一种旋转式不停机换模膨化机及使用方法与流程

本发明涉及食品行业和饲料行业，尤其是宠物食品、人类食品和水产饲料领域的加工设备和加工方法。
背景技术：
：食品行业和饲料行业为了实现加工高熟化程度的产品，通常的选择是使用膨化机。但是目前膨化生产线存在如下的问题：问题一：设备运行效率低，更换模板，更换品种时间长食品行业和饲料行业的膨化产品的配方都有很多种，一般有10～15种配方，也有20～30种配方，甚至更多。而模板的规格也有很多，一般至少有10多中模板。不同的配方合不同的模板进行组合，这样就有200多种产品。一条膨化生产线往往一天需要生产3～8种不同的产品。而每次更换产品的时候都需要停机，拆卸模板，清理膨化机，再安装模板，再开机。这样一个过程的时间都比较长，一般需要30～60分钟。如果操作人员不熟练，这个更换品种的时间会达到120分钟。除了产品的品种多之外，膨化机在生产的过程中，常常遇到原料中的纤维和杂物堵塞模板。模板堵塞后，导致颗粒变形，产能降低。目前解决这个问题的唯一方法是停机，换模板。而每次停机换模板，也需要拆卸模板，清理膨化机，再安装模板，再开机。时间相当长。由于以上两个方面的因素，膨化机的正正有效运行的时间效率比较低。一般正常上班10个小时，膨化机运行的时间可能仅仅6个小时左右。所以，产品品种的更换和模板的堵塞，这两大因素导致生产工厂效率的大幅度下降。这是一个迫切解决的问题，而本发明正是解决这样的问题。问题二：膨化机出口产生的蒸汽导致现场环境差挤压膨化是一种高温、高压、高水分的加工方法。当物料离开模板后，颗粒膨化的同时会形成大量的水蒸气。这个水蒸气会散发在周围的空气中，一方面导致现场的环境很恶劣，影响操作人员的工作环境的舒适度；另外一方面，水蒸气会对现场的设备产生腐蚀作用，一些机械设备长期暴露在水蒸气的环境中，锈迹斑斑，影响设备的使用寿命。现有的技术是这样处理这个问题的：膨化机出口的膨化颗粒离开膨化机后，通过重力的作用，颗粒向下下落，进入下道设备中，如烘干设备。伴随膨化颗粒产生的水蒸气，通过吸风管路向上吸走。这样处理的方式存在两个问题：问题一：不能把所有的水蒸气都吸走，还有很大一部分的水蒸气飘逸到周围环境中去，因为膨化颗粒本身就含有水汽，膨化颗粒在下落的过程中还不断分离出水汽。问题二：风管吸风的过程中会不断产生大量的冷凝水，冷凝水向下流淌至膨化颗粒中，导致部分膨化颗粒黏结在一起，影响烘干的水分均匀性，最终影响产品的品质。故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。技术实现要素：发明目的：为解决上述问题，本发明提供一种旋转式不停机换模膨化机，能够同时使用多个模板，且不需要拆除模板及可实现换模，同时换模时不需要停止膨化机的运行。本发明还提供了一种旋转式不停机换模膨化机，在解决上述问题的基础上，还可以解决在膨化机中出现的水蒸气污染环境和冷凝水导致颗粒黏结的问题。以及，本发明还提供了上述旋转式不停机换模膨化机的使用方法的技术方案。本发明提供的旋转式不停机换模膨化机可采用以下技术方案：一种旋转式不停机换模膨化机，包括膨化腔、位于膨化腔内上的进料口、位于膨化腔出口处的换模装置；所述膨化腔内设有用以将物料输送至换模装置的输送器；所述换模装置包括筒体、位于筒体内的转动的转动块、驱动转动块在筒体内转动的驱动装置、连接在筒体侧壁上的第一模板、连接在筒体侧壁上的第二模板；所述第一模板设有贯穿第一模板且与筒体内部连通的第一通道；所述第二模板设有贯穿第二模板且与筒体内部连通的第二通道；所述膨化腔的出口连接在筒体侧壁上且与筒体内部连通；所述转动块内设有转接通道，该转接通道的两端贯穿转动块，且转接通道一端具有贯穿转动块的第一通口、另一端具有贯穿转动块的第二通口，当转动块在筒体内转动到一个第一位置时，所述第一通口连通膨化腔，而第二通口连通第一通道，当转动块在筒体内转动到一个第二位置时，所述第二通口连通膨化腔，而第一通口连通第二通道。有益效果，本发明提供的该不停机换模膨化机能够不用停机而通过驱动转动块的转动而使膨化腔连通不同的模板，从而更换产品品种，如果模板堵塞后，也不需要停机更换新的模板。应当注意的是，在上述技术方案中给出了两个模板，但不应当认为仅包含两个模板，两个以上的模板也属于该技术方案的方案，因两个以上的模板也至少包含了两个模板。