谷物压片机的制作方法

专利名称:谷物压片机的制作方法
本发明涉及压片机，特别涉及用玉米、小麦或大米这类已加工过的谷物类再生产谷物薄片的压片机，以及在这样的压片机和类似的机器中使用的滚筒。
在生产谷物薄片时，使已加工过的带有添加剂的约为3/16英寸线度的粒状谷物通过压片机以生产厚度约为0.015英寸、直径约为1英寸的谷物薄片。当需要将谷物的颗粒成形为厚度均匀的薄片以便进一步进行烘烤这类的加工时，因为谷物的颗粒硬，所以需要很大的外力(在滚筒间隙上的力超100，000磅)才能令人满意地加工成薄片，同时压片滚筒之间的间隙的尺寸还必须准确地受到控制。另外，压片加工产生相当大的热量，为了满意地生产具有预期的质量和均匀的谷物薄片，这种热量必须要除去。
按照本发明的一个方面，提供了一种压片机，这种压片机具有相对的侧面支架，机架之间安装了一对可转动的滚筒，压片机同时还具有在相反方向上驱动滚筒的装置，将待压片的物料喂入到滚筒之间间隙中的装置和安装在滚筒下面用以收集已压成片的产品的装置。每个滚筒包括一个贯穿的轴，轴上安装了一组同心的套筒，在套筒之间形成了一冷却剂流的通道，外套筒最好用淬硬的金属制成，形成螺旋形冷却剂流通路的构造设置在两个套筒之间，在贯穿轴一端的冷却剂入口同螺旋形的冷却剂流的通路相通，在贯穿轴另一端上的冷却剂出口同样地同螺旋形的冷却剂流的通路相通。在轴和同心套筒组之间最好还配置密度比轴或套筒的密度还低的非金属物料(在一特殊的实施例中是一种膨胀的聚合体填料)。
在最佳实施例中，一个滚筒被固定在位置上，而另一滚筒被支承着，以便移向和移离固定的滚筒，从而改变两滚筒之间的间隙尺寸，调整机构包括一个安装在固定机架部件上的双动液压缸，液压缸具有一根固定在辅助滚筒支承机架上的棒并携带一个检测器用以检测棒的位置，以达到可动的滚筒相对于固定的滚筒精确定位。
在一特定实施例中，每一个滚筒的直径约为26英寸，长度约为40英寸，它包括一个完全淬硬的合金钢外套筒(洛氏硬度大于50C)，一个钢的内套筒和一组内部的由钢套筒定界的螺旋形冷却剂通道。冷却剂在湍流条件下(需诺数2000以上)流过冷却剂通道。一个具有摆动驱动机构而角度可调整的刮片同每一个滚筒相结合。本系统在跨越40英寸长的间隙上达到的滚筒间隙力约为250，000磅，而每一滚筒的弯曲小于万分之五英寸。本压片机用已加工的谷物颗粒可生产厚度均匀而质量优良的高级谷物薄片。
下面结合附图叙述一种特殊的实施例，据此将会看到本发明另外一些特征和优点，这些附图中图1是按照本发明的谷物压片机的透视图;
图2是图1中所示的压片机的端面图;
图3是图1中所示的压片机的侧面图;
图4是用于图1所示压片机的压片滚筒的侧视图(部分剖开);
图5是沿图4的5-5线截开的截面图;
图6是放大的截面图，示出了图1的压片机可动滚筒的枢轴和轴承支架。
图1-3的压片机包括两个重负载的侧面机架10、12(7英寸厚的硬热轧钢)，在机架之间安装有压片滚套14、16(每一个直径约为26英寸，长度约为40英寸)。每一侧面机架10、12具有一底座18，该底座用一5/16英寸厚的防震衬垫安装在混凝土基台20上。待压片的谷类颗粒被送入到进料槽24以便流入滚筒14、16的间隙，已压成片的产品被卸放到安放在水泥基台20之间的传送机上。
滚筒14、16用100马力的交流马达驱动，每一马达通过一条高转矩的驱动皮带32和安装有减速器34的轴同其相应的滚筒连接。每一滚筒的速度由齿轮传动装置36和协同操作的磁传感器监控。同每一滚筒相结合的其角度可调的刮片40安装在轴38上，以便按照由气筒42提供的控制进行转动运动，驱动件44和偏心轮46使两个刮片40摆动，驱动件44和偏心轮46产生大约1/8英寸的轴向移动。
