УЗЕЛ СБРОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УЗЛА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ЭКСТРУДЕРАМИ Российский патент 2015 года по МПК B29C47/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к устройствам, применяемым для изготовления продуктов с помощью экструзии, и, в частности, к устройствам, которые прикреплены к экструдерам с целью сделать их работу более эффективной и удобной, и устройствам, которые позволяют осуществить фиксацию и быструю смену устройств, прикрепленных к экструдерам.

Уровень техники

Экструдеры, предназначенные для изготовления пищевых продуктов, обычно работают при сравнительно высоких температурах, при которых продукты готовятся в ходе процесса экструзии. В ходе такого процесса, в цилиндре экструдера формируются давления, доходящие до 2-6 МПа. Такой экструдер часто называют экструдером-печью. Когда необходимо выключить экструдер-печь, например, для осуществления технического обслуживания или смены в конце работы, высокое давление нужно безопасно сбросить до осуществления любых других операций с экструдером-печью, таких как извлечение матрицы в сборе или шпека. В настоящее время способы, используемые для безопасного сброса высокого давления, подразумевают медленное, постепенное сбрасывание давление. Этот способ помогает избежать травм операторов от выбрасываемых отходов, таких как незакрепленные части или продукты, например, если в конце операции экструдер быстро открывают.

Ранее предпринимались попытки решить эту проблему, но эти попытки не были удовлетворительными. Например, в документе WO 2004/01970 A2 описан клапан обратного давления, который расположен непосредственно в канале перемещения материалов. Но такой клапан плохо приспособлен к неожиданным изменениям плотности продукта и перемещению материала в обратном направлении и закупориванию экструдера. В другом примере, в документе US 4984977 описано устройство, которое может перемещаться в канал перемещения продукта и из этого канала. Это также подразумевает риск закупоривания, а также захвата материала, что плохо с точки зрения санитарии и взаимного загрязнения. В еще одном примере, в документе US 5238385 описан наклонный клапан в сборе, который сбрасывает давление путем отведения потока материала. Однако это увеличивает установочную поверхность экструдера и требует дополнительного оборудования для извлечения продукта, что требует дополнительных затрат и уменьшает гибкость при введении дополнительных этапов обработки, таких как совместная экструзия.

Также в обычном процессе экструзии пищевого продукта, один или несколько узлов или подузлов прикрепляют к выходному концу экструдера, чтобы создать продукты с нужными характеристиками. Эти узлы и подузлы могут служить, например, для изменения плотности продукта, расширения продукта, придания формы и разрезания продукта, например, на крупные куски, или совместной экструзии продуктов другого цвета или структуры. Вес каждого из этих узлов и подузлов может изменяться примерно от 50 кг и доходить до 130 кг. Некоторые узлы или подузлы могут быть прикреплены к корпусу экструдера или друг к другу, например, болтами или болтами и гайками. В другом способе используют тяжелые зажимы (от 20 до 50 кг), которые фиксируют болтами и гайками.

Крепление тяжелых узлов и подузлов к экструдеру и отсоединение их от экструдера требует времени и оборудования для подъема тяжестей. Часто для завершения операций, требующих снятия, замены или добавления таких устройств в линию экструзии, нужно несколько работников. Из-за большого количества болтов часто встречается срыв резьбы болтов, что приводит к большим затратам на замену. Более того, замена таких горячих, влажных и тяжелых частей создает среду с высокой вероятностью травм, таких как повреждения спины или травмы, вызванные, например, соскальзыванием и падением тяжелых частей на пальцы или ноги участвующих в операции работников.

Следовательно, существует необходимость в новых устройствах и способах, приспособленных для преодоления этих ограничений и проблем. В настоящем изобретении предложено решение этих проблем, в котором преодолены ограничения, присущие существующим в настоящее время устройствам.

Раскрытие изобретения

Следовательно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить новый узел сброса высокого давления, который прикреплен к экструдеру и который быстро сбрасывает давление, создавшееся в экструдере во время его работы, и который удаляет любой экструдат из внутренней камеры экструдера безопасным и управляемым образом.

Другая задача изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство фиксации узла, которое прикреплено к экструдеру таким образом, чтобы облегчать быстрое крепление и удерживание на месте узлов и подузлов во время работы экструдера и извлечение таких узлов и подузлов, которые требуют частой замены при нормальной работе экструдера.

Еще одна задача изобретения заключается в том, чтобы предложить объединение нового узла сброса высокого давления и устройства фиксации узла, которое позволяет быстро уменьшать давление и быстро извлекать и заменять узлы и подузлы при завершении работы экструдера.

Другая задача изобретения заключается в том, чтобы предложить способ использования объединения нового узла сброса высокого давления и устройства фиксации при работе экструдера.

Одна или несколько из этих задач решается путем использования нового узла сброса высокого давления, путем использования нового устройства фиксации узла или их объединения. Узел и/или устройство прикреплены к экструдеру так, чтобы позволить сравнительно быстрый сброс давления из экструдера и значительно ускорить смену устройств, которые влияют на характеристики продуктов, полученных с помощью экструзии.

