專利名稱：改進(jìn)的阿基米德螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的阿基米德螺桿(Archimedean screw,阿基米德螺旋)。
背景技術(shù)：
已知的是，阿基米德螺桿基本能夠移動，特別是能夠提升待泵入卸料臺的粒狀或粉狀形式的液體物料、沙子、礫石、碎石。目前已知的阿基米德螺桿包括盤旋形(spiral，盤旋)螺旋體(helix，螺旋)，其可圍繞基本圓柱形的中心軸纏繞，或者不是。盤旋體可與中心軸整合為一體，或者不是。然而，包括中心軸的阿基米德螺桿可能會表現(xiàn)出缺點(diǎn)待輸送物料的至少一部分粘合至中心軸的圓柱形壁，因此不會經(jīng)受盤旋形螺旋體的推進(jìn)動作，并因此不會被泵入卸 料臺。換言之，待輸送物料的一些部分沉積在其上的支撐軸的圓柱形區(qū)段(segment，片)的存在意味著這樣的危險這些部分還在圓柱形軸的旋轉(zhuǎn)期間停留在這些圓柱形區(qū)段上，而這些部分實(shí)際上不會被送向產(chǎn)品卸料臺。這很明顯地不利于阿基米德螺桿輸送機(jī)的效率。這樣的問題可能意味著各種類型的缺點(diǎn)-阿基米德螺桿輸送機(jī)的頻繁中斷以及人為進(jìn)行同等數(shù)量的干涉來清潔阿基米德螺桿本身，從生產(chǎn)的觀點(diǎn)來看這具有明顯的后果；-增加輸送機(jī)輸入功率，這因此會引起管理成本的可觀增加，和機(jī)器輸送效率的降低；以及-阿基米德螺桿所經(jīng)受的機(jī)械應(yīng)力的不受控制的增加，這可能甚至?xí)疠斔蜋C(jī)的結(jié)構(gòu)倒塌。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于制造一種改進(jìn)的阿基米德螺桿，其技術(shù)特征可避免上面所列的現(xiàn)有技術(shù)的問題。因此本發(fā)明的目的是由盤旋形螺旋體構(gòu)成的阿基米德螺桿，在該盤旋形螺旋體中使用了扭曲板(twisted plate)而不是內(nèi)部軸。因此，在本發(fā)明中，扭曲的中心板執(zhí)行兩種功能代替通常的圓柱形軸執(zhí)行阿基米德螺桿的結(jié)構(gòu)支撐元件的功能，以及在待輸送的粒狀物料上執(zhí)行進(jìn)一步推進(jìn)動作。優(yōu)選地，但不是必須地，所述盤旋形螺旋體與所述扭曲板整合為一體。扭曲板被定位于盤旋形螺旋體內(nèi)部，位于由盤旋形螺旋體的內(nèi)徑朝向縱向軸線(這因此也被通常識別為旋轉(zhuǎn)軸線)限定的空間內(nèi)。兩個部件-扭曲板和盤旋形螺旋體-在重合位置上具有其各自的縱向軸線。通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)扭曲板可執(zhí)行其功能相對于盤旋形螺旋體保持靜止，或者相對其圍繞縱向軸線(該縱向軸線與盤旋形螺旋體的縱向軸線重合)移動。扭曲板圍繞盤旋形螺旋體的這種相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可在每個方向上發(fā)生，且可能意味著扭曲板在盤旋形螺旋體移動的時候保持靜止，或盤旋形螺旋體在扭曲板移動的時候保持靜止，或兩者都圍繞各自的縱向軸線(它們重合)進(jìn)行不斷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的移動，但是其模數(shù)(module)和符號(sign)完全彼此獨(dú)立。外部盤旋形螺旋體是通過所有螺旋面(helicoid，螺圈)的基本參數(shù)所詳盡描述的典型的螺旋面，這些參數(shù)基本上為以下方面-外直徑；-內(nèi)直徑；-節(jié)距(pitch);、
-物料厚度；以及-纏繞方向。這些參數(shù)中的一些(節(jié)距、直徑和厚度)可沿螺旋體的軸線為不變或可變的，如通常發(fā)生于這些裝置的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，由矩形截面桿(優(yōu)選但不必須是金屬的)來獲得扭曲板，在冷加工下通過圍繞桿自身的縱向軸線(穿過其截面的中心)施加機(jī)械扭應(yīng)力而將上述矩形截面桿扭曲。通過在一個方向或另一方向上應(yīng)用這樣的應(yīng)力獲得相對纏繞方向。假定桿的矩形截面h/b的比率等于零，即矩形理想為一區(qū)段，扭曲桿的兩個邊緣中的每個邊緣都將以給定的節(jié)距和給定的直徑(彼此相等)在空間中拉伸出圓柱形螺旋體。由此獲得的表面在幾何學(xué)上定義為名稱“螺旋面”。