CN105593010A - 用于夯实设备的螺旋输送机系统 - Google Patents

Abstract

一种用于夯实设备的螺旋输送机系统可以适配在材料运输车辆上。所述夯实设备的特征在于，具有容纳材料的料斗以及储存以夯实的方式的所述材料的容器。所述夯实设备包括螺旋输送机系统，所述螺旋输送机系统可以包括：螺旋件，所述螺旋件将材料从所述料斗输送到所述容器；由所述螺旋件穿过的通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间并且允许所述材料通过。所述通道结构能够限定非对称的孔并且所述通道结构可以包括允许材料从所述料斗通过到达容器的主通道和旁路通道。

Description

用于夯实设备的螺旋输送机系统

相关申请的交叉引用

本申请依据35USC§119(e)要求于2013年11月19日递交的美国临时专利申请61/906,095的优先权，该申请的说明书由此通过引用而并入。

技术领域

本发明涉及输送机系统。更具体地，本发明涉及一种用于夯实设备的螺旋输送机系统。所述夯实设备还可以配合在材料运输车辆上。

背景技术

螺旋输送机用在夯实系统中以将大体积的废料沿着从一个地点到另一地点的路径移位。该螺旋输送机通常包括螺旋件，所述螺旋件可以在路径的起始处具有大螺距并且在路径的终点处具有小螺距。

已知的螺旋输送机的一个示例公开在US5,611,268中(汉密尔顿(HAMILTON))。HAMILTON教导了在路径的终点处使用锥形通道，以进一步夯实废料。然而，具有不规律尺寸的废料元件可能堵在锥形通道的入口处，并且在材料沿着路径流动中引起问题。当使用与HAMILTON的螺旋输送机类似设计的螺旋输送机时，该问题通常在工业中遇到。EP2319685描述了一种夯实系统，所述夯实系统可以用在用于运输废料的车辆上。该车辆通常包括负载料斗以容纳废料。该材料之后通过孔被转移到容器。再次，不规律尺寸的材料可能堵塞在孔中。

因此，鉴于上述，故需要一种螺旋输送机系统，所述螺旋输送机系统通过其设计和部件将能够克服前述现有技术的问题中的一些问题或至少使得前述现有技术的问题中的一些问题最小化。

发明内容

根据第一方面，提供一种用于夯实设备的螺旋输送机系统，所述夯实设备具有容纳材料的料斗和以夯实方式储存材料的容器。所述螺旋输送机系统还包括：螺旋件，所述螺旋件将材料从所述料斗输送到所述容器；以及由所述螺旋件穿过的通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间并且允许所述材料通过。所述通道结构限定了非对称的孔并且所述通道结构包括：主通道，所述主通道成形为与所述螺旋件的周向周界紧密相关；以及旁路通道，所述旁路通道向外延伸超出所述螺旋件的所述周向周界并且从所述主通道偏移。

在一实施方式中，所述螺旋件包括位于所述料斗中的近段和位于所述容器中的远段。所述螺旋件的近段可以位于所述料斗的底部中。所述螺旋件的远段的长度和所述容器的长度之间的比可以包括在20％和50％之间。所述螺旋件的近段的一部分可以穿过所述通道结构。在一实施方式中，所述旁路通道位于所述通道结构的顶部中。

在一实施方式中，所述旁路通道和所述主通道具有限定的比在20％和40％之间的各自的孔面积。

在一实施方式中，所述通道结构包括至少一个向内突出的鳍部。

在一实施方式中，所述主通道的周向周界为基本上圆形的。

在一实施方式中，所述旁路通道的周向周界包括正方形拐角。

在一实施方式中，所述螺旋件包括：螺旋轴；螺旋式螺旋叶片，所述螺旋式螺旋叶片围绕所述螺旋延伸并且具有外边缘；以及螺旋头板，所述螺旋头板附接至所述螺旋轴的端部并且垂直于所述螺旋轴延伸。所述螺旋式螺旋叶片可以包括沿着所述近段的第一组螺纹和沿着所述远段的不同于所述第一组螺纹的第二组螺纹。所述第一组螺纹可以具有第一螺距，并且所述第二组螺纹可以具有不同于所述第一螺距的第二螺距。同样，所述第一组螺纹可以具有第一直径，并且所述第二组螺纹可以具有小于所述第一直径的至少一个第二直径。此外，所述第一组螺纹可以具有第一边缘厚度和所述第二组螺纹可以具有不同于第一边缘厚度的第二边缘厚度。

在一实施方式中，所述螺旋式螺旋叶片和所述螺旋轴的每一者具有设置有表面硬化图案的表面。

在一实施方式中，所述螺旋件包括连接至所述螺旋头板和所述螺旋轴的至少一个稳定肋。

在一实施方式中，所述螺旋输送机系统还包括偏置机构，所述偏置机构配置成允许所述螺旋件沿着所述螺旋件的纵向轴线从静止位置偏转，并且在所述偏转之后将所述螺旋件朝向所述静止位置偏置。所述偏置机构可以包括：传动板；螺旋头板，所述螺旋头板以与所述传送板平行的关系而偏置地安装；以及至少一个基于弹簧的部件，所述基于弹簧的部件连接所述传动板和所述螺旋头板。所述基于弹簧的部件可以为弹簧偏置螺栓。所述螺旋件由所述偏置机构所允许的偏转可以在0°和5°之间。

根据另一方面，提供了一种夯实设备，所述夯实设备包括：料斗，所述料斗容纳材料；容器，所述容器以夯实的方式储存所述材料；以及如上所述的螺旋输送机系统。

在一实施方式中，所述料斗包括料斗槽，所述螺旋件的近段容纳在所述料斗槽中。

在一实施方式中，所述容器包括容器槽，所述螺旋件的远段容纳在所述容器槽中。

根据另一方面，提供了一种材料运输车辆，所述材料运输车辆包括如上所述的夯实设备，所述材料运输车辆包括料斗入口，所述料斗入口位于所述材料运输车辆的侧面上。同样，所述螺旋输送机系统可以配置成朝向所述材料运输车辆的后端输送材料。

