ЭКСТРУДЕР
EXTRUDER

Изобретение относится к оборудованию для экструзионной обработки пищевых продуктов и может быть использовано для производства белковых текстуратов из пищевого сырья различного происхождения.
Известен экструдер, который содержит корпус с загрузочным бункером, привод, шнек и формующее устройство. Во впадине винтового канала шнека по всей длине зон загрузки и смешивания установлена по винтовой линии пластина, в центральной части которой в зоне смешивания закреплены форсунки. Образованная пластиной и впадиной шнека полость сообщается с трубопроводом для подачи жидкой фракции через диаметральный канал, выполненный в валу шнека. Трубопровод для подачи жидкой фракции расположен в опоре крепления подшипникового узла шнека экструдера. Устройство позволяет повысить качество переработки продукта за счет интенсификации процесса смешивания пищевой смеси в рабочей камере экструдера. (Остриков А.Н., Василенко Л.И. Патент RU №2263028 SU, кл. В29С 47/38, А23Р 1/12, опубл. 2005)
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является шнековый экструдер, включающий шнековый корпус, на внутренней поверхности которого выполнены направляющие канавки, внутри которого установлен шнек с винтовой нарезкой, а также загрузочное устройство и головку в виде патрубка для установки матрицы на конце шнекового корпуса. На конце шнека со стороны матрицы выполнены направляющие канавки, а на внутренней поверхности корпуса выполнена винтовая нарезка, причем направление винтовой нарезки на корпусе противоположно направлению винтовой нарезки на шнеке. (В.Г. Коротков, А.Ю. Рогулин, В.П. Попов, В.П. Ханин, М.Ю. Шрейдер Патент RU №2306775, МПК А23Р 1/12 (РФ). Опубл. 2007)
Недостатком известной конструкции экструдера является увеличение утечек продукта при высоком давлении, а следовательно, снижение подачи экструдера.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Экструдер включает корпус, на поверхности которого выполнены отверстия вдоль корпуса, в которые установлены подвижные подпружиненные штифты, выступающие в зону перемещения продукта, имитирующие внутреннюю нарезку на корпусе и имеющие возможность входить в корпус для прохождения витка шнека и возвращающиеся обратно за счет пружины. Внутри корпуса установлен шнек с уменьшающимся шагом винтовой нарезки или постепенно увеличивающимся внутренним диаметром вала шнека, а также загрузочное устройство и головка в виде патрубка для установки матрицы на конце шнекового корпуса.
Технический результат заключается в повышении эффективности перемешивания, увеличении подачи и облегчении очистки корпуса.
Причинно-следственная связь между техническим результатом и существенными признаками экструдера заключается в следующем.
Установка подвижных подпружиненных штифтов в отверстия на корпусе, выступающих в зону перемещения продукта, имитируя нарезку внутренней поверхности, способствует интенсивному перемешиванию, препятствует вращению продукта вместе со шнеком и направляет продукт в сторону матрицы.
Выступ штифтов из корпуса и возможность их перемещения внутрь корпуса позволяет уменьшить зазор между витком шнека и внутренней поверхностью корпуса, что способствует снижению утечек экструдата в обратном направлении при повышении давления и тем самым повышает подачу экструдера.
На фиг. 1 изображен общий вид экструдера; на фиг. 2 - участок крепления штифтов в разрезе.
Экструдер содержит матрицу 1, корпус 2 с загрузочной горловиной 3, прессующий шнек 4 и механизм перемешивания, состоящий из подпружиненных штифтов 5, 6, 7, прижимной планки 8, пружины 9 и регулировочных шайб 10.
Экструдер работает следующим образом.
При вращении шнека 4 в корпусе 2 экструдируемый продукт равномерно подается в загрузочную горловину 3 экструдера и направляется прессующим шнеком 4 в сторону матрицы 1. Для перемещения материала необходимо, чтобы трение о материал корпуса 2 было больше трения о витки шнека 4. Этому способствует установка механизма перемешивания.
При вращении вала шнека 4 виток шнека 4 поднимает подпружиненные штифты 5, 6, 7 и после прохождении витка выступы штифтов 5, 6, 7 и после прохождения витка выступы штифтов 5, 6, 7 возвращаются в зону перемещения продукта за счет пружин 9. Усилие сжатия пружины 9 зависит от давления продукта на штифты 5, 6, 7 и будет увеличиваться при приближении к матрице 1. Регулировку давления можно осуществлять, сжимая пружину 9 путем установки регулировочных шайб 10 между пружинами и планкой 8. Подъем штифтов 5, 6, 7 осуществляется витком шнека 4, а возврат пружинами 9, поэтому размещение штифтов 5, 6, 7 может быть прямыми рядами, с прямой и обратной винтовой навивкой и на любом расстоянии в пределах конструкционных и технологических допусков корпуса 2.
Количество штифтов 5, 6, 7, их размещение на корпусе 2, форма выступа штифтов 5, 6, 7, выходящего из корпуса 2, зависит от свойств экструдируемого материала и задаваемых параметров процесса экструдирования и может быть любой другой.
Корпус 2 изготовлен без уступов, что облегчает очистку экструдера.
Предлагаемый экструдер позволяет повысить эффективность перемешивания, увеличить подачу и облегчить очистку корпуса при забивании его продуктом.