Шнек для винтового конвейера
Шнек содержит узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента, узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С и узел частичного измельчения транспортируемого продукта. Одновременно с транспортированием продукта обеспечивается его частичное измельчение, исключается прямой контакт между высокотемпературным газообразным рабочим агентом и транспортируемым продуктом при передаче тепловой энергии. 4 ил.
Изобретение относится к многофункциональному устройству для одновременного транспортирования, нагрева, частичного измельчения, перемешивания и выгрузки сыпучих продуктов широко спектра назначения, в частности к элементу винтового конвейера-шнеку, используемому для транспортирования илового осадка городских сточных вод и может быть использовано в отраслях экономики, где проводят действия по утилизации отходов илового осадка городских сточных вод.
Известен шнек, содержащий спираль, закрепленную к полосе (RU 98744 U1, 27.10.2010 г.)
Известен шнек, содержащий полый вал с внешней поверхностью, полостью и радиальными отверстиями, спираль с винтовой поверхностью, полость сообщена с рабочим агентом, радиальные отверстия расположены за пределами спирали (SU 1388369 А1, 1988 г.).
Известен шнек, содержащий полый вал с внешней поверхностью, к которой закреплена спираль с винтовой поверхностью, полость сообщена с рабочим агентом (RU 2192592 С2, 10.11.2002 г.).
Известен также шнек, содержащий спираль с винтовой поверхностью, трубу, имманентно содержащую концевые участки, средний участок, полость, стенку с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями, радиальные отверстия, выполненные в стенке и сообщенные с полостью, полость и радиальные отверстия выполнены с возможностью обеспечения перемещения газообразного рабочего агента, спираль с винтовой поверхностью закреплена сварными швами к внешней поверхности, (RU 150722 U1, 20.02.2015 г.). Данное техническое решение, как наиболее близкое по совокупности существенных признаков включая назначение, выбирается в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) для заявляемого изобретения.
Техническая проблема: известный шнек имеет существенные недостатки, которые заключаются в следующем. Известный шнек имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. он не обеспечивает одновременно с транспортированием продукта его частичное измельчение, что объясняется отсутствием у шнека специального узла, осуществляющего требуемое частичное измельчение. Известный шнек не исключает требуемого прямого контакта между газообразным рабочим агентом и транспортируемым продуктом при передаче тепловой энергий, что исключает его использование по прямому назначению, когда прямой контакт между транспортируемым продуктом и газообразным рабочим агентом недопустим. Известный шнек не обеспечивает подачу в полость и последующее удаление из полости газообразного рабочего агента для случая, когда его температура в месте подачи 650°С, что объясняется отсутствием специального узла для подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента и специального узла для удаления высокотемпературного газообразного рабочего агента. Данная техническая проблема является существенной и требует своего разрешения. Указанные недостатки известного устройства сдерживают более широкое его использование. Фактические обстоятельства указывают на существование необходимости в расширении арсенала технических средств определенного назначения путем создания нового устройства с расширенными функциональными возможностями, лишенного выявленных недостатков.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение: расширение арсенала технических средств определенного назначения путем создания нового многофункционального устройства с родовым признаком «ШНЕК ДЛЯ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА», обеспечивающего одновременно с транспортированием продукта его частичное измельчение, исключение прямого контакта между высокотемпературным газообразным рабочим агентом и транспортируемым продуктом при передаче тепловой энергий, подачу в полость и последующее удаление из полости высокотемпературного газообразного рабочего агента для случая, когда его температура в месте подачи 650°С.
По общему правилу, техническая проблема может состоять в расширении арсенала средств определенного назначения, которая решается путем создания технического решения, альтернативного известному решению (создание варианта известного решения), либо состоять в создании средства определенного назначения впервые, при этом в качестве технического результата, обеспечиваемого таким изобретением, следует рассматривать реализацию изобретением указанного назначения.
Получаемый технический результат (основной) - реализация назначения.
Получаемый технический результат (дополнительный) - обеспечение одновременно с транспортированием продукта его частичное измельчение, исключение прямого контакта между высокотемпературным газообразным рабочим агентом и транспортируемым продуктом при передаче тепловой энергий, подачу в полость и последующее удаление из полости высокотемпературного газообразного рабочего агента при его температуре в месте подачи 650°.
Технический результат представляет собой характеристику технического эффекта, явления, свойства и т.п., объективно проявляющихся при изготовлении либо использовании устройства.
По общему правилу, если при создании изобретения решается задача расширения арсенала технических средств определенного назначения или получения таких средств впервые, технический результат заключается в реализации этого назначения.
По общему правилу, если изобретение обеспечивает получение нескольких технических результатов, рекомендуется указать все технические результаты.
Технический результат представлен заявителем таким образом, чтобы обеспечить возможность понимания специалистом на основании уровня техники его смыслового содержания.
