RU220807U1 - Экструдер для переработки биологических материалов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области обработки давлением и может быть использована при переработке биологических материалов. Экструдер содержит корпус, выполненный с зоной питания, зоной сжатия и зоной дозирования. В корпусе расположен сборный шнек, имеющий коническую секцию, последовательно расположенные барьерную секцию и секцию декомпрессии и две последовательно расположенные коническую и смешивающую секции. Виток лопасти смешивающей секции имеет зубчатую форму с треугольными зубцами. Два зубца находятся на одной ступени и имеют высоту, равную половине глубины канала витка шнека. Один зубец расположен на другой ступени и имеет высоту, равную трети глубины упомянутого канала, и ширину, равную трети ширины гребня витка. Между корпусом и внутренней частью шнека образован входной канал для биологического материала, между зубцами витка шнека и корпусом - выходной канал, а между витком и корпусом - зазор для перемещения через него биологического материала из входного канала в выходной. В результате обеспечивается качественное смешивание мягких биологических материалов. 2 ил., 1 пр.

Description

Техническое решение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано при переработке биологических материалов с получением качественной продукции.

Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3), выбранный в качестве прототипа. Экструдер содержит корпус, захватное устройство, шнек, зону питания, зону сжатия, которая состоит из барьерной секции и секции декомпрессии, зону дозирования, выполненную из последовательных конической и цилиндрической секции.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки биологических материалов, состоящих из вторичного, первичного биологического сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для биологических материалов (биологическая смесь) необходим комплект дорогостоящего оборудования для предварительной подготовки исходного сырья (смесители, пресса). Использование же напрямую неподготовленного предварительного сырья для известной конструкции не дает хорошего качества получаемых вторичных изделий из-за недостаточных смесительных способностей конструкции.

Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне дозирования, для обеспечения качественного смешивания мягкого биологического материала.

Сущность технического решения: экструдер для переработки биологических материалов, включающий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии, причем в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и смешивающей секции, выполненной с витком лопасти зубчатой формы, два из которых находятся на одной ступени, а один на другой ступени, высота треугольных зубцов одной ступени, имеют высоту равную половине глубины канала витка, треугольные зубцы другой ступени имеют высоту трети глубины канала витка, выполнены шириной равной трети ширины гребня витка.

При меньшей высоте и ширине треугольных зубцов не обеспечивается равномерное перемешивание крупных фракций биологических материалов, а при большей высоте и ширине треугольных зубцов не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций материала, а также возможно создание застойных зон материала, что может привести к его деструкции. При переходе из барьерной секции 7 и секции декомпрессии 8 происходит уменьшение давления, что способствует эффективному удалению легколетучих соединений. Использование витков лопасти зубчатой формы обеспечивает качественное смешивание мягких биологических материалов за счет создания дополнительной разности давления между треугольными зубцами.

Общими с прототипом признаками являются:

корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования,

захватное устройство,

шнек, выполненный сборным,

в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции,

в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии.

Отличительными признаками устройства являются:

в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и смешивающей секции с витком лопасти зубчатой формы, два из которых находятся на одной ступени, а одно на другой ступени,

высота треугольных зубцов одной ступени равна половине глубины канала витка,

высота треугольных зубцов другой ступени равна трети глубины канала витка,

треугольные зубцы имеют ширину равную трети ширине гребня витка.

Использование заявленного экструдера при переработке биологических смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

На фиг.1 представлен общий вид устройства.

На фиг.2 представлена смешивающая секция зоны дозирования с витком лопасти зубчатой формы.

Экструдер для переработки биологических материалов (фиг.1) содержит корпус 1, захватное устройство 2, шнек 3, выполненный в виде сборной конструкции. Корпус состоит из зоны питания 4, зоны сжатия 5, зоны дозирования 6. В зоне питания 4 шнек выполнен в виде конической секции. В зоне сжатия 5 шнек состоит из барьерной секции 7 и секции декомпрессии 8. В зоне дозирования 6 шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической 9 и смешивающей 10 секции с витком лопасти зубчатой формы, два из которых находятся на одной ступени, а одно на другой ступени.

На фиг.2 представлена смешивающая секция 10 с витком лопасти зубчатой формы 11 с треугольными зубцами, высота одной ступени 12 чередуется с высотой другой ступени 13, при этом смесь биологических материалов переходит из входного канала с низкими сдвиговыми деформациями 14, образованный между корпусом и внутренней частью шнека в выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями 15, образованный между треугольными зубцами витка шнека и корпусом, через зазор между витком и корпусом 16. Отверстие 17 выполнено в секции декомпрессии 8 зоны сжатия 5 для удаления легколетучих соединений, которые содержатся в биологических материалах.

Экструдер для переработки биологических материалов работает следующим образом.

Различные биологические материалы повышенной твердости (первичные и вторичные) одновременно подаются отдельными дозаторами в загрузочное устройство 2, захватывается шнеком 3, который вращается в корпусе 1, в твердом виде транспортируются, смешиваются, и уплотняются в зоне питания 4, потом в зоне сжатия 5 в барьерной секции 7 происходит создание давления и продвижение биологической смеси в цилиндрической секции 8 зоны сжатия 5, коническая секция 9 зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительность, которые развивает экструдер, смешивающая секция 10 зоны дозирования 6 с треугольными зубцами имеющих разную высоту на двух ступенях обеспечивает равномерное смешивание компонентов в размолотом виде.

Пример. При глубине канала витка шнека в зоне дозирования 15 мм и ширине гребня витка 9 мм, треугольные зубцы одной ступени имеют высоту 7,5 мм, ширину равную 3 мм, зубцы другой ступени имеют высоту 5 мм, и ширину равную 3 мм.

В процессе переработки мягких биологических смесей, например: грецкий орех, арахис, использование в конструкции экструдера, выполненной с витком лопасти зубчатой формы, два из которых находятся на одной ступени, а одно на другой ступени, обеспечивает качественное смешивание мягкого биологического материала за счет увеличения сдвиговых деформаций, а также создания дополнительной разности давления между витком лопасти и корпусом. Эта конструкция обеспечивает увеличение на 25% однородности перемешивания крупных фракций мягкого материала (например: грецкий орех, арахис) и увеличение на 12% однородности перемешивания мелких фракций мягкого материала (например: отходы грецкого ореха, отходы арахиса), за счет чего улучшается продвижение биологической смеси в 3 раза, а также исключается возможность создания застойных зон материала, что приводит к улучшению качества продукции в 2 раза.

Использование заявленного экструдера при переработке биологических смесей, позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, смешивание, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

Claims (1)

1. Экструдер для переработки биологических материалов, содержащий корпус, выполненный с зоной питания, зоной сжатия и зоной дозирования, и расположенный с возможностью вращения в корпусе сборный шнек, выполненный в зоне питания корпуса в виде конической секции, в зоне сжатия корпуса – в виде последовательно расположенных барьерной секции и секции декомпрессии, а в зоне дозирования корпуса – в виде двух последовательно расположенных конической и смешивающей секций, отличающийся тем, что виток лопасти смешивающей секции имеет зубчатую форму с треугольными зубцами, два из которых расположены на одной ступени и имеют высоту, равную половине глубины канала витка шнека, а один треугольный зубец расположен на другой ступени и имеет высоту, равную трети глубины упомянутого канала, и ширину, равную трети ширины гребня витка, образующего между корпусом и внутренней частью шнека входного канала для биологического материала, выходного канала между зубцами витка шнека и корпусом и зазора между витком и корпусом для перемещения через него биологического материала из входного канала в выходной с обеспечением увеличения сдвиговых деформаций в биологическом материале.