(74)专利代理机构西安研创天下知识产权代理事务所(普通合伙)61239专利代理师王小慧
本发明公开了一种双螺杆挤压膨化机,属于食品加工机械技术领域,包括喂料装置、挤压膨化装置、切割装置和主机架,所述喂料装置包含用于对原料进行搅拌的搅拌腔,以及对原料进行剪切输送的输送腔,所述搅拌腔内沿轴向转动设有螺旋搅拌组件,所述输送腔内沿轴向转动设有螺旋喂料组件,所述输送腔远离所述搅拌腔的一端开设有喂料出口,所述挤压膨化装置位于所述喂料装置的下方一侧,且所述挤压膨化装置上开设有与所述喂料出口相对应的喂料入口,所述挤压膨化装置内设有两个螺杆总成,每个所述螺杆总成不同段的形状不相同,所述切割装置固设在所述挤压膨化装置远离所述喂料装置的一端。本发明的双螺杆挤压膨化机生产效率高、智能化程度高、且生产范围。
1.一种双螺杆挤压膨化机,包括喂料装置(1)、挤压膨化装置(2)、切割装置(3)和主机架(8),其特征是,所述喂料装置(1)包括用于对原料进行搅拌的搅拌腔(112),以及用于对原料进行剪切输送的输送腔(115),所述输送腔(115)与所述搅拌腔(112)连通且垂直设置,所述搅拌腔(112)内沿轴向转动设有螺旋搅拌组件,所述输送腔(115)内沿轴向转动设有螺旋喂料组件,所述输送腔(115)远离所述搅拌腔(112)的一端开设有喂料出口(111),所述挤压膨化装置(2)位于所述喂料装置(1)的下方一侧,且所述挤压膨化装置(2)上开设有与所述喂料出口(111)相对应的喂料入口(207),所述挤压膨化装置(2)内设有两个螺杆总成(221),每个所述螺杆总成(221)不同段的形状不相同,所述切割装置(3)固设在所述挤压膨化装置(2)远离所述喂料装置(1)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述螺旋搅拌组件包括沿所述搅拌腔(112)轴向设置的搅拌轴(108),所述搅拌轴(108)上固设有多个搅拌桨叶
所述输送腔(115)为圆台型结构,且所述输送腔(115)靠近所述搅拌腔(112)的一端为圆台大端,所述喂料出口(111)位于所述输送腔(115)远离所述搅拌腔(112)的一端下方,所述螺旋喂料组件包括沿所述输送腔(115)轴向设置的喂料轴(110),所述喂料轴(110)上固设有变径螺旋带(114),所述变径螺旋带(114)的直径与所述输送腔(115)的形状相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述搅拌腔(112)和所述输送腔(115)外设有用于驱动所述搅拌轴(108)和所述喂料轴(110)的第一驱动组件,所述第一驱动组件包括喂料电机(102),所述喂料电机(102)的输出轴与所述喂料轴(110)固定连接,所述喂料电机(102)的输出轴与所述搅拌轴(108)通过连动机构连接。
4.根据权利要求3所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述连动机构包括套设在所述喂料电机(102)输出轴上的带轮I(101),所述搅拌腔(112)靠近顶部的侧壁上转动连接有传动轴I(105),所述传动轴I(105)上套设有带轮II(104),所述带轮I(101)与所述带轮II(104)之间通过皮带I(103)连接,所述传动轴I(105)与所述搅拌轴(108)之间通过锥齿轮组(113)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述传动轴I(105)位于所述搅拌腔(112)内的部分外部套设有轴套I(106),所述轴套I(106)的一端固设在所述搅拌腔(112)的内侧壁上,所述轴套I(106)的另一端固设有轴套II(107),所述搅拌轴(108)与所述轴套II(107)的底部转动连接,所述锥齿轮组(113)位于所述轴套II(107)内。