本发明提供了一种使用上述不停机换模膨化机的使用方法，当只使用第一模板生产时，通过驱动装置驱动转动块转动至第一位置，使第一通口连通膨化腔，而第二通口连通第一通道，通过膨化腔的输送器将物料输送至第一模板中；当只使用第二模板生产时，通过驱动装置驱动转动块转动至第二位置，使第二通口连通膨化腔，二第一通口连通第二通道，通过膨化腔的输送器将物料输送至第二模板中。进一步的，包括替换所述转动块的三通转动块，所述三通转动块替换转动块后同样由驱动装置驱动而在筒体内转动，所述三通转动块设有一个三通转接通道，所述三通转接通道包括通道一、同时连通通道一的通道二和通道三；当三通转动块在筒体内转动到通道一连通膨化腔时，通道二连通第一通道、通道三连通第二通道。该进一步的技术特征实现了同时使用第一模板和第二模板的效果，扩大了该膨化机的应用，可以同时生产两种以上的产品。而对于具有三通转动块的膨化机，本发明同时给出了该膨化机的使用方法，即：当同时使用第一模板和第二模板生产时，将转动块更换为三通转动块，并通过驱动装置驱动三通转动块转动至通道一连通膨化腔时，通道二连通第一通道、通道三连通第二通道。进一步的，所述筒体的侧壁上设有连接筒体内部与膨化腔出口的入料口、连接筒体内部与第一转接通道的第一出料口、连接筒体内部与第二转接通道的第二出料口。当需要调整物料受到的机械能时，本发明给出了以下使用方法的技术方案，当只使用第一模板生产并调整物料受到的机械能时，通过驱动装置驱动转动块转动而使第一通口连通膨化腔，而第二通口连通第一通道，此时第一通口与筒体上的入料口形成错位连通，再通过膨化腔的输送器将物料自入料口输送至第一通口，并通过第二通口输送至第一模板中；当只使用第二模板生产并调整物料受到的机械能时，通过驱动装置驱动转动块转动而使第二通口连通膨化腔，而第一通口连通第二通道，此时第二通口与筒体上的入料口形成错位连通，再通过膨化腔的输送器将物料自入料口输送至第二通口，并通过第一通口输送至第二模板中。该使用方法中，由于在使用某一个模板时，入料口与某一个通口之间形成错位，即形成的通道开口实际上小于入料口的大小，物料在该通道开口位置形成的阻力就会变大，错位的幅度越大，其阻力会越大，物料受到的机械能也就越大。通过调整该通道开口位置的大小即可以调整物料受到的机械能。同样的原理，当同时使用第一模板和第二模板生产并调整物料受到的机械能时，将转动块更换为三通转动块，并通过驱动装置驱动三通转动块转动至通道一连通膨化腔时，通道二连通第一通道、通道三连通第二通道；此时通道一与筒体上的入料口形成错位连通，再通过膨化腔的输送器将物料自入料口输送至通道一，并通过通道二将物料输送至第一模板；同时通道三将物料输送至第二模板。进一步的，还包括与第一模板连接的第一切割装置、与第二模板连接的第二切割装置、连接第一切割装置的第一风管、连接第二切割装置的第二风管。切割装置对应不同的模板分别使用。进一步的，所述第一风管包括与第一切割装置连接并自第一切割装置向上延伸的第一垂直风管、连接第一垂直风管上端并弯折至水平方向的第一弯管、连接第一弯管水平端且继续水平延伸至与上述第一进口连接的第一水平风管；所述第二风管包括与第二切割装置连接并自第二切割装置向上延伸的第二垂直风管、连接第二垂直风管上端并弯折至水平方向的第二弯管、连接第二弯管水平端且继续水平延伸至与上述第二进口连接的第二水平风管。该进一步的技术特征使从模板之后出来的膨化产品，伴随着大量蒸汽，蒸汽和膨化产品一起通过气力输送运走进入下道工序中。由于这样的工况处于负压中，这样就避免了现场蒸汽的外泄。另外由于颗粒非自由落体下落，而是气力输送，颗粒不存在相互挤压的问题，所以不存在颗粒变形和黏结的问题。进一步的，所述膨化腔内的输送器为螺杆，膨化腔的后端连接有驱动螺杆旋转的齿轮箱及电机。进一步的，所述第一切割装置中包括旋转型第一切刀；第二切割装置中包括旋转型第二切刀。进一步的，所述筒体上的入料口的中心线与第一出料口的中心线之间的夹角d1为85°～125°；进料口的中心线与第二出料口的中心线之间的夹角为d2，d2＝d1或者d1-d2的角度值的绝对值≤5°。而优选的数值为，所述筒体上的入料口的中心线与第一出料口的中心线之间的夹角d1为120°或90°。