專利名稱：：具有可變筒身中間限制器和相鄰高強(qiáng)度混合組件的擠壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于加工動(dòng)物飼料或人類食品的改進(jìn)的擠壓組件，與傳統(tǒng)擠壓機(jī)設(shè)計(jì)相比，該擠壓組件給出提高的單位機(jī)械能值。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及如此的擠壓組件，其中，擠壓機(jī)筒身裝備有筒身中間閥組件，該閥組件允許有選擇地通過(guò)其中的可變的材料流量，擠壓機(jī)筒身還裝備有位于該閥組件上游的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分。在本發(fā)明其它優(yōu)選方面，通向大氣的通氣口設(shè)置在可變閥組件的下游。
背景技術(shù)：
：各種擠壓系統(tǒng)普遍用于人類食品和動(dòng)物飼料的生產(chǎn)中。廣義地說(shuō)，有兩種類型的擠壓系統(tǒng)，即，單螺桿系統(tǒng)和雙螺桿系統(tǒng)。顧名思義，單螺桿擠壓機(jī)包括細(xì)長(zhǎng)筒體，筒中只有單個(gè)細(xì)長(zhǎng)的制有螺旋齒的繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿組件。相比之下，雙螺桿擠壓機(jī)具有特別構(gòu)造的筒體，其有一對(duì)并列的制有螺旋齒的繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和相互交錯(cuò)的螺桿組件。還為相當(dāng)常見(jiàn)的是在單或雙螺桿擠壓機(jī)的上游使用預(yù)處理裝置，其用來(lái)至少部分地?zé)笃鹗疾牧喜⑹蛊浜械矸鄣慕M分糊化。一般地，若要求燒煮和糊化水平越高，則由于這降低了下游擠壓機(jī)的燒煮要求，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量越高。過(guò)去，人們提出了許多特殊的擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)，其旨在使單位機(jī)械能(SME)和燒煮水平最大化，而不伴隨有借助于熱能來(lái)提高能量的輸入。為此目的，人們已經(jīng)知道使用沿?cái)D壓機(jī)螺桿長(zhǎng)度的蒸汽鎖(steamlock)以及可變的閥門系統(tǒng)，以提供固定的和可變的材料限制流量。盡管如此的權(quán)宜之計(jì)很普遍，但它們沒(méi)有提供擠壓處理器所要求的較高的SME和燒煮值。因此，行內(nèi)需要有改進(jìn)的擠壓組件，其在處理動(dòng)物飼料或人類食品過(guò)程中能夠提高SME和燒煮值，而無(wú)需顯著地提高能量輸入。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服上述的諸多問(wèn)題并提供一種擠壓組件(其既可以是單螺桿擠壓組件也可以是雙螺桿擠壓組件)，所述擠壓組件包括細(xì)長(zhǎng)筒身，筒身具有入口和間距開(kāi)的限制孔徑的口模出口，筒身中間閥組件沿筒身長(zhǎng)度定位并包括用來(lái)有選擇地可變地限制通過(guò)閥組件的材料流量的結(jié)構(gòu)。該組件還具有至少一個(gè)位于筒身內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)的、繞軸線制有螺紋齒的的螺桿組件，操作該螺桿組件可移動(dòng)材料從入口經(jīng)過(guò)筒身和閥組件而從口模出口流出。該螺桿組件包括位于筒身閥組件上游的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分，其中，破碎化/均質(zhì)化螺桿部分具有多個(gè)制有螺紋齒的螺桿零件，其中至少一個(gè)螺桿零件具有右手螺距，而至少另一個(gè)螺桿零件具有左手螺距。筒身中間閥組件連同如此一個(gè)破碎化/均質(zhì)化螺桿部分的組合使用業(yè)已證明給出了理想的飼料或食品加工處理的結(jié)果。在一些優(yōu)選形式中，螺桿零件布置成相鄰螺桿零件具有相反的螺距。最佳地是，破碎化/均質(zhì)化螺桿部分緊鄰于閥組件，由此，從破碎化/均質(zhì)化螺桿部分退出的材料直接流入閥組件內(nèi)，不遭遇到附加的制有螺紋齒的螺桿部分。