根据另一方面，提供了一种夯实设备，所述夯实设备包括：料斗，所述料斗容纳材料；容器，所述容器以夯实的形式储存所述材料；以及螺旋输送机系统。所述螺旋输送机系统可以包括：通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间；螺旋件，所述螺旋件在所述料斗中和在所述容器中延伸；以及驱动机构，所述驱动机构可操作地连接至所述螺旋件。所述通道结构可以包括孔，所述螺旋件在所述孔内延伸，所述螺旋件配置成将所述材料从所述料斗输送到所述容器。所述驱动机构可以包括可变输送量的液压马达，所述可变输送量的液压马达通过齿轮传动装置可操作地连接至所述螺旋件以用于接合旋转中的所述螺旋件。

在一实施方式中，所述齿轮传动装置包括联接至所述液压马达的减速齿轮、与所述减速齿轮可操作地接合的第一传动齿轮、可操作地连接至所述第一传动齿轮并可操作地连接至所述螺旋件的第二传动齿轮。

在一实施方式中，如上所述的夯实设备还包括偏置机构，所述偏置机构在所述螺旋件的第一端安装到所述螺旋件，并且其中，所述驱动机构还包括驱动轴，所述驱动轴在所述螺旋件的所述第一端可操作地连接至所述螺旋件。所述偏置机构可以允许所述螺旋件沿着所述螺旋件的纵向轴线从静止位置偏转，并且在所述偏转之后可以允许所述螺旋件朝向所述静止位置偏置。

根据另一方面，提供了一种材料运输车辆，所述材料运输车辆包括如上所述的夯实设备。在一实施方式中，所述材料运输车辆包括引擎，其中所述可变输送量的液压马达被由所述材料运输车辆的引擎可操作地连接并驱动。

根据另一方面，提供了一种移动式夯实设备，所述移动式夯实设备包括：夯实设备容纳框架，所述夯实设备容纳框架支撑在车轮上且具有前端和后端；料斗，所述料斗安装到所述夯实设备容纳框架并且配置成容纳所述材料；以及容器，所述容器安装到所述夯实设备容纳框架并且配置成储存以夯实形式的所述材料。所述料斗安装在所述夯实设备容纳框架上的所述容器的前方。螺旋输送机系统包括通道结构，所述通道机构位于所述料斗和所述容器之间，并且包括延伸通过所述通道结构的孔，所述孔允许所述材料从所述孔通过；以及螺旋件，所述螺旋件在在所述料斗和所述容器中延伸并且通过所述孔，并将所述材料从所述料斗向后输送到所述容器。

在一实施方式中，所述料斗包括位于所述移动式夯实设备的侧面上的料斗入口。

在一实施方式中，所述夯实设备容纳框架包括在前端处的拖曳机联接件，所述拖曳机联接件能够与所述拖曳机接合。

在一实施方式中，所述夯实设备容纳框架包括在前端处并且邻近于所述料斗的引擎驾驶舱。

附图说明

图1为根据一实施方式的由通道结构限定的非对称的孔的分解放大前视图，其中省略了螺旋件；

图2为图1显示的由通道结构限定的非对称的孔的分解放大前视图，其中带有螺旋件；

图3为根据一实施方式的示出了螺旋输送机系统沿着图9的剖面线3-3的分解的截面图；

图4A为根据一实施方式的在图4B中显示的驱动螺旋输送机系统所需要的部件的分解图；

图4B为根据一实施方式的驱动螺旋输送机系统所需要的部件的透视图；

图5为根据一实施方式的驱动螺旋输送机所需要的部件的分解透视图，其中在液压马达上方省略了槽板；

图6为根据一实施方式的螺旋输送机系统的头部组件的分解放大透视图；

图7为根据一实施方式的螺旋输送机的头部组件的沿着图6的剖面线7-7的分解剖视图；

图8为根据一实施方式的螺旋件的侧面正视图；

图9为根据一实施方式的螺旋输送机系统和通道结构的分解的部分切割透视图，其中省略了容器和料斗之间的壁以及料斗顶板；

图10为根据一实施方式的显示了螺旋输送机系统的容器的分解的后透视图；

图11为根据一实施方式的料斗的分解透视图，其中省略了螺旋输送机；

图12为图8中显示的螺旋件的透视图；

图13为图9中显示的螺旋件的分解放大透视图，其中表面硬化图案部分地应用在螺旋件上；

图14为安装在材料运输车辆上的夯实设备的透视图。

具体实施方式

在以下的描述中，同样的附图标记指代类似的元件。而且，为了清楚且简要，即，为了不会过度地给附图加载数个附图标记，故并非所有的附图包括所有的部件和特征的附图标记，并且仅在一个附图中可以找到一些部件和特征的标记，并且本公开的示出在其它附图中的部件和特征可以容易地从其它附图中推断出。所提到的实施方式、几何配置、材料和/或附图中显示的尺寸是可选的，并且仅出于示意的目的而给出。

为了提供更精炼的描述，在此所给出的一些数量表达可以用术语“大约”限制。要理解的是，不管术语“大约”是否明确地使用，在此所给出的每一个量意味着指代实际的给定值，并且其还意味着指代该给定值的近似值，该近似值可能基于本领域的公知常识而合理地推断出，包括由于该给定值的试验条件和/或测量条件的近似值。

