Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для переработки маслосодержащих материалов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в масложировой промышленности для переработки маслосодержащих материалов.

Аналогом изобретения является пресс-экструдер (патент RU 2491171, опубликованный 27.08.2013 г.). Пресс-экструдер содержит цилиндр с загрузочным отверстием, размещенный в цилиндре шнек с лопастями и выходную матрицу с фильерой. На шнеке жестко закреплен по крайней мере один компрессионный затвор. Затвор имеет ступенчатую форму с ребрами для обеспечения разделения материла, передвигаемого к компрессионному затвору, на отдельные потоки и увеличения площади его соприкосновения с затвором. Данный пресс-экструдер предназначен для экструдирования сырья, состоящего из нескольких компонентов, но непригоден для переработки маслосодержащих материалов с целью получения масла. Это обусловлено отсутствием в его конструкции зеерного цилиндра, который набирается из зеерных планок, в отверстия между которыми вытекает масло.

Прототипом изобретения является устройство для переработки масличных продуктов (патент RU 2048510, опубликованный 20.11.1995 г.), которое состоит из загрузочного патрубка, рабочей камеры, включающей два смежных зеерных цилиндра, и разгрузочного узла в виде матрицы. Внутри рабочей камеры параллельно друг другу размещены два вала, на которых установлены питающие червяки, чередующиеся червячные насадки и группы призматических насадок. Количество червячных насадок и групп призматических насадок определяется технико-экономическими показателями конкретного устройства и колеблется в пределах 2-5. Червячные насадки и группы призматических насадок установлены на валах с возможностью постоянного контакта соответствующих насадок между собой, призматические насадки выполнены в виде призмы, основанием которой является равносторонний выпуклый треугольник. Призматические насадки в каждой группе смещены одна относительно другой на угол подъема β с образованием винтового канала, а подъем винтовой линии червячных насадок образуют угол ϕ. При этом наименьший угол подъема винтовой линии канала, образованного групповой призматических насадок β, превышает наибольший угол подъема винтовой линии канала червячных насадок ϕ не менее чем в 2 раза.

Данное устройство ориентировано на переработку однородного маслосодержащего материала, что ограничивает его использование при переработке маслосодержащих материалов из разнородных отходов, получаемых при производстве растительных масел. К таким разнородным маслосодержащим материалам могут относиться отходы очистки семян, отходы фильтрации масла, отходы отбелки масла в различных сочетаниях между собой и в сочетании со жмыхами из масличных семян.

Вследствие этого недостатком данного устройства при переработке разнородных отходов производства растительных масел является снижение производительности устройства по маслу из-за низкой степени его измельчения и недостаточного давления на прессуемый материал. Также недостатком данного устройства является сниженный временной интервал между планово-техническими ремонтами, обусловленный усталостным разрушением металла из-за перепадов давления в рабочей камере.

Задачей изобретения является повышение производительности устройства по выходу масла, увеличение временного интервала между планово-техническими ремонтами.

Техническим результатом изобретения является повышение степени сжатия и измельчения прессуемого маслосодержащего материала, снижение перепадов давления в рабочей камере и уменьшение усталости металла в ходе переработки маслосодержащих материалов.

Технический результат достигается тем, что устройство для переработки маслосодержащих материалов содержит загрузочный патрубок, рабочую камеру, включающую два смежных зеерных цилиндра, набранных из зеерных планок, внутри которых параллельно друг другу размещены два вала с установленными на них питающими червяками, чередующимися червячными насадками и группами призматических насадок, разгрузочный узел в виде матрицы с отверстиями, при этом на внешние грани червячных насадок на расстоянии 10-11 мм друг относительно друга нанесены стальные наплавки в виде прямой линии толщиной 1-2 мм, а группы призматических и червячных насадок выполнены так, что наименьший угол подъема винтовой линии канала, образованного группой призматических насадок, превышает наибольший угол подъема винтовой линии канала, образованного червячными насадками, в 1,5-1,9 раза.

