棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010676347.3 (22)申请日 2020.07.14 (71)申请人 孙乐先 地址 064100 河北省唐山市玉田县虹桥镇 仙鹤村西桥街8号 (72)发明人 孙乐先贾春刚张春林张淑民 静永红 (74)专利代理机构 唐山永和专利商标事务所 13103 代理人 张皓清 (51)Int.Cl. A23N 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组 件 (57)摘要 本发明涉及一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆 和螺旋套组件。 包括两节或多。

2、节螺旋杆和螺旋 套， 螺旋杆设置在螺旋套中， 螺旋杆中固定有动 力主轴， 最后一节螺旋套外端安装有带出料孔的 模头， 螺旋杆上设置有右旋单导程的梯形外螺 纹， 螺旋套上设置有左旋两导程或三导程的梯形 内螺纹； 从进料区到高温高压区， 多节螺旋杆的 螺距逐渐减小， 并且， 多节螺旋杆的螺旋槽深度 逐渐减小； 位于高温高压区的最后一节螺旋套的 螺旋槽向出料端方向逐渐变浅， 且到终端时槽深 存在， 同时， 最后一节螺旋套的螺旋线的顶宽向 出料端方向逐渐变宽。 本发明可明显提高膨化机 的生产能力和产品质量， 节约能耗， 降低整机造 价， 节约生产成本， 减少机器维护， 减轻劳动强 度。 权利要求书1页。

3、 说明书4页 附图1页 CN 111657521 A 2020.09.15 CN 111657521 A 1.一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 包括有两节或多节螺旋杆 （1） 和螺旋 套 （2） ， 螺旋杆 （1） 设置在螺旋套 （2） 中， 螺旋套 （2） 对接后通过法兰连接， 螺旋杆 （1） 中固定 有动力主轴 （6） ， 最后一节螺旋套 （2-3） 外端安装有带出料孔 （3） 的模头 （4） ， 其特征在于： 螺 旋杆上设置有右旋单导程的梯形外螺纹， 螺旋套上设置有左旋两导程或三导程的梯形内螺 纹； 螺旋杆内从进料端到出来端分为进料区 （a） 、 推料压缩区 （b） 、 高温高压。

4、区 （c） ； 从进料区 （a） 到高温高压区 （c） ， 前一节螺旋杆的螺距大于其后一节螺旋杆的螺距， 多节螺旋杆的螺 距逐渐减小， 并且， 前一节螺旋杆的螺旋槽比其后一节螺旋杆 （1-3） 的螺旋槽深， 多节螺旋 杆的螺旋槽深度逐渐减小； 位于高温高压区 （c） 的最后一节螺旋套 （2-3） 的螺旋槽向出料端 方向逐渐变浅， 且到终端时槽深存在， 同时， 最后一节螺旋套 （2-3） 的螺旋线的顶宽向出料 端方向逐渐变宽。 2.根据权利要求1所述的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 其特征在于： 螺旋杆 （1） 顶端到模头 （4） 出料孔 （3） 位置设置有用于原料整形的缓冲区。 3.根据。

5、权利要求1所述的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 其特征在于： 位于高 温高压区 （c） 的螺旋杆的长径比L/D为1.3 :1-2.3:1。 4.根据权利要求1所述的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 其特征在于： 还包括 包覆着螺旋套 （2） 的金属外套 （7） ， 金属外套 （7） 分别对应套装在每一节螺旋套 （2） 上。 5.根据权利要求1所述的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 其特征在于： 螺旋杆 （1） 的螺旋槽内设置有阻尼块 （8） 。 6.根据权利要求5所述的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 其特征在于： 阻尼块 （8） 为与螺旋杆 （1） 的螺旋槽宽度相适应的金属。

