[发明专利]膨化机的螺旋杆和螺旋套

说明书

技术领域

本发明涉及一种膨化机的螺旋杆和螺旋套，属食品加工机械领域。

背景技术

由于膨化机的问世，膨化技术作为一种经济实用的新型加工方法，广泛应用于食品或饲料加工生产中并得到了迅速的发展，膨化机可一次完成物料的混合破碎、挤压、熟化、杀菌、成型等工艺而加工出膨化产品，同传统生产工艺相比，膨化技术极大地改善了谷物产品的加工工艺，缩短了工艺过程，不但使产品的物理状态和内部组织结构有所改变，使淀粉、蛋白更易消化吸收，而且改善了产品的口感，提高了产品质量。

膨化机从机械构造上主要分单螺旋杆膨化机和双螺旋杆膨化机两种，从加工方法上主要分为湿式膨化机和干式膨化机两大类，但其结构基本相同，主要由机体、设置于机体内的螺旋套、设置于螺旋套内的螺旋杆、料斗、带有出料孔的压盖、动力电机等构成，螺旋杆和螺旋套是膨化机的关键部件，现有膨化机的螺旋杆和螺旋套通常设计有1-2条不等距非标准螺旋，螺旋的螺距从进料端向出料端逐渐减小。其工作原理是，螺旋杆在螺旋套中从进料挤压至压出膨化之间的工作状态可分为固体输料、压缩、胶化、糊化四个工艺阶段。当螺旋杆在螺旋套内开始转动时，物料从料斗进入螺旋套内，沿着螺旋方向向前输送，并被逐渐压实。进入压缩段后，由于螺旋不等距结构的变化，压力升高，同时，因物料在螺旋杆和螺旋套的强烈搅拌、混合、剪切下，物料温度升高，开始熔融胶化。随着螺旋杆和螺旋套对物料的继续挤压，挤压空间进一步变小，物料进一步升温升压，使原料淀粉充分糊化，物料中的脂肪、蛋白质发生一系列生化反应，组织进一步均化，此时压力通常为3-6Mpa，温度在150-200℃，当物料从压盖上的出料孔中瞬间被挤出时，压力迅速释放，体积迅速膨胀，水分从物料中迅速散失，使产品很快冷却至80℃左右，使其内部形成无数微孔结构，从而固化定型为膨化产品。

膨化机虽因结构、工艺简单而早已成为必不可少的食品、饲料加工机械，但其普遍存在的生产效率低、容易堵机、大动力导致的高耗能和整机造价高的问题一直没有得到很好解决。由于现有膨化机的螺旋杆和螺旋套设计有1-2条不等距非标准螺旋，在螺旋杆转速一定的情况下，其并行螺旋的条数和不等距非标准螺旋的物理特征，决定了挤压膨化时物料向前输送的速度也即挤压膨化的时间、质量和工作状态的稳定性。因而现有膨化机的主要缺陷在于：(1)能耗高，产量低。一台实际产量200公斤/小时的干式膨化机需配备40-50千瓦电机做动力，其能耗与产量的投入产出比较小，导致生产成本较高。为了提高单机产量，较大的机型不得不配备更大功率的电机和使用更大尺寸的螺旋杆和螺旋套，受加工工艺的限制，螺旋杆和螺旋套需由多个螺旋杆、螺旋套单元拼接而成，庞大的机体和较高的动力需求进一步导致了整机成本和价格的增高。(2)容易堵机。因物料水分和质量的不同其产生的工艺参数分散性大，变化复杂，在较长的挤压膨化过程中，极易因压力不合适或温度过高使物料焦化和不膨化，影响出料速度和膨化产品质量，严重时将使物料碳化，机内冒烟，致螺旋杆和螺旋套“铸死”，造成堵机。有的大机型膨化机为提高物料的搅拌效果，在螺旋杆的前端铸有一字形搅拌杆，另外在螺旋杆前部的1-2个螺旋槽内还铸有数块阻尼块，此种设计虽然对提高搅拌效果有一定作用，却加大了动力损耗，大大减弱了额定压力的快速形成，使糊化的物料的挤出时间滞后而导致温度升高加剧，其经果是更易造成频繁堵机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能使膨化机工作平稳高效、能耗低、不易堵机且体积小、造价低的膨化机的螺旋杆和螺旋套，从根本上解决背景技术生产效率低、大动力导致的高耗能和容易堵机、整机造价高的问题。

本发明的技术方案是，螺旋杆设计有外螺旋，螺旋套设计有与螺旋杆的螺旋方向相一致的内螺旋，螺旋杆的外螺旋和螺旋套的内螺旋均由3-4条等距螺旋构成，螺旋杆活动设置于螺旋套内，螺旋套通过膨化机的压盖固定于膨化机的机体内。

所述螺旋杆的一端有轴孔及销口，用于与动力轴进行连接，其外螺旋槽的深度开始从轴孔端向顶端逐渐变浅，快到螺旋杆顶端时，其外螺旋槽的深度即保持在最小尺寸不变而形成一段平稳段，平稳段的长度视设计生产能力及螺旋杆的长度、直径而定。

所述螺旋套的一端有进料孔，其内螺旋槽的深度开始从进料孔端向顶端逐渐变浅，快到螺旋套顶端时，其内螺旋槽的深度即保持在最小尺寸不变而形成一段平稳段，平稳段的长度同样视设计生产能力及螺旋套的长度、直径而定。

由于螺旋杆、螺旋套采用了3-4条等距螺旋，并且将其螺旋槽深度分别设计成开始逐渐变浅、快到顶端时保持最小尺寸不变而形成一段平稳段的形态，其有益效果是：