CN1014300B - 定量挤出食料的设备 - Google Patents

Abstract

一种定量挤出食料的设备，其中的食料被引入鼓轮筒和壳体侧壁之间的空间。该空间由凸缘分成若干隔室，食料也分成份送进每个隔室。在鼓轮内壁和凸轮周表面之间有一内腔。叶片插在鼓轮周壁上的窄槽中。一对相邻叶片在鼓轮的内、外腔中构成仓室。设备还有与各隔室相通的若干出口。各外隔室中仓室在近出口处尺寸变小，而在内腔中仓室的尺寸增大，因此，外仓室中压力比内腔大。食料中的空气被经通路抽出，于是食料可以质量均匀地从出口中挤出。

Description

本发明涉及一种定量挤出食料、特别是塑性食料的设备，更特别涉及一种设备能提供连续的食料体，整个料体的各部分在质量和密度上是均匀的，并在加工中排出空气。

美国U·S·P·4，801，258中公开一种定量地挤出食料的设备。在该设备中食料被送入一个鼓轮和壳体侧壁之间的空间中。鼓轮的内壁和一个凸轮周边之间有一个内腔。在鼓轮的窄槽中装有一对叶片，在鼓轮内外各形成一个隔室。

由于鼓轮外隔室的空间尺寸朝出口方向减小，而内腔的尺寸增加，因此外隔室的压力比内腔压力大的多。这样，食料中的空气通过叶片尾部表面上的凹槽与窄槽壁之间形成的通路从外隔室抽到内腔中。结果，不含有空气的、质量和密度均匀的条状食料从出口挤出。

通常壳体上有一排出口，用来挤出若干条状食料体。这些出口是沿壳体轴线方向设置的。但是当食料在一个出口堵塞住时，本应从该出口排出的食料会移动并从相邻的出口中挤出，这样，从其它出口挤出食料的数量会起变化。再有，象面团或肉末一类食料有可能堵住出口，因此，先有技术中从多个出口排出食料的设备不能均匀地供给食料。

本发明的目的是使上述先有技术中有多个出口的设备能提供均匀的食料。

根据本发明，能定量挤出食料的设备包括：

（a）一个盛食料的漏斗;（b）一个安装在上述漏斗底部的偏心圆柱状壳体，具有一个圆筒侧壁，在朝向漏斗的顶部是敞开的，还 有两个端壁，上述壳体在远离漏斗端有几个出口，并且沿该壳体的轴向设置在圆筒形侧壁上;（c）一个转动的中空圆筒鼓轮安装在上述壳体中，并且可操纵地连接在一根轴上，该轴顺次连接在一电动机上，上述鼓轮上加工有若干窄槽，这些槽径向地穿过筒壁并且沿该圆筒的轴向延伸;上述壳体的侧壁的构造使上述鼓轮的筒体和漏斗下部的壳体侧壁的内表面在鼓轮转动方向上限定出一个空间，该空间包括一个尺寸不变的隔室，该隔室位于沿上述鼓轮转动方向上在上述出口的上游附近，并且在出口的下游区，鼓轮筒体和壳体侧壁的内表面沿鼓轮转动方向相互滑动接合;（d）在每个上述窄槽中都插有叶片，而横截面尺寸上的限定使这些叶片可滑动地安装在窄槽中，上述每个叶片在其尾部表面都具有槽，该槽的长度大于上述鼓轮圆筒体的厚度;（e）一个偏心圆柱凸轮安装在上述鼓轮的轴上，其周表面在径向上与上述壳体的侧壁内表面分隔开，分隔距离等于上述叶片的径向宽度，该凸轮在上述鼓轮的顶部与鼓轮的圆筒体相接合，并在鼓轮转动方向上逐渐从上述圆筒上分离，该鼓轮与壳体端壁共同构成一内腔，该内腔朝向出口横截面变大;（f）一条出路将上述内腔和上述漏斗相连通，其中当上述鼓轮沿上述偏心凸轮周表面和壳体侧壁的内表面转动时，每个叶片都是可滑动的，使得上述叶片在转动至面向上述漏斗底部时，叶片的外端伸进上述漏斗中，将食料送至上述空间的每个隔室中，空气排入上述内腔，这些空气原来聚集在由两相邻叶片、鼓轮、一对相邻凸缘或一个上述凸缘与一端壁、以及上述壳体内表面构成的仓室中，当上述叶片已移过上述出口时，上述叶片外端缩回与上述鼓轮的筒壁齐平，其特征在于：（g）上述鼓轮的圆筒体上有若干凸缘，延伸与壳体的内表面接合将上述空间分成与上述出口数量相等的隔室，这些隔室与相应的出口相通。

