CN1004255B - 一种定量挤出食品原料的装置 - Google Patents

Abstract

一种定量挤出食品原料的装置。食品原料引入转鼓外缘和壳体内壁之间形成的空间。转鼓在其内壁和凸轮的外缘之间有一内腔室。在转鼓上的狭长切口中嵌入一对叶片，从而在转鼓的外面形成一个分室和在内腔室里形成一个分室。转鼓外面分室的空间朝引出口减小，而内腔室的空间增大所以转鼓外面分室空间的压力比内腔室高得多。原料中的空气经由在叶片后缘表面上的凹槽和狭长切口壁之间形成的通道从外分室吸出进入内腔室。

Description

一种定量挤出食品原料的装置

本发明涉及一种定量挤出食品原料的装置，特别是挤出塑性食品原料的装置。更确定地说，该装置能供给一种食品原料的连续物团，这些连续物团的全部在数量和密实度方面都是相同的，同时在挤出过程中能除去夹在其中的空气。

现有技术中，各种类型的供给塑性原料的装置，都在不断地加以改进。

美国专利3，773，448中公开了一种物团分离装置，具有带径向延伸叶片的转子，叶片可作缩进和伸出转子的运动，以切开供给该装置的定量的物团。在与物团接触之前向叶片和容纳叶片的转子槽供给润滑油，最好叶片在旋转期间被浸在油槽中。

然而，该装置没有从物团中排出空气的机构。由于物团中的空气量是变化的，于是，任何给定体积的物团重量随其中的空气量变化，所以，必须从物团中排出空气以得到预定体积和重量的物团，因为该装置没有从物团中排除空气的机构，所以由该装置得到的物团具有预定的体积，但其重量是变化的，所以这种装置不能获得精确的物团称量;

本发明的目的之一，是提供一种定量挤出食品原料，同时能除去夹在其中的空气的装置。

本发明的又一个目的，是提供一种以均匀的流速挤出食品原料，而无任何脉动的装置。

根据本发明的一个目的，提供用于定量挤出食品原料的装置包括如下几个部分：

a）一个盛装食品原料的料斗;

b）一个配置在所说料斗底部的偏心圆柱形壳体，它有面向料斗顶部开口的圆柱形侧壁以及具有台阶导轨的两个端壁，而且圆柱形壳体有一个位于远离所说料斗的引出口;

c）一个配置在所说壳体中能转动的中空圆柱形转鼓，它与一根中心轴连接并一起转动。中心轴本身又与电动机连接。所说的转鼓有多条径向地贯穿转鼓外缘体的狭长切口，这些切口沿转鼓外缘体的轴向延伸。所说壳体的侧壁是这样形成的，即所说转鼓的外缘体和料斗下部出口处的壳体的侧壁内表面，沿转鼓的转动方向，有一其横截面朝着所说的引出口逐渐变窄的空间，而且在所说下部引出口处彼此可沿转鼓的转动方向可滑动地接合;

d）多个叶片，它们嵌入所说的每条狭长切口。叶片的横截面大小是这样确定的，即它们与狭长切口滑动配合。每个叶片的后缘表面上都有沿径向延伸的凹槽，其径向延伸距离稍大于转鼓外缘体的厚度;

e）一个安装在转鼓中心轴上的偏心圆柱形凸轮，其外缘离开壳体侧壁的内表面有一径向距离，该距离等于叶片的径向宽度。该凸轮在转鼓的顶部与转鼓的外缘体接合，并沿转鼓的转动方向逐渐与外缘体分开，这样可以与壳体的两个端壁一起，确定一个内腔室。该内腔室的横截面朝着引出口逐渐增大，以及

f）一条把所说的内腔室与料斗连接起来的引出通道。

在上述几部分中，每个叶片与转鼓一起转动，并沿偏心凸轮的外缘和壳体侧壁的内表面滑动地运动，以致当这样的转动促使叶片朝向料斗的底部时，叶片的向外部分处于向料斗内突出的状态。从而把食品原料引入所说的空间。在叶片上的凹槽提供一条由所说空间通到内腔室的通道，以便向内腔室释放夹在分室中的空气。该分室是由两个邻近的叶片与转鼓一起和壳体形成的，而且这样的转动可促使叶片退回到这样一个位置，在此位置，当叶片移过引出口时，叶片的朝外端变得与转鼓的外缘齐平。

