ЭКСТРУДЕР Российский патент 2011 года по МПК A23N17/00 

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано при переработке измельченных кормов для скармливания животным.

Известен экструдер для переработки кормового продукта, включающий снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и затвор для регулирования давления внутри корпуса, выполненный в виде втулки, подпружиненной относительно корпуса пружиной сжатия через регулировочную винтовую пару. Последняя выполнена в виде опирающейся на втулку внутренним фланцем гайки, в которую ввернут стакан, свободно охватывающий корпус [1].

Недостатком известного экструдера является отсутствие регистрации давления в корпусе экструдера в зоне конечной обработки перерабатываемого продукта, что усложняет возможность установки пускового давления перед запуском экструдера, корректирования давления при разогреве экструдера и на нормативном режиме его работы, а также получения опытных данных при внедрении новых кормов, оптимизации режимов их переработки.

Задачей изобретения является получение постоянной регистрации давления в зоне конечной обработки продукта.

Задача решается следующей совокупностью признаков предлагаемого устройства.

Предлагаемый экструдер, как и известный, включает снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и затвор для регулирования давления внутри корпуса, подпружиненный относительного последнего пружиной сжатия через регулировочную винтовую пару. В отличие от известного в предлагаемом экструдере затвор выполнен в виде стакана с прямоугольным сквозным пазом, а винтовая пара - в виде жестко связанной с корпусом гайки и ввернутого в него полого винта, на который через тарелку опирается пружина сжатия, опирающаяся вторым концом на дно стакана, причем пружина сжатия тарированная. Экструдер снабжен регистратором давления, выполненным в виде сковороды с аксиальным относительно ее центра полым держателем, прозрачной крышкой и закрепленной в центре сковороды оси. На оси установлен диск с круговой шкалой давлений. При этом с диском соосно скреплено зубчатое колесо, с которым входит в зацепление зубчатая рейка, хвостик которой пропущен через держатель, полый винт, тарелку и пружину сжатия и соединен с дном стакана. При этом держатель установлен в полости головки винта и зафиксирован относительно последнего в осевом направлении. На прозрачной крышке нанесена (краской, тиснением) стрелка, которой ответна круговая шкала давлений. При этом при полной круговой шкале, занимающей всю окружность диска, нанесенные на эту шкалу значения давлений при максимальном ее нагружении, соответствуют следующей зависимости:

где ρ_i - значение давления в корпусе работающего экструдера;

d - диаметр делительной окружности зубчатого колеса;

φ_i - центральный угол диска между обозначенными на круговой шкале принятым нулевым и i-тым значением;

P_max - максимальное усилие нагружения пружины сжатия;

φ_max - угол поворота от нулевого значения диска при максимальном нагружении пружины сжатия;

D - внутренний диаметр переднего окончания корпуса экструдера;

F_max - осевая деформация (прогиб) пружины сжатия при максимальном ее нагружении.

На фиг.1 представлен общий вид экструдера с предлагаемым устройством автоматического поддержания заданного давления внутри корпуса экструдера и обеспечивающего при этом постоянную регистрацию давления в зоне конечной обработки продукта.

Экструдер состоит из корпуса 1, с расположенным в нем шнеком 2 и головки 3. Затвор выполнен в виде стакана 4 с прямоугольным сквозным пазом 6, зона обработки 5 получена в результате соединения стакана 4 и головки 3. Винтовая пара образована в виде струбцины 7, одним концом жестко связанной с корпусом 1, а на противоположном ее конце закреплена гайка 8, в которую ввернут полый винт 9. На переднем окончании полого винта 9 установлена упорная тарелка 10, на которую опирается тарированная пружина сжатия 11, а вторым концом на дно стакана 4. Экструдер снабжен регистратором давления 12, выполненным в виде сковороды с аксиальным полым относительно ее центра держателем 16, прозрачной крышкой 17 и закрепленной в центре сковороды оси 18. На оси установлен диск 19 с круговой шкалой давлений 20, при этом с диском соосно скреплено зубчатое колесо 21, с которым входит в зацепление зубчатая рейка 13. Хвостовик рейки пропущен через держатель, полый винт 9, тарелку 10 и пружину сжатия 11, и соединен с дном стакана 4. Аксиальный полый держатель 16 установлен в полости головки винта 9 и зафиксирован относительно последнего в осевом направлении фиксатором 14. На прозрачной крышке 17 регистратора давления нанесена (краской, тиснением) стрелка, которой ответна круговая шкала давлений 20, которые при полной круговой шкале занимают всю окружность диска 19.

Экструдер работает следующим образом.

