ЗЕЕРНАЯ ПЛАНКА ДЛЯ СБОРКИ ЗЕЕРНОГО ЦИЛИНДРА ПРЕССА ДЛЯ ОТЖИМА МАСЛА

Полезная модель относится к оборудованию пищевой промышленности, которое может быть применено в конструкциях маслоотжимных прессов шнекового типа, предназначенных для получения растительного масла.
Известен патент Украины № 73905, опубликованный 15.09.2005 г. в бюл. № 9, индексы МПК В30В 9/02 и В30В 9/14, согласно которого пресс для получения растительного масла, включающий механизм загрузки, соединенный с зеерным барабаном, который имеет верхнюю и нижнюю половины, внутри которого размещен шнековый вал, связанный с приводом, на конце которого размещен конусный регулятор давления, причем, к зеерному барабану крепится корпус подшипников со шнековым валом, нижняя половина барабана представляет собой цельносварную, а присоединенная к ней верхняя половина, образована из отдельных секций, барабан включает четыре камеры, причем диаметр первой - 180-185 и длина 400-410 мм; диаметр второй - 150-155 и длина 400-410 мм; диаметр третьей - 160-165 и длина 200-205 мм; диаметр четвертой - 170-175 и длина 200-205 мм, камеры набраны из зеерных планок призматической формы и удерживаются с помощью ножей и прижимов, шнековый вал является одноопорным и самоцентрованным и содержит 9 витков, свободный объем которых в литрах по тракту пресса имеет соответствующие соотношения (4,30-4,50):(3,10-3,15):(2,18-2,23):(0,95-1,0):(0,68-0,73):(0,56-0,61):(0,47-0,52):(0,35-0,40):(0,20-0,25), выход восьмого витка в сравнении с заходом продлен на 90°-92°, девятый виток, высота которого на конце 2-3 мм, а ширина 10-11 мм, размещен на выходе из пресса перед конусным регулятором давления. Зеерная планка имеет высоту 19-19,5 мм, ширину 9,5-9,75 мм, углы 84°-86°, 6°-6°30', 6°-7°, образованные последовательно от правой вертикальной грани ее поперечного сечения, и запас на износ 2-3 мм.
Недостатками известного пресса является то, что зеерные планки выполнены не из износостойкой стали, поэтому их изготавливают с избыточным припуском размером 2…3 мм на быстрый износ. Переработка сырья при сильно изношенных зеерных планках, причем неравномерно, приводит к получению некачественного масла и необходимости замены всех планок на новые.
Известен пресс для отжима растительного масла, описанный в патенте Украины №1325 опубликованном 15.07.2002 года в бюл. №7, индекс МПК С11В 1/06, по которому пресс для отжима растительного масла включает приемную и разгрузочную камеры, зеерный цилиндр со шнековым валом, который содержит цилиндрические участки с витками, чередующихся с коническими участками, ножи, расположены в полости зеерного цилиндра и закреплены на его внутренней поверхности напротив конических участков шнекового вала, причем, зеерный цилиндр выполнен с постоянным внутренним диаметром, шнековый вал выполнен со ступенчатым увеличением диаметра цилиндрических участков вала в направлении разгрузочной камеры, а ножи выполнены в виде прямоугольных трапеций. Зеерный цилиндр выполнен в виде двух разъемно соединенных полуцилиндров с закрепленными в них зеерными пластинами, каждая из зеерных пластин выполнена с прямоугольным поперечным сечением и с одним или несколькими вырезами на боковых поверхностях симметрично ее продольной оси, зеерные пластины в полуцилиндрах закреплены фиксирующими планками, а ножи выполнены в виде радиальных выступов фиксирующих планок. Шнековый вал выполнен сплошным.
Недостатками известного пресса является то, что зеерные планки выполнены не из износостойкой стали, поэтому, когда зеерные планки изношены, причем неравномерно, переработка сырья некачественная и требует замены всех планок на новые, хотя бы для одной из половин зеерного цилиндра. Изготовление планок по всему сечению из износостойкой стали нетехнологично, потому что такие стали не подвергаются большинству видов механической обработки.
