一种挤压设备
技术领域
本发明属于属于食品、宠物、饲料机械技术领域，特别涉及一种挤压力可在线连续调节的挤压膨化设备。
背景技术
在食品、饲料等领域，膨化机等挤压设备针对不同的工艺需求，需要设置对应的挤压力，从而获得需要的膨化效果。现有膨化设备均采用改变出料端文丘里效应器上挤压通道孔径的方法，获得不同的膨化效果；该方法需要停机更换不同型号的文丘里效应器，或增加不同直径的衬套，过程繁琐且影响生产，更换后压力恒定，无法实现实时精确调整，设备难以实现全自动生产。
授权公告号CN2894298、公告日2007年05月02日的中国实用新型专利说明书公开了一种膨化机出料口压力分配调节机构，在膨化机出料段机膛的出口端面与膨化机模孔板之间固定连接压力分配装置；压力分配装置结构由压力过渡环、压力分配环、锥形柱销构成；压力过渡环两侧面为向内凹的锥面，中心带有中心孔；压力分配环外侧面内凹，压力分配环上带有圆通孔及中心孔；压力过渡环和压力分配环的中心孔为同一轴心；锥形柱销与压力分配环活动连接，锥形柱销一端为锥面可与压力过渡环连接。锥形柱销与压力分配环活动连接结构为，压力分配环中心孔为螺纹孔，锥形柱销与压力分配环螺纹连接。采用锥形柱销与压力分配环螺纹连接结构，长期使用过程中，锥形柱销的外螺纹孔与压力分配环内螺纹孔会积料，导致锥形柱销卡滞，无法旋动锥形，无法连续调节挤压力，需要定期更换锥形柱销。
发明内容
本发明的目的是提供一种挤压设备，以解决现有技术挤压力无法连续调节的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种挤压设备，其特征是，所述挤压设备的挤压腔出口顺序连接文丘里效应器、压力调节装置，文丘里效应器中部为缩颈结构；
压力调节装置包括相配合的活塞和活塞套，活塞同轴安装于活塞套进料端，活塞、活塞套、文丘里效应器、挤压设备挤压腔同轴设置，活塞朝向文丘里效应器，活塞与文丘里效应器的缩颈结构组成挤压通道，在活塞驱动装置的作用下，活塞相对于活塞套进行远离或靠近文丘里效应器缩颈结构的轴向运动，改变挤压通道的大小；
活塞套上设置清料密封件，用于清理活塞的滑动面上的物料，并阻止物料进入活塞套内部。
上述方案的有益效果：第一，本发明通过调整活塞与挤压通道相对位置，改变物料通道面积，从而建立所需的挤压力，最终实现膨化效果的有效调整；且有效清除活塞上的物料并阻止物料进入活塞套内，压力调节装置运转稳定连续，不会发生活塞卡滞现象。第二，本发明采用活塞式压力调节结构，可精确调节挤压力，实现物料膨化效果的连续调整；第三，因为无需停机即可调整，大大提高生产效率，同时降低劳动强度和维护成本。
为解决清理活塞的滑动面上积料，物料进入活塞套的技术问题，对本发明做进一步改进，所述清料密封件包括环形盘、以及环形盘内边缘翻边形成的唇口，唇口朝向挤压通道，唇口与活塞滑动面过盈配合，防止物料进入活塞套。唇口具有强烈刮铲效果，能去除活塞滑动面坚固附着物。
为解决物料进入活塞套的技术问题，对本发明做进一步改进，所述活塞套上设置弹性密封件，包括内部的密封件和外部的弹性件，密封件与活塞过盈配合。在清料密封件唇口磨损时，弹性密封件可提供弹性补偿，有效提升寿命和密封可靠性；弹性密封件可对活塞滑动面进一步密封，防止微小颗粒和水汽进入活塞座内。
为解决清料密封件与弹性密封件的安装空间技术问题，对本发明做进一步改进，所述清料密封件出料侧设置弹性密封件，包括内部的密封件和外部的弹性件，密封件内壁与活塞滑动面过盈配合，密封件进料端端面与清料密封件的环形盘对应端面相接触。
为解决调节丝杆旋转动力的技术问题，对本发明做进一步改进，所述活塞驱动装置包括调节丝杆、调节丝杆驱动装置，调节丝杆驱动装置驱动连接调节丝杆，调节丝杆与活塞同轴设置；调节丝杆头部与活塞上的内螺纹配合，组成螺纹副；调节丝杆尾部与活塞套底座上设置的一对轴承相配合。螺纹副的纯机械传动方式，可实现准确定位和可靠自锁，结构简单、效率高。
为解决调节丝杆驱动装置动力的技术问题，对本发明做进一步改进，所述调节丝杆驱动装置包括相啮合的主动齿轮、从动齿轮，调节丝杆与从动齿轮固定连接，调节丝杆与从动齿轮同轴设置。齿轮副加丝杆副的纯机械传动方式，可实现准确定位和可靠自锁，结构简单、效率高。
为解决主动齿轮旋转动力的技术问题，对本发明做进一步改进，所述调节丝杆驱动装置还包括主动齿轮驱动装置，主动齿轮驱动装置为手动结构、电动马达结构、液压结构或气动马达结构。气动马达驱动方式可满足防爆需求。
为解决无法实时检测调节活塞位置的技术问题，对本发明做进一步改进，所述主动齿轮上设置角度传感器，角度传感器与主动齿轮中心轴同轴设置。角度传感器用于实时检测调节活塞位置。
对本发明做进一步改进，所述主动齿轮驱动装置位于挤压设备挤压腔外部，或者主动齿轮驱动装置密封设置在挤压设备挤压腔内部。