В одном аспекте изобретения предложен узел сброса высокого давления, выполненный с возможностью крепления к экструдеру, который используется для экструзии продукта, экструдер содержит корпус цилиндра с отверстием экструдера, средство экструзии, такое как шнек или поршень, расположенное в отверстии экструдера, при этом узел сброса высокого давления содержит

торцевую пластину, содержащую заданное круглое отверстие и прикрепленную к концу отверстия экструдера, при этом заданное отверстие торцевой пластины выровнено с отверстием экструдера, торцевая пластина содержит верхний и нижний участки, а отверстие камеры поршня и отверстие выхода продукта расположены в нижнем участке торцевой пластины, при этом отверстие камеры поршня и отверстие выхода продукта пересекаются друг с другом;

первый клапанный узел, содержащий корпус клапана с дальним концом и ближним концом, при этом поршень, который содержит фиксирующую канавку, расположенную в корпусе клапана, выполнен с возможностью перемещения в отверстие камеры поршня от открытого положения в закрытое положение, причем ближний конец корпуса клапана прикреплен к отверстию камеры поршня в нижнем участке торцевой пластины;

первый линейный исполнительный механизм, прикрепленный к дальнему концу корпуса клапана первого клапанного узла и контактирующий с поршнем, и, когда исполнительный механизм приводят в действие, поршень перемещается в закрытое положение, так как его толкают от исходного открытого положения в отверстие камеры поршня и частично в круглое отверстие, определенное торцевой пластиной и выровненное с отверстием экструдера, тем самым блокируется отверстие выхода продукта и предотвращается выход продукта через отверстие выхода продукта, а когда исполнительный механизм переводят в нерабочее положение, поршень перемещается в свое исходное открытое положение; и

средство фиксации поршня в закрытом положении путем сцепления этого средства с поршнем,

при этом когда первый линейный исполнительный механизм приводят в действие, поршень перемещается в закрытое положение, и когда приводят в действие средство фиксации поршня в закрытом положении, поршень удерживается в закрытом положении, и при этом, когда необходимо сбросить давление в экструдере, средство фиксации поршня переводят в нерабочее положение и далее переводят в нерабочее положение первый линейный исполнительный механизм, поршень перемещается в открытое положение, таким образом, позволяя продукту проходить через отверстие выхода продукта и уменьшая давление в экструдере.

В соответствии с другим аспектом, в изобретении предложено устройство фиксации узла, которое подходит для экструдера и которое может быть использовано отдельно или, предпочтительно, вместе с описанным выше узлом сброса высокого давления. Подходящий экструдер для формирования продукта содержит корпус цилиндра с отверстием экструдера, средство экструзии, такое как шнек или поршень, расположенное в отверстии экструдера и предназначенное для осуществления экструзии продукта, и торцевую пластину, прикрепленную к концу отверстия экструдера и содержащую круглое отверстие, отцентрованное относительно отверстия экструдера, в результате чего образуется механический стопор, и первое устройство фиксации узла прикреплено к торцевой пластине и удерживает и фиксирует на месте узел, используемый для экструзии продукта, и при этом устройство фиксации узла определяет отверстие, которое больше круглого отверстия торцевой пластины и содержит:

линейный узел привода, имеющий открытое и закрытое положения;

линейную зубчатую рейку, которая линейно расположена и контактирует с линейным узлом привода, при этом линейный узел привода перемещает зубчатую рейку от открытого до закрытого положения;

круглый спиральный диск со спиральной резьбой, отцентрованной относительно круглого отверстия устройства фиксации узла, при этом шестерня постепенно меняющегося диаметра сцеплена с линейной зубчатой рейкой; и

по меньшей мере, один внутренний зажим, содержащий область резьбы, которая сцеплена со спиральной резьбой, и, таким образом, внутренний зажим приводится в действие спиральным диском до сцепленного состояния, в результате чего узел для экструзии продукта крепко удерживается и фиксируется на месте, прилегая к механическому стопору,

при этом линейная зубчатая рейка переводит спиральный диск в закрытое положение, тем самым удерживая и фиксируя на месте узел для экструзии продукта, а когда спиральный диск переводят в открытое положение, он освобождает упомянутый узел.

Возможно, чтобы второй, третий и другие дополнительные устройства фиксации узла могли быть прикреплены к экструдеру, при этом к каждому из упомянутых устройств прикреплен другой узел или устройство для экструзии продукта, такое как узел управления плотностью, узел окрашивания или узел распыления краски, узел впрыска компаунда, обжимной ролик или другой узел или устройство, выполненное с возможностью управления свойствами продукта. В такой ситуации второе устройство фиксации узла установлено прилегающим к торцевой пластине на подвижном рычаге в сборе и к упомянутому устройству прикреплено такое устройство, как устройство управления плотностью, последнее устройство перемещают и центрируют относительно первого устройства фиксации узла, которое фиксирует на месте узел, в этом случае узел управления плотностью, и далее матрицу в сборе и узел с режущем ножом располагают, центрируют и удерживают на месте. Третье и четвертое устройства фиксации узла могут быть прикреплены таким образом, чтобы к каждому из них были прикреплены другие узлы или устройства для изготовления продукта.

Специалисту в рассматриваемой области будут ясны другие задачи, признаки и достоинства изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид, показывающий сечение концевой пластины, которая прикреплена к цилиндру экструдера, и узла сброса высокого давления, прикрепленного к концевой пластине;

на фиг.2 - схематический вид, показывающий узел сброса высокого давления, прикрепленный к торцевой пластине экструдера;

на фиг.3 - схематический вид, показывающий устройство фиксации узла, которое прикреплено к торцевой пластине экструдера, содержащей дополнительные подвижные рычаги с прикрепленным устройством, таким как узел управления плотностью, при этом упомянутое устройство располагается в устройстве фиксации узла, которое прикреплено к торцевой пластине экструдера;

на фиг.4 - схематический вид спереди, показывающий устройство фиксации узла, с которого снята закрывающая пластина с целью показа спирального диска и зажимного механизма;

на фиг.5 - схематический вид сверху, показывающий расположение системы экструдера, на котором расположены несколько устройств фиксации узла;

на фпт.6 - схематический вид, показывающий продольное сечение расположения экструдера, на котором расположены два устройства фиксации узла.

Осуществление изобретения

Здесь слово диапазон используется для сокращения текста, чтобы избежать перечисления и описания каждого значения в диапазоне. Любое подходящее значение в диапазоне может быть выбрано, когда нужно, в качестве верхнего значения, нижнего значения или границы диапазона.

