CN1043622C - 孔通路元件内置式压榨辘及其制造方法和用途 - Google Patents

孔通路元件内置式压榨辘及其制造方法和用途 Download PDF

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Abstract

一种孔通路元件内置式压榨辘体，它包含多只如烤肉串之流体通道组被包裹于辘体内，各流体通道组包含一只中空的排出通道。该辘体是以一种可铸物质如铸铁或铸钢铸造形成，其中并设有一中空中心孔以供纳入轴体。各流进通路元件包含最少一只大致沿径向延伸之流进通路以容许排出通道与压榨辘体的外缘面相通。该流进通路元件为预铸于辘体内从而免除嵌入体脱落问题，而得以保留和强化孔式压榨辘的优点。

Description

孔通路元件内置式压榨辘及其制造方法和用途
本发明有关用于辗压含流体物质及榨取内部所含流体之压榨辘及其制造方法和用途。尤其有关压榨甘蔗之孔通路元件内置式压榨辘及其制造方法和用途。
制糖是历史最老的工业之一，而使甘蔗于相对转动辊辘间受压以榨出蔗汁的甘蔗压榨程序则为制糖过程中最重要的步骤之一。在由John Wiley & Sons(1984)出版，James C.P.Chen所著第11版的CaneSugar Handbook一书中对制糖技术有简明的描述，兹参考该书内容以为引用。照该Cane Sugar Handbook所载，最常见的压榨机单元通常包含三只成三角组合的圆筒状压榨辘，但亦有使用二只至五只或甚至更多的辊辘者；整套的压榨设备一般则由三至七套此种压榨机单元组成。
每一压榨辘通常包含一只圆筒状辘体，以热压配合方式紧密套接于一只中心轴体上。一般而言，大部分辘体均于外缘表面开设有V形环向沟槽以增加每一单位长度的辗压面积。沟槽的尺寸通常由第一重压榨机的辊辘递减至最后一重压榨机的辊辘，其沟距可自每英寸四至六沟到每沟距一英寸或更长。传统的三辘式压榨单元包含一只「顶辊辘」(或「顶辘」)及二只「底辊辘」(或「底辘」)以三角方式排列组成；二只底辊辘包含一只在前端的「进蔗辘」或「甘蔗辘」以饲入经撕裂的甘蔗，及一只在后端的「出蔗辘」或「蔗渣辘」，以送出被压榨过的蔗渣。
在压榨过程中，经前处理过的甘蔗首先被饲入顶辘及进蔗辘间的开口中，随后，蔗渣连同部分榨汁再从顶辘及进蔗辘间的入口沿著置于顶辘下方、进蔗辘及出蔗辘间的一块弯板，通常称为转蔗板者，被引导至顶辘及出蔗辘间的出口；榨汁则被收集于底辘下的集汁容器内。
由于酸性糖汁的不断侵蚀和每日在高压下压榨巨量甘蔗所导致的严重磨耗，辘体表面难免会在甘蔗收成季节进行中受到越发明显的折损。在一糖季中外部尺寸耗减超过一英寸者绝非罕见。
压榨机的性能通常可由三个指标衡量：(1)压榨容量(2)糖汁榨取率和(3)蔗渣湿度；除了蔗渣湿度外其余均系越高越好。不幸的是，榨汁排出不畅久已为操作传统辊辘的固有困难之一，这个问题是一个于蔗渣上浇水或稀汁以增加榨出量称为「浸渍法」的习用制程所结合产生的。排汁不良能导致压榨机入口处有榨汁泛滥，有时溢越顶辘顶端；又可导致喂蔗困难而严重减少压榨设备的压榨容量。排汁不良更会恶化蔗汁被蔗渣再吸收的问题，这是一个发生于顶辘附近的榨汁须渗透甘蔗层往下流入集汁容器内和在压榨点的榨汁被从该处送出而膨胀中的蔗渣带走时的现象。所有这些问题对压榨机的性能皆有不良的影响。
某些排汁问题已因使用被称做麦氏沟槽者而改善，麦氏沟槽在本质上系底辘、尤其是进蔗辘上V形沟槽底部沿径向的延伸。麦氏沟槽的功用在于提供榨汁更多往下的排汁出路，因而对顶辘仅有微小帮助甚或全无效益。
为了进一步改进压榨机的排汁效率，一连串的孔式辊辘先后问世。美国专利3,969,802号(下称“’802”专利)公开了一个以钢材为辘体并有多只外缘沟槽的带径向孔通路的顶辘。在辘体内部设有多只沿轴向延伸之排汁道，用多只汁通路与外缘表面相通，该汁通路的形成是先在辘体表面加工出多只有内螺牙之通孔，继而旋入多只有外螺牙及圆形径向通孔的塞子或嵌入体，作为径向孔通路元件。由于连续的辊辘转动和酸性糖汁的侵蚀，该嵌入体或塞子将因螺牙的接合越形松动而终于脱落于辘体外，引致严重的运作困难及设备损坏。
美国专利4,391,026号(下称“’026专利”)是对’802专利的改良。该专利公开了一支压榨辘，它相同地包含了一个辘体、多只外缘沟槽、及多只在辘体内部沿轴向延伸贯穿辘体的排汁通道。为形成连通沟槽及排汁通道间的小孔，得先于沟槽径向底部的辘体上开设多只径向凹孔，于其内配置多只内含沿径向延伸小通孔之嵌入体，作为径向孔通路元件，再以电焊固定该嵌入体于凹孔内。由于酸性糖汁的侵蚀及辊辘表面严重的磨耗，电焊层常被耗蚀而引发同样的嵌入体脱落问题及相关的维修困扰。
美国专利4,561,156号(下称“’156专利”)公开了一支含有多只辘壳外块体的辊辘，各外块体的外向面设有多只外缘沟槽和脊纹而于内向面设有一长形键以与安装套相配。外块体内并设有集汁孔以连通外缘面及由外块体与安装套之间所形成之通道。’156专利的压榨辘所使用的嵌入体与上述其他嵌入体并不相同，其整块辘壳外块体均系从外置入安装套而以螺塞或其他有螺纹物固定，是以整块外块体都可能从辘体脱落而导致更严重的问题。
