экструдер для крахмалосодержащих продуктов (варианты)

Формула изобретения

1. Экструдер для крахмалосодержащих продуктов, содержащий основание, корпус, шнек, а также конусную втулку и дорн, расположенные соосно на конце шнека и образующие рабочий зазор, отличающийся тем, что экструдер выполнен с возможностью регулирования рабочего зазора на ходу во время подачи продукта устройством, выполненным в виде ходового винта с гайкой, винт которого жестко связан с дорном, а гайка жестко закреплена на корпусе экструдера с помощью не менее трех шпилек, расположенных параллельно оси дорна и фланцев, один из которых жестко связан с корпусом экструдера.

2. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен клиновидными ножами в количестве 15-40 штук, установленными равномерно по окружности на торце конусной втулки.

3. Экструдер для крахмалосодержащих продуктов, содержащий основание, корпус, шнек, а также конусную втулку и дорн, расположенные соосно на конце шнека и образующие рабочий зазор, отличающийся тем, что экструдер снабжен втулкой с отверстиями, закрепленной на корпусе шнека подвижно, например, с помощью резьбового соединения, причем дорн связан с втулкой также подвижно, например, с помощью радиально-упорного подшипника, а со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

4. Экструдер для крахмалосодержащих продуктов, содержащий основание, корпус, шнек, а также конусную втулку и дорн, расположенные соосно на конце шнека и образующие рабочий зазор, отличающийся тем, что экструдер дополнительно снабжен двумя втулками и фланцем, который жестко связан с первой втулкой и подвижно с помощью резьбового соединения со второй втулкой, причем первая втулка связана подвижно с дорном с помощью радиально-упорного подшипника, а вторая втулка жестко связана с основанием экструдера, кроме того, со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

5. Экструдер по пп.1, или 3, или 4, отличающийся тем, что на рабочей поверхности дорна равномерно по образующей выполнены продольные канавки в количестве 15-40 штук.

6. Экструдер по п.3 или 4, отличающийся тем, что экструдер дополнительно снабжен саблевидными режущими ножами, установленными на торце конусной втулки равномерно по окружности вокруг рабочего зазора с кратностью 1:2 по отношению к количеству продольных канавок дорна.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к области переработки сельскохозяйственной продукции, полученной из крахмалосодержащих культур, например ячменя, и может быть использовано, например, в сельхозпредприятиях, на комбикормовых заводах для производства кормов для животных.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемым вариантам экструдера является экструдер для крахмалосодержащих продуктов, содержащий основание, корпус, шнек, а также конусную втулку и дорн, расположенные соосно на конце шнека и образующие рабочий зазор. (патент RU 2236941 опуб. 2004.09.27.) Недостатком его является сложность выхода на рабочий режим, непроизводительные затраты времени, связанные с этим, и большие отходы, низкое качество получаемого готового продукта.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение производительности труда, снижение отходов, возможность получения высококачественного продукта.

Поставленные задачи решаются за счет того, что предложенный экструдер для крахмалосодержащих продуктов (первый вариант) содержит основание, корпус, шнек, а также конусную втулку и дорн, расположенные соосно на конце шнека и образующие рабочий зазор, при этом экструдер выполнен с возможностью регулирования рабочего зазора на ходу во время подачи продукта путем осевого перемещения дорна устройством, выполненным в виде ходового винта с гайкой, винт которого жестко связан с дорном, а гайка жестко закреплена на корпусе экструдера с помощью не менее трех шпилек, расположенных параллельно оси дорна, и фланцев, один из которых жестко связан с корпусом экструдера.

Экструдер также может быть снабжен клиновидными ножами в количестве 15÷40 штук, установленными равномерно по окружности на торце конусной втулки.

