CN115606828A - 一种多功能单螺杆挤丝机 - Google Patents

Abstract

一种多功能单螺杆挤丝机，包括：机架；控制装置，设置在该机架一侧或机架上；喂料机构，安装在该机架上，并与该控制装置连接；熟化机构，对应于该喂料机构安装在该机架上，并与该控制装置连接；该熟化机构的进料口对应于该喂料机构的出料口设置；挤丝机构，安装在该机架上并与该控制装置连接，该挤丝机构与该熟化机构平行设置，该挤丝机构的进料口通过连接管与该熟化机构的出料口连接；风送机构，安装在该机架上并与该控制装置连接，通过风道与该挤丝机构连接；以及温控和压力监测机构，分别安装在该熟化机构和挤丝机构上并与该控制装置连接，该控制装置根据设定参数和该温控和压力监测机构的实时检测值自动调整温度和进行压力监测。

Description

一种多功能单螺杆挤丝机

技术领域

本发明涉及食品加工设备，特别是一种用于米粉等淀粉类物料生产的多功能单螺杆挤丝机。

背景技术

米粉在我国具有悠久历史，传统以大米为原料，经浸泡、蒸煮、压条等工序制成的条状制品。随着食品加工技术装备的不断升级，米粉已经从传统的地方风味食品发展成为工业化产品。单螺杆挤出机因投资小、维修方便更具优势，在工业生产中占有95％以上的市场份额。单螺杆挤出机采用两级单螺杆挤压方式加工米粉，也被称为“自熟式”米粉挤出机。第一级熟化螺杆采用变螺距设计，一般其螺杆转速较高，物料在强烈的摩擦、剪切等作用力下，淀粉发生糊化；第二级挤丝螺杆转速较低，主要用于熔体均化输送和米粉的挤出成型。然而，在实际加工过程中，现行“自熟式”米粉挤出机的熟化成型共用一套控制系统，熟化挤丝螺杆转速比例固定，无温度、压力在线监测控制，存在控温不精确、温度波动明显、螺杆及挤出机头和模具的结构及尺寸设计不合理等问题，导致挤出流率波动达到10％以上、总体挤出速度相对差异率在10％-20％，容易出现米粉粗细不均、挤出速度快慢不一等问题，不适合用于关键工艺技术优化和米粉品质提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于米粉等淀粉类物料生产的多功能单螺杆挤丝机。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多功能单螺杆挤丝机，其中，包括：

机架；

控制装置，设置在所述机架一侧或机架上；

喂料机构，安装在所述机架上，并与所述控制装置连接；

熟化机构，对应于所述喂料机构安装在所述机架上，并与所述控制装置连接；所述熟化机构的进料口对应于所述喂料机构的出料口设置；

挤丝机构，安装在所述机架上并与所述控制装置连接，所述挤丝机构与所述熟化机构平行设置，所述挤丝机构的进料口通过连接管与所述熟化机构的出料口连接；

风送机构，安装在所述机架上并与所述控制装置连接，通过风道与所述挤丝机构连接；以及

温控和压力监测机构，分别安装在所述熟化机构和挤丝机构上并与所述控制装置连接，所述控制装置根据设定参数和所述温控和压力监测机构的实时检测值自动调整温度和进行压力监测。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述熟化机构包括：熟化机筒、熟化电机和熟化螺杆，所述熟化螺杆安装在所述熟化机筒内，所述熟化机筒通过支撑架安装在所述机架上，所述熟化电机通过第一传动皮带和轴承箱与所述熟化螺杆连接，所述温控和压力监测机构安装在所述熟化机筒的外壁上。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述熟化电机通过底座固定机构安装在所述机架上，所述底座固定机构包括支撑板、固定件和升降件，所述支撑板水平安装在所述机架上，所述熟化电机的底座一端通过所述固定件与所述支撑板铰接，所述熟化电机的底座另一端通过所述升降件调整所述熟化电机的底座与支撑板之间的倾斜度，以调节所述第一传动皮带的张紧度。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述挤丝机构包括：挤丝机筒、挤丝电机、挤丝螺杆和成型模具，所述挤丝螺杆安装在所述挤丝机筒内，所述挤丝机筒通过支撑架安装在所述机架上，所述挤丝电机通过第二传动皮带和轴承箱与所述挤丝螺杆连接，所述成型模具安装在所述挤丝机筒的出料口处，所述温控和压力监测机构安装在所述挤丝机筒的外壁上。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述挤丝电机安装在所述机架上并位于所述挤丝机筒的一侧，所述挤丝电机的底座两侧设置有平移螺丝，以调节所述第二传动皮带的张紧度。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述温控和压力监测机构包括：冷却水套、冷却水开关、加热块和温度压力传感器，所述冷却水套和加热块分别包覆在所述挤丝机筒和熟化机筒的外壁上，所述温度压力传感器设置在所述冷却水套和加热块之间，所述温度压力传感器的探头顶端与所述挤丝机筒和熟化机筒的内壁相切以采集机筒内壁的温度和压力，所述冷却水开关嵌设在所述冷却水套内，所述控制装置分别与所述冷却水开关、加热块和温度压力传感器连接，并根据温度设定参数与所述温度压力传感器的实时检测值自动控制冷却水开关或加热块加热。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述喂料机构包括喂料电机和喂料器，所述喂料电机通过第一传动链条和第二传动链条与所述喂料器内的单螺杆连接。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述喂料器、喂料电机和熟化电机自上而下垂直设置。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述喂料电机、熟化电机和挤丝电机分别与所述控制装置连接，所述喂料器内的单螺杆、熟化螺杆和挤丝螺杆的螺杆转速分别独立传动并单独控制。

