Екструдер

Екструдер, що містить раму, шпиндельний вузол, бункер, блок керування, циліндр, який складається із обойм, що з'єднані хомутами, розташовані в циліндрі гільзи, розташований в циліндрі шнек, який складається із гвинтів, що насаджені на вал, та шайб, що розміщені поміж гвинтами, кожен гвинт має спіральну поверхню, конусний наконечник, на виході із циліндра встановлено філь'єру, над циліндром встановлено живильник, на виході із філь'єри встановлено відсікач, шнек приводиться в рух від приводу, який складається із електродвигуна, ведучого та веденого шківів клинопасової U 2 (19) 1 3 переробки зерна, що містить раму, шпиндельний вузол, бункер, блок керування, циліндр, який складається із обойм, що з'єднані хомутами, розташовані в циліндрі гільзи, розташований в циліндрі шнек, який складається із гвинтів, що насаджені на вал, та шайб, що розміщені поміж гвинтами, кожен гвинт має спіральну поверхню, із валом жорстко зв'язаний конусний наконечник, а на виході із циліндра встановлено філь'єру, над циліндром встановлено живильник із приводом живильника, на виході із філь'єри встановлено відсікач, шнек приводиться в рух від приводу, який складається із електродвигуна, ведучого та веденого шківів клинопасової передачі [Экструдер для зерна Е-1000 BRONTO. Руководство по эксплуатации. - Черкассы: ЧеркассыЭлеваторМаш, 2010. - 31 с]. Його й оберемо як найближчий аналог. Недоліком відомих конструкцій екструдера є висока собівартість та високі поточні витрати на купівлю швидкозношуваних деталей, що обумовлено великою протяжністю робочої зони - гвинтів та гільз (це відбувається внаслідок недостатньо ефективної роботи екструдера через те, що транспортування, подрібнення, перемішування та нагрівання сировини здійснюється робочими органами однакової конструкції). В основу корисної моделі поставлена задача отримання нового технічного результату. Технічним результатом є: зменшення собівартості екструдера та зменшення експлуатаційних витрат. Поставлена задача досягається тим, що екструдер, який містить раму, шпиндельний вузол, бункер, блок керування, циліндр, який складається із обойм, що з'єднані хомутами, розташовані в циліндрі гільзи, розташований в циліндрі шнек, який складається із гвинтів, що насаджені на вал, та шайб, що розміщені поміж гвинтами, кожен гвинт має спіральну поверхню, конусний наконечник, на виході із циліндру встановлено філь'єру, над циліндром встановлено живильник, на виході із філь'єри встановлено відсікач, шнек приводиться в рух від приводу, який складається із електродвигуна, ведучого та веденого шківів клинопасової передачі, згідно з корисною моделлю, додатково обладнаний швидкохідним валом, підшипником ковзання, підшипниками кочення, ножовим ротором, ножовим статором, веденим шківом клинопасової передачі, причому вал виконано пустотілим, підшипник ковзання та підшипники кочення встановлено всередині валу, швидкохідний вал проходить крізь вал і спирається на підшипник ковзання та підшипники кочення, конусний наконечник жорстко з'єднано із швидкохідним валом, один ведений шків клинопасової передачі жорстко зв'язано із валом, а інший ведений шків клинопасової передачі жорстко зв'язаний із швидкохідним валом, причому діаметри ведених шківів клинопасової передачі обрано таким чином, що забезпечується більш швидке обертання швидкохідного валу по відношенню до валу, в місці встановлення першої по напрямку подачі сировини шайби жорстко встановлено ножовий статор в обоймі та ножовий ротор на валу, спіральні поверхні щонайменше одного гвинта виконано із наскрізними пазами. 60044 4 Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображено: На фіг. 1 - загальний вид екструдера за корисною моделлю, що пропонується; на фіг. 2- кінематична схема екструдера; на фіг. 3 устрій циліндру екструдера; на фіг. 4 - загальний вид та взаємне розміщення ножового ротору та ножового статору; на фіг. 5 - взаємне розташування різальних елементів ножового ротору та ножового статору; на фіг. 6 - загальний вид гвинта із наскрізними пазами на спіральних поверхнях; на фіг. 7 - поперечний переріз гвинта із наскрізними пазами. Екструдер складається (фіг. 1-7) з рами 1, на якій встановлено шпиндельний вузол 2, бункер 3, живильник 4, привод 5 та блок керування 6. До шпиндельного вузла 2 приєднано циліндр 7, який складається із обойм 8, що з'єднані хомутами 9. В шпиндельному вузлі 2 на підшипниках кочення 10 встановлено вал 11, всередині якого також на підшипниках кочення 12 встановлено швидкохідний вал 13. Іншою стороною швидкохідний вал 13 встановлено в підшипнику ковзання 14. Із швидкохідним валом 14 жорстко зв'язаний конусний наконечник 15. Всередині обойм 8 циліндру 7 встановлено гільзи 16, які по мірі