CN203399693U - 膨化机螺旋推进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膨化机螺旋推进装置，包括推进螺杆和衬套，推进螺杆与主动轴连接，推进螺杆的外圆周上安装有衬套，衬套的外圈固定在机壳的膨化腔内，其特征在于：所述的推进螺杆采用分段结构，各段与各段之间的螺纹数不相同；各段与各段之间的螺距数不相等；所述的衬套为多段，包括内圈光滑的光滑衬套和/或内圆周上分布有若干条凹槽的凹槽衬套，多段的衬套直接套装在推进螺杆的外圆周上，本实用新型具有结构简单，生产效果好，设备运行平稳，零件耐用度高，适应性广，挤压效率高等特点。

Description

膨化机螺旋推进装置

技术领域

本发明涉及一种食品、饲料膨化机械，特别涉及一种膨化机的螺旋推进装置。 

背景技术

随着食品工业和饲料工业的发展和人们生活水平的提高，膨化机已被广泛应用于生产各种高档食品和高档畜禽料，经过膨化加工的食品或饲料具有口感性强，易于人体或畜禽消化吸收，易于储藏等显著优点，尤其对于淀粉含量40％的原料膨化加工，一般要求经过膨化加工后的原料为高熟化产品，通过把高熟化的原料作为主要配方成分添加到食品或饲料中，或者直接把该高熟化的原料作为食品或饲料进行使用，这样的食品或饲料才有利于提高营养成分以及吸收率，提高其食用的口感性，尤其对于幼小的动物，其体质比较弱小，消化道比较短小，它们对于粗的或未经熟化的饲料均难以吸收，所以是否熟化对动物的生长影响很大。膨化加工是将经过去杂、粉碎等预处理后经加压、加温、加湿调质处理，并通过螺杆螺旋推动物料形成轴向流动机械挤出模孔，使之突然降压而产生体积膨胀的一种加工方法。所以螺旋挤压机的核心部分是其挤压部分，挤压部分是由螺杆与衬套组成，它包括一个拥有一定长度的膨化腔，膨化腔的一端为进料端，另一端为出料端，螺杆在主轴旋转推动的过程中，由于螺杆与物料、物料与衬套以及物料内部的机械摩擦，物料被强烈地挤压、搅拌、剪切，使得物料被进一步细化、均匀。随着压力的逐渐加大，温度相应升高，在高温、高压、高剪切条件下，物料的物性发生变化，由粉状变成糊状，淀粉糊化，蛋白变性，纤维质部分降解、细化，致病菌被杀死，卫生指标提高，有毒成份失活。当糊状物料从模孔喷出的瞬间，在强大的压力差作用下，物料被膨化、失水、降温，膨化产品结构疏松、多孔、酥脆，且有较好的适口性和风味。所以，膨化机的推进螺杆装置对物料膨化质量的好坏有着至关重要的作用，因此，市面上就出现了许多膨化机螺杆，公开文献也报道了一些，如： 

1.中国专利：膨化机锥螺杆，申请号：CN00221463.6，申请日：2000.08.16，公开号：CN2455076，公开日：2001.10.24，申请人：江苏正昌集团有限公司，地址：江苏省溧阳市正昌路28号，摘要：膨化机锥螺杆,螺套套接在锥螺杆的外边,并且中间有一空腔,螺套内圈与锥螺杆外圈(不含螺纹)间的距离在空腔中各部位都相一致,螺套和锥螺杆都是进料端大,出料端小的圆锥形中空筒体。锥螺杆筒体上设置有双头左旋螺纹。上述结构提高了膨化机中淀粉的糊化率,能有效地杀死有害细菌等,使膨化料能被动物充分利用吸引,并且该设备结构简单,生产成本低,生产效果好。 