在本发明的设备中，容纳食料的空间被分为若干隔室。这些隔室被一对相邻的凸缘或一个凸缘与相邻的壳体端壁所封闭，这些隔室还被围在鼓轮的圆筒体与壳体侧壁之间。在鼓轮转动的某阶段，每个隔室中一对相邻叶片之间形成一仓室。因此，甚至当食料堵住一个出口时，隔室中与出口连通的食料被封闭在该隔室中，这样该食料不会进入相邻隔室中。从而可以避免食料从相邻出口处排出，因此，食料的不均匀供给可以完全避免。

附图的简要说明如下。

图1表示本发明第一实施例的设备;

图2表示图1设备沿A-A线剖开的截面图;

图3表示图1设备所用鼓轮的透视图;

图4表示图1设备沿B-B′线剖开的出口放大截面图;

图5表示本发明第二实施例的设备的截面图;

图6表示图5设备所用的鼓轮的透视图。

下面参照附图描述本发明的第一实施例。

设备（1）包括盛食料（5）的漏斗（3）和一个偏心的圆柱形壳体（7），它一体地安装在漏斗（3）的底部。图1中壳体（7）的壁与漏斗（3）的壁相连成一体。壳体（7）内有一个转动的中空圆筒体鼓轮（9）。该鼓轮（9）可操纵地连接到一个轴（11）上，该轴是与一个电动机（未示出）相连的驱动轴。

如图1和3所示，鼓轮（9）上按一定间距径向地开有一些穿过其筒体的窄槽（13），这些槽（13）也沿圆筒体轴线方向延伸。

还有，在鼓轮（9）的筒壁上装有一些向外延伸的凸缘（14），这些凸缘沿鼓轮（9）的轴向设置，并且相互间隔一段距离。

如图1所示，在每个槽（13）中插有一个叶片（15）。其尺寸以能在槽中适当地滑动配合为宜。

在鼓轮转动方向上，每个叶片（15）的尾部表面上都有槽（17），并且该槽沿径向延伸的长度比圆筒体壁厚稍大。槽（17）可以轴向延伸几乎达到叶片（15）的全长。

一个偏心凸轮（19）固定地安装在壳体（7）的端面（25）上，并且与轴（11）滑动配合地安装在鼓轮（9）的内中空部分中。偏心凸轮（19）的周表面与壳体（7）的内壁径向地隔开，分隔距离等于叶片（15）的径向宽度。在壳体（7）的两端壁上，在面向漏斗（3）处，设有一些台阶（21）将叶片（15）固定到位。该台阶（21）以等于叶片径向宽度的距离与偏心凸轮（19）的周表面间隔开。因此，当鼓轮（9）转动时，叶片（15）沿鼓轮（9）的同方向运动，而叶片（15）的外端与壳体（7）的内壁和台阶（21）接合，叶片（15）的朝内端与偏心凸轮（19）的周表面啮合。

壳体在离开上述漏斗（3）的一端有一些出口（23）。在本实施例中，沿壳体（7）的轴向设置了四个出口（23A、23B、23C、23D）。如图4所示，出口（23）连接其相应的喷口（24），以便食料条体相互无接触地从设备（1）中挤出。设置若干法兰（14），使其外缘与壁（22）接合，而壁延伸到出口处时将四个出口分开。