根据一个方面，根据一个实施方式提供了用于夯实设备的螺旋输送机系统。

参考图14，总体示出了根据一个实施方式的螺旋输送机系统20和夯实设备22。夯实设备具有容纳待夯实的材料的料斗24、以及以夯实的方式储存材料的容器28。夯实设备22可以理解为这样一种装置，其促进了所处理材料的体积的减少。当在给定体积(例如，容器28等)中需要容纳最大量的材料时，夯实是有利的。在一些实现中，夯实设备22可以安装在材料运输车辆30中，如在此所显示的。在其它变型中，夯实设备可以设置在需要储存并且处理的大尺寸材料的车间或其它结构中。例如，该材料可以包括废料、可回收利用的材料或有机废物。

螺旋输送机系统20首先包括螺旋件32，螺旋件32将材料从料斗24输送到夯实设备22的容器28中。螺旋件32可以被理解为输送机螺旋件，因此其被设计成将材料沿着路径输送。在下文中进一步提供了关于螺旋件以及螺旋输送机系统20的其它部件的更多细节。

参考图5和图9，在一些实现中，料斗24的尺寸设定成容纳一定体积的材料，并且成形为在重力作用下将材料引导到螺旋输送机系统20。要理解的是，料斗24不必为漏斗形容器。料斗24可以具有倾斜的槽板26，从而容纳在料斗24中的材料被引导到螺旋输送机系统20。料斗24还可以包括料斗槽25，料斗槽成形为与螺旋件32有紧密关系并且位于料斗24的底部中。

参考图10，容器28的尺寸设定成容纳一定体积的材料。容器28还可以包括容器槽29，容器槽29位于容器28的底部中。

参考图3、图5、图8、和图10，现在将更详细地描述根据实施方式的输送机系统。

如上面所提到的，输送机系统20包括将材料从料斗24输送到容器28的螺旋件32(例如输送机螺旋件)。

在所示出的实施方式中，螺旋件32包括螺旋轴48、围绕螺旋轴48延伸并且具有外边缘44的螺旋式螺旋叶片(helicalscrewblade)54以及附接至螺旋轴48的端部并且垂直于螺旋轴48延伸的螺旋头板56。以后将描述关于那些部件的更多细节。通常，为了在此所描述的夯实设备22，螺旋件32可以由金属材料(例如，钢)或任何合适的材料制成。螺旋件32还包括近段50和远段52。螺旋件近段50最接近于螺旋头板56，并且远段52是最远的。近段50和远段52可以在很多方面不同。如在螺旋输送机系统的领域中的技术人员可以得知，在可以由用于螺旋输送机系统20的螺旋件32展示出的很多其它特征之中，螺旋件可以沿着其长度具有多个螺距、螺纹直径和螺纹厚度。在图3和图8中显示的实施方式中，螺旋件32包括沿着近段50的第一组螺纹58和沿着远段52的不同于第一组螺纹58的第二组螺纹60。这些第一组螺纹58和第二组螺纹60可以根据多种特征而彼此改变。

在图3和图8中所示出的实施方式中，第一组螺纹58具有第一螺距62，并且第二组螺纹60具有不同于第一螺距62的第二螺距64。第一螺距62长于第二螺距64。在示出的实施方式中，仅仅作为示例，第一螺距62为大约24英寸(610毫米)，并且第二螺距64为大约12英寸(305毫米)。要理解的是，这些螺距可以从上述的实施方式改变。在一些实现中，第二螺距64与第一螺距62的比在40％和60％之间。螺旋件32的螺距可以根据待输送的材料并且根据所需要的夯实度来选择。螺旋件32从第一组螺纹58到第二组螺纹60的螺距的减小可以提高由废物夯实设备22实现的夯实度。同样，对于螺旋件32的一个旋转，较长的第一螺距62提高了沿着较长距离输送材料。因此，第一螺距62(表征螺旋件32的近段50)可以提高从料斗24朝向容器28快速地输送材料，从而料斗24可以快速地清除材料。第二螺距64(表征螺旋件32的远段52)可以提高更高的夯实度。

仍然参考图3和图8所示出的实施方式，第一组螺纹58具有第一直径66，并且第二组螺纹60具有不同于第一直径62的第二直径68。第一直径66大于第二直径68，同时包括在第一直径66的第二直径68之间的逐渐减小的直径67。在示出的实现中，第一直径66为大约24英寸(610毫米)，并且逐渐减小的直径67的范围在大约24英寸(610毫米)到在第二直径68处的大约12英寸(305毫米)之间。可以理解的是，该直径可以从上述的实施方式而改变。根据另一实施方式，第二直径68与第一直径66的比在40％和60％之间。螺旋件32的直径可以根据待输送的材料并且根据所需要的夯实度来选择。近段50上的较大的第一直径66促进将大尺寸材料朝向通道结构34输送，这在下文中将更详细地描述。第二直径68(表征螺旋件32的远段52)可以促进容器28中的更高的夯实度。随着容器28填充了夯实的或切碎的材料并且在容器28内随着螺旋件32持续地将材料推动远离螺旋件32时，则压缩作用力可以沿着螺旋件32的纵向轴线A施加在螺旋件32上。因此，第二直径68可以如此选择，从而限制施加在螺旋件32上的压缩作用力，同时促进某夯实度。

在图3和图8所示出的实施方式中，第一组螺纹58具有第一边缘厚度70，并且第二组螺纹60具有不同于第一边缘厚度70的第二边缘厚度72。在该实施方式中，第二边缘厚度72厚于第一边缘厚度70。螺旋件32的边缘厚度可以根据待输送的材料并且根据所需要的夯实度来选择。螺旋件32的边缘厚度的增大延长了螺旋输送机系统20的寿命，这是因为随着容器28填充有夯实的或切碎的材料并且随着螺旋件32持续地在容器28中推动材料，则压缩作用力可以沿着螺旋件32的纵向轴线A施加在螺旋件32上。因此，第二边缘厚度72可以选择成，使得螺旋式螺旋叶片54可以经受施加在螺旋件32上的压缩作用力，同时促进了某夯实度，并且限制了螺旋件32的整体重量。

