[发明专利]挤压设备的蒸汽/水静态混合器喷嘴

说明书

将流体喷入诸如预调节器(24)或挤压机(100)的挤压系统部件的装置(20)较佳地设置为包括流体喷射阀(52)和互连的静态混合段(54)的组合式组件。或者，可单独使用流体喷射阀(52)或静态混合段(54)。本发明大大简化了用于挤压系统中的流体喷射装置，同时给出热能的更有效吸收与环境污染的最小化，以及将多股流喷入挤压系统的能力。

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2014/043662，国际申请日为2014年6月23日，进入中国国家阶段的申请号为201480002272.3，名称为“挤压设备的蒸汽/水静态混合器喷嘴”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及多元流体喷入诸如预调节器和挤压机的挤压系统加工部件的改进装置。更具体地说，本发明涉及单独或与挤压系统加工部件结合的这种装置，该装置包括喷射阀，较佳地具有互连的静态混合段，以使用大大简化的设备有效地喷射蒸汽/水混合物(以及其它可选流体，如果需要)。

背景技术

挤压蒸煮系统长期用于诸如人类食品或动物饲料的各种食品的加工。这种系统具有多种不同部件，但主要加工部件是连接到下游挤压机的上游产品预调节器。在预调节器中，最初，干原料通常与水和/或蒸汽和油混合以湿润且部分地预煮原料。预调节好的产品接着送入挤压机，在挤压机中，材料经受不断增加的温度、压力和剪切力水平并从节流孔模具机构挤出。在某些情况下，添加的蒸汽和/或水在加工过程中喷入挤压机筒作为挤压辅助并便于完成最终产品的蒸煮和形成。

传统预调节器通常包括具有在其中的一个或两个细长轴向可旋转轴的细长容器或壳体，该可旋转轴在其上具有向外延伸的搅拌元件或搅打器。随着原料向壳体的出口前进，呈蒸汽或水形式的湿气在沿壳体长度的不同位置喷射。因此，这些预调节器装有相应歧管，该歧管具有通向壳体内部的喷嘴。此外，输送软管通常固定到输送湿气的歧管。这种复杂装置可能难以维修和清洗，并需要富有经验的人工操作员控制以确保在不同喷射位置的恰当湿润。例如，美国专利第7,906,166说明了固定到预调节器壳体的多喷嘴湿润装置。在其它情况下，另外的这种组件用于沿几乎整个预调节器壳体的长度喷射。

这些传统预调节器在其使用过程中往往产生并排放大量蒸汽。由于这种逸出的热蒸汽可容易与食品颗粒混合、因材料覆盖挤压系统部件和邻近环境而产生污染问题的事实，因此这是加工装置的严重问题。这种污染美学上是不愉快的，并还可产生严重微生物污染问题。此外，过多蒸汽的放出是非常无效的热能浪费。

用于典型预调节器的喷嘴具有相对较小直径，通常大约1/2-5/8英寸，且可具有超过6英寸的相对较长的长度。这样，相当常见的是，喷嘴在预调节器的运行过程中变成部分地或完全地堵塞，从而需要停机和维护/清洗。

这些问题中的很多在挤压机装有传统喷嘴的情况下重现，但通常未到与预调节器相同的程度。但是，可能难以控制并持续运行面临喷射/污染问题的挤压机。

因此，有技术上对改进喷射装置的需求，该喷射装置可与预调节器和/或挤压机一起使用以更有效地喷射多元流体，同时使传统挤压系统特有的堵塞和污染问题最小化，同时优化热能的利用。

发明内容

本发明解决上述问题并提供流体喷入诸如预调节器壳体和/或挤压机筒的挤压系统加工部件的改进装置。较佳装置包括流体静态混合段，该混合段包括具有多个流体入口的细长管形壳体、在壳体内并可操作成混合多元流体的静止混合组件以及从静态混合器输送混合流体的出口。较佳装置还包括喷射阀，该喷射阀包括可操作地与静态混合器出口连接的流体入口、混合流体出口、可切换控制阀结构和可操作地与用于其选择性切换的阀结构连接的执行器。整体装置具有允许阀流体出口连接到选自包括预调节器壳体和挤压机筒的组合的挤压系统部件的结构。

组合式静态混合器/喷射阀装置可与预调节器和或挤压机一起用于流体喷射。在预调节器的情况下，通常仅需要单个组合式装置，而在挤压机的情况下，多元装置可邻近挤压机筒的入口端使用。