CN102762356A - 与挤出机联用的高压解除组件和组件锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了附装在挤出机上使其操作更有效和方便并允许用于制造在挤出过程中制备的各种产品的零件的快速转换的装置。高压解除组件附装在挤出机上，通过从挤出机在压力下排出产品，该高压解除组件允许在挤出过程结束时从挤出机快速释放压力，并且该挤出机上还附装有快速组件锁止装置，通过将组件附装在能够从挤出机前方的位置移入和移出的臂上，该快速组件锁止装置允许组件如密度控制组件和其它组件的更换而不移除螺母、螺栓和夹具，并且其中该装置具有密封该组件以及从挤出机释放该组件的锁止机构。

Description

与挤出机联用的高压解除组件和组件锁止装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月18日提交的美国临时申请系列号No.61/284487的优先权，该申请的公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明总的涉及用于生产挤出产品的装置，且具体涉及附装在挤出机上以使其操作更有效和方便的装置以及允许附装在挤出机上的装置的锁止和快速转换的装置。

背景技术

用于制造食品的挤出机通常在挤出过程中在烹饪产品的相对高的温度下操作。在这种过程中，挤出机的机筒内建立了高达300至800psi的压力。这种挤出机常常称为挤出机-炊具。当已在操作结束时例如为了维护或转换而关停挤出机-炊具时，在对挤出机-炊具执行任何其它活动如模具组件或螺杆移除之前需要安全地解除高压。当前，用于安全地解除高压的方法包括使压力随时间推移而慢慢散去。该方法有助于避免在操作结束时快速打开挤出机的情况下爆裂的碎片如松动的零件或产品伤害操作人员。

已作出解决此问题的尝试，但这种尝试无法让人接受。例如，参考文献WO 2004/01970 A2公开了直接定位在材料流动通路中的背压阀。但这种阀易于使产品的密度发生无法预料的变化以及产品回退到挤出机并堵塞挤出机。在另一个示例中，美国专利No.4,984,977公开了一种可移动进出产品的流动通路的装置。该装置也存在堵塞以及截留材料的风险，从而存在卫生和交叉污染问题。在又一个示例中，美国专利No.5,238,385公开了一种通过分流材料流而解除压力的Y阀组件。然而，该Y阀组件扩大了挤出机的占地面积并且需要另外的产品移除设备，这使得成本高昂并且降低了加入另外的处理步骤如共挤出的灵活性。

此外，在典型的食品挤出过程中，一个或多个组件或子组件附装在挤出机的出口端上，以形成具有期望特性的产品。这些组件和子组件可以例如用于改变产品的密度；使产品膨胀；使产品成形并且将产品例如切割成团粒；或者共挤出不同颜色或纹理的产品。这些组件和子组件各者的重量可以从大约120lbs（磅）到高达300lbs不等。一些组件或子组件可以例如通过螺栓或螺栓与螺母紧固到挤出机体部上或彼此紧固。另一种方法使用由螺栓和螺母锁止的重型夹具（50至120lbs）。

将重型组件和子组件附装在挤出机上以及使它们与挤出机分离是耗时的并且需要重型提升设备。通常，需要多人来完成要求移除此类装置、更换此类装置、或者将此类装置加装到挤出线上的操作。由于大量的螺栓，螺栓频繁脱落，引起高更换成本。此外，更换此类热、湿且重的零件形成高伤害风险环境，诸如背部伤害或由于例如重型零件滑落和掉落到有关人员的手指或脚趾上而导致的伤害。

因此，需要用于克服这些限制和问题的新型装置和方法。本发明提供了这些问题的一种解决方案并且克服了现有装置中固有的局限。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种附装在挤出机上的新型高压解除组件，该高压解除组件快速解除挤出机中在其操作期间建立的压力并且还以安全和受控的方式从挤出机的内腔移除任何挤出物。

本发明的另一个目的是提供一种组件锁止装置，该组件锁止装置以这样的方式附装在挤出机上：有利于组件和子组件的快速附装并且在挤出机的操作期间将组件和子组件保持在适当位置以及移除在挤出机的正常操作中需要频繁转换的此类组件和子组件。

本发明的又一个目的是提供一种新型高压解除组件和组件锁止装置的组合，该组合允许在挤出机的操作完成时快速减压以及组件和子组件的快速移除和更换。

本发明的另一个目的是提供一种在挤出机的操作中使用新型高压解除组件和锁止装置的组合的方法。

这些目的中的一个或多个通过新型高压解除组件的使用、新型组件锁止装置的使用、或其组合来实现。组件和/或装置以允许从挤出机相对快速地释放压力并且明显加快影响挤出产品的特性的装置的转换的方式附装在挤出机上。

在一个方面，本发明提供了一种适合于附装在用于产品的挤出的挤出机上的高压解除组件，所述挤出机具有带挤出机孔的机筒外壳，诸如螺杆或活塞之类的挤出机构定位在所述孔中，其中所述高压解除组件包括：

附装在所述孔的端部上的具有限定的圆形开口的面板，其中所述面板的所述限定的开口与所述挤出机孔对准，并且所述面板具有顶部和底部，活塞室孔和产品排出端口定位在所述面板的底部中，且所述活塞室孔与所述产品排出端口彼此交叉；