還有，通向大氣的通氣孔可設(shè)置在閥3組件下游，最好緊鄰于閥組件。通常使用通氣孔是為了使最終擠出物的過(guò)量膨脹為最小。許多情形中，在擠出機(jī)筒身上游處設(shè)置有預(yù)處理機(jī)，其中，預(yù)處理機(jī)呈細(xì)長(zhǎng)的容器，該容器具有預(yù)處理機(jī)入口和預(yù)處理機(jī)出口，所述預(yù)處理機(jī)出口可操作地與筒身入口聯(lián)接，以讓材料從預(yù)處理機(jī)流入筒身內(nèi)。特別優(yōu)選的預(yù)處理機(jī)是如美國(guó)專利No.4，752，139(體文以參見(jiàn)方式引入該專利)所述的雙軸設(shè)計(jì)，且對(duì)于個(gè)別的軸具有相應(yīng)的可變速度驅(qū)動(dòng)器。圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選擠壓機(jī)的側(cè)視圖，帶有與擠壓機(jī)可操作地相聯(lián)接的優(yōu)選的上游預(yù)處理機(jī)；圖2是根據(jù)本發(fā)明的筒身中間流量限制閥組件的立體圖；圖3是圖1所示擠壓機(jī)的垂直截面圖，示出筒身中間流量限制閥組件與上游高強(qiáng)度的破碎化/均質(zhì)化螺桿組件及下游通氣孔的組合；圖4是一分解的立體圖，示出破碎化/均質(zhì)化螺桿組件的諸部件；圖5是破碎化/均質(zhì)化螺桿部分的垂直截面圖；圖6是圖1和3所示擠壓機(jī)的局部的垂直截面圖，示出筒身中間流量限制閥組件和上游的破碎化/均質(zhì)化螺桿組件的各部分；圖7是顯示優(yōu)選的筒身中間流量限制閥組件設(shè)計(jì)的垂直截面圖；圖8是圖1和3所示擠壓機(jī)的局部的垂直截面圖，示出材料處理過(guò)程中擠壓機(jī)的操作；圖9是本發(fā)明的筒身中間流量限制閥組件另一實(shí)施例的垂直截面圖，其設(shè)計(jì)用于一雙螺桿擠壓機(jī)；圖10是圖9所示筒身中間流量限制閥組件的局部垂直截面圖；圖11是局部截面圖，示出雙螺桿擠壓機(jī)中相鄰的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分；圖12是用于本發(fā)明中的較佳的預(yù)處理機(jī)的立體圖；圖13是圖12預(yù)處理機(jī)的側(cè)視圖；圖14是沿圖13中的線14-14截取的截面圖，示出預(yù)處理機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；以及圖15是沿圖13中的線15-15截取的截面圖，進(jìn)一步示出預(yù)處理機(jī)的結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施例方式圖1示出擠壓機(jī)組件20，其包括擠壓機(jī)22和上游預(yù)處理機(jī)24。所示實(shí)例中的擠壓機(jī)22是單螺桿擠壓機(jī)，其包括細(xì)長(zhǎng)的多節(jié)筒身26，筒身具有最端部處的限制孔徑的口模28和入口30。筒身中間的流量限制閥組件(MBV)32插入在筒身中間段之間，筒身通氣孔34位于組件32的下游。預(yù)處理機(jī)24包括具有入口38和出口40的雙腔外殼36，出口40與筒身入口30相連。此外，可見(jiàn)中間頭50裝備有位于組件32下游處的大氣通氣口34。參照?qǐng)D3，圖中詳細(xì)地示出了擠壓機(jī)22。擠壓機(jī)筒身26由包括入口30的入口頭42以及五個(gè)中間頭44、46、48、50和52以及出口頭54組成。頭42-54端對(duì)端地互連，從而合作地形成從入口30延伸到口模出口28的中心區(qū)域56。此外，還可見(jiàn)頭44-54裝備有內(nèi)部管形的成螺旋地加肋的套筒44a-54a?？捎羞x擇地進(jìn)行調(diào)整的筒身中間閥組件32被夾在頭48和50之間，但它也可位于除入口頭之外的任何相鄰頭之間。該組件32是屬于美國(guó)專利公布No.US2007/0237850中所示的類型，該專利出版于2007年10月11日，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。