6.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述挤压膨化装置(2)包括机筒总成(208),两个所述螺杆总成(221)转动设置在所述机筒总成(208)内,所述机筒总成(208)靠近所述喂料装置(1)的一端安装有用于驱动两个所述螺杆总成(221)转动的第二驱动组件,所述喂料入口(207)开设在所述机筒总成(208)靠近所述第二驱动组件的一端顶部,所述机筒总成(208)远离所述第二驱动组件的一端安装有成型模头(213),所述机筒总成(208)上设有温控组件,每个所述螺杆总成(221)均包括形状不相同的混合输送段(221A)、混捏段(221B)和挤压输送段(221C)。
7.根据权利要求6所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述第二驱动组件包括挤压膨化电机(202)以及分动箱(205),两个所述螺杆总成(221)均与所述分动箱(205)的输出轴连接,所述分动箱(205)的输入轴上安装有带轮IV(204),所述挤压膨化电机(202)的输
出轴上安装有带轮Ⅲ(201),所述带轮Ⅲ(201)与所述带轮IV(204)之间通过皮带II(203)连接。
8.根据权利要求7所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,每个所述螺杆总成
(221)均通过花键轴(2210)与对应的分动箱(205)输出轴连接,所述混合输送段(221A)、混捏段(221B)和挤压输送段(221C)从前往后依次排列,且所述混合输送段(221A)为等距螺杆,所述混捏段(221B)靠近所述混合输送段(221A)的螺杆上开设有轴向沟槽(2211),所述混捏段(221B)靠近所述挤压输送段(221C)的螺杆上设有挡块(2212),所述挤压输送段(221C)为变距螺杆。
9.根据权利要求6所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,所述机筒总成(208)包括多个机筒(2081),每个所述机筒(2081)上均设有所述温控组件,所述温控组件包括安装在所述机筒(2081)外侧壁上的加热装置(209)以及与所述机筒(2081)外侧壁连通的降温机构。
10.根据权利要求9所述的一种双螺杆挤压膨化机,其特征是,每个所述机筒(2081)的外侧壁内均开设有降温腔(2082) ,所述降温机构包括开设在每个所述机筒(2081)外侧壁上,且与所述降温腔(2082)连通的机筒进水口(210)和机筒出水口(214) ,所述机筒进水口
(210)上连接有机筒进水管(211) ,所述机筒出水口(214)上连接有机筒出水管(215) ,
多个所述机筒进水管(211)均与进水总管(218)连通,多个机筒出水管(215)均与出水总管(219)连通,且每个所述机筒进水管(211)上均设有进水电磁阀(216) ,每个所述机筒出水管(215)上均设有出水电磁阀(217) 。
[0001 ] 本发明涉及食品加工机械技术领域,尤其涉及一种双螺杆挤压膨化机。