第一阀组件，其具有带远端和近端的阀体以及定位在所述阀体中的具有锁止沟槽的活塞，所述活塞可在所述活塞室孔内从开通/打开位置移向闭合位置，并且所述阀体的近端在所述面板的底部附装到所述活塞室孔；

附装在所述第一阀组件的所述阀体的远端上的第一线性致动器，其与所述活塞相接触，并且当所述致动器启动（被触发/激励，activate）时，通过将所述活塞从其原始开通位置推入所述活塞室孔并且部分地推入与所述挤出机孔对准的由所述面板限定的圆形开口内而使所述活塞移向闭合位置，由此阻塞所述产品排出端口并且防止产品经所述产品排出端口流出，并且当所述致动器停用（去激励，deactivate）时，所述活塞移向其原始开通位置；以及

用于将活塞锁止在其闭合位置的机构，所述机构用于通过使所述机构与活塞接合而将活塞锁止在其闭合位置，

其中，当第一线性致动器启动时，所述活塞移向所述闭合位置，并且当所述用于锁止所述活塞的机构位于其闭合位置时，所述活塞被保持在闭合位置，并且其中，当要从所述挤出机解除压力时，所述用于锁止所述活塞的机构停用，然后所述第一线性致动器停用，所述活塞移向开通位置，由此允许产品经所述产品排出端口流出并且解除所述挤出机中的压力。

在另一方面，本发明提供了一种适合于挤出机的组件锁止装置，所述组件锁止装置能够单独使用或者优选地与上述高压释放组件相结合地使用。一种用于形成产品的合适的挤出机包括带有挤出机孔的机筒外壳、定位在所述孔内以用于产品的挤出的诸如螺杆或活塞之类的挤出机构以及附装在所述孔的端部上的面板，所述面板具有在所述孔上定心并形成机械止挡部的圆形开口，并具有附装在所述面板上的第一组件锁止装置，所述第一组件锁止装置将用于产品的挤出的组件保持并锁止在适当位置，并且其中所述组件锁止装置限定大于所述面板的所述圆形开口的开口并且包括：

具有开通和闭合位置的线性驱动组件；

线性齿条，其线性地定位并且与所述线性驱动组件相接触，其中所述线性驱动组件使所述齿条从开通位置移向闭合位置；

圆形蜗形齿轮，其带有在所述组件锁止装置的所述圆形开口上定心的涡卷螺纹（scroll thread），并且其中所述蜗形齿轮与所述线性齿条接合；以及

至少一个内部夹爪（jaw），其具有与所述涡卷螺纹的螺纹啮合的螺纹区，并且由此所述内部夹爪由所述蜗形齿轮驱动到被接合位置，由此牢固地将所述用于产品的挤出的组件保持并锁止在所述机械止挡部附近的适当位置，

其中，当所述蜗形齿轮由所述线性齿条驱动到所述闭合位置时其将所述用于产品的挤出的组件保持并锁止在适当位置，并且当所述蜗形齿轮被驱动到所述开通位置时，其释放该组件。

可选地，第二、第三和/或更多附加的组件锁止装置能够附装在所述挤出机上，其中各个组件锁止装置具有为了产品的挤出而附装的不同组件或装置，诸如密度控制组件、颜料或染料喷射器组件、面团喷射器组件、卷曲轮或用于控制产品特性的其它组件或装置。在这种情形中，所述第二锁止装置在所述面板附近安装在可动臂组件上并且所附装的装置如密度控制装置移动并且在第一组件锁止装置上定心，所述第一组件锁止装置将所述组件——这种情况下为密度控制组件——锁止在适当位置，然后使模具组件和切割刀片组件定位、定心并且保持在适当位置。第三和第四组件锁止装置能够以各个组件锁止装置具有为了产品的生产而附装的不同组件或装置的方式附装。

本发明的其它和更多目的、特征和优点对本领域的技术人员来说将显而易见。

附图说明

图1是穿过附装在挤出机机筒上的端板并且穿过附装在所述挤出机机筒上的高压解除组件的截面。

图2是示出了附装在挤出机的面板上的高压解除组件的示意图。

图3是附装到挤出机的面板上的组件锁止装置的示意图，其中附加的可动臂已附装有诸如密度控制装置之类的装置，用以定位在附装于挤出机的面板上的组件锁止装置中。

图4是示出了组件锁止装置的正视图的示意图，其中盖板已移除以示出蜗形齿轮和夹爪机构。

图5是多个组件锁止装置定位在其上的挤出机系统布置结构的示意性俯视图。

图6是两个组件锁止装置定位在其上的挤出机的布置结构的示意性纵向剖视图。

具体实施方式

如文中所用，范围被用作简化，以避免必须列举和描述该范围内的每一个值。在适当的情况下，该范围内的任何适当的值可以被选择为该范围的上值、下值或端点。

如文中所用，单词的单数形式包括复数含义，反之亦然，除非上下文另外清楚地说明。因此，对“一”、“一种”和“该/所述”的谈及通常包括相应术语的复数含义。例如，对“一种方法”或“一种食品”的谈及包括多种这样的“方法”或“食品”。同样，术语“包括”、“包含”和“或”应当全部被解释为包括性的，除非上下文清楚地排除了这种结构。类似地，术语“示例”——尤其在后接术语列表时——只是示例性和说明性的，并且不应该被认为是排斥性或全面的。

