Пресс-экструдер

Задача: осуществление отжима жидкости в процессе переработки исходной смеси, удаление отжатой жидкости из экструдера и получение конечного экструдата в виде гранул с необходимой плотностью и размерами.

Сущность полезной модели: в полом корпусе 1 между зоной 2 смешивания и зоной 3 уплотнения неподвижно установлен сменный диск 4 со щелями 5, в нижней части полого корпуса 1 в обеих зонах 2 и 3 выполнено, как минимум, по одному отверстию 8, 9 для отсоса отжимаемой жидкости, конусный вал выполнен составным, части 10 и 11 которого в каждой из зон 2 и 3, соответственно, имеют навивку шнеков 12 и 13 с уменьшающимся шагом, при этом количество уменьшающих шагов на части 10 конусного вала расположенной в зоне 2 смешивания меньше, чем на такой же длине части 11 конусного вала расположенной в зоне 3 уплотнения, кроме того, выходной торец корпуса 1 оснащен сменной насадкой 14 с отверстиями 15, а на выходном конце вала с наружной стороны сменной насадки 14 жестко смонтирована втулка 16 с отверстиями 17 на боковой поверхности, в которые установлены ножи 18 для резки конечного экструдата на мерные гранулы.

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к устройствам для переработки органических отходов птицефабрик и животноводческих ферм.

Известен пресс-экструдер, включающий разъемный цилиндрический корпус, внутри которого установлен шнек из составных частей, на внутренней поверхности частей цилиндрического корпуса в месте их соединения выполнены кольцевые проточки в которые установлены два кольца плотно прижатых друг к другу с внутренними пазами, выполненными под углом к оси кольца, загрузочное устройство и экструзионную головку на конце разъемного цилиндрического корпуса шнека, при этом внутренние пазы первого кольца отклонены вправо от оси кольца по ходу движения основной массы продукта, а второго кольца - влево (Патент РФ 2317760. Пресс-экструдер. А23Р 1/00. Опубл. 27.02.2008. Бюл. 6).

Использование известного пресс-экструдера не обеспечивает отжим жидкости из экструдируемой массы и удаление из экструдера отжатой жидкости, а также последующее уплотнение массы, что не позволяет на выходе из экструзионной головки получать экструдат в виде гранул или брикетов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой полезной модели является пресс-экструдер, включающий полый корпус, содержащий две зоны, смешивания и уплотнения материала, размещенный в корпусе с возможностью вращения шнек, смонтированный на конусообразном валу при этом навивка шнека в зоне уплотнения материала имеет уменьшающийся шаг, а выходной конец вала пресс-экструдера оснащен измельчающим ножом для измельчения конечного экструдата (Патент РФ 2319424. Пресс-экструдер для приготовления комбикормов. A23N 17/00. Опубл. 20.03.2008. Бюл. 8).

Данный пресс-экструдер содержит зону смешивания и зону уплотнения материала, также в зоне уплотнения материала на конусном валу предусмотрена навивка шнека с уменьшающимся шагом, что способствует предварительному уплотнению материала в процессе его экструдирования. Но отсутствие возможности отжима жидкости из экструдируемого материала и удаление ее из экструдера (массовая доля влаги в перерабатываемых органических отходах птицефабрик и животноводческих ферм, составляет от 30 до 70%) на ряду с использованием между двумя зонами четырехперьевого ножа и измельчающего ножа на выходе из экструдера делает невозможным получение конечно продукта в виде плотных гранул или брикетов.

Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно осуществление отжима жидкости в процессе переработки исходной смеси, удаление отжатой жидкости из экструдера и получение конечного экструдата в виде гранул с необходимой плотностью и размерами.