[0002] 食品挤压加工技术属于高温度高压力食品加工技术,与传统生产的基本工艺相比,简化了膨化、组织化食品的加工工艺过程,丰富了食品的花色品种,同时还改善了产品的组织状态和口感,提高了产品质量。国内的许多生产厂商先后生产了不一样的挤压膨化设备,但目前仍处于相对落后状态,具体表现在, (1)膨化效果差,物料组织状态不均匀,混合效果不好,
(2)现有手动控制不及时,不能够实现供料量、螺杆转速、膨化腔不同段温度、割刀转速等的自动控制,智能化程度低, (3)设备性能差,膨化腔与螺杆易磨损,出料模孔易堵塞,造成设备损坏。
[0003] 针对上述存在的问题,本发明旨在提供一种双螺杆挤压膨化机,膨化效果好、生产效率高、且智能化程度高。
[0005] 一种双螺杆挤压膨化机,包括喂料装置、挤压膨化装置、切割装置和主机架,其特征是,所述喂料装置包含用于对原料进行搅拌的搅拌腔,以及用于对原料进行剪切输送的输送腔,所述输送腔与所述搅拌腔连通且垂直设置,所述搅拌腔内沿轴向转动设有螺旋搅拌组件,所述输送腔内沿轴向转动设有螺旋喂料组件,所述输送腔远离所述搅拌腔的一端开设有喂料出口,所述挤压膨化装置位于所述喂料装置的下方一侧,且所述挤压膨化装置上开设有与所述喂料出口相对应的喂料入口,所述挤压膨化装置内设有两个螺杆总成,每个所述螺杆总成不同段的形状不相同,所述切割装置固设在所述挤压膨化装置远离所述喂料装置的一端。
[0006] 进一步的,所述螺旋搅拌组件包括沿所述搅拌腔轴向设置的搅拌轴,所述搅拌轴上固设有多个搅拌桨叶,多个所述搅拌桨叶的自由端连线] 所述输送腔为圆台型结构,且所述输送腔靠近所述搅拌腔的一端为圆台大端,所述喂料出口位于所述输送腔远离所述搅拌腔的一端下方,所述螺旋喂料组件包括沿所述输送腔轴向设置的喂料轴,所述喂料轴上固设有变径螺旋带,所述变径螺旋带的直径与所述输送腔的形状相匹配。
[0008] 进一步的,所述搅拌腔和所述输送腔外设有用于驱动所述搅拌轴和所述喂料轴的第一驱动组件,所述第一驱动组件包括喂料电机,所述喂料电机的输出轴与所述喂料轴固定连接,所述喂料电机的输出轴与所述搅拌轴通过连动机构连接。
[0009] 进一步的,所述连动机构包括套设在所述喂料电机输出轴上的带轮I,所述搅拌腔靠近顶部的侧壁上转动连接有传动轴I,所述传动轴I上套设有带轮II,所述带轮I与所述带轮II之间通过皮带I连接,所述传动轴I与所述搅拌轴之间通过锥齿轮组传动连接。
[0010] 进一步的,所述传动轴I位于所述搅拌腔内的部分外部套设有轴套I,所述轴套I的一端固设在所述搅拌腔的内侧壁上,所述轴套I的另一端固设有轴套II,所述搅拌轴与所述轴套II的底部转动连接,所述锥齿轮组位于所述轴套II内。
[001 1 ] 进一步的,所述挤压膨化装置包含机筒总成,两个所述螺杆总成转动设置在所述机筒总成内,所述机筒总成靠近所述喂料装置的一端安装有用于驱动两个所述螺杆总成转动的第二驱动组件,所述喂料入口开设在所述机筒总成靠近所述第二驱动组件的一端顶部,所述机筒总成远离所述第二驱动组件的一端安装有成型模头,所述机筒总成上设有温控组件,每个所述螺杆总成均包括形状不相同的混合输送段、混捏段和挤压输送段。
[0012] 进一步的,所述第二驱动组件包括挤压膨化电机以及分动箱,两个所述螺杆总成均与所述分动箱的输出轴连接,所述分动箱的输入轴上安装有带轮IV,所述挤压膨化电机的输出轴上安装有带轮Ⅲ,所述带轮Ⅲ与所述带轮IV之间通过皮带II连接。
[0013] 进一步的,每个所述螺杆总成均通过花键轴与对应的分动箱输出轴连接,所述混合输送段、混捏段和挤压输送段从前往后依次排列,且所述混合输送段为等距螺杆,所述混捏段靠近所述混合输送段的螺杆上开设有轴向沟槽,所述混捏段靠近所述挤压输送段的螺杆上设有挡块,所述挤压输送段为变距螺杆。