术语“包含”旨在包括由术语“主要由…组成”和“由…组成”涵盖的实施例。类似地，术语“主要由…组成”旨在包括由术语“由…组成”涵盖的实施例。

本文公开的方法和组分以及其它进展（advance）并不限于文中描述的特定设备或过程，因为技术人员会理解，它们可以变化。此外，文中使用的术语只是为了描述特定实施例，且并非旨在而且不会限制所公开或要求保护的范围。

除非另外限定，文中使用的所有技术和科学术语、专用术语和首字母缩略语具有本发明领域或使用该术语的领域的普通技术人员通常理解的含义。尽管在本发明的实践中可以使用类似于或相当于文中描述的任何组分、方法、制品或其它手段或材料，但是文中描述了优选的组分、方法、制品或其它手段或材料。

文中引用或提及的所有专利、专利申请、公报、技术和/或学术文章以及其它参考文献在法律允许的程度上以引用的方式整体并入本文。对这些参考文献的说明仅旨在归纳其中作出的认定。不承认任何此类专利、专利申请、公报或参考文献或其任何部分是相关材料或现有技术。特别保留怀疑此类专利、专利申请、公报和其它参考文献的精确性和针对性作为相关材料或现有技术的权利。

本发明

在一个方面，本发明提供了一种高压解除组件。该高压解除组件附装并定位在挤出机上。该组件快速解除压力并且从挤出机的内腔移除挤出物。这一点（1）以安全和受控的方式并且（2）在不改变挤出物的密度或流量的情况下完成。该组件既不会阻塞通往模具开口的挤出物通路，也不会影响挤出物的产品密度、装饰或纹理。此外，该组件不会改变挤出物流的位置、长度或方向。能够独立于通常的挤出机关停步骤安装和操作该组件。

在另一个方面，本发明提供了一种组件锁止装置，该组件锁止装置加快了移除和更换挤出机上的重型组件或子组件。该装置解决了在挤出过程中需要移除和更换重型组件或子组件的问题。这种装置能以这样的方式附装并定位在挤出机上：有利于在操作期间快速附装组件并且将组件保持在适当位置，并且有利于移除这些在正常操作过程中需要频繁更换的组件和子组件。因此，消除了对夹具、螺栓、螺母和重型提升设备的需求。

此外，该高压解除组件可以与组件锁止装置结合使用以提供挤出过程所需的重型组件或子组件的快速移除和更换。与已知方法所需的45到60分钟相比，此类组件的转换能在1至10分钟内、优选在3至5分钟内完成。这种组合提供了挤出机的有效操作。

图1示出了穿过附装在挤出机机筒上的端板并且穿过附装在所述挤出机机筒上的高压解除组件的截面。图2是示出了附装在挤出机的面板上的高压解除组件的示意图。

如图1所示，面板（7）附装在挤出机（未示出）的孔（30）的端部上。面板（7）具有与挤出机的孔（30）的中心对准的圆形中心开口并且具有顶部（7a）、底部（7b）、以及定位在面板（7）的大约7点钟位置的活塞室孔（11）。面板（7）还包括在约5点钟位置定位在面板（7）的底部（7b）中的产品排出端口（10）。活塞室（11）和产品排出端口（10）彼此交叉（12a）。在高压解除组件的操作期间，活塞室（11）中的活塞（3）在处于闭合位置时伸入与孔（30）对准的由面板（7）限定的圆形中心开口——即挤出机的外孔周界（12）——内，并且防止在挤出机中制造的产品离开产品排出端口（10）。因此，产品经具有挤出模具、产品控制装置和切割机构的典型通道从挤出机被迫压出来。在高压解除组件启动后，活塞（3）移到其开通位置，从而允许产品和挤出机中建立的任何压力经产品排出端口（10）离开。

第一阀组件（40）具有带远端（1a）和近端（1b）的阀体（1），并且具有锁止沟槽（38）的活塞（3）定位在阀体（1）中。活塞（3）可从开通位置移向闭合位置，并且在面板（7）的底侧使用附装在安装凸缘（8a）（参见图2）上的安装支架（8）和四个通常为螺栓的紧固件（8b）（参见图2）在7点钟位置将阀体（1）的近端（1b）附装在面板（7）的底部（7b）中的活塞室（11）。

第一线性致动器（2）附装在第一阀组件（40）的阀体（1）的远端（1a）上并且与活塞（3）直接接触。当致动器（2）启动时，致动器（2）通过将活塞（3）从其初始开通位置推入活塞室孔（11）并且部分地推入与挤出机孔（30）对准的面板（7）的中心开口而使活塞（3）移到闭合位置，从而阻塞产品排出端口（10）并且防止产品经排出端口（10）流出。当致动器（2）停用时，活塞（3）移到其初始开通位置，从而允许产品和挤出机孔中建立的压力经产品排出端口（10）离开挤出机孔（30）。

用于在启动时将活塞锁止在其闭合位置并且在停用时允许活塞移向其开通位置的机构优选包括以下构件：第二阀组件（41）和经由连结装置（5）联接到锁止销（4）的第二致动器（6），当所述机构启动时，锁止销（4）插入活塞（3）中的沟槽（38），由此将活塞（3）保持在其闭合位置，并且当所述机构停用时，锁止销（4）与活塞（3）分离并且活塞（3）由致动器（2）移向其开通位置。