2.中国专利：螺杆，申请号：CN200910026946.4，申请日：2009.05.21，公开号： CN101890820A，公开日：2010.11.24，申请人：蔡欣慧，地址：江苏省启东市大兴镇日港村三组182号，发明人：蔡欣慧，摘要：一种螺杆，尤其是膨化设备所用的螺杆，其要点在于螺杆的一端为凸起的曲面。该螺杆可用于各种规格的螺杆挤压式膨化机，使用它可提高物料的膨化率，并能改善膨化机成型模中心及其附近部位的膨化效果。 

3.中国专利：新型单螺杆水产饲料膨化机，申请号：CN201120239984.0，申请日：2011.07.08，公开号：CN202143440U，公开日：2012.02.15，申请人：北京现代洋工机械科技发展有限公司，地址：北京市海淀区上地三街9号金隅嘉华大厦B座803号，发明人：羊维强；李芝银，摘要：提供一种降低了加工难度和成本，便于维护操作，易于拆装的新型单螺杆水产饲料膨化机，包括膨化机机架，膨化机机架的上部固定有调质器，膨化机机架的内部固定有轴承箱和挤压膨化机构，调质器通过进料溜槽与挤压膨化机构连接，轴承箱提供主轴支撑并将能量传递到挤压膨化机构，挤压膨化机构包括机筒、动力输出轴以及设置在机筒内的螺杆轴和螺杆，螺杆装配在螺杆轴上，螺杆轴驱动螺杆部件运动实现挤压膨化功能，动力输出轴与螺杆轴通过渐开线花键联接套连接在一起。该发明采用组合式主轴结构，同时，螺杆与轴采用了渐开线花键联接，渐开线花键使主轴周向受力均匀，易于拆卸及更换螺杆。 

但是，以上专利存在一些缺陷，由于膨化机普遍采用普通等距螺杆，衬套的内圈普遍采用光滑的内圆，该种推进螺杆装置的结构因为膨化腔间隙（螺杆与衬套之间的空隙）在物料从进料端至出料端这一过程式中没有变化，所以不能充分挤压、摩擦与剪切；不能完全有效杀死饲料原料中的有害病菌，同时淀料糊化程度不高，蛋白质长得肤键不能有效被打断，原料中的尿素酶不能有效被破坏，这就大大减少了人体对食品吸收，也影响了动物对饲料的吸收，这对产品造成极大的浪费。虽然文献1采用了锥螺杆，但是效果也不是很显著。本发明人在大量的研究中发现，不同的物料在挤压膨化加工时的熟化度是不一样的，熟化度和膨化腔内的压力、温度等数值有关，在现有技术中，有通过螺杆的转速来调节膨化腔内的压力，也有通过出料模板之前设置压力环来实现压力调整，但这些调整方式均有其局限性。因为采用改变螺杆转速进行调整，需要改变传动系统，会大大增加制造成本；设置压力环来调整压力，需要拆卸出料装置，费时、费力，操作不便。因此，以上缺陷成为了本行业的技术难题。 

发明内容

本发明的目的，即在于提供一种能克服现有技术存在的不足，结构简单的膨化机螺旋推进装置。 

为了实现上述目的，本发明的膨化机螺旋推进装置，包括推进螺杆和衬套，推进螺杆与主动轴连接，推进螺杆的外圆周上安装有衬套，衬套的外圈固定在机壳的膨化腔内，其特点是： 所述的推进螺杆采用分段结构，各段与各段之间的螺纹数不相同；各段与各段之间的螺距数不相等；所述的衬套为多段，包括内圈光滑的光滑衬套和/或内圆周上分布有若干条凹槽的凹槽衬套，多段的衬套直接套装在推进螺杆的外圆周上。 

以上所述的推进螺杆分为3～5段；各段螺距为30～120mm；各段螺纹数为2～15个。 

以上所述的光滑衬套包括内圆柱形衬套和内圆锥形衬套。 

以上所述的凹槽衬套包括衬套外圈和衬套内圈，在衬套内圈的圆周上分布有若干条能够减缓出料端压力的形状为矩形或弧形的凹槽，所述凹槽数为5～20条。 

以上所述的推进螺杆，是以上所述段数为3～5段；各段螺距为30～120mm；各段螺纹数为2～15个的推进螺杆与若干个光滑衬套和采用一个由5～20条矩形凹槽组成的凹槽衬套的任意的一种组合。 