Заявитель раскрыл задачу, на решение которой направлено заявляемое изобретение, с указанием обеспечиваемого им технического результата.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что шнек для винтового конвейера, содержащий спираль с винтовой поверхностью, трубу, имманентно содержащую концевые участки, средний участок, полость, стенку с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями, радиальные отверстия, выполненные в стенке и сообщенные с полостью, полость и радиальные отверстия выполнены с возможностью обеспечения перемещения газообразного рабочего агента, спираль с винтовой поверхностью закреплена сварными швами к внешней поверхности, согласно известному техническому решению, снабжен узлом вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента, узлом подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С и узлом частичного измельчения транспортируемого продукта, при этом узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента установлен на одном концевом участке трубы и содержит цапфу со шпоночным пазом, зажим передний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку переднюю с терморасширенным графитом, стопорное кольцо переднее, подшипник скольжения, фланец передний с отверстием передним, крепежными отверстиями, закладной полостью передней с кольцевым пазом и резьбовым участком, втулку с закрепленным к ней фланцем, содержащим крепежные отверстия, зажим внутренний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку среднюю с терморасширенным графитом, фланец средний с центральным отверстием, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью средней и резьбовым участком, патрубок передний, сильфон передний и коаксиальную полость, причем цапфа со шпоночным пазом частично размещена в центральном отверстии фланца переднего, отверстии зажима переднего и выступает за пределы средства передачи крутящего момента зажима переднего, закреплена к торцевой поверхности трубы посредством сварных швов с возможностью совместного вращения с ней, сообщена с сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом и подшипником скольжения, при этом подшипник скольжения, стопорное кольцо переднее, сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещены в закладной полости фланца переднего, причем стопорное кольцо переднее размещено в кольцевом пазу фланца переднего с возможностью фиксации подшипника скольжения, а резьбовой участок зажима переднего размещен в закладной полости фланца переднего и сообщен с его резьбовым участком, а сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом передним и зажимом передним и сообщена с последними, при этом средство передачи крутящего момента зажима переднего размещено за пределами фланца переднего, при этом один концевой участок втулки закреплена к фланцу, содержащему крепежные отверстия, посредством которых и крепежных элементов, она закреплена к фланцу среднему, а другой концевой участок втулки закреплен к фланцу переднему посредством сварных швов, при этом втулка с фланцем установлена между фланцем передним и фланцем средним с образованием коаксиальной полости, сальниковая набивка средняя с терморасширенным графитом сообщена с внешней поверхностью стенки трубы и размещена в центральной закладной полости средней, при этом резьбовой участок зажима внутреннего размещен в центральной закладной полости средней и сообщен с резьбовым участком фланца среднего и сальниковой набивкой средней с терморасширенным графитом, при этом средство передачи крутящего момента зажима внутреннего размещено за пределами фланца среднего, сильфон передний закреплен к патрубку переднему, который закреплен к втулке с возможностью вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента из коаксиальной полости наружу, цапфа сообщена с подшипником скольжения и сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом, а узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С установлен на другом концевом участке трубы и содержит фланец задний с центральным отверстием задним, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью задней с кольцевым пазом и резьбовым участком, подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом, зажим торцевой задний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, стакан, патрубок задний, сильфон задний, полость торцевую, при этом подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещены в центральной закладной полости задней, стопорное кольцо заднее размещено в кольцевом пазу с возможностью фиксации подшипника полнокерамического радиально-упорного, резьбовой участок зажима торцевого заднего размещен в центральной закладной полости задней и сообщен с резьбовым участком фланца заднего, а сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом задним и зажимом торцевым задним и сообщена с последними, при этом средство передачи крутящего момента зажима торцевого заднего размещено за пределами фланца заднего, причем концевой участок трубы сообщен с подшипником полнокерамическим радиально-упорным, сальниковой набивкой задней с терморасширенным графитом и размещен в центральном отверстии заднем фланца заднего, отверстии зажима торцевого заднего с резьбовым участком, с возможностью обеспечения сообщения полости торцевой с полостью трубы, при этом стакан, посредством крепежных элементов и крепежных отверстий, закреплен к фланцу заднему, сильфон задний закреплен к патрубку заднему, который закреплен к стакану с возможностью подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента в полость торцевую и полость трубы, спираль с винтовой поверхностью выполнена из двух участков, между которыми установлен узел частичного измельчения транспортируемого продукта, содержащий полосу заднюю и полосу переднюю, причем каждая отдельная полоса имеет концевые участки, средний участок, режущие кромки и четыре прямых продольных угла, размещенных вдоль полосы, при этом средний участок полосы задней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью, при этом средний участок полосы передней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, расположенной с противоположной стороны по сравнению с участком трубы, где закреплена полоса задняя, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью, при этом режущие кромки полосы задней и полосы передней образованы их прямыми продольными углами.
Сущность изобретения как технического решения выражена заявителем в совокупности существенных признаков, необходимой и достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата. Именно заявленная совокупность признаков изобретения, необходима для реализации изобретением назначения (достижение основного технического результата), указанного в родовом понятии, а также получение дополнительного технического результата.
Заявленное изобретение является техническим решением, относящимся к устройству, т.к. формула изобретения содержит совокупность относящихся к устройству существенных признаков, достаточную для решения указанной технической проблемы и достижения технического результата (основного и дополнительного), обеспечиваемого изобретением.
Заявленное изобретение не противоречит известным законам природы и знаниям современной науки о них.
Заявленные признаки изобретения, которые нашли свое выражение в независимом пункте формулы изобретения, относятся к существенным, т.к. они влияют на возможность получения указанного технического результата, т.е. находятся в прямой причинно-следственной связи с техническим результатом.
Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что заявленное изобретение имеет общие признаки с прототипом:
- шнек для винтового конвейера;
- спираль с винтовой поверхностью;
- труба, имманентно содержащая концевые участки, средний участок, полость, стенку с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями;
- радиальные отверстия, выполненные в стенке и сообщенные с полостью;
- полость и радиальные отверстия выполнены с возможностью обеспечения перемещения газообразного рабочего агента;
- спираль с винтовой поверхностью закреплена сварными швами к внешней поверхности.
Заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога (прототипа) новой совокупностью признаков:
- снабжено узлом вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента, узлом подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С и узлом частичного измельчения транспортируемого продукта;
- узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента установлен на одном концевом участке трубы и содержит цапфу со шпоночным пазом, зажим передний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку переднюю с терморасширенным графитом, стопорное кольцо переднее, подшипник скольжения, фланец передний с отверстием передним, крепежными отверстиями, закладной полостью передней с кольцевым пазом и резьбовым участком, втулку с закрепленным к ней фланцем, содержащим крепежные отверстия, зажим внутренний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку среднюю с терморасширенным графитом, фланец средний с центральным отверстием, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью средней и резьбовым участком, патрубок передний, сильфон передний и коаксиальную полость;
- цапфа со шпоночным пазом частично размещена в отверстии фланца переднего, отверстии зажима переднего и выступает за пределы средства передачи крутящего момента зажима переднего, закреплена к торцевой поверхности трубы посредством сварных швов с возможностью совместного вращения с ней, сообщена с сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом и подшипником скольжения;
- подшипник скольжения, стопорное кольцо переднее, сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещены в закладной полости фланца переднего;
- стопорное кольцо переднее размещено в кольцевом пазу фланца переднего с возможностью фиксации подшипника скольжения;
- резьбовой участок зажима переднего размещен в закладной полости фланца переднего и сообщен с его резьбовым участком;
- сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом передним и зажимом передним и сообщена с последними;
- средство передачи крутящего момента зажима переднего размещено за пределами фланца переднего;
- один концевой участок втулки закреплен к фланцу, содержащему крепежные отверстия, посредством которых и крепежных элементов, фланец закреплен к фланцу среднему, а другой концевой участок втулки закреплен к фланцу переднему посредством сварных швов;
- втулка с фланцем установлена между фланцем передним и фланцем средним с образованием коаксиальной полости;
- сальниковая набивка средняя с терморасширенным графитом сообщена с внешней поверхностью стенки трубы и размещена в центральной закладной полости средней;
- резьбовой участок зажима внутреннего размещен в центральной закладной полости средней и сообщен с резьбовым участком фланца среднего и сальниковой набивкой средней с терморасширенным графитом;
- средство передачи крутящего момента зажима внутреннего размещено за пределами фланца среднего;
- сильфон передний закреплен к патрубку переднему, который закреплен к втулке с возможностью вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента из коаксиальной полости наружу;
- цапфа сообщена с подшипником скольжения и сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом;
- узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С установлен на другом концевом участке трубы и содержит фланец задний с центральным отверстием задним, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью задней с кольцевым пазом и резьбовым участком, подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом, зажим торцевой задний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, стакан, патрубок задний, сильфон задний, полость торцевую;
- подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещены в центральной закладной полости задней;
- стопорное кольцо заднее размещено в кольцевом пазу с возможностью фиксации подшипника полнокерамического радиально-упорного;
- резьбовой участок зажима торцевого заднего размещен в центральной закладной полостью задней и сообщен с резьбовым участком фланца заднего;
- сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом задним и зажимом торцевым задним и сообщена с последними;
- средство передачи крутящего момента зажима торцевого заднего размещено за пределами фланца заднего;
- концевой участок трубы сообщен с подшипником полнокерамическим радиально-упорным, сальниковой набивкой задней с терморасширенным графитом и размещен в центральном отверстии заднем фланца заднего, отверстии зажима торцевого заднего с резьбовым участком, с возможностью обеспечения сообщения полости торцевой с полостью трубы;
- стакан, посредством крепежных элементов и крепежных отверстий, закреплен к фланцу заднему;
- сильфон задний закреплен к патрубку заднему, который закреплен к стакану с возможностью подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента в полость торцевую и полость трубы;
- спираль с винтовой поверхностью выполнена из двух участков, между которыми установлен узел частичного измельчения транспортируемого продукта, содержащий полосу заднюю и полосу переднюю;
- каждая отдельная полоса имеет концевые участки, средний участок, режущие кромки и четыре прямых продольных угла, размещенных вдоль полосы;
- средний участок полосы задней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью;
- средний участок полосы передней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, расположенной с противоположной стороны по сравнению с участком трубы, где закреплена полоса задняя, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью;
- режущие кромки полосы задней и полосы передней образованы их прямыми продольными углами.
В качестве высокотемпературного газообразного рабочего агента используют выхлопные газы, например, двигателя внутреннего сгорания, используемого в качестве привода генератора электрической энергии, а также иные высокотемпературные газы, тепловая энергия которых может быть утилизирована путем нагрева иных продуктов, отличных от нагрева окружающей среды.