这些机构在图1中更清楚地描述。具有阀体（9）的第二阀组件（41）附装在第一阀组件（40）的阀体（1）上并且具有附装在阀体（9）上的第二线性致动器（6）。通常为枢转地连接的连杆的连结装置（5）附装在第二阀组件（41）的第二线性致动器（6）上，并且锁止销（4）附装在连结装置（5）上并与第一阀组件（40）的活塞（3）成接合关系定位。这防止了阀在压力高峰的情况下在操作期间开通。

当第一线性致动器（2）启动时，活塞（3）移向闭合位置，并且当第二线性致动器（6）启动时，锁止销（4）与第一阀组件（40）的活塞（3）的锁止沟槽（38）接合并且将活塞（3）保持在闭合位置。当要从挤出机解除压力时，第二线性致动器（6）停用并且锁止销（4）从活塞（3）的锁止沟槽（38）移出。第一线性致动器（2）停用，由此使第一阀组件（40）的活塞（3）移向开通位置，由此允许产品经产品排出端口流出并且将挤出机中在挤出过程中建立的压力快速降低到大气压。在压力释放后，随后能够移除附装在挤出机出口上的任何设备如模具组件而不存在爆炸风险。

能够通过常规手段如通过压缩空气或流体液压或通过机动化驱动装置为线性致动器（2）和（6）提供动力。整个过程的控制可以是自动化的、手动的、或者其结合。

图3至6是示出了组件锁止装置的示意图。图3是附装在挤出机（未示出）的面板（7）上的组件锁止装置的示意图，其具有附加的可动臂组件（21）和（22），各个可动臂组件上均附装有能够定位在附装在挤出机的面板（7）上的组件锁止装置中的组件，诸如密度控制组件。图4示出了组件锁止装置的正视图，其中盖板被移除以显示蜗形齿轮和夹爪机构。图5是设置有组件锁止装置和其它组件的挤出机机筒的俯视图。图6示出了挤出机和两个组件锁止装置已就位的设置的纵向剖视图。

下文描述组件锁止装置的主要构件及组件锁止装置的操作机制。如图3所示，组件锁止装置（42）永久安装在面板（7）上并且附加的组件锁止装置（42a）和（42b）能够分别安装在附装于包围其它组件如密度控制组件的孔的壁的基部上的铰接臂（21）和（22）上。此外，组件锁止装置例如（42a）的孔大于它附装于其上的组件（24）的孔，形成了唇缘。该唇缘是用于该组件的机械止挡部。类似地，当组件锁止装置（42b）附装在组件（23）上时，形成了机械止挡部。当使用超过一个组件锁止装置时，这是常见的布置。

图3示出了永久附装在面板（7）上的组件锁止装置（42）。两个附加的组件锁止装置（42a）和（42b）经由铰接臂组件（21）和（22）附装在右铰接块（15）上。密度控制组件（24）附装在下铰接臂组件（21）上，当移到组件锁止装置（42）的中心开口内并邻近机械止挡部（36）时，该密度控制组件（24）由牢固地保持密度控制组件（24）的锥形凸缘（24a）的组件锁止装置（42）锁止在适当位置。类似地，附加组件（23）如颜料或染料喷射器组件能够经由上铰接臂组件（22）附装在铰接块（15）上，该附加组件移动并锁止在附装在密度控制组件（24）上的组件锁止装置（42a）中并且被锁定就位。模具环保持器（31）、紧固在切割组件——其包括切割刀片（33）、刀片支承轴（34）和刀片电机联接器（35）——上的模具环（32）（都在图6中示出）的组件被手动定心并抵靠在其机械止挡部上定位在组件（24）中。具有电机和带有附装在其上的刀片电机的罩板的附装在左铰接块（14）上的可动铰接臂组件（25）（参看图5）摆动到适当位置并与相连的刀片电机接合，由此在挤出机操作时驱动切割刀片。

如图4所示，组件锁止装置（42）包括线性驱动组件（18），该线性驱动组件（18）具有开通和闭合位置并与定位在附装于图5所示的面板（7）上的驱动装置支座（26）中的线性齿条（27）相接触。线性地定位并与线性驱动组件（18）相接触的线性齿条（27）由线性驱动组件（18）移动，该线性驱动组件（18）使齿条（27）从开通位置移到闭合位置以及从闭合位置移到开通位置。

带有涡卷螺纹（37）的圆形蜗形齿轮（28）在挤出机的面板的中心开口上定心并与线性齿条（27）接合。设有至少一个内部夹爪（29），优选设有4个及以上并且包括10个内部夹爪（29），各个夹爪具有与涡卷螺纹（37）的螺纹啮合的螺纹区域。内部夹爪（29）由蜗形齿轮（28）驱动到被接合位置，从而锁止定位在组件锁止装置中心的组件。

组件锁止装置能够附装在各种装置或组件上；例如，图5示出了用于控制所制造的产品的密度的密度控制装置（24）以及另一个装置（23），诸如颜料或染料喷射器组件，其均具有附装在其上的组件锁止装置。

在生产流程完成后并且在需要更换时，经由高压解除组件来释放压力，能够使附装在挤出机上的组件锁止装置快速分离，并且能够移动、更换或清洁组件锁止装置附装于其上的组件。组件锁止装置（42）的开通由线性驱动组件（18）完成，该线性驱动组件（18）被向上驱动到其开通位置，这又使蜗形齿轮（28）沿顺时针方向移动，从而使夹爪（29）释放并由此释放已被锁止就位的组件或装置。