擠壓機(jī)22具有細(xì)長(zhǎng)的制有螺旋齒的螺桿組件58，其沿著區(qū)域56的長(zhǎng)度延伸，并進(jìn)行操作而沿著筒身26長(zhǎng)度傳送通過(guò)入口30接受到的材料，最終擠壓通過(guò)口模28。螺桿組件58包括一對(duì)第一和第二入口部分60和62、第三部分64、通向MBV組件32的特殊破碎化/均質(zhì)化螺桿部分66、下游螺桿部分68和70，以及最后的未切制的錐形鼻螺桿部分72。傳統(tǒng)的蒸汽鎖元件74位于螺桿部分62和64、64和66之間，組件32的下游端和螺桿部分68之間，以及螺桿部分70和72之間。螺桿部分60-72安裝在六角形中心軸76(圖7)上，中心軸可操作地連接到傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和減速齒輪箱組件(未示出)，以使螺桿組件58在動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。特殊的螺桿部分66包括入口部分78以及下游破碎化/均質(zhì)化部分80。入口部分78是一節(jié)短螺桿段，其類型如共同待審查的和同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述的，該專利申請(qǐng)題為"SingleScrewExtruderForProcessingofLowViscosityPreconditionedMaterials(處理低粘度預(yù)處理過(guò)材料的單螺桿擠壓機(jī))"——本文以參見(jiàn)方式引入該專利。破碎化/均質(zhì)化部分80包括多個(gè)交變螺距的鄰接的、制有螺旋齒的部分82-92，例如，螺桿部分82具有右手螺距，而相鄰的螺桿部分84具有左手螺距；個(gè)別的螺桿部分82-92最好各小于全螺距或回旋長(zhǎng)度。部分78和80具有六角形中心孔78'、80'，以便接納軸76。MBV組件32示于圖2中，并包括中心剪切鎖(shearlock)元件94和匹配的外側(cè)限制單元96。組件32設(shè)計(jì)成分別用于諸如圖3和7中所示的單螺桿或雙螺桿擠壓機(jī)，組件32并用來(lái)提供可變的通過(guò)擠壓機(jī)筒身26的流量限制水平，以便在擠壓機(jī)22內(nèi)產(chǎn)生增加的背壓和剪切水平，提高輸入到被處理材料中的機(jī)械能量。詳細(xì)地說(shuō)，組件32的剪切鎖元件94是實(shí)心的環(huán)形金屬體，其具有中心的設(shè)計(jì)用來(lái)接納軸76的六角形孔98，帶有呈最外面的光滑操作表面100的圓形截面。這樣，元件94與軸76和螺桿組件58—致地轉(zhuǎn)動(dòng)。限制單元96包括大致圓形的初級(jí)本體102，其具有側(cè)向延伸的貫通槽104(圖6)，該槽具有一對(duì)側(cè)邊緣的開(kāi)口106。本體102是金屬結(jié)構(gòu)，并具有一系列軸向孔108，它們?cè)O(shè)計(jì)成與設(shè)置在頭部凸緣內(nèi)的類似孔相匹配。采用螺紋緊固件(未示出)來(lái)互連頭部48和50的相鄰?fù)咕壷g的本體102，以使本體102實(shí)際上被夾在對(duì)齊的頭部48和50之間。組件32還包括一對(duì)限制部件110、112，它們各可滑動(dòng)地被接納在狹槽104內(nèi)。部件110、112彼此成鏡面對(duì)稱圖像，其結(jié)構(gòu)清楚地顯示在圖7中。因此，可以看到，各個(gè)部件具有金屬制的鉗口狀的本體114，本體114具有最內(nèi)的弧形表面116。各表面116的中心區(qū)域具有接近于元件94半徑的大致圓形半徑，而各表面116的外側(cè)區(qū)域具有一對(duì)最端部的不圓的突出部118。各個(gè)本體114裝備有接納柔性密封件122的界限的槽120。各個(gè)本體114還具有一體的向外延伸的耳形物124，其具有形成在其中的一個(gè)端部槽口126。板128設(shè)置在該槽口126之上并通過(guò)緊固件130固定就位。組件32還包括驅(qū)動(dòng)裝置132，該裝置可操作地與部件110、112聯(lián)接，以便朝向或遠(yuǎn)離剪切鎖元件94移動(dòng)這些部件，這將在下面予以解釋。驅(qū)動(dòng)裝置132包括一對(duì)驅(qū)動(dòng)螺桿134、136，它們具有向前的對(duì)接端138、中心的螺紋部分140和方形的驅(qū)動(dòng)端142。