Здесь единственное число слова также подразумевает множественное число и наоборот, если только из контекста не следует обратное. Таким образом, когда говорится о неопределенном или определенном объекте единственного числа, это также подразумевает множественное число. Например, ссылка на «способ» или «продукт питания» подразумевает множественное число, такое как «способы» или «продукты питания». Аналогично, термины «содержит», «содержащий» и «или» необходимо рассматривать в смысле «включает в себя», если из контекста такая конструкция не запрещена напрямую. Аналогично, термин «примеры», в частности после которых приведен список терминов, просто означает примеры и иллюстрации и его не нужно рассматривать как исключающий что-либо или полный.

Термин «содержащий» включает в себя варианты осуществления, охватываемые терминами «по существу состоящий из» и «состоящий из». Аналогично, предполагается, что термин «по существу состоящий из» включает в себя варианты осуществления, охватываемые термином «состоящий из».

Способы и сочетания и другие описанные здесь достоинства не ограничены конкретным описанным здесь оборудованием или процессами, так как они могут изменяться, как ясно специалистам в рассматриваемой области. Более того, используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления изобретения и не предназначена для ограничения объема того, что описано или зафиксировано в формуле изобретения.

Если не оговорено иное, все используемые здесь технические и научные термины, термины существующего уровня техники и аббревиатуры имеют обычные значения, ясные средним специалистам в рассматриваемой области (областях) техники или в области (областях), где используется этот термин. Хотя любые сочетания, способы, изготавливаемые изделия или другие средства или материалы, аналогичные или эквивалентные описанным здесь, могут быть использованы при реализации настоящего изобретения, в настоящем документе описаны предпочтительные сочетания, способы, изготавливаемые изделия или другие средства или материалы.

Все патенты, заявки на патенты, публикации, технические и/или научные статьи и другие ссылки, которые здесь процитированы или на которые даны ссылки, включены в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте, допустимой законом. Обсуждение этих ссылок предназначено только для того, чтобы подытожить сделанные в них утверждения. Не допускается, что любые такие патенты, заявки на патенты, публикации или ссылки или их части относятся к делу, имеют существенное значение или соответствуют уровню техники. В частности, оставляем за собой право оспаривать точность и применимость любого утверждения из таких патентов, заявок на патенты, публикаций или других ссылок, как относящегося к делу, имеющего существенное значение или соответствующее уровню техники.

Согласно одному аспекту изобретения предложен узел сброса высокого давления. Узел сброса высокого давления прикреплен к экструдеру и расположен на нем. Этот узел быстро сбрасывает давление, а также удаляет экструдат из внутренней камеры экструдера. Это осуществляется (1) безопасным и управляемым образом и (2) без изменения плотности или потока экструдата. Этот узел ни заграждает путь экструдата к отверстиям матрицы, ни влияет на плотность продукта, косметические свойства или структуру экструдата. Более того, этот узел не изменяет расположение, длину или направление потока экструдата. Этот узел может быть установлен и работать независимо от обычной процедуры выключения экструдера.

Согласно другому аспекту в изобретении предложено устройство фиксации узла, которое ускоряет извлечение и замену тяжелых узлов или подузлов для экструдера. Устройство решает проблему извлечения и замены тяжелых узлов или подузлов, нужных в процессе экструзии. Такое устройство может быть прикреплено к экструдеру и расположено на нем таким образом, чтобы облегчать быстрое крепление и удерживание узлов на месте во время работы, и облегчать извлечение этих узлов и подузлов, которые требуют частой замены при обычной работе. Таким образом, отпадает необходимость зажимов, болтов, гаек и поднятия тяжестей.

Более того, узел сброса высокого давления может быть использован вместе с устройством фиксации узла с целью обеспечения быстрого извлечения и замены тяжелых узлов или подузлов, нужных для процесса экструзии. Смена таких узлов может потребовать от 1 до 10 минут, предпочтительно - от 3 до 5 минут, по сравнению с 45-60 минутами, нужными для существующих способов. Это объединение обеспечивает эффективную работу экструдера.

На фиг.1 показано сечение концевой пластины, которая прикреплена к цилиндру экструдера, и узла сброса высокого давления, прикрепленного к концевой пластине. На фиг.2 схематически показан узел сброса высокого давления, прикрепленный к торцевой пластине экструдера.

Как показано на фиг.1, торцевая пластина 7 прикреплена к концу отверстия 30 экструдера (не показан). Торцевая пластина 7 имеет круглое центральное отверстие, которое выровнено с центром отверстия 30 экструдера, и имеет верхний участок 7a, нижний участок 7b и отверстие 11 поршневой камеры, находящееся в положении на 7 часов торцевой пластины 7. Торцевая пластина 7 также имеет отверстие 10 выхода продукта, расположенное в нижнем участке 7b торцевой пластины 7 в положении на 5 часов. Поршневая камера 11 и отверстие 10 выхода продукта пересекаются в месте 12a. При работе узла сброса высокого давления, в закрытом положении, поршень 3 в поршневой камере 11 входит в круглое центральное отверстие, определенное торцевой пластиной 7, которая выровнена с отверстием 30, то есть с внешней периферией 12 отверстия экструдера, и предотвращает выход изготовленного в экструдере продукта из отверстия 10 выхода продукта. В результате продукт вынужден выходить из экструдера через обычный канал с экструзионной матрицей, устройствами управления продуктом и режущим механизмом. После приведения в действие узла сброса высокого давления, поршень 3 перемещают в открытое положение, таким образом, позволяя продукту выходить через отверстие 10 выхода продукта и сбрасывать любое давление, сформированное в экструдере.

Первый клапанный узел 40 содержит корпус 1 клапана с дальним концом 1a и ближним концом 1b и поршень 3, имеющий запирающую канавку 38 и расположенный в корпусе 1 клапана. Поршень 3 выполнен с возможностью перемещения от открытого положения до закрытого положения, при этом ближний конец 1b корпуса 1 клапана прикреплен к поршневой камере 11 на нижнем участке 7b торцевой пластины 7 в положении на 7 часов с помощью кронштейна 8 крепления, который прикреплен к крепежной кромке 8a (фиг.2), и четырех крепежных элементов 8b, обычно болтов (фиг.2), с нижней стороны торцевой пластины 7.

