ПРЕСС-ГРАНУЛЯТОР

Полезная модель относится к устройствам для гранулирования вязко-пластичного гомогенизированного сырья, состоящего из нескольких компонентов и предназначенного для использования на перерабатывающих предприятиях торфяной, пищевой, химической, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности.
Известен пресс-экструдер (пат. RU, 2351265, A23P 1/12, 2009 г.), который состоит из разъемного цилиндрического корпуса, внутри которого установлен шнек из составных частей, причем на внутренней поверхности частей цилиндрического корпуса в месте их соединения установлен компрессионный затвор, представляющий собой корпус в виде жестко скрепленных между собой колец с пазами, в котором расположено внутреннее кольцо с пазами, установленное с возможностью поворота вокруг оси внутреннего кольца, при этом пазы внутреннего кольца могут быть смещены относительно пазов корпуса, либо иметь совпадение с пазами корпуса, загрузочного устройства и экструзионной головки на конце разъемного цилиндрического корпуса шнека, что приводит к значительному снижению обратного потока экструдируемого материала.
Недостатками устройства являются сложность конструкции и большой удельный расход энергии на преодоление сопротивлений экструдируемого сырья в компрессионных затворах.
Известен пресс-экструдер (RU, 2491171, B30B 9/14, 2013 г.), который состоит из цилиндра с загрузочным отверстием. В цилиндре установлен шнек с лопастями и выходная матрица с фильерой. На шнеке жестко закреплен, по крайней мере, один компрессионный затвор. Затвор имеет ступенчатую форму с ребрами для обеспечения разделения на отдельные потоки передвигаемого к компрессионному затвору материала и увеличения площади его соприкосновения с затвором.
Недостатком устройства является большой удельный расход энергии на преодоление сопротивлений экструдируемого сырья в компрессионных затворах.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является пресс-гранулятор (RU, 2479195, A01F 15/00, 2013 г.), содержащий бункер, вальцы, выполненные в виде прессующего шнека с уплотнителем, матрицу, выполненную в виде монолитного диска с расположенными в шахматном порядке отверстиями, имеющими прямые режущие кромки, образующие шестигранник и подрезной нож. При этом вальцы выполнены с навивкой с уменьшающимся шагом к низу, подрезной нож выполнен в виде диска с внутренней режущей кромкой, расположенной под углом защемления к выходящим сформированным гранулам.
Недостатком предложенной конструкции является забивание ячеек матрицы при ее работе из-за наличия зазора между внутренней поверхностью матрицы и уплотнителем на последнем витке прессующего шнека при экструдировании сырья, содержащего волокнистые включения (например, торфа: пушица, волокна древесных включений, неразложившиеся остатки растений торфообразователей). Кроме того, подрезной нож не обеспечивает постоянную длину гранул, так как имеет переменную по радиусу окружную скорость и, следовательно, переменное время перекрытия лезвием подрезного ножа ячеек по радиусу матрицы, что негативно влияет на производительность пресс-гранулятора и увеличивает удельный расход энергии на сопротивление экструдируемого сырья.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка новой конструкции пресса-гранулятора, исключающей забивание отверстий матрица при работе и обеспечивающей получение гранул постоянного размера.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности и качества гранул, а также снижение расхода энергии.
Поставленная задача, и, как следствие, технический результат достигаются тем, что в прессе-грануляторе, содержащим бункер, вальцы в виде прессующего шнека, выполненного с навивкой с уменьшающимся шагом книзу, уплотнитель, матрицу в виде монолитного диска с отверстиями и подрезной нож, согласно полезной модели, отверстия матрицы выполнены в виде равносторонних треугольников, расположенных параллельными рядами с шириной каждого ряда, равной высоте сечения треугольного отверстия и с шагом рядов, равным 1,2 ширины ряда отверстий, а смежные стороны треугольных отверстий в каждом ряду параллельны между собой, при этом на вал прессующего шнека диаметрально противоположно уплотнителю параллельно к внутренней поверхности матрицы дополнительно без зазора установлен нож шириной 1,1-1,2 от ширины рядов отверстий, а со стороны внешней поверхности матрицы в направляющих установлен подвижной подрезной нож с возможностью возвратно-поступательного движения относительно внешней поверхности матрицы, состоящий из рамки со струнами, прилегающими без зазора к внешней поверхности матрицы и расположенными параллельно рядам отверстий матрицы с шагом, равным шагу рядов отверстий, а параллельные ряды отверстий и струны подрезного ножа расположены перпендикулярно возвратно-поступательному движению рамки.
