RU2176139C1

RU2176139C1 - Agricultural product processing extruder

Info

Publication number: RU2176139C1
Application number: RU2000106248/13A
Authority: RU
Inventors: В.В. Василевский; А.А. Мартыненко
Original assignee: Василевский Виталий Владимирович; Мартыненко Анатолий Александрович
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-11-27

Abstract

FIELD: feed production. SUBSTANCE: extruder has housing, charging device mounted within housing, die positioned for axial displacement in housing end closure equipped with conical working surface, cylindrical auger arranged on drive shaft within housing, and conical member fixed on cylindrical auger end oriented towards die. Conical member encloses in conjunction with end closure inner surface and die annual working chamber communicated with outlet forming bushing disposed in die. Conical member is made in the form of additional conical auger with double-thread screw member whose edge part faced to die forming bushing is turned at right angle to its screw surface. Inner conical working surface of end closure is equipped with longitudinal guides made of wear-resistant material. Die may be fixed by means of thread in end closure. Extruder of such construction allows agricultural bulk product to be processed by pressure. EFFECT: increased efficiency, improved quality and wider range of agricultural products. 2 cl, 3 dwg

Description

Экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов относится к оборудованию для обработки пищевых продуктов, в частности к устройствам для обработки сыпучих сельскохозяйственных продуктов давлением. The extruder for processing agricultural products relates to equipment for processing food products, in particular to devices for processing bulk agricultural products by pressure.

Известен экструдер для приготовления кормов, содержащий корпус с загрузочным устройством и расположенным в нем прессующим шнеком и устройством для измерения давления внутри корпуса, выполненным в виде подпружиненной относительно корпуса втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения посредством привода (1). Known extruder for the preparation of feed containing a housing with a loading device and a pressing screw located therein and a device for measuring pressure inside the housing, made in the form of a sleeve spring-loaded relative to the housing, mounted in the housing with the possibility of axial movement by means of a drive (1).

Однако в такой конструкции экструдера происходит редкое нагнетание давления сразу после загрузки в прессующий механизм и медленный выход экcтpудиpoвaннoгo продукта (наличие застойной зоны), что приводит к перегреву продукта и низкой производительности экструдера. However, in this design of the extruder, a rare pressure build-up occurs immediately after loading into the pressing mechanism and a slow exit of the extruded product (presence of a stagnant zone), which leads to overheating of the product and low productivity of the extruder.

Известен наиболее близкий по совокупности признаков экструдер для приготовления кормов, содержащий корпус с загрузочным устройством. На выходном торце корпуса смонтирована матрица в торцевой крышке с внутренней конусной рабочей поверхностью. В полости корпуса установлен на приводном валу цилиндрический шнек с винтовым элементом. На торце шнека со стороны матрицы закреплен конусообразный направляющий элемент, образующий совместно с поверхностью торцевой крышки кольцеобразную конусную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице. Для обеспечения создания ступенчатогo повышения давления на цилиндрическом шнеке периодически смонтированы диски (2). Known for the closest features of the extruder for the preparation of feed containing a housing with a loading device. At the output end of the housing, a matrix is mounted in the end cover with an internal conical working surface. A cylindrical screw with a screw element is mounted on the drive shaft in the housing cavity. A cone-shaped guide element is fixed at the end of the screw from the matrix side, which together with the surface of the end cover forms an annular conical working chamber in communication with the output die made in the matrix. To ensure a stepwise increase in pressure, disks (2) are periodically mounted on the cylindrical screw.