美国专利4,765,550号(下称“’550专利”)公开了一支设有多只排汁道及与排汁道连通至辘面之多只汁入口的汁液压榨辘。该’550专利有别于’802及’026专利的部分在于其汁入口沿轴向的开口尺寸较长而沿环向的尺寸较短。’550专利的主要目的在于降低汁入口被蔗渣堵塞及榨汁从排汁道回流到外缘面的危险。
其他公开的孔式压榨辘如美国专利4,546,698、4,989,305号及澳洲专利556,846号，皆涉及从外缘面镶嵌作为径向孔通路元件的嵌入体到辘体上的凹孔内。使用此类嵌入体，是为了要让辘体外缘面与轴向汁通道之间能有沿径向朝内渐次放大的汁通路，以促使受困蔗渣能随汁冲出。然而，这些公知技术及专利完全没有论及如何处理这种嵌入体元件脱落的问题。由于嵌入体均需由辘体的外缘面沿径向朝内嵌入，凹孔的尺寸限制了嵌入体横断面在径向内方的大小而不能增大，因此并无任何结构性的措施将嵌入体固定在凹孔内。
焊接方式比螺纹方式有较强的稳定力量来固定嵌入体于辘体内。但焊道会被酸蚀而且从外部施工焊接的外露焊道会因辘面的磨耗经常有完全脱落的危险。更甚者，虽然本行业都知道铸钢的耐酸及耐磨能力均远逊于铸铁，但因为铸铁物较钢料不易与其他物料焊接，嵌入体与辘体往往都必须以铸钢制作。
本发明的主要目的在于提供一种孔通路元件内置式压榨辘，藉其所含预铸在内之径向孔通路元件，消除公知孔式压榨辘所碰到的有关结构性与化学性的问题，以保留并增进他们的诸多优点，如增加压榨机的压榨容量及流体榨出率、及降低榨渣内的流体含量。更具体而言，本发明的主要目的，在于提供一种孔通路元件内置式压榨辘，能免除习知带孔通路元件的压榨辘有关嵌入体元件松动和脱落的重大缺点。
本发明的另一目的在于提供一种孔通路元件内置式压榨辘体，其径向小孔通路元件的形成，并不涉及从外部施工，如焊接、攻牙、或自辘体外缘强压入配合。
本发明的又一目的在于提供一种孔通路元件内置式压榨辘，它能增进榨出流体的排出量，减少被再吸收，并排除传统压榨辘遇到的泛滥、咽塞或滑转问题，而无须特别增加操作成本及/或维修需要。
本发明的再一目的在于提出一种孔通路元件内置式压榨辘体的制造方法，该方法容许辘体在设计上与选材上有高度弹性。
本发明还有一个目的，在于提出一种利用孔通路元件内置式压榨辘从甘蔗压榨蔗糖的方法，该方法能提高压榨效率和蔗糖产量。
兹说明，一台「压榨机」意指一套完整的压榨机单元、如前所述，通常包含了三支辊辘。一支「压榨辘」则包含了一个辘体或辘壳套接于辘轴上。然而，应知所谓压榨辘、压榨辊辘、辘壳及辘体等名词在相关的习知技艺方法中常被交替使用。至于孔式压榨辘，其大体径向延伸的「孔通路」与大体上轴向延伸的中空流体通道均系形成于辘体内部，这些空间是孔式辊辘相对于传统无孔式辊辘的最关键差异。
在已知技艺中的孔式压榨辘体通常以制作传统式、即无孔式辘体为开始，为作成表面小孔，必须先藉加工或钻孔挖出辘体的一部分表面来形成多只能纳入内有孔通路的嵌入体元件的凹孔，该嵌入体元件随后则以锁螺牙方式、焊接、压入配合、强压配合、热压配合、或其他从辘体外部施工的方法固定于辘体上。
相反的，本发明的孔通路元件内置式辘体的制作，系由构建多只如烤肉串的流体通道组开始。依据一个较佳实施例，各流体通道组包含一只有多只流进通路元件固接其上的排出通道壁件。最后的辘体则随后以一种可铸物质于铸模内围绕多数只大致沿环向排列的如烤肉串的流体通道组浇铸而做成。
依据该较佳实施例，该排出通道壁件为中空之延长体，上有多数只连接口形成于与最终孔式辘体表面小孔大体相称的特选位置。该排出通道壁件可以很方便的构建自一般市售品如铁、钢、不锈钢、玻璃纤维甚或塑胶筒或管，但亦可制作或组立自板材、铸件、挤型件、或以其他合适方式制成的物料或以上组合，来作成任何需要的规范或截面形状。
各流进通路元件为一三度空间物体，含有最少一个流体流入小孔，一般并由一个顶面、一个底面、与居间的侧面所界定，该顶面是制作完成品中最接近辘体外缘面的表面。一较佳实施例为将流进通路元件较近底部的截面积作成大致较大而较近顶部的截面积较窄或较小，此几何形状在效能上使流体通路元件变为一种在辘体内的锚式构造。纵然铸造过程中所产生的结合力量理应足以将流体通路元件固定在辘体内，该锚式构造实质上提供了该流进通路元件永远不会于运作中自辘体脱落的进一步保障。因此，辊辘的寿命无需额外维修而得以延长。值得注意者，这类锚式构造可用任何能让流体通路元件的至少一部分环向表面埋设于辘体的径向内部的几何形状或结构作成。当流进通路元件是用与辘体铸件不同的材质制成时，这种锚式固定构造更形重要。
流进通路元件内的流体流入小孔为压榨辘的外缘面及大致沿轴向延伸的排出通道提供了最终的流体进入通路。由于流体进入通路系大致沿径向延伸于最后的压榨辘内，亦可简便的被形容为「径向流进通路」。
因为内含径向流进通路的流进通路元件系构建于压榨辘形成之前，最后成品的设计得以享有高度的便捷与弹性。径向流进通路可于制作、装配或铸造流进通路元件时形成，亦可随后以钻挖或任何其他合适方式作成；该流进通路可以是一个自顶面延伸至底面贯穿流进通路元件全部深度的通孔；亦可以在开始时是一个只穿透底面的凹穴，直至最后的压榨辘体已构建完成以后再以机器加工去除流进通路元件的顶部来取得在顶部的流体流入小孔。
