ПРЕСС-ЭКСТРУДЕР

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к устройствам для переработки органических отходов птицефабрик и животноводческих ферм.
Известен пресс-экструдер, содержащий цилиндр с загрузочным отверстием, размещенный в цилиндре шнек с лопастями и выходной матрицей с фильерой, при этом он снабжен по меньшей мере одной матрицей с фильерами, жестко закрепленной на шнеке. (Патент РФ №2354556. Пресс-экструдер. В30В 9/14. Опубл. 10.05.2009. Бюл. №13).
Наличие в данном пресс-экструдере жестко закрепленной на шнеке матрицы с фильерами способствует перемешиванию экструдируемого материала, но создаваемое при этом давление на выходной фильере пресс-экструдера, на ряду с постоянным шагом навивки шнека и отсутствием возможности удаления отжимаемой жидкости в процессе экструзии не позволяет получать на выходе из пресс-экструдера экструдат высокой плотности с минимальной влажностью. Кроме того использование шнека с постоянной толщиной витков будет приводить к его неравномерному нагружению и более раннему выходу из строя части шнека, находящейся ближе к выходному отверстию пресс-экструдера.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой полезной модели является пресс-экструдер, содержащий корпус, расположенный в нем шнек с лопастями, загрузочное отверстие и формующую матрицу. (Г.Шенкель. Шнековые прессы для пластмасс. Принцип действия, конструирование и эксплуатация. Под ред. А.Я.Шапиро, пер. с нем. Г.П.Делекторского. Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1962, с.32).
Данный пресс-экструдер обеспечивает равномерный качественный перенос экструдируемой массы без обратных оттоков, но при это имеет ограниченные технологические возможности. Такие как отсутствие возможности измельчения исходного материала перед поступлением его в формующую матрицу, а также отсутствие предварительного уплотнения, что не позволяет получать экструдат с высокими прочностными и механическими свойствами без последующей термической обработки.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно получение конечного экструдата в виде брикетов высокой плотности с минимальной влажностью, а также повышение долговечности шнека.
Поставленная задача решается тем, что в пресс-экструдере, содержащем корпус, расположенный в нем шнек с лопастями, загрузочное отверстие и формующую матрицу, согласно предложению корпус выполнен с конической полостью, в которой размещен шнек с изменяющимся наружным диаметром соответственно изменению диаметра конической полости корпуса, при этом толщина витков шнека увеличивается от загрузочного отверстия бункера к формующей матрице, в расточке выходного отверстия корпуса смонтированы сменные диски, которые разделены между собой сменным кольцом и плотно прижаты формующей матрицей, неподвижно закрепленной на фланце выходного отверстия, при этом на каждом из дисков выполнены прорези расположенные перпендикулярно друг к другу, и их количество во втором диске больше чем в первом, а на нижней поверхности корпуса сделана канавка для стока отжимаемой жидкости в приемник с выходным отверстием для отсоса, исполненным во фланце крышки пресс-экструдера.
То, что корпус пресс-экструдера выполнен с конической полостью, в которой размещен шнек с изменяющимся наружным диаметром соответственно изменению диаметра конической полости корпуса, позволяет достигать больших давлений в процессе экструзии, а также высокой плотности экструдата. При этом толщина витков шнека увеличивается от загрузочного отверстия бункера к формующей матрице, что способствует уменьшенному износу, который образуется за счет абразивного воздействия и высокого давления, и увеличивает долговечность шнека пресс-экструдера. Наличие смонтированных в расточке выходного отверстия корпуса сменных дисков, которые разделены между собой сменным кольцом и плотно прижаты формующей матрицей, неподвижно закрепленной на фланце выходного отверстия, позволяет подбирать оптимальные соотношения количества и размеров щелей в зависимости от влажности и состава перерабатываемого материала и осуществлять его отжим, чему способствуют также прорези, расположенные перпендикулярно друг к другу. Оснащение нижней поверхности корпуса канавкой для стока отжимаемой жидкости в приемник с выходным отверстием для отсоса, выполненным во фланце крышки пресс-экструдера, позволяет осуществлять удаление отжатой влаги из экструдера.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид пресс-экструдера в разрезе, на фиг.2 вид А на фиг.1, на фиг.3 сечение Б-Б фиг.1, на фиг.4 сечение В-В фиг.1.