В такой конструкции экструдера происходит ступенчатое равномерное нагнетание давления в полости, образованной корпусом и шнеком. Попадая в рабочую камеру, образованную внутренней конической поверхностью торцевой крышки и конусообразным направляющим элементом, нагретая кормовая смесь с неравномерной скоростью (наличие застойных зон) перемещается к выходной фильере. Выгрузка из-за конфигурации выходной рабочей камеры затруднена, что приводит к низкой производительности. Нахождение обрабатываемого продукта длительное время под высоким давлением и температурой приводит к коагуляции белка, что снижает качество готового продукта, при этом давление в выходной рабочей камере неустойчиво, что также приводит к неоднородности обработки и соответственно к снижению качества. Это ограничивает виды обрабатываемых сельскохозяйственных продуктов. In this design of the extruder there is a stepwise uniform injection of pressure in the cavity formed by the housing and the screw. Once in the working chamber formed by the inner conical surface of the end cap and the cone-shaped guide element, the heated feed mixture with an uneven speed (the presence of stagnant zones) moves to the output die. Unloading due to the configuration of the output working chamber is difficult, which leads to poor performance. The presence of the processed product for a long time under high pressure and temperature leads to coagulation of the protein, which reduces the quality of the finished product, while the pressure in the outlet working chamber is unstable, which also leads to heterogeneity of the processing and, consequently, to a decrease in quality. This limits the types of processed agricultural products.

Задачей изобретения является увеличение выхода готового продукта, то есть повышение производительности работы экструдера, повышение качества получаемого продукта и расширение номенклатуры обрабатываемых сельскохозяйственных продуктов, а также улучшение эксплуатационных характеристик экструдера. The objective of the invention is to increase the yield of the finished product, that is, increasing the productivity of the extruder, improving the quality of the resulting product and expanding the range of processed agricultural products, as well as improving the operational characteristics of the extruder.

Поставленная задача достигается тем, что в экструдере для обработки сельскохозяйственных продуктов, содержащем загрузочное устройство, размещенное на корпусе, в выходной части которого установлена матрица в торцевой, выполненной с конусной рабочей поверхностью крышке корпуса, в полости которого установлен на приводном валу цилиндрический шнек, на обращенном к матрице торце которого закреплен конусообразный элемент, образующий совместно с внутренней поверхностью торцевой крышки и матрицей кольцеобразную рабочую камеру, сообщенную с выходной фильерой, выполненной в матрице, отличительными от прототипа признаками является то, что конусообразный элемент выполнен в виде дополнительного конусного шнека с двухзаходным винтовым элементом, краевая часть которого, обращенная к выходной фильере матрицы, развернута под прямым углом к своей винтовой поверхности, а внутренняя конусообразная рабочая поверхность торцевой крышки снабжена продольными направляющими из износостойкого материала, при этом матрица установлена в торцевой крышке корпуса с возможностью осевого перемещения. The problem is achieved in that in the extruder for processing agricultural products containing a loading device placed on the housing, in the output part of which there is a matrix installed in the end cover of the housing made with a conical working surface, in the cavity of which a cylindrical screw is mounted on the drive shaft, a cone-shaped element is fixed to the matrix end of which, together with the inner surface of the end cap and the matrix, forms an annular working chamber in communication with an output die made in a matrix, distinctive from the prototype, is that the cone-shaped element is made in the form of an additional conical screw with a double-screw element, the edge part of which is facing the output die of the matrix, turned at right angles to its helical surface, and the inner cone-shaped the working surface of the end cover is provided with longitudinal guides of wear-resistant material, while the matrix is installed in the end cover of the housing with the possibility of axial movement escheniya.

Целесообразно, чтобы матрица была установлена в торцевой крышке корпуса непосредственно на резьбе. It is advisable that the matrix was installed in the end cover of the housing directly on the thread.

На фиг. 1 представлен экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов, на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1, на фиг. 3 представлен конусообразный шнек. In FIG. 1 shows an extruder for processing agricultural products, FIG. 2 - section A - A in FIG. 1, in FIG. 3 shows a cone-shaped screw.