上述组件锁止装置消除了对夹具、螺栓、螺母和附装制造期望产品所要求的重型组件所需的类似装置的需求。为了避免必须朝向和远离工作位置运送组件，在自由摆动的铰接臂上将它们直接安装在挤出机上，如图5所示。这允许单人用最小的力量且不进行提升的情况下使零件移入适当位置和从适当位置移出。此外，这允许设备的适当清洁和卫生。

如图5所示，多个组件锁止装置（42）、（42a）和（42b）能够附装在挤出机机筒外壳（13）上，各个组件锁止装置附装在不同组件如密度控制组件（24）上。在如图所示的典型布置中，附装在可移动地附装于右铰接块（15）上的下铰接臂组件（21）上的密度控制组件（24）通过组件锁止装置（42）保持与面板（7）的未示出的机械止挡部（36）相接触。用于控制所制造的产品的特性并且附装有组件锁止装置（42b）的附加组件（23）经由可动上臂组件（22）附装在右铰接块（15）上，并且移动成与密度控制组件（24）的机械止挡部相接触并由组件锁止装置（42a）保持就位。模具环保持器（31）、模具环（32）、切割刀片（33）、刀片支承轴（34）和刀片电机联接器（35）（全部在图6中示出）的组件被手动定心并抵靠在组件（23）的机械止挡部上定位在组件（23）中，并且组件锁止装置（42b）启动以将该组件保持在适当位置。其上附装有刀片电机（16）和罩安装板（17）的附装在左铰接块（14）上的可动铰接臂组件（25）摆动到适当位置并与刀片电机联接器接合，由此在挤出机操作时驱动切割刀片，从而完成如图所示的完全装配。

图6示出了经由组件锁止装置（42a）附装有密度控制组件（24）并且还附装有切割刀片和电机组件的挤出机。该挤出机具有挤出机机筒（13）和挤出机孔（30），其中面板（7）定位在孔（30）上方。面板（7）具有产品排出端口（10）并且示出了安装支架（8）。组件锁止装置（42）的线性驱动组件（18）附装在驱动装置支座（26）上，该驱动装置支座（26）附装在面板（7）上。夹爪板（19）附装在面板（7）上并且蜗形齿轮（28）与夹爪（29）接合。密度控制组件（24）由组件锁止装置（42）定位并锁止在适当位置。组件锁止装置（42a）具有附装在驱动装置支座（26）上的线性驱动组件（18），该驱动装置支座（26）被紧固在夹爪保持板（20）上。夹爪保持板（20）被保持在适当位置并抵靠在密度控制组件（24）上。蜗形齿轮（28）与夹爪（29）接合。带有模具环（32）的模具环保持器（31）附装在切割组件上，该切割组件包括切割刀片（33）、刀片支承轴（34）和刀片电机联接器（35）并且抵靠密度控制装置（24）的机械止挡部定位在组件锁止装置（42a）的孔内，如图6所示。图5所示的刀片电机（16）摆动到适当位置并且经由刀片电机联接器（35）与刀片（33）接合。

高压解除组件和组件锁止装置的操作

在高压解除组件的操作中，参照图1和图2，组件启动，由此使活塞（3）移到面板（7）中的开口内，由此阻塞排出端口（10），并且锁止销（4）移动到活塞锁止沟槽（38）内，防止活塞（3）由于挤出机孔内建立的压力而打开。在产品生产流程结束时，通过使锁止销（4）分离并使活塞移到其原始位置而打开产品排出端口（10）来快速释放压力，由此从挤出机移除产品并且使挤出机中建立的压力快速降低到大气压。

在带有组件锁止装置的挤出机的操作中，期望的组件——例如图3中安装在铰接臂上的密度控制组件（24）——被移入附装在面板（7）上的组件锁止装置（42）的中心直到它被机械止挡部（36）止挡。密度控制组件（24）的锥形和带槽的凸缘（24a）由组件锁止装置（42）通过朝机械止挡部（36）迫压组件而形成适当的密封而锁止在适当位置。

参照图4，在组件锁止装置（42）的操作中，当线性驱动装置（18）启动时，组件锁止装置（42）从开通位置向下移向闭合位置。线性驱动装置（18）可以由空气压力或液压或者由直接机动化驱动装置驱动。然后，线性驱动装置（18）移动使蜗形齿轮（28）旋转的内部线性齿条（27），该蜗形齿轮（28）在齿轮表面上具有涡卷螺纹（37），该涡卷螺纹（37）与各个内部夹爪（29）的背面上的螺纹相匹配。这使夹爪朝开口的中心向内移动。由此，夹爪推靠在定位在其中的组件如如上所述的密度控制组件的凸缘上的锥形部（taper）上，并且朝由面板形成的机械止挡部迫压该组件并将该组件密封在适当位置。为了释放组件，颠倒该过程，亦即，线性驱动装置（18）向上移动，由此使线性齿条（27）反向移动，这又使蜗形齿轮（28）沿顺时针方向移动，从而使夹爪向外移动而释放该组件。

