CN1085823A - 造粒机用机械式远程压辊调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

一种用于造粒机中通过独立的粗调和微调调节 挤压压辊和其周围的挤压模具间间距的调节装置，包 括每个挤压压辊的辊轮箍，辊轮箍安装在具有一圆柱 形偏心孔的空心轴的轴承上；位于每一空心轴内的实 心轴，其偏心延长端由轴颈支承，轴长比空心轴为长； 固定安装的前压辊支撑板，其上有一孔用于安装实心 轴前端的偏心延长部，该孔与支持实心轴后端的偏心 延长部的装配孔在一条直线上。

Description

本发明一般涉及饲料加工设备，特别是饲料谷物，配料及其混合配制品的挤压造粒机。

如果在饲料在被挤压通过模板孔眼之前对模具表面上的饲料完成更多的机械功，那末多种饲料混合物可以制成质量更佳的颗粒。采用这种办法生产的颗粒不仅强度更好，而且由于增加了机械功其配料混合调节得更佳。

获得这种附加功的一种方法是处理在模板表面与压辊之间的厚块状饲料，通常每个模具有一至三根压辊。然而要想达到这种加工条件，只有在当造粒机运行时和饲料挤压加工时可以对压辊进行远程调节才行。没有这种远程调节功能时，使用厚饲料的唯一方法是在启动造粒机之前将压辊向后退留出一个能容纳所要求的饲料厚度的间隙，而且还要考虑到设备运行时会出现的热膨胀一这顶多只能估计了。在造粒机启动时要使压辊退后的另一个原因是要减小电动机的启动负荷以延长电机寿命和减少功率消耗，从而可以使用较小的电机和减轻电机维持工作。

早期的压辊调节必须利用螺旋千斤顶、松紧螺套及偏心安装的辊轮轮箍。为安全计，这些调节工作必须在设备启动之前进行，并且由于运行时压辊是看不见的，调节量必须事先算出，而造粒机运行时又无法核查。另外，将压辊调离模具后启动造粒机和供料时常常会造成料块厚度不匀而制成的颗粒大小不一。

为避免上述缺点，开发了远程（外部）压辊调节系统，使用效果不一。最常用的系统是采用单作用液压缸或双作用液压缸代替螺旋千斤顶和松紧螺套去转动其上装有调节辊轮的偏心轴。使用单作用液压缸时可以通过监测液压缸确定理想情况下偏心轴的位置，方法是测定流入和流出液压缸的流体的容积。然而，一旦出现泄漏，这种方法就失准。双作用液压缸也可以采用，但要占用较大空间和需要更复杂的液压管线。一般它们还需要在造粒机内设置电子位置传感器，而在恶劣的物理环境下这种传感器会失灵。

至少有一种机械调节系统采用盘形凸轮，凸轮安装于压辊的前端和后端。凸轮转动时，凸轮作用于滑块，滑块连接于偏心压辊轴的端部。通过盘式凸轮伸出的控制轴可以从造粒机外面控制凸轮的位置，并且，由于控制轴有“指针”功能，可用之指示压辊与模具间隙的大小。承受大负荷的滑块精确装配于楔形滑道中，楔形滑道会受到磨损和腐蚀，物料会渗入而被压实阻塞滑块运动。这将使压辊无法调节而必须停车进行清理和维修。另一方面磨损使滑块在滑道中松动而使压辊在工作时发生晃动。这种阻塞和振动只有对滑块和滑道采用很复杂的密封措施才能防止。由于滑动密封很复杂，密封可能会很快就恶化，使得装设这种密封的价值就很小了。

现有的凸轮类调节器依靠弹簧来迫使滑块紧靠在凸轮表面。这种弹簧的力量和作用距离有限，所以滑块可能难以始终同凸轮保持接触，结果压辊可能不从模具退离而会翘曲。

机械调节系统必须很重，强度要高，因为在物料成粒时压辊向外朝向模具运动会承受很大载荷。结果造粒机内空间可能会很有限以致于造粒机必须降低生产率或者不能进行远程调节。

可用于制粒的动物食品和物料多种多样，这就要求造粒机能适应这些差异。在为所遇到的每一种不同配料的造粒操作选择最佳工作条件时，一定会提出很多不同的操作条件。这些困难，或是单独的或是组合的，几乎在每一造粒操作中都会遇到，因为物料性质、造粒机条件和操作参数都会有差别之故。