事實(shí)上，扭曲板的原始桿的矩形截面的h/b比率通常很低，但是永遠(yuǎn)不會是零。矩形(其為原始桿的截面)的高度構(gòu)成扭曲板的螺旋輪廓的厚度?？蓪⒐?jié)距和直徑控制為沿螺旋面的軸線為不變的或可變的，如制作盤旋形螺旋體所發(fā)生的。通過使扭曲板的兩個邊緣中的每個邊緣產(chǎn)生的螺旋體的直徑和節(jié)距與盤旋形螺旋體內(nèi)部的直徑和節(jié)距一致(correspond,對應(yīng)),來實(shí)現(xiàn)兩個元件具有彼此結(jié)合的輪廓。盤旋形螺旋體的厚度和扭曲板的厚度可彼此不同或相等。如果它們不同，則扭曲板的厚度相對于盤旋形螺旋體的厚度總是較小，且通常是通過使物料于其上被推進(jìn)的側(cè)面的表面對應(yīng)來獲得兩個部件的相對定位，以便降低產(chǎn)生凹槽的危險，所輸送的物料可能會沉積在這種凹槽中而產(chǎn)生殘留物。兩個部件在已經(jīng)接合并彼此整合為一體之后，則形成一種與其他螺桿不同的阿基米德螺桿，因?yàn)樗鼪]有傳統(tǒng)的圓柱形內(nèi)管，但是它在所有情況下具有前剖面(frontsection)的閉合投影(closed projection)。這是通過僅采用扭曲板螺紋中的一個螺紋來實(shí)現(xiàn)的，而另一個保持暴露，產(chǎn)生能夠有效地有助于阿基米德螺桿的輸送功能的幾何體?？梢砸愿鞣N方式獲得外部盤旋形螺旋體和內(nèi)部扭曲板之間的接合，也可根據(jù)用于制造整個阿基米德螺桿的材料類型。根據(jù)用于阿基米德螺桿所要求使用的技術(shù)規(guī)范，可使用連續(xù)焊或斷續(xù)焊以便使兩個部件整合。接合和/或螺紋連接方案也是可行的。后者允許將甚至是由完全不同材料制成的盤旋形螺旋體與扭曲板接合。由此所獲得的阿基米德螺桿由于其幾何形狀而得到改進(jìn)，其幾何形狀允許增強(qiáng)外部盤旋形螺旋體的潛力、借助于插入其中的扭曲板提供的作用而補(bǔ)償最明顯的缺點(diǎn)。
阿基米德螺桿可由不同材料制成。最普通的是金屬材料，諸如傳統(tǒng)的或高強(qiáng)度鋼、不銹鋼或合金鋼。使用非金屬或塑料材料的解決方案也是可行的，或允許使用可用的生產(chǎn)技術(shù)制作盤旋形螺旋體和扭曲板的任何其他材料。扭曲板不一定需要由與盤旋形螺旋體相同的材料制成，因?yàn)楦鶕?jù)預(yù)期的方法能接合兩個部件將完全足以。非常普通的也是由鋼制成且涂有塑性材料(諸如聚氨基甲酸乙酯樹脂(polyurethane resin))的阿基米德螺桿。在這種情況下，可根據(jù)使用的接合方法在盤旋形螺旋體和扭曲板之間進(jìn)行接合之前或之后進(jìn)行固化(curing)。
借助于機(jī)械接合構(gòu)件將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞至阿基米德螺桿?，F(xiàn)有技術(shù)提供了各種類型，且所有的類型都與本發(fā)明目的的阿基米德螺桿兼容。還值得注意的是接合器安裝至盤旋形螺旋體和扭曲板的的緊固方法，目前是形成一個整體。借助于固定或直接方法將接合器的主體與盤旋形螺旋體和扭曲板制為一體。通過這種方式，通過驅(qū)動器傳遞的運(yùn)動被輸送至盤旋形螺旋體上和扭曲板上的接合器，以不同百分比被分配至其上。


為了更好地理解本發(fā)明，在附圖的幫助下，通過非限制性實(shí)例來描述實(shí)施方式，附圖中-圖I為本發(fā)明目的的阿基米德螺桿的優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖；-圖2為圖I中的阿基米德螺桿的剖視圖；以及-圖3為圖I中的阿基米德螺桿的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在附圖中，數(shù)字10總體上表示本發(fā)明目的的阿基米德螺桿的優(yōu)選實(shí)施方式。阿基米德螺桿10包括中心元件20，該中心元件優(yōu)選地由像螺旋一樣圍繞中心對稱軸線(X)(圖3)塑性地扭曲的矩形帶(rectangular strap)獲得；和圍繞中心元件20纏繞的盤旋形螺旋體30，其可與之整合為一體。如附圖中所示，中心元件20具有相對于盤旋形螺旋體30的螺紋數(shù)量兩倍的螺紋數(shù)量。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，也可借助于焊接或借助于其他緊固手段將盤旋形螺旋體30固定至中心元件20，且其節(jié)距可與上述不同。