Поставленная задача решается тем, что в пресс-экструдере, включающем полый корпус, содержащий две зоны, смешивания и уплотнения материала, размещенный в корпусе с возможностью вращения шнек, смонтированный на конусообразном валу при этом навивка шнека в зоне уплотнения материала имеет уменьшающийся шаг, а выходной конец вала пресс-экструдера оснащен измельчающим ножом для измельчения конечного экструдата, согласно предложению в полом корпусе между зонами смешивания и уплотнения неподвижно установлен сменный диск со щелями, в нижней части полого корпуса в обеих зонах выполнено, как минимум, по одному отверстию для отсоса отжимаемой жидкости, конусный вал выполнен составным, части которого в каждой из зон имеют навивку шнеков с уменьшающимся шагом, при этом количество уменьшающих шагов на части конусного вала расположенной в зоне смешивания меньше, чем на такой же длине части конусного вала расположенной в зоне уплотнения, кроме того, выходной торец корпуса оснащен сменной насадкой с отверстиями, а на выходном конце вала с наружной стороны сменной насадки жестко смонтирована втулка с отверстиями на боковой поверхности, в которые установлены ножи для резки конечного экструдата на мерные гранулы.

То, что в полом корпусе между зонами смешивания и уплотнения неподвижно установлен сменный диск со щелями, в нижней части полого корпуса в обеих зонах выполнено, как минимум, по одному отверстию для отсоса отжимаемой жидкости, конусный вал выполнен составным, части которого в каждой из зон имеют навивку шнеков с уменьшающимся шагом, при этом количество уменьшающих шагов на части конусного вала расположенной в зоне смешивания меньше, чем на такой же длине части конусного вала расположенной в зоне уплотнения, позволяет уже в начальной стадии экструдирования на ряду со смешиванием осуществлять интенсивный отжим жидкости из перерабатываемого материала и удалять ее из экструдера, в результате в зону уплотнения смесь поступает с существенно меньшей влажностью, что обеспечивает необходимое окончательное ее доуплотнение, также сопровождаемое отжимом оставшейся жидкости, удалением ее из экструдера, и получение на выходе экструдата необходимой плотности с минимальной влажностью. Наличие сменного разделительного диска позволяет подбирать необходимые диски с наиболее оптимальными соотношениями количества и размеров щелей в зависимости от влажности и состава перерабатываемого материала. Выполнение отверстий в виде щелей способствует на данном этапе переработки предотвращению возможной их закупорки предварительно измельченным подстилочным пометом, который представляет собой стебли соломы и сухой травы, и входит в состав исходной смеси наряду с чистым пометом. На стадии уплотнения, во второй зоне предложенного пресс-экструдера, компоненты измельченного подстилочного помета служат связующим материалом. Оснащение выходного торца корпуса сменной насадкой с отверстиями и наличие на выходном конце вала с наружной стороны сменной насадки жестко смонтированной втулки с отверстиями на боковой поверхности, для установки ножей позволит получать мерные гранулы необходимых размеров.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид пресс-экструдера в разрезе, на фиг.2 сечение А-А фиг.1, на фиг.3 вид Б на фиг.1, на фиг.4 втулка с установленными ножами.

Пресс-экструдер содержит полый корпус 1 состоящий из зоны 2 смешивания экструдируемой смеси и зоны 3 уплотнения, между упомянутыми зонами неподвижно установлен сменный диск 4 со щелями 5 посредством шлицев 6, имеющихся на сменном диске 4, которые вставлены в пазы 7, выполненные на внутренней поверхности полого корпуса 1. В нижней части полого корпуса в зонах 2, 3 выполнено, как минимум по одному отверстию 8, 9 для отсоса отжимаемой жидкости. В полом корпусе 1 размещен конусный вал с возможностью вращения который состоит из двух частей 10 и 11. На части 10 конусного вала расположенной в зоне 2 смешивания навит шнек 12, имеющий количество уменьшающихся шагов меньше, чем шнек 13, навитый на такой же длине части 11 конусного вала размещенной в зоне 3 уплотнения. Выходной торец полого корпуса 1, оснащен сменной насадкой 14 с отверстиями 15. С наружной стороны сменной насадки 14 на выходном конце части 11 конусного вала, размещенной в зоне 3 уплотнения, жестко смонтирована втулка 16 с отверстиями 17, выполненных на ее боковой поверхности, в которых установлены ножи 18 для резки конечного экструдата на мерные гранулы. Пресс-экструдер также оснащен загрузочным бункером 19.

Пресс-экструдер работает следующим образом.