本发明的重要特征之一，是该装置的结构使得用该装置挤出食品原料之前，就能把原料中的空气除去。本发明的装置使用了一个圆柱形壳体、一个在壳体内转动的转鼓，该转鼓配置在盛装食品原料用的料斗的下面。食品原料在壳体内壁和转鼓之间被传送到远离料斗配置的引出口，同时食品原料由安放在转鼓上并顶靠在壳体内表面上的叶片推进。当食品原料被传送时，夹在其中的空气往往会聚集在被传送原料的下端。因此，由任何两个邻近的一对叶片、转鼓的外表面和壳体内表面形成的每个分室，势必在其下端贮有空气。在本发明中，每个叶片与在转鼓外缘体上形成的辅助切口可滑动地接合，并且被限制在壳体的内壁和置于转鼓外缘体内的凸轮外壁之间，如同在下面进一步详细说明的那样。在每个叶片的后缘表面上以这样的方式形成凹槽，即在所说空间的下端内的空气可以经由在狭长切口内壁和在叶片上的凹槽之间形成的通道，被释放进入内腔室。然后，空气经过一条引出通道从内腔室排放到料斗。因此，没有挟带空气且密实度相同的食品原料从引出口挤出。

在本发明中，因下述理由，空气被有效地从食品原料中除去：因为由邻近一对叶片和转鼓外缘及壳体内壁确定的分室容积，当同转鼓的转动一道下移时，分室容积逐渐减小，而其中的压力却逐渐增大。可是，当凸轮表面和转鼓外缘体的内壁彼此分开时，在转鼓外缘体内逐渐形成一个分室。这样的分室由上述两部分和一个叶片或邻近的一对叶片确定。当叶片同转鼓的转动一道下移时，内腔室中的分室容积增大。因此，该分室中的压力减小。由于转鼓外面分室中的压力变得比内腔室的压力大得多，所以夹在外分室中的空气，从外面分室被吸入内腔室。这种压力差还迫使分成小块数量的原料进入内腔室，而且只是这样的原料填充外分室内的空间。这样一来，当这样的原料从引出口排出时，是以一种在数量和密实度方面全部相同的原料连续流被挤压出来的。

图1示出本发明第一种实施方式的装置。

图2是沿图1所示装置A-A处的剖视图。

图3是转鼓的放大视图。

图4示出本发明第二种实施方式的装置。

现在参照附图说明本发明的最佳实施方式。

本装置1包括一个盛装食品原料5的料斗3，一个偏心圆柱形壳体7，它与料斗3成一整体并在料斗3的底部。在图1中，壳体7的四壁与料斗3的四壁整体相连。在壳体7中有一个转动的中空圆柱形转鼓9，它与一中心轴11连接并一起转动。该中心轴11是一个与电动机（图中未示出）连接的传动轴。

如图3所示，转鼓9有多条狭长切口13，径向地贯穿转鼓的外缘体，切口之间相隔一定的距离。这些切口13还沿外缘体的轴向延伸。

现参照图1和图2，在每条狭长切口13中嵌入叶片15，叶片的大小是这样的，即它们与切口滑配合并可在其中滑动。

沿转鼓9的转动方向看，在每个叶片15的后缘表面上有凹槽17。这些凹槽径向延伸一段比转鼓外缘体厚度稍大的距离，而轴向可几乎延伸到叶片15的整个长度。

一个偏心凸轮19固定地安装在壳体7的端壁25上，且置于转鼓9的空腔内，并与中心轴11滑动接合。凸轮19的外缘径向离开壳体7的内壁一段距离，该距离等于叶片15的径向宽度。在壳体7两个端壁朝向料斗3的区域内有台阶轨导21，用以容纳叶片15。台阶轨导21离开凸轮19的外缘一段距离，该距离等于叶片的径向宽度。因此，当转鼓9转动时，叶片15沿着与转鼓9转动相同的方向运动，叶片15的朝外端与壳体7的内壁和台阶轨导21接合，而叶片15的朝内端与凸轮19的外缘接合。

如图1所示，壳体7的侧壁与料斗3的侧壁连接。壳体7还有两个将转鼓9和凸轮19封闭起来的端壁25（见图2）。壳体7的侧壁有一偏心状的横截面，以便壳体7的内表面和面向料斗3的转鼓9下面部分转鼓外缘，沿图1中箭头a所示转鼓9的转动方向，确定一个其横截面朝引出口23逐渐变窄的空间。因此，壳体7侧壁的内表面，沿图1中所示转鼓9的转动方向，在引出口后部区域与转鼓9的外缘接触。