现在参考图13，螺旋式螺旋叶片54和螺旋轴48在它们各个表面上可以包括至少在其一部分上的表面硬化图案(hardfacingpattern)74。该表面硬化图案74可以通过焊接通道应用。通过防止螺旋式螺旋叶片54和外边缘44的磨损，该表面硬化图案74可以延长螺旋件32的寿命。而且，表面硬化图案74可以提高螺旋式螺旋叶片54和输送的材料之间的夹持效果，因此增大摩擦和上述剪切作用力，导致螺旋输送机系统20和所处理的材料的相互作用。

现在参考图7、图8和图12，在一些实现中，螺旋件32可以包括至少一个垂直于螺旋轴48而延伸的稳定肋76，稳定肋76连接至螺旋头板56并且连接至螺旋轴48。通过在输送材料过程中沿着螺旋件32的纵向轴线A提供稳定性并且通过进一步将螺旋头板56附接至螺旋轴48，稳定肋76可以延长螺旋件32的寿命。此外，稳定肋76可以通过将材料夹持在料斗中并迫使材料在稳定肋76和料斗槽25之间，来提高螺旋输送机系统20的粉碎效果。该相互作用可以提供切割效果，该切割效果导致在将材料输送到容器28中之前将材料切割成更小片。

参考图1、图2、图5、和图9，根据一个方面，螺旋输送机系统20包括供螺旋件32穿过的通道结构34。通道结构34位于料斗24和容器28之间，并且允许由螺旋件32输送的材料从料斗24通过到达容器28。在一些实施方式中，通道结构34被理解为料斗24和容器28之间的类似隧道的通道。

参考图1、图2、图5、和图9，通道结构34限定了非对称的孔38。通道结构34包括成形为与螺旋件32的外周周界有密切关系的主通道40、和向外延伸超过螺旋件32的外周周界并且从主通道40偏移的旁路通道(by-passpassageway)42。参考图1和图2，通道结构34的孔38的非对称外观由旁路通道42相对于主通道40的形状和偏移位置体现的而显示出来。换句话说，主通道40和旁通道(by-passageway)36二者限定了一个通道结构34，其中由通道结构34限定的孔38当从横截面观看时为非对称的。将注意的是，在所示出的实施方式中，通道结构34的非对称的孔38基本上垂直于螺旋件32的纵向轴线A而延伸。可替选地，在另一实施方式(未示出)中，通道结构34的非对称的孔38可以限定与螺旋件32的纵向轴线A的倾角。在下文中还将提供关于主通道40和旁路通道42的更多细节。

通道结构34还包括通道壁36，通道壁36可以限定直通道(如图5所示)，非对称的孔38垂直于通道壁36。可替选地，通道壁36可以限定锥形通道36(未示出)，非对称的孔38限定了与通道壁36的倾角。现在参考图3，其显示了通道壁36为基本上平面的。然而，可以理解的是，在可替选的实施方式(未示出)中，通道壁36可以以凸式或凹式弯曲，由此改变通道结构34的沿着通道结构34的长度的截面表面面积。仍然参考图1和图2，主通道40成形为与螺旋件32的外边缘44有紧密关系。在一些实现中，主通道40的周向周界是基本上圆形的。在图1和图2中显示的实现中，螺旋件的外边缘44和主通道40的通道壁36之间的间隙为大约3/4英寸(19.1毫米)。主通道40适于作主要的，是因为在螺旋输送机系统20的操作过程中，包含在由螺旋件32输送的所处理的材料中的第一类型的物体通过主通道40，以便从料斗24通过到达容器28。该第一类型的物体可以包括成形为和/或尺寸设定成由螺旋螺纹46输送的物体。而且，该第一类型的物体可以包括可压缩的并且当将第一类型的物体输送通过主通道40时可以被螺旋件32的作用压缩的物体。

在图1和图2中所示出的实施方式中，主通道40成形为圆形的，以便与螺旋件外边缘44有紧密关系。可替选地，主通道40可以为其它合适的形状，并且不需要与螺旋件的外边缘44有紧密关系。主通道44的紧密相关的圆形形状可以是有利的，这是因为螺旋件32在主通道40中的旋转可以压缩螺旋螺纹46、螺旋轴48和通道壁36之间的第一类型的物体，导致该第一类型的物体被夯实，从而该第一类型的物体可以以夯实的形式储存在容器28中。为了本申请的目的，材料在主通道40中通过过程中被夯实的结果在下文中被称为主夯实。将进一步描述副夯实机构。

仍然参考图1和图2，旁路通道42的周向周界可以成形为向外延伸超出主通道40的外周周界并且从主通道40偏移。在一实施方式中，旁路通道42还包括直角拐角43。旁路通道42适于作旁路，从而第二类型的物体，即，不能通过主通道40输送或压缩的物体，可以通过旁路通道42。旁路通道42限定了孔，该孔提供了螺旋件32和通道壁36之间的额外间隔，给第二类型的物体提供了从料斗24到容器28的通道。

在图1、图2、图5和图9中显示的实施方式中，当考虑从料斗24并且朝向容器28观看时，螺旋件32的旋转R是顺时针的。在该实施方式中，从相同的方向上，旁路通道42位于通道结构34的右上拐角中。在该实施方式中，在螺旋件32旋转过程中，第二类型的物体可以通过与旁路通道42的通道壁36具有接触点而停止旋转，例如在直角拐角43的一个壁上。因此，由于那些物体可以通过旁路通道42，故提高了由螺旋螺纹46将第二类型的物体输送进入旁路通道42中并输送到达容器28中。

