ПРЕСС-ГРАНУЛЯТОР
GRANULATOR PRESS

Изобретение относится к области техники для гранулирования предварительно измельченных материалов растительного, животного и минерального происхождения.
Известны пресс-грануляторы, содержащие установленную на планшайбе активную кольцевую матрицу с внутренней цилиндрической поверхностью, перфорированной сквозными фильерами, размещенные внутри нее пассивные прессующие ролики, установленные на водиле, и закрепленный на матрице конус для подачи прессуемого материала [Жислин Я.М., Пикус Б.И. Дробильное и прессующее оборудование комбикормового завода. - М.: Агропромиздат, 1987. - С.57-84], [Технологическое оборудование предприятий отрасли (зерноперерабатывающие предприятия). / Л.А.Глебов [и др.]. - М.: ДеЛи принт, 2006. - С.754-771].
Для такой конструкции характерно боковое выдавливание прессуемого материала в зоне его захвата и сжатия в клиновидном пространстве между прессующими роликами и матрицей, а также в зоне выпрессовывания через фильеры матрицы, что снижает производительность пресс-гранулятора.
Известен также пресс-гранулятор, в котором матрица выполнена в виде перфорированного кольца с внутренними ребордами, а боковые поверхности реборд, обращенные к прессующему ролику, наклонны, что увеличивает сопротивление выдавливанию прессуемого материала в зазоре между ребордами матрицы и торцами прессующего ролика [Авторское свидетельство СССР №638487, кл. В30В 11/20, опубликовано 25.12.78, бюллетень №47].
Однако такая конструкция не позволяет существенно уменьшить боковое выдавливание прессуемого материала, а также улучшить условия его захвата в связи с ограниченной высотой реборд, определяемой условиями компоновки пресс-гранулятора, и невозможностью оперативного регулирования для одной и той же матрицы высоты реборд и зазора между их боковыми поверхностями и торцами прессующих роликов.
Техническим результатом изобретения является улучшение условий захвата прессуемого материала и уменьшение его выдавливания в направлении торцов рабочих органов, за счет чего повышается производительность пресс-гранулятора.
Заявленный технический результат достигается тем, что в пресс-грануляторе, содержащем установленную на планшайбе активную кольцевую матрицу с внутренней цилиндрической поверхностью, перфорированной сквозными фильерами, размещенные внутри нее пассивные прессующие ролики, установленные на водиле, и закрепленный на матрице конус для подачи прессуемого материала в зону прессования, к планшайбе и конусу прикреплены сменные ограничительные кольца таким образом, что их боковые поверхности, обращенные к торцам прессующих роликов и контактируемые с прессуемым материалом, и внутренняя цилиндрическая поверхность матрицы образуют кольцевую полость с входящими внутрь нее прессующими роликами. Ограничительные кольца установлены с возможностью осевого перемещения и последующей фиксации в заданном положении. Контактируемые с прессуемым материалом поверхности ограничительных колец имеют в диаметральном сечении циклоидальную форму, при этом образованы выпуклой стороной обыкновенной циклоиды с начальной точкой, лежащей на окружности, заданной внутренним радиусом ограничительных колец.
На фиг.1 показан осевой разрез пресс-гранулятора; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - сменное ограничительное кольцо; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3 ограничительного кольца с циклоидальной формой боковой поверхности; на фиг.5 - вид В на фиг.3; на фиг.6 - вид Г на фиг.3.
Пресс-гранулятор содержит установленную на планшайбе 1 кольцевую матрицу 2 и размещенные внутри нее прессующие ролики 3, которые установлены на водиле, образованном фланцем 4, плитой 5 и осью 6. На матрице 2 закреплен конус 7 для подачи материала в зону прессования. К планшайбе 1 и конусу 7 прикреплены сменные ограничительные кольца 8 с возможностью их осевого перемещения вдоль шпонок 9, исключающих поворот колец 8 относительно сопрягаемых деталей. Ограничительные кольца 8 частично входят внутрь матрицы 2 для обеспечения заданного зазора Δ между их боковыми поверхностями 10 и торцами прессующих роликов 3. Осевая фиксация ограничительных колец 8 осуществляется через имеющиеся в них продолговатые отверстия при помощи болтов 11 с шайбами 12. Опорные поверхности под шайбы 12 и головки болтов 11 выполнены на ограничительных кольцах 8 в виде плоских лысок 13 с рифлением. Грани шайб 12, прилегающие к лыскам 13, выполнены также с рифлением. В сопряжении ограничительных колец 8 с внутренней поверхностью матрицы 2 обеспечивается посадка с зазором.
Боковые поверхности 10 ограничительных колец 8, обращенные к торцам прессующих роликов 3 и контактируемые с прессуемым материалом, образованы в диаметральном сечении выпуклой стороной обыкновенной циклоиды с начальной точкой М, лежащей на окружности, заданной внутренним радиусом R ограничительных колец 8.
Участок MN циклоиды описывается следующими параметрическими уравнениями:
x=r·(φ-sinφ),
y=r·(1-cosφ),
где r - радиус производящего круга;
φ - угол поворота производящего круга.
Радиус r производящего круга определяется из выражения
,
где h - высота боковых поверхностей 10 ограничительных колец 8;
b - толщина циклоидального участка боковых поверхностей 10 ограничительных колец 8;
N
φ - угол поворота производящего круга, соответствующий точке N.
Соотношение h и b удовлетворяет условию
.
Работа пресс-гранулятора осуществляется следующим образом. Привод пресса через планшайбу 1 передает вращение матрице 2, которая за счет сил трения вращает прессующие ролики 3. Подаваемый через конус 7 на внутреннюю поверхность матрицы 2 прессуемый материал под действием касательных напряжений от контактных поверхностей матрицы 2, прессующих роликов 3 и контактных поверхностей 10 сменных ограничительных колец 8 увлекается в клиновидное пространство, ограниченное этими поверхностями, где происходит сжатие прессуемого материала и его выпрессовывание в формообразующие каналы матрицы 2 в виде гранул. Дополнительные контактные поверхности 10 способствуют увеличению окружной протяженности области контакта прессуемого материала с рабочими органами, что позволяет оптимизировать условия захвата слоя прессуемого материала. Кроме того, в процессе сжатия часть прессуемого материала перемещается в направлении торцов рабочих органов. Кольца 8 ограничивают торцевые поверхности слоя прессуемого материала и препятствуют его боковому выдавливанию. Регулирование зазора Δ между поверхностями 10 и торцами прессующих роликов 3 осуществляется перемещением ограничительных колец 8 по шпонкам 9 с последующей фиксацией в заданном положении болтами 11. Регулирование зазора Δ может осуществляться, в частности, при износе контактных поверхностей 10 ограничительных колец 8. Часть прессуемого материала попадает в зазор Δ и выдавливается через него. Выполнение боковых поверхностей 10 ограничительных колец 8 по циклоиде позволяет создать сужающийся зазор Δ оптимальной формы и увеличить тем самым сопротивление выдавливанию прессуемого материала.
Таким образом, в предложенном изобретении улучшаются условия захвата прессуемого материала, и существенно уменьшается его выдавливание в направлении торцов рабочих органов, в результате чего увеличивается производительность пресс-гранулятора.