以上种种说明了现有挤压造粒机中存在着的局限性。因此，很明显，如果能提供一种可以克服上述局限性之一或一些的替代装置会是有利可图的。因此，下面比较全面地介绍一种富有特色的适宜的替代方案。

本发明的一个方面是设计一种装置来调节一个或数个挤压辊与其周围的挤压模具之间的距离。这个装置包括每个挤压辊有一个辊轮箍，辊轮箍装在轴承上，轴承安装在有偏心园柱孔的空心轴上;在空心轴中有一根实心轴，实心轴具有偏心的有轴承支撑轴颈的延长部，实心轴比空心轴长;对每个辊轮，实心轴前端有轴承支撑轴颈的偏心延长部安装在固定安装的辊轮前支撑板孔中，而后端有轴承支撑轴颈的偏心延长部安装在固定的辊轮支撑法兰的装配孔中，前后两孔在一直线上。每个空心轴都有一个配件用于转动空心轴来调节混轮箍与挤压模具间的距离。实心压辊轴的偏心延长端上配备有一套转动实心轴的装置也用来调节上述距离。

上述内容及其它各点，根据下面的本发明的详细描述并结合附图，会完全清楚明了。

图1是图示说明本发明的压辊调节装置的一个实施方案在造粒机内操作环境下的局部剖视图;

图2是前压辊支撑板的局部立视图，用以说明本发明中采用的只用于进行粗调的螺旋千斤顶和松紧螺套;

图3是同图2相似的局部立视图，加上了本发明中的远程调节压辊的微调装置。

图1是一个双压辊造粒机内安装在可旋转的套筒法兰5上的造粒模具10。实心轴40的后端装在固定的压辊支撑法兰7的轴座上。在实心轴40上装有空心轴30。空心轴外面装有轴承，辊轮箍20装在此轴承上。固定的前压辊支撑板80提供有实心轴前端的轴颈支持，链轮45装在实心轴40的前端，链条50将链轮45与调节驱动链轮60相联。控制轴65转动驱动链轮60从而决定实心轴40的转动位置。注意控制轴65在图上是从后部插入造粒机内，但在某些情况下可以并且可能最好是从前面进入。固定在前压辊支撑板80上的张紧链轮47是用来保持链条的张力防止跳链，盖板100保护链条与链轮机构。

实心轴40的柱面与空心轴30的通孔配合，该面和实心轴40偏心轴颈端中心轴线有大约3-6mm的偏心距。设置有安装辊轮箍20的轴承的空心轴30的外园柱面与实心轴40的装配孔大约有16-24mm的偏心距。注意空心轴的内孔及两个轴的外表面都是园柱面，但轴线相互间有位移但平行。在空心轴30上装有一调节杆35。当该调节杆移动时由于空心轴30的偏心作用可使辊轮箍20靠近或离开模板10。这一运动是比较迅速的，因为偏心率很大使辊轮箍20的运动与调节杆35的运动的比率很高。由于总机械增益小，就要求调节杆35是重载调节硬件。

轴30和40偏心率的大小取决于需要的粗调和微调量的大小以及松紧螺套70/调节杆35和链条50/链轮45这些调节传动装置的相对强度。通常一个的偏心率范围为5-50mm，另一个的范围为1-10mm。然而对于特大或特小的造粒机或用途特殊时调整绝对量可能非常大或非常小，偏心率会远远超出上述范围。在某些情况下，出于操作和安装的需要甚至希望将实心轴40的偏心率定得较大，而将空心轴30的偏心率定得较小。

参考图2可以看到和了解这一重载调节硬件。调节杆35通过转向节销36与U形夹板71及松紧螺套70相连，再用螺旋千斤顶72将松紧螺套固定位。利用松紧螺套调节螺母75可令松紧螺套70伸长或缩短以推动U形夹板71及转向节销36离开或靠近螺旋千斤顶72。调节杆35的运动实现上面叙述过的快速压辊调节，即粗调。螺旋千斤顶72最好固定在前支撑板80（图上未画出）上，位于盖板100盖住的链条和链轮区域的外边。松紧螺套70和调节杆75这一组合提供很高强度的压辊调节能力，同时有足够的调节范围以补偿由于机器运行所造成的磨损。