Наиболее близким, по сути, является известное устройство для извлечения масла из маслосодержащего материала, описанное в патенте Российской Федерации № 2053254 опубликованном 27.01.1996, индекс МПК C11B 1/06, включающее корпус с зеерным цилиндром из зеерных стержневых элементов, каждый из которых в поперечном сечении имеет форму многогранника, и расположенные на его концах установочные элементы для образования каналов для выхода масла, причем каждый зеерный стержневой элемент выполнен так, что в поперечном сечении имеет симметричную форму и поверхности двух противоположно размещенных граней, одна из которых обращена к корпусу, выполнены меньшей мере двугранными для снижения величины удельных напряжений в стенках корпуса в процессе работы устройства.
По этому патенту предусматривается при износе граней зеерных стержней разворачивать внутрь зеерного цилиндра целую грань, ранее обращенную к наружной части корпуса.
Общими существенными признаками является то, что зеерная планка для сборки зеерного цилиндра пресса для отжима масла выполнена с многоугольным поперечным сечением и имеет боковые и рабочую грани.
Недостатками является то, что грани изнашиваются неравномерно, и при развороте зеерных стержней (планок) изношенные поверхности не обеспечивают надежный контакт и заданный зазор, без перекосов с соседними стержнями и корпусом, что приводит к повышенному износу и быстрому повреждению, но когда зеерные планки изношены, причем неравномерно, переработка сырья некачественная, и необходимо заменить планки на новые, при этом необходимо учитывать то, что на разных участках зеерного цилиндра щели между зеерными планками устанавливаются разные, что в прототипе обеспечено только размерами зеерных планок, к тому же эффективное восстановление изношенных планок не предусмотрено.
Техническим результатом является повышение долговечности, упрощение технологии изготовления и возможности восстановления изношенных зеерных планок, обеспечение заданного разного размера зазора между зеерными планками при сборке из одинаковых по размеру зеерных планок для разных участков зеерных цилиндров.
Существенными признаками является то, что зеерная планка для сборки зеерного цилиндра пресса для отжима масла, выполненная с многоугольным поперечным сечением и имеющая боковые и рабочую грани, причем зеерная планка выполнена из конструкционной стали и имеет наплавленный слой из износостойкого материала на рабочей грани, а одна из боковых граней выполнена с углублениями для установки легкосъемных стальных упорных элементов, обеспечивающих создание заданного зазора между зеерными планками при сборке зеерного цилиндра, при этом упомянутые углубления имеют замкнутый контур и плоское дно. Количество углублений составляет от двух до пяти.
Плоское дно углублений имеет наклон в поперечном сечении от 2 до 6° к противоположной боковой грани в направлении к рабочей грани. Углубления выполнены с замкнутым контуром в форме круга или овала.
Боковая грань с углублениями за пределами ее части с углублениями выполнена с продольным изломом на угол, равный 180° минус величина угла наклона плоского дна углублений к противоположной боковой грани.
Зеерная планка выполнена из углеродистой или низколегированной конструкционной стали.
В качестве износостойкого материала наплавленного слоя использована высоколегированная мартенситная сталь, или высоколегированная мартенситно-феритная сталь, или высоколегированная ферритная сталь, или высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, или аустенитно-ферритная сталь, или высоколегированная аустенитная сталь, или легированная перлитная сталь, или материал, имеющий мартенситную структуру и содержащий борид железа и карбид железа, или подшипниковая сталь, или карбидосодержащий сплав.
Отличительными существенными признаками, действительными во всех случаях является то, что зеерная планка выполнена из конструкционной стали и имеет наплавленный слой из износостойкого материала на рабочей грани, а одна из боковых граней выполнена с углублениями для установки легкосъемных стальных упорных элементов, обеспечивающих создание заданного зазора между зеерными планками при сборке зеерного цилиндра, при этом упомянутые углубления имеют замкнутый контур и плоское дно.