为解决活塞轴向移动发生周向旋转的技术问题，对本发明做进一步改进，所述活塞进料端为锥形结构，起到分流物料的作用；活塞上安装导向键，导向键与活塞套上设置滑槽，滑槽与导向键相配合，防止活塞轴向移动发生周向旋转。
附图说明
图1是本发明挤压设备的结构示意图；
图2是本发明压力调节装置的剖视图；
图3是本发明压力调节装置的侧视图；
图4是图2中Ⅰ的放大图；
图5是图2中Ⅱ的放大图；
图6是图4中Ⅲ的放大图。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明挤压设备，包括膨化机本体1和挤压调节机构，挤压调节机构包括文丘里效应器3、压力调节装置4、出料模板5等部件组成。
文丘里效应器3通过螺栓与挤压腔出口联结，压力调节装置4通过调节系统安装座4-1 与文丘里效应器3联结，并用螺栓紧固，出料模板5位于料流末端，与调节系统安装座4-1 联结。
物料通过膨化本体1的螺旋挤压推进作用到达文丘里效应器3，经过挤压通道进入末端扩流腔体，经过压力调节装置4后到达出料模板5，由出料模板5上的模孔定型后排出。
压力调节装置4包括调节系统安装座4-1、活塞套4-2、活塞4-3、调节丝杆4-4、从动齿轮4-5、主动齿轮4-6、角度传感器4-7、气动马达4-8、清料密封件4-9、导向键4-10、轴承4-11、轴承套4-12及旋转密封4-13等部件。
活塞套4-2是两个安装副总成的工作基础，起支撑、定位及密封作用，其通过调节系统安装座4-1与文丘里效应器3联结。
活塞4-3同轴安装于活塞套4-2前端，可轴向伸缩移动。活塞套4-2与活塞4-3之间配合面即为可靠滑动支撑。调节丝杆4-4头部与活塞4-3上的内螺纹配合，组成螺纹副，其上安装从动齿轮4-5，调节丝杆4-4头部尾部与活塞套4-2的底座上设置的一对轴承4-10相配合。
安装于压力调节装置4前端的活塞4-3，与文丘里效应器3中心设置的收缩圆孔共同组成环形挤压通道，通过活塞4-3轴向位置的变化，可连续改变挤压通道的大小，从而实现物料压力的改变。
主动齿轮4-6安装于活塞套4-2内侧面，由轴承套4-12提供支撑，主动齿轮4-6与从动齿轮4-5组成齿轮副。
从动齿轮4-5和主动齿轮4-6组成的齿轮副，调节丝杠4-4和活塞4-3组成的螺纹副，两个运动副共同作用，可驱使活塞4-3轴向移动。活塞4-3前后移动会改变挤压通道面积，从而改变物料通过阻力，以达到建立不同挤压力的目的，最终实现膨化效果的准确调节。
主动齿轮4-6与轴承套4-12之间配置旋转密封4-13，防止物料由旋转配合处进入箱体内部；主动齿轮4-6由气动马达4-8驱动。气动马达是实现这个调节运动的驱动原件，其通过压缩气体驱动，满足特殊工作场所的防爆要求。
气动马达4-8可以位于文丘里效应器3腔体外侧，也可以密封设置在压力调节装置腔体内。
气动马达4-8也可以替换为手动结构、电动马达结构、液压结构等。
角度传感器4-7与气动马达4-8同轴安装，用以检测工作行程，记录行程总角度。角度传感器4-7通过检测主动齿轮4-6旋转方向和角度，然后计算活塞4-3所处位置和通道面积，可结合自动控制系统，实现设备运行和调节的自动化运行。
活塞4-3上安装导向键4-10，导向键4-10与活塞套4-2上的滑槽配合，确保活塞4-3轴向移动时不会发生周向旋转。
为保证调节机构的可靠运行，防止活塞4-3发生卡滞，特别在活塞4-3与活塞套4-2配合面前端设置清料密封件4-9，用以清理活塞4-3滑动面，并阻止物料进入箱体内部。该清料密封件包括清料件4-9-1和弹性密封件两部分，清料件4-9-1由弹性金属制成，与活塞4-3圆柱面紧密贴合，具有强烈刮铲效果，能去除活塞表面坚固附着物；弹性密封件，包括耐磨密封件4-9-2、耐磨密封件4-9-1外侧设置的弹性件4-9-3，耐磨密封件4-9-2与活塞4-3滑动面过盈配合。弹性密封件的作用有二：一是在清料密封件唇口磨损时，弹性密封件可提供弹性补偿，有效提升寿命和密封可靠性；二是对活塞滑动面进一步密封，防止微小颗粒和水汽进入活塞套4-2。
设备运行前调试，将活塞分别伸出和缩回至极限位置，将角度传感器记录的该两点位置分别标记为0％和100％(及通道开度)，将整个行程均分为需要的最小等分(分度越多，精度越高)。调整时，输入开度百分比，气动马达驱动机构运行，角度传感器记录并反馈位置，到达设定值时，切断气动马达气源，调整完成。
设备运行过程中，根据角度传感器4-7反馈的旋转方向和旋转角度数据，控制气动马达 4-8运转，带动主动齿轮4-6旋转，从而驱动从动齿轮4-5旋转，与从动齿轮4-5刚性连接的调节丝杆4-4同时发生旋转，由于调节丝杆4-4轴向已被一对轴承4-10限位，与其螺旋配合的活塞4-3被驱使轴向移动，从而完成压力调节功能。