Первый исполнительный механизм 2 прикреплен к дальнему концу 1a корпуса 1 первого клапанного узла 40 и находится в непосредственном контакте с поршнем 3. Когда исполнительный механизм 2 приводят в действие, он перемещает поршень 3 в закрытое положение путем толкания поршня 3 от исходного открытого положения в отверстие 11 камеры и частично в центральное отверстие торцевой пластины 7, которое выровнено с отверстием 30 экструдера, тем самым блокируя отверстие 10 выхода продукта и предотвращая перемещение продукта через отверстие 10 выхода продукта. Когда исполнительный механизм 2 переводят в нерабочее положение, поршень 3 перемещают в исходное открытое положение, что позволяет продукту выходить из отверстия 30 экструдера через отверстие 10 выхода продукта и сбрасывать любое давление, образованное в отверстии экструдера.

Предпочтительно, чтобы средство, выполненное с возможностью фиксации поршня в закрытом положении при приведении в действие исполнительного механизма и позволяющее перемещать поршень в открытое положение при переводе исполнительного механизма, в нерабочее положение, содержало следующее: второй клапанный узел 41 и второй исполнительный механизм 6, соединенные с помощью соединительного средства 5 с фиксирующим штифтом 4, который вставлен в канавку 38 поршня 3 при приведении в действие исполнительного механизма и, таким образом, удерживает поршень 3 в закрытом положении, а когда средство переводят в нерабочее положение, фиксирующий штифт 4 отцепляется от поршня 3, и поршень 3 перемещается в открытое положение с помощью исполнительного механизма 2.

Это средство более подробно описано со ссылками на фиг.1. Второй клапанный узел 41, содержащий корпус 9 клапана, прикреплен к корпусу 1 первого клапанного узла 40 и содержит второй линейный исполнительный механизм 6, прикрепленный к корпусу 9 клапана. Соединительное средство 5, которое обычно представляет собой шарнирно соединенные звенья, прикреплено ко второму линейному исполнительному механизму 6 второго клапанного узла 41, а фиксирующий штифт 4 прикреплен к соединительному средству 5 и расположен в сцепленном состоянии с поршнем 3 первого клапанного узла 40. Это предотвращает открывание клапана во время работы в случае скачка давления.

Когда приводят в действие первый линейный исполнительный механизм 2, поршень 3 перемещается в закрытое положение, а когда приводят в действие второй линейный исполнительный механизм 6, фиксирующий штифт 4 сцепляется с фиксирующей канавкой 38 поршня 3 первого клапанного узла 40 и удерживает поршень 3 в закрытом положении. Когда давление в экструдере необходимо сбросить, второй линейный исполнительный механизм 6 переводят в нерабочее положение, и фиксирующий штифт 4 перемещается от фиксирующей канавки 38 поршня 3. Первый линейный исполнительный механизм 2 переводят в нерабочее положение, таким образом, перемещая поршень 3 первого клапанного узла 40 в открытое положение, тем самым позволяя продукту протекать через отверстие выхода продукта и быстро уменьшить давление, образованное в экструдере во время процесса экструзии, до атмосферного давления. После сброса давления любое оборудование, прикрепленное к выходу экструдера, такое как матрица в сборе, может быть извлечено без риска взрыва.

Линейные исполнительные механизмы 2 и 6 могут приводиться в действие обычными средствами, таким как сжатый воздух или гидравлическое давление жидкости, или приводиться в действие с помощью электропривода. Управление всем процессом может быть автоматизировано, может быть ручным или может быть их комбинацией.

На фиг.3-6 показаны схематические виды, иллюстрирующие устройство фиксации узла. На фиг.3 схематически показано устройство (фиксации узла, которое прикреплено к торцевой пластине 7 экструдера (не показан) с дополнительными подвижными рычагами 21 и 22 в сборе, к каждому из которых прикреплен узел, такой как узел управления плотностью, который может быть расположен в устройстве фиксации узла, прикрепленного к торцевой пластине 7 экструдера. На фиг.4 показан вид спереди устройства фиксации узла, с которого снята закрывающая пластина с целью показа спирального диска и зажимного механизма. На фиг.5 показан вид сверху расположения цилиндра экструдера с устройствами фиксации узла и другими узлами. На фиг.6 показано продольное сечение расположения экструдера и двух установленных устройств фиксации узла.

Далее приведено описание существенных компонентов устройства фиксации узла и механизма его работы. Как показано на фиг.3, устройство 42 фиксации узла на постоянной основе установлено на торцевой пластине 7, а дополнительные устройства 42a и 42b фиксации узла могут быть установлены соответственно на шарнирных рычагах 21 и 22, прикрепленных к основанию стенки, окружающей отверстие других узлов, таких как узел управления плотностью. Кроме того, отверстие устройства, например 42a, фиксации узла больше отверстия узла 24, к которому прикреплено устройство фиксации узла, таким образом формируется выступ. Этот выступ является механическим стопором для этого узла. Аналогично, механический стопор сформирован при креплении устройства 42b фиксации узла к узлу 23. Обычным является расположение, когда используют несколько устройств фиксации узла.

На фиг.3 показано устройство 42 фиксации узла, на постоянной основе прикрепленное к торцевой пластине 7. Два дополнительных устройства 42a и 42b фиксации узла прикреплены к правому шарнирному блоку 15 с помощью шарнирных рычагов 21 и 22 в сборе. К нижнему рычагу 21 в сборе прикреплен узел 24 управления плотностью, который при перемещении в центральное отверстие устройства 42 фиксации узла и примыкании к механическому стопору 36, фиксируется на месте устройством 42 фиксации узла, которое крепко фиксирует сужающуюся кромку 24a узла 24 управления плотностью. Аналогично, дополнительный узел 23, например, узел окрашивания или узел распыления краски, может быть прикреплен к шарнирному блоку 15 с помощью верхнего рычага 22 в сборе, при этом дополнительный узел 23 перемещают и фиксируют в устройстве 42a фиксации узла, которое прикреплено к узлу 24 управления плотностью и которое зафиксировано. Узел, состоящий из держателя 31 кольцевой матрицы, кольцевой матрицы 32, прикрепленной к режущему узлу, содержащему режущий нож 33, опорный вал 34 ножа и муфту 35 двигателя ножа и показанный на фиг.6, центруют вручную и располагают в узле 24 напротив механического стопора. Подвижный шарнирный рычаг 25 в сборе, который прикреплен к левому шарнирному блоку 14 и к которому прикреплен двигатель и защитная пластина с двигателем ножа (фиг.5), поворачивают на место и сцепляют с муфтой двигателя ножа, таким образом приводя в действие режущий нож во время работы экструдера.