参考图1和图2，在示出的变型中，在通道结构34的顶部中的旁路通道42的位置有利地将第二类型的物体引导到旁路通道42，这是因为料斗24的槽板26可以有助于将该物体引导到旁路通道42。该位置还促进了容纳在料斗24中的材料的输送，从而更大数量的材料可以在较短的时间量中得以处理。此外，通过为第一类型的物体和第二类型的物体二者提供到容器28的更直接的通道，该位置可以使得螺旋输送机系统20的堵塞最小化，因此，提高了螺旋输送机系统20的整体性能。在图1和图2显示的实施方式中，旁路通道42和主通道40具有分别的孔面积，该孔面积限定了在20％和40％之间的比。该比对可以通过旁路通道42的第二类型的物体的尺寸有影响。如果该比大，则更大的第二类型的物体可以通过旁路通道42，并且可以减小堵塞螺旋输送机系统20的风险。本领域的技术人员可以得知，将该比选择得足够大，从而第二类型的物体堵塞螺旋输送机系统20的风险低，并且选择得足够小以防止储存在容器28中的夯实的材料在螺旋输送机系统20的操作过程中被抽回到料斗24。

参考图1、图2和图11，料斗槽25和通道结构34可以包括至少一个向内突出的鳍部27，鳍部27以平行于螺旋件32的纵向轴线A的方式沿着料斗槽25延伸并且延伸到通道结构34中。可替选地，该至少一个向内突出的鳍部27可以沿着那些结构螺旋式地延伸。向内突出的鳍部27可以有助于阻止材料与螺旋件32一起旋转，并且有助于避免螺旋输送机系统20的堵塞。而且，向内突出的鳍部27可以充当磨损导向件以防止螺旋件32磨损料斗槽25或通道结构34。向内突出的鳍部27的尺寸设定成，鳍部27和螺旋件32之间的空隙为几毫米。在一实施方式中，该空隙为大约3/16英寸(4.8毫米)。相应地，向内突出的鳍部27可以为任何形状并且可以由适于上述目的的材料制成，例如钢。在图1、图2和图11显示的实施方式中，三个向内突出的鳍部27为平行六面体并且使用根据螺旋件32的纵向轴线A的时钟位置术语定位在料斗槽25和通道结构34中的3点钟、6点钟和9点钟处。在不背离本说明书的范围的情况下，可以考虑其它数目和配置的鳍部。在图1、图2、图5和图11显示的实施方式中，旁路通道42还可对所处理的材料的夯实有影响。如上所述，材料由螺旋件32从料斗24输送到容器28，材料被迫使通过由通道结构34限定的非对称的孔38。在操作过程中，由螺旋螺纹46输送的材料最终与槽板26和通道壁36接触。随着螺旋件32旋转，螺旋螺纹46和材料之间的摩擦可以增大，这是因为材料可以通过与螺旋输送机系统20的不动部分(例如，槽板26、向内突出的鳍部27或通道壁36)具有接触点而停止旋转。相应地，剪切作用力可以被施加在材料上，并且那些作用力可以随着材料通过通道结构34而最终地将材料分裂和/或切碎成更小片。而且，如果材料分散到螺旋螺纹46的两侧上并且通过与螺旋输送机系统20的不动部分(例如，槽板26、向内突出的鳍部27或通道壁36)具有接触点而停止旋转，则螺旋件外边缘44可以随着螺旋件32旋转而切割材料。那些上述机构具有将材料切碎成更小片的作用并且随着材料通过通道结构34将那些更小片压缩。那些切碎的材料(包括上面限定的第一类型的物体和第二类型的物体)可以促进所处理的材料的体积的减小，并且因此以夯实的形式到达容器28中。

在图3、图8、图9、和图10中显示的实施方式中，螺旋件32的近段50的一部分穿过通道结构34。如上面所提到的，近段50的剩余部分位于料斗24中，更精确地说在料斗24的底部中。甚至更精确地说，近段50位于料斗槽25的上方。相应地，螺旋件32的近段50容纳在料斗槽25中。在一个变型中，料斗槽25和近段50的螺旋外边缘44之间的空隙可以为大约11/16英寸(17.5毫米)。远段52位于容器28中，更精确地说在容器槽29上方。相应地，容器28包括容器槽29，在本文中容器槽29容纳了螺旋件32的远段52。容器槽29可以对容器28中发生的夯实有影响(在下文中被称为副夯实)。随着越来越多的材料在容器28中输送，远段52还可以将越来越多的堆在容器28中的材料夯实，这导致了比起上述主夯实所提供的夯实度有更大的夯实度。容器槽29可以有助于螺旋件32的远段52将位于容器28中的压缩并且切碎的材料夹持住，并且促进了副夯实。而且，容器槽29可以促进将材料以更均匀的方式分散遍及容器28，并且防止材料返回到料斗24中。

在一些实现中，螺旋件32的远段52的长度和容器28的长度比包括在20％和50％之间。例如，认为远段52为40英寸(1.016米)长，在具有164.5英寸(4.178米)的内长度的25立方码的容器中，该比为大约24.3％。在另一实施方式中，仍然认为远段52为40英寸(1.016米)长，在具有95.5英寸(2.426米)的内长度的14立方码的容器中，该比为大约41.8％。该比可以对由夯实设备实现的夯实度具有影响和/或对夯实设备22的寿命具有影响。本领域的技术人员将可以得知，将比选择得足够大，从而螺旋件32对材料有足够的夹持，以提供足够的副夯实，并且将比选择足够小，以限制旋转螺旋件32所浪费的能量、以及几乎连续地翻转并且压缩位于容器中的材料而不会实现较大的夯实度。

在一实施方式中，当比包括在20％和50％之间时，夯实实验已经显示了，当材料为普通居家废料时，可以实现每立方码大约1300英镑(1300英镑/立方码)的密度。该值比用于同样的给定应用的其它夯实设备中所通常获得的数值明显更好，所述其它夯实设备例如基于推动器板(pusherplate-based)的夯实设备，其中达到了每立方码900英镑(900英镑/立方码)的密度。