Именно снабжение шнека для винтового конвейера узлом подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С, узлом вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента и узлом частичного измельчения транспортируемого продукта, а также их выполнение в указанном выше виде, обеспечивают решение технической проблемы и получение нового результата, обеспечивают заявляемому устройству качественно новые свойства в части требуемой многофукциональности.
На фиг. 1 показан общий вид шнека для винтового конвейера; на фиг. 2 - элемент Б фиг. 1 в увеличенном виде; на фиг. 3-элемент Г фиг. 1 в увеличенном виде; на фиг. 4 - элемент Д фиг. 1 в увеличенном виде.
Шнек для винтового конвейера содержит:
спираль с винтовой поверхностью 13 (см. фиг. 2, 3, 4), трубу, имманентно содержащую концевые участки, средний участок, полость 32, стенку с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями 14, радиальные отверстия 15, выполненные в стенке с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями 14, сообщенные с полостью 32, спираль с винтовой поверхностью 13 закреплена сварными швами к внешней поверхности стенки 14, узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента, узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С, и узел частичного измельчения транспортируемого продукта.
Узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента установлен на одном концевом участке трубы (далее - узел №1) и содержит зажим передний 1 (см. фиг. 2) с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента (на чертеже условно позициями не обозначены по причине ясности из чертежа (см. фиг. 2), цапфу 2 со шпоночным пазом 3, сальниковую набивку переднюю с терморасширенным графитом 4, стопорное кольцо переднее 6, подшипник скольжения 7, фланец передний 20 с отверстием передним, крепежными отверстиями 5, закладной полостью передней с кольцевым пазом и резьбовым участком, втулку 19 с закрепленным к ней фланцем 16, содержащим крепежные отверстия, зажим внутренний 11 с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента (на чертеже условно позициями не обозначены по причине ясности из чертежа (см. фиг. 2), сальниковую набивку среднюю с терморасширенным графитом 12, фланец средний 9 с центральным отверстием, крепежными отверстиями 10, центральной закладной полостью средней и резьбовым участком (на чертеже условно позициями не обозначены по причине ясности из чертежа (см. фиг. 2), патрубок передний 18, сильфон передний 17 и коаксиальную полость 21. Цапфа 2 со шпоночным пазом 3 частично размещена в центральном отверстии фланца переднего 20, отверстии зажима переднего 1 и выступает за пределы средства передачи крутящего момента зажима переднего 1 и закреплена к торцевой поверхности трубы посредством сварных швов с возможностью совместного вращения с ней, сообщена с сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом 4 и подшипником скольжения 7. Подшипник скольжения 7, стопорное кольцо переднее 6, сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом 4 размещены в закладной полости фланца переднего 20. Стопорное кольцо переднее 6 размещено в кольцевом пазу фланца переднего 20 с возможностью фиксации подшипника скольжения 7. Резьбовой участок зажима переднего 1 размещен в закладной полости фланца переднего 20 и сообщен с его резьбовым участком. Сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом 4 размещена между стопорным кольцом передним 6 и зажимом передним 1 и сообщена с последними. Средство передачи крутящего момента зажима переднего 1 размещено за пределами фланца переднего 20. Один концевой участок втулки 19 закреплена к фланцу 16, содержащему крепежные отверстия, посредством которых и крепежных элементов, фланец закреплен к фланцу среднему 9, а другой концевой участок втулки 19 закреплен к фланцу переднему 20 посредством сварных швов. Втулка 19 с фланцем 16 установлена между фланцем передним 20 и фланцем средним 9 с образованием коаксиальной полости 21. Сальниковая набивка средняя с терморасширенным графитом 12 сообщена с внешней поверхностью стенки 14 трубы и размещена в закладной полости средней. Резьбовой участок зажима внутреннего 11 размещен в закладной полости средней и сообщен с резьбовым участком фланца среднего 9 и сальниковой набивкой средней с терморасширенным графитом 12. Средство передачи крутящего момента зажима внутреннего 11 размещено за пределами фланца среднего 9. Сильфон передний 17 закреплен к патрубку переднему 18, который закреплен к втулке 19 с возможностью вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента из коаксиальной полости 21 наружу. Цапфа 2 со шпоночным пазом 3 сообщена с подшипником скольжения 7 и сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом 4. Средство передачи крутящего момента зажима торцевого переднего 1 и зажима внутреннего 11 с резьбовыми участками, необходимо для обеспечения передачи крутящего момента и завинчивания зажима торцевого переднего 1 и зажима внутреннего 11 с резьбовыми участками, а, следовательно, может быть конструктивно выполнено любым образом, лишь бы конструктивное выполнение обеспечивало захват и последующую передачу крутящего момента при вращении зажима торцевого переднего 1 и зажима внутреннего 11 с резьбовыми участками посредством, например, гаечного ключа, а, следовательно, средство передачи крутящего момента может быть выполнено в виде шестиугольника с равными сторонами. Радиальные отверстия 15 выполнены в стенке 14 в зоне коаксиальной полости 21, обеспечивают сообщение полости 32 трубы (см. фиг. 4) с коаксиальной полостью 21. Сильфон передний 17 необходим для нивелирования несоосности соединения патрубка переднего 18 с патрубком сопрягаемого устройства.