зношування можуть бути замінені. На валу 11 встановлено шнек 17, що складається із гвинтів 18, поміж якими встановлено шайби 19. Також всередині циліндру 7 встановлено ножовий статор 20 та ножовий ротор 21 таким чином, що ножовий ротор 21 може обертатись відносно ножового статору 20, зазор між ножовим ротором 21 і ножовим статором 20 зменшується по напрямку руху сировини всередині циліндру 7. Різальні елементи ножового ротору 21 та ножового статору 20 можуть бути встановлені за допомогою запресування, пайки та ін. Спіральні поверхні 22 одного або декількох гвинтів 18 мають наскрізні пази 23. Привод 5 складається з електродвигуна 24, ведучого шківа 25 клинопасової передачі та двох ведених шківів, причому ведений шків клинопасової передачі 26 меншого діаметра встановлено на швидкохідному валу 13, а ведений шків клинопасової передачі 27 більшого діаметра встановлено на валу 11. На виході із циліндра 7 встановлено філь'єру 28 та відсікач 29. Екструдер працює наступним чином. Сировина подається із бункера З живильником 4 до циліндру 7, в якому вона захоплюється шнеком 17 і транспортується до вздовж його вісі. При надходженні сировини до зазору між ножовим ротором 21 і ножовим статором 20 сировина підлягає подрібненню їх лезами. Завдяки конусній формі ножового ротору 21 сировина подрібнюється поступово - від початкового розміру до найменшого, який визначається найменшим значенням вказаного зазору. Після цього сировина наступним гвинтом 18 подається у напрямку філь'єри 28. Одночасно із транспортуванням сировина інтенсивно перемішується, це відбувається внаслідок наявності наскрізних пазів 23 на спіральних поверхнях 22 гвинта 18 (більш текуча фракція сировини переміщується у наскрізних пазах 23 у зворотному до подачі напрямку, оскільки по напрямку подачі щільність сировини в робочому просторі циліндру 7 збільшується, це збільшує зворотну течію ком 5 понентів сировини у напрямку завантажувального вікна - у напрямку меншого опору). Далі сировина протискується крізь зазори між шайбами 19 і гільзами 16, що підвищує ступінь її гомогенізації. При потраплянні сировини в зазор між конусним наконечником 15 та обоймою 8 відбувається інтенсивний нагрів сировини завдяки швидкому обертанню конусного наконечника 15, який жорстко посаджено на швидкохідний вал 13. При надходженні у філь'єру 28 вихідна сировина є подрібненою, перемішаною, нагрітою до температури, що більша 100 °С, та спресованою. Це призводить до знезараження сировини та необхідних біохімічних перетворень, що спрямовані на підвищення її поживної цінності. По виході із філь'єри 28, внаслідок вивільнення нагрітої вологи та різкого зниження тиску сировина різко збільшується в об'ємі, набуваючи свого готового вигляду. Струмінь сировини, що виходить із філь'єри 28 розділяється на частини відсікачем 29. Завдяки використанню ножового ротора 21 та ножового статора 20 замість шайби (як за відомими аналогами) на ділянці попереднього подрібнення сировини стає можливим суттєво зменшити зусилля, необхідні для виконання процесу подрібнення. Це призводить до того, що гвинт 18, який подає сировину до ножових ротора 21 та статора 20, може бути виконаний значно меншої довжини, чим за відомими аналогами, оскільки він має розвивати значно менше зусилля втискування сировини в зазор. 60044 6 Завдяки використанню наскрізних пазів 23 у спіральних поверхнях 22 гвинтів 18 досягається підвищення ефективності перемішування компонентів сировини, що дозволяє скоротити довжину ділянки перемішування у порівнянні із відомими аналогами. Завдяки наявності швидкохідного вала 13 та виконанню вала 11 пустотілим із підшипником ковзання 14 та підшипниками кочення 12, а також завдяки використанню двох ведених шківів клинопасової передачі із вказаним співвідношенням їх діаметрів досягається підвищення швидкості обертання конусного наконечника 15 по відношенню до шнеку 17. Цим забезпечується підвищення інтенсивності нагріву сировини при незмінній продуктивності екструдера. Внаслідок цього гвинти 18, що розташовані з боку виходу сировини, можуть мати меншу довжину ніж за відомими аналогами, оскільки за відомими аналогами нагрів сировини відбувається в тому числі спіральними поверхнями гвинтів. Все зазначене дозволило досягти результату, при якому загальна довжина шнека 17 та гільз 16 до 2 разів менша ніж за відомими аналогами. Зважаючи на високу вартість виготовлення гвинтів 18 та гільз 16 з легованих зносостійких матеріалів, цим досягається зменшення собівартості вказаних вузлів та значне зменшення експлуатаційних витрат на купівлю швидкозношуваних деталей - гвинтів та гільз. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 60044 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601