Выполнение отверстий в матрице в виде равносторонних треугольников позволяет получать гранулы в виде трехгранных призм, форма которых является оптимальной для производства подсыпки (антигололедного средства на основе торфа) против скольжения пешеходов на тротуарах, парковых тропах и на дорогах для автотранспорта в зимнее время.
Установка ножа на вал прессующего шнека без зазора и параллельно к внутренней стороне матрицы позволяет на прямых режущих кромках отверстий перерезать волокнистые включения экструдируемого сырья, исключая забивание ячеек матрицы, что улучшает качество гранул и снижает удельный расход энергии на сопротивление экструдируемого сырья. Выполнение подрезного ножа в виде струн и установка его с внешней стороны матрицы, позволяет срезать все гранулы одновременно одинакового размера по длине, не перекрывая ячеек матрицы, что позволяет увеличить производительность пресса-гранулятора.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема пресса-гранулятора; на фиг. 2 - разрез В-В по фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Α-A по фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б - фиг. 1.
Пресс-гранулятор содержит цилиндрический корпус 1 (фиг. 1) с загрузочным бункером 2, внутри которого установлен прессующий шнек 3, имеющий навивку с уменьшающимся шагом к низу, матрицу 4, которая жестко закреплена в корпусе 1 и имеет сгруппированные в параллельные ряды отверстия 5 (фиг. 3) с прямыми режущими кромками в виде равносторонних треугольников. Последний виток прессующего шнека 3 снабжен плоской частью - уплотнителем 6, ширина которого равна 1,1-1,2 ширины отверстий 5 матрицы 4, который установлен на расстоянии 0,1-0,2 мм от внутренней поверхности матрицы параллельно ей и по радиусу прессующего шнека 3. Диаметрально противоположно уплотнителю 6 без зазора с матрицей 4 на валу прессующего шнека 3 жестко установлен нож 7 с режущей кромкой по ходу его вращения. С внешней поверхности матрицы 4 в направляющих 8 установлен подвижной подрезной нож, который состоит из рамки 9 с параллельными струнами 10, прилегающими без зазора к внешней поверхности матрицы 4 и расположенными с шагом, равным шагу отверстий в матрице 5, при этом ряды отверстий 5 и струны 10 расположены перпендикулярно возвратно-поступательному движению рамки 9.
Пресс-гранулятор работает следующим образом.
При включенном электродвигателе (на схеме не показан) приводится во вращение прессующий шнек 3. Поступающее из загрузочного бункера 2 в цилиндрический корпус 1 вязко-пластичное гомогенизированное экструдируемое сырье подхватывается прессующим шнеком 3, принудительно подается вниз, частично уплотняется за счет уменьшения шага книзу. Последним витком, находящимся под углом φ=15-18° к внутренней поверхности матрицы 4, за счет наличия на нем плоской части -уплотнителя 6, находящегося на расстоянии 0,1-0,2 мм от внутренней поверхности матрицы 4 и имеющего ширину, равную 1,1-1,2 ширины ячеек матрицы 4, экструдируемое сырье окончательно уплотняется, а нож 7 перерезает волокнистые включения экструдируемого сырья, исключая забивание отверстий матрицы. Уплотненная масса экструдируемого сырья разделяется прямыми режущими кромками отверстий 5, продавливается сквозь них, приобретая треугольный профиль. На выходе с внешней поверхности матрицы 4 экструдируемое сырье струнами 10 срезается на гранулы. При этом струны 10, закрепленные в рамке 9, совершают возвратно-поступательное движение от привода (на схеме не показан) на величину шага рядов отверстий 5 матрицы 4. Все гранулы за счет одновременного срезания струнами имеют одинаковую длину, которая регулируется частотой движения рамки 9 в направляющих 8.
В настоящее время полезная модель находится на стадии технического предложения.