本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种新型的旋转式不停机换模膨化机，并通过相关测试数据验证了该发明有优异的效果，能够不用停机更换产品品种。应用该技术后，膨化生产线的生产效率能够有现有的56～60％提高到80％以上，大幅度提升膨化生产线的生产效率。另外也很好的解决了水蒸气污染环境和冷凝水导致颗粒黏结的问题，黏结的颗粒由原先的2～5％，到彻底避免颗粒黏结。附图说明图1是本发明旋转式不停机换模板膨化机的主视图。图2是本发明旋转式不停机换模板膨化机的左视图。图3是本发明旋转式不停机换模板膨化机的俯视图。图4是本发明旋转式不停机换模板膨化机换模装置部分的剖视图。图5是本发明旋转式不停机换模板膨化机换模装置的主视图。图6是图5中换模装置的剖视图。图7是图6中换模装置包括转动块的横向剖视图，并展示了a模板工作的状态。图8是图6中换模装置包括转动块的横向剖视图，并展示了a模板工作且调整物料受到的机械能时的状态。图9是图6中换模装置包括转动块的横向剖视图，并展示了b模板工作的状态。图10是图6中换模装置包括转动块的横向剖视图，并展示了b模板工作且调整物料受到的机械能时的状态。图11是图6中换模装置的横向剖视图，并用三通转动块替换转动块，并展示了a模板和b模板同时工作的状态。图12是图6中换模装置的横向剖视图，并用三通转动块替换转动块，并展示了a模板和b模板同时工作且调整物料受到的机械能时的状态。具体实施方式请参阅图1至图6所示，本发明公开了一种膨化机，包含有底座10支撑整个膨化机，与底座10直接连接的有电机1，电机直接连接齿轮箱2，齿轮箱2与长筒形的多段的膨化腔4相连，膨化腔起始位置附近设置有进料膨化腔3。膨化腔的末端连接着换模装置5，换模板机构5含有两个模板：a模板15-1和b模板15-2。a模板和b模板分别与a切割装置6-1和b切割装置6-2相连接。其中，a切割装置6-1与安装于其上部的密闭垂直风管7-1相连，垂直风管7-1之后连接着弯管8-1，弯管8-1后连接着水平风管9-1。其中，b切割装置6-2与安装于其上部的密闭垂直风管7-2相连，垂直风管7-2之后连接着弯管8-2，弯管8-2后连接着水平风管9-2。请结合图5及图6，所述的换模装置5包含一个垂直方向的圆筒形的壳体12，壳体12内部含有一个可以旋转的转动块13，转动块13上部安装减速器16，减速器16通过联轴器14与转动块13向连接。减速器16通过支撑架15与壳体12固定。减速器上方安装驱动电机17。在工作中驱动电机驱动减速器运转，减速器通过联轴器带动转动块作旋转运动。所述的壳体12包含一个进料口23，一个a出料口20-1，一个b出料口20-2。进料口23的中心线与a出料口20-1的中心线之间的夹角为d1；进料口23的中心线与b出料口20-2的中心线之间的夹角为d2。d1角度范围85°～125°之间，其中优选角度为120°和90°，且d1绝对等于d2，或者d1-d2的角度值的绝对值≤5°。所述的a出料口连接着分流器14-1，分流器14-1连接着a模板15-1。a模板15-1之后连接着a切割装置6-1。a切割装置包含a切刀16-1。所述的b出料口连接着分流器14-2，分流器14-2连接着b模板15-2。b模板15-2之后连接着b切割装置6-2。b切割装置包含b切刀16-1。所述的转动块13在壳体12中可以在水平方向进行旋转运动，转动块13旋转运动的动力来源于安装在壳体上部的驱动电机和减速器。转动块13运动的角速度为0.08°～160°m/s，其中优选速度为8°～40°/s。在膨化机运行过程中，转动块13能够根据需要停留在壳体12内部的任何一个位置，且能够保持。所述的转动块13含有两个进出口通道，a通道21和b通道22。a通道和b通道的夹角等于d1。请结合图7所示，所述的转动块13，当a通道21正对着a出料口20-1时，b通道22恰好正对着进料口23，此时转动块13刚好堵塞住b出料口20-2。在生产过程中，物料从进料口23进入b通道，由于b通道与a通道向连，故物料顺着相连的两通道进入a出料口20-1。a出料口连接着a模板15-1，此时a模板可以工作。而此时转动块13堵塞住b出料口20-2，所以物料不会进入b出料口，与b出料相连的b模板不会有物料挤出，b模板处于非工作状态。请结合图9所示，所述的转动块13进行旋转运动时，当转动块运动到a通道21刚好正对着进料口23时，转动块停止运动，并固定。