[0014] 进一步的,所述机筒总成包括多个机筒,每个所述机筒上均设有所述温控组件,所述温控组件包括安装在所述机筒外侧壁上的加热装置以及与所述机筒外侧壁连通的降温机构。
[0015] 进一步的,每个所述机筒的外侧壁内均开设有降温腔,所述降温机构包括开设在每个所述机筒外侧壁上,且与所述降温腔连通的机筒进水口和机筒出水口,所述机筒进水口上连接有机筒进水管,所述机筒出水口上连接有机筒出水管,
[0016] 多个所述机筒进水管均与进水总管连通,多个机筒出水管均与出水总管连通,且每个所述机筒进水管上均设有进水电磁阀,每个所述机筒出水管上均设有出水电磁阀。
[0017] 本发明的有益效果是,与现存技术相比,本发明的改进之处在于,
[0018] 1、本发明的双螺杆挤压膨化机中喂料装置包含搅拌腔和输送腔,通过搅拌腔和输送腔的相互配合,能轻松实现连续、均匀的喂料,通过变频调速的喂料电机可以在线实时调节喂料的流量,避免喂料出口堵塞,螺旋搅拌组件可将物料混合均匀,放置物料结拱,在输送腔内设置有螺旋喂料组件,变径螺旋带从前至后螺旋直径逐渐变小,与输送腔配合后有利于物料压实,增大了物料剪切速率,改善了混合物密度,提高了喂入质量。
[0019] 2、本发明的喂料装置中螺旋搅拌组件和螺旋喂料组件通过一个喂料电机同时驱动,螺旋搅拌组件和螺旋喂料组件的转速保持同步,既能节省耗能,又能保证搅拌和喂料的速度同步,避免物料堆积结拱。
[0020] 3、本发明的双螺杆挤压膨化机中挤压膨化装置包含两个螺杆总成,每个螺杆总成包括形状不相同的混合输送段、混捏段和挤压输送段,混合输送段为等距螺杆,用于将经过喂料装置喂入的物料进行混合,螺杆上的螺旋推动物料向后运动,混捏段螺杆为带有轴向沟槽的螺杆段与带有挡块的螺杆段,带有轴向沟槽的螺杆段在圆周方向交替设有多个轴向沟槽,未熔融的颗粒在通过轴向沟槽间隙时受到强烈的剪切作用而升温熔融,并且随着螺杆的旋转,物料进入轴向沟槽形成涡流,使物料混合更加均匀,带有挡块的螺杆段在螺杆螺旋方向设有挡块,经带有轴向沟槽的螺杆段输送过来的物料受到挡块的阻挡作用形成绕流、
分流及汇流,提高了剪切力物料流进一步均化,挤压输送段螺杆为变距螺杆,混合均匀的物料在本段由于螺距的改变增大了压缩比,提高了生产能力。通过设计多段形状不相同的螺杆,从而使得物料混合特性好,磨损小,剪切率高,产量大。
[0021 ] 4、本发明的挤压膨化装置中机筒总成包括多个机筒组合而成,在每个机筒上均设有温控组件,所述温控组件包括安装在所述机筒外侧壁上的加热装置以及与所述机筒外侧壁连通的降温机构,可以对每个机筒独立加热或者降温,从而对不同段的机筒内腔温度均能来控制,物料在挤出时,能确保其形状和组织形态。
[0022] 5、本发明的双螺杆挤压膨化机通过喂料装置、挤压膨化装置和切割装置的相互配合,能轻松实现产品膨化效果好,生产效率高,且物料混合效果好,挤出产品组织状态均匀的效果,而且还可以有效的进行全自动控制,精确控制各种物料流量及流量比例,迅速调节机筒总成内各段温度,实现了供料量、螺杆转速、膨化腔不同段温度、割刀转速的自动控制,智能化程度高,应用场景范围广。
[0033] 为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
[0035] 参照附图1‑6所示的一种双螺杆挤压膨化机,包括喂料装置1、挤压膨化装置2、切