Отличительными существенными признаками, действительными в отдельных случаях, является то, что количество углублений составляет от двух до пяти.
Плоское дно углублений имеет наклон в поперечном сечении от 2 до 6° к противоположной боковой грани в направлении к рабочей грани. Углубления выполнены с замкнутым контуром в форме круга или овала.
Боковая грань с углублениями за пределами ее части с углублениями выполнена с продольным изломом на угол, равный 180° минус величина угла наклона плоского дна углублений к противоположной боковой грани.
Зеерная планка выполнена из углеродистой или низколегированной конструкционной стали.
В качестве износостойкого материала наплавленного слоя использована высоколегированная мартенситная сталь, или высоколегированная мартенситно-феритная сталь, или высоколегированная ферритная сталь, или высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, или аустенитно-ферритная сталь, или высоколегированная аустенитная сталь, или легированная перлитная сталь, или материал, имеющий мартенситную структуру и содержащий борид железа и карбид железа, или подшипниковая сталь, или карбидосодержащий сплав.
Благодаря тому, что зеерная планка выполнена из конструкционной стали и имеет наплавленный слой из износостойкого материала на рабочей грани, а одна из боковых граней выполнена с углублениями для установки легкосъемных стальных упорных элементов, обеспечивающих создание заданного зазора между зеерными планками при сборке зеерного цилиндра, при этом упомянутые углубления имеют замкнутый контур и плоское дно, повышена долговечность, упрощена технология изготовления и возможности восстановления изношенных зеерных планок, упрощено обеспечение заданного разного размера зазора между зеерными планками при сборке из одинаковых по размерам зеерных планок для разных участков зеерных цилиндров, за счет использования различных по размеру упорных элементов, которые значительно проще при изготовлении.
На фиг. 1 изображен главный вид на зеерную планку;
На фиг. 2 изображен разрез А-А, поперечное сечение зеерной планки;
На фиг. 3 изображен вид сверху на зеерную планку;
На фиг. 4 изображен упорный элемент;
На фиг. 5 изображен упорный элемент;
На фиг. 6 изображен поперечный разрез по серединам упорных элементов части узла зеерного цилиндра при сборке указанного комплекта;
На фиг: 7 изображен поперечный разрез по промежуткам между упорными элементами части узла зеерного цилиндра.
Зеерная планка 1 и упорные элементы 2 предназначены для сборки, из большого количества одинаковых зеерних планок 1 и упорных элементов 2, зеерных цилиндров для прессов отжима масла, но в сборе показана только часть зеерного цилиндра, так как наши притязания на конструкцию зеерной планки и окончательная сборка всего зеерного цилиндра не является существенным для нашего решения и понятно специалистам.
Зеерная планка 1 выполнена из основной детали 3, которая изготавливается из углеродистой конструкционной стали, например стали 20, согласно государственному стандарту бывшего СССР (ГОСТ 1050-74), или из низколегированной конструкционной стали, например 10ХСНД или 09Г2, согласно государственному стандарту бывшего СССР (ГОСТ 19281-73), эти стали хорошо поддаются механической обработке, имеют невысокую цену и достаточно высокую несущую способность, но недостаточную износостойкость.
Поэтому рабочая грань 4 выполнена наплавкой слоя 5 из износостойкого материала, а на одной боковой грани 6 выполнены четыре углубления 7, контур которых, как показано на фиг. 1 имеет форму круга, но может быть контур и произвольной геометрической формы, хотя наиболее технологичным и удобным является круг или овал. Углубления 7 с плоским дном, в которые легкосъемно устанавливаются упорные элементы 2, имеющие толщину большую максимальной глубины углублений 7, с возможностью обеспечения заданного зазора между стенками планок, тем более, что по длине зеерных цилиндров для прессов отжима масла, зазор необходимо в разных секциях выполнять различного размера и наиболее уместно это делать не размером сечения зеерных планок, а размером простых в изготовлении упорных элементов 2.