以上所述的推进螺杆，是以上所述段数为3～5段；各段螺距为30～120mm；各段螺纹数为2～15个的推进螺杆与若干个光滑衬套和采用一个由5～20条弧形凹槽组成的凹槽衬套的任意的一种组合。 

与现有技术相比，本膨化机螺旋推进装置的有益效果是： 

1.结构简单，生产效果好。本发明的螺旋推进装置是根据物料的膨化原理，将螺杆设计为若干段，各段与各段之间的螺纹数不相同；各段与各段之间的螺距数亦不相等，各段与各段之间套装的衬套参数不同，在物料进入机筒与各段螺杆内腔行进的过程中，在推进力和摩擦力的机械作用下逐渐加大压力，使膨化料在前进中充分地受到螺套、螺杆、螺齿的挤压，从而使得产生高温、高压、高剪切力的数值慢慢增大，物料由粉状变成糊状，淀粉糊化，蛋白变性，纤维质部分降解、细化，致病菌被杀死，卫生指标提高，熟化度高，成品品质好，最终达到了膨化料被人体或动物充分吸收利用的目的。 

2.设备运行平稳，零件耐用度高。由于出口端衬套的内圈上设有多条矩形或弧形的凹槽，不但对膨化腔起到了减缓出料端压力的作用，使得生产效果好，物料的膨化效果显著，而且，衬套以及与之配合的螺杆使用寿命长，耐用度比原来提高了两倍以上。 

3.适应性广，挤压效率高。本螺旋推进装置既适合用于食品工业生产，也可使用在饲料工业生产中。采用本螺旋推进装置生产膨化食品，提高了食用的口感性，更有利于提高营养成分的最终吸收率；采用本螺旋推进装置生产膨化饲料，对动物，尤其是对于幼小动物以及哺乳动物的饲料生产，由于物料在高温、高压条件下发生变化，物料的有毒成份失活，物料熟化均匀，畜禽生长率得到很大的提高。 

附图说明

图1是本发明膨化机螺旋推进装置的主视结构示意简图。 

图2是推进螺杆1的主视结构示意简图。 

图3是内圆柱形衬套2的主视结构示意简图。 

图4是图3的左视结构示意简图。 

图5是内圆锥形衬套3的主视结构示意简图。 

图6是图5的左视结构示意简图。 

图7是凹槽为矩形的凹槽衬套4的主视结构示意简图。 

图8是图7的左视结构示意简图。 

图9是凹槽为弧形的凹槽衬套4的结构示意简图。 

图10是推进螺杆1实施例1的主视结构示意简图。 

图11是推进螺杆1实施例2的主视结构示意简图。 

图12是推进螺杆1实施例3的主视结构示意简图。 

图中零部件名称及序号： 

推进螺杆1、内圆柱形衬套2、内圆锥形衬套3、凹槽衬套4、衬套外圈5、衬套内圈6、凹槽7。 

L——为螺距（单位为mm）。 

A——为螺纹数（单位为个）。 

具体实施方式

以下结合附图及实施例描述本发明的结构。 

如附图1所示，本发明的膨化机螺旋推进装置，包括推进螺杆1、内圆柱形衬套2、内圆锥形衬套3、凹槽衬套4、衬套外圈5、衬套内圈6和凹槽7，推进螺杆1与主动轴连接，推进螺杆1的外圆周上直接套装有内圆柱形衬套2、内圆锥形衬套3和/或凹槽衬套4，各衬套的衬套外圈5固定在机壳的膨化腔内。 

