На конкурс // Машиностроение

Рабочая часть одношнекового отжимного пресс-фильтра состоит из следующих основных узлов и деталей: шнек, перфорированный кожух (цилиндр пресса), устройства для загрузки и выгрузки отжимаемого (фильтруемого) материала, а также узел слива фильтрата. Перфорированный кожух пресс-фильтра выполнен из трёх сборных элементов: камеры загрузки, первой и второй фильтрующих (зеерных) камер и прессовой головки с мундштуком. Вторая фильтрующая камера состоит из перфорационных планок, расположенных концентрично относительно оси шнека, причем планки частично перекрывают друг друга внахлест по типу черепичной крыши, так что продольная кромка одной планки выступает на несколько десятых миллиметра над следующей (соседней) продольной кромкой смежной планки. Это предпринимается для того, чтобы предотвратить возможность вращения отжимаемого материала вместе со шнеком без осевого перемещения среды (В любой шнековой машине «подача» уменьшается при снижении коэффициента трения среды о стенки корпуса и повышении «сцепления» материала со шнеком. Поэтому увеличению производительности способствует огрубление поверхности цилиндра и полировка шнека). Роль выходных отверстий, необходимых для отвода жидкой фазы, играют шлицы (зазоры) между отдельными планками, выполненными за счет фрезерования канавок на продольных кромках перфорационных планок с внутренней стороны кожуха. Шнековый вал пресс-фильтра выполнен сборным из отдельных винтовых элементов ‑ секций «со сжатием» (с компрессионной способностью, т.е. свободный объем между шнеком и ситчатым кожухом, который может заниматься отжимаемым материалом, постоянно уменьшается в направлении материального потока). Это делается как по соображениям простоты изготовления, так и с целью обеспечения возможности варьирования конструктивного оформления рабочего органа. Для повышения степени сжатия шнек выполнен с посекционно уменьшающимися диаметрами и шагом ленты. Узел загрузки отжимаемого материала выполнен в виде сетчатой воронки с коническим шнеком и снабжённой собственным приводом от электродвигателя и клиноременной передачи. Устройство предназначено для подачи отжимаемого материала в загрузочную камеру, с предварительным его уплотнением и отжимом. Узел выгрузки твердого продукта выполнен в виде регулировочного цилиндра с резьбой, что позволяет менять ширину выходного кольцевого отверстия пресс-фильтра. Дополнительно на шнековом валу со стороны выгрузки закреплён трёхлопастной нож для срезания материала (во избежание выхода сплошной ленты). Для сбора отфильтрованной жидкой фазы под цилиндром пресса устанавливается приёмный лоток с отводящей трубой.
Пресс-фильтр работает следующим образом   Отжимаемый материал по питающему лотку подаётся в загрузочное устройство, где с помощью конусного шнека продвигается вниз с частичным отжимом жидкой фазы и предуплотнением. Из загрузочного устройства материал поступает в приёмную камеру цилиндра, где вовлекается в движение основным шнековым валом. Последний набран из секций с постепенной уменьшающимся шагом винта и высоты спирали. Благодаря изменяющейся геометрии материал начинает испытывать разности скоростей: большей на входе в цилиндр и меньшей - на выходе из него; а так же уменьшение кольцевого зазора между витками материал начинает уплотнятся, образуя скелет (твёрдая фаза) и фильтрат (жидкая фаза). Последний, из-за пористости скелета, начинает просачиваться сквозь него и выходить через отверстия сита из цилиндра. Увеличение плотности материала по ходу движения в цилиндре приводит к тому, что он начинает вовлекаться во вращение вместе со шнеком, в результате чего резко снижается качество и производительность машины. Для снижения этого явления, вторая камеры выполнена с зеерами в виде фрезерованных планок, набранных в общем корпусе. Это значительно повышает трение между корпусом и материалом, благоприятствую его продвижению вдоль цилиндра. На выходе из цилиндра отжатый материал срезается ножом, неподвижно закреплённым на шнековом валу. Отфильтрованная жидкая фаза собирается лотком, установленным под цилиндром, и отводиться в сточные воды для дальнейшей очистки либо на вторичное использование в смесительной камере, где происходит смешение целлюлозных волокон с поверхностно-активными веществами.
Работа выполнялась в рамках курсового и дипломного проектирования по специальности.