组件锁止装置优选与高压释放组件相结合地使用。在生产流程结束时，通过启动高压解除组件来释放挤出机中的高压。当压力接近大气压时，组件锁止装置启动，并且诸如密度控制组件之类的组件远离孔和正在使用的任何其它组件摆动。在重新起动后，使这些组件移回到适当位置并锁止就位。同样，如前文指出的，不进行提升或者使用螺栓、螺母或夹具附装零件和组件，并且该操作快速而且安全。

在本说明书中，已公开了本发明的典型优选实施例。尽管采用了特定术语，但这些术语仅在一般和描述的意义上使用并且不是为了进行限制。本发明的范围在权利要求中陈述。显然，根据以上教导，本发明的许多改型和变型是可能的。因此，应理解，在所附权利要求的范围内，可以以与具体描述的方式不同的方式来实践本发明。

Claims (20)

1.一种适合于附装在挤出机上的高压解除组件，所述挤出机具有机筒外壳和挤出机构，所述机筒外壳带有具有端部的挤出机孔，所述挤出机构定位在所述孔内，用于产品的挤出，所述高压解除组件包括：

（a）附装在所述孔的端部上的具有限定的圆形开口的面板，其中所述面板的所述限定的圆形开口与所述挤出机孔对准，并且所述面板具有顶部和底部，活塞室孔和产品排出端口定位在所述面板的底部中，并且所述活塞室与所述产品排出端口彼此交叉；

（b）第一阀组件，其具有带远端和近端的阀体以及定位在所述阀体中的具有锁止沟槽的活塞，其中所述活塞能在所述活塞室孔内从开通位置移向闭合位置，并且其中所述阀体的近端在所述面板的底部附装在所述活塞室孔上；

（c）第一线性致动器，其附装在所述第一阀组件的所述阀体的远端上，其中所述第一线性致动器与所述活塞相接触，并且其中所述第一线性致动器的启动通过将所述活塞从其初始开通位置推入所述活塞室孔并且部分地推入由所述面板限定的圆形开口内而使所述活塞移向闭合位置，由此阻塞所述产品排出端口并且防止产品经所述产品排出端口流出，并且其中所述第一线性致动器的停用使所述活塞移向其初始开通位置；以及

（d）用于将活塞锁止在其闭合位置的机构，所述机构用于通过使所述机构与活塞接合而将活塞锁止在其闭合位置，

其中，当所述第一线性致动器启动时，所述活塞移向所述闭合位置，并且当所述用于锁止活塞的机构启动时，所述活塞由所述机构保持在闭合位置；

其中，当要从所述挤出机解除压力时，所述用于锁止活塞的机构停用，并且随后所述第一线性致动器停用，由此使所述第一阀组件的所述活塞移向所述开通位置，由此允许产品经所述产品排出端口流出，从而解除所述挤出机中的压力。

2.根据权利要求1所述的高压解除组件，其中，所述用于将活塞锁止在其闭合位置的机构包括：

（a）具有阀体的第二阀组件，其附装在所述第一阀组件的阀体上；

（b）第二线性致动器，其附装在所述第二阀组件的阀体上；

（c）连结装置，其附装在所述第二阀组件的所述第二线性致动器上；以及

（d）锁止销，其附装在所述连结装置上并且与所述第一阀组件的所述活塞成接合关系定位，

其中，当所述第二线性致动器启动时，所述锁止销与所述活塞的所述锁止沟槽接合，由此将所述活塞保持在闭合位置，并且其中，当要从所述挤出机解除压力时，所述第二线性致动器停用，由此使所述锁止销从所述活塞的所述锁止沟槽移出，从而允许所述活塞移向其开通位置。

3.根据权利要求2所述的高压解除组件，其中，所述连结装置包括枢转地连接的连杆。

4.根据权利要求2所述的高压解除组件，其中，所述第一和第二线性致动器由压缩空气、流体液压、或机动化驱动组件提供动力，并且其中所述挤出机是具有定位在所述挤出机孔中的挤出螺杆的螺杆型挤出机。

5.一种用于操作适合于附装在挤出机上的根据权利要求1所述的高压解除组件以制造产品的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）启动所述第一阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞从其开通位置移向其闭合位置，由此阻塞所述排出端口并防止产品经所述排出端口流出；

（b）启动所述用于将活塞锁止在其闭合位置的机构并由此将所述活塞保持在所述闭合位置；

（c）连续挤出产品；

（d）终止产品的连续挤出；以及

（e）在终止产品的挤出之后这样来解除所述挤出机中的压力：通过停用所述第一阀组件的所述线性致动器并停用所述用于锁止活塞的机构，由此使所述活塞移向其开通位置并允许产品流经所述排出端口，从而解除所述挤出机中在挤出过程中建立的压力。

6.一种用于操作适合于附装在挤出机上的根据权利要求2所述的高压解除组件以制造产品的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）启动所述第一阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞从其开通位置移向其闭合位置，由此阻塞所述排出端口并防止产品经所述排出端口流出；

（b）启动所述第二阀组件的所述线性致动器，由此移动所述锁止销并使所述销接合在所述活塞的所述沟槽中，由此将所述活塞保持在所述闭合位置；

（c）连续挤出产品；

（d）终止产品的连续挤出；以及

（e）在终止产品的挤出之后这样来解除所述挤出机中的压力：通过停用所述第一和第二阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞移向其开通位置并允许产品流经所述排出端口，从而解除所述挤出机中在挤出过程中建立的压力。