Детали узла №1 выполнены из нержавеющей стали, за исключением подшипника скольжения 7, сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом 4, сальниковой набивкой средней с терморасширенным графитом 12, которые выполнены из иных материалов, указанных ниже.
Форма выполнения фланца переднего 20, втулки 19, фланца 16, фланца среднего 9, зажима торцевого переднего 1, патрубка переднего 18, сильфона переднего 18, а также их размещение относительно друг друга, а также относительно других деталей устройства поясняется чертежом (см. фиг. 2).
Посредством цапфы 2 со шпоночным пазом 3 осуществляется соединение заявляемого устройства с приводом. Цапфа 2 со шпоночным пазом 3 опирается на подшипник скольжения 7.
Узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С (далее - узел №2) установлен на другом концевом участке трубы и содержит фланец задний 26 (см. фиг. 4) с центральным отверстием задним (на чертеже условно позицией не обозначено по причине ясности из чертежа), крепежными отверстиями 27 (наличие других крепежных отверстий поясняется чертежом, которые условно не обозначены позициями), закладной полостью задней с кольцевым пазом и резьбовым участком (на чертеже условно позицией не обозначены по причине ясности из чертежа), подшипник полнокерамический радиально-упорный 24, стопорное кольцо заднее 29, сальниковую набивку заднюю с терморасширенным графитом 30, зажим торцевой задний 35 с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента (на чертеже условно позицией не обозначены по причине ясности из чертежа), стакан 28, патрубок задний 34, сильфон задний 33, полость торцевую 31. Подшипник полнокерамический радиально-упорный 24, стопорное кольцо заднее 29, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом 30 размещены в центральной закладной полости задней. Стопорное кольцо заднее 29 размещено в кольцевом пазу с возможностью фиксации подшипника полнокерамического радиально-упорного 24. Резьбовой участок зажима торцевого заднего 35 размещен в центральной закладной полости задней и сообщен с резьбовым участком фланца заднего 26. Сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом 30 размещена между стопорным кольцом задним 29 и зажимом торцевым задним 35 и сообщен с последними. Средство передачи крутящего момента зажима торцевого заднего 35 размещено за пределами фланца заднего 26. Концевой участок трубы сообщен с подшипником полнокерамическим радиально-упорным 24, сальниковой набивкой задней с терморасширенным графитом 30 и размещен в центральном отверстии заднем фланца заднего 26, отверстии зажима торцевого заднего 35 с резьбовым участком, с возможностью обеспечения сообщения полости торцевой 31 с полостью 32 трубы. Стакан 28 содержит крепежные отверстия, что поясняется чертежом. Посредством крепежных элементов 25 и крепежных отверстий (на чертеже условно позицией не обозначены по причине ясности из чертежа), выполненных в стакане 28, он закреплен к фланцу заднему 26. Сильфон задний 33 содержит соединительные фланцы с крепежными отверстиями и крепежными элементами (см. фиг. 4), посредством которых осуществляется закрепление сильфона заднего 33 к патрубку заднему 34, а также к сопрягаемой поверхности другого устройства. Патрубок задний 34 закреплен к стакану 28, например, посредством сварных швов, с возможностью подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента в полость торцевую 31 и полость 32 трубы. Средство передачи крутящего момента зажима торцевого заднего 35 с резьбовым участком, необходимо для обеспечения завинчивания зажима торцевого заднего 35, а, следовательно, может быть конструктивно выполнено любым образом, лишь бы конструктивное выполнение обеспечивало захват и последующее принудительное вращение зажима торцевого заднего 35 посредством, например, гаечного ключа, а, следовательно, средство передачи крутящего момента может быть выполнено в виде шестиугольника с равными сторонами. Сильфон задний 33 необходим для нивелирования несоосности соединения патрубка заднего 34 с патрубком сопрягаемого устройства.
Детали узла №2 выполнены из нержавеющей стали, за исключением подшипника полнокерамического радиально-упорного 24 и сальниковой набивки задней с терморасширенным графитом 30, которые выполнены из иных материалов.
Форма выполнения фланца заднего 26, стакана 28, зажима торцевого заднего 35, патрубка заднего 34, сильфона заднего 33, а также их размещение относительно друг друга, а также относительно других деталей устройства поясняется чертежом (см. фиг. 4).
Спираль с винтовой поверхностью 13 выполнена из двух участков, между которыми установлен узел частичного измельчения транспортируемого продукта, содержащий полосу заднюю 22 (см. фиг. 3) и полосу переднюю 23. Каждая отдельная полоса имеет имманентно присущие ей концевые участки, средний участок, режущие кромки и четыре прямых продольных угла, размещенных вдоль полосы (на чертеже условно позициями не обозначены по причине ясности из чертежа (см. фиг. 2). Средний участок полосы задней 22 закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки 14 трубы, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки 14 трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью 13, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью 13, при этом средний участок полосы передней 23 закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки 14 трубы, расположенной с противоположной стороны по сравнению с участком трубы, где закреплена полоса задняя 22, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки 14 трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью 13, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью 13, при этом режущие кромки полосы задней 22 и полосы передней 23 образованы их прямыми продольными углами.
