Qu'est-ce qui fait que le matériau traverse la vis d'Archimède?

... ou en d'autres termes, pourquoi le matériau ne colle-t-il pas à la vis, tourne-t-il en place, sans progresser sur sa longueur?

Dans le cas le plus simple, la réponse est évidente: la gravité. S'il s'agit d'un matériau granulaire ou liquide et que la vis est inclinée sur un côté, il suffira de faire rouler / glisser / couler le long de la lame pour rester sur le côté inférieur du tube.

Mais alors, Wikipedia dit:

On peut également trouver une variante de la vis d'Archimède dans certaines machines de moulage par injection, machines à couler sous pression et extrusion de matières plastiques, qui utilisent une vis à pas décroissant pour comprimer et faire fondre le matériau. Enfin, il est également utilisé dans un type spécifique de compresseur d'air à déplacement positif: le compresseur d'air à vis rotative. À une échelle beaucoup plus grande, les vis d'Archimède au pas décroissant sont utilisés pour le compactage des déchets.

Dans un tel cas, les forces - pression, cisaillement, viscosité, adhérence l'emporteraient sur la gravité, et probablement dans certains cas, un frottement contre les parois du tube. Par exemple, dans le moulage par injection, comment empêcher le plastique à moitié fondu de former une masse agglutinée, de coller à la vis et de rester en rotation sans aucun progrès? Lorsque la pression augmente, quelle force empêche le matériau de reculer dans une zone de basse pression?

Il y a en fait deux types de transport de vis: le soulèvement de l'eau avec des vis se passe exactement comme dans votre gif, dans la partie inférieure d'un tuyau incliné, nous avons de l'eau et la vis pousse des «paquets» d'eau vers le haut. L'eau ne peut pas revenir car il n'y a pas de chemin, les pales ne sont pas complètement submergées. Ce mode est en principe également possible avec les solides. source: Wasser Wissen

Maintenant, les convoyeurs à vis pour solides ou les vis dans les extrudeuses et les hachoirs à viande ou certaines presses de déshydratation fonctionnent différemment: il s’agit ici du frottement entre le support et les parois qui empêche le matériau de coaguler avec la vis. Cela sera difficile voire impossible à réaliser avec des liquides de faible viscosité tels que l'eau, car ils couleront n'importe où. Les solides, en revanche, peuvent être déplacés dans toutes les directions - vers le haut, le bas, etc.

Ceux que j'ai vus et qui causent une pression importante n'ont pas de paroi cylindrique lisse. Les murs ont des rainures perpendiculaires à la lame qui les traverse. C'est un compromis, car les rainures fournissent également un chemin de fuite autour de la lame. Mais avec la combinaison d’une lame lisse et à friction minimale et d’un mur rainuré, l’opération fonctionne. Idéalement, les murs ont un frottement maximal parallèle à la lame et aucune perpendiculaire à celle-ci.

Apparemment, nous pouvons y arriver assez bien pour que de telles choses fonctionnent réellement. Je me souviens de m'être posé la même question à propos du vieux hachoir à viande à manivelle de ma mère, probablement fabriqué en Allemagne au début des années 1900. La lame et les murs étaient faits du même métal et la lame n'était ni particulièrement polie ni quoi que ce soit. Les murs avaient des rainures, ce qui était suffisant pour que tout fonctionne. Il produisit suffisamment de pression pour forcer la viande par de petites ouvertures à la fin.

C'est effectivement un ajout à d'autres réponses:

Une vis d'Archimède pour liquides d'origine ne fonctionne pas comme la plupart des gens l'imaginent,
et le diagramme ne montre PAS comment une vis d'Archimède d'origine fonctionne pour des fluides. Le diagramme est valable - il ne s'agit que de quelque chose d'autre qui fonctionne de manière similaire et qui est devenu synonyme de la conception originale dans l'esprit des gens. Et les deux versions ne fonctionnent pas comme la plupart des gens l’imaginent.

Dans une vis d’Archimedes d’origine, le cylindre extérieur est intégré à la "vis" et tourne avec la vis - il n’ya pas de joint mobile.

Lorsqu'une bille ou un objet solide qui ne peut pas passer à travers la fente d'étanchéité est utilisé, les deux vis fonctionnent de la même manière. Lorsqu'un fluide est utilisé, la différence est importante. De la référence ci-dessous:

• Une analyse utilisant le soulèvement des billes au lieu de l'eau est utilisée dans presque tous les textes du XIXe siècle. L'extrémité inférieure du tube hélicoïdal plonge dans un plat de billes et en ramasse une. L'hélice continue à tourner et le marbre est continuellement soulevé sur un plan incliné. Les forces de friction sont faibles et le marbre continue de rouler sur une succession infinie de plans inclinés formés par l'hélice tournante. En même temps, le marbre réside au point bas local sur l'hélice et est entraîné sur la pente par des forces perpendiculaires à son mouvement local.

Le point clé est que la "charge utile" sess une piste en descente tout le chemin et "roule simplement en descente.

Vous trouverez une bonne illustration du principe sur cette page.
Ils utilisent des tubes pour éviter tout doute sur le "sceau".
Cette image montre ce que le fluide ou une autre charge utile "voit".

Effectivement, le liquide reste dans des seaux à tout moment et il n’ya aucune possibilité de s’échapper.

Dans les vis de style original typiques, l’ensemble du boîtier extérieur est scellé à la "vis" et le boîtier extérieur tourne avec la vis. L’examen d’une section montre que, comme pour la tubulure, chaque lot d’eau repose dans un récipient et NON dans un tube incliné.

Même dans les systèmes de cuvelage fixes mentionnés ci-dessous, la charge utile reste dans un "seau" et descend à jamais en descendant une rampe à mesure qu'elle monte (!).

Le point crucial du système d'origine est que la vis peut être tournée à n'importe quelle vitesse et même arrêtée et qu'il n'y a pas de fuite (à l'exception de celles résultant d'une construction de mauvaise qualité). Voici un appareil "moderne" du monde réel qui fonctionne de cette manière. Cela permet à l'appareil d'être tourné à la main à vitesse lente, ou tourné de manière intermittente ou par pauses, sans perte de fluide. Les techniques modernes d’étanchéité et les vitesses de rotation relativement rapides et constantes permettent aux systèmes où le boîtier est immobile.

Image à
partir de cette très bonne page

La nature de la conception originale est clairement expliquée sur la page Wikipedia - Vis d'Archimède .
Bien qu’ils suggèrent que l’intérieur et l’extérieur ont été scellés dans les dessins originaux, même un bref examen des faits disponibles montre que tel était bien le cas. à savoir

• "Les illustrations de vis à eau grecques et romaines montrent qu'elles sont actionnées par une marche humaine sur le boîtier externe pour faire tourner l'appareil dans son ensemble, ce qui nécessiterait que le boîtier soit fixé de manière rigide à la vis." - Wikipédia