7.一种组件锁止装置，其适合于附装在用于产品的挤出的挤出机上，所述挤出机具有机筒外壳、挤出机构和具有限定的圆形开口的面板，所述机筒外壳带有具有端部的挤出机孔，所述挤出机构定位在所述孔中，用于产品的挤出，所述面板附装在所述孔的端部上，从而形成机械止挡部；其中所述组件锁止装置包括：

（i）具有开通和闭合位置的线性驱动组件；

（ii）线性齿条，其线性地定位并与所述线性驱动组件相接触，其中所述线性驱动组件使所述齿条从开通位置移向闭合位置；

（iii）带有涡卷螺纹的圆形蜗形齿轮，其在所述组件锁止装置的所述圆形开口中定心，并且其中所述蜗形齿轮与所述线性齿条接合；以及

（iv）至少一个内部夹爪，其具有与所述涡卷螺纹的螺纹啮合的螺纹区域，由此所述内部夹爪由所述蜗形齿轮通过所述线性齿条驱动到所述闭合位置，由此将用于产品的挤出的组件牢固地保持在所述面板的所述机械止挡部附近，

其中，当要释放所述用于产品的挤出的组件时，所述组件锁止装置启动并且所述蜗形齿轮被驱动到其开通位置，从而释放所述内部夹爪，并且能从所述挤出机的所述面板移除所述用于产品的挤出的组件。

8.根据权利要求7所述的组件锁止装置，其中，所述用于产品的挤出的组件经由可动臂组件附装在所述挤出机上，由此允许所述组件移向所述组件锁止装置中的适当位置并由所述组件锁止装置锁止和释放。

9.根据权利要求8所述的组件锁止装置，其中，所述用于产品的挤出的组件包括用于控制产品的特性的密度控制组件。

10.根据权利要求8所述的组件锁止装置，其中，所述用于产品的挤出的组件包括用于控制产品的特性的颜料或染料喷射组件。

11.根据权利要求8所述的组件锁止装置，其中，所述用于产品的挤出的组件包括用于控制产品的特性的面团喷射器组件。

12.根据权利要求8所述的组件锁止装置，其中，所述用于产品的挤出的组件包括控制产品的形状的卷曲轮。

13.根据权利要求7所述的组件锁止装置，其中，多个用于产品的挤出的组件均经由可动臂组件附装在所述挤出机上，由此允许所述组件中的每一个组件移动就位而定位在分开的组件锁止装置中并由所述组件锁止装置锁止和释放。

14.一种在产品的挤出中操作根据权利要求7所述的组件锁止装置的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）将用于通过挤出机来挤出产品的组件安置在附装于所述挤出机的所述面板上的组件锁止装置中；

（b）启动所述组件锁止装置，由此将由所述蜗形齿轮和线性齿条驱动的所述至少一个内部夹爪驱动到所述闭合位置，由此将所述用于产品的挤出的组件牢固地保持在所述面板的所述机械止挡部附近；

（c）连续挤出产品；

（d）终止产品的连续挤出；以及

（e）启动将所述蜗形齿轮驱动到其开通位置的所述组件锁止装置，从而释放所述至少一个内部夹爪并从所述挤出机的所述面板移除所述用于产品的挤出的组件。

15.一种适合于产品的挤出的挤出机，所述挤出机上附装有高压解除组件和至少一个组件锁止装置，所述挤出机包括：

（a）具有机筒外壳和挤出机构的挤出机，所述机筒外壳带有具有端部的挤出机孔，所述挤出机构定位在所述孔中，用于产品的挤出；

（b）高压解除组件，其包括附装在所述孔的端部上的具有限定的圆形开口的面板，其中所述面板的所述限定的圆形开口与所述挤出机孔对准，所述面部形成机械止挡部且具有顶部和底部，活塞室孔和产品排出端口定位在所述面板的底部中，并且所述活塞室孔与所述产品排出端口彼此交叉；

（c）第一阀组件，其具有带远端和近端的阀体以及定位在所述阀体中的具有锁止沟槽的活塞，其中所述活塞能在所述活塞室孔内从开通位置移向闭合位置，并且其中所述阀体的近端在所述面板的底部附装在所述活塞室孔上；

（d）第一线性致动器，其附装在所述第一阀组件的所述阀体的远端上，其中所述第一线性致动器与所述活塞相接触，其中所述第一线性致动器的启动通过将所述活塞从其初始开通位置推入所述活塞室孔并且部分地推入由所述面板限定的圆形开口内而使所述活塞移向闭合位置，由此阻塞所述产品排出端口并且防止产品经所述产品排出端口流出，并且其中所述第一线性致动器的停用使所述活塞移向其初始开通位置；以及

（e）用于将活塞锁止在其闭合位置的机构，所述机构用于通过使所述机构与活塞接合而将活塞锁止在其闭合位置，

其中，当所述第一线性致动器启动时，所述活塞移到所述闭合位置，并且当所述用于锁止活塞的机构启动时，所述活塞由所述机构保持在所述闭合位置；并且

其中，当要从所述挤出机解除压力时，所述用于锁止活塞的机构停用，并且随后所述第一线性致动器停用，由此使所述第一阀组件的所述活塞移到所述开通位置，由此允许产品经所述产品排出端口流出，从而解除所述挤出机中的压力；并且

