CN209539672U - 膨化机的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膨化机的液压控制系统，包括调压液压缸、喉口液压缸及由伺服电机驱动的高压伺服泵和低压伺服泵，高压伺服泵的出口与单向阀一的入口相连，单向阀一的出口与电磁比例式压力阀的入口及调压液压缸的无杆腔油口相连，调压液压缸的有杆腔油口通过过滤器二与大气相通，电磁比例式压力阀的出口通过回油管与油箱相连；低压伺服泵的出口与三位四通电磁换向阀的P口相连，三位四通电磁换向阀的T口接油箱，三位四通电磁换向阀的A口通过液控单向阀二与喉口液压缸的无杆腔油口相连，三位四通电磁换向阀的B口通过液控单向阀三与喉口液压缸的有杆腔油口相连，三位四通电磁换向阀的中位机能为M型。该系统可以精确控制膨化机挤压腔的压力。

Description

膨化机的液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种膨化机，尤其涉及一种膨化机的液压控制系统，属于膨化设备技术领域。

背景技术

膨化机广泛应用于食品加工和饲料加工领域，包括膨化机本体，膨化机本体中设有进料腔及挤压腔，进料腔连接在挤压腔的一端，进料腔的前部设有进料口，进料腔与挤压腔内设有首尾相接的螺杆转子，螺杆转子依次固定在膨化机主轴上，螺杆转子的外廓形状分别与所在腔体的形状相适配，末级挤压腔的出口端连接有出料装置。出料装置的内腔设有与膨化机主轴共轴线的文丘里喉口，出料装置的出口端安装有出料模板，出料模板面向文丘里喉口的内壁中心安装有分流锥，出料模板上分布有多个模孔。

物料首先通过调质器使用水和蒸汽进行调质，物料在调质器中与水、蒸汽充分的接触渗透，经过一段时间，物料得到一定的预糊化，预糊化后的物料再进入膨化机的进料口，由螺杆转子推动沿进料腔及挤压腔逐节前进。前进过程中，物料受到挤压、混合、压缩和剪切。由于推动力、摩擦力和剪切力及外加热的作用，物料受压变热，达到高温、高压状态，融化成为改性的糊状物。文丘里喉口控制糊状物的压力和流量，穿过文丘里喉口后的物料从出料模板的模孔挤出，由于压力突然降至常压状态，致使物料内水分急剧汽化蒸发，体积迅速膨胀，成为膨化物，膨化物从模孔出来后被切刀切断成一定长度的颗粒。

统一容重的水产膨化饲料不能满足所有不同特性的鱼类，导致有些鱼饲料采食率低下，溶解在水中污染水源，既影响环境，又造成浪费，降低经济效益。因此希望同一种膨化机能够生产出不同容重的产品，供不同特性的鱼类采食。对容重方面采用较多的是压差调节控制容重，通过降低物料挤出出料模板之前的压力，控制物料出模板瞬间的水分“闪蒸”量，从而控制物料内部孔隙的结构，进而控制容重。