Спираль с винтовой поверхностью 13, стенка 14 трубы, цапфа 2, полоса задняя 22 (см. фиг. 3), полоса передняя 23 выполнены из нержавеющей стали.
Спираль с винтовой поверхностью 13 образована из листа нержавеющей стали путем скрепления отдельных витков спирали между собой и с внешней поверхностью стенки 14 трубы посредством сварных швов.
Заявляемое изобретение, входящее в состав винтового конвейера, предназначено для транспортирования илового осадка городских сточных вод с влажностью 12% и удельной массой 0,720 тн/м3, а также для транспортирования резиновой крошка использованных шин колес транспортных средств с влажностью 8% и удельной массой 0,300 тн/м3.
Сведения о свойствах материала, используемого для изготовления подшипника скольжения 7 представлены в следующем источнике информации:
http://linear-tech.m/podshipniki-skolzheniya/samosmazyvayushchiesya-podshipniki.html
Технические характеристики материала OLTEC-500 (CuA110Ni)
OLTEC-500 - двухкомпонентный материал, используемый для производства самосмазывающихся «сухих» подшипников скольжения. Основное применение в узлах с высокой нагрузкой и малыми скоростями. OLTEC 500 представляет собой бронзу с впрессованным в нее твердотельным смазочным материалом. Три варианта бронзы: CuSn7ZnPb, CuSn12, CuA110Ni и два варианта смазки: графит и тефлон. Тип бронзы и впрессованной смазки влияют на характеристики подшипников. Из материала изготавливаются цилиндрические и фланцевые подшипники, упорные кольца, лента и специальные изделия.
Свойства материала OLTEC-500
не требуют специального обслуживания
эксплуатация при высокой нагрузке
устойчивость к коррозии
жароустойчивость
автономная смазка при «сухой» эксплуатации
низкий коэффициент статического и динамического трения - 0,03
широкий диапазон рабочих температур
простота установки
всегда в наличии стандартные изделия
по заказу производятся специальные детали
Принимая во внимание, что температура газов, выходящих из коаксиальной полости 21 через патрубок передний 18 и сильфон передний 17, составляет 400°С, то подлежит использованию подшипник скольжения 7, выполненный из материала марки OLTEC-500 (CuA110Ni), рабочая температура использования которого +450°С.
Сведения основные о подшипнике полнокерамическом радиально-упорном 24 представлены в следующем источнике информации:
https://themechanic.ru/keramicheskie-i-kombinirovannie-podshipniki/
Используемый материал: нитрид кремния.
Производитель: Коуо (Япония)
Допустимый температурный диапазон использования:
от - 200 до +800°С.
В заявляемом устройстве используется подшипник полнокерамический радиально-упорный 24 следующего типа и размеров: NC7008V (размеры 40 × 68 × 15).
Принимая во внимание, что температура газов, подаваемых через сильфон задний 33 и патрубок задний 34 в торцевую полость 31 и полость 32, составляет 650°С, то подлежит использованию полнокерамический радиально-упорный подшипник 24, выполненный из нитрида кремния, рабочая температура использования которого до +800°С.
Сведения основные о материале, используемом для изготовления сальниковой набивки передней с терморасширенным графитом 4, сальниковой набивки средней с терморасширенным графитом 12, сальниковой набивки задней с терморасширенным графитом 30, представлены в следующем источнике информации:
http://рус-кит.рф/katalog-tovarov/salnikovye-nabivki-iz-termorasshirennogo-grafita.html
Указанные сальниковые набивки могут быть выполнены только из того материала, который выполняет функцию уплотнения места контакта с внешней поверхностью стенки 14 вращающейся трубы при температуре +650°С. Указанному условию удовлетворяют набивки сальниковые из терморасширенного графита, в частности, следующих марок, указанных в источнике:
- набивка графитовая армированная хлопковой нитью RK-240C;
- набивка сальниковая графитовая армированная стекловолокном RK-240G;
- набивка сальниковая графитовая армированная инконель проволокой (Inconel) RK-240I;
- набивка сальниковая графитовая с пониженным содержанием серы RK-240N;
- набивка сальниковая из терморасширенной графитовой пряжи в стеклометаллическом корпусе RK-240CAS;
- графитовая сальниковая набивка с угловой оплеткой углеродной пряжей RK-240CC4.
Крепежные изделия из нержавеющей стали, например, 08Х18Н10Т: болты, винты, шпильки резьбовые, гайки, шайбы используются стандартизованные.
Сильфоны из нержавеющей стали, например, 08Х18Н10Т также используются стандартизованные по ГОСТ Р 50618-93
Осуществление изобретения.
Заявителем были изготовлены детали, их элементы, а также приобретены готовые стандартизованные детали заявляемого устройства, обозначенные позициями с 1 по 35, представленные на фиг. 1-4. Отдельные детали были скреплены друг с другом сварными швами или крепежными элементами, а также размещены друг относительно друга, как показано на фиг. 1-4. В результате совершения совокупности указанных действий было получено устройство с родовым признаком: шнек для винтового конвейера. Форма выполнения и взаимное размещение отдельных деталей устройства друг относительно друга, а также их элементов поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-4. Внешний диаметр трубы был выбран 48 мм. Диаметр шнека - 242 мм., шаг между витками шнека - 194 мм. Толщина полосы задней 22 (см. фиг. 3) и полосы передняя 23 была выбрана 5 мм. Осуществляли подачу выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания посредством сильфона заднего 33 и патрубка заднего 34 в полость торцевую 31 и полость 32 (см. фиг. 4). Температура выхлопных газов - 650°С. Выхлопные газа перемещались вдоль полости 32, через радиальные отверстия 15 в коаксиальную полость 21, а затем наружу посредством патрубка переднего 18 и сильфона переднего 17. В результате совершения совокупности действий осуществлялся нагрев стенки 14 трубы и спирали с винтовой поверхностью 13.
