Слово «Schnecke» является производным от немецкого языка и переводится как «улитка», «спираль» или «виток». Этот термин описывает устройство, состоящее из стержневого основания, на котором размещены спиралевидные витки. По своему принципу действия шнек можно сравнить с конвейерами, которые отвечают за перемещение сыпучих материалов через трубу, что демонстрирует их универсальность в различных приложениях.
Буровые шнеки: виды, преимущества, конструктивные исполнения, сделать своими руками и особенности
Шнеки представляют собой специальные устройства, которые формируются из трубы, на которую наматывается плоская стальная лента, часто с острыми режущими кромками, что позволяет им эффективно пробивать различные породы и грунты.
Конструктивно буровые шнеки могут иметь разнообразные исполнения и находят свое применение как в бытовых сферах, так и в промышленных и строительных работах. Простой и всем известный пример шнека — вал мясорубки, выполненный с переменным шагом, что служит его функциональной целью.
Главная задача земли буров заключается в создании отверстий в грунтах с различной степенью плотности. Например, они находят активное использование в процессе взрывных работ на карьерах для формирование котлованов и других подобных задач.
Виды
Шнеки варьируются в зависимости от их предназначения и конструкции. В частности, выделяются следующие типы:
- Обычные — могут иметь утяжеленную конструкцию для достижения более высокой скорости бурения и снижения затрат энергии.
- Магазинные — оснащены трубой увеличенного диаметра и специальным магазином, который позволяет получать керн прямо во время выемки породы.
- Полый шнек — наряду с обычными шнеками, активно используется для извлечения кернов и отвода воды в процессе бурения, что делает его многофункциональным инструментом.
Классификация
Шнеки классифицируются в зависимости от их применения в грунтах, охватывающих классы от 1 до 8. В зависимости от типа почвы могут применяться инструменты с круглыми режущими частями для каменистых пород или плоскими лезвиями для мягких грунтов.
Существует три основных варианта буров:
- Однозаходные — режущие элементы размещены с одной стороны оси, подходят для бурения в мягких грунтах категорий I — III и твердых порода категорий III — IV.
- Двухзаходные — режущие элементы расположены с обеих сторон от оси, предназначены для работы в мягких грунтах категорий I — III и твердых породах категории III — IV с повышенным крутящим моментом.
- Прогрессивные однозаходные — режущие части расположены по сложной кривой, что позволяет лучше распределять нагрузку и уменьшать износ. Эти инструменты применяются для бурения твердых пород, относящихся к классам от IV до VII, и доступны также в двустороннем варианте.
Помимо выше указанных типов, существуют и многорезцовые сверла, которые имеют четыре режущие кромки с разнообразной конструкцией.
Шнековые насосы
Винтовой насос представляет собой устройство динамического фрикционного типа, в котором жилая среда перекачивается вдоль оси вращения винта. Это обеспечивает эффективное перемещение жидкости, что иллюстрируется на следующем схематическом изображении.
Шнек, находящийся в корпусе (или открытой трубе), обеспечивает перекачку жидкости из одного резервуара в другой. На двигатель 1 через редуктор 2 приводится в движение шнек, что в свою очередь вызывает перемещение частиц жидкости вдоль оси вращения за счет воздействия сил трения.
Что такое шнек?
Шнек представляет собой вал, на который прикреплены лопасти, обладающие спиралеобразной формой. Вращающиеся элементы способны перемещать жидкие и сыпучие материалы по своей оси, включая:
- Грязные жидкости
- Сыпучие материалы
- Поршкообразные смеси
- Пульпы
- Снег
- Цементные растворы
- Тестообразные компоненты
Рабочее колесо в этом контексте представляет собой лопастное колесо с винтовыми лопастями, которое передает энергию от привода на поток жидкости, что эффективно способствует ее перемещению.
Число заходов шнека
Рабочее колесо может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым. Число заходов на винте определяется количеством спиральных витков на его поверхности.
Увеличение числа витков может повысить жесткость шнека и сократить импульсы подачи, однако это также приводит к уменьшению расстояния между лопастями, что повышает вероятность затора при перекачке материалов с крупными механическими частицами. Оптимальный вариант — это шнек с тремя механиками.
Преимущества шнекового насоса
- Обширные проходные сечения, которые позволяют эффективно перекачивать загрязненные жидкости и пульпы.
- Способность работать с высоковязкими и сложными смесями.
- Сравнительно высокий коэффициент полезного действия, варьирующийся от 60 до 80%.
Недостатки шнекового насоса
Тем не менее, стоит отметить, что винтовые насосы работают наиболее эффективно при низком напоре жидкости. Если требуется перекачка жидкости на расстояние, превышающее 5 метров, более рациональным решением будут двухступенчатые насосы.
Центробежно-шнековый насос
Центробежный винтовой насос представляет собой двуступенчатый насос, в котором на первой ступени установлен винт, а на второй ступени — центробежное рабочее колесо.
Шнек предварительного впрыска увеличивает давление всасывания центробежного насоса, что становится важным для предотвращения явлений кавитации.
Рейсовый и поточный способы бурения
Метод рейсового бурения предполагает использование буровых установок, обладателей удлинителей штанг, которые позволяют глубже достигать необходимых слоев грунта. Бур проходит на заданную глубину «змейкой» и извлекается из скважины, когда участок заполнен перфорированной породой. Эта порода затем удаляется, после чего бур повторно устанавливается для работы с следующим слоем грунта.
