Работа шнекового пресса
Работа шнекового пресса определяется согласованной работой трех расположенных друг за другом узлов: смесителя, вакуумной камеры,
собственно пресса.
Подготовленная на машинах предварительной переработки глиномасса поступает в приемное отверстие смесителя и попадает под действие лопастей вращающегося вала. В зоне действия лопастей смесителя глиномасса окончательно перемешивается, диспергируется, доувлажняется, проходит при необходимости тепловую обработку. Иногда доувлажнение и тепловая обработка объединены в тепловлажностную обработку паром.
Подготовленная таким образом глиномасса продвигается лопастями вдоль корпуса в зону действия шнекового нагнетателя. В шнековом нагнетателе глиномасса уплотняется и продавливается через конус.
Выходящая из конуса уплотненная глиномасса в виде полого кольца в вакуумной камере попадает под действие вращающегося на валу смесителя ножа, который разрезает ее на тонкие ленты.
Другой, не менее распространенной конструкцией переходного участка из смесителя в вакуумную камеру является перфорированная решетка с отверстиями диаметром 15...20 мм.
И в том, и в другом случае конусом и перфорированной решеткой создается плотный, достаточный слой глиномассы, исключающий прорыв воздуха в вакуумную камеру при рабочем разряжении со стороны смесителя.
Обработанная в смесителе и в вакуумной камере глиномасса питающими валками подается в межнитковое пространство заборной части (1.3, рис 3.1) вращающегося шнека. Под действием поступающих новых порций глиномассы и сил трения между корпусом пресса и глиномассой последняя, наряду с круговым вращением вместе со шнеком, получает осевое перемещение вдоль корпуса и шнека и входит по межнитковому пространству в корпус цилиндра (19), в зону транспортирующих витков шнека (13 -15).
Разрыхленная и разделенная на отдельные жгуты в смесителе глиномасса постоянно уплотняется сначала в межнитковом пространстве шнека заборной части, а затем в зоне цилиндра. С ростом плотности глиномассы растет н давление ее на стенки цилиндра (корпуса) пресса.
Взаимодействие шнека, глиномассы и корпуса пресса близко к взаимодействию системы винт, гайка и стопор (рука), удерживающий гайку от проворачивания ее вместе с винтом.
Отличительной особенностью системы шнек, глиномасса и корпус является то, что “гайка - глиномасса является не жесткой, а ее характеристики - плотность, упругость, пластичность, вязкость, прочность и многие другие - вынуждены изменяться от сечения к сечению по мере продвижения к выходу из пресса в виде непрерывной ленты, в которой и наступает стабилизация перечисленных физико-механических свойств.
«Гайка» - глиномасса имеет, однако, свойство проворачиваться вместе со шнеком, что вызывает продвижение глиномассы за один оборот шнека не на длину шага винта, а на величину, меньшую шага винта на 10...40%. Величину продвижения глиномассы за один оборот шнека принято оценивать коэффициентом подачи шнека.
Количественная оценка коэффициента подачи шнека в достаточно полной степени изучена и дана в работах [34...36]. Кроме этого, существует ряд идей [37,38], направленных на стопорение «гайки» - глиномассы на шнеке с помощью штифтов, разрывов винтовой поверхности шнека, изменения диаметра транспортирующих витков шнека в сравнении с заборными и др. Одна из таких идей частично реализована в конструкции пресса СМК-325 , который оснащен механизмом регулирования зазора между кромкой лопасти шнека и рубашкой цилиндра.
Транспортирующие нитки шнека служат для технических целей шнекового прессования, а именно для развития и поддержания достаточного давления глиномассой на продавливание ранее поступавших в пресс порций через канал формующей головки и мундштук.
Из зоны транспортирующих витков глиномасса поступает в зону концевника шнека с двухзаходной выпарной лопастью (15). Перед выпарной лопастью винтовая поверхность имеет разрыв (14) для разрушения структуры, приобретенной в транспортирующих нитках шнека.
В плоскости окончания выпарной лопасти глиномасса развивает наибольшее давление на стенки корпуса и в осевом направлении, благодаря которому глиномасса круглого сечения на входе в формующую головку проталкивается в ней (16), проходит через отверстие в подмундштучной плите (17) и приобретает окончательную прямоугольную форму в мундштуке (18). В прессовой головке и мундштуке возникает противодавление, которое становится причиной возникновения потока утечки глиномассы в сторону, обратную основному потоку и зазоры между гребнями витков шнека и рубашкой корпуса, а также обратного потока [30], вдоль витков шнека.
Вокруг всех этих явлений в прессе, снижающих его производительность, увеличивающих бесполезный расход мощности привода ведущих к циркуляции глиномассы в каналах пресса и ее перегреву, а также снижающих качество формируемых полуфабрикатов, и разворачиваются на протяжении последних десятилетий научные исследования, поиски новых конструктивных решений.
Рисунок 2. Металлический мундштук
1 – чугунный корпус ; 2 – каналы для подвода и отвода воды; 3 – пластинки; 4 - рама
Рисунок 3. Приемная коробка ленточного пресса и схема установки питающих валков
а- с одним вдавливающим валком; б – с двумя вдавливающими валками; в – с двумя лопастными вдавливателями; 1 –корпус; 2 – лопастной вал; 3 – приемная коробка; 4 – питающий валок; 5 – скребки; 6 – лопастные вдавливатели
Рисунок 4. Корпуса ленточных прессов
а- цилиндрический; б – конический; в – комбинированный; г-ступенчатый