上述的多功能单螺杆挤丝机，其中，所述熟化机筒和挤丝机筒均包括多段机筒并分别通过法兰连接，通过多段机筒组合以改变长度，所述熟化螺杆和挤丝螺杆的长度分别与所述熟化机筒和挤丝机筒的长度适配。

本发明的技术效果在于：

本发明操作范围广、加工参数精准控制、使用方便，熟化、挤丝机筒和螺杆长度可调节，为开展挤出机结构设计和工艺优化等研究提供支撑，满足了米粉或其他淀粉类物料挤压成型过程中螺杆构型、模头规格、挤压参数等工艺研究，可支撑开展新工艺及核心零部件研制、新产品开发、实际生产模拟等工作；采用PLC系统集中控制和监测加工参数，方便加工参数调节和控制，有利于设备平稳运行，实现了喂料、熟化、挤丝螺杆独立控制，扩大了操作范围；通过温度自动控制和在线压力实时监测，实现了精准控温，减小了温度波动；增加了便捷性，提升了挤丝加工设备的智能化水平。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一实施例的熟化机构结构示意图；

图4为本发明一实施例的挤丝机构结构示意图。

其中，附图标记

1机架

11支撑架

2喂料机构

21喂料器

22喂料电机

23第一传动链条

24第二传动链条

3熟化机构

31熟化机筒

32熟化电机

33熟化螺杆

34升降件

35第一传动皮带

36固定件

37支撑板

4挤丝机构

41挤丝机筒

42挤丝电机

43挤丝螺杆

44成型模具

45平移螺丝

46第二传动皮带

5温控和压力监测机构

51冷却水套

52冷却水开关

53加热块

54温度压力传感器

6轴承箱

7风送机构

71风机

72风道

8控制装置

9连接管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1及图2，图1为本发明一实施例的结构示意图，图2为图1的俯视图。本发明的多功能单螺杆挤丝机包括：机架1；控制装置8，设置在所述机架1一侧或机架1上，本实施例该控制装置8优选为PLC控制柜，该PLC控制柜紧邻机架1设置；喂料机构2，安装在所述机架1上，并与所述控制装置8连接；熟化机构3，对应于所述喂料机构2安装在所述机架1上，并与所述控制装置8连接；所述熟化机构3的进料口对应于所述喂料机构2的出料口设置；挤丝机构4，安装在所述机架1上并与所述控制装置8连接，所述挤丝机构4与所述熟化机构3平行设置，所述挤丝机构4的进料口通过连接管9与所述熟化机构3的出料口连接；风送机构7，安装在所述机架1上并与所述控制装置8连接，通过风道72与所述挤丝机构4连接；以及温控和压力监测机构5，分别安装在所述熟化机构3和挤丝机构4上并与所述控制装置8连接，所述控制装置8根据设定参数和所述温控和压力监测机构5的实时检测值自动调整温度和进行压力监测。

参见图3，图3为本发明一实施例的熟化机构3结构示意图。本实施例的所述熟化机构3包括：熟化机筒31、熟化电机32和熟化螺杆33，所述熟化螺杆33安装在所述熟化机筒31内，所述熟化机筒31通过支撑架11安装在所述机架1上，所述熟化电机32通过第一传动皮带35和轴承箱6与所述熟化螺杆33连接，所述温控和压力监测机构5安装在所述熟化机筒31的外壁上。

