本实用新型涉及物料成粒设备领域，尤其是适用于将潮湿的粉末状物料制成颗粒的造粒机例如摇摆式造粒机。
背景技术：
湿法造粒技术目前被广泛应用于食品、医药、化学等行业。尤其广泛使用的是摇摆式造粒机，包括单头摇摆式造粒机和双头摇摆式造粒机，其主要用于将潮湿的粉料或块状的干料研制成所需尺寸的颗粒。
中国实用新型CN203139976U(简称专利CN’976U)中公开了一种双头摇摆式造粒机，其包括两个平行设置的滚筒部和布置于料斗内的两滚筒部周壁相对处与托撑杆之间的区域处的倒“U”或倒“V”字形的导料板，滚筒部包括连接筋条和刮料板。该专利中所公开的双头摇摆式造粒机虽然能够避免由于在两滚筒部周壁相对处的区域在网筛部形成凹陷而导致的粉末原料的堆积现象，但是，由于导料板的上侧表面与设置在滚筒部外周面上的连接筋条的转动轨迹面之间的较大间隙的存在，还是不可避免地存在粉末原料在所述间隙内的堆积。
此外，对于专利CN’976U描述的双头摇摆式造粒机中的任一滚筒而言，在尤其是对高粘性(例如其中按干燥时的重量百分比计无定形原料含量大于50％)的湿料进行造粒时，物料很容易在滚筒表面聚集，最终包裹整个滚筒，导致产量降低，物料浪费且滚筒不宜清洗；残留在滚筒上的湿料也会引起滚筒的温度逐渐升高，高温会使湿料中具有较低Tg(玻璃态转化温度)的原材料从玻璃态转化为橡胶态，导致湿料的性质发生改变，变性的物料加工为成品后除了会对最终产品的溶解性产生负面的影响，也会对产品的口味产生一定的影响，并且与滚筒配合的筛网的寿命、产量和颗粒的尺寸也受到物料变性的影响。
本实用新型旨在解决目前市场上造粒机的设计缺陷及弊端，提供更为高效高产的造粒机。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种造粒机，其使得能够提高生产效率和产能、减少维修成本，确保产品质量，尤其适用于更高粘性物料的造粒场合。
上述目的通过具有如下技术特征的造粒机来实现：
造粒机包括动力传动单元和制粒单元，所述制粒单元包括：
料斗；
安装于料斗内的至少两个滚筒，所述滚筒分别包括：滚筒安装部分，其构造用于将滚筒连接至动力传动单元上以使得滚筒能绕其轴线往复转动；至少一个支架，所述支架与滚筒安装部分连接或形成为一体；以及，沿滚筒周向间隔设置在支架上的多个刮刀；以及
位于滚筒下方的筛网，
其中，所述滚筒相邻设置使得相邻滚筒能够以其刮刀彼此啮合的方式往复转动。
通过上述结构的造粒机，使得滚筒在往复摆动的同时击碎和打散聚集在相邻滚筒中的物料结块，防止物料在滚筒中不断地堆积，避免由物料堆积导致的物料浪费和滚筒摆动阻力的增加。
有利地，至少一个所述支架包括其外边缘上安装有所述刮刀的盘状件，优选该盘状件包括盘形主体以及从该盘形主体向外呈辐射状延伸的在其外端安装有所述刮刀的指状件。所述支架构型简单、容易制造并且能够便于刮刀的装配。
有利地，在至少一个所述滚筒的两端分别设置有一所述支架。通过此布置结构，可以将滚筒内侧设计成中空的，减小物料附着到滚筒内侧任一表面上的风险，降低了物料在滚筒内侧聚集结块的可能性。
有利地，所述滚筒安装部分包括两个分别设置在所述滚筒的两端的安装元件。通过将此两个安装元件分别设置在位于滚筒两端的支架的外侧，能够使滚筒具有中空部段，因此能降低物料在滚筒中聚集的风险。