此外，膨化机开机时希望文丘里喉口的孔径较大，以防堵机；而正常生产时希望文丘里喉口的孔径较小，以提高挤压腔压力，保证物料熟化度的同时，提高物料出模前后的压差，使膨化效果更好。现有技术中出料装置的文丘里喉口尺寸固定，满足不了这种需求，而且每一孔径即需加工一出料装置，成本很高，更换出料装置非常麻烦，需要停机后把把出料打出来，拆装工作量很大，严重影响生产效率，费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种膨化机的液压控制系统，可以通过控制喉口液压缸调节出料装置喉口部位的孔径，通过调压液压缸精确控制挤压腔的压力。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种膨化机的液压控制系统，包括控制膨化机挤压腔压力的调压液压缸9和控制膨化机出料端喉口孔径的喉口液压缸8，所述液压控制系统包括由伺服电机M1驱动的高压伺服泵B1和低压伺服泵B2，高压伺服泵B1的出口与单向阀一D1的入口相连，单向阀一D1的出口与电磁比例式压力阀YV1的入口及调压液压缸9的无杆腔油口9a相连，调压液压缸9的有杆腔油口9b通过过滤器二L2与大气相通，电磁比例式压力阀YV1的出口通过回油管与油箱相连；低压伺服泵B2的出口与三位四通电磁换向阀的P口相连，三位四通电磁换向阀的T口接油箱，三位四通电磁换向阀的A口通过液控单向阀二D2与喉口液压缸8的无杆腔油口8a相连，三位四通电磁换向阀的B口通过液控单向阀三D3与所述喉口液压缸的有杆腔油口8b相连，三位四通电磁换向阀的中位机能为M型，液控单向阀二D2的液控口与液控单向阀三D3的入口相连，液控单向阀三D3的液控口与液控单向阀二D2的入口相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：高压伺服泵B1泵出的压力油经单向阀一D1进入调压液压缸的无杆腔油口9a和电磁比例式压力阀YV1的入口，调压液压缸的活塞杆对压力调节塞施加向下的力，压力调节塞的下端面受到来自挤压腔向上的反作用力；调压液压缸内的压力由电磁比例式压力阀YV1精确控制，超压时则向油箱自动泄油。当挤压腔内超过设定压力时，则压力调节塞推动调压液压缸的活塞杆上行，直至挤压腔内下降至设定压力为止。当挤压腔内低于设定压力时，则调压液压缸的活塞杆推动压力调节塞下行，直至挤压腔内升高至设定压力为止；如此实现对挤压腔压力的自动且精确的控制。低压伺服泵B2泵出的压力油，进入三位四通电磁换向阀的P口，当三位四通电磁换向阀的左电磁阀YV2得电时，P口与B口相通，A口与T口相通，压力油从B口经液控单向阀三D3进入喉口液压缸8的有杆腔油口8b，推动喉口液压缸8的活塞杆上行，液控单向阀三D3入口的压力油使液控单向阀二D2的液控口建压，使液控单向阀二D2打开，喉口液压缸8上腔的油液通过液控单向阀二D2回到三位四通电磁换向阀的A口，然后通过T口回油箱。喉口液压缸8的活塞杆上行，使出料装置喉口处的孔径变大。当三位四通电磁换向阀的右电磁阀YV3得电时，P口与A口相通，B口与T口相通，压力油从A口经液控单向阀二D2进入喉口液压缸8的无杆腔油口8a，推动喉口液压缸8的活塞杆下行，液控单向阀二D2入口的压力油使液控单向阀三D3的液控口建压，使液控单向阀三D3打开，喉口液压缸8下腔的油液通过液控单向阀三D3回到三位四通电磁换向阀的B口，然后通过T口回油箱。喉口液压缸8的活塞杆下行驱动上调压板与下调压板相向移动，使出料装置喉口处的孔径变小。

作为本实用新型的改进，单向阀一D1的出口油路还安装有蓄能器AC，蓄能器AC的底部通过泄压阀V1与油箱相连。单向阀一D1出口的压力油进入蓄能器AC，蓄能器AC中储存的压力油有助于调压液压缸9上腔的油压稳定，降低高压伺服泵B1的能耗。

作为本实用新型的进一步改进，高压伺服泵B1的出口还与两位二通电磁换向阀YV4的P口相连，两位二通电磁换向阀YV4的A口通过单向阀四D4与油箱相连，两位二通电磁换向阀YV4的B口与油箱相连。高压伺服泵B1启动时，两位二通电磁换向阀YV4的P口与B口相通，高压伺服泵B1出口的压力油经两位二通电磁换向阀YV4的B口回油箱；当两位二通电磁换向阀YV4得电时，两位二通电磁换向阀YV4的P口与A口相通，回油路被单向阀四D4截断，高压伺服泵B1的出口建压。

作为本实用新型的进一步改进，低压伺服泵B2的出口还通过溢流阀F1与油箱相连。低压伺服泵B2的出口超压时，溢流阀F1打开，向油箱泄油。

作为本实用新型的进一步改进，单向阀一D1的出口管路安装有压力表一P1，低压伺服泵B2的出口管路安装有压力表二P2。通过压力表一P1可以监控调压液压缸的油压，通过压力表二P2可以监控低压伺服泵B2的出口油压。

作为本实用新型的进一步改进，高压伺服泵B1的入口通过过滤器一L1与油箱相通，低压伺服泵B2的入口通过过滤器三L3与油箱相通。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为膨化机的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图2中沿A-A的剖视图。