如附图2所示，所述的推进螺杆1采用分段结构，各段与各段之间的螺纹数A不相同；各段与各段之间的螺距数L不相等。 

如附图3和图4所示，内圆柱形衬套2包括衬套外圈5和衬套内圈6，衬套内圈6是光滑的圆柱形结构。 

如附图5和图6所示，内圆锥形衬套3包括衬套外圈5和衬套内圈6，衬套内圈6是光滑的圆锥形结构，圆锥形的内圈起到逐渐减轻膨化压力的作用。 

如附图7和图8所示，凹槽衬套4包括衬套外圈5和衬套内圈6，在衬套内圈6的圆周上 分布有若干条能够减缓出料端压力的形状为矩形的凹槽7，所述凹槽7数为5～20条。 

如附图9所示，凹槽衬套4包括衬套外圈5和衬套内圈6，在衬套内圈6的圆周上分布有若干条能够减缓出料端压力的形状为弧形的凹槽7，所述凹槽7数为5～20条。 

如附图2和图10～12所示，在所述的推进螺杆1中，推进螺杆第一段的螺距L1为120～110mm；第二段的螺距L2为95～85mm；第三段的螺距L3为65～55mm；第四段的螺距L4为40～30mm；第一段的螺纹数A1为5～3个；第二段的螺纹数A2为4～2个；第三段的螺纹数A3为4～2个；第四段的螺纹数A4为15～10个。 

膨化机的工作过程： 

物料从料仓进入喂料器，在变频控制下进入调质器，在调质器内，蒸汽通过多点喷射进入物料，并在双轴桨叶搅拌作用下在调质器内来回运动，与物料充分接触并发生湿热交换，提升物料温度及水分，使物料软化及预熟化，调质后的物料通过重力作用进入挤压膨化机构，与机筒内壁和推进螺杆的各段非等距的螺纹发生不同程度的摩擦剪切，物料在推进的过程中挤压力不断被加大，物料的气体被排出，并迅速被物料填充，物料受剪切力作用而产生回流，使机膛内的压力增大，由于推进螺杆1采用分段结构，螺杆各段与各段之间套装的衬套参数不同，随着螺旋与机膛间隙的不断变化，磨擦力的大小也在逐渐地加大，使物料充分混合、挤压、加热、胶合、糊化而产生组织变化，原有的结构受到破坏，同时机械能通过物料在膨化腔内的磨擦作用而转化为热能，使物料成为具有流动性质的胶凝状态，当物料进入螺杆最后的出料端时，由于凹槽衬套4内圈的圆周上分布有若干条矩形或弧形凹槽7，该凹槽7起到了减缓出料口压力的作用，使得物料被挤压到出料口时压力由高压瞬间变为常压，由高温瞬间变为常温，造成水分迅速地从组织结构中蒸发出来，使其内部形成无数微孔结构，再通过切割装置，切割冷却即膨化成形。 

实施例1 

如附图10所示，2011年12月，本发明人设计的膨化机推进螺杆1使用于饲料一车间，该推进螺杆分为4段，其中第一段的螺距为120mm，螺纹数为5个；第二段的螺距为95mm，螺纹数为4个；第三段的螺距为65mm，螺纹数为4个；第四段的螺距为40mm，螺纹数为15个，经过试用5个月，膨化效果显著。 

实施例2 

如附图11所示，2011年12月，本发明人设计的膨化机推进螺杆1使用于饲料一车间，该推进螺杆分为4段，其中第一段的螺距为110mm，螺纹数为4个；第二段的螺距为85mm，螺纹数为2个；第三段的螺距为55mm，螺纹数为2个；第四段的螺距为30mm，螺纹数为10 个，试用5个月，膨化效果显著。 

实施例3 

如附图12所示，2012年1月，本发明人设计的膨化机推进螺杆1使用于饲料一车间，该推进螺杆分为4段，其中第一段的螺距为115mm，螺纹数为4个；第二段的螺距为90mm，螺纹数为2个；第三段的螺距为60mm，螺纹数为2个；第四段的螺距为36mm，螺纹数为13个，生产4个月来，膨化效果显著，产品得到用户的称赞。 

实施例4 

如附图7和图8所示，2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4使用于饲料二车间，该凹槽衬套4的凹槽7的形状为矩形，数量为12条，试用5个月，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例5 