6、块， 用于调整膨化机螺旋套 （2） 内末端的压 力， 按压力需要在螺旋杆 （1） 末端的螺旋槽内均布焊接1-3块。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111657521 A 2 一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件 技术领域 0001 本发明涉及物料加工机械装置， 具体是一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组 件。 背景技术 0002 膨化机是加工膨化产品的机械设备， 从构造上分有单螺旋杆、 双螺旋杆或多螺旋 杆， 从加工方式上主要分为湿式、 干式两大类， 整机主要由机架、 主轴、 螺旋杆和螺旋套、 模 头、 电机等几部分构成， 螺旋杆和螺旋套是膨化机的关键部件， 现有膨化机的螺旋杆和螺旋 套。

7、都为普通标准组合， 螺旋杆设置在螺旋套中， 二者配合完成被膨化物的送料、 压缩、 胶化、 糊化、 闪蒸工艺过程， 现有膨化机结构简单， 加工普通物料的工艺成熟， 尤其已经成为养殖 业饲料加工不可缺少的膨化加工设备， 膨化机螺旋杆和螺旋套的构造与二者的机械配合决 定了整机的性能优劣， 直接影响膨化饲料的各项产品指标。 人们在实践中认识到， 棉籽膨化 后是品质优良的养殖业饲料， 但是， 对于棉籽的熟化膨化技术， 却在饲料膨化加工领域一直 被视为老大难， 经过20年的探索仍然收效甚微， 存在的主要缺陷是， 由于棉籽特有的高纤 维、 高木质素的原料特点， 加工破碎难度大； 同时受现有膨化机的螺旋杆、 。

8、螺旋套构造及其 二者常规的标准方式组合的限制， 螺旋杆、 螺旋套磨损严重， 螺旋杆和螺旋套工作面磨损最 严重的部位， 以120型棉籽膨化机 （120毫米的螺旋杆直径） 为例， 长径比 （螺旋杆总长度L/螺 旋杆直径D） 一般为5:1至10:1， 严重磨损段总长达500以上毫米， 物料在此段停留的时间长， 所以此段的螺旋杆和螺旋套很容易产生二次或三次产压， 受磨损的部位长， 磨损最严重， 不 仅设备造价以及生产成本较高， 机器故障率高， 尤其是这种长径比的膨化机的挤压时间过 长， 散热面积大， 不能充分利用动力转化的热能， 因而膨化的棉籽很难达到饲料标准要求， 现市场膨化机， 调整膨化机的压力，。

9、 是采用摸头孔径大小进行调整压力， 这样物料水分的大 小， 脂肪的高低， 纤维和木质素的多少， 会造成膨化出的产品质量不均匀或焦化， 也很容易 造成膨化机堵眼儿， ， 所以市场上的一级棉籽、 二级棉籽只能加工成棉粕进入市场， 三级棉 籽、 等外棉籽和落地棉籽则被农民抛弃田间作为肥料。 发明内容 0003 本发明是为克服膨化加工效率低、 加工成本高、 棉籽熟化膨化时的螺旋杆和螺旋 套磨损严重， 棉籽膨化产品品质不高的缺陷， 从而提供一种提高膨化效率和加工质量， 提升 棉籽膨化产品的品质， 节约生产成本的棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件。 0004 本发明解决所述问题， 采用的技术方案是： 一种。

10、棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 包括有两节或多节螺旋杆和螺旋套， 螺 旋杆设置在螺旋套中， 螺旋套对接后通过法兰连接， 螺旋杆中固定有动力主轴， 最后一节螺 旋套外端安装有带出料孔的模头， 螺旋杆上设置有右旋单导程的梯形外螺纹， 螺旋套上设 置有左旋两导程或三导程的梯形内螺纹； 螺旋杆内从进料端到出来端分为进料区、 推料压 缩区、 高温高压区； 从进料区到高温高压区， 前一节螺旋杆的螺距大于其后一节螺旋杆的螺 说明书 1/4 页 3 CN 111657521 A 3 距， 多节螺旋杆的螺距逐渐减小， 并且， 前一节螺旋杆的螺旋槽比其后一节螺旋杆的螺旋槽 深， 多节螺旋杆的螺旋槽深度逐渐减。

