一种膨化机用在线粘度控制出料装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于属于食品、宠物、饲料机械技术领域。一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，以解决现有控制方法中准确性不够好的技术问题。一种膨化机用在线粘度控制出料装置，采用上述方法实现控制包括：出料膨化腔；在线粘度检测装置，其与出料膨化腔连接；机械能控制装置，包括有出料通道，出料通道的进料端与在线粘度检测装置连接；扩流出料装置，其进料端与机械能控制器的出料通道的出料端连接，扩流出料装置的出料端安装有模板，模板上开设有模孔；可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与在线粘度监测装置、机械能控制器电连接。本发明专利技术解决现有膨化机自动化程度不高、调节准确度不高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种膨化机用在线粘度控制出料装置及控制方法
本专利技术涉及膨化机械领域，尤其涉及一种膨化机用出料装置及控制方法。
技术介绍
目前大多数食品以及饲料加工行业为了实现高熟化程度的产品，基本都会选用膨化机进行生产，目前市场上的膨化主要分为两种，一种是干法膨化，即在挤压熟化的过程中，更多的通过机械能(SME)使得物料熟化，机械能(SME：specificmechanicalenergy)：每小时电机带动螺杆转动提供给膨化腔内每吨物料的能量(千瓦时/吨)；另一种是湿法膨化，湿法膨化主要是在挤压之前先通过调质器进行预熟化，然后再进入挤压机中进行挤压熟化，采用湿法膨化节省了更多的机械能，使得产量更高并且设备寿命也得到增长，而通过该种方法进行膨化的产品的品质与诸多因素有关，如螺杆转速、出料口的开度、水汽添加量等。目前市场上的膨化机基本都湿采用人工经验进行调节操控，这样操控的缺陷有以下两点：1.准确性不够好，生产效率比较低，不能进行实时的参数调节，使得最后的产品参数误差可能比较大；2.对膨化机操作人员的依赖性太强，很难进行多条生产线同时生产。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，以解决现有控制方法中准确性不够好的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案，一种利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，包括如下步骤：步骤一：针对膨化机出料膨化腔内物料的配方，采用在线粘度计，测得流变曲线Eq1、Eq2；其中Eq1的公式为μ＝Kγn-1；Eq2的公式为Eq1、Eq2公式中的μ为熔融体物料出模前粘度，γ为剪切率，K为流变系数，n为流变指数(n<1)，SME0分别为出料膨化腔出料量大小对应的机械能临界值，MC0与膨化机相连的水汽添加装置喂水量临界值，α，β为回归系数；k0为拟合系数；e为自然常数；SME为实际生产中出料膨化腔出料量大小对应的机械能值；MC为实际生产中与膨化机相连的水汽添加装置喂水量值；膨化产品容重与熔融体物料出模前粘度的关系经验方程Eq3，Eq4；其中Eq3的公式为Eq4的公式为ΔP＝Pdie-Ps；Eq3、Eq4公式中的BD为容重，L为模孔长直段长度，D为模孔直径，ΔP为出模前后压差，Pdie为熔融体物料模前压力，Ps为饱和蒸汽压力，μ为熔融体物料出模前粘度，B为拟合系数，θ为拟合指数，A，C为拟合常数；步骤二：利用在线粘度计连续测得实时粘度和压力，根据容重经验公式Eq3，Eq4，计算应调整的出料膨化腔出料量对应的所需SME值以及应调整喂水量MC值。本专利技术的第二个目的是提供一种膨化机用在线粘度控制出料装置，以解决现有膨化机自动化程度不高、调节准确度不高的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案，一种膨化机用在线粘度控制出料装置，其特征在于，所述在线粘度控制出料装置采用权利要求1所述的方法实现控制，具体包括：出料膨化腔，以及；在线粘度检测装置，所述在线粘度监测装置与出料膨化腔连接，以及；机械能控制装置，包括有出料通道，所述机械能控制装置的出料通道的进料端与在线粘度检测装置连接，以及；扩流出料装置，扩流出料装置的进料端与所述机械能控制装置的出料通道的出料端连接，扩流出料装置的出料端安装有模板，所述模板上开设有模孔；可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与在线粘度监测装置、机械能控制装置电连接；权利要求1所述的Eq1、Eq2、Eq3和Eq4写入可编程逻辑控制器中作为核心控制逻辑；在线粘度检测装置连续测得熔融体物料模前实时粘度，压力传感器得到熔融体物料模前实时压力，并将粘度信号和压力信号输入可编程逻辑控制器中；可编程逻辑控制器根据所述Eq3和Eq4，输出给机械能控制装置所需的SME信号，机械能控制装置根据输出SME信号调整出料通道的开口大小。本专利技术通过在出料膨化腔末端安装在线粘度检测仪对物料的实时检测，并通过事先输入可编程逻辑控制器的经验公式算得所需要的SME信号和喂水量信号等对机械能控制装置的出料通道的开口大小进行实时的控制，确保膨化产品的质量；对本专利技术做进一步改进，所述出料膨化腔与在线粘度检测装置之间安装有汇流连接板，所述汇流连接板上开设有贯穿的过渡出料孔。对本专利技术做进一步改进，所述过渡出料孔包括一对部分重叠的锥形槽和一个通孔，锥形槽小直径端位于在汇流连接板进料端，通孔位于一对锥形槽的部分重叠的位置。对本专利技术做进一步改进，所述机械能控制装置还包括：伺服电机；壳体，所述伺服电机安装在壳体的外端，壳体上开设有出料通道；驱动伸缩连杆装置，所述驱动伸缩连杆装置安装在壳体内并与伺服电机连接；活塞，所述活塞与驱动伸缩连杆装置连接，并可通过伺服电机带动驱动伸缩连杆装置使得活塞上下移动从而控制出料通道的大小。本专利技术机械能控制装置相对于一般膨化机中的使用的阀门来说，使用范围更广，并且本专利技术中的机械能控制装置可以设置多个出料通道并利用活塞进行控制，可以适用于各种类型的膨化机的出料装置中。对本专利技术做进一步改进，所述在线粘度检测装置包含有内腔，内腔形成流体通道，所述内腔中安装有震动测试元件探头，所述震动测试元件探头朝向出料膨化腔出料，所述震动测试元件探头根据震动值和设定值转换成粘度值，并将模拟量信号传输至可编程逻辑控制器。对本专利技术做进一步改进，所述扩流出料装置包括：扩流体，所述扩流体的进料端与机械能控制装置连接，扩流体内设置锥形扩流腔；孔板，所述孔板安装在扩流体出料端上并且孔板上开设有若干孔；分流锥，所述分流锥安装在扩流体的扩流腔中，并且分流锥的尖端朝向扩流体的进料端；模板，所述模板安装在扩流体的出料端。为解决膨化机主机喂水量的无法精确控制的技术问题，对本专利技术做进一步改进，所述出料装置还包括膨化机和水汽添加装置，水汽添加装置与膨化机相连接，水汽添加装置上设有调节阀，调节阀与可编程逻辑控制器电连接；可编程逻辑控制器根据所述Eq3和Eq4，输出给调节阀所需的应调整喂水量MC信号，调节阀根据应调整喂水量MC信号调整调节阀的开度。附图说明图1为本专利技术的控制示意图；图2为本专利技术汇流连接板的主视图；图3为本专利技术汇流连接板的剖视图；图4为本专利技术扩流出料装置的剖视图；图5为本专利技术膨化机用在线粘度控制出料装置的侧视图；图6是本专利技术实施例3的流变曲线图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，现针对上述附图进行详细的解释，应该了解的是，说明书和权利要求书中提到的“连接”，既可以是直接的相连，也可以是间接的相连接，文中同一个部件的“进料端“、“出料端”是指从生产工序来说物料进入或者排出的位置，同时文中的“连接于“、“安装于”等方式均可以采用现有技术中的连接方式，例如螺栓连接、抱箍连接等，在此就不在赘述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n步骤一：针对膨化机出料膨化腔内物料的配方，采用在线粘度计，测得流变曲线Eq1、Eq2；其中Eq1的公式为/nμ＝Kγ