Как показано на фиг.4, устройство 42 фиксации узла содержит линейный узел 18 привода, который имеет открытое и закрытое положения и который контактирует с линейной зубчатой рейкой 27, расположенной в креплении 26 привода, присоединенном к торцевой пластине 7, которая показана на фиг.5. Линейную зубчатую рейку 27, которая линейно расположена и контактирует с линейным узлом 18 привода, перемещают с помощью линейного узла 18 привода, который перемещает зубчатую рейку 27 от открытого до закрытого положения и от закрытого до открытого положения.

Круглый спиральный диск 28 со спиральной резьбой 37 отцентрирован в центральном отверстии торцевой пластины экструдера и сцеплен с линейной зубчатой рейкой 27. Существует, по меньшей мере, один внутренний зажим 29, а предпочтительно от четырех до десяти внутренних зажимов 29 включительно, каждый из которых содержит область с резьбой, которая сцеплена со спиральной резьбой 37. Внутренние зажимы 29 приводят в действие с помощью спирального диска 28 с целью перевода в сцепленное положение, при котором фиксируется узел, расположенный в центре устройства фиксации узла.

Устройство фиксации узла может быть прикреплено к разным устройствам или узлам, например, на фиг.5 показано устройство 24 управления плотностью изготавливаемого продукта и другое устройство 23, такое как узел окрашивания или узел распыления краски, к каждому из которых прикреплено устройство фиксации узла.

После завершения выхода продукта и когда необходимо выполнить изменения, сбрасывают давление с помощью узла сброса высокого давления, а устройства фиксации узла, прикрепленные к экструдеру, могут быть быстро отцеплены и узлы, к которым прикреплены устройства фиксации узла, могут быть перемещены, заменены или очищены. Открывание устройства 42 фиксации узла выполняют с помощью линейного узла 18 привода, который перемещают вверх до открытого положения, что в свою очередь перемещает спиральный диск 28 в направлении по часовой стрелке, в результате чего зажимы 29 освобождаются и, таким образом, освобождают узел или устройство, которое было зафиксировано на месте.

Описанное выше устройство фиксации узла исключает необходимость в зажимах, болтах, гайках и аналогичных устройствах, нужных для прикрепления тяжелых узлов, нужных для изготовления требуемых продуктов. Чтобы исключить перемещение узлов по направлению к рабочему положению и от него, они установлены непосредственно на экструдере на свободно поворачивающихся шарнирных рычагах, как показано на фиг.5. Это позволяет одному человеку перемещать части в нужное положение и из него с минимальными усилиями и без подъема. Более того, это позволяет надлежащим образом проводить очистку и санитарную обработку оборудования.

Как показано на фиг.5, несколько устройств 42, 42a и 42b фиксации узла могут быть прикреплены к корпусу 13 цилиндра экструдера, при этом каждое устройство прикреплено к своему узлу, такому как узел 24 управления плотностью. Как показано, при обычном расположении узел 24 управления плотностью, прикрепленный к нижнему шарнирному рычагу 21 в сборе, который с возможностью перемещения прикреплен к правому шарнирному блоку 15, поддерживает контакт с механическим стопором 36 (не показан) торцевой пластины 7 с помощью устройства 42 фиксации узла. Дополнительный узел 23, который предназначен для управления свойствами изготавливаемого продукта и к которому прикреплено устройство 42b фиксации узла, прикреплен к правому шарнирному блоку 15 с помощью подвижного верхнего рычага 22 в сборе и перемещается до контакта с механическим стопором узла 24 управления плотностью, а также удерживается на месте с помощью устройства 42a фиксации узла. Узел, состоящий из держателя 31 кольцевой матрицы, кольцевой матрицы 32, режущего ножа 33, опорного вала 34 ножа и муфты 35 двигателя ножа и показанный на фиг.6, центруют вручную и располагают в узле 23 напротив механического стопора, а устройство 42b фиксации узла приводят в действие с целью удерживания на месте упомянутого узла. Подвижный шарнирный рычаг 25 в сборе, который прикреплен к левому шарнирному блоку 14 и к которому прикреплен двигатель 16 ножа и защитная пластина 17 крепления, поворачивается до расположения на месте и сцепляется с муфтой двигателя ножа, тем самым приводя в действие режущий нож, когда экструдер работает, что завершает установку всех узлов, как показано.

На фиг.6 показан экструдер, к которому прикреплен узел 24 управления плотностью с помощью устройства 42a фиксации узла, также к экструдеру прикреплен режущий нож и двигатель в сборе. Экструдер содержит цилиндр 13 экструдера и отверстие 30 экструдера с торцевой пластиной 7, расположенной поверх отверстия 30. Торцевая пластина 7 содержит отверстие 10 выхода продукта и кронштейн 8 крепления. Линейный узел 18 привода устройства 42 фиксации узла прикреплен к креплению 26 привода, которое прикреплено к торцевой пластине 7. Пластина 19 зажима прикреплена к торцевой пластине 7, а спиральный диск 28 сцеплен с зажимом 29. Узел 24 управления плотностью расположен и зафиксирован на месте с помощью устройства 42 фиксации узла. Устройство 42a фиксации узла содержит линейный узел 18 привода, который прикреплен к креплению 26 привода, прикрепленному к пластине 20 удержания зажима. Пластина 20 удержания зажима удерживается на месте и напротив узла 24 управления плотностью. Спиральный диск 28 сцеплен с зажимом 29. Держатель 31 кольцевой матрицы с кольцевой матрицей 32 прикреплен к режущему узлу, который содержит режущий нож 33, опорный вал 34 ножа и муфту 35 двигателя ножа, и расположен в отверстии устройства 42a фиксации узла напротив механического стопора устройства 24 управления плотностью, как показано на фиг.6. Показанный на фиг.5 двигатель 16 ножа повернут в нужное положение и сцеплен с ножом 33 с помощью муфты 35 двигателя ножа.