参照图4和图5，每一压片滚筒14、16包括一根钢轴60，该钢轴具有一个12英寸外径的轴体部分62，用端板66将内套筒64(外径为22英寸，壁厚为1.25英寸)固定在该轴体部分上，端板66被焊接到轴体部分62和套筒64上。在钢轴60和套筒64之间的区域充以Por-rok膨胀聚合体填料68，此种填料经过为期两三天的固化后膨胀约0.3%，因此提供了一种刚性的由钢轴62、套筒64、端板66和聚合体填料68组成的复合的滚筒基座。由四块钢板72(每一钢板的横截面为3/8×1/2英寸)构成的一组钢板被连续地焊接在套筒64的外表面上，焊成具有螺距为1.5英寸、导程为6英寸的螺旋形。螺旋形钢板72的外表面被准确加工成具有227/16英寸的直径。外套筒74(4150＃合金钢铸件，其外径约26英寸，壁厚约125/32英寸，它被整体淬硬到58-60C的洛氏硬度)被冷缩配合在螺旋形的钢板72上以形成大约0.015～0.020英寸的静配合，并在淬硬的外套筒74的内表面和内套筒64的外表面之间形成四条螺旋形冷却剂流行通道76。环形件78被焊接到套筒64的每一端，圆板80被焊接到轴60上并封接到外套筒74上，套筒一圆板间的结合处用O形环82和盖板84封接，热绝缘件86配置在在每个封闭盖板84和环形件78之间的圆板80上。
在每一钢轴60的每一端部中加工出冷却剂流通道，此通道包括一轴向部分90和四个径向部分92，此径向部分伸入到在端板66和圆板80之间的径向流区域，环形件78在此径向区域与冷却剂流通道76的入口和出口之间起节流作用。在轴体部分62的两侧上的钢轴60的外表面被加工成圆锥形的表面94，在此圆锥形的表面上安装球形的滚柱轴承装置96(SKF-23248K)，并用环形螺母98将其固定。封闭板100、102具有开口式封接装置104它保护滚柱轴承装置96。
参照图1、3和6，冷却剂流通过入口110和转动连接器112，以每分钟10-100加仑的流速流入钢轴的入口通道部分90，使其在通道部分76内产生湍流以冷却滚筒14和16，然后冷却剂从钢轴60的相反端通过连接器114和导管116流出。
滚筒16的滚柱轴承装置96安装在辅助机架部件120上，此机架部件与侧面机架10和12具有同样的厚度。焊接到每个辅助机架120上的是2块2英寸厚的侧面连接板122、124，此连接板向下延伸到主要的机架部件10和12的两边，它被支承在转动轴126上，此转动轴分别压入配合到侧面机架10、12中，从而在滚筒16的轴的下方约17英寸的位置确定一枢轴，转动轴126是空心的，刮片轴38穿过此转动轴126。用来具部件128将横向转动轴130固定在辅助机架120的上端部(转动轴130固定在滚筒16的轴的上方约20英寸处，因此提供了稍大于2∶1的机械增益)。在侧面机架部件10和12顶部上的托架部分132(从图1可以看到)中准置一电动液压伺服驱动器单元134(AcroquipLESAT)，安装此驱动器单元是为了绕转动轴126进行转动。每一驱动器134包括一伺服液缸，液缸具有一直径为7英寸的腔，并在其中配置一个冲程为5英寸的双动活塞。在每一液压缸单元134中的声传感器监控活塞的位置，传感器以反馈的关系连接到上述液压缸，达到位置分辨率和位置重复性在0.0001英寸以内。活塞棒138伸入到辅助机架120上的膛孔142中，穿入到横向轴130，将辅助机架120同驱动器液缸单元134连接起来。两个液缸单元134可以单独地被控制，使得可以不平行地调整滚筒16，以便在需要时对不相同的产品进料进行补偿。用一操作者操作的指轮开关可选择特定的滚筒间隙，操作者可以用一微动功能件同时或分别移动滚筒。当此系统关闭时，伺服液缸134总是将滚筒16移到最大分开的位置，而当系统再接通电源时滚筒16便被移到它的由伺服液缸控制器规定的起始位置上。