可以理解的是，包括的所有上述特征仅仅为了示意的目的，并且根据应用和设备的尺寸而可以改变。例如，螺旋件32不必必须包括轴并且能够以无轴螺旋式(未示出)的形式，其通常为螺旋输送机系统领域的技术人员所熟知。此外，螺旋件可以包括两个不同的轴(未示出)，该两个不同的轴以彼此对齐和/或彼此平行的方式延伸，其中第一轴和第二轴可以呈现以与上述的螺旋件32的近段50和远段52相同的方式而不同的轴。

现在参考图6至图8，根据另一方面，螺旋输送机系统20包括偏置机构78，偏置机构78配置成允许螺旋件32沿着螺旋件32的纵向轴线A从静止位置偏转，并且使得螺旋件32在该偏转之后朝向该静止位置偏置。可以理解的是，偏置机构78可以允许螺旋件32在一个或多个方向上偏转并且在已经出现该偏转以后将螺旋件32回复到其静止位置。据此，所描述的偏置机构78可以以多种方式体现，并且以下的实施方式仅仅作为示意目的而描述，并且可以根据该应用和设备的尺寸而改变。

在一些实现中，偏置机构78可以包括传动板80、螺旋头板56，螺旋头板56与之前所描述的传动板80以平行关系而偏置地安装；以及至少一个基于弹簧的部件82，该基于弹簧的部件82将传动板80和螺旋头板56连接起来。为了在上下文中描述偏置机构78，引入了驱动机构86。驱动机构86配置成驱动螺旋件32旋转。在显示的实施方式中，驱动机构86包括驱动轴84，驱动轴84通过偏置机构78可操作地连接至螺旋件32。除其它部件以外，驱动轴84包括与螺旋轴48接合的螺旋座90。驱动机构86还包括轴承组件87，轴承组件87支撑驱动轴84并且使得驱动轴84旋转。更特别地，轴承组件87充当驱动轴84的支撑件，轴承组件87允许驱动轴84自由旋转。例如，轴承组件87可以为适于驱动轴84和螺旋件32的重量的滚针轴承，并且能够承受在操作夯实设备22过程中发生在螺旋件32上的作用力。在显示的实施方式中，驱动轴84的螺旋座90为供螺旋头板56搁置在其上的肩膀形。螺旋头板56因此垂直于驱动轴84而静止。螺旋座90成形并且尺寸设定成，传动板80和螺旋头板56以平行关系安装，在两个板之间留下间隙89。例如，间隙89的范围可以为1/8英寸和1英寸之间(3.2毫米到25.4毫米)。

参考图6至图8，驱动轴84接收来自驱动机构86的致动器的扭矩作用力，这在下文中将更详细地描述。传动板80固定至驱动轴84，并且将来自驱动轴84的扭矩作用力经由将传动板80连接到螺旋头板56的多个鳍部88而传递给螺旋头板56。鳍部88将来自传动板80的旋转作用力传递给螺旋头板56。

现在返回到偏置机构78，仍然参考图6至图8，传动板80和螺旋头部板56还由至少一个弹簧偏置的部件82连接。弹簧偏置的部件82可以包括弹簧偏置的螺栓83。根据一实施方式，螺旋头板56通过多个该弹簧偏置的螺栓83连接到传动板80，将螺旋头板56附接在螺旋座90，但允许螺旋头板56在螺旋座90上枢转。在螺旋座90上枢转的这种自由接着允许螺旋件32的偏转。相应地，螺旋件32的偏转被传动板80和螺旋头板56之间的间隙89以及被位于主通道40中的向内突出的鳍部27的尺寸所限制。间隙89越大，在传动板80和螺旋头板56彼此接触之前偏转可以变得越大。该偏置机构78可以允许螺旋件32围绕螺旋件32的纵向轴线A在任何方向上偏转，并且在偏转之后将螺旋件32带回到其静止位置中。

在一个示例中，偏置机构78可以允许螺旋件32在0°和5°之间偏转。在图6至图8中显示的实施方式中，当螺旋件32朝向根据螺旋件32的纵向轴线A的时钟位置3点钟、6点钟和9点钟偏转时，偏置机构78允许螺旋件32在远段52的端部末端处偏转大约5/16英寸(大约7.9毫米)。该偏转对应于大约0.35°的偏转角。当螺旋件32根据螺旋件32的纵向轴线A、在旁路通道42的方向上朝向12点钟偏转时，远段52的端部末端可以偏转大约3/4英寸(大约19.1毫米)。该偏转对应于大约0.81°的偏转角。

偏置机构78是有利的，这是因为偏置机构78可以允许螺旋件32在材料的高载荷下或者当不可压缩的和/或大型物体在通道结构34中通过时偏转。该偏转可以允许在螺旋外边缘44和通道壁36之间有更多的空隙，因此，避免在操作过程中螺旋输送机系统20的堵塞。该允许的偏转角可以考虑当螺旋输送机系统20操作时在螺旋外边缘44和通道壁36之间的空隙以及在上面描述的所需要的切碎效果。如果所允许的偏转角较大，则切碎效果可以较低效，这因为螺旋件可以偏转得更大，并且允许更大片的材料通过到达通道结构34中。

现在参考图4和图5，在一些实现中，将更详细地描述螺旋输送机系统20的驱动机构86。除了驱动轴84，驱动机构86还包括致动器以接合旋转中的驱动轴84。在显示的实施方式中，驱动机构的致动器为液压马达92。液压马达92可以为可变输送量的马达。根据该马达受到的阻力，可变输送量的马达可以适应该功率和形成的扭矩。在一个变型中，液压马达92可以以与螺旋输送机系统20的螺旋件32平行方式放置，以便形成更紧凑的组件。为了将液压马达92可操作地连接至驱动轴84，或直接地连接至螺旋件32，在一些实施方式中，驱动机构86可以包括齿轮传动装置93。在一个变型中，齿轮传动装置93可以包括可操作地连接在一起的减速齿轮94、第一传动齿轮96、第二传动齿轮98和链条100。