После включения привода (на фиг. условно не показан) из загрузочного бункера 19 перерабатываемая смесь поступает в зону 2 смешивания полого корпуса 1 на шнек 12 навитый на части 10 конусного вала, который захватывает ее своими витками и перемещает в осевом направлении к разделительному диску 4 неподвижно установленному посредством шлицев 6 в пазах 7, имеющихся на внутренней поверхности полого корпуса 1, осуществляя при этом на ряду со смешиванием интенсивный отжим жидкости из экструдируемой смеси. Жидкость отжатая из смеси в зоне 2 через отверстие 8 отсасывается из корпуса 1 пресс-экструдера, а оставшаяся смесь через щели 5 в разделительном диске 4 поступает в зону 3 уплотнения и подхватывается соответствующими витками шнека 13 смонтированного на части 11 конусного вала и подвергается окончательному уплотнению по мере перемещения смеси в осевом направлении к сменной насадке 14, установленной на выходном торце полого корпуса 1. Жидкость выделяемая из экструдируемой массы в процессе ее уплотнения в зоне 3 отсасывается из полости корпуса 1 через отверстие 9, а уплотненная смесь выдавливается через отверстия 15 сменной насадки 14, где на выходе разделяется на мерные гранулы необходимых размеров ножами 18 установленных в отверстиях 17 выполненных на боковой поверхности втулки 16 жестко смонтированной на выходном конце части 11 конусного вала.

Опытная конструкция пресс-экструдера оснащена загрузочным бункером объемом 1 м³ для бесперебойной подачи смеси состоящей из чисто куриного помета и предварительно измельченного подстилочного помета. Привод пресс-экструдера состоит из асинхронного электродвигателя с редуктор-вариатором для изменения частоты вращения шнека в диапазоне 1060 об/мин. Внутренний диаметр корпуса 180 мм, общая длина 850 мм. Наименьший диаметр конусного вала шнека 50 мм, больший 150 мм. Ширина щелей в сменном разделительном диске принята равной 3 мм. В сменной насадке диаметр отверстий принят равным 5 мм. Количество используемых ножей для резки экструдата определяется требуемой длиной гранул. Объем зоны отжима подбирался опытным путем в зависимости от состава и влажности исходной смеси. Производительность шнека до 90 кг/час. Плотность получаемых гранул обеспечивает их достаточную механическую прочность для транспортировки, влажность гранул не превышает 12%.

В разработанном пресс-экструдере, в сравнении с наиболее близким аналогом, имеется возможность не только смешивать перерабатываемую смесь, но и осуществлять отжим присутствующей в ней жидкости, удалять отжатую жидкость из экструдера и получать конечный экструдат в виде плотных гранул необходимых размеров с достаточной плотностью при минимальной влажности.

Предлагаемый пресс-экструдер целесообразно использовать на птицефабриках и животноводческих фермах для переработки органических отходов с целью получения гранулированного материала для использования в качестве удобрения, а также в качестве исходного материала для получения, например, топливных брикетов, горшков для рассады и т.п.

Пресс-экструдер, включающий полый корпус, содержащий две зоны, смешивания и уплотнения материала, размещенный в корпусе с возможностью вращения шнек, смонтированный на конусообразном валу, при этом навивка шнека в зоне уплотнения материала имеет уменьшающийся шаг, а выходной конец вала пресс-экструдера оснащен измельчающим ножом для измельчения конечного экструдата, отличающийся тем, что в полом корпусе между зонами смешивания и уплотнения неподвижно установлен сменный диск со щелями, в нижней части полого корпуса в обеих зонах выполнено как минимум по одному отверстию для отсоса отжимаемой жидкости, конусный вал выполнен составным, части которого в каждой из зон имеют навивку шнеков с уменьшающимся шагом, при этом количество уменьшающих шагов на части конусного вала, расположенной в зоне смешивания, меньше, чем на такой же длине части конусного вала, расположенной в зоне уплотнения, кроме того, выходной торец корпуса оснащен сменной насадкой с отверстиями, а на выходном конце вала с наружной стороны сменной насадки жестко смонтирована втулка с отверстиями на боковой поверхности, в которые установлены ножи для резки конечного экструдата на мерные гранулы.