有利地，至少一个所述支架设置在至少一个所述滚筒的轴向中间位置。由此，在长条形刮刀的中段处增强对刮刀的支承，保证刮刀的强度，避免刮刀的断裂。
有利地，至少一个所述滚筒还包括至少一个周向连接所述刮刀的优选为环形的增强件。通过增强件将分散布置在滚筒周面上的刮刀连接起来形成为一个整体。
有利地，相邻刮刀和支架的对应部分限定出一U形轮廓。通过此构型，可以避免物料在滚筒往复旋转过程中刮刀与刮刀之间或者刮刀与支架之间相互挤压而造成物料的性质产生剧烈的变化，以确保产品的品质。
有利地，所述滚筒上设置有3～13个刮刀，优选5～11个刮刀，更优选 7～9个刮刀，最优选9个刮刀。刮刀数量的合理设置使得能够在降低物料聚集风险的同时以较高的效率对物料进行造粒或者挤出。
有利地，所述刮刀的横截面形状是等腰梯形或带有倒圆角的等腰三角形。通过此构型的刮刀既能够高效地实现对物料结块的打散，又能在与筛网配合时对物料施加合适的力，进而实现造粒机的高效和高产。此外，有利于确保筛网的使用寿命。所述刮刀的横截面形状也可以设计成其他对称形状。
有利地，所述滚筒安装部分的用于连接至动力传动单元的端部设置有花键联接结构，尤其是渐开线花键联接结构。通过此构型，使得能够承受较大的载荷，进而降低联接部件间的刚性冲击，提高零部件的使用寿命以及机器承载能力。
有利地，所述花键联接结构设置有用于装配的定位结构，该定位结构优选包括至少一个较其它的花键齿较宽或较高的花键齿。通过该定位结构可以满足啮合式滚筒安装时的定位要求，确保两个滚筒以啮合方式往复旋转。
有利地，所述滚筒安装部分的用于连接至动力传动单元的端部的表面为镀铬表面。所带来的优点是提高零件的耐腐蚀性。
有利地，所述滚筒具有安装至料斗的定子元件，该定子元件具有至少一个固定的叶片，所述叶片相对于刮刀位于滚筒内侧。通过此构型，能够对滚筒内侧的原料进行打散，防止物料在滚筒内侧堆积。
有利地，还包括具有位于两相邻滚筒的啮合区域的下方的筛网支撑轴，在筛网支撑轴处筛网表面与刮刀的运行轨迹面之间距离为1～20毫米，更优选2～15毫米，更优选4～10毫米，最优选为约7毫米。由此，可以增大了筛网与滚筒之间的工作面积，即增大了筛网实际用于造粒的面积，同时也避免了两啮合滚筒的中下部出现较大的易于堆积物料的空缺区域，且避免粉末状的湿料直接进入成品区域，保证了产品的质量。
有利地，所述造粒机为双滚筒造粒机。该造粒机设计相对简单、结构紧凑、方便组装，并且能高效运行。
根据本实用新型，通过滚筒与滚筒的啮合，使得物料在滚筒中堆积的可能性大大降低，并且避免了物料的浪费，实现产量以及造粒机工作效率的提高。此外，维修成本降低，产品质量得到保证，同时也可扩展应用于更高粘性物料的造粒场合。
根据本实用新型的另一方面，还提供一种所述造粒机的用途，用于将湿料制成颗粒。所述湿料优选是食品。该湿料优选包含晶体原料和/或无定形原料。更优选地，按干燥时的重量百分比计，所述湿料所包含的无定形原料多于晶体原料，优选无定形原料的含量大于50％。
有利地，所述湿料可以是食品。所述食品可以是汤料、酱汁料或调味料。
根据本实用新型的又一方面，还提供一种用于制造颗粒的方法，该方法包括使用所述造粒机的步骤。
附图说明
参考下列的详细说明和附图，本实用新型的例子的特点和优势将变得显而易见，其中：
图1示出根据本实用新型的造粒机的总体示意图；
图2示出根据本实用新型的造粒机的制粒单元的示意图；