为形成多只流体通道组，流进通路元件须以特定方式固定地附装于排出通道壁件上以使各流进通路透过相通的连接口能与至少一只排出通道相连通。此外，各流体通道组亦可以一种可铸物质围绕一只通道形状的模芯物铸造而成；该模芯物可使用合成树脂、砂粒、粘土或其他合适物质制成，其上并附有或设有多只流进通路元件。该模芯物可于铸造完成后去除以作成流体通道组内之留空空间。
最后的孔式辘体是以一种可铸物质在一铸造模穴内铸造形成，模穴正中置放有一圆柱状模芯及流体通道组，后者系在模穴缘面的内部大致呈环状排列，其上之流进通路元件则系大致沿径向朝外指向。该辘体可用任何可铸物质铸造或模制，包括铸铁、铸钢、其他金属、陶瓷或甚至塑胶物质。以此铸造过程制成的最后辘体含有构成轴向排出通道、径向流进通路及为纳入辘轴用的中空中心通孔的留空空间。如果流进通路元件已设有自顶面贯通底面的小通孔，该流进通路元件便无需或只需要少量机器加工便可完成该小通孔。否则，流进通路元件及/或压榨辘铸件的一部分表面必须藉机器加工或研磨去除，以使流进通路外露，进而为压榨辘的外缘表面与排出通道间提供相连的通路。
为了增加压榨辘每一单位长度的辗压面积，辘体的外缘面可设置多数只环向沟槽。虽然一般而言人字形沟并非必要，但亦可形成于环向沟槽的旁侧面以便进一步增进饲喂功能。该人字形沟包含多数只钩状沟，各以一个前方或领先壁、一个后方或后随壁、及一凹部组成，并大致与环向沟槽的顶端切成直角。该人字形沟可以有一种相对于压榨辘体轴线为V字形的形式，亦可在辘体表面大致沿轴向每隔一、二或更多环向沟槽排列。所有表面沟槽均可藉铸造、或较理想地以机器加工去除部分辘体表面的方式来形成；可以直接构成孔式压榨辘体的一部分，亦可于整支辊辘完成后再在机械厂或压榨现场作成。
本发明的一个优点在于对构成该辘体的物质材料可以有宽广的选择。大致而言，由于钢管有垂手可得的现货供应，排出通道壁件以钢料作成为佳；而因铸铁对器械性的磨耗与化学性的侵蚀都有较佳抵抗性，流进通路元件与包括沟槽在内的辘体其余部分则最好能以铸铁作成。辘体表面可藉弧焊来增加粗糙度以增进其抓送待压榨物的能力。对于最外部表面系以铸钢形成的辘体而言，表面粗糙化尤为需要。
本发明所公开的文字中，「径向」一词具有一广泛意义，包括了任何自辊辘轴线至外缘面任何一点的方向，反之亦然，径向方向可以跟循一个非直线的、有曲线的或弯曲的路径方向。同样地，「轴向」一词大致指任何连接分别选自辘体两个不同圆筒端面上任何两点的方向，轴向方向亦可以跟循一个非直线的、有曲线的、弯曲的、扭曲的、或成螺旋状的路径方向。
本发明的压榨辘作为一套压榨设备中第一重压榨机的顶辘时效益最为显著。然而，本发明的压榨辘亦可使用于较后置的压榨机上或作底辘使用来增进压榨设备的功能。本发明的预铸孔通路元件压榨辘的一个优点在于能随时成为任何类已耗损辊辘的代用品或例行更替品；每当有辘体需要换新时，本发明的孔通路元件内置式压榨辘体可以简便地套接于原有轴体上。
附图之简单说明
图1是本发明之孔通路元件内置式压榨辘体的立体剖视图，显示了多只沿环向相互对应排列的流体通道组被包裹于辘体内。
图2是如烤肉串的流体通道组的立体透视图。
图3是排出通道壁件的立体透视图，其上设有连接口。
图4是流进通路元件的立体透视图。
图5A及图5B所示为本发明两个实施例的局部剖视图。
图6A至图6D所示为本发明其他四个实施例的局部立体透视图。
图7A及图7B所示分别为一个实施例的径向与轴向的剖视图，显示了一种项圈形延伸式的固定方法，用以固定流进通路元件于排出通道壁件上。
图8A及图8B所示分别为另一实施例的径向与轴向的剖视图，显示了一种腿形延伸式的固定方法，用以固定流进通路元件于排出通道壁件上。
图9A及图9B所示为又一实施例的径向与轴向的剖视图，显示了一种套接式的固定方法，用以固定流进通路元件于排出通道壁件上。
图10所示为本发明再一实施例的局部剖视图，含有一只居间内壳体夹设于辘体与中心轴体之间。
图11所示为本发明又一实施例的局部剖视图，含有一只内部铸有排出通道的内壳体。
图12所示为本发明再一实施例的局部剖视图，其中排出通道系由多数只形成于内壳体外缘面上的沟槽与外壳体的内缘面所界定。
现参阅附图，图1的剖视图显示了一个孔通路元件内置式压榨辘体10的较佳实施例。该压榨辘体含有多只如烤肉串的流体通道组20，各含一沿轴向延伸的排出通道30、由一只排出通道壁件32所界定，及多只流进通路元件40。各流进通路元件40内含有一只径向流进通路50。辘体铸件60、即辘体的其余部分系以一种可铸物质围绕该如烤肉串的流体通道组20浇铸而成。是以该流进通路50为自始即铸设于辘体内而无从辘体外施工置入嵌入体的需要。
当该可铸物质凝固时，一种结合力量会产生于流进通路元件40与辘体铸件60之间。该种结合力往往足以将流进通路元件40紧牢地固定于辘体内；然而，其他固定方式，如陈述于后者，亦可进一步固定该流进通路元件40或作为一个替代性的固定方式。环形圈11则用来固定流体通道组于铸造前与铸造中的位置。图1亦显示了一中空的中心通孔80，让压榨辘体得以套接于一只未显示于图中的圆柱状辘轴上，以便能于最后成为一套装设于甘蔗压榨机上的压榨辘。环向沟槽，如后续附图所显示者，可形成于外缘面70来增加辘体每单位长度的辗压面积。
图2所示为本发明的流体通道组20较佳实施例的立体透视图，而排出通道壁件与流进通路元件的立体透视图则分示于图3及图4。各排出通道壁件32具有多数只连接口21。该等连接口皆分布适宜以便与形成于最后压榨辘体10外缘面上的小孔大体相称。