此时，b通道22恰好正对着b出料口20-2，而转动块13刚好堵塞住a出料口20-1。在生产过程中,当转动块旋转至上述的位置时，物料从进料口23进入a通道，由于a通道与b通道相连，故物料顺着相连的两通道进入b出料口20-2。b出料口20-2连接着b模板15-2，此时b模板可以工作。而此时转动块13堵塞住a出料口20-1，所以物料不会进入a出料口，与a出料相连的a模板不会有物料挤出，a模板处于非工作状态。请结合图7及图9所示，当选择a模板17-1生产时，转动块上的a通道22通过驱动装置25的作用，位移至进料口20时，物料会经由a通道挤压至a出料口中，这时a模板处于运行状态。这时由于转动块19是堵塞b出料口21-2的,b出料口没有物料，所以b出料口处于非运行状态。通过如上转动块的旋转，实现了a模板和b模板的工作切换的关系，也就实现了模板的更换。同时由于转动块的旋转角度d1花费的时间为0.1～10秒时间比较短。故可以实现不停机更换模板。请参阅图11所示，当转动块13更换为三通道转动块24时，三通道转动块24同时具有可旋转的功能。转动块24上包含通道一25、通道二26和通道三27。通道一25正对着进料口23，此时通道二26恰好正对着b出料口20-2，同时通道三27恰好正对着a出料口20-1。由于通道一25、通道二26和通道三27相互连通，所以，在生产时，当物料从进料口23流入，物料会通过通道三27进入a模板，同时会通过通道二26进入b模板。这样实现两个模板同时生产的功能。请结合图8及图10所示，本发明在生产过程中能够实现机械能的控制。当使用a模板生产时，通过转动块的旋转，可以实现a出料口20-1与a通道21形成一定幅度的错位。与不错位相比，物料在该位置形成的阻力就会变大。错位的幅度越大，其阻力会越大，物料受到的机械能也就越大。所以，可以把转动块13根据需要停留在不同的位置上，以此来控制物料在膨化机中受到的机械能大小。转动块19不同位置的调整也是可以在膨化机运行的工作状态下进行了，不需要停机调整。所以，可以实现在线机械能的调节。同样，当使用b模板生产时，和前面的a模板是一样的，也能够实现如上所述的功能。请结合图12所示，同样，当使用a模板和b模板同时生产时，和前面的a模板也是一样的，也能够实现如上所述的功能。本发明在生产过程中能够避免颗粒黏结，和水蒸气的外泄，污染周围的环境。从模板之后出来的膨化产品，伴随着大量蒸汽，蒸汽和膨化产品一起通过气力输送运走进入下道工序中。由于这样的工况处于负压中，这样就避免了现场蒸汽的外泄。另外由于颗粒非自由落体下落，而是气力输送，颗粒不存在相互挤压的问题，所以不存在颗粒变形和黏结的问题。以下，通过对上述实施例的膨化机进行试验测试，以证明本发明能够实现声明的有益效果。本实施例测试中使用的模板为3.0mm孔径的模孔。膨化机的主电机负载电流为90％，膨化机的产能问题6t/h。换模装置中的转动块在筒体中能够根据驱动装置的作用进行上下的往复运动。在本实施例中，转动块的旋转速度为30°/s。在膨化机运行过程中，转动块能够根据需要停留在筒体中内部的任何一个位置。本实施例中，进料口的中心线与a出料口的中心线之间的夹角d1为120°。进料口20的中心线与b出料口的中心线之间的夹角d2也为120°。本实施例分为两步，第一步为使用夹角为120°的两个通道的转动块进行测试换模数据；第二步为使用夹角为120°的三个通道的转动块进行测试生产数据。本发明进行测试的配方见表一，物料的粉碎细度为95％通过80目筛，99.5％过60目筛，100％过50目筛。物料首先在一个普通的调质器中进行预熟化，经过调质器后物料的糊化度为45％，物料的温度为95℃，物料的含水率为24％。这样的物料进入膨化机，首先通过a模板进行挤出并通过a切刀切割成膨化颗粒，并通过密闭的垂直风管进入a进口中，最后有出口进入下道工序中。表1物料的配方(重量百分含量)豆粕27小麦粉25麦麸18菜仔饼27油脂3合计100本实施例，分为两步进行测试，第一步为采用双通道测试，第二步使用三通道进行测试。试验测试的数据包含如下：一、第一组数据(双通道测试)1)测试是否能够实现不停机从a模板切换为b模板，切换后还能够保持膨化机的稳定生产；2)测试不停机更换模板的时长，这个时长的起始点为a模板稳定生产过程中，向孔子系统下达切换模板的指令；终止点为完成模板切换，b模板开始稳定生产，能够加工出合格的膨化产品。