图3示出处于啮合构型的相邻两滚筒的立体示意图；
图4示出根据本实用新型的滚筒的另一实施例的示意图；
图5示出根据本实用新型的处于啮合构型的两滚筒的示例实施例的截面视图；
图6示出根据本实用新型的处于啮合构型的两滚筒的另一示例实施例的截面视图。
具体实施方式
下面将具体参照本实用新型的各实施例，所述实施例的例子在附图中示出。只要可能，在所有附图中都使用相同的附图标记来表示相同的或相似的部件。
参见图1，其示出的是根据本实用新型的造粒机的总体示意图。根据本实用新型的造粒机1包括动力传动单元10和制粒单元20。动力传动单元10包括减速电动机11和传动执行机构12。减速电动机11将电能经电动机和减速机转换成具有所需要的旋转速度和旋转扭矩的输出。传动执行机构12将来自减速电动机的旋转输入转换成齿轮轴121的往复旋转运动 (即沿正反方向交替地转动)。
参见图2所示，制粒单元20包括料斗21、安装于料斗21内的两个滚筒22、22’和位于滚筒下方的筛网23。滚筒22、22’各包括：滚筒安装部分 221、221’，其构造用于将滚筒22、22’连接至动力传动单元10(例如齿轮轴121)上以使得滚筒能绕其轴线往复转动；多个支架222、222’，支架222、 222’与滚筒安装部分221、221’连接或形成为一体；以及，沿滚筒周向间隔设置在支架222、222’上的多个刮刀223、223’。相邻刮刀之间的周向间隙称之为刮刀间隙。支架222、222’通常称为刮刀支架。
从图2中可以看出，筛网23安装成使得滚筒22、22’部分被筛网包裹。在安装过程中，筛网23的一端固定在筛网固定轴24上，将筛网23的另一端从滚筒22的底部绕过筛网支撑轴25的上部，再将筛网23从另一滚筒 22’的底部绕至筛网固定轴24’上，通过筛网固定轴24、24’将筛网23固定并施加一定的张紧度，湿料从料斗21的上方进入料斗21中。
有利地，筛网23为金属编制(材质为316L不锈钢或者304不锈钢) 的筛网(具体筛网的目数和筛网的丝径根据颗粒产品的规格而定，通常为 8目到20目)，或者塑料编制(如尼龙材质)的筛网(具体筛网的目数和筛网的丝径根据颗粒产品的规格而定,通常为8目到20目)。
另外，图2中还示出滚筒22、22’彼此靠近设置使得滚筒上的刮刀能够彼此啮合。
在本文中,“啮合”是指在滚筒的至少一个横截面视图中，其中至少一个滚筒的至少一个刮刀伸入到相邻的滚筒的至少一个刮刀间隙中并且在滚筒往复转动的过程中都不会发生与相邻滚筒的任一部件的接触。即，各滚筒的刮刀所在的假想周面存在重叠。该假想周面的重叠区域也称之为两滚筒的啮合区域。
在本文中，“滚筒以其刮刀彼此啮合的方式转动”所指的是在滚筒往复转动的过程中的至少某一时刻或者在整个往复转动过程中都出现上述的啮合区域。
通过上述啮合式配合，相邻两个滚筒22、22’在正反交替的旋转过程中相互作用，防止物料堆积在滚筒之中，并可通过做正反交替的运动的啮合的刮刀将湿料中可能含有的大块打碎，为造粒提供充足的物料以提高造粒的产量和效率。
