В области шнековых пластикаторов издавна известны как одно- шнековые, так и
двух- и даже четырехшнековые машины. Более полувека тому назад уже были
предложены различные конструктивные решения для повышения эффективности
гомогенизации одношнековых машин: применение вращающихся вместе со шнеком или
стационарных месительных шайб (кулачков), установка нескольких шнеков
последовательно друг за другом в один агрегат, комбинация транспортирующего
шнека с противовращающимся «тормозящим» шнеком или с месительными лопастями.
Так, П. Пфлейдерер в 1881 г. в предисловии к заявке на патент, касавшийся совсем
другого предмета изобретения, описал шнековый пластикатор, оборудованный двумя
незацепляющимися противо- вращающимися шнеками, винтовые нарезки которых
прерывались перемешивающими и месительными лопастями.
Пластикатор с двумя противовращаюшимися
шнеками,
оборудованными месительными лопастями (1881 г.):
1 — меоительные
лопасти; 2 — решетка.
Это, видимо, старейший документ, описывающий шнековый пластикатор. А. Деёгафф
и Л. А. ди Джорджио в 1883 г. разработали одношнековый смеситель, корпус
которого для повышения эффективности •смешения был оборудован внутренней
нарезкой. Дрезденская фирма «С. Е. Rost а. Со» в 1914 г. запатентовала
устройство для замешивания и гомогенизации шоколада.
Шнековый агрегат для гомогенизации шоколада (1914 г.):
1 —
тормозящий шнек; 2 — вращающаяся подпорная шайба; 3 —
загрузочная
воронка.
Для лучшего перемешивания были предусмотрены разрывы винтовой нарезки и
установка подпорной шайбы, вращающейся вместе со шнеком для повышения давления,
а для лучшей гомогенизации шоколадной массы под давлением — установка
«тормозящего» (подпорного) шнека, вращающегося навстречу основному
транспортирующему шнеку. Первая из известных четырехшнековых машин относится к
1907 г. Она была спроектирована Ф. Виссиаком для перемешивания и выдавливания
керамических масс, причем четыре скребково-лопастных f шнека располагались
симметрично относительно оси и частично взаимно перекрывали друг друга. В 1916
г. Р. В. Истон запатентовал в Лондоне двухшнековую машину с в заимо за
цепляющимися вращающимися в одну сторону рабочими органами. В предложенном в
1920 г. в США изобретении Истон высказал идею уплотнительного профиля и
самоочистки шнеков: «Винтовые нарезки выполнены одинаково и сопрягаются так, что
одна плотно входит в другую образуя тем самым непрерывяую поверхность контакта.
Поверхности двух винтов... поддерживают друг ДРУга в листом состоянии».
Представления Истона о геометрии шнекового (винтового) зацепления, однако, очень
неопределенны, а относительно движения материала в системе шнеков даже ошибочны,
так как он говорит об абсолютно вынужденной подаче (продвижении) материала:
«Продвижение материала предупреждает его обратное движение по винтовым нарезкам,
и вращение шнеков заставляет материал двигаться в положительном направлении».