ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2001 года по МПК A23N17/00 A23P1/12 B29C47/38 

Экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов относится к оборудованию для обработки пищевых продуктов, в частности к устройствам для обработки сыпучих сельскохозяйственных продуктов давлением.

Известен экструдер для приготовления кормов, содержащий корпус с загрузочным устройством и расположенным в нем прессующим шнеком и устройством для измерения давления внутри корпуса, выполненным в виде подпружиненной относительно корпуса втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения посредством привода (1).

Однако в такой конструкции экструдера происходит редкое нагнетание давления сразу после загрузки в прессующий механизм и медленный выход экcтpудиpoвaннoгo продукта (наличие застойной зоны), что приводит к перегреву продукта и низкой производительности экструдера.

Известен наиболее близкий по совокупности признаков экструдер для приготовления кормов, содержащий корпус с загрузочным устройством. На выходном торце корпуса смонтирована матрица в торцевой крышке с внутренней конусной рабочей поверхностью. В полости корпуса установлен на приводном валу цилиндрический шнек с винтовым элементом. На торце шнека со стороны матрицы закреплен конусообразный направляющий элемент, образующий совместно с поверхностью торцевой крышки кольцеобразную конусную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице. Для обеспечения создания ступенчатогo повышения давления на цилиндрическом шнеке периодически смонтированы диски (2).

В такой конструкции экструдера происходит ступенчатое равномерное нагнетание давления в полости, образованной корпусом и шнеком. Попадая в рабочую камеру, образованную внутренней конической поверхностью торцевой крышки и конусообразным направляющим элементом, нагретая кормовая смесь с неравномерной скоростью (наличие застойных зон) перемещается к выходной фильере. Выгрузка из-за конфигурации выходной рабочей камеры затруднена, что приводит к низкой производительности. Нахождение обрабатываемого продукта длительное время под высоким давлением и температурой приводит к коагуляции белка, что снижает качество готового продукта, при этом давление в выходной рабочей камере неустойчиво, что также приводит к неоднородности обработки и соответственно к снижению качества. Это ограничивает виды обрабатываемых сельскохозяйственных продуктов.

Задачей изобретения является увеличение выхода готового продукта, то есть повышение производительности работы экструдера, повышение качества получаемого продукта и расширение номенклатуры обрабатываемых сельскохозяйственных продуктов, а также улучшение эксплуатационных характеристик экструдера.

Поставленная задача достигается тем, что в экструдере для обработки сельскохозяйственных продуктов, содержащем загрузочное устройство, размещенное на корпусе, в выходной части которого установлена матрица в торцевой, выполненной с конусной рабочей поверхностью крышке корпуса, в полости которого установлен на приводном валу цилиндрический шнек, на обращенном к матрице торце которого закреплен конусообразный элемент, образующий совместно с внутренней поверхностью торцевой крышки и матрицей кольцеобразную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице, отличительными от прототипа признаками является то, что конусообразный элемент выполнен в виде дополнительного конусного шнека с двухзаходным винтовым элементом, краевая часть которого, обращенная к выходной фильере матрицы, развернута под прямым углом к своей винтовой поверхности, а внутренняя конусообразная рабочая поверхность торцевой крышки снабжена продольными направляющими из износостойкого материала, при этом матрица установлена в торцевой крышке корпуса с возможностью осевого перемещения.

Целесообразно, чтобы матрица была установлена в торцевой крышке корпуса непосредственно на резьбе.

На фиг. 1 представлен экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов, на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1, на фиг. 3 представлен конусообразный шнек.

Экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов содержит корпус 1 с загрузочным устройством 2. В полости корпуса 1 установлен на валу 3 цилиндрический шнек 4. Вал 3 соединен с приводом 5. На выходном торце корпуса 1 закреплена торцевая крышка 6 с внутренней конусной поверхностью. В крышке 6 установлена на резьбе с возможностью осевого перемещения матрица 7. На конусной рабочей поверхности торцевой крышки 6 установлены в продольных пазах 8 продольные направляющие 9 из износостойкого материала. В матрице 7 выполнена выходная фильера 10. На выходном торце цилиндрического шнека 4 закреплен дополнительный конусообразный шнек 11 с винтовым элементом 12. Шнек 11 образует совместно с внутренней рабочей поверхностью крышки 6 кольцеобразную выходную рабочую камеру 13, сообщенную с выходной фильерой 10. Краевая часть винтообразного элемента 12 выполнена развернутой под углом 90^o к винтовой поверхности этого элемента. Винтовой элемент 12 шнека 11 выполнен двухзаходным. Цилиндрический шнек 3 образует совместно с корпусом 1 камеры предварительного сжатия 14, разделенные установленными на шнеке 4 дисками 15 и установленными кольцами 16, размещенными в корпусе 1. Диски 15 и кольца 16 образуют кольцевую щель 17.