Дно углублений 7 имеет наклон в поперечном сечении в диапазоне от 2 до 6° относительно противоположной боковой грани 8, которая, кстати, может быть параллельна грани 6, то есть заготовки требуют минимума механической обработки при изготовлении зеерних планок, а уже наклон дна углублений 7 предоставляет возможность обеспечения сборки по кругу зеерного цилиндра, например показанная на фигурах зеерная планка 1 имеет наклон под углом 5,25°, это обеспечивает сборку секции зеерного барабана из 70 зеерных планок и 280 упорных элементов 2, так как на фиг. 1 показаны четыре углубления в зеерной планке 1.
В поперечном сечении А-А показано, что на зеерной планке 1 боковая сторона 6 с углублениями 7 за пределами части ширины боковой стороны занятой углублениями имеет продольный излом на угол 180 градусов минус угол наклона дна углубления относительно противоположной боковой грани, этот участок 9 обеспечивает при сборке как раз нормированный зазор и щель заданной формы между зеерными планками, в которой обеспечивается увеличение клинового расширения щели между планками, что обеспечивает облегченное извлечение мелких частиц.
Материал основной детали планки углеродистая конструкционная сталь или низколегированная конструкционная сталь. Износостойким материалом для наплавки слоя 5, который обеспечивает необходимые свойства зеерным планкам, для выполнения цели изобретения - повышение долговечности, упрощение технологии изготовления и восстановление изношенных зеерних планок, являются:
- высоколегированная мартенситная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР - 09Х16Н4Б ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная мартенситно-ферритная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР 20X13 ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная ферритная сталь, например, согласно государственному стандарту бывшего СССР -15Х25Т ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитно-мартенситная сталь, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР - 09Х17Н7Ю ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитно-ферритная сталь, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР - 12Х21Н5Т ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- высоколегированная аустенитная сталь, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР - 08Х18Н10Т ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- легированная перлитная сталь, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР - 20Х3МВФ ГОСТ5632-72, или аналогичная по зарубежным классификациям;
-материал, который имеет мартенситную структуру, содержит борид железа и карбид железа, полученный из порошковой проволоки при наплавке в защитном газе аргоне, например из порошковой проволоки Эн ДОтек ДО*30 фирмы Кастолин Еутектик (EnDOtec DO*30 Castolin Eutectic);
- подшипниковая сталь, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР -ШХ20СГ ГОСТ 801-78, или аналогичная по зарубежным классификациям;
- карбидосодержащий сплав, например, согласно государственного стандарта бывшего СССР - 45Х14Н14В2М, или аналогичный по зарубежным классификациям.
В примерах указаны конкретные марки стали, но это может быть и другая сталь, которая подпадает под указанную в формуле техническую общую классификацию стали или сплава, в том числе аналогичные по Европейской классификации - EN, или американской - ASTM или Великобритании - BS, или Швеции - SS, или Германии-DIN, или Франции-AFNOR, или Италии-UNI, или Испании-UNE, или Японии-JIS.
Также износостойким материалом для наплавки слоя, который обеспечивает необходимые свойства зеерным планкам, являются, например, материалы для наплавки транснациональной компании Линкольн Электрик (Lincoln Electric), которые являются высоколегированными сплавами охваченными формулой:
- штучные электроды Веаршильд АВР (Wearshield ABR)
Состав наплавленного металла, %: С 2,1; Mn 1,1; Si 0,75; Cr 6,5; Мо 0,40. Наплавленный металл противостоит ударным нагрузкам и умеренному абразивному износу.
Электрод Wearshield ABR применяется также для повышения надежности деталей, работающих в условиях износа «металл по металлу». Наплавка может выполняться на углеродистые, низколегированные, нержавеющие и марганцовистые стали. Изготавливаются электроды диаметрами 3,2; 4,0; 4,8 и 6,4 мм.