其中，所述挤出机上附装有至少一个组件锁止装置，所述组件锁止装置附装在所述面板上，所述组件锁止装置将用于通过所述挤出机挤出产品的组件保持并锁止在适当位置并且包括：

（i）具有开通和闭合位置的线性驱动组件；

（ii）线性齿条，其线性地定位并与所述线性驱动组件相接触，其中所述线性驱动组件使所述齿条从开通位置移向闭合位置；

（iii）带有涡卷螺纹的圆形蜗形齿轮，其在所述组件锁止装置的所述圆形开口上定心，并且其中所述蜗形齿轮与所述线性齿条接合；以及

（iv）至少一个内部夹爪，其具有与所述涡卷螺纹的螺纹啮合的螺纹区域，由此所述内部夹爪由所述蜗形齿轮通过所述线性齿条驱动到所述闭合位置，由此将用于产品的挤出的组件牢固地保持在所述面板的所述机械止挡部附近，

其中，当要释放所述用于产品的挤出的组件时，所述组件锁止装置启动并且所述蜗形齿轮被驱动到其开通位置，从而释放所述内部夹爪，并且能从所述挤出机的所述面板移除所述用于产品的挤出的组件。

16.根据权利要求15所述的挤出机，其中，所述用于将活塞锁止在其闭合位置的机构包括：

（a）具有阀体的第二阀组件，其附装在所述第一阀组件的阀体；

（b）第二线性致动器，其附装在所述第二阀组件的阀体上；

（c）连结装置，其附装在所述第二阀组件的所述第二线性致动器上；以及

（d）锁止销，其附装在所述连结装置上并且与所述第一阀组件的所述活塞成接合关系定位，

其中，当所述第一线性致动器启动时，所述活塞移到所述闭合位置，并且当所述第二线性致动器启动时，所述锁止销与所述第一阀组件的所述活塞的所述锁止沟槽接合，由此将所述活塞保持在所述闭合位置，并且

其中，当要从所述挤出机解除压力时，所述第二线性致动器停用，由此使所述锁止销从所述活塞的所述锁止沟槽移出，并且随后所述第一线性致动器停用，由此使所述第一阀组件的所述活塞移到所述开通位置，由此允许产品经所述排出端口流出，从而解除所述挤出机中的压力。

17.一种用于操作适合于产品的挤出的根据权利要求15所述的挤出机的方法，所述挤出机上附装有高压解除组件和组件锁止装置，所述方法包括以下步骤：

（a）将用于通过所述挤出机挤出产品的组件安置在附装于所述挤出机的所述面板上的组件锁止装置中；

（b）启动所述组件锁止装置，由此将由所述蜗形齿轮和线性齿条驱动的所述至少一个内部夹爪驱动到所述闭合位置，由此将所述用于产品的挤出的组件牢固地保持在所述面板的所述机械止挡部附近；

（c）启动所述高压解除组件的所述第一阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞从其开通位置移到其闭合位置，由此阻塞所述排出端口并防止产品经所述排出端口流出；

（d）启动所述用于将活塞锁止在其闭合位置的机构并由此将所述活塞保持在其闭合位置；

（e）连续挤出产品；

（f）终止产品的连续挤出；

（g）在终止产品的挤出之后这样来解除所述挤出机中的压力：通过停用所述第一阀组件的所述线性致动器并停用所述用于锁止活塞的机构，由此使所述活塞移向其开通位置并允许产品流经所述排出端口，从而解除所述挤出机中在挤出过程中建立的压力；以及

（h）启动将所述蜗形齿轮驱动到其开通位置的所述组件锁止装置，从而释放所述至少一个内部夹爪和所述用于产品的挤出的组件并从所述挤出机的所述面板移除所述用于产品的挤出的组件。

18.一种用于操作适合于产品的挤出的根据权利要求16所述的挤出机的方法，所述挤出机上附装有高压解除组件和组件锁止装置，所述方法包括以下步骤：

（a）将用于通过所述挤出机挤出产品的组件安置在附装于所述挤出机的所述面板上的组件锁止装置中；

（b）启动所述组件锁止装置，由此将由所述蜗形齿轮和线性齿条驱动的所述至少一个内部夹爪驱动到所述闭合位置，由此将所述用于产品的挤出的组件牢固地保持在所述面板的所述机械止挡部附近；

（c）启动所述高压解除组件的所述第一阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞从其开通位置移向其闭合位置，由此阻塞所述排出端口并防止产品经所述排出端口流出；

（d）启动所述高压解除组件的所述第二阀组件的所述线性致动器，由此移动所述锁止销并使所述锁止销接合在所述活塞的所述沟槽中，由此将所述活塞保持在所述闭合位置；

（e）连续挤出产品；

（f）终止产品的连续挤出；

（g）在终止产品的挤出之后这样来解除所述挤出机中的压力：通过停用所述第一和第二阀组件的所述线性致动器，由此使所述活塞移向其开通位置并允许产品流经所述排出端口，从而解除所述挤出机中在挤出过程中建立的压力；以及

（h）启动将所述蜗形齿轮驱动到其开通位置的所述组件锁止装置，从而释放所述至少一个内部夹爪和所述用于产品的挤出的组件并从所述挤出机移除所述用于产品的挤出的组件。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，在产品挤出结束时的压力解除和组件的转换在约1分钟至10分钟内完成。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，在产品挤出结束时的压力解除和组件的转换在约1分钟至10分钟内完成。

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