Экструдер для обработки сельскохозяйственных продуктов содержит корпус 1 с загрузочным устройством 2. В полости корпуса 1 установлен на валу 3 цилиндрический шнек 4. Вал 3 соединен с приводом 5. На выходном торце корпуса 1 закреплена торцевая крышка 6 с внутренней конусной поверхностью. В крышке 6 установлена на резьбе с возможностью осевого перемещения матрица 7. На конусной рабочей поверхности торцевой крышки 6 установлены в продольных пазах 8 продольные направляющие 9 из износостойкого материала. В матрице 7 выполнена выходная фильера 10. На выходном торце цилиндрического шнека 4 закреплен дополнительный конусообразный шнек 11 с винтовым элементом 12. Шнек 11 образует совместно с внутренней рабочей поверхностью крышки 6 кольцеобразную выходную рабочую камеру 13, сообщенную с выходной фильерой 10. Краевая часть винтообразного элемента 12 выполнена развернутой под углом 90^o к винтовой поверхности этого элемента. Винтовой элемент 12 шнека 11 выполнен двухзаходным. Цилиндрический шнек 3 образует совместно с корпусом 1 камеры предварительного сжатия 14, разделенные установленными на шнеке 4 дисками 15 и установленными кольцами 16, размещенными в корпусе 1. Диски 15 и кольца 16 образуют кольцевую щель 17.The extruder for processing agricultural products contains a housing 1 with a loading device 2. In the cavity of the housing 1, a cylindrical screw 4 is mounted on the shaft 3. The shaft 3 is connected to the drive 5. An end cover 6 with an inner conical surface is fixed to the output end of the housing 1. In the cover 6, a matrix 7 is mounted on the thread with the possibility of axial movement. On the conical working surface of the end cover 6, longitudinal guides 9 of wear-resistant material are installed in the longitudinal grooves 8. An output die 10 is made in the matrix 7. An additional conical screw 11 with a screw element 12 is fixed at the output end of the cylindrical screw 4. The screw 11 forms, together with the inner working surface of the lid 6, an annular output working chamber 13 in communication with the output die 10. The edge part of the screw element 12 is made deployed at an angle of 90 ^o to the helical surface of this element. The screw element 12 of the screw 11 is made double-entry. The cylindrical screw 3 forms, together with the housing 1, pre-compression chambers 14, separated by disks 15 mounted on the screw 4 and mounted by rings 16 placed in the housing 1. The disks 15 and rings 16 form an annular gap 17.

Работает экструдер следующим образом. Исходной продукт подается дозирующим устройством (не показано) в устройство для загрузки 2, из которого попадает в камеры предварительного сжатия 14, где захватывается шнеком 4 и перемещается к щели 17, где сжимается и выпрессовывается в следующую камеру 14. В этих камерах продукт перемешивается, частично перетирается и за счет трения нагревается. Затем продукт попадает в кольцевую рабочую камеру 13. В камере 13 конусным шнеком 11 благодаря его двухзаходной навивке продукт захватывается и ускорено перемещается к ее выходной части. При этом на входе в камеру 13 создается разряжение, из-за которого облегчается и соответственно ускоряется перемещение продукта из камеры 14. The extruder operates as follows. The initial product is supplied by a metering device (not shown) to the loading device 2, from which it enters the pre-compression chambers 14, where it is captured by the screw 4 and moves to the slot 17, where it is compressed and pressed into the next chamber 14. In these chambers, the product is partially mixed frays and heats up due to friction. Then the product enters the annular working chamber 13. In the chamber 13, the conical screw 11 thanks to its two-way winding, the product is captured and accelerated moves to its output part. At the same time, a vacuum is created at the entrance to the chamber 13, due to which the movement of the product from the chamber 14 is facilitated and accordingly accelerated.