Также были совершены действия по размещению заявляемого устройства в корпусе винтового конвейера с последующим подключением к электрическому приводу через червячный редуктор и муфту. Шнек выполнял присущую ему функцию: обеспечение одновременно с транспортированием продукта его частичное измельчение, исключение прямого контакта между высокотемпературным газообразным рабочим агентом и транспортируемым продуктом при передаче тепловой энергий, подачу в полость и последующее удаление из полости высокотемпературного газообразного рабочего агента при его температуре в месте подачи 650°С. Транспортирование осуществляли илового осадка городских сточных вод с влажностью 12% и удельной массой 0,720 тн/м3, а также транспортирование резиновой крошка использованных шин колес транспортных средств с влажностью 8% и удельной массой 0,300 тн/м3. Во всех случаях заявляемое устройство реализовывало назначение, обеспечивало получение технического результата.
Изобретение реализует заявленное назначение.
Изобретение является техническим решением, относящимся к устройству, т.к. формула изобретения содержит совокупность относящихся к устройству существенных признаков, достаточную для решения указанной заявителем технической проблемы и достижения технического результата, обеспечиваемого изобретением.
Из приведенного перечня признаков заявляемого изобретения и решения поставленной задачи наглядно видно, что решение представляет собой новую совокупность существенных признаков, как сочетание известных и новых признаков, обеспечивающих получение нового технического результата, неизвестного на дату подачи настоящей заявки.
Заявляемое изобретение обеспечивает решение поставленной задачи и получение нового технического результата, который действительно может быть получен при его использовании. Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретение и достигаемым техническим результатом существует прямая причинно-следственная связь, т.к. каждый из признаков независимого пункта формулы изобретения необходим, а вместе достаточны для обеспечения получения нового технического результата. Каждый существенный признак изобретения, нашедший свое выражение в независимом пункте формулы изобретения, влияет на достижение указанного выше технического результата.
Каждый признак изобретения в отдельности является существенным, а их сочетание образует совокупность существенных признаков изобретения, оказывающих влияние на достижение технического результата. Признаки изобретения, характеризующие взаимное размещение отдельных элементов устройства относительно друг друга, также являются существенными, т.к. оказывают свое влияние на достижение технического результата и решение поставленной задачи.
Заявляемое изобретение промышленно применимо, т.к. может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях экономики или в социальной сфере, где используются шнеки для винтовых конвейеров. Заявляемое изобретение может быть воспроизведено в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения с использованием известных и доступных материалов, технологий, технологического оборудования и имеющихся навыков работников. В случае осуществления изобретения действительно возможна реализация указанного выше назначения и получение заявленного технического результата. Для изготовления устройства используют известные в промышленности технологические процессы и оборудование.
Заявляемое изобретение является новым, т.к. оно неизвестно из уровня техники. Не известна из уровня техники совокупность существенных признаков заявляемого изобретения и их влияние на получение заявляемого технического результата.
Изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.
В результате проведенного анализа заявитель пришел к выводу, что изобретение не следует для специалиста явным образом из уровня техники, т.к. в ходе проверки не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, не подтверждена известность влияния отличительного признака на указанный заявителем технический результат.
Существенные признаки изобретения носят технический характер, идентифицируемы и охарактеризованы в терминах, которые известны в технике.
Заявитель в достаточной степени раскрыл сущность заявленного изобретения в документах заявки, предусмотренных подпунктами 1-4 пункта 2 статьи 1375 ГК РФ, для осуществления изобретения специалистом в данной области техники, в частности, в документах заявки содержатся сведения о назначении изобретения, о техническом результате, обеспечиваемом изобретением, раскрыта совокупность существенных признаков, необходимых для достижения указанного заявителем технического результата, а также соблюдены установленные требования к документам заявки, применяемые при раскрытии сущности изобретения и раскрытии сведений о возможности осуществления изобретения.
Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, необходима и достаточна для получения заявляемого технического результата. Заявляемая совокупность признаков изобретения обеспечивает получение неожиданного, необычного сверхсуммарного технического результата, который превосходит технический результат, получаемый от каждого существенного признака в отдельности, применительно к объектам указанного назначения.
Таким образом, заявленное изобретение является устройством, соответствует требуемым условиям патентоспособности изобретения, обеспечивает получение нового технического результата и решение поставленной задачи.