在图1及后续附图中，轴向排出通道30均由一排出通道壁件32所界定。虽然此为一较佳实施例，然而排出通道亦可用砂、树脂、粘土或其他填充物质或模芯物质铸造于辘体内。由于排出通道往往具有一较大的长度对直径比，若要执行后者方案，较佳的方法可能为使用一种较强与不易解体的模芯物质如金属模芯，其上可附加一道防粘剂以方便铸造完成后移出模芯。该如烤肉串的流体通道组亦可一体铸成。
虽然图示的各排出通道壁件32均具有一圆形截面一致地延贯通道的全长，该排出通道壁件亦可有其他不同的截面形状，如椭圆形、长方形、梯形、及/或扇形。朝辘体外缘面扩大的梯形或扇形对预期流量高者尤其适合。再者，排出通道的截面更可自中央附近往两端扩大。排出通道亦可为弯曲或自中央点附近朝辘体外缘成弓状(即与中心轴线成内凹状)以加强榨汁的排出。只要对流体的顺畅流通有所助益，排出通道壁件亦可为弯曲的、成螺旋状的、或扭曲的。一只长形的排出通道壁件可以用多数只较短的壁件藉锁螺牙、焊接、套接或其他连接方法，沿轴向连接而形成。
该流进通路元件40为一三度空间物体，在图4所示的较佳实施例中，具有一个顶面41、一个底面42、及连接顶面与底面的侧面43；在最后完成的辘体上，该顶面41为径向最外面而底面42则为径向最内面。该流进通路元件可作成任何形状如圆柱形、扇形、圆锥形、金字塔形、球形、或任何以上组合。该流进通路元件40被一种藉可铸物质与流进通路元件40大致于铸造过程中因接触凝固而产生的粘合力稳妥地固定于辘体内。更理想者为让流进通路元件40的某一部分较其相连的径向较外部分有一个更大的截面积；藉其径向较内或最内部分的较大面积，该流进通路元件40等于在铸件形成后的最终压榨辘体内配设了一种固定锚。该流进通路元件40亦可以广泛的物质如铸铁、钢、不锈钢、陶瓷物质、高强度塑料或任何其他合适物质制成。因已知铸铁较铸钢耐磨及耐酸，流体通路元件最好能用铸铁制作。
径向流进通路50使辘体的外缘面70与轴向延伸之排出通道30得以相连通。图4所示的各流进通路元件40内只有一径向流进通路50，但更多只可设置于其中。流进通路可于流进通路元件40被铸造时以一种可分解模芯物质同时间形成。然而，就如排出通道的形成，流进通路亦可藉一种不易分解或可重覆使用的模芯物质如金属模芯作成。流进通路也可藉浇铸流进通路元件于一只未于图中显示的流进通路壁件周围而作成，或以分次浇铸来获得所需要的构造。采用分次铸造的方法的目的，在降低热应力作用于流进通路壁件的影响。另外，径向流进通路亦可于流进通路元件形成后以钻、铣、切、挖、蚀、冲或任何其他合宜方法开设。流进通路亦可由两只或更多个别元件所组成的流进通路元件构建凑合形成。
在图4所示的较佳实施例中，径向流进通路50为一贯穿通路，但亦可先作成一个开口只外通底面42的径向凹穴，在辘体10完成后，藉机器加工去除辘体外缘70的一部分及/或流进通路元件的一部分以作成表面小孔及使该径向流进通路50外露。
在附图所显示的较佳实施例中，径向流进通路均为一延续长方形管道，其轴向宽度较长而环向宽度较短。此是一较佳方案，因为较大的轴向宽度增加了径向的流体流量，而较小的环向宽度，因是待压榨物的喂入方向，能使被堵塞的危险降到最低。然而径向流进通路亦可以做成一个相似的延续管道而其环向宽度为较长。再者，径向流进通路亦可以做成具有圆形横截面；径向流进通路也可以各式各样的形状与方位形成于同一辘体内。由于本发明的流进通路元件可以由超过一件的元件合并而成，制作各种式样的流进通路的程序得以大幅简化。为了进一步消除堵塞的问题，径向流进通路的内部表面可以套接、镶嵌、或涂装上一层低磨擦物质如铁弗龙、铬电镀体或玻璃衬里。如果径向流进通路用得上一只个别的流进通路壁件，该壁件亦可同样地以低磨擦物质制成，如铁弗龙、玻璃或经抛光的岩类。流进通路元件亦可使用对酸蚀与磨耗都有较高抗力的各种物料如不锈钢。
依据图2所示之较佳实施例，为完成流体通道组20，需首先作成排出通道壁件32，再将含有径向流进通路50的流进通路元件40固定地附贴于排出通道壁件32上，该径向流进通路50大致与排出通道壁件32上之连接口21相对吻合。
所有附图所示的流进通路元件中均有用一大致与排出通道壁件曲度相配的弯曲底面。然而，该弯曲底面并不是唯一可用的形状，因流进通路元件在排出通道壁件上的座位形状至少有部分可依循所用排出通道壁件的外形而有所变化。
图7A、图7B及图8A、图8B所示为本发明的两个实施例，利用一种延伸于凹穴的固定方式将流进通路元件固设于排出通道壁件上。图7A、7B所示分别为其中一个实施例的径向与轴向的截面剖视图，有一项圈形延伸体101延设于流进通路元件40的底部表面。该项圈形延伸体101界定了一只延伸自流进通路50并相对较短通路103。围设于排出通道壁件32的连接口周围有一个大小合适的凹穴102，该凹穴102的大小尺寸能使项圈形延伸体紧密地压配于其中。项圈形延伸体与凹穴周围并可进一步施以电焊。
图8A、图8B所示为另一实施例之径向与轴向的截面剖视图，其中流进通路元件有两腿形延伸体111以紧压配方式被纳入设在排出通道壁件32上两只相对吻合的沟槽112内。因其结构性的构形，促使其能有效地避免零组件在铸造过程中因高温而引起的分离脱落，以上两种实施例，于流进通路元件40的材质比排出通道壁件具有较高之热膨胀系数时，尤其适用。