可以看到，各個(gè)驅(qū)動(dòng)螺桿134U36的向前的對(duì)接端138位于相關(guān)本體114的槽口126內(nèi)，使螺桿的其余部分向外延伸。驅(qū)動(dòng)裝置132還包括一對(duì)弓形蓋板144、146，它們相應(yīng)地設(shè)置在側(cè)向開(kāi)口106上，并用緊固件148固定就位。各個(gè)蓋板144、146具有中心的螺紋孔150，該孔接納相關(guān)驅(qū)動(dòng)螺桿134、136的螺紋部分140。因此應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，驅(qū)動(dòng)螺桿134、136的轉(zhuǎn)動(dòng)用來(lái)向內(nèi)或向外地滑動(dòng)部件110、112，以便在部件110、112的表面116和剪切鎖元件94的操作表面100之間形成選定的間隙。利用附連到驅(qū)動(dòng)端142上的曲軸152，可手工地實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)螺桿134U36的如此的轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘?，如圖6示意地所示，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)154、156可聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)螺桿134、136，以使限制部件110、112動(dòng)力地運(yùn)動(dòng)。通常地，電動(dòng)機(jī)154、156可聯(lián)接到控制器158，控制器可形成對(duì)擠壓機(jī)22的全部數(shù)字控制的一部分。圖9和10示出用于雙螺桿擠壓機(jī)的流量限制組件32a，該擠壓機(jī)具有并排互相嚙合交錯(cuò)設(shè)置的螺桿160、162，如圖11所示，螺桿160、162位于合適地構(gòu)造的雙螺桿筒身164內(nèi)。如圖所示，各擠壓機(jī)螺桿160、162的螺紋外表面延伸入螺紋外周緣和螺桿中心體的內(nèi)根圓直徑之間的相鄰螺紋齒的界限范圍內(nèi)。組件32a的諸部件，其大部分與組件32的部件相同，因此，在圖9-10中使用了相同的標(biāo)號(hào)，例外地加上以示區(qū)別的字母"a"。因此，組件32a具有一對(duì)剪切鎖元件94a，各相應(yīng)地安裝在其中一個(gè)六角形螺桿軸76a上。還有，設(shè)置一對(duì)相對(duì)的限制部件110a、112a，最好如圖所示地安裝在垂直定向上。部件110a、112a的內(nèi)操作表面116a具有一對(duì)并列的弓形區(qū)域，以便同時(shí)地容納和接合兩個(gè)剪切鎖元件94a。在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置132a稍有不同。具體來(lái)說(shuō)，相應(yīng)部件110a、112a的驅(qū)動(dòng)螺桿134a、136a被接納在分叉的驅(qū)動(dòng)外殼166內(nèi)，該外殼具有間距的孔168、170?？?68、170之間的驅(qū)動(dòng)螺桿134a、136a的中心部分裝備有驅(qū)動(dòng)螺母172。部件110a、112a的調(diào)整通過(guò)驅(qū)動(dòng)螺母172的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此，用來(lái)移動(dòng)相關(guān)的部件110a、112a朝向和遠(yuǎn)離剪切鎖元件94a。從以上的討論中，可以容易地認(rèn)識(shí)到，一旦驅(qū)動(dòng)螺桿134a、136a轉(zhuǎn)動(dòng)，部件110a、112a就沿著大致對(duì)齊的和呈直線的路徑移動(dòng)朝向和遠(yuǎn)離剪切鎖元件94a。圖11示出被夾在構(gòu)成筒身164—部分的一對(duì)雙螺桿擠壓機(jī)圓筒頭部174U76之間的組件32a。圖11中還可見(jiàn)，組件32a上游處的螺桿部分66a以上述螺桿部分66的方式進(jìn)行構(gòu)造，即，各個(gè)部分66a包括交替的相反螺距的螺桿部分82a-92a。