在展示和叙述本发明的一种特殊实施例时，对于熟悉此种技术的人来说，其中的各种改进是很明显的，这意味着本发明不限于公开的实施例，或其中的零部件，在本发明的精神和范围内，可以进行改变。
权利要求
1.一种压片机，它包括第一和第二压片滚筒，每个上述滚筒包含一贯穿轴，同心的内套筒和外套筒结构固定在上述贯穿轴上，上述外套筒结构的外表面形成一个与上述贯穿轴的轴同心的压片表面，配置在上述两个同心套筒之间的并同此两个同心套筒接触的结构形成一螺旋形的冷却剂流通道，压片机包括机架结构，用来支承上述压片滚筒，使其绕平行的轴转动，形成一个使待压片的物料通过的滚筒间隙；压片机还包括驱动上述滚筒转动的装置和使冷却剂流流过上述滚筒的上述冷却剂流通道以冷却上述滚筒的压片表面的装置。
2.如权利要求
1所述的压片机，其中每一个上述外套筒被整体淬硬到洛氏硬度至少为50C。
3.如权利要求
1或权利要求
2所述的压片机，其中在每个上述滚筒的上述同心套筒之间的上述冷却剂流通道的横截面积大约是10厘米2，上述外套筒结构是坚硬的金属壳，其厚度约为3厘米，直径约为0.5米。
4.如前述任何一项权利要求
所述的压片机，其中上述使冷却剂流过上述滚筒的装置使冷却剂在湍流条件下(雷诺数在2000以上)流过上述冷却剂流通道。
5.如前述任何一项权利要求
所述的压片机，其中每一个上述滚筒是复合的刚性结构，它包含充满上述贯穿轴和上述内套筒之间区域的非金属填料，上述非金属填料的密度比上述任何一种同心套筒的金属的密度都小。
6.如权利要求
5所述的压片机，其中上述非金属物料的横截面积大于上述轴或上述外套筒的横截面积。
7.如前述任何一项权利要求
所述的压片机，其中，形成在每一上述滚筒的上述同心套筒之间的冷却剂流通道的上述结构包括许多焊接到上述内套筒外表面上的螺旋形金属部件，上述外套筒被冷缩配合在上述螺旋形金属部件上，使得在上述内外套筒之间的上述螺旋形金属部件形成许多螺旋形冷却剂流通道。
8.如前述任何一项权利要求
所述的压片机，其中上述机架结构包括将一滚筒安装在固定位置的第一机架结构和安装另一滚筒的第二机架结构，此第二机架结构用于使它的滚筒绕一平行于上述滚筒旋转轴的枢轴进行转动，改变上述滚筒之间的间隙大小，上述第二机架结构的枢轴位于上述另一滚筒的径向外侧并在上述另一滚筒的下面;还包括独立可控的液压系统，此系统用于移动上述第二机架结构以调整上述滚筒的间隙尺寸。
9.如权利要求
8所述的压片机，其中上述液压系统将一超过每线性英寸三千磅的力加到上述压片机滚筒的间隙。
10.如权利要求
8或权利要求
9所述的压片机，其中每一个上述液压系统包含一个双动液压缸，双向动作的液压缸安装在上述第一机架结构上，它具有一根固定在上述第二机架结构上的活塞棒，传感器以反馈的关系连接到上述液压缸用以检测上述活塞棒的位置，从而提供可动滚筒相对于上述固定滚筒的精确定位。
11.如权利要求
8至10中任何一项权利要求
所述的压片机，它还包括用于清洁每一上述滚筒的刮片结构，同上述另一滚筒结合的刮片结构被装配为可绕上述第二机架结构上的枢轴转动。
专利摘要
压片机具有一对可转动的滚筒，以及在相反方向驱动滚筒的装置，将待压片料喂入滚筒之间间隙的引导装置和在滚筒下面收集压片产品的装置。每一滚筒包括一贯穿轴，轴上安装一组带有螺旋形冷却剂流通道的同心套筒，冷却剂流通道被形成于套筒之间。外套筒是淬硬的金属。非金属膨胀聚合体填料被配置在钢轴和同心套筒组之间，非金属膨胀聚合体填料的密度比钢轴的密度或套筒的密度都小。
文档编号B02C4/44GK86104859SQ86104859
公开日1987年4月1日 申请日期1986年8月6日
发明者沃尔特·E·布斯克, 斯塔利·伍德沃思 申请人:伍尔沃伦公司