Большое применение, как в сельскохозяйственной технике, так и в других отраслях народного хозяйства находят устройства с вращающимися в кожухах и желобах спирально-винтовыми рабочими органами.
Разработка таких технических устройств представляет определенные трудности при описании процессов перемещения материала, а, значит, вызывает несомненный интерес у проектировщиков транспортеров. Для выбора оптимальных условий транспортировки сельскохозяйственной продукции при помощи спирально-винтовых устройств можно использовать результаты работ отечественных исследователей (Преображенский П.А., Резник Е.И., Григорьев А.М, Артюшин А.А. и др.). За рубежом таких исследований практически не ведется.
Основным преимуществом подобных рабочих органов является их дешевизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны и испытаны спирально-винтовые насосные устройства для перекачки жидких и полужидких сельскохозяйственных материалов. Для выкачки жидкостей из фляг, бочек жидкость захватывается витками пружины и по кожуху перемещается к сливному патрубку.
Для случаев выкачки жидкости из молочных фляг, бочек могут быть использованы: двигатель на 0,2 кВт, кожух полиэтиленовый (нержавеющие материалы) диаметром 38 мм, проволока диаметром 3...4 мм, частота вращения 1500 мин-1. Высота подъема 1...5 м. При высоте более 10 м (Н >g) частоту вращения спирального винта следует увеличивать до 2000...3000 мин-1.
Экспериментами установлено, что подача (производительность) жидкого материала влажностью 90,16 %, плотностью r = 1050 кг/м3, температуры 20°С спирально-винтовым насосом d = S = 35 мм, d = 4 мм, высоты подъема Н = 1,3 м, Dк = 45 мм составляет W = 450 кг/ч, N = 0,1 кВт. При этом осевая скорость пружины u = s n/30 =0,795 м/с, осевая скорость движения материала х = H/t = 0,324 м/с. При этом, коэффициент осевого отставания материала kх.= х / u = 0,324/0,795 = 0,408. Зависимость производительности W и N от частоты вращения пружины n.
Наименьший удельный расход энергии наблюдается при n =1900...2300 мин-1, коэффициент осевого отставания материала находится в пределах 0,3...0,4, производительность увеличивается пропорционально частоте вращения пружины.
Формы загрузочных окон кожуха (забор с торца кожуха, забор через одно или два прямоугольного сечения окна) на производительность насоса значительного влияния не оказывают.
При увеличении диаметра кожуха, соответственно, диаметра и шага пружины производительность увеличивается до 10...15 т/ч. При рабочих режимах n = 1500...3400 мин-1 производительность насоса пропорциональна частоте вращения пружины.
Исследования показали, что для вязких жидкостей совпадение результатов эксперимента с теоретической зависимостью наблюдается на большом участке изменения параметров. Полученные теоретические зависимости позволяют, к тому же по значению критической частоты вращения спирального винта, при которой начинается подъем жидкости, определить истинное значение коэффициента сопротивления. Коэффициент осевого отставания материала совпадает с результатами эксперимента и подтверждает механизм движения жидкости в сложных условиях вращения пружинного винта в канале и позволяет использовать полученные в работе данные при разработке и конструировании насосов и устройств, для транспортирования различных жидкостей и сыпучих материалов.