其中，所述熟化电机32通过底座固定机构安装在所述机架1上，所述底座固定机构包括支撑板37、固定件36和升降件34，所述支撑板37水平安装在所述机架1上，所述熟化电机32的底座一端通过所述固定件36与所述支撑板37铰接，所述熟化电机32的底座另一端通过所述升降件34调整所述熟化电机32的底座与支撑板37之间的倾斜度，以调节所述第一传动皮带35的张紧度。该升降件34优选为升降螺丝，通过旋转升降螺丝改变熟化电机32的底座与支撑板37之间的夹角角度，调节第一传动皮带35的张紧程度。

参见图4，图4为本发明一实施例的挤丝机构4结构示意图。本实施例中，所述挤丝机构4包括：挤丝机筒41、挤丝电机42、挤丝螺杆43和成型模具44，所述挤丝螺杆43安装在所述挤丝机筒41内，所述挤丝机筒41通过支撑架11安装在所述机架1上，所述挤丝电机42通过第二传动皮带46和轴承箱6与所述挤丝螺杆43连接，所述成型模具44安装在所述挤丝机筒41的出料口处，与挤丝机筒41直接连接；挤丝电机42设置在挤丝机筒41旁边，风送机构7包括风机71和风道72，风机71设置在机架1底部，风道72与风机71连接，风机71通过风道72吹风。所述温控和压力监测机构5安装在所述挤丝机筒41的外壁上。其中，所述挤丝电机42安装在所述机架1上并位于所述挤丝机筒41的一侧，所述挤丝电机42的底座两侧设置有平移螺丝45，以调节所述第二传动皮带46的张紧度。通过旋转平移螺丝45对挤丝电机42进行平行移动，调节第二传动皮带46的张紧程度。

其中，熟化机筒31与挤丝机筒41平行设置且均与轴承箱6通过法兰连接，熟化螺杆33和挤丝螺杆43均是一端固定在轴承箱6内，熟化机筒31与挤丝机筒41上分别设置了温控和压力监测机构5，熟化机筒31通过连接管9向挤丝机筒41输送熟化的物料，喂料器21的单螺杆可通过通道直接将物料输送到熟化机筒31；熟化机筒31与挤丝机筒41均通过下方的支撑架11支撑在机架1上。所述熟化机筒31和挤丝机筒41均包括多段机筒并分别通过法兰连接，通过多段机筒组合以改变长度，所述熟化螺杆33和挤丝螺杆43的长度分别与所述熟化机筒31和挤丝机筒41的长度适配。本实施例中熟化机筒31与挤丝机筒41均分为三段并通过法兰连接，第一段与轴承箱6连接，第二段最长，第三段距离轴承箱6最远。熟化机筒31和挤丝机筒41可分别通过第一段与第三段组合，去除第二段，达到改变长度的目的。熟化机筒31和挤丝机筒41分别配置两种长度的熟化螺杆33和挤丝螺杆43，与不同长度的熟化机筒31和挤丝机筒41搭配使用。

本实施例中，所述温控和压力监测机构5包括：冷却水套51、冷却水开关52、加热块53和温度压力传感器54，所述冷却水套51和加热块53分别包覆在所述挤丝机筒41和熟化机筒31的外壁上，所述温度压力传感器54设置在所述冷却水套51和加热块53之间，所述温度压力传感器54的探头顶端与所述挤丝机筒41和熟化机筒31的内壁相切以采集机筒内壁的温度和压力，所述冷却水开关52嵌设在所述冷却水套51内，所述控制装置8分别与所述冷却水开关52、加热块53和温度压力传感器54连接，并根据温度设定参数与所述温度压力传感器54的实时检测值自动控制冷却水开关52或加热块53加热。

本实施例中，所述喂料机构2包括喂料电机22和喂料器21，所述喂料电机22通过两段传动链条联动，即通过第一传动链条23和第二传动链条24与所述喂料器21内的单螺杆连接。所述喂料器21、喂料电机22和熟化电机32自上而下依次垂直设置。所述喂料电机22、熟化电机32和挤丝电机42分别与所述控制装置8连接，所述喂料器21内的单螺杆、熟化螺杆33和挤丝螺杆43的螺杆转速分别独立传动并单独控制。

本发明的温控和压力监测机构5均匀分布在熟化机筒31和挤丝机筒41上，采用水冷却，通过PLC实现温控和压力监测。喂料器21、熟化机筒31和挤丝机筒41内部的单螺杆转速均可进行单独控制：喂料器21内部单螺杆通过第一传动链条23和第二传动链条24与喂料电机22连接，实现独立传动；熟化螺杆33通过轴承箱6和第一传动皮带35与熟化电机32连接，实现独立传动；挤丝螺杆43通过轴承箱6和第二传动皮带46与挤丝电机42连接，实现独立传动。熟化机筒31、挤丝机筒41、熟化螺杆33、挤丝螺杆43的长度可调节；采用PLC控制柜进行工艺参数控制和监测，为米粉工艺优化、新产品开发和实际生产模拟等提供了技术支持。

