,80; п — частота обертання шнека;

у—коефіцієнт заповнення шнека продукцією, приймають і// = 0,75-0,9. Частота обертання шнека п приймається в залежності від властивостей продукції і зовнішнього діаметра шнека; вона повинна забезпечувати спокійне, без пересипання через вал переміщення продукції; частота обертання зменшується із збільшенням діаметра шнека, щільності і абразивності продукції. Найбільшу частоіу обертання (об/хв) шнека можна визначити за емпіричною формулою:

А

(3.67)

де А — емпіричний коефіцієнт, залежить від властивостей продукції; для борошна, наприклад, А = 65, для соди — А = 50, для солі — А = 45. Для забезпечення нормальної роботи шнекового живильника

п

приймають и < - ^ .

Підставивши у формулу (3.66) вирази для визначення вхідних параметрів, одержимо:

(3.68)

Безумовно, продукція в шнековому живильнику переміщатися без проковзування не може, так як є складною дисперсною системою, в якій тверді частинки є відокремленими одна від одної і можуть за рахунок сил гертя втягуватись слідом за рухом шнека. А це явище зменшує швидкість переміщення продукції в осьовому напрямку (рис. 3.29). Якби тертя між продукцією і гвинтовою поверхнею шнека не існувало, то частинки продукції переміщалися б уздовж вектора нормальної складової и„. Завдяки дії сил тертя напрям руху частинок дещо змінюється від вектора v„ на кут Р і відповідає вектору vr.

Тоді швидкість переміщення продукції в осьовому напрямку дорівнює вектору vor і визначиться із залежності:

Так як tg/3 =/' — коефіцієнт тертя ковзання продукції по гвинтовій поверхні шнека, то

vor ~vo ' cosа ■ (cosa-/7 • sina), (3.69)

де a — кут нахилу гвинтової поверхні.

Введемо позначення:

cosa • (coser - f' • sin a)= kn, (3.70)

де kn — коефіцієнт подачі продукції у шнековому живильнику.

Після введеного позначення формула (3.69) буде мати вигляд:

о =и. k. (3.71)

or о v 7

Як видно із формули (3.70), коефіцієнт подачі залежить від кута а і коефіцієнта тертя продукції по гвинтовій поверхні.

Встановлено, що наближене до оптимального значення аопт, можна визначити як:

аоп, п = °>5 • arctgf' = 0,5 • Р.

Приймаючи значення а, потрібно погодити з його допустимим значенням:

(3.72)

Для даної умови переміщення продукції продуктивність шнекового живильника визначиться:

£-3600 • — ■ [р~-d2)- • кп • у/ - р,', (т/год) (3.73)

4 oU

Витрати енергії для переміщення продукції можна визначити за загальновідомою формулою:

(3.74)

де L — довжина робочої частини шнекового живильника, м;

со’— загальний коефіцієнт опору переміщенню шнека, приймають в залежності від властивостей продукції: борошно — со' = 1,2; сода — со' = 1,6; сіль — со' = 2,5; у — кут нахилу шнека до горизонту.

Найбільше значення діючої на шнек поздовжньої сили визначають:

(3.75)

де М0 — крутний момент (Нм) на валу шнека, визначається як

N■60 2 • л • п