11、小； 位于高温高压区的最后一节螺旋套的螺旋槽向出 料端方向逐渐变浅， 且到终端时槽深存在， 同时， 最后一节螺旋套的螺旋线的顶宽向出料端 方向逐渐变宽。 0005 采用上述技术方案的本发明， 与现有技术相比， 其突出的特点是： 通过本发明的螺旋杆与螺旋套的相互配合， 螺旋杆与螺旋套的摩擦系数和剪切系数 得到明显优化， 提高了棉籽的破碎剪切能力， 揉搓均匀； 本发明的螺旋杆与螺旋套的相互配合， 增大了物料的有效输送面积， 使物料推进速 度加快， 升温迅速， 棉籽在膨化机腔内， 经过815mpa压力， 产生150200度的温度， 使物料 瞬间熟化经过缓冲被挤压出膨化机， 压力迅速释放， 棉籽中的细。

12、菌， 黄曲霉完全被杀死或分 解， 棉酚含量降低70%， 熟化膨化棉籽保质期是市场膨化机膨化出的棉籽饲料保质期的6 10倍， 熟化膨化出的棉籽不焦化， 膨化度高， 新鲜度高， 适口性强， 木质素和粗纤维以及蛋白 很容易被牛羊吸收， 膨化后脂肪利用率可达到99.8%； 牛羊饲喂后不长膘， 瘦肉率高， 生长 快， 肉质鲜嫩， 在同等条件下可提前23个月出栏。 0006 实施本发明， 在相同的机型 （120型） 、 相同生产能力的情况下， 动力只需背景技 术的三分之一， 整机体积比市场膨化机缩小三分之二。 0007 可明显提高膨化机的生产能力和产品质量， 节约能耗， 降低整机造价， 节约生产 成本， 。

13、减少机器维护， 减轻劳动强度。 0008 作为优选， 本发明更进一步的技术方案是： 螺旋杆顶端到模头出料孔位置设置有用于原料整形的缓冲区， 能提高膨化机温度和压 力的稳定性， 能适应膨化时原料的不确定性， 改变了市场膨化机利用模头出料孔控制压力 和温度的原理。 0009 位于高温高压区的螺旋杆的长径比L/D为1.3 :1-2.3:1， 螺旋杆和螺旋套的磨损 段大大缩短， 严重磨损段总长只有120毫米， 磨损程度也明显降低， 故可以提高螺旋杆和螺 旋套的使用寿命1520倍， 降低23倍生产成本， 且机器运行平稳。 0010 还包括包覆着螺旋套的金属外套， 金属外套分别对应套装在每一节螺旋套上， 。

14、较 之现有膨化棉籽的膨化机寿命提高810倍， 故障率明显降低。 0011 螺旋杆的螺旋槽内设置有阻尼块， 能提高膨化机温度和压力的稳定性， 能适应膨 化时原料的不确定性。 0012 阻尼块为与螺旋杆的螺旋槽宽度相适应的金属块， 用于调整膨化机螺旋套内末端 的压力， 按压力需要在螺旋杆末端的螺旋槽内均布焊接1-3块。 附图说明 0013 图1 是本发明实施例螺旋杆结构示意图； 图中： 螺旋杆1； 第一节螺旋杆1-1； 第二节螺旋杆1-2； 最后一节螺旋杆1-3； 图2是本发明实施例螺旋杆、 螺旋套装配及工作结构示意图； 图中： 进料区a； 推料压缩区b； 高温高压区c； 螺旋杆1； 第一节螺旋杆。