以此方式，本發(fā)明目的的阿基米德螺桿避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。實(shí)際上，中心元件20的盤旋形構(gòu)造會連續(xù)地破壞所謂“物料堆積(material build-up)”,因此防止物料顆粒粘附到中心元件而不會卸載到阿基米德螺桿的端部。此外，缺乏圓柱形中心管狀支撐元件不會引起粒狀或粉狀物料沉積在管狀元件本身的圓柱形部分上，而非如至今所制成的系統(tǒng)中發(fā)生的那樣。如上所述，阿基米德螺桿10包括由例如通過斷續(xù)電焊彼此結(jié)合的金屬材料制成的兩個單個元件(中心元件20和盤旋形螺旋體30)。因此獲得各種元件(I)中心元件20:
起點(diǎn)為矩形截面金屬帶。封鎖并固定所述帶的一端，同時將另一端封鎖至轉(zhuǎn)塔(turning head,轉(zhuǎn)向頭部),該轉(zhuǎn)塔將圍繞正好穿過其截面中心的縱向軸線的轉(zhuǎn)動施加至帶本身。此外，帶的端部均保持不變地被拉動。一端的轉(zhuǎn)動和牽引將冷塑變形施加至帶，以將該帶轉(zhuǎn)變?yōu)殡p螺紋螺旋。( 2 )盤旋形螺旋體30 起點(diǎn)是金屬矩形截面桿,其一端被封鎖在旋轉(zhuǎn)頭部(rotating head)上。該旋轉(zhuǎn)頭部與模具(圓柱形軸)整合為一體，因此模具也將旋轉(zhuǎn)，然后模具由尾座支撐在相對端上。金屬桿的起始位置是以桿的矩形截面的較短側(cè)與模具相切，并且桿相對于模具軸線的斜角等于待獲得的螺旋體的角的至少一半。此外，由此定位后，矩形桿被引導(dǎo)并抵靠在導(dǎo)輥(idleroller，惰性輥)上，其通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)頭部并因此帶動模具，而在矩形桿上形成反作用，以便其能夠纏繞在模具上。這些導(dǎo)輥安裝在托架上，該托架以受控方式相對于旋轉(zhuǎn)而縱向地移動，以確定盤旋體(spiral,盤旋)的節(jié)距。因此，與托架的進(jìn)給相結(jié)合的頭部旋轉(zhuǎn)將塑性變形施加至圍繞模具纏繞的矩形桿，以便因此獲得盤旋體。(3)阿基米德螺桿10:中心雙螺紋元件20的一個螺紋的節(jié)距等于待結(jié)合的外部盤旋體的節(jié)距；中心元件20插入盤旋形螺旋體30中，以配合外部盤旋體為一個原則，并因此焊接中心元件20的螺紋外側(cè)與盤旋形螺旋體30的內(nèi)側(cè)以結(jié)合兩個主體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種輸送機(jī)系統(tǒng)(未示出)，該輸送機(jī)系統(tǒng)使用上述類型的阿基米德螺桿，這些阿基米德螺桿相對于彼此串聯(lián)布置。實(shí)際上，當(dāng)阿基米德螺桿非常長時，可能會由于其重量而發(fā)生不期望的阿基米德螺桿彎曲現(xiàn)象。為此目的，第一阿基米德螺桿應(yīng)該以圓柱形區(qū)段結(jié)束，該圓柱形區(qū)段首先由一插口(socket，插座)來支撐，該插口將總重量分散到外部容納管的壁上。第二阿基米德螺桿也設(shè)有類似的圓柱形區(qū)段，其應(yīng)該將其重量分散到第二插口支撐件上，諸如此類以包含輸送機(jī)系統(tǒng)的整個長度。本發(fā)明目的的阿基米德螺桿的主要優(yōu)點(diǎn)在于沒有在其上形成粒狀或粉狀物料堆積的中心圓柱形區(qū)段，在不臨時停止整個系統(tǒng)的情況下，移除它是非常困難，或甚至不可能。實(shí)際上，在現(xiàn)有情況下，中心元件，除了執(zhí)行支撐外部盤旋形螺旋體的功能外，還可借助于其盤旋形形狀來擊碎可能會在盤旋形螺旋體自身內(nèi)逐漸形成的物料堆積。這顯著地提高了阿基米德螺桿的效率，即，單位時間內(nèi)輸送的物料量。此外，還降低了用于清洗系統(tǒng)而中斷系統(tǒng)的時間。
權(quán)利要求