Твердость по Роквеллу 28 - 53 HRC.
Известное применение: ударные детали молотковых дробилок, режущие кромки бульдозерных отвалов, ковшей экскаваторов;
- штучные электроды Веаршильд 60 (Wearshield 60) Наплавленный металл противостоит интенсивному абразивному износу. Наплавка может осуществляться на углеродистую, низколегированную, нержавеющую и марганцевистую сталь.
Толщина наплавленного электродом Wearshield 60 металла ограничивается двумя слоями. Наплавленный электродом Wearshield 60 металл обрабатывается только шлифованием. Изготавливаются электроды диаметрами 3,2; 4,0 и 4,8 мм.
Твердость по Роквеллу 57 - 62 HRC.
Состав наплавленного металла, %: С 5,0; Mn 0,8; Si 1,0; Cr 23,0; Мо 2,3; V 0,6.
Известное применение: шнековые подающие устройства, бульдозерные ножи, оборудование предприятий по изготовлению кирпичей и кокса, оборудование цементных мельниц;
- порошковая проволока для полуавтомата Линкоре 50 (Lincore 50) Наплавленный металл противостоит абразивному износу в сочетании с ударными нагрузками. Используется для наплавки на изделия из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой, низколегированной, марганцовистой и нержавеющей стали. Для улучшения внешнего вида наплавленного металла и снижения дымообразования процесс ведут под флюсом. Проволока малых диаметров (1,2 и 1,6 мм) особенно эффективна при наплавке на листовой металл малой толщины, на края деталей, при нанесении горизонтальных валков на наклонных поверхностях или в случаях, требующих небольшого нагрева детали.
Изготавливается проволока диаметром: 1,2; 1,6; 2,0 и 2,8 мм. Твердость по Роквеллу 48 - 52 HRC.
Типичный состав наплавленного металла, %: С 2,0; Mn 0,9; Si 1,0; Al 0,6; Cr 9,2; Мо 0,5. Известное применение: зубья ковшей землечерпалок, перемалывающие валки, режущие зубья угольных комбайнов, шнековые транспортеры, направляющие прокатных станов, гусеничные грунтозацепы;
- порошковая проволока для автоматического процесса Линкоре 50/801 (Lincore 50/801) Порошковая проволока серии Lincore с индексом «S» предназначена для наплавки под нейтральными флюсами, также изготовленными компанией Lincoln Electric.
Наплавка слоя заданной толщины производится ручной сваркой или полуавтоматической сваркой сплошной проволокой в сварочных смесях, или порошковой проволокой в сварочных смесях, или самозащитной порошковой проволокой, или под слоем флюса порошковой или сплошной проволокой, или порошком, сплошной или порошковой проволокой в струе плазмы. Наплавка может выполняться неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном инертном газе (Аргон, Гелий, смесь Аргон + Гелий) с использованием сплошной или порошковой проволоки, или наплавка износостойкого слоя выполняется сплошной или порошковой проволокой, а также порошком с использованием лазерного луча. Наплавка может выполняться с использованием гибридных технологий (Лазер + плазма, Лазер + полуавтомат, Плазма + Полуавтомат).
Возможно получение биметаллического соединения путем горячего прокатывания или сваркой взрывом.
При любом способе результатом является выполнение наплавки из износостойкого материала на рабочей грани и все эти способы освоены промышленностью и имеется оборудование для его выполнения. Затем шлифованием до установленных размеров завершается обработка зеерной планки с наплавленным слоем износостойкого материала и выполняются в основной детали 3 углубления 7 под заданным углом и заданной глубины.
При сборке зеерного цилиндра в плоские углубления 7 зеерных планок 1 закладываются упорные элементы 2, и шаг за шагом выполняется стыковка между собой зеерных планок и упорных элементов.
Последовательно зеерные цилиндры собирают с упорными элементами 2 различной заданной толщины, и обеспечивают на разных участках зеерного цилиндра заданный зазор между планками.