Шнековый пресс-экструдер

Полезная модель относится к оборудованию для переработки сельскохозяйственной продукции путем экструзии и может быть использована в пищевой промышленности.
Известен пресс-экструдер [1], состоящий из следующих основных узлов: основания (рамы); основного привода; бункера; питающего шнека-дозатора; приемной камеры; нагнетающего шнека, помещенного в сборный корпус (цилиндр); матрицы с отрезным ножом; привода питающего шнека-дозатора; системы управления и контроля. Рабочим органом пресс-экструдера является прессующий узел, состоящий из нагнетательного шнека, сборного цилиндра и матрицы. Основанием составного нагнетающего шнека является шпилька с левой резьбой, на которой монтируются: шнек первой ступени (входной шнек); шнек второй ступени (средняя часть); шнек третьей ступени (выходная часть); греющие шайбы.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость процесса работы равная 0,120…0,220 кВт⋅ч/кг [2], а также низкая универсальность и высокая металлоемкость конструкции.
Задача полезной модели - уменьшение удельных энергозатрат процесса экструдирования, и возможность переработки материала с различными физико-механическими свойствами за счет конструкционных особенностей шнековой части устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в пресс-экструдере, содержащем корпус основного привода, загрузочный бункером с дозатором, разъемный цилиндрический корпус, составной шнек, состоящий из соосно установленных на шпильке шнеков: подающего шнека, двух прессующих шнеков и шнека, выполненного с уменьшенным шагом витка; экструзионную головку, включающую корпус головки, греющую шайбу и формирователь с выходными отверстиями, причем с одной стороны каждого подающего шнека, прессующих шнеков и шнека, выполненного с уменьшенным шагом витка изготовлены шпонки, а с другой стороны шпоночные пазы, при этом на внутренней стороне цилиндрического корпуса, выполнена многозаходная винтовая нарезка с прямоугольным профилем и навивкой, выполненной противоположно навивки витков составного шнека.
На фиг. 1 показан общий вид пресс-экструдера; на фиг. 2 - разрез А-А шнековой части пресс-экструдера на Фиг.1.
Пресс-экструдер содержит корпус основного привода 1, установленный на сварной раме 2; загрузочный бункер 3 с дозатором 4; шнековую часть 5, включающую разъемный цилиндрический корпус 6, состоящий из разъемных частей 7 и 8, соединенных хомутами 9; составной шнек 10, состоящий из соосно установленных на шпильке 11 и стянутых пулей 12 с левой резьбой, шнеков: подающего шнека 13, двух прессующих шнеков 14 и шнека 15, выполненного с уменьшенным шагом витка; экструзионную головку 16, включающую корпус головки 17, греющую шайбу 18 и формирователь 19 с выходными отверстиями 20.
Для передачи крутящего момента, от основного привода 1, на шнеках 13, 14, и 15, изготовлены шпонки 21 с одной стороны и шпоночные пазы 22 с другой стороны каждого подающего шнека 13, прессующих шнеков 14 и шнека 15, выполненного с уменьшенным шагом витка.
На внутренней стороне цилиндрического корпуса 5, выполнена многозаходная винтовая нарезка 23 с прямоугольным профилем и навивкой, выполненной противоположно навивки витков составного шнека 10.
Работает пресс-экструдер следующим образом. Продукт загружают в бункер 3, посредством дозатора 4, происходит регулирование подачи материала в зону загрузки.
При движении по корпусу 6 за счет вращения подающего шнека 13, двух прессующих шнеков 14 и шнека 15, выполненного с уменьшенным шагом витка, перерабатываемый материал подвергается тепловой обработке под давлением, перемешивается и выдавливается из выходных отверстий 20 формирователя 19 экструзионной головки 16. Разогрев производится за счет работы сил внутреннего трения перерабатываемого материала и трения о детали корпуса 6 и шнеков 14 и 15. Для более эффективного перемешивания и нагрева перерабатываемого материала в корпусе 6, выполнена многозаходная винтовая нарезка 23 с прямоугольным профилем и навивкой, выполненной противоположно навивки витков составного шнека 10.
Температура и давление увеличиваются по мере продвижения исходного перерабатываемого материала по шнековой части 5 пресс-экструдера.
Поднастройка температуры процесса экструзии и коэффициента взрыва зерна производится изменением площади выходных отверстий 20 сопла формирователя 19.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет существенно уменьшить удельные энергозатраты процесса экструдирования, и повысить производительность машины, обеспечить стабильность и эффективность процесса экструзии.
Источники информации
1. УСТРОЙСТВО ПРЕСС-ЭКСТРУДЕРА ПЭ-КМЗ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.pekmz.com/press-ekstrudery/003.
2. Мишанин, А.Л. Повышение эффективности приготовления экструдированного корма с обоснованием параметров матрицы пресс-экструдера: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / А.Л. Мишанин. - Пенза, 2010. - 158 с.