預(yù)處理機(jī)24顯示在圖12-14中，其屬于2007年10月19日提交的共同待審查的美國(guó)專利申請(qǐng)S/N11/875,033中所述的類型，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。預(yù)處理機(jī)24包括細(xì)長(zhǎng)的雙級(jí)混合容器178，容器178具有一對(duì)平行細(xì)長(zhǎng)的沿著其長(zhǎng)度軸向地延伸和可轉(zhuǎn)動(dòng)的混合軸180和182。軸180、182與個(gè)別可變驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)裝置可操作地與控制裝置(未示出)聯(lián)接?？勺凃?qū)動(dòng)裝置最好呈變速驅(qū)動(dòng)器(VSD)形式，而控制器可以是控制器、處理器、特定用途集成電路(ASIC)、或能夠執(zhí)行邏輯指令的任何其它類型的數(shù)字或模擬裝置。該裝置甚至可以是個(gè)人的或服務(wù)器的計(jì)算機(jī)，諸如由Del1、Compaq、Gateway公司或任何其它計(jì)算機(jī)制造商制造和銷售的計(jì)算機(jī)，以及運(yùn)行WindowsNT、NovelNetware、Unix或任何其它網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。VSD驅(qū)動(dòng)器裝置可按需要進(jìn)行編程以達(dá)到本發(fā)明的目的，例如，它們可以構(gòu)造成不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度范圍、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和額定功率。容器178具有細(xì)長(zhǎng)的橫向弓形側(cè)壁184，側(cè)壁具有一對(duì)細(xì)長(zhǎng)并列的互連腔室186和6188，以及材料入口190和材料出口192。腔室188具有比相鄰腔室186大的橫截面面積，這是有待說(shuō)明的重要原因。各個(gè)腔室186、188裝備有一系列沿著對(duì)應(yīng)腔室長(zhǎng)度的間距開(kāi)的入口端口194、196，而中間一組端口198位于腔室186、188的連接處。這些端口194-198適于連接通向腔室內(nèi)部的水和/或蒸汽注射器。全部的容器178還具有前端板200和后端板202，以及中心板204。如圖所示，軸180、182基本上中心地位于對(duì)應(yīng)腔室186、188內(nèi)。為此目的，安裝在板200上的前部軸承206支承著軸180、182的前端，同樣地，固定在板202上的后軸承208支承著軸的后端。軸180、182具有向后延伸的延伸部180a、182a，它們從軸承208中伸出以提供與先前所述的可變頻率驅(qū)動(dòng)器的連接。軸182裝備有多個(gè)徑向向外地延伸的混合元件210，它們沿著軸長(zhǎng)以錯(cuò)列關(guān)系定位。各個(gè)元件210(圖5)包括被接納在軸182相應(yīng)螺紋孔214內(nèi)的內(nèi)側(cè)螺紋段212，而向外突出段216具有基本上平的槳板狀構(gòu)件218。如圖14中所示，混合元件210的槳板構(gòu)件218與相對(duì)于材料從入口190到出口192移動(dòng)方向?yàn)榉聪虻姆较蚨ㄏ?。即，這些構(gòu)件用于阻礙材料通過(guò)預(yù)處理機(jī)24的流動(dòng)。位于較小腔室186內(nèi)的軸180同樣具有一系列混合元件144，它們沿著其長(zhǎng)度保持交替錯(cuò)列的關(guān)系。元件220與元件210相同，只是元件220尺寸稍許小一些。各個(gè)元件220具有外側(cè)的槳板狀構(gòu)件222。在此情形中，構(gòu)件220與構(gòu)件210的方向相反定向，S卩，它們沿向前方向定向，以便更加有效地推進(jìn)材料流動(dòng)，從入口190朝向出口192并流出出口192。相鄰的成對(duì)混合元件210和220彼此軸向地偏移和交錯(cuò)；因此這些元件不是自擦拭的設(shè)計(jì)。這允許軸可以很大不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)避免由于元件210和220之間機(jī)械干涉引起的任何可能的鎖住。