另一实施例为从流进通路元件40设置一种如图9A、图9B所示具有两支圆腿状延伸体的套接式构件。其套接式构件121藉套接于排出通道壁件32时绕盖套接超过其圆周的一半而得以将流进通路元件40固定于排出通道壁件32上。同样地，腿状延伸体与排出通道壁件间可进一步施以电焊。当排出通道壁件32系以一种较流进通路元件40具有较高热膨胀系数的物质制成时，图9A、图9B所示的实施例，尤其适用。
该项圈形延伸体与相配凹穴在流进通路元件及排出通道壁件上的位置可相互对调，而该套接式构件更可扩大成一种部分或全部的环状钳子套接于排出通道壁件与流进通路元件。除了紧压、强压配、热压配、焊接或套接方法外，其他固定方法包含了锁螺牙、锁螺栓、栓钉子、嵌楔子、包札、粘贴或多种利用第三物如螺栓、插销、键子、夹子、钳子、环圈、链索、或其他连接方式，均可使流进通路元件与排出通道壁件接合一起；综合多种固定方式的混合方法亦可供使用。
为完成制造本发明的孔通路元件内置式压榨辘体，一种可铸物质被浇铸在一铸造模内多只如烤肉串的流体通道组20的周围，如图1所示，该流体通道组由多只环形支撑圈所固定并成环向地布设于一中心模心的周围。图5A与图5B所示为如此形成的本发明的孔通路元件内置式压榨辘两个实施例的局部剖视图。辘体10含有形成于其内的轴向排出通道30与构成径向流进通路50的留空空间。为了能套接于一圆柱状辘轴90上，辘体内并设有一中空的中心通孔80(如图1所示)。辘体铸件60为一实心物质。当流体被榨出时，榨汁从辘体的外缘面70被一种源于压榨辘辗压动作的压榨力压入径向流进通路50，经过轴向排出通道30而从辘体10的轴向端面流出。
为了增加辘体每单位长度的辗压面积，辘体外缘面70开设有环向沟槽91。各环向沟槽系由一沟底面92、旁侧面93、与一沟顶面94所界定。形成环向沟槽的较佳方法，系藉机器加工、研磨、挖凿或其他合宜方式去除外缘面的一部分，但亦可用铸造方法，或任何综合方法完成。虚线44所示为流进通路元件为了形成该类表面沟槽被机器加工去除的部分。部分的环向沟槽亦可与流进通路元件于铸造过程中一起形成。
径向流进通路可以被作成贯穿一个或一个以上的沟底92、一个或一个以上的沟顶94、或一个或一个以上的旁侧面93、或任何以上的组合。图5A所示之流进通路系贯穿一个沟底面、两个完整旁侧面、两个沟顶面与两个部分旁侧面。图5B所示之流进通路则贯穿了一个沟底面与两个部分旁侧面。其他范例显示于图6A(一个沟底面)、图6B(两个部分旁侧面但无沟底面)、图6C(一个部分旁侧面)与图6D(一个沟底面与一个部分旁侧面)。本发明的优点之一为设计上的弹性。在本质上表面开口的配置可以有无数的形式与组合来配合应用上的需要。在所显示的较佳实施例中，开口系大体上沿环向或轴向相互对应排列；但开口亦可交错开设及/或不规律地斜向开设、或以任何希望的方式排列。
虽然最佳实施样式系将本发明的压榨辘的辘体套接于一轴体上，然而，只要有需要，本发明亦可以简便地以各种内壳体/外壳体构造实施。图10所示为这种构造的一个实施例，其中一只实心内壳体141被夹设于外辘体铸件142与轴体90之间。图11所示为另一实施例，其中辘体铸件包含一内壳体141套设于外壳体142内。排出通道30系完全被包裹于内壳体141中，其内并设有径向连接小孔143以与外壳体142内之流进通路50相连通。外壳体142则可援用类似上述制程的方法，以一可铸物质围绕多数只流进通路元件铸造而成。再者，如图12所示，该压榨辘体亦可被制成包含两只紧密地相互套接之圆筒状壳体，即一只内壳体141及一只外壳体142。排出通道30的形成，部分利用在内壳体141外缘面上所设置的表面沟槽、部分利用外壳体142的内缘面，而其中各径向流进通路50的布设，则需在内外壳体被组合时，能与至少一只前述轴向表面沟槽相连通。包含了排出通道与其相通的沿径向延伸的流进通路在内的留空空间于是得以在外壳体被套接在内壳体上时形成。为完成孔式压榨辘体，各未外露于外缘面之径向流进通路可藉机器加工或其他合适方法，去除外壳体的一部分外缘面或流进通路元件的一部分或两者并除，而得以外露。
本发明的压榨辘常作顶辘使用，一般含有法兰95以约束被压榨物于辗压范围内，与流体挡环96以保护轴体免被从辘体两侧排出通道开口所排出的流体所溅及。然而如前所述，本发明的压榨辘亦可作底辘使用。
本发明公开了一种孔通路元件内置式压榨辘体。虽然本发明已就目前所考虑的最佳实施例加以公开与叙述，但显然的，本发明可经修改或变化而不超出本发明构思的范围。

Claims (46)

1．一种孔通路元件内置式压榨辘体，它有一中心轴线及两轴向端面，有一大致成圆筒状之外缘面(70)及一中空的中心通孔(80)，以便套接于一轴体(90)上用以辗压含流体物质以从中榨出流体，其特征在于，它还包括有：
(a)多只排出通道(30)大致延伸于前述辘体(10)之前述轴向端面间；
(b)多只流进通路元件(40)布设于前述排出通道(30)的径向外方，各含最少一只大致沿径向延伸之流进通路(50)与该排出通道(30)相通；