15、1-1； 第二节螺旋杆 1-2； 最后一节螺旋杆1-3； 螺旋套2； 第一节螺旋套2-1； 第二节螺旋套2-2； 最后一节螺旋套 2-3； 出料孔3； 模头4； 进料口5； 动力主轴6； 金属外套7； 阻尼块8。 说明书 2/4 页 4 CN 111657521 A 4 0014 具体实施方式： 下面结合实施例对本发明作进一步说明， 目的仅在于更好地理解本发明内容， 因此， 所 举之例并不限制本发明的保护范围。 0015 参见图1、 图2， 一种棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套组件， 包括有两节或多节螺 旋杆1和螺旋套2， 螺旋杆1设置在螺旋套2中， 螺旋套2对接后通过法兰连接， 螺旋杆1中固定。

16、 有动力主轴6， 最后一节螺旋套2-3外端安装有带出料孔3的模头4， 螺旋杆1上设置有右旋单 导程的梯形外螺纹， 螺旋套2上设置有左旋两导程或三导程的梯形内螺纹； 螺旋,1内从进料 端到出来端分为进料区a、 推料压缩区b、 高温高压区c； 从进料区a到高温高压区c， 前一节螺 旋杆1的螺距大于其后一节螺旋杆1的螺距， 多节螺旋杆的螺距逐渐减小， 即进料区a的第一 节螺旋杆1-1的螺距大于第二节螺旋杆1-2的螺距， 高温高压区c的最后一节螺旋杆1-3的螺 距最小， 并且， 前一节螺旋杆的螺旋槽比其后一节螺旋杆1-3的螺旋槽略深， 多节螺旋杆的 螺旋槽深度逐渐减小， 即进料区a的第一节螺旋杆1-1。

17、的螺旋槽比第二节螺旋杆1-2的螺旋 槽略深， 高温高压区c的最后一节螺旋杆1-3的螺旋槽最浅； 位于高温高压区c的最后一节螺 旋套2-3的螺旋槽向出料端方向逐渐变浅， 但是到终端时槽深并不消失， 同时， 最后一节螺 旋套2-3的螺旋线的顶宽向出料端方向逐渐变宽。 0016 螺旋杆1顶端到模头4的出料孔3位置设置有缓冲区 （根据机型大小设定） ， 缓冲区 作用， 主要用于原料整形， 模头4的出料孔3每个为12mm （120型12孔， 180型24孔） 根据机型 设定数量， 因此， 改变了市场膨化机利用模头出料孔控制压力和温度的原理。 0017 位于高温高压区的螺旋杆1的长径比L/D为1.3 :1。

18、-2.3:1， 螺旋杆1和螺旋套2的磨 损段大大缩短， 严重磨损段总长只有120毫米， 磨损程度也明显降低， 故可以提高螺旋杆1和 螺旋套2的使用寿命1520倍， 降低23倍生产成本， 且机器运行平稳。 0018 螺旋套2采用耐磨硬质合金钢材， 超JB/TI0289-2013标准十倍以上， 还包括包覆着 螺旋套2的金属外套7， 金属外套7分别对应套装在每一节螺旋套2上， 较之现有膨化棉籽的 膨化机寿命提高810倍， 故障率明显降低。 0019 螺旋杆1的螺旋槽内设置有阻尼块8， 阻尼块8为与螺旋杆1的螺旋槽宽度相适应的 金属块， 用于调整膨化机螺旋套2内末端的压力， 按压力需要在螺旋杆1末端的。

19、螺旋槽内均 布焊接1-3块。 0020 膨化机螺旋杆1的阻尼块8和缓冲区的设定， 能提高膨化机温度和压力的稳定性， 能适应膨化时原料的不确定性。 0021 装配： 本实施例以三节螺旋杆1和螺旋套2构成的棉籽熟化膨化机为例， 三节螺旋 杆1设置在三节螺旋套2中， 每节螺旋杆1和此节的螺旋套2相对应， 三节螺旋套2对接后由法 兰连接固定， 螺旋杆1中固定有动力主轴6， 完成安装的螺旋杆1和螺旋套2的顺序依次是， 位 于进料区a的第一节螺旋杆1-1和第一节螺旋套2-1， 其后是位于推料压缩区b的第二节螺旋 杆1-2和第二节螺旋套2-2、 位于高温高压区c的最后一节螺旋杆1-3和最后一节螺旋套2-3 。