【技术特征摘要】
1.利用流体粘度控制出料膨化腔出料量与喂水量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：针对膨化机出料膨化腔内物料的配方，采用在线粘度计，测得流变曲线Eq1、Eq2；其中Eq1的公式为
μ＝Kγn-1；
Eq2的公式为



Eq1、Eq2公式中的μ为熔融体物料出模前粘度，γ为剪切率，K为流变系数，n为流变指数(n<1)，SME0分别为出料膨化腔出料量大小对应的机械能临界值，MC0与膨化机相连的水汽添加装置喂水量临界值，α，β为回归系数；k0为拟合系数；e为自然常数；SME为实际生产中出料膨化腔出料量大小对应的机械能值；MC为实际生产中与膨化机相连的水汽添加装置喂水量值；膨化产品容重与熔融体物料出模前粘度的关系经验方程Eq3，Eq4；
其中Eq3的公式为



Eq4的公式为
ΔP＝Pdie-Ps；
Eq3、Eq4公式中的BD为容重，L为模孔长直段长度，D为模孔直径，ΔP为出模前后压差，Pdie为熔融体物料模前压力，Ps为饱和蒸汽压力，μ为熔融体物料出模前粘度，B为拟合系数，θ为拟合指数，A，C为拟合常数；
步骤二：利用在线粘度计连续测得实时粘度和压力，根据容重经验公式Eq3，Eq4，计算应调整的出料膨化腔出料量对应的所需SME值以及应调整喂水量MC值。


2.一种膨化机用在线粘度控制出料装置，其特征在于，所述在线粘度控制出料装置采用权利要求1所述的方法实现控制，具体包括：
出料膨化腔，以及；
在线粘度检测装置，所述在线粘度监测装置与出料膨化腔连接，以及；
机械能控制装置，包括有出料通道，所述机械能控制器的出料通道的进料端与在线粘度检测装置连接，以及；
扩流出料装置，扩流出料装置的进料端与所述机械能控制器的出料通道的出料端连接，扩流出料装置的出料端安装有模板，所述模板上开设有模孔；
可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与在线粘度监测装置、机械能控制器电连接；权利要求1所述的Eq1、Eq2、Eq3和Eq4写入可编程逻辑控制器中作为核心控制逻辑；
在线粘度检测装置连续测得熔融体物料模前实时粘度，压力传感器得到熔融体物料模前实时压力，并将粘度信号和压力信号输入可编程逻辑控制器中；可编程逻辑控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，严骅彬，
申请(专利权)人：江苏丰尚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32