Далее описана работа узла сброса высокого давления и устройства фиксации узла.

При работе узла сброса высокого давления, как показано на фиг.1 и 2, узел приводят в действие, перемещая поршень 3 в отверстие торцевой пластины 7, тем самым блокируя отверстие 10 выхода, а фиксирующий штифт 4 перемещают в фиксирующую поршень канавку 38, предотвращая открывание поршня 3 из-за давления, образовавшегося в отверстии экструдера. В конце работы по изготовлению продукта давление быстро сбрасывают путем расцепления фиксирующего штифта 4 и перемещения поршня в его исходное положение, таким образом, открывая отверстие 10 выхода продукта и тем самым извлекая продукт из экструдера и быстро уменьшая давление, образовавшееся в экструдере, до атмосферного давления.

При работе экструдера с устройством фиксации узла нужный узел, например, узел 24 управления плотностью с фиг.3, который установлен на шарнирном рычаге, перемещают в центр устройства 42 фиксации узла, прикрепленного к торцевой пластине 7, до его остановки механическим стопором 36. Сужающаяся и снабженная канавкой кромка 24a узла 24 управления плотностью зафиксирована на месте устройством 42 фиксации узла путем воздействия на узел по направлению к механическому стопору 36, тем самым образуется надлежащее закрепление.

Как показано на фиг.4, при работе устройства 42 фиксации узла, когда линейный привод 18 приводят в действие, он перемещается от открытого положения вниз до закрытого положения. Линейный привод 18 может приводиться в действие давлением воздуха или гидравлическим давлением или прямым электрическим приводом. Далее линейный привод 18 перемещает внутреннюю линейную зубчатую рейку 27, которая вращает спиральный диск 28, содержащий на своей поверхности спиральную резьбу 37, сопряженную с резьбой на задней части каждого внутреннего зажима 29. Это перемещает зажимы по направлению к центру отверстия. Таким образом, зажимы толкают расположенный внутри узел, такой как сужающаяся часть на кромке узла управления плотностью, как описано выше, и толкают узел по направлению к механическому стопору, образованному торцевой пластиной, и закрепляют узел на месте. Для освобождения узла этот процесс осуществляют в обратном направлении, то есть линейный привод 18 перемещают вверх, таким образом, обратно возвращая линейную рейку 27, которая в свою очередь перемещает спиральный диск 28 в направлении по часовой стрелке, в результате чего зажимы перемещаются наружу, освобождая узел.

Предпочтительно, чтобы устройство фиксации узла использовалось вместе с узлом сброса высокого давления. В конце изготовления продукта сбрасывают высокое давление в экструдере путем приведения в действие узла сброса высокого давления. Когда давление приближается к атмосферному давлению, приводят в действие устройство фиксации узла и узлы, такие как узел управления плотностью, поворачивают от отверстия и от любых других используемых узлов. При повторном запуске эти узлы перемещают назад и фиксируют на месте. Снова повторим, как уже отмечено выше, отсутствует поднятие или прикрепление частей и узлов с помощью болтов, гаек или зажимов и работа осуществляется быстро и безопасно.

В этом документе описаны типовые предпочтительные варианты осуществления изобретения. Хотя используются конкретные термины, их используют в общем, описательном смысле, а не для ограничения изобретения. Объем изобретения определяется формулой изобретения. Из приведенного выше описания ясно, что возможно предложить много модификаций и изменений. Следовательно, ясно, что в рамках приложенной формулы, изобретение может быть реализовано иначе, чем описано в настоящем документе.