图4为图3的立体图。

图5为膨化机出料装置的立体剖视图一。

图6为图5中上调压板和下调压板的调节示意图。

图7为膨化机出料装置的立体剖视图二。

图8为膨化机出料装置的立体剖视图三。

图9为本实用新型膨化机的液压系统的原理图。

图中：1.膨化机本体；1a.进料口；2.耐磨衬套；3.螺杆转子；4.出料装置；4a.末级挤压腔；4b.文丘里喉口；4c.泄压导套；4d.导套泄压槽；4e.出料装置排气腔；4f.调节板插槽；5.压力调节塞；6.出料模板；6a.模孔；6b.分流锥；7a.上调压板；7b.下调压板；7c.调节孔；8.喉口液压缸；9.调压液压缸；10.出料装置底座；10a.底座排料通道；M1.伺服电机；B1.高压伺服泵；B2.低压伺服泵；YV1.电磁比例式压力阀；YV2、YV3.三位四通电磁换向阀；YV4.两位二通电磁换向阀；L1.过滤器一；L2.过滤器二；L3.过滤器三；D1.单向阀一；D2.液控单向阀二；D3.液控单向阀三；D4.单向阀四；AC.蓄能器；V1.泄压阀；F1.溢流阀；P1.压力表一；P2.压力表二。

具体实施方式

如图1至图8所示，膨化机包括膨化机本体1，膨化机本体1的进料段上方设有进料口1a，膨化机本体1的挤压腔内壁设有耐磨衬套2，耐磨衬套2的内腔设有螺杆转子3，膨化机本体1的出口端连接有出料装置4，出料装置4的入口段设有末级挤压腔4a，螺杆转子3延伸至末级挤压腔4a内，出料装置4内腔靠近出口的部位设有文丘里喉口4b，出料装置4的出口端安装有出料模板6，出料模板6面向文丘里喉口4b的内壁中心安装有分流锥6b，出料模板6上分布有多个模孔6a，文丘里喉口4b处插装有可相向或相背同步滑动的上调压板7a与下调压板7b，上调压板7a从出料装置4顶部的调节板插槽4f插入，上调压板7a的下端中心设有开口向下的上调节孔，下调压板7b的上端中心设有开口向上的下调节孔，上调节孔与下调节孔合围形成的调节孔7c与文丘里喉口4b共轴线。

膨化机开机时，上调压板7a与下调压板7b相背移动，则上调节孔与下调节孔合围形成的调节孔7c的孔径变大，以防堵机；正常生产时，上调压板7a与下调压板7b相向移动，上调节孔与下调节孔合围形成的调节孔7c的孔径变小，以提高挤压腔压力，保证物料熟化度的同时，提高物料出模前后的压差，使膨化效果更好；并且生产过程中的喉口孔径可以根据产品的特性来确定，省去更换出料装置4的麻烦，提高生产效率。

上调压板7a的顶部与喉口液压缸8的活塞杆下端相连接，喉口液压缸8的缸体固定在出料装置4上。喉口液压缸8的活塞杆伸出，则上调压板7a与下调压板7b相向移动，则上调节孔与下调节孔合围形成的调节孔7c的孔径变小；喉口液压缸8的活塞杆缩回，上调压板7a与下调压板7b相背移动，则上调节孔与下调节孔合围形成的调节孔7c的孔径变大；采用喉口液压缸8可以很方便地控制上调压板7a与下调压板7b的运动，从而自动控制喉口部位的孔径。

上调压板7a与下调压板7b通过齿轮齿条副或连杆机构相互连接。可以使上调压板7a与下调压板7b同步相向或相背移动，且调节过程中，调节孔7c始终与文丘里喉口4b共轴线，不会发生偏移。

出料装置4的耐磨衬套2顶部连接有向上延伸的泄压导套4c，泄压导套4c的内腔安装有可上下滑动的压力调节塞5，泄压导套4c的内壁设有沿导套轴向延伸的导套泄压槽4d。挤压腔中随着物料的被挤压，由于推动力、摩擦力和剪切力及外加热的作用，物料受压变热，达到高温、高压状态，在挤压腔顶部会产生高压水蒸汽；在末级挤压腔4a的耐磨衬套2顶部设置泄压导套4c，通过导套泄压槽4d可以向外排放挤压腔的高压水蒸汽。当压力调节塞5向上移动时，导套泄压槽4d自下而上露出的长度变长，从导套泄压槽4d泄放出的水蒸汽越多，挤压腔内的压力变小，物料挤出前后的压差小，物料出模孔6a瞬间的水分“闪蒸”量小，物料内部孔隙小，膨化产品的容重大；反之，压力调节塞5向下移动时，导套泄压槽4d露出的长度变短，从导套泄压槽4d泄放出的水蒸汽减少，挤压腔内的压力增大，物料挤出前后的压差大，物料出模孔6a瞬间的水分“闪蒸”量大，物料内部孔隙大，膨化产品的容重小，如此可以通过压力调节塞5的上下滑动，实现对挤压腔内的压力调整。