3)测试切换前主电机电流的最大波动幅度；4)测试在切换模板过程中的主电机电流的最大波动幅度；5)测试模板切换前后膨化颗粒膨化系数的对比6)测试模板切换前后膨化颗粒容重的对比7)测试模板切换前后产品漂浮率的对比8)测试模板切换前后膨化长短均匀度的对比9)肉眼观察模板切换前，切割装置附近是否有水蒸气泄漏10)肉眼观察模板切换后，切割装置附近是否有水蒸气泄漏11)模板切换前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量12)模板切换前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量13)b模板生产过程中，机械能调节，调整通道错位20％，检测容重变化；14)b模板生产过程中，机械能调节，机械能调节，调整通道错位30％，检测容重变化；15)b模板生产过程中，机械能调节，机械能调节，调整通道错位40％，检测容重变化；表2a模板切换为b模板根据以上的测试数据可以分析得出本发明技术应用的案例，可以实现不停机在短时间内由a模板切换为b模板。同时在切换的过程中，和切换后没有大的波动，切换前后产品的品质能够保持一致。二、第二组数据(双通道测试)1)测试是否能够实现不停机从b模板切换为a模板，切换后还能够保持膨化机的稳定生产；2)测试不停机更换模板的时长，这个时长的起始点为b模板稳定生产过程中，向孔子系统下达切换模板的指令；终止点为完成模板切换，a模板开始稳定生产，能够加工出合格的膨化产品。3)测试切换前主电机电流的最大波动幅度；4)测试在切换模板过程中的主电机电流的最大波动幅度；5)测试模板切换前后膨化颗粒膨化系数的对比6)测试模板切换前后膨化颗粒容重的对比7)测试模板切换前后产品漂浮率的对比8)测试模板切换前后膨化长短均匀度的对比9)肉眼观察模板切换前，切割装置附近是否有水蒸气泄漏10)肉眼观察模板切换后，切割装置附近是否有水蒸气泄漏11)模板切换前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量12)模板切换前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量13)a模板生产过程中，机械能调节，调整通道错位20％，检测容重变化；14)a模板生产过程中，机械能调节，机械能调节，调整通道错位30％，检测容重变化；15)a模板生产过程中，机械能调节，机械能调节，调整通道错位40％，检测容重变化；表3b模板切换为a模板根据以上的测试数据可以分析得出本发明技术应用的案例，可以实现不停机在短时间内由b模板切换为a模板。同时在切换的过程中，和切换后没有大的波动，切换前后产品的品质能够保持一致。三、第三组数据(三通道测试)1)测试a模板和b模板同时工作时，膨化机是否稳定生产；2)测试生产过程中主电机电流的最大波动幅度；3)测试a模板和b模板膨化颗粒膨化系数的对比4)测试a模板和b模板膨化颗粒容重的对比5)测试a模板和b模板膨化颗粒漂浮率的对比6)测试a模板和b模板膨化颗粒长短均匀度的对比7)肉眼观察模，切割装置附近是否有水蒸气泄漏8)a模板前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量9)b模板前，取样2公斤，查看颗粒黏结的膨化颗粒数量10)a模板和b模板同时生产过程中，机械能调节，调整通道错位20％，检测容重变化；11)a模板和b模板同时生产过程中，机械能调节，调整通道错位30％，检测容重变化；12)a模板和b模板同时生产过程中，机械能调节，调整通道错位40％，检测容重变化；表4b模板切换为a模板和b模板同时工作根据以上的测试数据可以分析得出本发明技术应用的案例，a模板和b模板同时工作可行。同时可以实现机械能控制。从以上三组测试的数据进行比较，可得出结论：本发明技术应用的加工工艺和设备，能够实现不停机切换模板，同时能够实现机械能的控制，同时能够避免颗粒的黏结，避免蒸汽的外溢。另外，本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。当前第1页12