割装置3和主机架8,所述主机架8的顶部,且位于主机架8的前侧中部处通过螺栓固定安装有喂料装置机架9,所述喂料装置1安装在所述喂料装置机架9上,喂料装置1用于将原料简单混合后定量、均匀、连续的喂入挤压膨化装置2,所述主机架8的顶部,且位于主机架8的后侧中部处通过螺栓固定安装有挤压膨化装置底座5,所述挤压膨化装置2安装在所述挤压膨化装置底座5上,挤压膨化装置2用于对喂入其中的物料做挤压膨化处理,所述主机架8的后侧通过螺栓安装有切割装置机架4,所述切割装置3安装在所述切割装置机架4上,且所述切割装置3位于所述挤压膨化装置2的后侧,用于将挤压膨化装置2处理后的产品做切割来获取所需挤压产品的长度。所述主机架8的下方还安装有控制管理系统,控制管理系统6用于设置喂料速度、挤压膨化处理所需各种参数(温度、螺杆转速等) 、切割装置3的速度等,所述主机架8的顶部还安装有操作面板7,所述操作面板7位于所述喂料装置1与所述挤压膨化装置2之间,操作面板7与控制管理系统6采用电线用于人机交互设置,手动输入指令设置控制管理系统6内的元件参数,并显示系统相应数据如当前喂入量、膨化腔温度,切割转速等。
[0036] 具体的,所述喂料装置1包括用于对原料进行搅拌的搅拌腔112,以及用于对原料进行剪切输送的输送腔115,所述搅拌腔112竖直设置,所述输送腔115与所述搅拌腔112连通且垂直设置,所述搅拌腔112与所述输送腔115组成螺旋喂料装置机壳,通过螺栓固定杆状在喂料装置机架9上,所述搅拌腔112内沿轴向转动设有螺旋搅拌组件,所述输送腔115内沿轴向转动设有螺旋喂料组件,所述输送腔115远离所述搅拌腔112的一端开设有喂料出口
111 ,所述挤压膨化装置2位于所述喂料装置1的下方一侧,且所述挤压膨化装置2上开设有与所述喂料出口111相对应的喂料入口207,经过喂料装置1混合后的原料通过喂料出口111进入挤压膨化装置2的喂料入口111,随后进入挤压膨化装置2做挤压膨化操作。
[0037] 更具体的,所述螺旋搅拌组件包括沿所述搅拌腔112轴向设置的搅拌轴108,所述搅拌轴108上焊接固设有多个搅拌桨叶109,多个所述搅拌桨叶109的自由端连线物料混合均匀,防止物料结拱,所述搅拌腔112的顶部设有进料口,用于将原料加入到搅拌腔112中。
[0038] 所述输送腔115为圆台型结构,且所述输送腔115靠近所述搅拌腔112的一端为圆台大端,所述输送腔115远离所述搅拌腔112的一端为圆台小端,所述输送腔115的圆台小端(远离搅拌腔112的一端)连通设有喂料出口111 ,所述喂料出口111与挤压膨化机的挤压膨化装置喂料入口位置相对应,输送腔115中的混合物料通过喂料出口111进入挤压膨化装置2中做挤压膨化。
[0039] 所述螺旋喂料组件包括沿所述输送腔115轴向设置的喂料轴110,所述喂料轴110上固设有变径螺旋带114,所述变径螺旋带114的直径与所述输送腔115的形状相匹配,也即所述变径螺旋带114从前之后螺旋直径逐渐变小,变径螺旋带114与输送腔115配合后有利于物料压实,增大了物料剪切速率,改善了混合物密度,提高了喂入质量。
[0040] 所述搅拌腔112和所述输送腔115外设有用于驱动所述搅拌轴108和所述喂料轴110的第一驱动组件,所述第一驱动组件包括喂料电机102,所述喂料电机102也通过螺栓安装在所述喂料装置机架9上,所述喂料电机102的输出轴与所述喂料轴110通过联轴器固定连接,所述喂料电机102的输出轴与所述搅拌轴108通过连动机构连接。
[0041 ] 所述连动机构包括套设在所述喂料电机102输出轴上的带轮I101 ,所述带轮I101