Настоящее изобретение относится к устройствам для сброса высокого давления из экструдера и устройствам, осуществляющим фиксацию и быструю смену устройств для сброса высокого давления. Техническим результатом заявленного изобретения является ускорение процесса сброса давления и упрощение процесса фиксации и смены съемных частей экструдера. Технический результат достигается в узле сброса высокого давления, предназначенном для крепления к экструдеру, который содержит корпус цилиндра с отверстием экструдера, имеющим конец, и средство экструзии, расположенное в отверстии экструдера и предназначенное для экструзии продукта. Узел также содержит торцевую пластину, имеющую круглое отверстие, соединенное с концом отверстия экструдера, и содержащую верхний и нижний участки. В нижнем участке торцевой пластины расположены отверстие камеры поршня и отверстие выхода продукта, пересекающиеся друг с другом. Узел сброса высокого давления содержит первый клапанный узел, содержащий корпус клапана с дальним концом и ближним концом и поршень, который имеет фиксирующую канавку, расположенную в корпусе клапана. При этом поршень выполнен с возможностью перемещения в отверстии камеры поршня. Причем ближний конец корпуса клапана прикреплен к отверстию камеры поршня в нижнем участке торцевой пластины. Заявленный узел также содержит первый линейный исполнительный механизм, прикрепленный к дальнему концу корпуса клапана первого клапанного узла и выполненный с возможностью контакта с поршнем. При этом при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие он имеет возможность перемещения поршня в закрытое положение, толкая поршень от исходного открытого положения в отверстие камеры поршня и частично в круглое отверстие, определенное торцевой пластиной. При переводе первого линейного исполнительного механизма в нерабочее положение он имеет возможность перемещения поршня в свое исходное открытое положение. Узел сброса высокого давления еще содержит средство фиксации поршня в закрытом положении путем сцепления упомянутого средства с поршнем. При этом, когда необходимо сбросить давление в экструдере, имеется возможность перевода средства фиксации поршня в нерабочее положение, а затем перевода первого линейного исполнительного механизма в нерабочее положение, обеспечивая тем самым перемещение поршня первого клапанного узла в открытое положение и позволяя таким образом продукту проходить через отверстие выхода, уменьшая давление в экструдере. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Узел сброса высокого давления, предназначенный для крепления к экструдеру, который содержит корпус цилиндра с отверстием экструдера, имеющим конец, и средство экструзии, расположенное в отверстии экструдера и предназначенное для экструзии продукта, и содержащий:
(а) торцевую пластину, имеющую заданное круглое отверстие, соединенное с концом отверстия экструдера и выровненное с отверстием экструдера, и содержащую верхний и нижний участки, отверстие камеры поршня и отверстие выхода продукта, расположенные в нижнем участке торцевой пластины, при этом камера поршня и отверстие выхода продукта пересекаются друг с другом;
(б) первый клапанный узел, содержащий корпус клапана с дальним концом и ближним концом и поршень, который имеет фиксирующую канавку, расположенную в корпусе клапана, при этом поршень выполнен с возможностью перемещения в отверстии камеры поршня от открытого положения до закрытого положения, причем ближний конец корпуса клапана прикреплен к отверстию камеры поршня в нижнем участке торцевой пластины;
(в) первый линейный исполнительный механизм, прикрепленный к дальнему концу корпуса клапана первого клапанного узла и выполненный с возможностью контакта с поршнем, при этом при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие он имеет возможность перемещения поршня в закрытое положение, толкая поршень от исходного открытого положения в отверстие камеры поршня и частично в круглое отверстие, определенное торцевой пластиной, тем самым блокируя отверстие выхода продукта и предотвращая выход продукта через отверстие выхода, а при переводе первого линейного исполнительного механизма в нерабочее положение он имеет возможность перемещения поршня в свое исходное открытое положение; и
(г) средство фиксации поршня в закрытом положении путем сцепления упомянутого средства с поршнем,
при этом при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие поршень имеет возможность перемещения в закрытое положение, когда при приведении в действие средства фиксации поршня в закрытом положении поршень удерживается в закрытом положении с помощью упомянутого средства;
при этом когда необходимо сбросить давление в экструдере, имеется возможность перевода средства фиксации поршня в нерабочее положение, а затем перевода первого линейного исполнительного механизма в нерабочее положение, обеспечивая тем самым перемещение поршня первого клапанного узла в открытое положение и позволяя таким образом продукту проходить через отверстие выхода, уменьшая давление в экструдере.

2. Узел по п.1, в котором средство фиксации поршня в закрытом положении содержит:
(а) второй клапанный узел, содержащий корпус клапана, прикрепленный к корпусу клапана первого клапанного узла;
(б) второй линейный исполнительный механизм, прикрепленный к корпусу клапана второго клапанного узла;
(в) соединительное средство, прикрепленное ко второму линейному исполнительному механизму второго клапанного узла; и
(г) фиксирующий штифт, прикрепленный к соединительному средству и сцепленный с поршнем первого клапанного узла,
при этом при приведении второго линейного исполнительного механизма в действие фиксирующий штифт имеет возможность сцепления с фиксирующей канавкой, таким образом, удерживая поршень в закрытом положении, а когда необходимо сбросить давление в экструдере, имеется возможность перевода второго линейного исполнительного механизма в нерабочее положение, обеспечивая тем самым перемещение фиксирующего штифта из фиксирующей канавки поршня, позволяя поршню переместиться в открытое положение.

3. Узел по п.2, в котором соединительное средство содержит шарнирно соединенные звенья.

4. Узел по п.2, в котором первый и второй линейные исполнительные механизмы приводятся в действие сжатым воздухом, гидравлическим давлением жидкости или с помощью электропривода, при этом экструдер представляет собой шнековый экструдер, в отверстии которого расположен шнек экструдера.

5. Устройство фиксации узла, предназначенное для крепления к экструдеру, применяемому для экструзии продукта и содержащему корпус цилиндра с отверстием экструдера, имеющим конец, средство экструзии, расположенное в отверстии для экструзии продукта, и торцевую пластину, определяющую круглое отверстие и прикрепленную к концу отверстия экструдера, формируя механический стопор, при этом устройство фиксации узла содержит:
(а) линейный узел привода, имеющий открытое и закрытое положения;
(б) линейную зубчатую рейку, которая линейно расположена и контактирует с линейным узлом привода, при этом линейный узел привода выполнен с возможностью перемещения зубчатой рейки от открытого положения до закрытого положения;
(в) круглый спиральный диск со спиральной резьбой, отцентрованный относительно круглого отверстия устройства фиксации узла, при этом спиральный диск сцеплен с линейной зубчатой рейкой; и
(г) по меньшей мере, один внутренний зажим, содержащий область резьбы, которая сцеплена со спиральной резьбой, и приводимый в действие спиральным диском, который приводится в действие линейной зубчатой рейкой, до закрытого состояния, в результате чего применяемый для экструзии продукта узел имеет возможность крепко удерживаться и фиксироваться на месте, прилегая к механическому стопору торцевой пластины,
при этом когда применяемый для экструзии продукта узел необходимо освободить, имеется возможность приведения устройства фиксации узла в действие и перевода спирального диска в открытое положение, освобождая внутренний зажим, при этом применяемый для экструзии продукта узел имеет возможность перемещения от торцевой пластины экструдера.

6. Устройство по п.5, в котором применяемый для экструзии продукта узел прикреплен к экструдеру с помощью подвижного рычага в сборе, при этом узел имеет возможность перемещения на место в устройстве фиксации узла и фиксации и освобождения с помощью устройства фиксации узла.

7. Устройство по п.6, в котором применяемый для экструзии продукта узел содержит узел управления плотностью, выполненный с возможностью управления свойствами продукта.