在凸轮19的外缘和转鼓9的外缘体内壁之间形成一内腔室31，但凸轮19与转鼓9的接触区域除外。凸轮19设计成具有偏心的形状，其表面离开壳体侧壁的内表面是等距的。凸轮19和转鼓9的位置关系，是使内腔室31的横截面从料斗3附近的位置，沿转鼓的转动方向，向引出口23逐渐增大，在经过一段大小相同的区域后，朝下端变窄。这样，凸轮19的外缘在朝向料斗3的壳体7的顶部处与转鼓9的外缘体内壁接合。

在内腔室消失处的附近形成一条引出通道33，如图1和图2所示，该引出通道经过凸轮19，把内腔室31和料斗3连通。

在该装置中，在内腔室31中的邻近一对叶片15和空间27之间形成分室。由于转鼓9和凸轮19封闭在壳体7中，所以各分室被壳体7的侧壁和端壁以以及凸轮19的外缘密封住，如图2所示。

在工作时，转鼓9沿图1中箭头a所示方向顺时针转动，在壳体7顶部，叶片15的朝外端伸入料斗3。当伸出的叶片同转鼓9一道转动时，伸出的叶片推挤食品原料进入壳体7侧壁的内表面和转鼓9之间的空间27。叶片15的朝外端与壳体7侧壁的内表面接合，从而与邻近的叶片15，转鼓9和端壁25一起形成密封的分室。被引入空间27的食品原料限制在分室内。并沿转动方向a移动，如图1所示。

当转鼓9转动时，由邻近一对叶片、转鼓和壳体7的侧壁及端壁形成的分室容积逐渐减小。相反，凸轮19的外缘和转鼓9的外缘体内壁彼此分离而形成逐渐增大的内腔室31。邻近一对叶片15还在内腔室中和凸轮。转鼓及壳体7的端壁一起形成分室，而且当转鼓9转至下端引出口23附近的区域时，分室的容积逐渐增大。当原料从料斗3引入空间27时，空气往往会夹在原料中进入形成的第一分室。如图1所示，夹进的空气势必聚集在分室的下部。

由于叶片15上的凹槽延伸一个大于转鼓9的厚度的距离，因此在转鼓9转动过程中，在某个位置叶片15的凹槽17延伸超出转鼓9的两个表面。在该位置，空间27经由在狭长切口13的壁和叶片15之间的凹槽形成的通道与内腔室31连通，如图1所示。当转鼓9转动时，转鼓9外面形成的分室空间变得较小，从而分室内的压力增大。同时，内腔室31的空间增大，从而使转鼓9内的分室压力减小，因此空间27的压力变得比内腔室31的压力大得多。由于存在压力差，与原料的小块部分一起的空气被迫从空间27进入内腔室31。因此，当转鼓9转动时，外分室内的空气就从空间27除去。在外分室到达邻近引出口23的区域之前，空间27仅填满原料，如图1所示。

当叶片15到达引出口23附近的区域时，叶片移到凹槽17不超过转鼓9两个表面的位置，以致叶片把空气的通道关闭。因此，夹带到内腔室31的空气不会返回流入引出口23内的原料中，其结果是在数量和密实度方面相同，又无剩余空气的原料经由引出口23挤出。

当叶片15移过引出口23时，叶片15退回到其朝外端与转鼓9外缘齐平的位置，而转鼓9的外缘与壳体7的内壁接触。如图1所示，任何邻近一对叶片之间的内腔室31的体积，直到形成分室的导前叶片到达该叶片伸出到料斗3底部中的位置为止，都是相同的。从这个位置以后，内腔室31的空间逐渐减小，直到凸轮19的外缘与转鼓9的内壁接触为止。因此，在壳体7的顶部，内腔室31就消失了。

当转鼓9转动时，内腔室31中的小块原料37，由叶片15的前表面推挤着向壳体7的顶部移动，接近壳体7顶部，该内腔室31消失处形成一条通过凸轮19的引出通道23，以便借助叶片15的推动力将原料37和夹带到内腔室31中的空气除去。如图2中箭头上所示，原料37和空气经过引出通道33返回到料斗3。