20、也是第三节螺旋杆和螺旋套， 在最后一节螺旋套2-3外端安装带有出料孔3的模头4。 0022 工作： 电机启动使螺旋杆1在螺旋套2内旋转， 棉籽从进料口5进入第一节螺旋套2- 1内， 被旋转的第一节螺旋杆1-1沿螺旋推向推送压缩区b， 继续由螺距变小、 螺旋槽变浅的 第二节螺旋杆1-2向出料方推送压缩， 棉籽在螺旋杆1和螺旋套2的强烈搅拌、 混合、 剪切下， 不断挤压向前， 当物料进入高温高压区c的最后一节螺旋套2-3时， 在螺距更小、 螺旋槽更浅 说明书 3/4 页 5 CN 111657521 A 5 的最后一节螺旋杆1-3， 以及具有变化的螺旋槽深度和螺旋顶宽的最后一节螺旋套2-3的相 对。

21、旋转配合下， 压力迅速增加， 温度不断上升， 物料充分搅拌胶化、 剪切糊化、 揉合熟化， 当 温度升至150-200， 压力达到815 Mpa时， 棉籽料经过缓冲区从出料孔3瞬间释放成为膨 化饲料产品。 0023 由两节 （第一节和第二节即最后一节） 螺旋杆和螺旋套构成的棉籽熟化膨化机与 三节螺旋杆和螺旋套构成的棉籽熟化膨化机的工艺流程和工作原理相同， 不再赘述。 0024 本发明与现有棉籽熟化膨化机的螺旋杆和螺旋套结构区别主要为以下几点： 一是螺旋杆1的外螺旋的旋转方向与螺旋套2的内螺旋的旋转方向相反， 二者采取异向 螺旋相配合的非标准工作方式； 二是变化的螺旋杆螺距， 每节螺旋杆的螺距都不。

22、一样； 三是变化的螺旋杆1的螺旋槽的深度， 每节螺旋杆1的螺旋槽的深度都不一样； 四是变化的最后一节螺旋套的螺旋槽深度， 以及变化的最后一节螺旋套的螺旋顶宽。 0025 通过本发明的螺旋杆1与螺旋套2的相互配合， 螺旋杆1与螺旋套2的摩擦系数和 剪切系数得到明显优化， 提高了棉籽的破碎剪切能力， 揉搓均匀； 本发明的螺旋杆1与螺旋套2的相互配合， 增大了物料的有效输送面积， 使物料推进 速度加快， 升温迅速， 棉籽在膨化机腔内， 经过815mpa压力， 产生150200度的温度， 使物 料瞬间熟化经过缓冲被挤压出膨化机， 压力迅速释放， 棉籽中的细菌， 黄曲霉完全被杀死或 分解， 棉酚含量降低。

23、70%， 熟化膨化棉籽保质期是市场膨化机膨化出的棉籽饲料保质期的 610倍， 熟化膨化出的棉籽不焦化， 膨化度高， 新鲜度高， 适口性强， 木质素和粗纤维以及 蛋白很容易被牛羊吸收， 膨化后脂肪利用率可达到99.8%； 牛羊饲喂后不长膘， 瘦肉率高， 生 长快， 肉质鲜嫩， 在同等条件下可提前23个月出栏。 0026 实施本发明， 在相同的机型 （120型） 、 相同生产能力的情况下， 动力只需背景技 术的三分之一， 整机体积比市场膨化机缩小三分之二。 0027 综上所述， 本发明可明显提高膨化机的生产能力和产品质量， 节约能耗， 降低整机 造价， 节约生产成本， 减少机器维护， 减轻劳动强度。 0028 以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已， 并非因此局限本发明的权利范围， 凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化， 均包含于本发明的权利范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111657521 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 111657521 A 7 。