具体参见图3中示出的滚筒22、22’的啮合构型。在图3示出的实施例中，滚筒22和滚筒22’具有大致相同的构型。具体地，支架222、222’具有盘形主体2221、2221’以及从盘形主体向外呈辐射状延伸的指状件2222、 2222’。在示出的具体实施例中，在滚筒22、22’的两端分别设置有一个支架222、222’。刮刀223、223’安装在相对的支架222、222’的指状件2222、2222’的外端。在图示的实施例中，刮刀223、223’各沿滚筒22、22’的轴线方向延伸。有利地，刮刀223、223’各呈笔直的长条形。当然，本领域技术人员可以想到刮刀也可以设计成其他的形状例如沿滚筒轴向方向螺旋延伸的长条形，另外，也可以根据需要而将同属于一个滚筒的刮刀设计成具有不同的距离滚筒中心的距离或者同一刮刀在沿刮刀延伸方向的不同位置处具有不同的距离滚筒中心的距离。
此外，支架的形状或布置结构也不仅仅局限于图3所示的构型。例如，还可以将支架设计成盘状，刮刀223直接安装在该盘状支架的外缘。图4 仅示意性示出一圆盘形的支架。当然，不局限于图4所示的圆盘形，支架 222可以设计成具有任何不同于图4所示的外形。图4示出该盘状支架位于滚筒轴向的大致中间位置。本领域技术人员容易想到，也可以可选地或附加地在滚筒的两端分别设置一个该盘状支架。
支架222在相邻刮刀之间的部分可以构造成内凹或外凸的圆弧段，只要其不会对滚筒之间的啮合产生干涉即可。优选地，在滚筒的对应于啮合区域的部分中，支架222在相邻刮刀之间的部分设计成具有内凹的优选为 U形的形状。由此，使得在滚筒的对应于啮合区域的部分中由相邻刮刀和支架的对应部分限定的空间的边界的轮廓为U形。通过此构型，可以避免物料在滚筒往复旋转过程中刮刀与刮刀之间或者刮刀与支架之间相互挤压而造成物料的性质产生剧烈的变化，以确保产品的品质。
图4中示出的一个示例性滚筒还包括周向连接滚筒的各刮刀的环形的增强件26。该增强件设计用于将滚筒周向上分布的刮刀中至少一部分或全部连接成一个整体以增强刮刀的整体刚度。对于图4所示的支架位于滚筒轴向中间位置的构型而言，优选的是在滚筒两端分别设置一个增强件26。虽然图中示出的增强件为封闭的环形，本领域技术人员容易想到，增强件也可以为不封闭的长条形状。此外，增强件的设置位置也不仅仅局限于滚筒的端部，也可以设置在滚筒的其他位置，例如可根据设计需要，在刮刀受力强度较大的区域例如刮刀的延伸方向的中段位置设置一个或多个增强件。
为了防止湿料在滚筒内侧的堆积或结块，滚筒22有利地设置有安装至料斗的定子元件27，如图4所示。图4所示的定子元件27具有两个附接至料斗上的基板元件270和从各基板元件伸入到滚筒内侧的均匀分布在周向上的五个固定叶片271。由于定子元件27的固定叶片271在滚筒内侧相对于料斗静止不动，而滚筒周面上的刮刀223绕滚筒轴线往复摆动，因此，定子元件的固定叶片和滚筒周面上的刮刀产生相对运动，对滚筒内侧的原料进行打散，防止物料堆积，进而可以为造粒提供充足的物料以及因此可以提高产量。
虽然图中示出的定子元件设计成具有两个部分(两件式)，本领域技术人员容易想到，根据支架的设计构型和安装位置的不同，定子元件可设计成具有其他构型例如具有构造用于安装于料斗相对两侧的基板元件以及在该两个基板元件之间延伸的叶片，相应地滚筒支架设计成具有允许支架在滚筒的摆动范围内相对于叶片移位的构型。此外，虽然图4中示出固定叶片271为五个，但是，本领域技术人员可以想到固定叶片的个数可以不同于五个。叶片的分布情况也可设计成不同于图4所示的情形。
