МАТРИЦА ЭКСТРУДЕРА
EXTRUDER DIE

Изобретение относится к области экструдирования материалов растительного происхождения и может быть использовано в отраслях агропромышленного комплекса для утилизации высоковлажных скоропортящихся отходов пищевых производств.
За прототип принята матрица экструдера [Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс / Г.Шенкель. - Л.: Госхимиздат, 1962. Рисунок 185], выполненная в виде пластины с фильерами одинаковой формы и размера. Недостатком такой конструкции матрицы является завышенная энергоемкость экструдирования, вызванная невозможностью разместить на плоской поверхности матрицы достаточное количество фильер, которое пропорционально квадрату диаметра плоской матрицы.
Техническим результатом изобретения является снижение давления экструдирования и повышение производительности экструдера.
Указанный технический результат достигается тем, что матрица экструдера с фильерами одинаковой формы и размера выполнена в форме сферической оболочки с равномерно размещенными относительно оси симметрии матрицы радиальными фильерами. Фильера на оси симметрии матрицы может отсутствовать.
На чертеже изображена матрица предлагаемой конструкции.
Сферическая оболочка 1 внутреннего радиуса R имеет постоянную толщину, равную осевой протяженности фильеры 2 диаметра d. Фильеры 2 радиально расположены в сферической оболочке. Густота перфорации фильерами по внутренней поверхности сферической оболочки определена технологическими и прочностными требованиями. В первом приближении толщина перемычки на внутренней поверхности сферической оболочки равна толщине перемычки на плоской поверхности матрицы прототипа. Для крепления матрицы к корпусу шнека предусмотрен буртик 3. Буртик позволяет крепить матрицу фланцем или накидной гайкой.
Матрица работает следующим образом.
Прессуемый полуфабрикат подается в матрицу и через фильеры 2 выдавливается наружу. Количество фильер обратно пропорционально расходу экструдируемого материала через одну фильеру, который, в свою очередь, задает давление прессования через матрицу, определяющее энергоемкость экструдирования. В свою очередь, уменьшение давления прессования увеличивает общий расход материала, подаваемого в матрицу. Это также уменьшает энергоемкость экструдирования.
Площадь поверхности сегмента сферы диаметра D больше площади пластины того же диаметра. Для матрицы в виде полусферы, изображенной на чертеже, площадь возрастает в два раза. Это позволяет разместить на матрице предлагаемой конструкции большее количество фильер. Например, на плоской матрице диаметром D=36 мм можно разместить пять фильер диаметром d=11 мм, а на полусфере радиусом R=18 мм при тех же условиях располагается 12 фильер. Матрица может быть выполнена в виде сегмента сферы больше полусферы, тогда R>D, и ее площадь еще более превосходит площадь пластины.
Если выпрессованный экструдат отрезает нож с осью вращения, расположенной на оси симметрии матрицы, то для обеспечения работоспособности такой конструкции фильеру на оси симметрии матрицы не выполняют.
Матрица предлагаемой конструкции наиболее эффективна в технологических режимах «холодной» экструзии материалов растительного происхождения и может быть использована в процессах получения компонентов кормов для сельскохозяйственных животных. Например, такими процессами могут быть процессы утилизации высоковлажных отходов бродильных производств - пивной дробины и спиртовой барды.