Работает экструдер следующим образом. Исходной продукт подается дозирующим устройством (не показано) в устройство для загрузки 2, из которого попадает в камеры предварительного сжатия 14, где захватывается шнеком 4 и перемещается к щели 17, где сжимается и выпрессовывается в следующую камеру 14. В этих камерах продукт перемешивается, частично перетирается и за счет трения нагревается. Затем продукт попадает в кольцевую рабочую камеру 13. В камере 13 конусным шнеком 11 благодаря его двухзаходной навивке продукт захватывается и ускорено перемещается к ее выходной части. При этом на входе в камеру 13 создается разряжение, из-за которого облегчается и соответственно ускоряется перемещение продукта из камеры 14.

В камере 13 продукт перемещается шнеком 11 вдоль продольных направляющих 9 к матрице 7. Из-за уменьшения живого сечения к выходу камеры 13 и увеличенной скорости передвижения продукта, создаваемой двухзаходным шнеком 11, резко возрастает давление в выходной части камеры 13 (до 40 атм.) и температура (до 135^oC), при этом отогнутые краевые части винтовых элементов 12 конусного шнека 11 закручивают поток продукта, придавая ему трение качения на выходе из шнека, что значительно уменьшает износ элементов шнека. Далее продукт выдавливается через фильеру 10 матрицы 7 за пределы экструдера.

Осевым перемещением матрицы 7 по резьбовому соединению торцевой крышки производится изменение объема выходной рабочей камеры в зависимости от вида обрабатываемого продукта.

Из-за резкого перепада давления на выходе из экструдера влага, содержащаяся в обрабатываемом продукте, резко переходит из агрегатного состояния "жидкость" в агрегатное состояние "пар", увеличиваясь в объеме, изменяет структуру обрабатываемого продукта, разрывает клетчатку, уничтожая антипитательные вещества, вредные бактерии, палочки, сохраняя при этом витамины, что значительно повышает его качество.

Предложенная конструкция экструдера с конусным двухзаходным шнеком, соединенным с цилиндрическим, позволяет обеспечить из-за перепада давления между рабочей камерой и камерами предварительного сжатия быстрое передвижение продукта при низком давлении и температуре в выходную рабочую камеру и создать в ее выходной части краткосрочное давление и повысить температуру, что обеспечивает сохранение в обрабатываемом материале всех полезных свойств.

Все это создает возможность подвергать обработке в экструдере сельскохозяйственные продукты, не переносящие длительной обработки давлением и температурой, с высокой стабильной проходной способностью.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1572489, 1988, кл. A 23 N 17/00.

2. Пресс-экструдер КМЗ-2У. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 6289.00.000-ЗТО, рис. 13.

Изобретение относится к кормопроизводству и предназначено для обработки сыпучих сельскохозяйственных продуктов давлением. Экструдер содержит корпус с размещенным на нем загрузочным устройством. В выходной части корпуса расположена матрица, которая установлена с возможностью осевого перемещения в торцевой крышке корпуса, выполненной с конусной рабочей поверхностью. В полости корпуса установлен на приводном валу цилиндрический шнек, на обращенном к матрице торце которого закреплен конусообразный элемент, образующий совместно с внутренней поверхностью торцевой крышки и матрицей кольцеобразную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице. Конусообразный элемент выполнен в виде дополнительного конусного шнека с двухзаходным винтовым элементом, краевая часть которого, обращенная к выходной фильере матрицы, развернута под прямым углом к своей винтовой поверхности. Внутренняя конусная рабочая поверхность торцевой крышки снабжена продольными направляющими из износостойкого материала. Матрица может быть установлена в торцевой крышке на резьбе. Изобретение обеспечивает повышение производительности работы экструдера и качества получаемого продукта и расширение номенклатуры обрабатываемых сельскохозяйственных продуктов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов, содержащий загрузочное устройство, размещенное на корпусе, в выходной части которого установлена матрица в торцевой выполненной с конусной рабочей поверхностью крышке корпуса, в полости которого установлен на приводном валу цилиндрический шнек, на обращенном к матрице торце которого закреплен конусообразный элемент, образующий совместно с внутренней поверхностью торцевой крышки и матрицей кольцеобразную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице, отличающийся тем, что конусообразный элемент выполнен в виде дополнительного конусного шнека с двухзаходным винтовым элементом, краевая часть которого, обращенная к выходной фильере матрицы, развернута под прямым углом к своей винтовой поверхности, а внутренняя конусная рабочая поверхность торцевой крышки снабжена продольными направляющими из износостойкого материала, при этом матрица установлена в торцевой крышке корпуса с возможностью осевого перемещения. 2. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что матрица установлена в торцевой крышке корпуса непосредственно на резьбе.