图3与图1及图2一起可显示本发明最佳实施实施方案的进一步的结构细节。图上画出了支撑80与板支撑臂85的轮廓断面，其两边都呈弧线状以提供与辊轮箍20有一间隙。悬臂支撑梁85从固定的压辊支撑法兰7上向前凸出，这样支撑板80可以牢牢地固定于其上。图3中仅画出了整体装配中的一部分，这样可使本图线条不致过密但仍能显示本发明关键部件的有代表性的部分。螺旋千斤顶72从支撑板80前伸。松紧螺套70使调节杆35的U形夹板71和转向节销36与螺旋千斤顶72相连可提供严格的粗调参照基准和机构。微调是通过调节链条50来转动链轮45完成，链轮45用链或其它方式固定在实心轴40的端部。张紧链轮47在机器运行中保持链条张力。虽然链条50及链轮45这一微调机构显得比松紧螺套70及调节杆35这一粗调组合要弱，但由于实心轴40的大约3mm的偏心率产生的有利的机械增益，使其能有效地完成其功能。

在实际运行中本发明的双重速率调节装置可在造粒机运行时对压辊进行最大达6mm的调节，而在停机时可达32mm。这样一来利用粗调可以补偿模具及压辊磨损，而远程压辊微调可做到“无载”启动造粒机再随后对压辊微调以适应模具上物料块的理想厚度。

开始时实心轴40先定位让辊轮箍20尽可能靠近模具10。然后再用松紧螺套70转动空心轴30直到辊轮箍同模具10之间的距离符合启动距离的要求。将实心轴40转动180度以便利用内轴的全部6mm的调节能力使辊轮箍退离模具6mm。造粒机在低转矩条件下启动以避免电动机和传动系统的剧烈磨损。在造粒机启动后进料前将实心轴再转回180度以使辊轮箍返回到与模具间距为最佳启动运行间距。

一旦物料送入且辊轮和模具温度达到运行温度，操作人员可开始转动控制轴65使实心轴40转动，这样就可令辊轮箍20后退而可在模具产生较厚的物料层。这增加了对模具上的物料所投入的机械功，从而可以改进物料的配料和造粒的质量。

本设计的优点包括安全因素，这表现在利用外轴来使压辊定位尽可能靠近模具，而使内轴利用其偏心定位在辊的最外面。这样当实心轴转动到使压辊处于退离位置时利用低转矩启动造粒机之后，当操作人员重新调节其位置时不会产生压辊距离模具过近的危险，因为利用微调偏心度在最大位置已建立了最佳距离。另外在利用远程调节转动各轴时，由于用于调节压辊的实心轴的3mm偏心度机械增益很大，可以大大减少远程压辊调节机构所承受的负载。这样就可以利用较小较轻的部位，如链条或蜗轮传动，来设计远程调节系统。只是由于粗调和微调是分别独立的，才得以实现将远程调节量限制在最大为6mm，从而获得机械增益增加的好处。粗调量达32mm的调节是为了补偿造粒机工作寿命内启动造粒机前在建立压辊与模具间距时压辊与模具间的磨损。

Claims (18)

1、一种用于调节造粒机中一个或多个挤压压辊与周围的挤压模具之间的距离的装置，其特征是包括：

辊轮箍，所述每个挤压压辊各有一个辊轮箍，装在轴承之上，而轴承则安装在带有偏心园柱孔的空心轴上；

实心轴，装设在所述的每个空心轴中，具有轴承支撑轴颈的偏心延长部，实心轴的长度比上述空心轴长；

固定安装的前压辊支撑板，板上有孔用于支持所述各压辊的所述实心轴的前端的所述偏心轴颈延长部，所述各压辊的所述实心轴后端的偏心轴颈延长部则装在固定的压辊支持法兰的装配孔中，所述板内的孔与装配孔处于一条直线上；

