Загрузочно-разгрузочный механизм непрерывно действующего герметичного экстрактора для системы твердое тело - жидкость Советский патент 1993 года по МПК C11B1/10 

Изобретение относится к установке с непрерывной экстракцией для растений, а более конкретно, к загрузочно-разгрузочно- му механизму замкнутой емкости, которая представляет собой экстракционный бак.

Целью изобретения является повышение производительности непрерывно действующего герметичного экстрактора.

Механизм имеет систему удаления шрота и формирования герметизирующей пробки на уровне выгрузки.

Механизм имеет дополнительное средство, предназначенное для уплотнения обрабатываемого продукта для формирования пробки перед введением в емкость для обработки, причем пробки из уплотненного продукта формируются как на уровне загрузки, так и на уровне выгрузки и обеспечивается достаточная герметичность для

удержания внутри емкости жидкостей или газов для обработки.

По изобретению система отбора обработанного продукта располагается в нижней части емкости и позволяет уплотнить обрабатываемый продукт, а устройство загрузки имеет средство для размельчения уплотненного продукта.

Также по изобретению дополнительное средство загрузочного устройства также позволяет измельчить пробку.

По другому специальному признаку изобретения загрузочное устройство состоит из шнека, с которым связано дополнительное средство уплотнения продукта, состоящее из другого шнека, ось которого перпендикулярна первому. Дополнительное средство для уплотнения обрабатываемого продукта на входе в емкость преимущественно состоит из другого шнеGO

ON &

GO

ка, установленного на вращающемся валуе вертикальной осью, причем шнек пересекает отверстие для ввода в бак продукта и размещается в кожухе, к которому примыкает труба со шнеком питания. Кроме того, вал проходит внутрь бака и несет на своем конце горизонтальные лопасти. Желательно, чтобы шнек входил внутрь трубы до определенного расстояния, измеряемого от лопасти вертикального «шек сЦпричем пробка уплотненного продукта за нимает указанную трубу на этом расстоянии.

Также по изобретению система отбора имеет в своем составе ленточный конвейер со шнеком параллельного типа, собирающий обработанный продукт и подающий его к сборочному эвакуационному шнеку, причем указанный шнековый конвейер состоит из шнека конического профиля, расширяющаяся часть которого открыта в направлении сборочного эвакуационного шнека, а конический профиль шнека конвейера получают, например, соединением осевой цилиндрической средней части и лопасти возрастающей ширины.

Изобретением предусматривается также, что шнеки конвейера вращаются также над собирающими лотками, которые формируют основание емкости и которые разделены друг с другом закраинами треугольного сечения, оси которых параллельны осям шнеков конвейера и острия которых ориентированы вверх, причем группа шнеков, расположенных с одной стороны средней плоскости, и группа шнеков, расположенных с другой стороны, имеют инвертированные шаги и приводятся во вращение в разные стороны с одинаковой скоростью.

Изобретением предусматривается также, что в свесах собирающих лотков предусмотрены горизонтальные эвакуационные трубки, расположенные поперек шнеков, формирующие открытый желоб на ширине станины бака, который продолжается во внешнюю часть вплоть до декомпрессион- ной камеры, открытой вниз, причем трубка заключает механическое средство перемещения обрабатываемых продуктов, собирающихся к камере, состоящее преимущественно из шнека, установленного на вращающемся валу с горизонтальной осью, который располагается в горизонтальной трубе..

Еще по изобретению дополнительное средство, предусмотренное в устройстве выгрузки для уплотнения обрабатываемого продукта после бака, состоит из заслонки, возвращаемой к горизонтальной трубе эвакуации, к ее наконечнику в декомпрессион- ной камере, причем шнек входит в трубу на

определенное расстояние от заслонки с тем, чтобы пробка продукта занимала трубу на этом расстоянии.

Изобретение относится также к соответствующей аппаратуре для его внедрения и состоит из гидродистилляционной установки и устройства рекуперации скрытой теплоты дистилляции.

Перед поступлением в бак, если это не. обходимо, растения измельчаются до волокон размером 2-5 см путем дробления.

Непрерывный рабочий процесс позволяет обработать растение непосредственно после его измельчения, что предотвращает

ферментацию, которая начинается достаточно быстро, причем при этом портится и изменяется состав эссенций,

На фиг. 1 схематично показано сечение экстрактора, снабженного эагрузочно-разгрузочным механизмом; на фиг. 2 - основной вид станины бака; на фиг. 3 - вид сверху станины; на фиг. 4 - сечение по А-А фиг. 2; на фиг. 5 - основной вид в большем масштабе шнека разгрузочного конвейера, на

фиг. 6 - схема комплекса.

