ДВУХШНЕКОВЫЙ ПРЕСС-ЭКСТРУДЕР

Полезная модель относится к оборудованию при переработке сельскохозяйственной продукции, для приготовления комбикормов путем экструзии и кроме того, может быть использовано в пищевой промышленности. Известна конструкция пресс-экструдера (патент РФ. №2153270, МПК А23Р 1/12, 1998), состоящего из привода, станины, загрузочного бункера, питателя, разъемных частей корпуса шнека, подающего шнека, в местах соединения разъемных частей установлено жестко закрепленное кольцо с внутренними пазами, выполненными по оси кольца.
Недостатками данной конструкции является невозможность изменения проходного сечения внутренних пазов кольца во время работы экструдера, и тем самым узкая область регулирования режимов экструзии.
Наиболее близким по конструкции (прототипом) является двухшнековый пресс-экструдер РЗ-КЭД-88 (Термопластическая экструзия, научные основы, технология, оборудование / под ред. А.Н.Богатырева, - М: Ступень, 1994 - 197 с). Экструдер состоит из станины, распределительной коробки с приводом дозатора сыпучих компонентов и приводом системы дозированной подачи воды, системы охлаждения, узла экструзии, режущего устройства и индукционного нагревателя. Узел экструзии состоит из двух корпусов (загрузочного и основного), двух шлицевых валов, соединяющихся с валами распределительной коробки.
Привод шнеков осуществляется от электродвигателя постоянного тока через редуктор и распределительную коробку.
Недостатками данной конструкции является невозможность регулировки давления внутри узла экструзии, использование для подогрева дополнительного индукционного нагревателя, и как следствие, увеличение потребляемой мощности.
Технической задачей полезной модели является расширение диапазона регулирования температуры внутри узла экструзии без применения дополнительных внешних подогревающих устройств и регулирование давления и температуры экструдируемого продукта за счет изменения проходного сечения в рабочей зоне экструдера, а также обеспечение равномерного перехода продукта от дозирующей к нагнетательной зоне.
Указанная задача достигается в двухшнековом пресс-экструдере, содержащем станину, привод, загрузочный бункер, узел экструзии, состоящий из загрузочного корпуса и основного нагнетающего корпуса, внутри которых размещены шнеки, разделенные на дозирующую и нагнетательную зоны, и формующий узел, где согласно предлагаемой полезной модели, между загрузочным и основным нагнетающим корпусом в зоне перехода от дозирующей к нагнетательной зоне установлены тормозящие элементы с возможностью радиального перемещения, осевого поворота и фиксации в различных положениях относительно осей шнеков, кроме того, тормозящие элементы, рабочая часть которых, находящаяся между внутренней стенкой узла экструзии и поверхностью шнеков, в поперечном сечении имеют форму позволяющую изменять проходное сечение в зоне перехода перерабатываемого продукта от дозирующей к нагнетательной зоне, причем между загрузочным и основным нагнетающим корпусами установлено от четырех до двенадцати тормозящих элементов, рабочая часть которых выполнена в виде треугольника или эллипса.
В отличие от прототипа в двухшнековом пресс-экструдере, в котором шнеки имеют встречное вращение, между дозирующей и нагнетательными зонами вводятся тормозящие продукт элементы, имеющие радиальное перемещение относительно осей шнеков в зону движения продукта и поворот вокруг оси перемещения. Элементы могут фиксироваться как в продольном, так и в осевом перемещении, изменяя тем самым проходное сечение пространства между шнеками и внутренней стенкой узла экструзии.
Тормозящие элементы, установленные в количестве от четырех до двенадцати, имеющие в рабочей части различное поперечное сечение в виде эллипса или треугольника, могут поворачиваться вокруг оси радиального перемещения относительно осей шнеков, что позволяет изменять проходное сечение в рабочей зоне и тем самым регулировать температуру и давление экструдируемого продукта.
На фиг.1 показан общий вид двухшнекового пресс-экструдера; на фиг.2 - сечение А-А в месте установки тормозящих элементов; на фиг.3 - сечение Б-Б рабочей части тормозящих элементов.
Двухшнековый пресс-экструдер состоит из станины 1, привода 2, загрузочного бункера 3, узла экструзии 4, состоящего загрузочного корпуса и основного нагнетающего корпуса, шнеков 5, разделенных кольцевой проставкой 9 на дозирующую с большим шагом 6 и нагнетательную с меньшим шагом 7 зоны, и формующего узла 8.
В средней части шнеков между дозирующей 6 и нагнетательной 7 зонами расположены вертикальные, горизонтальные и наклонные тормозящие элементы 10 относительно плоскости поперечного сечения узла экструзии 4.
Станина 1 представляет собой жесткую сварную конструкцию, на которой размещены все основные узлы пресс-экструдера. Привод 2 состоит из электродвигателя постоянного тока и редуктора (на фиг. не показано). Вращение шнеков 5 осуществляется от редуктора через муфту, посредством передачи крутящего момента от ведущей к равновеликой ведомой шестерне.
Шестерни, шнеки, съемные проставки насажены на валы и фиксируются призматическими шпонками. Дозирующие витки шнека имеют увеличенный шаг винтовой линии по сравнению с нагнетающими витками. В пресс-экструдере устанавливается от четырех до двенадцати тормозящих элементов. Выбор количества тормозящих элементов позволяет обеспечить изменение проходного сечения рабочей зоны экструдера в зависимости от вида перерабатываемого продукта. Тормозящие элементы установлены в зоне перехода от дозирующей к нагнетательной зонам шнеков, имеют радиальное перемещение, поворот и фиксацию относительно осей шнеков, а их рабочая поверхность в поперечном сечении может быть выполнена в виде треугольника или эллипса.
Пресс-экструдер работает следующим образом. Перерабатываемый продукт поступает в бункер 3. Затем через загрузочное отверстие попадает в узел экструзии 4, захватывается витками встречно вращающихся шнеков 5 и, совершая вращательно-поступательное движение, вдоль винтовой линии шнеков, интенсивно перемешиваясь и измельчаясь, перемещается по дозирующей зоне 6 переходя к нагнетательной зоне 7. Вследствие того, что продукт при переходе между зонами встречает на своем пути тормозящие элементы 10, он резко изменяет скорость перемещения из-за трения об их поверхность. Тормозящие элементы 10 радиально перемещаются и фиксируются в различных положениях относительно осей шнеков 5 в зоне перехода продукта от дозирующей 6 к нагнетательной 7 зонам шнеков. При вводе внутрь узла экструзии 4 от четырех до двенадцати тормозящих элементов 10 и повороте их вокруг оси перемещения (т.к. рабочая часть тормозящих элементов выполнена в виде треугольника или эллипса) происходит уменьшение проходного сечения между внутренней стенкой узла экструзии 4 и шнеками 5, вследствие этого резко повышается сопротивление перемещению продукта. Встречая на своем пути дополнительное сопротивление, из-за трения о поверхность тормозящих элементов 10 изменяется температура экструдируемого продукта. Под воздействием высокой баротермической нагрузки продукт превращается в вязко-текучую массу, которая нагнетательными витками шнеков подается к формующему узлу 8 и выпрессовывается через отверстия матрицы.
Использование предлагаемого технического решения позволяет перерабатывать различные виды продукции, обеспечить стабильность и эффективность процесса экструзии, значительно снизить энергозатраты на производство продукции.