图5和图6示出具有带指状件的支架222、222’的滚筒22、22’的啮合构型。单个滚筒可设置有3～13个刮刀，优选5～11个刮刀，更优选7～9个刮刀，最优选的是9个刮刀(如图5所示)。刮刀223的截面形状可以为等腰梯形或带有倒圆角的等腰三角形，且顶角处经过倒圆处理，其优点是提高造粒的效率，过于尖锐的刮刀或者刮刀的背宽过小都会加剧造粒过程筛网的磨损，该设计有利于提高筛网23的使用寿命。虽然图中示出刮刀的截面形状为等腰三角形，但是本领域技术人员容易想到刮刀可设计成具有其他对称形状的截面形状。
在有利的实施例中，滚筒安装部分221、221’可以设计成两个分别位于滚筒两端的安装元件例如短的支承杆或支承筒(如图3所示)或者设计一个沿滚筒轴向延伸的轴状件(如图4所示)。对于滚筒低速摆动的情形，优选采用图3所示的滚筒安装部分的构型，原因是粘度大的物料在滚筒低速摆动的条件下很容易附挂在位于滚筒内部的任何表面并且在其上不断堆积导致充满整个滚筒内部空间，影响滚筒的正常运行。
另外，有利地，滚筒安装部分221、221’的用于连接至齿轮轴121的端部设置有花键联接结构，优选的是渐开线花键联接结构。现有的滚筒安装部分与齿轮轴之间的联接一般通过平键联接结构来实现。而在本实用新型中，采用的是花键联接结构，其优点是花键齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷且联接受力较为均匀，进而降低联接部件间的刚性冲击，提高零部件的使用寿命以及机器承载能力。有利地，花键联接结构设置有用于装配的定位结构，例如该定位结构包括至少一个较其它的花键齿较宽或较高的花键齿。通过该定位结构可以满足啮合式滚筒安装时的定位要求，确保两个滚筒以啮合方式往复旋转，避免在滚筒往复旋转时处于啮合区域的刮刀与刮刀或刮刀与支架彼此相触碰。有利地，滚筒安装部分的用于连接至齿轮轴的端部的表面为镀铬表面，其优点是提高安装部分的耐腐蚀性。
在一有利的实施例中，制粒单元20的筛网支撑轴25位于两相邻滚筒的啮合区域的下方，在筛网支撑轴处筛网表面与相应滚筒的刮刀的运行轨迹面之间距离为1～20毫米，优选2～15毫米，优选4～10毫米，最优选约为 7毫米。通过此构型，使得可以增大了筛网与滚筒之间的工作面积，即增大了筛网实际用于造粒的面积，同时也避免了两啮合滚筒的中下部出现较大的易于堆积物料的空缺区域，因而确保了物料不会堆积在该区域，且最大程度的避免粉末状的湿料直接进入成品区域，保证了产品的质量。
此外，虽然图2中示出料斗内设置有两个滚筒并且这两个滚筒进行啮合配合，但是本领域技术人员可以想到，根据需要可并排设置更多彼此相啮合的滚筒。另外，本领域技术人员还可以想到，对于具有啮合式滚筒的造粒机，单个滚筒可以设置有一个或多个支架，支架的在滚筒轴向上的位置可根据需要而改变。属于同一个滚筒的多个支架的构型也可以不相同。相邻的彼此啮合的滚筒也可以具有不同的支架结构，例如其中一个滚筒具有位于滚筒轴向中央位置的圆盘状支架，另一滚筒具有分别位于滚筒两端的具有指状件的支架。
工业适用性
为了便于理解本实用新型，下面就本实用新型的造粒机的工作原理进行说明：
参见图1所示，启动电动机，将具有一定湿度的粉末混合物送到料斗中，物料进入到滚筒区域。电动机的动力通过减速机驱动传动执行机构12，传动执行机构进而驱动齿轮轴121实现往复转动，由于滚筒周面的刮刀所施加的力，物料与筛网23之间产生摩擦，通过筛网孔将潮湿的粉末原料从筛网中挤出进而制成具有所需尺寸的颗粒成品。同时，以啮合方式往复转动的滚筒具有伸入到彼此内的刮刀，将附着或堆积在相对滚筒内部的物料击碎并打散，防止物料堆积在滚筒之中。