仍然参考图4和图5，液压马达92联接至减速齿轮94并且接合旋转中的减速齿轮94。减速齿轮94例如并且非限制性地可以具有减速比为17.2:1，以便减少从液压马达92输出的每分钟转动次数，从而液压马达92可以用在高效机制中。减速齿轮94接着与第一传动齿轮96接合。第一传动齿轮96接着通过链条100可操作地连接至第二传动齿轮98。可以理解的是，在另一变型中，链条100可以由将第一传动齿轮96和第二传动齿轮98可操作地连接并且允许在第一传动齿轮96和第二传动齿轮98之间的旋转作用力的传递的皮带或任何合适的连接装置替代。如上所述，第二传动齿轮98附接至驱动轴84并且因此将旋转作用力传递至螺旋件32。因此，驱动轴84的一端可操作地连接至第二传动齿轮98，并且在另一端处连接至偏置机构78的传动板80。鉴于上述，齿轮传动装置93可以使用来自液压马达92的每分钟输出旋转次数，从而螺旋件32以所需要的速度旋转。例如并且非限制性的，第二传动齿轮98和第一传动齿轮96之间的比可以为3.6:1，以便使得螺旋件32以所需要的速度旋转。可选择地，驱动机构86还可以包括可操作地连接至链条100的紧链器102以将链条100张紧。

齿轮传动装置93的上述部件可以配置成将紧凑组件提供给驱动机构86，例如图4和图5示出的组件，其中液压马达92以平行于螺旋件32的方式安装。可替选地，液压马达92可以垂直于螺旋件32安装。在一些实施方式中，如果第一传动齿轮96和第二传动齿轮98为直角齿轮，则二者可以直接地可操作地连接。该配置仍然提供了驱动机构86的紧凑组件。

在一个变型中，液压马达92可以产生在5转/分钟时的大约21000磅-英尺(pound-foot)(28472牛顿-米)的最大扭矩，并且最小扭矩数值可以具有在25转/分钟时的大约4200磅-英尺(5694牛顿-米)。相应地，在一些实现中，螺旋件32可以以25转/分钟的速率旋转，展示了最大旋转速度但是最小的扭矩。相反，在最大作用力时，螺旋件32可以以5转/分钟的速率旋转，展示了最小旋转速度但是最大的扭矩。液压马达92可以由车辆的引擎或由电动马达(不管是否用在车辆上)可操作地连接并且驱动。

在一些实现中，夯实设备22可以用作分离的装置或可以包含在还执行其它任务的设备中。如图14中示出的，夯实设备22可以配合在材料运输车辆30上。例如，夯实设备22可以安装到车轮上支撑的夯实设备容纳框架31，由此形成移动的夯实设备。在显示的实施方式中，材料运输车辆30为自主移动车辆，并且尤其为在其前端处具有驾驶舱33的卡车。

在该说明书中，术语“向前”、“前”、“向后”、和“后”针对材料运输车辆30在向前方向上的行进方向而阐释。

料斗24和容器28安装到夯实设备容纳框架31，该框架31在驾驶舱33的后方。料斗24位于容器28和驾驶舱33之间，即在容器28的前方并且在驾驶舱33的后方。料斗24包括位于材料运输车辆30的侧面上的料斗入口23。因此，材料可以从材料运输车辆30的侧面收集并且引入到料斗24中。因此，上述的螺旋输送机系统20配置成朝向材料运输车辆30的后端输送材料。该配置允许夯实的材料从在材料运输车辆30的后端处的容器28卸载。

移动式夯实设备包括螺旋输送机系统20，螺旋输送机系统20具有：位于料斗24和容器28之间的允许材料通过的通道结构，以及料斗24和容器28之间的用于向后输送材料的螺旋件32。通道结构34还包括延伸穿过通道结构34的孔。如上所述，该孔可以为非对称的。

上述的移动式夯实设备包括自动式和拖曳式移动车辆二者。因此，例如，夯实设备容纳框架31可以包括在其前端处的可接合至拖曳机的拖曳机联接件。该拖曳机可以用于拖曳移动式夯实设备，并且可选地，移动式夯实设备可以被拖曳机可操作地连接并且驱动。

当然，在不背离本发明的如在所附权利要求限定的范围下，可以对上述的实施方式进行多种修改。

Claims (34)

1.一种用于夯实设备的螺旋输送机系统，所述夯实设备具有容纳材料的料斗和以夯实方式储存材料的容器，所述螺旋输送机系统包括：

-螺旋件，所述螺旋件将所述材料从所述料斗输送到所述容器；

-由所述螺旋件穿过的通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间并且允许所述材料通过，所述通道结构限定了非对称的孔并且所述通道结构包括：

-主通道，所述主通道成形为与所述螺旋件的周向周界紧密相关；以及

-旁路通道，所述旁路通道向外延伸超出所述螺旋件的所述周向周界并且从所述主通道偏移。

2.如权利要求1所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件包括位于所述料斗中的近段和位于所述容器中的远段。

3.如权利要求2所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件的近段位于所述料斗的底部中。

4.如权利要求2或3所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件的所述远段的长度和所述容器的长度之间的比包括在20％和50％之间。

5.如权利要求2至4中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件的所述近段的一部分穿过所述通道结构。

6.如权利要求1至5中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述旁路通道位于所述通道结构的顶部中。

7.如权利要求1至6中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述旁路通道和所述主通道具有限定的比在20％和40％之间的各自的孔面积。

8.如权利要求1至7中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述通道结构包括至少一个向内突出的鳍部。

9.如权利要求1至8中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述主通道的周向周界为基本上圆形的。

10.如权利要求1至9中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述旁路通道的周向周界包括正方形拐角。