本发明操作范围广、加工参数精准控制、使用方便，熟化、挤丝机筒41和螺杆长度可调节，为开展挤出机结构设计和工艺优化等研究提供支撑，满足了米粉或其他淀粉类物料挤压成型过程中螺杆构型、模头规格、挤压参数等工艺研究，可支撑开展新工艺及核心零部件研制、新产品开发、实际生产模拟等工作；采用PLC系统集中控制和监测加工参数，方便加工参数调节和控制，有利于设备平稳运行，实现了喂料、熟化、挤丝螺杆43独立控制，扩大了操作范围；通过温度自动控制和在线压力实时监测，实现了精准控温，减小了温度波动；增加了便捷性，提升了挤丝加工设备的智能化水平。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，包括：

机架；

控制装置，设置在所述机架一侧或机架上；

喂料机构，安装在所述机架上，并与所述控制装置连接；

熟化机构，对应于所述喂料机构安装在所述机架上，并与所述控制装置连接；所述熟化机构的进料口对应于所述喂料机构的出料口设置；

挤丝机构，安装在所述机架上并与所述控制装置连接，所述挤丝机构与所述熟化机构平行设置，所述挤丝机构的进料口通过连接管与所述熟化机构的出料口连接；

风送机构，安装在所述机架上并与所述控制装置连接，通过风道与所述挤丝机构连接；以及

温控和压力监测机构，分别安装在所述熟化机构和挤丝机构上并与所述控制装置连接，所述控制装置根据设定参数和所述温控和压力监测机构的实时检测值自动调整温度和进行压力监测。

2.如权利要求1所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述熟化机构包括：熟化机筒、熟化电机和熟化螺杆，所述熟化螺杆安装在所述熟化机筒内，所述熟化机筒通过支撑架安装在所述机架上，所述熟化电机通过第一传动皮带和轴承箱与所述熟化螺杆连接，所述温控和压力监测机构安装在所述熟化机筒的外壁上。

3.如权利要求2所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述熟化电机通过底座固定机构安装在所述机架上，所述底座固定机构包括支撑板、固定件和升降件，所述支撑板水平安装在所述机架上，所述熟化电机的底座一端通过所述固定件与所述支撑板铰接，所述熟化电机的底座另一端通过所述升降件调整所述熟化电机的底座与支撑板之间的倾斜度，以调节所述第一传动皮带的张紧度。

4.如权利要求2或3所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述挤丝机构包括：挤丝机筒、挤丝电机、挤丝螺杆和成型模具，所述挤丝螺杆安装在所述挤丝机筒内，所述挤丝机筒通过支撑架安装在所述机架上，所述挤丝电机通过第二传动皮带和轴承箱与所述挤丝螺杆连接，所述成型模具安装在所述挤丝机筒的出料口处，所述温控和压力监测机构安装在所述挤丝机筒的外壁上。

5.如权利要求4所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述挤丝电机安装在所述机架上并位于所述挤丝机筒的一侧，所述挤丝电机的底座两侧设置有平移螺丝，以调节所述第二传动皮带的张紧度。

6.如权利要求4所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述温控和压力监测机构包括：冷却水套、冷却水开关、加热块和温度压力传感器，所述冷却水套和加热块分别包覆在所述挤丝机筒和熟化机筒的外壁上，所述温度压力传感器设置在所述冷却水套和加热块之间，所述温度压力传感器的探头顶端与所述挤丝机筒和熟化机筒的内壁相切以采集机筒内壁的温度和压力，所述冷却水开关嵌设在所述冷却水套内，所述控制装置分别与所述冷却水开关、加热块和温度压力传感器连接，并根据温度设定参数与所述温度压力传感器的实时检测值自动控制冷却水开关或加热块加热。

7.如权利要求4所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述喂料机构包括喂料电机和喂料器，所述喂料电机通过第一传动链条和第二传动链条与所述喂料器内的单螺杆连接。

8.如权利要求7所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述喂料器、喂料电机和熟化电机自上而下垂直设置。

9.如权利要求7所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述喂料电机、熟化电机和挤丝电机分别与所述控制装置连接，所述喂料器内的单螺杆、熟化螺杆和挤丝螺杆的螺杆转速分别独立传动并单独控制。

10.如权利要求4所述的多功能单螺杆挤丝机，其特征在于，所述熟化机筒和挤丝机筒均包括多段机筒并分别通过法兰连接，通过多段机筒组合以改变长度，所述熟化螺杆和挤丝螺杆的长度分别与所述熟化机筒和挤丝机筒的长度适配。

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