(c)一只辘体铸件(60)，是以一种可铸物质通过一种铸造过程将前述排出通道(30)与至少一部分的前述流进通路元件(40)包裹在内而形成，从而前述流进通路(50)预铸于前述辘体(10)内而无需采用外部嵌入的流进通路元件；前述中空的中心通孔(80)在该辘体铸件(60)中形成；与
(d)前述外缘面(70)在前述辘体铸件(60)的径向最外部以提供一辗压面。
2．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路元件(40)至少有部分被在前述可铸物质在前述铸造过程中凝固时形成的在前述流进通路元件(40)与前述辘体铸件(60)之间的粘合力固定于该辘体(10)内。
3．根据权利要求2所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路元件(40)至少有部分被一种利用前述流进通路元件(40)所具有的几何构形固定于该辘体(10)内，该几何构形使该流进通路元件(40)的至少一部分表面被埋设于前述辘体铸件(60)的径向内部而形成一种锚式固定构体，从而使流进通路元件(40)得以避免从前述辘体(10)脱落。
4．根据权利要求3所述的压榨辘体，其特征在于，其中各前述流进通路元件(40)具有不规则的径向横断面，至少有部分前述径向横断面的面积为大于另一径向较外部分，以形成前述锚式固定构体。
5．根据权利要求3所述的压榨辘体，其特征在于，其中各前述流进通路元件(40)是由一径向较外面(41)、一径向较内面(42)、与位居其间之边侧面(43)所界定，而该边侧面(43)包含最少一对大致相对面，其中至少有部份为径向朝外收敛，以形成前述锚式固定构体。
6．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路元件(40)为大体上沿环向或轴向，或同时沿环向及轴向相互对应排列。
7．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路元件(40)为沿环向或轴向，或同时沿环向及轴向相互交错排列。
8．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述外缘面(70)含有多只环向沟槽(91)以增加前述辗压面。
9．根据权利要求8所述的压榨辘体，其特征在于，其中各前述环向沟槽(91)由一沟底面(92)、一沟顶面(94)、与一对旁侧面(93)所界定，而其中各前述沿径向延伸之流进通路(50)包含最少一只流体入口形成于至少一个前述沟底面的部分表面、多个前述沟底面、至少一个前述沟顶面的部分表面、多个前述沟顶面，至少一个旁侧面的部分表面、多个旁侧面、或任何以上的组合。
10．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路(50)为大致沿径向往内扩大。
11．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路(50)至少有部分沿环向之有效空间比沿轴向者大致较短。
12．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)相对于前述压榨辘体之前述中心轴线为成内凹状。
13．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中至少前述排出通道(30)之径向较外部分相对于前述压榨辘体前述中心轴线为成内凹状。
14．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)至少有部分为弯曲的、成螺旋状的、或有弧度的。
15．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)最少有一个开口开设于其中一个前述轴向端面。
16．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)具有一大致成扇形之轴向横面，系沿径向往外扩大。
17．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)具有一内部表面，套有、嵌有或涂有一种低磨擦物质。
18．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路(50)具有一内部表面，套有、嵌有或涂有一种低磨擦物质。
19．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述排出通道(30)至少有部分用一可铸物质围绕一模芯物质铸造成形后去除该模芯物质而作成。
20．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述沿径向延伸之流进通路(50)至少有部分是用一可铸物质围绕一模芯物质铸造成形后去除该模芯物质而作成。
21．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路(40)元件至少有部分是用两只或以上个别元件凑接而成。
22．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述流进通路(40)元件至少有部分是用分次铸造方法作成。