11.如权利要求2至10中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件包括：

-螺旋轴；

-螺旋式螺旋叶片，所述螺旋式螺旋叶片围绕所述螺旋轴延伸并且具有外边缘；以及

-螺旋头板，所述螺旋头板附接至所述螺旋轴的端部并且垂直于所述螺旋轴延伸。

12.如权利要求11所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋式螺旋叶片包括沿着所述近段的第一组螺纹和沿着所述远段的不同于所述第一组螺纹的第二组螺纹。

13.如权利要求12所述的螺旋输送机系统，其中，所述第一组螺纹具有第一螺距，并且所述第二组螺纹具有不同于所述第一螺距的第二螺距。

14.如权利要求12或13所述的螺旋输送机系统，其中，所述第一组螺纹具有第一直径，并且所述第二组螺纹具有小于所述第一直径的至少一个第二直径。

15.如权利要求12至14中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述第一组螺纹具有第一边缘厚度和所述第二组螺纹具有不同于第一厚度的第二边缘厚度。

16.如权利要求11至15中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋式螺旋叶片和所述螺旋轴的每一者具有设置有表面硬化图案的表面。

17.如权利要求11至16中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件包括连接至所述螺旋头板和所述螺旋轴的至少一个稳定肋。

18.如权利要求11至17中任一项所述的螺旋输送机系统，还包括偏置机构，所述偏置机构配置成允许所述螺旋件沿着所述螺旋件的纵向轴线从静止位置偏转，并且在所述偏转之后将所述螺旋件朝向所述静止位置偏置。

19.如权利要求18所述的螺旋输送机系统，其中，所述偏置机构包括：

-传动板；

-所述螺旋头板，所述螺旋头板以与所述传动板平行的关系而偏置地安装；以及

-至少一个基于弹簧的部件，所述基于弹簧的部件连接所述传动板和所述螺旋头板。

20.如权利要求19所述的螺旋输送机系统，其中，所述基于弹簧的部件为弹簧偏置螺栓。

21.如权利要求18至20中任一项所述的螺旋输送机系统，其中，所述螺旋件由所述偏置机构所允许的偏转在0°和5°之间。

22.一种夯实设备，所述夯实设备包括：

-料斗，所述料斗用于容纳材料；

-容器，所述容器以夯实的方式储存所述材料；以及

-如权利要求1至21中任一项所述的螺旋输送机系统。

23.如权利要求22所述的夯实设备，其中，所述料斗包括料斗槽，所述螺旋件的所述近段容纳在所述料斗槽中。

24.如权利要求22或23所述的夯实设备，其中，所述容器包括容器槽，所述螺旋件的远段容纳在所述容器槽中。

25.一种材料运输车辆，所述材料运输车辆包括如权利要求22至24中任一项所述的夯实设备，所述材料运输车辆包括料斗入口，所述料斗入口位于所述材料运输车辆的侧面上。

26.一种材料运输车辆，包括如权利要求22至25中任一项所述的夯实设备，其中所述螺旋输送机系统配置成朝向所述材料运输车辆的后端输送材料。

27.一种夯实设备，包括：

-料斗，所述料斗用于容纳材料；

-容器，所述容器以夯实的形式储存所述材料；以及

-螺旋输送机系统，所述螺旋输送机系统包括：

-通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间；

-螺旋件，所述螺旋件在所述料斗中和在所述容器中延伸；以及

-驱动机构，所述驱动机构可操作地连接至所述螺旋件，所述通道结构包括孔，所述螺旋件在所述孔内延伸，所述螺旋件配置成将所述材料从所述料斗输送到所述容器，所述驱动机构包括可变输送量的液压马达，所述可变输送量的液压马达通过齿轮传动装置可操作地连接至所述螺旋件以用于接合旋转中的所述螺旋件。

28.如权利要求27所述的夯实设备，其中，所述齿轮传动装置包括联接至所述液压马达的减速齿轮、与所述减速齿轮可操作地接合的第一传动齿轮、可操作地连接至所述第一传动齿轮并可操作地连接至所述螺旋件的第二传动齿轮。

29.如权利要求27或28所述的夯实设备，还包括偏置机构，所述偏置机构在所述螺旋件的第一端安装到所述螺旋件，其中，所述驱动机构还包括驱动轴，所述驱动轴在所述螺旋件的所述第一端可操作地连接至所述螺旋件，所述偏置机构允许所述螺旋件沿着所述螺旋件的纵向轴线从静止位置偏转，并且在所述偏转之后使得所述螺旋件朝向所述静止位置偏置。

30.一种材料运输车辆，包括如权利要求27至29中任一项所述的夯实设备，其中所述材料运输车辆包括引擎，其中，所述可变输送量的液压马达被所述材料运输车辆的所述引擎可操作地连接并驱动。

31.一种移动式夯实设备，所述移动式夯实设备包括：

-夯实设备容纳框架，所述夯实设备容纳框架支撑在车轮上且具有前端和后端；

-料斗，所述料斗安装到所述夯实设备容纳框架并且配置成容纳材料；

-容器，所述容器安装到所述夯实设备容纳框架并且配置成储存以夯实形式的所述材料，所述料斗安装在所述夯实设备容纳框架上的所述容器的前方；以及

-螺旋输送机系统，所述螺旋输送机系统包括：通道结构，所述通道结构位于所述料斗和所述容器之间，并且包括延伸通过所述通道结构的孔，所述孔允许所述材料从所述孔通过；以及螺旋件，所述螺旋件在所述料斗和所述容器中延伸并通过所述孔，并将所述材料从所述料斗向后输送到所述容器。

32.如权利要求31所述的移动式夯实设备，其中，所述料斗包括位于所述移动式夯实设备的侧面上的料斗入口。

33.如权利要求31或32所述的移动式夯实设备，其中，所述夯实设备容纳框架包括在前端处的拖曳机联接件，所述拖曳机联接件能够与拖曳机接合。

34.如权利要求31至32中任一项所述的移动式夯实设备，其中，所述夯实设备容纳框架包括在前端处并且邻近于所述料斗的引擎驾驶舱。