На фиг. 1 виден перегонный бак 1, который представляет из себя цилиндрический резервуар, покоящийся на станине 2, сформированной из квадратного ящика, поддерживаемого опорами 3. В верхней закрытой части бака 1 имеется центральное загрузочное отверстие 4 и выходные отверстия 5 для смеси паров и масла, отводимой через каналы 6. Отверстие 4, которое служит для загрузки бака 1 сырьем, пересекается шнеком 7, установленным на вращающемся вертикальном валу 8, который выступает внутрь бака 1, причем шнек 7 располагается по всей высоте прямоугольного впускного корпуса 9, который немного шире шнека 7. Двигатель 10, установленный на конце вала 8 вне корпуса 9, приводит во вращение вал 8, а на нижнем конце вала 8 устанавливаются горизонтальные лопасти 11.

с боковой стороны к корпусу 9 примыкает горизонтальная труба 12, заключающая в. себе загрузочный шнек 13, который приводится двигателем 14. На конце горизонтальной трубы 12 имеется впускное отверстие для сьтрья, поступающего из блока измельчения. Шнек 13 расположен от конца трубы 12 со стороны отЁерстия до некоторой границы, расположенной на расстоянии от лопасти вертикального шнека 7.

в нижней части бака 1, как это видно также на фиг. 2-4 кожух, составляющий станину 2, снабжен днищем, сформированным из ряда сетчатых рекуперационных же- лобов 15, разделенных уголковыми

направляющими 16 треугольного сечения,

острие которого направлено вверх, Желоба 15 и направляющие 16 параллельны между собой и располагаются почти по всей ширине станины 2. Над основанием установлен ряд шнеков 17 с горизонтальными осями, формирующими шнековый конвейер, причем валы 18 этих шнеков опираются на две противоположные закраины станины 2. Шнеки 17 располагаются таким образом, чтобы занять рекуперационные желоба 15, причем направляющие 16 находятся между каждым шнеком 17. ограничивая таким образом возможные точки аккумуляции материала на дне. В реализации устройства отбора по фиг. 1 показано восемь шнеков 17, четыре шнека 17 с одной стороны средней плоскости и четыре шнека 17 с другой имеют изменяющийся шаг и вращаются в разные стороны.

Каждая группа из четырех шнеков 17 приводится двигателем и вращается с одной и той же скоростью, причем привод выполнен посредством шестеренчатых и цепных передач, которые не показаны.

Станина 2 с одной стороны снабжена (ниже рекуперационных желобов 15) горизонтальной эвакуационной трубой 19, формирующей открытый сверху лоток по всей ширине станины 2, но который выступает за станину и примыкает «разгрузочной камере 20, размеры которой немного больше, чем у трубы, причем эта камера 20 открыта снизу. Труба 19 служит корпусом для размещения сборного шнека 21. установленного на валу 22, который располагается в поперечном направлении по отношению к шнекам 17 конвейера и по всей ширине станины 2 и даже за нею до положения, расположенного на расстоянии D от камеры 20. Шнек 21 приводится соответствующим двигателем, который не показан, в необходимое направление для перемещения продуктов, собранных вне бака 1, в направлении камеры 20. Вал 22 шнека 21 несет на своем конце в камере 20 лопасти 23. Наконец, заслонка 24, установленная с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 25. перекрывает поступление из трубы 19 в камеру 20. Она жестко связана с противовесом 26. который удерживает ее нормально в прижатом к трубе 19 положении. С другой стороны, будет отмечено со ссылками на фиг. 2, что шибер 27 располагается вдоль верхнего края лотка со стороны, противоположной шнеку 21, он соединен с механизмом двигателя шнеков 17 и играет роль антизабивочного контакта.

Отметим также, что поперечные рекуперационные желоба 15, а также шнека 17, размещенные над ними, устанавливаются

на уровне эвакуационной трубы 19. На фиг. 5 показан более детально профиль одного из этих шнеков 17. На валу 18 шнека 17 предусмотрен цилиндрический сердечник

28 и лопасть шнека 29, профиль которой слегка конический и имеет малую толщину с одной стороны и большую С другой, со стороны эвакуационной трубы 19. С этой стороны вал 18 пересекает трубу 19, опираясь

0 на край станины 2, и заканчивается шпонкой 30, служащей для привода его с помощью шестерни, которая не показана. На границе края станины 2 вал 18 имеет две лопасти для измельчения 31.

5 Пар, инжектируемый в основании резервуара, впускается через коллекторную трубу 32, размещенную со стороны станины 2, и распределяется внутри указанного резервуара коллекторами 33, локализованны0 ми в вершине каждой направляющей 16 треугольного сечения, и снабженными множеством каналов 34, оси которых ориентированы вверх. Каналы 34, предпочтительно, распределены произвольным образом от

5 одного коллектора 33 к другому и имеют большее или меньшее пространственное распределение в зависимости оттого, находится ли коллектор 33 на краю или в центральной части.