本發(fā)明的預(yù)處理機(jī)設(shè)計(jì)允許以比迄今為止可能更大的程度來(lái)處理材料。例如，美國(guó)專利No.4，752，139中所述類型的現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)處理機(jī)不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)，以在軸之間達(dá)到不同的相對(duì)轉(zhuǎn)速。即，在如此的現(xiàn)有技術(shù)預(yù)處理機(jī)中，一旦在該裝置制造過(guò)程中建立起轉(zhuǎn)速差，若不對(duì)裝置完全地再構(gòu)造，則此后就不能變化。該類型的普通預(yù)處理機(jī)在小和大腔室內(nèi)的軸之間相應(yīng)地具有2:1的轉(zhuǎn)速差。然而，在本發(fā)明中，可容易地實(shí)現(xiàn)更大和無(wú)限可調(diào)的轉(zhuǎn)速差。因此，在優(yōu)選的形式中，軸180、182之間的速度差至少為5:l，通常地范圍從3:1至18:l，較小腔室軸180通常的轉(zhuǎn)動(dòng)速度大于較大腔室軸182的轉(zhuǎn)速。該后一速度差對(duì)應(yīng)于軸180的900rpm轉(zhuǎn)速，軸182的50rpm轉(zhuǎn)速。該性能提高的設(shè)計(jì)提供了多個(gè)處理優(yōu)點(diǎn)。為給出一個(gè)實(shí)例，在'139專利的現(xiàn)有技術(shù)預(yù)處理機(jī)設(shè)計(jì)中，以前可達(dá)到的最大燒煮程度通常約為30%，最大約為43%(根據(jù)Mason等人的"(ANewMethodforDeterminingDegreeofCook)確定燒煮程度的新方法"一文中所述方法用淀粉組分糊化進(jìn)行測(cè)量，該文章發(fā)表在美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)的第67屆年會(huì)(1982年10月26日)上，本文以參見(jiàn)方式引入該文)。然而，根據(jù)本發(fā)明，顯著較大的燒煮百分比可達(dá)到至少50%，較佳地達(dá)到至少55%，最佳地至少約為75%。同時(shí)，這些提高的燒煮值以相同的或甚至比現(xiàn)有技術(shù)預(yù)處理機(jī)短的駐留時(shí)間來(lái)獲得；具體來(lái)說(shuō)，如此的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)會(huì)需要約為160-185秒的持續(xù)時(shí)間來(lái)獲得最大的燒煮值，而在本發(fā)明的預(yù)處理機(jī)中，持續(xù)時(shí)間少得多，大約在120-150秒的量級(jí)上就可達(dá)到該同樣的燒煮。此外，如果采用的通常預(yù)處理機(jī)駐留時(shí)間較長(zhǎng)，則燒煮值范圍通常會(huì)顯著地提高。結(jié)合上游破碎化/均質(zhì)化螺桿部分組合地使用筒身中間閥可給予多個(gè)意想不到的優(yōu)點(diǎn)。參照?qǐng)D8，圖中示出破碎化/均質(zhì)化螺桿部分66的作用。因此，通過(guò)擠壓機(jī)筒身的材料被螺桿部分82-92切斷和破碎化，隨著材料進(jìn)入筒身中間閥組件32和通氣頭50，達(dá)到材料處于"完全哽住"狀態(tài)的效果(即，材料完全地填充螺桿組件58和筒身頭48之間的自由容積)。這業(yè)已發(fā)現(xiàn)給出了比傳統(tǒng)擠壓機(jī)設(shè)計(jì)顯著提高的單位機(jī)械能(SME)值。使用本發(fā)明可達(dá)到量級(jí)在10-25%上的提高的SME值，而不增加熱能的輸入。優(yōu)選的筒身中間閥的另一優(yōu)點(diǎn)在于，它提供標(biāo)準(zhǔn)擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)中尚未有的一定程度的靈活性。例如，對(duì)于某種類型產(chǎn)品，如果需要的話，該閥可以維持在完全打開(kāi)的位置無(wú)需改變擠壓機(jī)螺桿或筒身結(jié)構(gòu)。