Пресс-экструдер содержит корпус 1, с конической полостью 2, в которой размещен шнек 3, с изменяющимся наружным диаметром соответственно изменению диаметра конической полости 2 корпуса 1. В расточке выходного отверстия корпуса 1 смонтированы сменные диски 4 и 5, которые разделены между собой сменным кольцом 6 и плотно прижаты формующей матрицей 7, неподвижно закрепленной на фланце выходного отверстия. Набор шайб 8 служит для обеспечения необходимого усилия прижатия сменных дисков 4 и 5 при установке сменного кольца 6, в зависимости от его ширины. На каждом из дисков 4 и 5 выполнены прорези 9, расположенные перпендикулярно друг к другу, и их количество во втором диске больше чем в первом, а на нижней поверхности корпуса 1 сделана канавка 10 для стока отжимаемой жидкости в приемник 11 с выходным отверстием 12 для отсоса, исполненным во фланце 13 крышки пресс-экструдера. Пресс-экструдер также оснащен загрузочным бункером 14.
Пресс-экструдер работает следующим образом.
После включения привода (на фиг. условно не показан) из загрузочного бункера 14 перерабатываемая смесь поступает в коническую полость 2 корпуса 1 на шнек 3, с изменяющимся наружным диаметром соответственно изменению диаметра конической полости 2 корпуса 1, захватывает ее своими витками и перемещает в осевом направлении к сменным дискам 4 и 5, смонтированым в расточке выходного отверстия корпуса, которые разделены между собой сменным кольцом 6 и плотно прижаты формующей матрицей 7, неподвижно закрепленной на фланце выходного отверстия и имеющей фланец с отверстиями под крепежные болты. При этом на ряду со смешиванием и перемещением осуществляются значительное уплотнение и интенсивный отжим жидкости из экструдируемой смеси. Жидкость, отжатая в конической полости 2 по канавке 10 попадает в приемник 11 и отсасывается через отверстие 12 корпуса 1 пресс-эктрудера, а оставшаяся смесь через щели 9 в сменных дисках 4 и 5 поступает к формующей матрице 7, и выдавливается через отверстие в ней. В результате всего процесса получается экструдат в виде брикета высокой плотности с минимальной влажностью.
3
3
Опытная конструкция пресс-экструдера оснащена загрузочным бункером объемом 1 м для бесперебойной подачи смеси состоящий из чисто куриного помета и предварительно измельченного подстилочного помета. Привод пресс-экструдера состоит из асинхронного электродвигателя с редуктор-вариатором для изменения частоты вращения шнека в диапазоне 3…60 об/мин. Величина наибольшего диаметра конической полости корпуса составляет 300 мм., а наименьшего - 200 мм., а меньшего общая длина 850 мм. Диаметр цилиндрического вала шнека 55 мм. Ширина щелей в сменных дисках принята 5 мм. В формующей матрице диаметр выходного отверстия принят 40 мм. Расстояние между сменными дисками подбирался опытным путем в зависимости от состава и влажности исходной смеси. Производительность шнека до 800 кг/час. Плотность получаемых брикетов 1,1…1,2 т/м обеспечивает их достаточную механическую прочность для транспортировки, влажность брикетов не превышает 15%.
В разработанном пресс-экструдере, в сравнении с наиболее близким аналогом, имеется возможность не только смешивать перерабатываемую смесь, но и осуществлять уплотнение и отжим присутствующий в ней жидкости, удалять отжатую жидкость из экструдера и получать конечный экструдат в виде брикетов высокой плотности с минимальной влажностью, а также обеспечить повышение долговечности шнека за счет увеличивающийся толщины витков в направлении к формующей матрице.
Предлагаемый пресс-экструдер целесообразно использовать на птицефабриках и животноводческих фермах для переработки органических отходов с целью получения топливных брикетов.