С помощью привода (на фиг.1-3 не показан) шнек 2 приводится во вращение. Исходный продукт через загрузочное отверстие (на фиг.1 не показано) поступает в зону загрузки винтового канала шнека 2 и вовлекается им за счет разницы сил трения между продуктом и стенками корпуса и винтового канала, постепенно продвигаясь и уплотняясь при этом.

После предварительной обработки в экструдере продукт выдавливается шнеком 2 из корпуса 1 в зону обработки 5, где сжимается до заданного давления (например, 3 МПа), контролируемого регистратором этой величины 12. Объем зоны обработки 5 изменяется за счет осевого перемещения стакана 4 относительно головки 3, а это достигается путем вкручивания или выкручивания полого винта 9. Сальники 15, расположенные внутри стакана, способствуют герметичному соединению с головкой 3.

Во время превышения давления при рабочем процессе стакан 4 своим дном воздействует на тарированную пружину сжатия 11 и частично сжимает ее, при этом выходное отверстие 6 увеличивается и происходит стравливание избыточного давления, не допуская превышения его выше заданного, например, 3 МПа. Тарированная пружина сжатия 11 позволяет изначально устанавливать давление перед запуском экструдера в соответствии с качеством обрабатываемого продукта, а регистратор давления 12 позволяет осуществлять контроль и корректировку давления с подбором нормативного режима работы.

Изобретение позволит:

повысить качество готового продукта за счет автоматического поддержания заданного давления в зоне обработки продукта;

осуществлять установку пускового давления перед запуском экструдера;

корректировать давления при разогреве экструдера и на нормативном режиме работы;

получать опытные данные при внедрении новых кормов и режимов их переработки.

Источники информации

1. Патент РФ№2348335, кл. A23N 17/00, A23P 1/12, 2009 (прототип).

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано при переработке измельченных кормов для скармливания животным. Экструдер включает снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и затвор для регулирования давления внутри корпуса, подпружиненный относительно последнего пружиной сжатия через регулировочную винтовую пару. Затвор выполнен в виде стакана с прямоугольным сквозным пазом. Винтовая пара выполнена в виде жестко связанной с корпусом гайки и ввернутого в нее полого винта, на которой через тарелку опирается пружина сжатия, опирающаяся вторым концом на дно стакана. Пружина сжатия тарированная. Экструдер снабжен регистратором давления, выполненным в виде сковороды с аксиальным полым держателем, прозрачной крышкой и закрепленной в центре сковороды оси, на которой установлен диск с круговой шкалой давлений. С диском соосно скреплено зубчатое колесо, с которым входит в зацепление зубчатая рейка, хвостовик которой пропущен через держатель, полый винт, тарелку и пружину сжатия, и соединен с дном стакана. Держатель установлен в полости головки винта и зафиксирован в осевом направлении. На крышке нанесена стрелка, которой ответна круговая шкала давлений. 3 ил.

Экструдер, включающий снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и затвор для регулирования давления внутри корпуса, подпружиненный относительно последнего пружиной сжатия через регулировочную винтовую пару, отличающийся тем, что затвор выполнен в виде стакана с прямоугольным сквозным пазом, а винтовая пара - в виде жестко связанной с корпусом гайки ввернутого в нее полого винта, на которой через тарелку опирается пружина сжатия, опирающаяся вторым концом на дно стакана, причем пружина сжатия тарированная, а экструдер снабжен регистратором давления, выполненным в виде сковороды с аксиальным полым держателем, прозрачной крышкой и закрепленной в центре сковороды оси, на которой установлен диск с круговой шкалой давлений, при этом с диском соосно скреплено зубчатое колесо, с которым входит в зацепление зубчатая рейка, хвостовик которой пропущен через держатель, полый винт, тарелку и пружину сжатия и соединен с дном стакана, при этом держатель установлен в полости головки винта и зафиксирован в осевом направлении, а на крышке нанесена стрелка, которой ответна круговая шкала давлений, при этом при полной круговой шкале, занимающей всю окружность диска, нанесенные на эту шкалу значения давлений соответствуют следующей зависимости:

где ρ_i - значение давления в корпусе работающего экструдера;
d - диаметр делительной окружности зубчатого колеса;
φ_i - центральный угол диска между обозначенными на круговой шкале принятым нулевым и i-м значениями;
P_max - максимальное усилие нагружения пружины сжатия;
φ_max - угол поворота от нулевого значения диска при максимальном нагружении пружины сжатия;
D - внутренний диаметр переднего окончания корпуса экструдера;
F_max - осевая деформация (прогиб) пружины сжатия при максимальном ее нагружении.