23．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中各前述排出通道(30)是用一中空排出通道壁件(32)所界定，其上贯穿开设多只连接口(21)，该连接口(21)的配置大体与前述流进通路(50)相吻合。
24．根据权利要求23所述的压榨辘体，其特征在于，进一步包含了一种固定方式，将前述流进通路元件(40)固定地紧贴于前述排出通道壁件(32)上，使前述流进通路(50)得透过前述连接口(21)与前述排出通道(30)相连通。
25．根据权利要求24所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述固定方式至少有部分包含一种使前述流进通路元件(40)得与前述排出通道壁件(32)一体铸成的一体铸造方式。
26．根据权利要求24所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述固定方式至少有部分包含一种在前述流进通路元件(40)之延伸体(111)与在前述排汁通道壁件(32)上之相配凹穴(112)，或一种在前述排出通道壁件(32)之延伸体与在前述流进通路元件(40)上之相配凹穴，该延伸体与该凹穴的大小尺寸能使该延伸体藉一种强压配合方式得以紧密地固定于该凹穴内。
27．根据权利要求24所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述固定方式至少有部分包含一种应用于前述流进通路元件与前述排出通道壁件间的焊接方式。
28．根据权利要求24所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述固定方式至少有部分包含一种设置于前述流进通路元件(40)而适合套接于前述排出通道壁件(32)的套接方式。
29．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中最少一只前述流进通路元件(40)系原先完全埋设于前述辘体(10)之前述外缘面(70)的径向内方，含设其中的前述大致沿径向延伸的流进通路(50)则可随后藉去除该外缘面(70)的一部分或该流进通路元件(40)的一部分、或两者并除，而得以与该外缘面(70)相连通。
30．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，进一步包含最少一只居间的圆筒状壳体适用于被夹设在前述轴体(90)与前述中空中心通孔(80)之间。
31．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中最少一只前述流进通路元件(40)局部外露于前述辘体(10)之前述外缘面(70)。
32．根据权利要求1所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述辘体铸件(60)包含一只外铸体(142)及一只内铸体(141)，该外铸体(142)含有一个第一外缘面，即整只辘体(10)的外缘面(70)，及一个第一内缘面，该内铸体(141)含有一个第二外缘面及一个第二内缘面；其中：
(a)前述内铸体(141)适合套接于前述轴体(90)，该内铸体(141)含有多只铸设其内之前述排出通道(30)，该内铸体(141)并进一步含有多数只大致沿径向延伸之小孔(143)，适合作为前述排出通道(30)与前述第二外缘面之间的通路；
(b)前述外铸体(142)以一可铸物质围绕多只流进通路元件(40)铸造而成，并适合于套接在前述内铸体(141)上，各前述流进通路元件(40)含有最少一只前述大致沿径向延伸之流进通路(50)与前述第一内缘面相通，该流进通路元件(40)的配置，使其能于该外铸体(142)套接于该内铸体(141)时，紧贴于该内铸体(141)之前述沿径向延伸之小孔(143)上，藉以形成前述流进通路(50)与前述排出通道(30)之间的通路；并且
(c)前述外铸体(142)进一步在前述第一外缘面含有多只流体入口，透过前述流进通路(50)与前述排出通道(30)相连通，在该流进通路(50)未外露之处或有必要之处，可藉去除前述外铸体(142)的一部分或前述流进通路元件(40)的一部分或两者并除使其与该第一外缘面相连通。
33．根据权利要求32所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述内铸辘体(141)含有多只开放式沟槽大致延伸于前述轴向端面间该内铸体(141)的第二外缘面上，前述排出通道(30)部分以该开放式沟槽、部分以前述外铸体(142)之前述第一内缘面形成，前述流进通路元件(40)设置于该开放式沟槽径向外方以使该开放式沟槽得以于该外铸体(142)套接于该内铸体(141)上时转变为前述排出通道(30)，并透过在流进通路元件(40)内之前述沿径向延伸之流进通路(50)与前述外铸体(142)之前述第一外缘面相连通。
34．根据权利要求32所述的压榨辘体，其特征在于，其中前述外铸体(142)之第一外缘面进一步设有多数只环向沟槽(91)。