1.一種包括盤旋形螺旋體(30)的阿基米德螺桿(10)， 所述阿基米德螺桿的特征在于其進(jìn)一步包括像螺旋一樣圍繞中心對稱軸線(X)塑性地扭曲的中心元件(20 )，所述盤旋形螺旋體(30 )圍繞所述中心元件(20 )纏繞，并且在于，所述中心元件(20)是其自身和所述盤旋形螺旋體(30)僅有的支撐元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述中心元件(20)具有相對于所述盤旋形螺旋體(30)的螺紋兩倍的螺紋數(shù)量。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述盤旋形螺旋體(30)的厚度與所述中心元件(20)的厚度彼此不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述中心元件(20)的厚度小于所述盤旋形螺旋體(30)的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，通過使物料于其上被推進(jìn)的側(cè)面上的表面相對應(yīng)來執(zhí)行所述中心元件(20)相對于所述盤旋形螺旋體(30)的定位，以便降低產(chǎn)生凹槽的危險，所輸送的物料可能會沉積在所述凹槽中而形成殘留物。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，一旦所述中心元件(20)和所述盤旋形螺旋體(30)接合，則形成具有前剖面的閉合投影的輸送裝置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述盤旋形螺旋體(30)和所述中心元件(20)被設(shè)置為關(guān)于模數(shù)和關(guān)于符號兩者具有相同旋轉(zhuǎn)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述盤旋形螺旋體(30)和所述中心元件(20)被設(shè)置為具有相對于彼此的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述中心元件(20)固定，而所述盤旋形螺旋體(30 )相對于所述中心元件(20 )在兩個方向中的每個方向上具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；或者在于，所述盤旋形螺旋體(30)固定，而所述中心元件(20)相對于所述盤旋形螺旋體(30)在兩個方向中的每個方向上具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述中心元件(20)和所述盤旋形螺旋體(30)以圍繞各自的縱向軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方式運(yùn)動，但是旋轉(zhuǎn)速度具有彼此獨(dú)立的模數(shù)和符號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述盤旋形螺旋體(30)與所述中心元件(20)整合為一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，使用連續(xù)焊或斷續(xù)焊來接合所述盤旋形螺旋體(30)與所述中心元件(20)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，使用聯(lián)接器/或螺栓來接合所述盤旋形螺旋體(30)與所述中心元件(20)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-10、12、13中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，所述盤旋形螺旋體(30)和所述中心元件(20)分別由不同材料制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的阿基米德螺桿(10)，其特征在于，在接合之后，所述盤旋形螺旋體(30)和所述中心元件(20)經(jīng)受單個固化步驟。
16.一種阿基米德螺桿系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的至少一個阿基米德螺桿，由至少一個支撐件支撐，所述支撐件將所述至少一個阿基米德螺桿的總重量分散到外部容納管的壁上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括相對于彼此串聯(lián)布置的多個阿基米德螺桿。
全文摘要
一種包括盤旋形螺旋體(30)的阿基米德螺桿(10)。該阿基米德螺桿(10)的特征在于其進(jìn)一步包括像螺旋一樣圍繞中心對稱軸線(X)塑性地扭曲的中心元件(20)。該盤旋形螺旋體(30)又圍繞該中心元件(20)纏繞。此外，該中心元件(20)是其自身和所述盤旋形螺旋體(30)的僅有支撐元件。
文檔編號B21D11/14GK102666318SQ201080050086
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者萬納·馬切西尼 申請人:萬姆工業(yè)股份公司