出料装置4的底部支撑在出料装置底座10上，出料装置底座10中设有上宽下窄的底座排料通道10a；出料装置4中设有与导套泄压槽4d连通的出料装置排气腔4e，出料装置排气腔4e的下端出口与底座排料通道10a的上端口相连通。从导套泄压槽4d泄放出的水蒸汽先进入出料装置排气腔4e，然后从底座排料通道10a排出，随水蒸汽排出的碎末在底座排料通道10a的下端口得以收集。

压力调节塞5的顶部与调压液压缸9的活塞杆相连，调压液压缸9的缸体固定在出料装置4上。通过调压液压缸9的活塞杆可以精确控制施加在压力调节塞5上的压力，从而精确控制挤压腔的压力。

如图9所示，调压液压缸9受控于液压控制系统，液压控制系统包括由伺服电机M1驱动的高压伺服泵B1，高压伺服泵B1的入口通过过滤器一L1与油箱相通，高压伺服泵B1的出口与单向阀一D1的入口相连，单向阀一D1的出口与电磁比例式压力阀YV1的入口及调压液压缸9的无杆腔油口9a相连，调压液压缸9的有杆腔油口9b通过过滤器二L2与大气相通，电磁比例式压力阀YV1的出口通过回油管与油箱相连。

高压伺服泵B1泵出的压力油经单向阀一D1进入调压液压缸9的无杆腔油口9a和电磁比例式压力阀YV1的入口，调压液压缸9的活塞杆对压力调节塞5施加向下的力，压力调节塞5的下端面受到来自挤压腔向上的反作用力；调压液压缸9内的压力由电磁比例式压力阀YV1精确控制，超压时则向油箱自动泄油。当挤压腔内超过设定压力时，则压力调节塞5推动调压液压缸9的活塞杆上行，增加导套泄压槽4d的泄放量，直至挤压腔内下降至设定压力为止。当挤压腔内低于设定压力时，则调压液压缸9的活塞杆推动压力调节塞5下行，减少导套泄压槽4d的泄放量，直至挤压腔内升高至设定压力为止；如此实现对挤压腔压力的自动且精确的控制。

伺服电机M1还驱动有低压伺服泵B2，低压伺服泵B2的入口通过过滤器三L3与油箱相通，低压伺服泵B2的出口与三位四通电磁换向阀的P口相连，三位四通电磁换向阀的T口接油箱，三位四通电磁换向阀的A口通过液控单向阀二D2与喉口液压缸8的无杆腔油口8a相连，三位四通电磁换向阀的B口通过液控单向阀三D3与喉口液压缸8的有杆腔油口8b相连，三位四通电磁换向阀的中位机能为M型，液控单向阀二D2的液控口与液控单向阀三D3的入口相连，液控单向阀三D3的液控口与液控单向阀二D2的入口相连。

低压伺服泵B2泵出的压力油，进入三位四通电磁换向阀的P口，当三位四通电磁换向阀的左电磁阀YV2得电时，P口与B口相通，A口与T口相通，压力油从B口经液控单向阀三D3进入喉口液压缸8的有杆腔油口8b，推动喉口液压缸8的活塞杆上行，液控单向阀三D3入口的压力油使液控单向阀二D2的液控口建压，使液控单向阀二D2打开，喉口液压缸8上腔的油液通过液控单向阀二D2回到三位四通电磁换向阀的A口，然后通过T口回油箱。喉口液压缸8的活塞杆上行驱动上调压板7a与下调压板7b相背移动，使出料装置4喉口处的孔径变大。