Кроме того, как вариант экструдер может быть снабжен втулкой с отверстиями, закрепленной на корпусе шнека подвижно с помощью резьбового соединения, причем дорн связан с втулкой подвижно с помощью радиально-упорного подшипника, а со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

Экструдер (третий вариант) может быть дополнительно снабжен двумя втулками и фланцем, который жестко связан с первой втулкой и подвижно с помощью резьбового соединения со второй втулкой, причем первая втулка связана подвижно с дорном с помощью радиально-упорного подшипника, а вторая втулка жестко связана с основанием экструдера, кроме того, со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

Кроме того, во всех вариантах на рабочей поверхности дорна могут быть выполнены продольные канавки в количестве 15÷40 штук равномерно по образующей рабочей поверхности дорна.

Экструдер во втором и третьем вариантах дополнительно может быть снабжен саблевидными режущими ножами, установленными на торце конусной втулки равномерно по окружности вокруг рабочего зазора с кратностью 1:2 по отношению к количеству продольных канавок дорна.

Отличительной особенность предлагаемой конструкции экструдера (первый вариант) от известного наиболее близкого по техническому решению является то, что экструдер выполнен с возможностью регулирования рабочего зазора на ходу устройством, выполненным в виде ходового винта с гайкой, винт которого жестко связан с дорном, а гайка жестко закреплена на корпусе экструдера с помощью не менее трех шпилек, расположенных параллельно оси дорна, и фланцев, один из которых жестко связан с корпусом экструдера.

Отличительной особенностью экструдера (второй вариант) является то, что он снабжен втулкой с отверстиями, закрепленной на корпусе шнека подвижно с помощью резьбового соединения, причем дорн связан с втулкой подвижно с помощью радиально-упорного подшипника, а со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

Отличительной особенностью экструдера (третий вариант) является то, что он дополнительно снабжен двумя втулками и фланцем, который жестко связан с первой втулкой и подвижно с помощью резьбового соединения со второй втулкой, причем первая втулка связана подвижно с дорном с помощью радиально-упорного подшипника, а вторая втулка жестко связана с основанием экструдера, кроме того, со шнеком дорн образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения.

Кроме того, на рабочей поверхности дорна во всех вариантах могут быть выполнены продольные канавки в количестве 15÷40 штук равномерно по образующей рабочую поверхность дорна.

Экструдер по первому варианту снабжен клиновидными ножами в количестве 15÷40 штук установленными равномерно по окружности на торце конусной втулки.

Экструдер по второму и третьему варианту дополнительно может быть снабжен саблевидными режущими ножами, установленными на торце конусной втулки равномерно по окружности вокруг рабочего зазора с кратностью 1:2 по отношению к количеству продольных канавок дорна.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема экструдера (первый вариант, продольный разрез), на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 - узел I на фиг.1, на фиг.4 - продольный разрез экструдера (второй вариант), на фиг.5 - продольный разрез экструдера (третий вариант), на фиг.6 - разрез по Б-Б фиг.5.

Экструдер для крахмалосодержащих продуктов содержит основание 1, корпус 2, шнек 3, конусную втулку 4 и дорн 5 (см. фиг.1). Конусная втулка 4 жестко связана с корпусом 2. Причем конусная втулка 4 и дорн 5 расположены соосно на конце шнека 3 и образуют рабочий зазор 6. Экструдер выполнен с возможностью регулирования рабочего зазора 6 на ходу во время подачи продукта путем осевого перемещения дорна 5 устройством, выполненным в виде ходового винта 7 с гайкой 8. Винт 7 жестко связан с дорном 5 и снабжен ручкой 9, а гайка 8 жестко закреплена на корпусе 2 экструдера с помощью не менее трех шпилек 10, расположенных параллельно оси конусной втулки 4, и фланцев 11,12, один из которых 11 жестко связан с корпусом 2 экструдера. Экструдер снабжен приемным лотком 13 и электроприводом 14 вращения шнека 3. Экструдер может быть снабжен электроприводом вращения винта 7.

