Пресс шнековый для отжима жидкости из растительного сырья

Изобретение относится к прессам специального назначения, в частности к шнековым устройствам для отжима жидкости из растительного сырья, сока, масла. Пресс содержит зеер, размещенный внутри зеера шнековый приводной вал и механизм регулирования давления. Шнековый приводной вал выполнен в виде пружины трапецеидального профиля. Последний виток пружины выполнен в виде конуса, соосно установленного в механизме регулирования давления пресса с направлением конусности внутрь зеера. В результате обеспечивается исключение заклинивания пресса. 1 ил.

 

Изобретение относится к прессам специального назначения, в частности к шнековым устройствам для отжима жидкости из растительного сырья, сока, масла и т.д.

Основными рабочими органами прессующего шнекового механизма являются зеер, шнек и механизм регулирования давления прессования. Шнек является активным рабочим органом пресса и предназначен для создания градиента давления в объеме прессуемого материала и для перемещения последнего вдоль оси шнека, а также для фильтрации отжимаемой жидкости. Зеер является пассивным рабочим органом пресса и предназначен для фильтрации отжимаемой жидкости. Механизм регулирования давления прессования обеспечивает согласованность сил воздействия шнека на прессуемый материал силами реакции материала, достаточных для разделения прессуемого материала на жидкость и твердое вещество, посредством изменения площади проходного сечения.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по своему функциональному назначению и технической сущности является шнековый механизм пресса для отжима масла из семян (патент №1807944, МПК 5 В 30 В 9/14, опубликованный 07.04.93 г. в БИ №13).

По сравнению с цельно изготовленным шнековым валом набранный шнековый приводной вал обеспечивает проницаемость и вывод жидкости не только через зеер, но дополнительно и через сам вал.

Перфорация прессующего шнекового вала выполняется главным образом набором множества колец, разрезанных винтовых шайб и других элементов, собранных (насажанных) на приводной вал и стянутых зажимкой гайкой. При этом фильтрационные щели прессующего вала, который также является зеером, образуются торцовыми поверхностями шайб, колец, пластин, клиньев и т.д. Дополнительно могут выполняться на торцовых поверхностях элементов всевозможные канавки, скосы, углубления. Линейный размер фильтрационных щелей, то есть их ширина, определяется конструкцией шайб и в какой-то степени усилием стяжной гайки.

Процесс отжима жидкостей из сырья давлением определяется главным образом величиной давления. По ходу процесса объем сжимаемого материала уменьшается главным образом за счет удаления жидкости из него. При этом величина давления должна быть постоянной. Инженерно это выполняется уменьшением объема между витками шнекового вала к выходу отжимаемого материала. Однако при этом наблюдается следующее явление.

Величина объема между каждым витком шнекового вала - величина постоянна по геометрии. Но масса прессуемого материала, поступившего в пространство первого витка, - величина переменная. Определяется сыпучестью, влажностью, внутренним трением, естественной плотностью, размерами частиц и т.д. Переменная масса при постоянном объеме ведет к переменной плотности и в итоге переменному давлению прессования, что в свою очередь приводит к явлению не отжима жидкости или заклиниванию материала и остановке пресса. Оба явления существенно ухудшают качественные показатели процесса отжатия.

Исходя из анализа аналогов, в том числе ближайших, в основу создания заявляемого изобретения была положена задача разработки такой конструкции прессующего механизма шнекового пресса, при эксплуатации которого соблюдаются следующие требования:

- объем, образованный внутренней поверхностью зеерной камеры и внешней поверхностью шнекового вала между каждыми двумя соседними витками, должен быть величиной переменной в зависимости от массы прессуемого материала, расположенного в данном пространстве в целях исключения явления - заклинивание;

- шнек прессующего механизма должен быть проницаемым для отжимаемой жидкости и линейный размер зеерных щелей должен уменьшаться с повышением давления прессования в целях исключения попадания зеерной осыпи;

- шнековый вал должен воздействовать на механизм регулирования давления прессования в целях автоматического регулирования последнего в соответствующих пределах.

Поставленные задачи реализуются в заявленном шнековом прессе для отжима жидкости из растительного сырья, содержащем зеер, размещенный внутри зеера шнековый приводной вал и механизм регулирования давления, при этом шнековый приводной вал выполнен в виде пружины трапецеидального профиля, причем последний виток пружины выполнен в виде конуса, соосно установленного в механизме регулирования давления пресса с направлением конусности внутрь зеера.

На чертеже изображен общий вид заявленного пресса. Пресс состоит из зеера 1, в полости которого смонтирован приводной пружинный шнековый вал 2. Для регулирования давления прессования предусмотрен механизм регулирования давления 3. Последний виток пружинного шнекового вала заканчивается конусом 4, соосно установленном в механизме регулирования давления с направлением конусности внутрь зеера. Конус и механизм регулирования давления образуют кольцевой зазор 5 для выхода твердой фракции отжимаемого материала. Внутренняя поверхность зеера и внешняя поверхность пружинного шнекового вала образуют межвитковый объем 6. Внутри пружинного вала выполнена полость 7 для сбора жидкой фракции. Для вывода жидкости из полости 7 в передней ступице 8 выполнен канал 9.

Пресс работает следующим образом.

Отжимаемый материал захватывается витком пружинного вала и передается от витка к витку по межвитковому объему 6. Технологическое давление прессования устанавливается механизмом регулирования давления 3 установлением соответствующей величины кольцевого зазора 5. Через этот кольцевой зазор выходит твердая часть отжимаемого материала, а жидкая фракция покидает межвитковое пространство 6 через щели зеера 1 и просветы пружинного шнекового вала 2 в полость 7 и канал 9.

По причине того, что разное количество массы отжимаемого материала поступает в первое межвитковое пространство с разными физико-механическими характеристиками по крупности, влажности, пористости, масляничности возникает местное повышение давления в конкретном витке. За счет этого данный виток по закону консольно-закрепленной балки скручивается, то есть уменьшается его диаметр. Рабочий объем данного межвиткового пространства повышается, что ведет к выравниванию давления прессования. Уменьшение диаметра этого витка приведет или к увеличению соседних, если позволит давление прессования в каждом витке, или к удлинению вала пружинного шнекового вала. Удлинение приведет к перемещению конуса 4, что обеспечит увеличение зазора в механизме 3 и как следствие больше удалится твердой фракции и приведет к уменьшению давления прессования. С уменьшением давления прессования за счет жесткости пружины витки восстанавливают свое рабочее положение.

Пресс шнековый для отжима жидкости из растительного сырья, содержащий зеер, размещенный внутри зеера шнековый приводной вал и механизм регулирования давления, отличающийся тем, что шнековый приводной вал выполнен в виде пружины трапецеидального профиля, причем последний виток пружины выполнен в виде конуса, соосно установленного в механизме регулирования давления пресса с направлением конусности внутрь зеера.