0 Загрузочно-разгрузочное устройство перегонного аппарата, описанное таким образом, работает следующим образом,

Растительное сырье для обработки непрерывно поступает через отверстие на вхо5 де трубы 12, где оно перемещается шнеком 13, приводимым двигателем 14. Поскольку другой двигатель 10 остановлен, вертикальный шнек 7 также остановлен и препятствует прохождению сырья через центральное

0 отверстие 4. Поскольку запитывающий шнек 13 продолжает свое вращательное движение на его выходе, образуется уплотнение вещества перед шнеком 7, что оканчивается формированием пробки, причем

5 эта пробка уплотнена и не пропускает пар. С момента, когда вертикальный шнек 7 начинает работать, он разрушает пробку 35 по мере своего продвижения, размельчает уплотненное вещество, которым запитывает0 ся бак 1. Функцией лопастей 11 является выравнивание вершины кучи, которая формируется под центральным отверстием 4.

Таким образом сырье, содержащееся в баке 1, перемещается навстречу потоку па5 ра, поступающего через каналы 34 коллекторов 33. Для реализации функции выгрузки бака комплекс шнеков 17 вращается в противоположном направлении на каждой половине конвейера. Поскольку шаг инвертирован, использов-анные растения

отбираются из кучи весьма равномерно по всей поверхности бака 1. Профилированная форма каждого шнека 17 обеспечивает непрерывную и равномерную передачу отработанных растений, обеспечивая расход материала, причем куча опускается постепенно на конвейер без возможности эвакуационных сбросов и без создания в результате предпочтительных путей для пара, который пересекает регулярно и однородно весь материал кучи. Благодаря специальному профилю днища бака 1, сформированного из последовательности желобов 15 и направляющих 16, все отработанные растения подхватываются шнеками 17, удачно встроенными в такой профиль, причем на этом днище отсутствует возможность какого-либо постоянного накопления.

Отработанные растения, уже немного уплотненные в процессе передачи, благодаря коническому профилю шнеков t7 падают в лоток, затем передаются шнеком 21 в трубу 19 в направлении разгрузочной камеры 20. В случае, когда отработанные растения, перемещаемые таким образом на пластинах, не падают сами по себе, они будут подвергаться воздействию лопастей измельчения 31, что облегчает их падение. Если по какой-либо причине происходит закупоривание, шибер 27 действует как контакт безопасности и мгновенно останавливает работу шнекового конвейера. Тогда отработанные растения накапливаются в трубе 19 на расстоянии D, где они прижимаются к заслонке 24, формирующей упор, и образуют пробку, которая является непроницаемой для пара. Когда действующее на заслонку 24 давление становится достаточным для преодоления силы закрытия, обусловленной противовесом 26, заслонка поворачивается вокруг оси 25 и отработанные уплотненные растения могут поступать в разгрузочную камеру 20. Там они падают и поступают к нижнему отверстию, и если блок достигает противоположной стенки камеры 20, лопасти 23 измельчают его.

Таким образом в верхней части, так же как и в нижней, имеется перегонное формирование из герметичной пробки сырья, которая препятствует выходу пара. Последний, поступая через каналы 34, препятствует прохождению снизу вверх с равномерным распределением вещества, содержащегося в баке 1. Затем смесь пар- масло, собранная вверху бака, поступает в каналы 6 без возможности вытекания через трубу 12 вследствие пробки. Можно, очевидно, отрегулировать уплотнение вещества на

уровне пробок, изменяя, например, рабочие фазы вертикального шнека 7 или вес противовеса 26, или еще меняя расстояния d и D, используя набор шнеков различной длины. На фиг. 6 видно, что зеленая растительная масса проходит сначала, если это необходимо, в измельчитель, который обрабатывает ее до размеров соответствующих волокон. После этого она поступает вбак 1 через систему погрузки-выгрузки непрерывного и автоматизированного типа, обеспечивая соответствующее время пребывания в баке, причем это время, очевидно, изменяется в зависимости от типа

обрабатываемых растений. Пар вводится в бак .1 с регулируемым количеством и навстречу растениям через трубопровод, которые непрерывно эвакуируются разгрузочным устройством с основания бака 1 и.направляются к установке сушки.

Смесь пар-масло подается к головной части бака 1 и поступает в конденсатор, затем в сепаратор, в котором происходит отделение масляной фазы от водной.

Конденсатор охлаждается жидким теплоносителем, например, водой, которая циркулирует в замкнутом контуре между конденсатором и аэротермом. Аэротерм омывается потоком воздуха, который настраивается так, чтобы теплота, передаваемая жидким теплоносителем указанному потоку воздуха, соответствовала бы получаемой температуре горячего воздуха приблизительно в диапазоне 40-60°С.