因此，使用筒身中間閥可允許處理器僅有單個(gè)擠壓機(jī)，但可合適地處理更多種類的材料。以下實(shí)例闡述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置和方法。然而，應(yīng)該理解到，提供該實(shí)例只是為了說(shuō)明而已，不應(yīng)看作對(duì)本發(fā)明全部范圍的限制。實(shí)例在此實(shí)例中，使用標(biāo)準(zhǔn)7頭的單螺桿擠壓機(jī)設(shè)備(運(yùn)行1和3)，相對(duì)于與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備相同的7頭單螺桿設(shè)備，例外地是在第四頭(運(yùn)行2和4)內(nèi)提供如圖3所示的交替螺距的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分，來(lái)處理兩個(gè)不同鮭魚(yú)飼料配方。每個(gè)設(shè)備在第四和第五頭部之間包括如圖2所示類型的筒身中間閥，真空通氣孔緊鄰于該閥下游。每次試驗(yàn)中使用擠壓機(jī)上游處的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)16Wenger(溫吉爾)DDC預(yù)處理機(jī)。產(chǎn)品由添加蒸汽和水的初始預(yù)處理機(jī)進(jìn)行處理，其后用蒸汽和水的注入進(jìn)行擠壓。在這些運(yùn)行中，擠壓機(jī)頭讓水通過(guò)頭部的外套進(jìn)行溫度控制。用于運(yùn)行1和2中的第一配方包括19.8%的谷類顆粒(重量計(jì))，19.6%的功能性的植物蛋白(重量計(jì))，以及60.6%的非功能性的動(dòng)物蛋白(重量計(jì))。特別的配方是小麥19.8%(重量計(jì))；蒸汽干燥過(guò)的魚(yú)粉29.6%(重量計(jì))；水解的羽毛粉21.2%(重量計(jì))；大豆粉14%(重量計(jì))；家禽粉9.8%(重量計(jì))；以及玉米麩皮粉5.6%(重量計(jì))。用于運(yùn)行3和4中的第二配方包括21.5%的谷類顆粒(重量計(jì))，20.3%的功能性的植物蛋白(重量計(jì))，以及58.2%的非功能性的動(dòng)物蛋白(重量計(jì))。特別的配方是蒸汽干燥過(guò)的魚(yú)粉33.7%(重量計(jì))；水解的羽毛粉18.4%(重量計(jì))；大豆粉11.5%(重量計(jì))；家禽粉6.1%(重量計(jì))；玉米黃漿粉2.7%(重量計(jì))；小麥21.5%(重量計(jì))；以及麥子麩皮601%(重量計(jì))。這些試驗(yàn)結(jié)果列于下表中。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>1"控制"是指通過(guò)擠壓機(jī)頭外套饋入的進(jìn)水溫度；"溫度"是指擠壓機(jī)頭處測(cè)得的實(shí)際溫度。在運(yùn)行1中，SME值是45kw-hr/mt。在此運(yùn)行過(guò)程中，筒身中間閥是100%關(guān)閉，通氣孔是25%打開(kāi)，通氣壓力是2psi。在運(yùn)行2中，SME值是52kw-hr/mt，閥是100%關(guān)閉，通氣孔是10%打開(kāi)，通氣壓力是15psi。在運(yùn)行3中，SME值是55.5kw-hr/mt，閥是100%關(guān)閉，通氣孔是10X打開(kāi)，通氣壓力是0psi。在運(yùn)行4中，SME值是60kw-hr/mt，閥是100%關(guān)閉，通氣孔是10%打開(kāi)，通氣壓力是10psi。這些運(yùn)行證明使用破碎化/均質(zhì)化元件獲得了有價(jià)值的結(jié)果。比較的擠壓機(jī)運(yùn)行號(hào)2和4基本上是均勻的并產(chǎn)生良好質(zhì)量的擠壓品。此外，即使條件基本上相同且擠壓品密度類似，這些運(yùn)行在SME值上也分別有16%和9%的提高。