Шнек для винтового конвейера, содержащий спираль с винтовой поверхностью, трубу, имманентно содержащую концевые участки, средний участок, полость, стенку с внешней поверхностью и торцевыми поверхностями, радиальные отверстия, выполненные в стенке и сообщенные с полостью, полость и радиальные отверстия выполнены с возможностью обеспечения перемещения газообразного рабочего агента, спираль с винтовой поверхностью закреплена сварными швами к внешней поверхности, отличающийся тем, что он снабжен узлом вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента, узлом подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С и узлом частичного измельчения транспортируемого продукта, при этом узел вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента установлен на одном концевом участке трубы и содержит цапфу со шпоночным пазом, зажим передний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку переднюю с терморасширенным графитом, стопорное кольцо переднее, подшипник скольжения, фланец передний с отверстием передним, крепежными отверстиями, закладной полостью передней с кольцевым пазом и резьбовым участком, втулку с закрепленным к ней фланцем, содержащим крепежные отверстия, зажим внутренний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, сальниковую набивку среднюю с терморасширенным графитом, фланец средний с центральным отверстием, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью средней и резьбовым участком, патрубок передний, сильфон передний и коаксиальную полость, причем цапфа со шпоночным пазом частично размещена в отверстии фланца переднего, отверстии зажима переднего и выступает за пределы средства передачи крутящего момента зажима переднего, закреплена к торцевой поверхности трубы посредством сварных швов с возможностью совместного вращения с ней, сообщена с сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом и подшипником скольжения, при этом подшипник скольжения, стопорное кольцо переднее, сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещены в закладной полости фланца переднего, причем стопорное кольцо переднее размещено в кольцевом пазу фланца переднего с возможностью фиксации подшипника скольжения, а резьбовой участок зажима переднего размещен в закладной полости фланца переднего и сообщен с его резьбовым участком, сальниковая набивка передняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом передним и зажимом передним и сообщена с последними, при этом средство передачи крутящего момента зажима переднего размещено за пределами фланца переднего, при этом один концевой участок втулки закреплен к фланцу, содержащему крепежные отверстия, посредством которых и крепежных элементов фланец закреплен к фланцу среднему, а другой концевой участок втулки закреплен к фланцу переднему посредством сварных швов, при этом втулка с фланцем установлена между фланцем передним и фланцем средним с образованием коаксиальной полости, сальниковая набивка средняя с терморасширенным графитом сообщена с внешней поверхностью стенки трубы и размещена в центральной закладной полости средней, при этом резьбовой участок зажима внутреннего размещен в центральной закладной полости средней и сообщен с резьбовым участком фланца среднего и сальниковой набивкой средней с терморасширенным графитом, при этом средство передачи крутящего момента зажима внутреннего размещено за пределами фланца среднего, сильфон передний закреплен к патрубку переднему, который закреплен к втулке с возможностью вывода высокотемпературного газообразного рабочего агента из коаксиальной полости наружу, цапфа сообщена с подшипником скольжения и сальниковой набивкой передней с терморасширенным графитом, а узел подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента с температурой 650°С установлен на другом концевом участке трубы и содержит фланец задний с центральным отверстием задним, крепежными отверстиями, центральной закладной полостью задней с кольцевым пазом и резьбовым участком, подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковую набивку заднюю с терморасширенным графитом, зажим торцевой задний с резьбовым участком, отверстием и средством передачи крутящего момента, стакан, патрубок задний, сильфон задний, полость торцевую, при этом подшипник полнокерамический радиально-упорный, стопорное кольцо заднее, сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещены в центральной закладной полости задней, стопорное кольцо заднее размещено в кольцевом пазу с возможностью фиксации подшипника полнокерамического радиально-упорного, резьбовой участок зажима торцевого заднего размещен в центральной закладной полости задней и сообщен с резьбовым участком фланца заднего, а сальниковая набивка задняя с терморасширенным графитом размещена между стопорным кольцом задним и зажимом торцевым задним и сообщена с последними, при этом средство передачи крутящего момента зажима торцевого заднего размещено за пределами фланца заднего, причем концевой участок трубы сообщен с подшипником полнокерамическим радиально-упорным, сальниковой набивкой задней с терморасширенным графитом и размещен в центральном отверстии заднем фланца заднего, отверстии зажима торцевого заднего с резьбовым участком, с возможностью обеспечения сообщения полости торцевой с полостью трубы, при этом стакан, посредством крепежных элементов и крепежных отверстий, закреплен к фланцу заднему, сильфон задний закреплен к патрубку заднему, который закреплен к стакану с возможностью подачи высокотемпературного газообразного рабочего агента в полость торцевую и полость трубы, спираль с винтовой поверхностью выполнена из двух участков, между которыми установлен узел частичного измельчения транспортируемого продукта, содержащий полосу заднюю и полосу переднюю, причем каждая отдельная полоса имеет концевые участки, средний участок, режущие кромки и четыре прямых продольных угла, размещенных вдоль полосы, при этом средний участок полосы задней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью, при этом средний участок полосы передней закреплен сварными швами к внешней поверхности стенки трубы, расположенной с противоположной стороны по сравнению с участком трубы, где закреплена полоса задняя, а ее концевые участки размещены по другую сторону внешней поверхности стенки трубы, причем один из ее концевых участков закреплен сварными швами к одному участку спирали с винтовой поверхностью, а другой ее концевой участок закреплен сварными швами к другому участку спирали с винтовой поверхностью, при этом режущие кромки полосы задней и полосы передней образованы их прямыми продольными углами.
