挤压设备的蒸汽/水静态混合器喷嘴制造技术

技术编号:15223527 阅读:36 留言:0更新日期:2017-04-27 01:21
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)。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术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”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术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,本专利技术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)。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。虽然组合式装置是较佳的,但本专利技术不这样限制。即,预调节器可设置成包括由只允许流体选择性喷入预调节器壳体的喷射阀组成的流体喷射装置;喷射阀包括流体入口、流体出口和用于从阀入口到阀出口的选择性流体流动控制的可切换阀结构。为了使流体喷射装置的堵塞最小化或消除,阀出口和预调节器壳体的内表面之间的轴向距离应小于大约3英寸,有利地小于大约1英寸且最佳地小于大约1/2英寸。类似地,喷射装置的流体输送结构的直径应相对较大,较佳地至少大约1英寸。大直径流体输送结构与短阀门喷射距离结合在一起,确保预调节器的基本无堵塞运行。这些相同考虑因素适用于本文中的挤压机的流体喷射装置,即流体输送部件和喷射路径长度应使用在预调节器的情况下的上述相同直径/长度参数设计。虽然组合式流体喷射阀/静态混合段喷射装置是较佳的,但改进可单独使用这些部件实现,即预调节器或挤压机可仅装有本专利技术的喷射阀,或反之,可使用静态混合段而不需要喷射阀。本专利技术主要涉及蒸汽和/或水喷入挤压部件。然而,诸如肥肉、着色剂、乳化剂等等的其它原料或添加剂可单独或与湿气一起添加。附图说明图1是根据本专利技术装有包括流体喷射阀和静态混合段的改进流体喷射组件的预调节器的立体图;图2是图1所示预调节器的局部俯视图;图3是沿图2的线3-3截取的垂向剖视图;图4是包括流体喷射组件的喷射阀的安装支架的图1所示的预调节器的检修门的立体图;图4A是示出安装在图4所示的门支架上的流体喷射阀组件的放大局部视图;图5是包括直立静态混合段但没有使用流体喷射阀的流体喷射组件的侧视图;图6是形成静态混合段的一部分的内混合元件的侧正视图;图7是具有四个安装在挤压机筒上的流体喷射组件的双螺杆挤压机的立体图,具有包括流体喷射阀的组件而没有使用静态混合段;图8是双螺杆挤压机的筒段的剖视图,并示出了安装在挤压机的筒段上的本专利技术的喷射阀中的四个;图9是图8所示的喷射阀中的一个的放大局部剖视图,并示出了喷射阀的更多细节;以及图10是类似于图7的喷射阀的视图,但示出了包括不仅流体喷射阀而且静态混合段的流体喷射组件。具体实施方式现转到图1-4,示出了预调节器20,该预调节器装有安装在其上用于输送诸如蒸汽和水的混合流体到预调节器内部的组合式流体喷嘴组件22。预调节器属于以参见的方式完全并全部地纳入本文的美国专利第7,906,166号所述的类型。总体上,预调节器20包括细长搅拌壳体24,该壳体24具有在其内并沿其长度延伸的一对平行的、细长的、轴向延伸的可旋转搅拌轴26和28。轴26、28可操作地与各自数控变速/变向驱动装置(未示出)连接。预调节器20适于与诸如挤压机或制片机的下游加工装置一起使用并用于湿润和部分地蒸煮诸如人类食品或动物饲料的食品材料。更详细地,壳体24具有细长横向弓形侧壁30,该侧壁30存在一对细长并排互通腔室32和34,以及材料入口36、下材料出口(未示出)和蒸汽排放口38。腔室34具有比相邻腔室32大的横截面积,如从图3的讨论中会显而易见。侧壁30具有四个铰接安装的检修门40,且组件22固定到与腔室34连通的最后面检修门40。这个检修门40装有安装板42,该安装板42具有延伸穿过门并具有最里面喷射口43a(图4A)的喷射孔43。当然,安装板42或其它类似金属制品可由设计者决定贴附到侧壁30的其它部分。壳体24的相反两端装有端板44和46,如所示。轴26、28中的每个具有在其上的多个向外延伸的搅拌元件48和50,该搅拌元件48和50设计成搅拌和混合送到预调节器的材料并将材料从入口36朝向下出口输送且穿过下出口。元件48相对于元件50轴向偏置,且元件48、50交错(intercalated)(即,元件50延伸进入本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种加工食品材料的挤压机,包括:具有食品材料入口和食品材料节流孔模具出口的细长管形筒,所述筒具有从中穿过的至少一个流体通道,所述流体通道存在与所述筒的内部连通的最里面喷射口;至少一个细长轴向可旋转的螺旋螺纹螺杆,所述螺杆在所述筒内并可操作成将在所述筒内的食品材料从所述入口向所述节流孔模具出口移动并穿过所述节流孔模具出口,由此所述食品材料经受不断增加的温度、压力和剪切力水平,所述挤压机可操作,以生成人类的食物或动物饲料;以及将包括水和/或蒸汽的流体喷入所述筒的装置,所述装置包括可操作地与所述流体通道连接以允许在其中的食品材料的加工过程中流体选择性地喷入壳体的喷射阀,所述喷射阀包括阀流体入口、阀流体出口和阀结构,所述阀结构允许选择性控制流体从所述阀流体入口流到并穿过所述阀流体出口的流动,用于喷入流体的所述装置还包括具有静态混合器流体出口的细长静态混合器,所述流体出口可操作地与所述喷射阀连接以将混合流体输送到所述喷射阀入口。

【技术特征摘要】
2013.07.09 US 13/937,5731.一种加工食品材料的挤压机,包括:具有食品材料入口和食品材料节流孔模具出口的细长管形筒,所述筒具有从中穿过的至少一个流体通道,所述流体通道存在与所述筒的内部连通的最里面喷射口;至少一个细长轴向可旋转的螺旋螺纹螺杆,所述螺杆在所述筒内并可操作成将在所述筒内的食品材料从所述入口向所述节流孔模具出口移动并穿过所述节流孔模具出口,由此所述食品材料经受不断增加的温度、压力和剪切力水平,所述挤压机可操作,以生成人类的食物或动物饲料;以及将包括水和/或蒸汽的流体喷入所述筒的装置,所述装置包括可操作地与所述流体通道连接以允许在其中的食品材料的加工过程中流体选择性地喷入壳体的喷射阀,所述喷射阀包括阀流体入口、阀流体出口和阀结构,所述阀结构允许选择性控制流体从所述阀流体入口流到并穿过所述阀流体出口的流动,用于喷入流体的所述装置还包括具有静态混合器流体出口的细长静态混合器,所述流体出口可操作地与所述喷射阀连接以将混合流体输送到所述喷射阀入口。2.如权利要求1所述的挤压机,其特征在于,所述静态混合器包括具有多个流体入口的细长壳体,以及静止混合组件,所述静止混合组件在所述壳体内。3.如权利要求2所述的挤压机,其特征在于,所述静止混合组件包括细长中心轴,所述细长中心轴具有固定到所述轴的多个大致螺旋形向外延伸板。4.如权利要求1所述的挤压机,其特征在于,所述静态混合器壳体从所述喷射阀向上延伸。5.如权利要求1所述的挤压机,其特征在于,所述阀流体出口...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·E·范达尔森姆B·D·斯特雷特
申请(专利权)人:温吉尔制造公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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