8. Устройство по п.6, в котором применяемый для экструзии продукта узел содержит узел окрашивания или узел распыления краски, выполненный с возможностью управления свойствами продукта.

9. Устройство по п.6, в котором применяемый для экструзии продукта узел содержит узел впрыска компаунда, выполненный с возможностью управления свойствами продукта.

10. Устройство по п.6, в котором применяемый для экструзии продукта узел содержит обжимной ролик, управляющий формой продукта.

11. Устройство по п.5, в котором каждый из нескольких применяемых для экструзии продукта узлов прикреплен к экструдеру с помощью подвижного рычага в сборе, при этом каждый из узлов имеет возможность перемещения на место, расположения в отдельном устройстве фиксации узла, фиксации и освобождения с помощью устройства фиксации узла.

12. Экструдер, предназначенный для экструзии продукта и содержащий узел сброса высокого давления и, по меньшей мере, одно устройство фиксации узла, прикрепленное к экструдеру, при этом экструдер содержит:
(а) корпус цилиндра с отверстием экструдера, содержащим конец, и средство экструзии, расположенное в отверстии экструдера и предназначенное для экструзии продукта;
(б) узел сброса высокого давления, содержащий торцевую пластину, имеющую заданное круглое отверстие и прикрепленную к концу отверстия экструдера, при этом заданное отверстие торцевой пластины выровнено с отверстием экструдера и образует механический стопор, причем торцевая пластина содержит верхний и нижний участки, отверстие камеры поршня и отверстие выхода продукта, расположенные в нижнем участке торцевой пластины, при этом камера поршня и отверстие выхода продукта пересекаются друг с другом;
(в) первый клапанный узел, содержащий корпус клапана с дальним концом и ближним концом и поршень, имеющий фиксирующую канавку, расположенную в корпусе клапана, при этом поршень выполнен с возможностью перемещения в отверстии камеры поршня от открытого положения до закрытого положения, причем ближний конец корпуса клапана прикреплен к отверстию камеры поршня в нижнем участке торцевой пластины;
(г) первый линейный исполнительный механизм, прикрепленный к дальнему концу корпуса клапана первого клапанного узла, при этом первый линейный исполнительный механизм контактирует с поршнем, и при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие он имеет возможность перемещения поршня в закрытое положение, толкая поршень от исходного открытого положения в отверстие камеры поршня и частично в круглое отверстие, определенное торцевой пластиной, тем самым блокируя отверстие выхода продукта и предотвращая выход продукта через отверстие выхода, а при переводе первого линейного исполнительного механизма в нерабочее положение он имеет возможность перемещения поршня в свое исходное открытое положение; и
(д) средство фиксации поршня в закрытом положении путем сцепления упомянутого средства с поршнем,
при этом при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие поршень имеет возможность перемещения в закрытое положение, а при приведении в действие средства фиксации поршня в закрытом положении поршень удерживается в закрытом положении с помощью упомянутого средства, и
при этом когда необходимо сбросить давление в экструдере, имеется возможность перевода средства фиксации поршня в нерабочее положение, а затем перевода в нерабочее положение первого линейного исполнительного механизма, обеспечивая тем самым перемещение поршня первого клапанного узла в открытое положение, таким образом позволяя продукту проходить через отверстие выхода и уменьшая давление в экструдере, и
при этом экструдер содержит прикрепленное к нему, по меньшей мере, одно устройство фиксации узла, причем устройство фиксации узла прикреплено к торцевой пластине и удерживает и фиксирует на месте применяемый для экструзии продукта узел, при этом устройство фиксации узла содержит:
(а) линейный узел привода, имеющий открытое и закрытое положения;
(б) линейную зубчатую рейку, которая линейно расположена и контактирует с линейным узлом привода, при этом линейный узел привода имеет возможность перемещения зубчатой рейки от открытого до закрытого положения;
(в) круглый спиральный диск со спиральной резьбой, отцентрованной относительно круглого отверстия устройства фиксации узла, при этом спиральный диск сцеплен с линейной зубчатой рейкой; и
(г) по меньшей мере, один внутренний зажим, содержащий область резьбы, которая сцеплена со спиральной резьбой, и приводимый в действие спиральным диском, который приводится в действие линейной зубчатой рейкой, до закрытого состояния, в результате чего применяемый для экструзии продукта узел крепко удерживается и фиксируется на месте, прилегая к механическому стопору торцевой пластины,
при этом когда применяемый для экструзии продукта узел необходимо освободить, имеется возможность приведения устройства фиксации узла в действие и перевода спирального диска в открытое положение, освобождая внутренний зажим, при этом применяемый для экструзии продукта узел имеет возможность перемещения от торцевой пластины экструдера.

13. Экструдер по п.12, в котором средство фиксации поршня в закрытом положении содержит:
(а) второй клапанный узел, содержащий корпус клапана, прикрепленный к корпусу клапана первого клапанного узла;
(б) второй линейный исполнительный механизм, прикрепленный к корпусу клапана второго клапанного узла;
(в) соединительное средство, прикрепленное ко второму линейному исполнительному механизму второго клапанного узла; и
(г) фиксирующий штифт, прикрепленный к соединительному средству и сцепленный с поршнем первого клапанного узла,
при этом при приведении первого линейного исполнительного механизма в действие и приведении в действие второго линейного исполнительного механизма, фиксирующий штифт сцепляется с фиксирующей канавкой поршня первого клапанного узла, тем самым удерживая поршень в закрытом положении, и
при этом когда необходимо сбросить давление в экструдере, имеется возможность перевода второго линейного исполнительного механизма в нерабочее положение, обеспечивая тем самым перемещение фиксирующего штифта из фиксирующей канавки поршня, а затем перевода в нерабочее положение первого линейного исполнительного механизма, обеспечивая тем самым перемещение поршня первого клапанного узла в открытое положение, таким образом позволяя продукту проходить через отверстие выхода и уменьшая давление в экструдере.