如图1所示，壳体的侧壁与漏斗（3）的侧壁相连。该壳体（7）也有两个端壁（25），见图2，用以围住鼓轮（9）和偏心轮（19）。壳体（7）的侧壁有偏心形状的横截面，以使其内表面和 鼓轮上沿鼓轮（9）的转动方向（图1中箭头a所示）位于面对漏斗（3）的那部分下游处的鼓轮周壁共同限定一空间（27）。该空间在朝向出口（23）的方向上横截面逐渐变小。壳体（7）的侧壁的内表面与鼓轮（9）的周壁在出口（23）的下游区（沿鼓轮（9）转动方向）相接触，如图1所示。

凸缘（14）的构造使其外顶端部分延伸与壳体侧壁的内表面在出口（23）的上游区啮合。因此，凸缘（14）将空间（27）分成若干隔室，隔室的数目与相应的出口数目相符。在该实施例中，空间（27）被三个凸缘（14A、14B、14C）分隔成四个隔室，如图2所示。因此，该区域中的食料（5）被封闭在空间（27）的各隔室中，并且不能进入相邻的隔室。在出口（23）下游的区域中，壳体（7）侧壁上有一些槽用来容纳凸缘（14），如图1和2所示。

偏心凸轮（19）的周表面和鼓轮（9）圆筒体的内壁之间形成一个内腔（31），不包括偏心轮（19）与鼓轮（9）接触的地方。凸轮（19）设计成偏心形状。该凸轮的表面与壳体侧壁的内表面是等距离的。该凸轮（19）和鼓轮（9）的位置关系是这样的：内腔的横截面积沿鼓轮转动方向从漏斗（3）附近至出口（23）逐渐增大，并且在经过一段尺寸不变的区域后该内腔向下游端方向逐渐变窄，在下游端处凸轮（19）的周壁在壳体（7）朝向漏斗的顶部与鼓轮（9）圆筒体的内壁接合。

在内腔（31）结束处附近设置一条排出道（33）。该排出道穿过凸轮（19），连通内腔（31）和漏斗（3），如图1和2所示。

在该实施例中，在尺寸减小的隔室（39）的下游、沿旋转方向a的出口（23）的上游附近，空间（27）有一个不变尺寸的隔室（41）。在该尺寸不变的隔室中，空间（27）和内腔（31）的尺寸是不变的。

该设备中，在内腔（31）和空间（27）中，一对相邻的叶片（15）之间形成一个仓室。由于鼓轮（9）和凸轮（19）被壳体（7）包围，仓室被壳体（7）的端壁（25）、侧壁以及凸轮（19）的周表面所封闭，如图2所示。如上所述，仓室中的空间（27）被凸缘（14）分成四个隔室。

操作中，鼓轮（9）顺时针转如图1中箭头a所示。在壳体（7）的顶部上，叶片（15）的外端伸入漏斗（3）中。当伸出的叶片随鼓轮（9）旋转而转动时，推动食料进入壳体（7）侧壁的内表面与鼓轮（9）之间的空间（27）。在出口的上游区，凸缘外端顶住壳体侧壁的内表面，构成四个隔室。食料（5）被分成四份并被送入每个隔室中。再有，叶片（15）的外端接触壳体（7）侧壁的内表面，并与一相邻的叶片（15）、鼓轮（9）及两相邻凸缘或一凸缘和一端壁（25）一道限定出一个封闭的仓室。送入空间（27）的食料被封闭在仓室中，并沿旋转方向a运动，如图1所示。

在尺寸减小的隔室（39）中，当鼓轮（9）转动时，由一对相邻叶片、鼓轮、侧壁和凸缘（14）（或者一凸缘和一壳体端壁）形成的仓室的容积逐渐减小。相反，凸轮（19）的周表面与鼓轮（9）圆筒体的内壁相互分离形成了内腔（31）。在内腔中，凸轮、鼓轮、一对相邻的叶片（15）和壳体（7）的端壁构成若干仓室。当鼓轮（9）转向出口（23）的下游端附近时，每个仓室的容积逐渐加大。