Данный процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина. Важно отметить, что производительность данного метода во многом зависит от длины шнека. При этом чем больше диаметр, тем более тяжелым становится груз, извлекаемый из скважины специальной машиной.
Конструкция шнека и насадки формируют значительную металлическую массу, которая в комбинации с грунтом может превышать пределы возможностей базовой машины, особенно на значительных глубинах бурения. На буровых установках технопарка «Импульс» это предусмотрено, и количество оборотов зависит от бурильной колонны и ее диаметра, а также от максимально допустимого объема извлекаемой породы.
Метод поточного бурения, с другой стороны, позволяет непрерывно удалять породу по всей глубине ствола скважины. Эта техника более эффективна по сравнению с рейсовым методом, так как выбуренная порода перемещается по всей длине инструмента до устья скважины без необходимости извлечения шнека вместе с породы. Достигается это путем обеспечения, что последний виток шнека совпадает с первым витком удлинителей, образуя цельную шнековую колонну. Вращение бурильной колонны создает непрерывное (поточное) движение материалов с дна скважины на поверхность.
Выбор метода бурения зависит от поставленных целей.
Поскольку полностью вращающиеся бурильные трубы всегда обеспечивают большую производительность, их стоимость также значительно выше по сравнению с удлинителями бурильной стрелы. При бурении скважин глубиной 5 или 10 метров поточный метод оказывается более удобным, тогда как при бурении на глубину свыше 10 метров предпочтительнее использовать поточный метод.
Также существуют специальные операции, требующие применения поточного бурения для обеспечения идеально чистого диаметра, вертикальности и гладкости всей глубины бурения — такие как лидерное бурение для последующей забивки свай или бурение скважин для сооружения буронабивных свай.
Что такое шнек?
Слово «auger» имеет немецкое происхождение и переводится как «винт», «спираль». Это шнек или стержень с витками, который используется в конструкциях, перемещающих сыпучий груз через спиральную поверхность в трубе.
Для создания современного шнека в качестве примера был взят принцип водоподъемной машины, изобретенной Архимедом в III веке до нашей эры.
В современных реалиях шнеки могут быть найдены в самых различных приложениях: от удаления стружки в буровых установках до замены колес у внедорожников и в огнестрельном оружии. Также они служат основными компонентами в механизмам мясорубок, прессах для отжима сока или масла, а также в специализированных машинах для сверления валов.
Использование
Использование шнеков в производственных процессах предоставляет множество преимуществ, включая максимальную простоту оборудования и регулируемую равномерную подачу сыпучих материалов, мелких комков или жидкостей.
Строительство не было бы возможным без бурового оборудования, и шнековые конвейеры играют важную роль в смешивании бетона, транспортировке цемента или песка между различными точками. Первые использования буровых механизмов в строительстве относятся к XVI веку.
Шнеки находят широкое применение в сельском хозяйстве благодаря их закрытой конструкции и компактным габаритам. Практически все современные комбайны, выпускающиеся в Российской Федерации, включают шнековые устройства в своей конструкции.
С другой стороны, шнеки не так популярны в бурении, так как они могут быть эффективны только в тех случаях, когда грунт мягкий и не содержит глину, так как последняя может прилипать к шнеку, ограничивая глубину бурения. Однако при соблюдении этих условий шнеки демонстрируют свою эффективность.
Примеры использования шнеков в пищевой промышленности включают транспортировку продуктов питания в лабораториях (мясо, мука, сахар, крупа). Также невозможно производство фармацевтической продукции без применения шнеков, которые используются для герметичной транспортировки сырья, необходимого для производства фармацевтических средств.
Выбор шнекового устройства
При выборе шнека для процесса обработки нужно тщательно изучить характеристики материала, который будет проходить через шнек (такие как плотность, влажность и температура), так как это будет определять тип шнека и схему работы конвейера. Необходимо также учитывать мощность шнека: длительность работы в непрерывном режиме или необходимость регулировки подачи материала в конкретные временные промежутки.
После определения всех этих параметров следует приступить к разрабатке расчетов, выбору производителя качественных винтов, изготовлению устройства и его оснащению дополнительными опциями для обеспечения надежности и простоты в эксплуатации данного оборудования.
- Кто сказал «veni vidi vici» и что это означает?
- Что такое рохля?
- Как правильно выбрать бур?
- Как обойтись без водопровода на даче?
- Что такое проводники?
- Классификация насосов по принципу действия.
- Что включает в себя понятие «рыболовные снасти»?
- Что такое ткань?
- Что такое гудрон?
- Где в бытовых устройствах применяется гафний?
- Все о суховее как о ветре.
- Что такое поташ и где он используется?
- Что такое коннектор и какие бывают его типы?
- Что такое рейсмус и для чего он нужен?
- Какие бывают корневые системы растений?
- Что такое ньютоновская жидкость и какими характеристиками она обладает?
- Что означает шлюзование судов?
- Почему русских называют «ватниками»?
- Что такое чучундра и его значение?
- Что такое слипер?
- Что такое бакелит?
- Что такое дебаркадер?
- Что такое абак?
- Что такое дамба?