根据本实用新型的造粒机尤其适用于高粘性的湿料。湿料优选包含晶体原料和/或无定形原料。按干燥时的重量百分比计，所述湿料包含的无定形原料可多于晶体原料(优选无定形原料的含量大于50％)。其中，晶体原料是指有规则的分子排列(有固定的结构)且外来分子(例如：水)无法进入该固定结构的物质；盐、糖、味精等原料都属于晶体原料的范畴。一般情况下，晶体类配方的晶体含量大于50％，优选为晶体含量大于70％。无定形原料是指没有规则的分子排列且外来分子(例如：水)可以进入该结构的物质；淀粉、麦芽糊精、酵母提取物、西红柿粉等原料都属于无定形原料的范畴。一般情况下，无定形类配方的无定形原料含量大于50％。
湿料可以是食品，例如汤料、酱汁料或调味料。
下面以用于制备西红柿汤料的高粘度湿料为例说明其湿法造粒-流化床干燥工艺，该工艺包括步骤：
a)将各大宗原料粉碎，控制粒度75％在150-200μm，使用混合装置，按比例将用于制造颗粒的各种原料(具体参见下表1所示的原料配比)充分混合，混合物含水量10wt％，形成造粒所需的用于制备西红柿汤料的湿料；
b)使用本实用新型所述的造粒机，对步骤a)中所得的用于制备西红柿汤料的湿料进行造粒，得到一定规格(例如粒径1.4mm)的颗粒；
c)使用流化床干燥器，例如振动流化床，对步骤b)中所得的颗粒进行流化床干燥，干燥温度75℃-105℃，冷却至室温，得到含有1.0～3.0wt％水分的颗粒产品；
d)筛分形状和大小符合规格的颗粒状西红柿汤料；以及
e)包装。
表1颗粒状西红柿汤料原料配比
以上所述仅仅描述的是造粒机的示例性实施例。该造粒机不局限于这里描述的特定实施例，相反，各部件可以相对于这里描述的其它部件被独立地和单独地使用。在整个说明书中提到的“一个例子”，“另一个例子”，“例子”等等，意思是描述与例子相关的某个元件/元素(例如特点、结构和/或特征)包括在这里描述的至少一个例子中，可以和/或可以不出现在其它例子中。另外，可以理解的是描述的任何例子的多个元件可在多个不同的例子中以任何合适的方式组合，除非上下文明确说明。
当介绍这里描述和/或说明的机器的元件/部件/等时，冠词“一”、“该”和“所述”表示存在一个或多个元件/部件/等。术语“包括”、“包含”和“具有”表示包括在内，意思是可能存在除了所列元件/部件/等之外的附加的元件/部件/等。
该说明书使用示例来公开本实用新型，包括最佳实施方案，并且使得本领域任何技术人员都能够实现本实用新型。本实用新型的可获得专利的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非区别于权利要求字面语言的结构元件、或者如果这些其它示例包括非实质性区别于权利要求字面语言的等同的结构元件，则这些其它示例应落在权利要求的范围内。
附图标记列表
1造粒机
10动力传动单元
11减速电动机
12传动执行机构
121齿轮轴
20制粒单元
21料斗
22,22’滚筒
221,221’滚筒安装部分
222,222’支架
2221,2221’盘形主体
2222,2222’指状件
223,223’刮刀
23筛网
24,24’筛网固定轴
25筛网支撑轴
26增强件
27定子元件
270基板元件
271叶片。