Охлаждаемый таким образом в аэротерме теплоноситель подается в конденсатор. Получаемый таким образом горячий воздух проходит через влажные использованные растения, расположенные в ложе на транспортере, причем использованные растения находятся на конце транспортера, приведенными к необходимой степени сухости.

Часть или все количество использованных подсушенных растений сжигается в

топке, например, топке шнековоготипа. Избыточная часть может быть использована, как указывалось выше, в качестве топлива или как добавка для вскармливания животных.

Форму л а изоб ре тени я

1. Загрузочно-разгрузочный механизм непрерывно действующего герметичного экстрактора для системы твердое тело-жидкость, включающий загрузочный шнек, гормэонтально расположенный в верхней части экстрактора над загрузочным отверстием последнего, и смонтированную в нижней части экстрактора систему удаления шрота и формирования герметизирующей

пробки на уровне выгрузки, состоящую из

размещенного в корпусе конвейера, образованного параллельно расположенными шнеками, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен средством для формирования герметизирующей пробки из продукта на уров- не загрузки и последующего ее измельчения, образованной шнеком, установленным в корпусе на вертикальном валу, причем корпус шнека примыкает к загрузочному отверстию экстрактора и сообщен с выходным участком загрузочного шнека с образованием зазора между концевым участком загрузочного шнека и вертикальным шнеком.

2.Механизм по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что концевой участок вала вертикального шнека размещен в экстракторе и снабжен горизонтально расположенными лопастями.

3.Механизм по п. 1,отличающий- с я тем, что система удаления шрота имеет расположенный ниже уровня выходного участка конвейера сборный шнек, при этом корпус сборного шнека расположен перпендикулярно осям шнеков конвейера и сообщен с корпусом последнего посредством

перегрузочного окна, длина которого равна ширине конвейера, а концевой участок корпуса сборного шнека выступает за плоскость проекции экстрактора и имеет разгрузочную камеру, выходное отверстие которой обращено вниз.

4.Механизм по п. 3, отличающий- с я тем, что каждый шнек конвейера имеет конический профиль, расширяющаяся часть которого обращена в сторону сборного шнека.

5.Механизм по п. 4, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что каждый шнек конвейера имеет цилиндрический вал и винтовую навивку равномерно возрастающей высоты для образования конического профиля.

6.Механизм по п. 4, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что корпус конвейера имеет днище,

образованное чередующимися сетчатыми желобами для размещения шнеков и уголковыми направляющими, причем последние расположены параллельно шнекам конвей- ера и обращены вершиной вверх.

7.Механизм по п. 4, отличающий- с я тем, что шнеки конвейера, расположенные по разные стороны от вертикальной оси симметрии, имеют разностороннюю навивку и установлены с возможностью вращения в противоположных направлениях с одинаковой скоростью.

8.Механизм по п. 3, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что в корпусе сборного шнека на

участке входа в разгрузочную камеру установлена поворотная заслонка для уплотнения шрота.

9.Механизм поп. 8, отличающий- с я тем, что заслонка имеет противовес для

закрывания.

10.Механизм по п. 8, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что конце вой участок сборного шнека расположен в корпусе с зазором относи- тельно заслонки для образования

герметизирующей пробки.

11.Механизм по п. 3, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что концевой участок вала сборного шнека расположен в разгрузочной камере

и имеет лопасти для дробления шрота. 12. Механизм поп. 3, о т л и ч з ю щи й- с я тем, что над сборным шнеком установлен шибер для предотвращения закупоривания.

13.Механизм поп. 3, от л и ча ю щи й- с я тем, что концевые участки валов шнеков

конвейера расположены над сборным шнеком и имеют лопасти для измельчения шрота.

14.Механизм по п. 6, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что в верхней части уголковых направляющих укреплены коллекторы подачи экстрагента, в которых выполнены каналы, оси которых направлены вверх.

, 15. Механизм поп. 14, от л и ч а ю щи й- с я тем, что каналы расположены относительно друг друга на различном расстоянии.

Ui

Л

I

l-Q

f

Г-0

3

«Л

Z8

Фиг.б

Использование: непрерывная экстракция растительного материала, средства обеспечения загрузки и выгрузки материала из экстрактора. Сущность изобретения: механизм включает загрузочный шнек (IH) и смонтированную в нижней части экстрактора (Э) систему удаления шрота и формирования герметизирующей пробки (П) на уровне загрузки и выгрузки. П на уровне загрузки образована шнеком, установленным в корпусе (К) на вертикальном валу. К примыкает к загрузочному отверстию Э и сообщен с выходным участком Ш с образованием зазора между концевым участком Ш и шнеком П. П на уровне выгрузки состоит из размещенного в К конвейера, образованного параллельно расположенными шнеками. 14 з. п. ф-лы, 6 ил.