В камере 13 продукт перемещается шнеком 11 вдоль продольных направляющих 9 к матрице 7. Из-за уменьшения живого сечения к выходу камеры 13 и увеличенной скорости передвижения продукта, создаваемой двухзаходным шнеком 11, резко возрастает давление в выходной части камеры 13 (до 40 атм.) и температура (до 135^oC), при этом отогнутые краевые части винтовых элементов 12 конусного шнека 11 закручивают поток продукта, придавая ему трение качения на выходе из шнека, что значительно уменьшает износ элементов шнека. Далее продукт выдавливается через фильеру 10 матрицы 7 за пределы экструдера.In the chamber 13, the product is moved by the screw 11 along the longitudinal guides 9 to the matrix 7. Due to the reduction of the live section to the exit of the chamber 13 and the increased speed of movement of the product created by the double-running screw 11, the pressure in the output part of the chamber 13 increases sharply (up to 40 atm.) and temperature (up to 135 ^o C), while the bent edge parts of the screw elements 12 of the conical screw 11 twist the product flow, giving it rolling friction at the exit of the screw, which significantly reduces the wear of the screw elements. Next, the product is extruded through the die 10 of the matrix 7 outside the extruder.

Осевым перемещением матрицы 7 по резьбовому соединению торцевой крышки производится изменение объема выходной рабочей камеры в зависимости от вида обрабатываемого продукта. Axial movement of the matrix 7 along the threaded connection of the end cover changes the volume of the output working chamber depending on the type of product being processed.

Из-за резкого перепада давления на выходе из экструдера влага, содержащаяся в обрабатываемом продукте, резко переходит из агрегатного состояния "жидкость" в агрегатное состояние "пар", увеличиваясь в объеме, изменяет структуру обрабатываемого продукта, разрывает клетчатку, уничтожая антипитательные вещества, вредные бактерии, палочки, сохраняя при этом витамины, что значительно повышает его качество. Due to a sharp pressure drop at the exit of the extruder, the moisture contained in the processed product abruptly passes from the aggregate state of “liquid” to the aggregate state of “steam”, increasing in volume, changes the structure of the processed product, breaks down fiber, destroying anti-nutrients, harmful bacteria , sticks, while maintaining vitamins, which greatly improves its quality.

Предложенная конструкция экструдера с конусным двухзаходным шнеком, соединенным с цилиндрическим, позволяет обеспечить из-за перепада давления между рабочей камерой и камерами предварительного сжатия быстрое передвижение продукта при низком давлении и температуре в выходную рабочую камеру и создать в ее выходной части краткосрочное давление и повысить температуру, что обеспечивает сохранение в обрабатываемом материале всех полезных свойств. The proposed design of the extruder with a conical twin-feed screw connected to a cylindrical one allows the product to move quickly at low pressure and temperature to the output working chamber due to the pressure difference between the working chamber and the pre-compression chambers and to create short-term pressure in its output part and increase the temperature, which ensures the preservation of all useful properties in the processed material.

Все это создает возможность подвергать обработке в экструдере сельскохозяйственные продукты, не переносящие длительной обработки давлением и температурой, с высокой стабильной проходной способностью. All this makes it possible to process agricultural products in an extruder that cannot tolerate long-term pressure and temperature treatments, with a high stable throughput.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1572489, 1988, кл. A 23 N 17/00.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1572489, 1988, cl. A 23 N 17/00.

2. Пресс-экструдер КМЗ-2У. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 6289.00.000-ЗТО, рис. 13. 2. Press extruder KMZ-2U. Technical description and operating instructions 6289.00.000-ZTO, fig. thirteen.

Claims

1. An extruder for processing agricultural products, containing a loading device located on the housing, in the output part of which is installed a matrix in the end cover of the housing made with a conical working surface, in the cavity of which a cylindrical screw is mounted on the drive shaft, the cone-shaped end of which is fixed to the matrix an element forming together with the inner surface of the end cap and the matrix an annular working chamber in communication with the output die made in the matrix, characterized in that the cone-shaped element is made in the form of an additional conical screw with a double-screw element, the edge part of which is facing the output die of the matrix, is turned at right angles to its screw surface, and the inner conical working surface of the end cover is provided with longitudinal guides of wear-resistant material, while the matrix is installed in the end cover of the housing with the possibility of axial movement.

2. The extruder according to claim 1, characterized in that the matrix is installed in the end cover of the housing directly on the thread.