通过键连接在喂料电机102的输出轴上,所述搅拌腔112靠近顶部的侧壁上通过轴承转动连接有传动轴I105,且所述传动轴I105贯穿所述搅拌腔112的侧壁,所述传动轴I105位于所述搅拌腔112外的部分上通过键连接套设有带轮II104,所述带轮I101与所述带轮II104之间通过皮带I103连接,所述传动轴I105与所述搅拌轴108之间通过锥齿轮组113传动连接,所述锥齿轮组113包括两个相互啮合的锥齿轮,且两个锥齿轮相互垂直,其中一个锥齿轮固定套设在传动轴I105上,另一个锥齿轮固定套设在搅拌轴108上。通过喂料电机102可直接带动喂料轴110转动,同时,通过带轮I101、带轮II104和皮带I103的传动作用还可以同步带动传动轴I105转动,在锥齿轮组113的作用下带动搅拌轴108转动。
[0042] 所述传动轴I105位于所述搅拌腔112内的部分外部套设有轴套I106,所述轴套I106的一端通过螺栓固设在所述搅拌腔112的内侧壁上,所述轴套I106的另一端通过螺栓固设有轴套II107,所述搅拌轴108与所述轴套II107的底部通过轴承转动连接,所述锥齿轮组113位于所述轴套II107内。
[0043] 优选的,所述喂料电机102位变频调速电机,通过改变电机转速改变喂料流量。
[0045] 本实施例的工作原理,本发明中的挤压膨化机在使用时,由人工或者利用输送机将待加工的物料、水或者其他液体加入搅拌腔112内,启动喂料电机102,带动喂料轴110转动,同时,通过带轮I101、带轮II104和皮带I103的传动作用还可以同步带动传动轴I105转动,在锥齿轮组113的作用下带动搅拌轴108转动,所有的原料在搅拌腔112内通过搅拌轴108和搅拌桨叶109进行混合,防止物料结拱,搅拌后的原料进入输送腔115内,变径螺旋带114与输送腔115配合后有利于物料压实,增大了物料剪切速率,改善了混合物密度,提高了喂入质量,输送腔115中的混合物料通过喂料出口111进入挤压膨化装置2中做挤压膨化,挤压膨化装置2挤出的物料通过切割装置3进行切割即可,通过改变喂料电机102的转速可改变喂料流量。
[0047] 在实施例一的基础上,如附图1‑9所示,所述挤压膨化装置2包括机筒总成208,所述机筒总成208内均转动设有两个螺杆总成221 ,每个所述螺杆总成221从前往后均包括形状不相同的混合输送段221A、混捏段221B和挤压输送段221C,所述机筒总成208靠近所述喂料装置1的一端安装有用于驱动两个所述螺杆总成221转动的第二驱动组件,所述喂料入口207开设在所述机筒总成208靠近所述第二驱动组件的一端顶部,所述机筒总成208远离所述第二驱动组件的一端安装有成型模头213,所述机筒总成208上设有温控组件。
[0048] 更具体的,所述第二驱动组件包括挤压膨化电机202以及分动箱205,所述挤压膨化电机202安装在所述主机架8的下方,所述分动箱205安装在所述主机架8的顶部,两个所述螺杆总成221均与所述分动箱205的输出轴连接,所述分动箱205的输入轴上通过键安装有带轮IV204,所述挤压膨化电机202的输出轴上通过键安装有带轮Ⅲ201 ,所述带轮Ⅲ201与所述带轮IV204之间通过皮带II203连接。挤压膨化电机202的动力经带轮Ⅲ201、皮带II203和带轮IV204传动到分动箱205,动力经分动箱205均匀分配至两个输出轴,从而带动两个螺杆总成221同向、同速转动。所述机筒总成208包括多个机筒2081,不同机筒2081之间通过螺栓固定连接,螺杆总成221安装在机筒总成208内,靠近所述分动箱205的机筒2081端部通过法兰206与分动箱205连接,且所述喂料入口207开设在靠近所述分动箱205的机筒
