Шнеки. Области применения

Способ перемещения жидких и сыпучих материалов с помощью вращающейся винтовой спирали был изобретен примерно в 250 году до н. э. и  традиционно приписывается Архимеду. Изначально архимедов винт использовался для подъема воды на небольшую высоту для питания оросительных каналов. Устройство представляло из себя наклоненную под небольшим углом полую трубу с винтом внутри. Принцип его работы прост: нижние витки спирали при вращении захватывают воду, которая скользя перемещается вверх, пока не выльется из верхней части. Этот процесс непрерывен. Для работы требуется только постоянно вращать винт.

Архимедов винт стал прообразом современных шнеков, которые нашли широкое применение практически во всех областях народного хозяйства. Особенность шнекового механизма состоит в том, что он способен перемещать любые субстанции, размер частиц которых не превышает шага спирали. По разновидностям и областям применения шнек сравним, разве что с колесом. Рассмотрим основные из них:

Извлечение продуктов бурения

При вращении бур разрыхляет поверхность, углубляясь в толщу материала. Винтовая спираль, закрепленная на оси бура, извлекает рыхлый материал, поднимая его на поверхность. Таким образом работают ямо- и ледобуры.

Транспортировка жидких, вязких и сыпучих продуктов

Пожалуй, самая широкая область применения шнека. Если транспортировка жидкости по трубе происходит при создании разницы давлений, то для перемещения сыпучих и вязких продуктов требуется вращающийся винт. Один конец наклонной или горизонтальной трубы со шнеком располагают в области загрузки материала, другой в области выгрузки. 

Регулируя скорость вращения шнековой спирали можно управлять скоростью транспортировки, а меняя угол наклона шнека — высотой подъема транспортируемого материала.

Движетель для транспорта по вязким и сыпучим поверхностям

Это довольно экзотическая область применения. Дело в том, что при вращении винта в неподвижной среде, перемещаться будет сам винт. Этот принцип, наряду с ленточными траками, применяется в вездеходах для движения по очень рыхлой, топкой и зыбучей поверхности.

Дробление, измельчение и перемешивание

Если оснастить шнек специфическими лопатками и сделать ленту винта прерывистой, то материал при транспортировке будет измельчаться испытывая одновременно трение и давление. Эффективность процесса можно значительно повысить, если в одном канале разместить два параллельных шнека, вращающихся в разном направлении.

Уплотнение и обезвоживание

Уменьшая шаг винта по его длине можно добиться значительного уплотнение перемещаемого материала. На входе, при каждом обороте шнека, будет попадать больший объем, чем выгружаемый на выходе. Уплотнения и осушения материала можно добиться также уменьшая выходное отверстие приемной камеры. Этот принцип широко используется в различных отраслях и производствах. От уплотнения мусора, до обезвоживания целлюлозы при производстве бумаги.

Дозаторы

Очень часто для технологических процессов требуется дозированная подача продукта. Зная количество материала, перемещаемого за один оборот винта, можно считая обороты, очень точно отмерять требуемое количество.

Итак, столь широкие возможности шнека находят применение:

• в сельском хозяйстве для транспортировки зерна, комбикормов и навоза;
• в уборочных, горнодобывающих и проходческих комбайнах;
• при производстве строительных смесей, в основном цемента;
• в горнорудной промышленности;
• в системах очистки стоков;
• для растаривания и затаривания мешков;
• при внутрицеховом перемещении сыпучих и вязких продуктов;
• в дозаторах любых размеров, от фармацевтических, до руднообогащающих;
• для осушения заболоченных территорий, добычи ила и сопропеля;
• При погрузочно-разгрузочных работах.

Огромное разнообразие шнековых конструкций постоянно находит новые способы и области их применений.