与所述各空心轴相连用于旋转所述空心轴以调节所述辊轮箍与所述挤压模具间距的机构；

与所述偏心延长部相连用于旋转所述实心轴以调节所述辊轮箍与所述挤压模具间的所述间距用的机构。

2、按照权利要求1的装置，其特征是还包括：保持所述各轴处于所要求旋转位置的机构。

3、按照权利要求1的装置，其特征是又包括：伸出于造粒机之外用于操作旋转所述空心轴的机构的机构。

4、按照权利要求1的装置，其特征是进一步包括：伸出于造粒机之外用于操作旋转所述实心轴的机构的机构。

5、按照权利要求1的装置，其特征是用于旋转所述空心轴的机构包括所述各空心轴上的调节杆，所述调节杆通过一连结于固定的压辊支撑上的螺旋千斤顶处的松紧螺套进行调节和固定位置。

6、按照权利要求1的装置，其特征是用于旋转所述实心轴的机构包括用于所述各实心轴的链轮及链条组合。

7、按照权利要求1的装置，其特征是用于旋转所述实心轴的机构包括一用于所述各实心轴的蜗轮与螺旋组合。

8、按照权利要求1的装置，其特征是所述空心轴和所述实心轴具有不同的偏心度。

9、按照权利要求8的装置，其特征是所述空心轴的偏心度为5至50mm之间，而所述实心轴的偏心度在1至10mm之间。

10、按照权利要求8的装置，其特征是所述实心轴的偏心度在5至50mm之间，而所述空心轴的偏心度在1至10mm之间。

11、在这种类型的造粒机中即在旋转的套筒轴上安装有园筒形挤压模具;在所述模具中安装1个或多个挤压压辊，所述每个压辊各有一辊轮箍，辊轮箍顶靠在所述模具面上并通过模具上的孔将物料挤出，对所述压辊与所述模具间距提供远程调节的改进，包括：

每一挤压压辊的实心轴，所述实心轴，两端为偏心园柱形，两端用轴颈支承于固定的压辊支撑的孔中;

每一所述实心轴上安装的空心轴，所述空心轴有一位置偏心的园柱形孔，该孔与园柱形外表面平行，在园柱形外表面上安装用于支承所述每一挤压压辊的辊轮箍的轴承;

与所述每个空心轴相连用于旋转所述空心轴以调节所述辊轮与所述挤压模具间间距的机构;以及

与所述偏心园柱形端部相连用于旋转所述实心轴以调节所述间距的机构。

12、按照权利要求11的装置，其特征是还包括：

伸出造粒机外用于操作旋转所述实心轴的机构的机构。

13、按照权利要求11的装置，其特征是旋转所述空心轴的机构包括在所述每一空心轴上的调节杆，所述调节杆通过连结在固定的压辊支撑上的螺旋千斤顶处的松紧螺套来调节和固定位置。

14、按照权利要求11的装置，其特征是旋转所述实心轴的机构包括用于所述每一实心轴的链轮及链条组合。

15、按照权利要求11的装置，其特征是所述空心轴与所述实心轴具有不同的偏心度。

16、按照权利要求15的装置，其特征是所述空心轴的偏心度在5至50mm之间，而所述实心轴的偏心度在1至10mm之间。

17、一种远程调节造粒机模具与挤压压辊间的间距的方法，其特征是包括以下步骤：

为每一压辊提供一压辊辊轮箍，辊轮箍安装在空心轴园柱形外表面上的轴承之上，所述外表面相对于所述空心轴的平行园柱形孔处于偏心状态;

为每一空心轴提供一实心轴，实心轴的偏心圆柱形端部用轴颈支承于固定的压辊支撑中的孔中;

提供旋转所述空心轴以调节模具与压辊间的间距的机构;

提供独立于所述空心轴旋转所述实心轴以调节模具与压辊间的间距的机构;

提供在造粒机外部的机构用以操纵旋转所述空心轴或所述实心轴的所述机构;

利用旋转所述空心轴的所述机构来旋转所述空心轴以使所述压辊定位于其最靠外的位置;

利用旋转所述实心轴的所述机构定位所述压辊与所述模具接触;

旋转所述空心轴使所述压辊定位于其最靠里的位置;

在无负载条件下启动造粒机;及

利用设置在造粒机外的机构旋转所述空心轴使所述压辊定位于与模具间距为便于操作的最佳之处。

18、按照权利要求17的方法，其特征是旋转所述空心轴的机构及旋转所述实心轴的机构在轴旋转速度相同提供对所述间距的不同调节速度。

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