Повышение степени сжатия прессуемого маслосодержащего материала, следовательно и повышение давления в рабочей камере является следствием уменьшения зазора между червячными насадками и зеерными цилиндрами из-за выступающих стальных наплавок, а повышение степени измельчения является следствием увеличения стальными наплавками площади контакта материала с червячными насадками. Снижение перепадов давления в рабочей камере и уменьшение усталости металла в ходе переработки маслосодержащего материала является следствием того, что наименьший угол подъема винтовой линий канала, образованного групповой призматических насадок, превышает наибольший угол подъема винтовой линии канала червячных насадок в 1,5-1,9 раза. Если наименьший угол подъема винтовой линии канала, образованного группой призматических насадок, превышает наибольший угол подъема винтовой линии канала червячных насадок менее чем в 1,5 раза, то существенно снижается степень сжатия маслосодержащего материала, что отрицательно сказывается на производительности устройства по маслу. Если наименьший угол подъема винтовой линии канала, образованного групповой призматических насадок, превышает наибольший угол подъема винтовой линии канала червяных насадок более чем в 1,9 раза, то существенно возрастают перепады давления в рабочей камере, что снижает интервал между планово-предупредительными ремонтами устройства.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для переработки маслосодержащих материалов. Оно состоит из загрузочного патрубка 4, рабочей камеры 1, включающей два смежных зеерных цилиндра 2 и 3, набранных из зеерных планок 15, и разгрузочного узла в виде матрицы с отверстиями 5. Внутри рабочей камеры 1 параллельно друг другу размещены валы 6 и 7, на которых установлены питающие червяки 8, чередующиеся червячные насадки 9, 10, 11 и группы призматических насадок 12 и 13, выполненные в виде призмы, основанием которой является равносторонний выпуклый треугольник. На внешних гранях червячных насадок на расстоянии 10-11 мм друг относительно друга нанесены стальные наплавки 14 в виде прямой линии толщиной 1-2 мм.

Призматические насадки 12, 13 смещены одна относительно другой на угол β с образованием винтового канала, а подъем винтовой линии червячных насадок 9, 10, 11 образуют угол ϕ. При этом наименьший угол β превышает наибольший угол ϕ в 1,5-1,9 раза.

Устройство для переработки маслосодержащих материалов работает следующим образом.

После приведения во вращение валов 6 и 7, размещенных параллельно друг другу в рабочей камере 1, маслосодержащий материал подают через загрузочный патрубок 4 в рабочую камеру 1, где его подхватывают питающие червяки 8 и направляют в смежные зеерные цилиндры 2 и 3, в которых материал попадает на червячную насадку 9 и перемещается в сторону группы призматических насадок 12. Нанесенные на червячную насадку 9 стальные наплавки 14 увеличивают площадь контакта материала с червячной насадкой 9, чем повышают степень сжатия материала. С уменьшением угла ϕ подъема червячной насадки 9 давление на прессуемый материал резко возрастает, и масло, содержащиеся в материале, начинает отжиматься и вытекать между зеерными планками 15, которые составляют зеерные цилиндры 2 и 3. После прохождения червячной насадки 9 масличный материал попадает в группу призматических насадок, составленную из насадок 12. На данном этапе давление на материал уменьшается и отжим масла снижается, но происходит измельчение материала и увеличивается его проницаемость. Затем материал поступает на червячную насадку 10 с нанесенными на ней стальными наплавками 14 и меньшим расстоянием между витками червячных насадок (меньшим шагом витков) по сравнению с червячной насадкой 9, давление и степень отжима масла на материал продолжают увеличиваться. После прохождения материала через червячную насадку 10 он попадает на группу призматических насадок 13, где материал еще измельчается. Затем материал транспортируется на чередующуюся червячную насадку 11 с такими же стальными наплавками, как и на предыдущей червячной насадке, но с еще меньшим шагом витков, где происходит окончательный отжим масла и давление на материал постепенно начинает уменьшаться. После прохождения по рабочей камере обезжиренный материал (жмых) выводится через матрицу с отверстиями 5.

Кривые изменения давления и отжима масла в прототипе и заявляемом устройстве изображены на Фиг. 2. Под номером I изображена кривая распределения отжима масла в прототипе, а I' - кривая распределения отжима масла в заявляемом устройстве. Под номером II изображена кривая распределения давления в рабочей камере прототипа, а кривая II' - распределения давления в рабочей камере заявляемого устройства. Из сравнения представленных кривых следует, что в заявляемом устройстве давление в рабочей камере выше, а перепады давления меньше. При этом отжим масла, следовательно, и производительность по маслу, выше в заявляемом устройстве.

На заявляемом и известном устройстве была проведена опытная переработка отходов очистки семян подсолнечника. Показатели работы известного и заявляемого устройства при переработке отходов очистки семян подсолнечника приведены в таблице 1.

Из данных таблицы следует, что заявляемое устройство при переработке маслосодержащих отходов позволяет увеличить максимальное давление в рабочей камере и производительность устройства по маслу. В заявляемом устройстве больше интервал между планово-техническими ремонтами.