当食料从漏斗（3）中进入空间（27）时，空气被封闭在食料中，并最先进入形成的仓室中。如图1所示，空气易于在仓室下游聚集。

由于叶片（15）的槽（17）的延伸长度大于鼓轮（9）的壁厚，在鼓轮（9）旋转到某一点上时，叶片（15）处于某位置，使槽（17）伸出鼓轮（9）的两个表面之外。在这一点上，通过槽（17）在窄槽（13）的一个壁和叶片（15）之间形成一条通路，使空间（27）与内腔（31）连通，如图1所示。当鼓轮（9）转动时，其外部形成的仓室中的空间变小，这样，仓室中的压力增加，而内腔（31）中的空间增大，鼓轮（9）的内仓室中的压力减小。结果，空间（27）中的压力比内腔（31）中的压力大的多。由于压力差的原因，空气（35）及食料（37）的一部分从空间（27）挤进内腔（31）中。当鼓轮（9）转动时，外仓室中的空气从空间（27）中除去，并且只剩下食料（5）在仓室到达出口（23）附近的区域之前充填空间（27），如图1所示。

然后仓室到达尺寸不变的隔室（41）。如上所述，尺寸不变的隔室（41沿旋转方向a设置于出口（23）的上游。由于该隔室（41）的空间（27）和内腔（31）的尺寸是不变的，由于一对相邻叶片（15）限定的空间（27）和内腔（31）中的压力保持不变。如果没有这种恒定的尺寸，即如果空间（27）的尺寸在接近出口（23）时逐渐变小，那么在任何外仓室中食料的上游部分的压力都会比下游部分压力低。这样，从出口（23）挤出食料的压力就会不相同。如果食料要从出口（23）挤出，它会以叶片（15）到达出口（23）为一周期脉动挤出。因此，如从显微镜下观察，食料 挤出的流速是不同的。这一特征正是许多其它申请的缺点。

然而，在本实施例中，在不变尺寸隔室（41）中的食料（5）在一对相邻叶片（15）之间的整个空间里受到相同的压力，直至它被送至出口（23）附近。这样它就从出口（23）中均匀地挤出。该尺寸不变的隔室（41）的延伸长度应至少等于一对相邻叶片（15）之间的间距。再有，叶片（15）相对于鼓轮（9）的位置可以在该隔室（41）中移至这样一点，使叶片（15）尾部表面上的槽（17）隐蔽在鼓轮（9）的筒壁之后，关闭连接空间（27）和内腔（31）的通道，以免使内腔中的空气（35）回流至空间（27）。结果，质量和密度均匀并且不含有残余空气的食料通过出口（23）挤出。

如上所述，如果没有凸缘（14），当食料堵住一个出口、例如图4中右数第2出口时，原应从第2出口挤出的食料会流入相邻出口中，如图4中箭头C所示。因此，从相邻出口挤出的食料（5）的数量将会增加。但在本发明中，每个隔室用一对相邻的凸缘或一凸缘和一壳体端壁与其它隔室密封隔开。这样，食料（5）不可能流入相邻隔室，并且从一个隔室中挤出的食料（5）也不会影响到从其它出口挤出的食料（5）。

当叶片（15）移过出口（23）时叶片（15）退缩至某点，在该点叶片的外端与鼓轮（9）的筒壁齐平，鼓轮（9）的筒壁与壳体（7）的内壁接触。如图1所示，此时任何一对相邻叶片（15）之间的内腔（31）的容积都是不变的，直到在前面形成仓室的叶片到达叶片将暴露于漏斗（3）底部的那一点时容积才又变化。从该点起，内腔（31）逐渐减小其空间，直至凸轮（19）的 周表面接触到鼓轮（9）的内壁面，于是内腔（31）在壳体（7）的顶部消失。