Экструдер (второй вариант) фиг.4 снабжен дополнительно втулкой 15 с отверстиями 16, закрепленной на конусной втулке 4, жестко связанной с корпусом 2 экструдера, подвижно с помощью резьбового соединения 17, причем дорн 5 связан с втулкой 15 подвижно с помощью радиально-упорного подшипника 18, а со шнеком 3 дорн 5 образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения 19.

Экструдер (третий вариант) фиг.5 дополнительно снабжен двумя втулками 20,21 и фланцем 22, который жестко связан с первой втулкой 20 и подвижно с помощью резьбового соединения 23 со второй втулкой 21, причем первая втулка 20 связана подвижно с дорном 5 с помощью радиально-упорного подшипника 24, а вторая втулка 21 жестко связана с основанием 1 экструдера. Со шнеком 3 дорн 5 образует поступательную пару с помощью шлицевого соединения 25.

Кроме того, на рабочей поверхности дорна 5 во всех вариантах могут быть выполнены продольные канавки 26 в количестве 15÷40 штук равномерно по образующей рабочую поверхность дорна 5.

Экструдер (первый вариант) также снабжен клиновидными ножами 27 в количестве 15÷40 штук, установленными равномерно по окружности на торце конусной втулки 4.

Экструдер (второй и третий вариант) дополнительно снабжен саблевидными режущими ножами, 28 установленными на торце конусной втулки 4 равномерно по окружности вокруг рабочего зазора с кратностью 1:2 по отношению к количеству продольных канавок 26 дорна 5. Экструдер (третий вариант) снабжен ручкой 29, жестко связанной с фланцем 22.

Работа экструдера осуществляется следующим образом. При поступлении в приемный лоток 13 дробленого зерна необходимой влажности включается электропривод 14 и шнек 3 приводится во вращение вокруг своей оси. Зерно перемещается в корпусе 2 в направлении к дорну 5. Зерно свободно истекает из отверстия между конусной втулкой 4 и дорном 5. При этом в продольных канавках 26 дорна 5 продукт приобретает форму вытянутых сегментовидных (в сечении) элементов, которые на выходе разделяются с помощью клиновидных ножей 27. Во втором и третьем варианте дорн 5 вращается вместе со шнеком 3, при этом с помощью саблевидных ножей 28 производится нарезка продукта на гранулы. После выхода на установившийся режим истечения дробленого зерна с помощью ручки 9 сближают дорн 5 и конусную втулку 4, во втором варианте сближение производится путем вращения втулки 15, а в третьем варианте сближение производится с помощью ручки 29. При этом привод вращения шнека не выключается. Зазор 6 устанавливается таким образом, чтобы выходящий из него экструдированный продукт соответствовал заданным параметрам качества. При этом зерно в каналах корпуса экструдера и в зазоре 6 между конусной втулкой 4 и дорном 5 сжимается, деформируется, разогревается до температуры 120-130°С, подвергается воздействию температуры и давления, спекается. Деструкция материала зерен происходит на атомном и межмолекулярном уровнях. При этом происходит надежное разрушение связей, что приводит к повышению показателя усвояемости получаемого продукта.

Процесс настройки на заданный продукт производится на ходу во время подачи сырья без остановки привода, что повышает производительность труда, позволяет более точно настроить на нужный режим, производить быструю коррекцию процесса экструзии при изменении параметров продукта или режима экструзии.

Кроме того, такое выполнение устройства экструдера позволяет выполнять различные варианты выхода на рабочий режим, например в режиме волнообразных изменений размера зазора, или с постепенным выходом на рабочий режим. Кроме того, такая конструкция позволяет продукту свободно выходить и поступать в приемный бункер.

Испытания опытного образца экструдера предлагаемой конструкции с диаметром шнека 63 мм, мощностью электродвигателя привода шнека 30 кВт показали, что он обеспечивает производительность не менее 100 кг/час при переработке озимой ржи.