图4示出了本发明二种实施方式的装置101。其结构，除区段41外，与第一种实施方式的装置相同。区段41是沿转动方向a，从邻近尺寸减小区段39的下部到邻近引出口23上部这段大小均一的区段。在该区段41内。空间27的大小与内腔室31的大小相同。因此，由邻近一对叶片15确定的空间27和内腔室31中的压力保持相同。在这种情况下，如同在第一种实施方式中那样，空间27的大小逐渐减小，在任何外分室内原料上部的压力比其下部的压力要低一些。由于经引出口23挤出的原料的压力不相同，因此当原料由引出口23挤出时，原料在叶片15到达引出口23一转之内同步地脉动。因此，如果用显微镜观察，挤出原料的流速是不均匀的，对于某些应用来说，这种特性可能是一种不利因素。

可是，在第二种实施方式中，在大小均一的区段41中的原料，在邻近一对叶片15之间的空间内总是受到相同的压力，直到原料被带到邻近引出口23的部位为止。因此，原料被均匀地从引出口23挤出。该大小均一的区段41应当延伸至少一段距离，该距离等于邻近一对叶片15之间的距离。但是，在区段41内，叶片15相对于转鼓9的位置，可以移动到使叶片15后缘表面上的凹槽藏在转鼓9的外缘内，以便把连接空间27和内腔室31的通道封闭起来。防止内腔室中的空气35返回流入空间27。

本发明装置能定量地挤出食品原料。由于原料中的空气，在原料被挤出之前就完全除去，所以食品原料被连续地挤出并具有相同的数量和密实度。

另外，由于沿转鼓的转动方向增加了上部和邻近引出口大小相同的区段，就可提供一种甚至用显微镜观察，也能以均匀的流速挤出原料的装置，被分离的空气从内腔室除去，而内腔室中的小块食品原料再循环到料斗。

Claims (17)

1、一种定量挤出食品原料的装置，它包括：

a）一个盛装食品原料的料斗3;

b）一个配置在料斗3底部的偏心圆柱形壳体7，它有面向料斗3顶部开口的圆柱形侧壁以及两个端壁，该壳体7在远离料斗3的部位有一引出口23;

c）一个配置在壳体7中能转动的中空圆柱形转鼓9，它与一根中心轴11连接并一起转动，中心轴11本身与一电动机连接，转鼓9有多条径向地贯穿转鼓外缘体的狭长切口13，这些切口13沿转鼓9外缘体的轴向延伸;

d）多个叶片15，它们嵌入每条狭长切口13，叶片15的横截面大小是这样确定的，即它们与狭长切口13滑动配合;

其特征在于：

e）朝向料斗3的壳体端壁上有叶片15用的台阶轨导21;

f）转鼓9的外缘体和壳体7侧壁的内表面确定了一个空间27，其横截面朝盖引出口23逐渐变窄，并在下部引出口23处彼此沿转鼓9的转动方向滑动地接合，

g）在叶片15的后缘表面上有沿径向延伸的凹槽17，径向延伸的距离稍大于所述转鼓9外缘体的厚度。

h）一个安装在转鼓9的中心轴11上的偏心圆柱凸轮19，其外缘离开壳体侧壁的内表面有一径向距离，该距离等于叶片15的径向宽度，该凸轮19在转鼓9的顶部与转鼓9的外缘体结合，并沿转鼓9的转动方向逐渐与外缘体分开，这样可以与壳体7的两个端壁一起确定一个内腔室31，该内腔室的横截面朝着引出口23逐渐增大;

i）一条把内腔室与料斗3连接起来的引出通道33;

2、根据权利要求1所说的装置，其特征在于所述空间27沿转鼓9的转动方向，有一段大小均一的区段41，这一区段在所述空间的邻近引出口23上部的区域。

3、根据权利要求2所说的装置，其特征在于所述的区段延伸一段距离，该距离至少等于任何一对邻近叶片15之间的距离。

4、根据权利要求1或2所说的装置，其特征在于所述引出通道33在所述内腔室31顶部附近，内腔室的横截面向引出通道33处变小。

5、根据权利要求1或2所说的装置，其特征在于引出通道33贯穿所述偏心凸轮19。

6、根据权利要求1所说的装置，其特征在于叶片15适应于相对转鼓9移动，以便当叶片15到达邻近引出口23区域时，把从所述空间27到内腔室31的通道封闭起来。

7、根据权利要求2所说的装置，其特征在于叶片15适应于相对转鼓9移动，以便当叶片15到达所述大小均一的区段41时，把从所述空间27到内腔室31的通道封闭起来。

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