当鼓轮（9）转动时，在内腔（31）中的食料（37）的一部分将被叶片（15）的前表面推动，向壳体（7）的顶部运动。邻近壳体（7）的顶部，内腔（31）在该处消失，穿过凸轮（19）形成的出路33被用来排除由叶片（15）推动并封闭在内腔（31）中的食料（37）和空气（35）。食料（37）和空气（35）经过出路（33）回到漏斗（3）中，如图2中箭头6所示。

图5表示本发明第二实施例的设备（101）。图6中所示的设备（101）的构造和第一实施例的设备（1）相同。在本实施例中，所有隔室都在任何一对相邻凸缘（14）之间。相反，第一实施例空间（27）的两端的隔室由壳体的一个端壁和与其相邻的凸缘（14）限定。

如上所述，本发明中从多个出口中挤出的食料的量是均匀不变的，甚至当一出口被食料堵塞时，其它出口也不会变化。因此，从多个出口挤出食料的任何不均匀现象都被完全避免了。

Claims (5)

1、一种定量挤出食料的设备，包括：

(a)一个盛食料的漏斗；

(b)一个安装在上述漏斗底部的偏心圆柱状壳体，具有一个圆筒侧壁，在朝向漏斗的顶部是敞开的，还有两个端壁，上述壳体在远离漏斗端有几个出口，并且沿该壳体的轴向设置在圆筒形侧壁上；

(c)一个转动的中空圆筒鼓轮安装在上述壳体中，并且可操纵地连接在一根轴上，该轴顺次连接在一电动机上，上述鼓轮上加工有若干窄槽，这些槽径向地穿过筒壁并且沿该圆筒的轴向延伸，上述壳体的侧壁的构造使上述鼓轮的筒体和漏斗下部的壳体侧壁的内表面在鼓轮转动方向上限定出一个空间，该空间包括一个尺寸不变的隔室，该隔室位于沿上述鼓轮转动方向上在上述出口的上游附近，并且在出口的下游区，鼓轮筒体和壳体侧壁的内表面沿鼓轮转动方向上相互滑动接合；

(d)在每个上述窄槽中都插有叶片，而横截面尺寸上的限定使这些叶片可滑动地安装在窄槽中，上述每个叶片在其尾部表面上都带有槽，该槽长度大于上述鼓轮圆筒的壁厚；

(e)一个偏心圆柱凸轮安装在上述鼓轮的轴上，其周表面在径向上与上述壳体的侧壁内表面分隔开，分隔距离等于上述叶片的径向宽度，该凸轮在上述鼓轮的顶部与鼓轮的圆筒体相接触，并在鼓轮转动方向上逐渐从上述圆筒上分离，从而与壳体端壁共同构成一内腔，该内腔朝向出口横截面变大；

(f)一条出路将上述内腔和上述漏斗相连通，其中当上述鼓轮沿上述偏心凸轮周表面和壳体侧壁的内表面转动时，每个叶片都是可滑动的，使得上述叶片在转动至面向上述漏斗底部时，叶片的外端伸进上述漏斗中，将食料送至上述空间的每个隔室中，空气排入上述内腔，这些空气原来聚集在由两相邻叶片、鼓轮、一对相邻凸缘或一个上述凸缘和一端壁、以及上述壳体内表面构成的仓室中，当上述叶片已移过上述出口时，上述叶片的外端缩回与上述鼓轮的筒壁齐平，其特征在于：

(g)上述鼓轮的圆筒体上有若干凸缘，延伸与壳体的内表面接合，将上述空间分成与上述出口数目相等的隔室，这些隔室与相应的出口相通。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述尺寸不变的隔室的伸延长度至少等于一对相邻叶片之间的距离。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述出路位于上述内腔顶部附近，并且上述内腔的结构是朝出路方向横截面变窄。

4、根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述出路穿过上述偏心凸轮。

5、根据权利要求1所述的设备，其特征在于设备还包括设在壳体端壁上的叶片轨道，该处面向漏斗，上述轨道与上述偏心凸轮的表面在径向上是等间距的，并且间距等于叶片的径向宽度。

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