35．一种制造如权利要求1所述的压榨辘体的方法，该制造方法包含以下步骤：
(a)做成多只流体通道组(20)，各前述流体通道组(20)包含一只中空排出通道壁件(32)，有一排出通道(30)界定其中及多只流进通路元件(40)固定其上，各前述流进通路元件(40)含有至少一只大致沿径向延伸之流进通路(50)而各前述排出通道壁件(32)则含有多只连接口(21)以使前述排出通道(30)与前述流进通路(50)之间得以连通；
(b)做成一只辘体铸件(60)，是以一种可铸物质围绕前述流体通道组(20)铸成，其中前述流进通路元件(40)大致布设于其径向外方，并留有一中心通孔(80)以供纳入前述轴体(90)，该辘体铸件(60)因此具有包含多只前述排出通道(30)与多只前述流进通路(50)之留空空间，各前述排出通道(30)并至少在前述辘体(10)的一个轴向端面上具有一个开口；及
(c)在前述流进通路(50)未露出于前述外缘面(70)之处或有必要之处，去除前述铸件(60)的一部分或前述流进通路元件(40)的一部分或两者并除，使前述流进通路(50)与前述辘体(10)的前述外缘面(70)之间连通。
36．根据权利要求35所述的制造方法，其特征在于，其中做成前述通道组(20)的步骤包含将多只内合流进通路之流进通路元件(40)与内含排出通道之排出通道壁件(32)一体铸造的步骤。
37．根据权利要求35所述的制造方法，其特征在于，其中做成该辘体铸件(60)的步骤包含以一可铸物质围绕多只形成该流进通路(50)与排出通道(30)之模芯物质而铸造的步骤。
38．根据权利要求35所述的制造方法，其特征在于，进一步包括用铸造、或用机加工去除前述辘体(10)的前述外缘面(70)的一部分、或用二者的组合做成环向表面沟槽(91)的步骤。
39．根据权利要求35所述的制造方法，其特征在于，进一步包含做成最少一只夹设于前述轴体(90)与前述辘体铸件(60)之间的居中壳体的步骤。
40．一种制造如权利要求1所述的压榨辘体(10)的方法，该制造方法包含以下步骤：
(a)形成一只内辘体铸件(141)，内有前述中空中心通孔(80)，一个内辘体外缘面，两个轴向端面，与多只排出通道(30)大致延伸于前述轴向端面间；
(b)做成多只连通通路以使前述排出通道(30)与前述内辘体外缘面相接连；
(c)做成一只外辘体铸件(142)，含有前述外缘面及多只流进通路元件(40)，以一种可铸物质围绕前述流进通路元件(40)铸造而成，各前述流进通路元件(40)含有最少一个大致沿径向延伸之流进通路(50)；
(d)套接前述外辘体铸件(142)于前述内辘体铸件上(141)；
(e)在前述流进通路(50)未外露于前述外缘面之处或有必要之处，去除前述外辘体铸件(142)的一部分或前述流进通路元件(40)的一部分或两者并除，使前述流进通路(50)与前述外缘面之间得以连通。
41．根据权利要求40所述的制造方法，其特征在于，其中形成前述内辘体铸件(141)的步骤包含以一可铸物质围绕多只排出通道形状的模芯物质而铸造的步骤。
42．根据权利要求40所述的制造方法，其特征在于，其中形成前述内辘体铸件(141)的步骤包含以一可铸物质围绕多只排出通道壁件(32)铸造的步骤。
43．根据权利要求40所述的制造方法，其特征在于，其中各前述排出通道(30)包含一在前述内辘体铸件(141)之前述第二外缘面之沟槽，从而当前述外辘体铸件(142)套接于前述内辘体铸件(141)时形成前述排出通道(30)。
44．根据权利要求40所述的制造方法，其特征在于，进一步包含用铸造、或用机加工去除前述外辘体铸件(142)之前述第一外缘面的一部分、或用二者的组合做成环向表面沟槽(91)的步骤。
45．根据权利要求40所述的制造方法，其特征在于，进一步包含作成最少一只夹设于前述轴体(90)与前述内辘体铸件(141)之间的居间壳体的步骤。
46．一种利用如权利要求1所述的压榨辘体从甘蔗压榨蔗糖的方法，该方法的步骤包括有：
(a)取得一只压榨辘，至少包含一只套接于一轴体(90)上之孔通路元件内置式压榨辘体(10)，该压榨辘体(10)包含：
(ⅰ)一中心轴线及两轴向端面；
(ⅱ)多只排出通道(30)大致延伸于前述轴向端面间；
(ⅲ)多只流进通路元件(40)铸设于前述辘体(10)内前述排出通道(30)的径向外方，各前述流进通路元件(40)含有最少一只大致沿径向延伸的流进通路(50)与前述排出通道(30)相连通；
(ⅳ)一只辘体铸件(10)，是以一种可铸物质通过一种铸造过程将前述排出通道(30)与至少一部分前述流进通路元件(40)包裹在内而形成；
(ⅴ)一个外缘面(70)，在前述辘体铸件(60)的径向最外部以提供一辗压面，该外缘面(70)含有多只流体入口并可选择性的具有多数只环向沟槽(91)，该流体入口与前述大致沿径向延伸之流进通路(50)相连通以容许榨出流体流入前述排出通道(30)；
(b)饲喂含流体物质至前述压榨辘，及
(c)自前述辗压面下方与前述轴向端面收集被榨出之流体；从而预铸于前述辘体(10)内的前述流进通路，免除了采用外部嵌入的流进通路元件的需要并消除了外嵌式流进通路元件的脱落问题。
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