2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4参照实施例4的结构，使用于饲料二车间，该凹槽衬套4的矩形凹槽7为10条，生产5个月来，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例6 

2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4参照实施例4的结构，使用于饲料二车间，该凹槽衬套4的矩形凹槽7为8条，生产5个月来，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例7 

如附图9所示，2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4使用于饲料三车间，该凹槽衬套4的凹槽7的形状为弧形，数量为12条，试用5个月，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例8 

2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4参照实施例4的结构，使用于饲料三车间，该凹槽衬套4的弧形凹槽7为10条，生产5个月来，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例9 

2011年12月，本发明人设计的膨化机凹槽衬套4参照实施例4的结构，使用于饲料三车间，该凹槽衬套4的弧形凹槽6为8条，生产5个月来，膨化效果显著，设备运行平稳，衬套耐磨程度高。 

实施例10 

2012年1月，本发明人设计的膨化机螺旋推进装置，采用实施例3推进螺杆1的参数和多个衬套的组合结构，其中衬套共有三个，入料端设有一个内圆柱形衬套2，中间段设有一个内圆锥形衬套3，出料端为实施例4的一个凹槽衬套4的参数组合，使用于饲料一车间生产，经过3个多月的阶段性试验，生产膨化玉米，玉米的膨化效果显著，将该膨化玉米与其它配方组合生产小猪饲料，小猪的生长率比原来提高了30%，产品得到用户的一致称赞。 

实施例11 

2012年1月，本发明人设计的膨化机螺旋推进装置，采用实施例3推进螺杆1的参数和多个衬套的组合结构，其中衬套共有三个，入料端设有一个内圆柱形衬套2，中间段设有一个内圆锥形衬套3，出料端为实施例8的一个凹槽衬套4的参数组合，使用于饲料一车间生产，经过试用3个多月，生产膨化玉米，玉米的膨化效果显著，将该膨化玉米与其它配方组合生产乳猪饲料，乳猪的食欲有了显著的提高，产乳量也明显增加，饲料得到用户的一致称赞。 

Claims (6)

1.一种膨化机螺旋推进装置，包括推进螺杆（1）和衬套，推进螺杆（1）与主动轴连接，推进螺杆（1）的外圆周上安装有衬套，衬套的外圈固定在机壳的膨化腔内，其特征在于：所述的推进螺杆（1）采用分段结构，各段与各段之间的螺纹数不相同；各段与各段之间的螺距数不相等；所述的衬套为多段，包括内圈光滑的光滑衬套和/或内圆周上分布有若干条凹槽的凹槽衬套（4），多段的衬套直接套装在推进螺杆（1）的外圆周上。 

2.根据权利要求1所述的膨化机螺旋推进装置，其特征在于：所述的推进螺杆（1）分为3～5段；各段螺距为30～120mm；各段螺纹数为2～15个。 

3.根据权利要求1所述的膨化机螺旋推进装置，其特征在于：所述的光滑衬套包括内圆柱形衬套（2）和内圆锥形衬套（3）。 

4.根据权利要求1所述的膨化机螺旋推进装置，其特征在于：所述的凹槽衬套（4）包括衬套外圈（5）和衬套内圈（6），在衬套内圈（6）的圆周上分布有若干条形状为矩形或弧形的凹槽（7），所述凹槽（7）数为5～20条。 

5.根据权利要求1～4之一所述的膨化机螺旋推进装置，推进螺杆装置是以上所述段数为3～5段、各段螺距为30～120mm、各段螺纹数为2～15个的推进螺杆（1）与若干个光滑衬套和采用一个由5～20条矩形凹槽（7）组成的凹槽衬套（4）的任意的一种组合。 

6.根据权利要求1～4之一所述的膨化机螺旋推进装置，推进螺杆装置是以上所述段数为3～5段、各段螺距为30～120mm、各段螺纹数为2～15个的推进螺杆（1）与若干个光滑衬套和采用一个由5～20条弧形凹槽（7）组成的凹槽衬套（4）的任意的一种组合。 

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