当三位四通电磁换向阀的右电磁阀YV3得电时，P口与A口相通，B口与T口相通，压力油从A口经液控单向阀二D2进入喉口液压缸8的无杆腔油口8a，推动喉口液压缸8的活塞杆下行，液控单向阀二D2入口的压力油使液控单向阀三D3的液控口建压，使液控单向阀三D3打开，喉口液压缸8下腔的油液通过液控单向阀三D3回到三位四通电磁换向阀的B口，然后通过T口回油箱。喉口液压缸8的活塞杆下行驱动上调压板7a与下调压板7b相向移动，使出料装置4喉口处的孔径变小。

单向阀一D1的出口油路还安装有蓄能器AC，蓄能器AC的底部通过泄压阀V1与油箱相连；高压伺服泵B1的出口还与两位二通电磁换向阀YV4的P口相连，两位二通电磁换向阀YV4的A口通过单向阀四D4与油箱相连，两位二通电磁换向阀YV4的B口与油箱相连。单向阀一D1出口的压力油进入蓄能器AC，蓄能器AC中储存的压力油有助于调压液压缸9上腔的油压稳定，降低高压伺服泵B1的能耗。高压伺服泵B1启动时，两位二通电磁换向阀YV4的P口与B口相通，高压伺服泵B1出口的压力油经两位二通电磁换向阀YV4的B口回油箱；当两位二通电磁换向阀YV4得电时，两位二通电磁换向阀YV4的P口与A口相通，回油路被单向阀四D4截断，高压伺服泵B1的出口建压。

低压伺服泵B2的出口还通过溢流阀F1与油箱相连，单向阀一D1的出口管路安装有压力表一P1，低压伺服泵B2的出口管路安装有压力表二P2。低压伺服泵B2的出口超压时，溢流阀F1打开，向油箱泄油；通过压力表一P1可以监控调压液压缸9的油压，通过压力表二P2可以监控低压伺服泵B2的出口油压。

以上仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种膨化机的液压控制系统，包括控制膨化机挤压腔压力的调压液压缸(9)和控制膨化机出料端喉口孔径的喉口液压缸(8)，其特征在于：所述液压控制系统包括由伺服电机(M1)驱动的高压伺服泵(B1)和低压伺服泵(B2)，高压伺服泵(B1)的出口与单向阀一(D1)的入口相连，单向阀一(D1)的出口与电磁比例式压力阀(YV1)的入口及调压液压缸(9)的无杆腔油口(9a)相连，调压液压缸(9)的有杆腔油口(9b)通过过滤器二(L2)与大气相通，电磁比例式压力阀(YV1)的出口通过回油管与油箱相连；低压伺服泵(B2)的出口与三位四通电磁换向阀的P口相连，三位四通电磁换向阀的T口接油箱，三位四通电磁换向阀的A口通过液控单向阀二(D2)与喉口液压缸(8)的无杆腔油口(8a)相连，三位四通电磁换向阀的B口通过液控单向阀三(D3)与所述喉口液压缸的有杆腔油口(8b)相连，三位四通电磁换向阀的中位机能为M型，液控单向阀二(D2)的液控口与液控单向阀三(D3)的入口相连，液控单向阀三(D3)的液控口与液控单向阀二(D2)的入口相连。

2.根据权利要求1所述的膨化机的液压控制系统，其特征在于：单向阀一(D1)的出口油路还安装有蓄能器(AC)，蓄能器(AC)的底部通过泄压阀(V1)与油箱相连。

3.根据权利要求1所述的膨化机的液压控制系统，其特征在于：高压伺服泵(B1)的出口还与两位二通电磁换向阀(YV4)的P口相连，两位二通电磁换向阀(YV4)的A口通过单向阀四(D4)与油箱相连，两位二通电磁换向阀(YV4)的B口与油箱相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的膨化机的液压控制系统，其特征在于：低压伺服泵(B2)的出口还通过溢流阀F1)与油箱相连。

5.根据权利要求1或2或3所述的膨化机的液压控制系统，其特征在于：单向阀一(D1)的出口管路安装有压力表一(P1)，低压伺服泵(B2)的出口管路安装有压力表二(P2)。

6.根据权利要求1或2或3所述的膨化机的液压控制系统，其特征在于：高压伺服泵(B1)的入口通过过滤器一(L1)与油箱相通，低压伺服泵(B2)的入口通过过滤器三(L3)与油箱相通。