權(quán)利要求一種擠壓機(jī)組件，包括細(xì)長(zhǎng)筒身，所述筒身具有入口和間距開(kāi)的限制孔徑的口模出口；筒身中間閥組件，所述筒身中間閥組件沿所述筒身的長(zhǎng)度定位，并包括用來(lái)有選擇地限制通過(guò)所述閥組件的材料流量的結(jié)構(gòu)；以及至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的、繞軸線制有螺旋齒的螺桿組件，所述螺桿組件位于所述筒身內(nèi)，操作所述螺桿組件可移動(dòng)材料從所述入口經(jīng)過(guò)所述筒身和閥組件而從所述口模出口流出，所述螺桿組件包括位于所述閥組件上游的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分，所述破碎化/均質(zhì)化螺桿部分包括多個(gè)螺桿零件，其中至少一個(gè)所述螺桿零件具有右手螺距，而至少另一個(gè)所述螺桿零件具有左手螺距。2.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述螺桿零件中的相鄰螺桿零件具有相反的螺距。3.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，包括位于所述閥組件下游的大氣通氣孔。4.如權(quán)利要求3所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述通氣孔位于所述閥組件的緊鄰下游。5.如權(quán)利要求l所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述破碎化/均質(zhì)化螺桿部分緊鄰于所述閥組件，由此，退出所述破碎化/均質(zhì)化螺桿部分的材料直接流入所述閥組件內(nèi)，不會(huì)遇到附加的制有螺旋齒的螺桿部分。6.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，包括位于所述擠壓機(jī)筒身上游的預(yù)處理機(jī)，所述預(yù)處理機(jī)呈細(xì)長(zhǎng)的容器，所述容器具有預(yù)處理機(jī)入口和預(yù)處理機(jī)出口，所述預(yù)處理機(jī)出口可操作地與所述筒身入口聯(lián)接，以使材料從所述預(yù)處理機(jī)進(jìn)入所述筒身內(nèi)。7.如權(quán)利要求6所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述預(yù)處理機(jī)包括所述容器具有一對(duì)并排的互通部分，所述部分中的一個(gè)部分具有比所述部分中的另一部分大的直徑；以及一對(duì)細(xì)長(zhǎng)混合軸，每個(gè)軸具有多個(gè)混合元件，所述軸位于所述容器的相應(yīng)部分內(nèi)并保持側(cè)向間距開(kāi)的關(guān)系。8.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，每個(gè)所述螺桿零件具有小于全螺距的長(zhǎng)度。9.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述擠壓機(jī)筒身是單螺桿擠壓機(jī)筒身，所述筒身內(nèi)有單個(gè)螺桿組件。10.如權(quán)利要求1所述的擠壓機(jī)組件，其特征在于，所述擠壓機(jī)筒身是雙螺桿擠壓機(jī)筒身，所述筒身內(nèi)有一對(duì)相鄰的螺桿組件。全文摘要提供一種改進(jìn)的高單位機(jī)械能的擠壓系統(tǒng)(20)，其包括單或雙擠壓機(jī)(22)和上游的預(yù)處理機(jī)(24)。擠壓機(jī)(22)包括細(xì)長(zhǎng)的筒身(26)，該筒身帶有至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的、繞軸線制有螺紋齒的轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿組件(58)。筒身(26)包括筒身中間可變限制閥組件(32)，而螺桿組件(58)具有位于閥組件(32)上游的破碎化/均質(zhì)化螺桿部分(66)。螺桿部分(66)包括多個(gè)交變螺距的螺桿零件(82-92)。較佳地，筒身(26)還具有位于閥組件(32)下游的大氣通氣孔(36)。文檔編號(hào)A23N17/00GK101790328SQ200880105174公開(kāi)日2010年7月28日申請(qǐng)日期2008年12月24日優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日發(fā)明者B·S·普拉特納,G·J·洛基申請(qǐng)人:溫吉爾制造公司