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CN1133121A - 模具装置 - Google Patents

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CN1133121A
CN1133121A CN95119159A CN95119159A CN1133121A CN 1133121 A CN1133121 A CN 1133121A CN 95119159 A CN95119159 A CN 95119159A CN 95119159 A CN95119159 A CN 95119159A CN 1133121 A CN1133121 A CN 1133121A
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Societe des Produits Nestle SA
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Abstract

一种带有固定刚性模体的挤压模，该模体上有至少一个为可塑性——特别是可食性材料物质设置的入口槽，该模具还包括含有一个旋转筒的模腔，该旋转筒至少有一个出口槽和一个配料腔，该配料腔旋转对称，并且在上端与入口槽连通，在下端与出口槽连通，该筒的外表面通过一个轴向和径向的轴承与模腔的相应表面相连接。

Description

模具装置
本发明涉及一种挤压模以及至少包含一个此种模具的挤压装置。
为了生产扭曲状干面食制品，例如通常使用一种特殊的固定模具，要加工的已揉制好的粗面团有很高的粘度，将其在高压作用下送入喂料槽，由于有不同流速和压力区因而该槽结构复杂。
此类固定模具不能用来使双挤压制品扭曲，特别是带填充物的干面食制品产生扭曲，因为填充物阻滞了扭曲。举例而言，此种模具也不适用于由湿面粉经蒸煮-挤压而延展的产品的扭曲加工。
EP44689(UNILEVER PLC)专利描述了一种可用来生产如冰淇淋为底料的糖果的模具，该糖果由几股原料扭聚而成，该模具有一个旋转筒，筒上有多个分立的喂料槽，槽在筒下端形成出料孔，该孔相对于筒的旋转轴线有非对称形状或位置，筒上端的不同水平面上的喂料槽的入料孔与固定环连接，以便冰淇淋进入，该固定环在不同水平面上环绕该筒。这样的模具结构相对复杂，并且在高温、高压和/或高转速情况下，变得难以对高粘度可塑性物质的挤压进行调整。
WO93/03909(UNILEVER PLC)描述了一种用来同时挤压至少两股原料并将其扭曲起来的挤压模具，该两股中的每股都是由带有填充物的管状物构成的，此模具有一个绕固定模体旋转的筒，该筒有至少两组与模具轴线平行的两个同轴喂料槽，固定模体有一个为组中每个内喂料槽喂料的中心腔，还有一个为外喂料槽喂料的环形腔，一个与筒成一体的管道将该组中每个内、外喂料槽分开，筒上可以有一个单独的中心或轴向的喂料槽，该槽由一个与模体结合的且与该中心腔同轴排列的管道来供料。这样的模具特设有与相对易脆部件(如管件)的旋转壁接触的环形密封件，但是这样的模具也相对复杂，并且在高温、高压和/或高转速情况下，难以对高粘度可塑物质的挤压进行调整。
本发明目的是提供一种挤压模具，它有相对的独立性，能够与挤压机或压力机连接或结合，它有简易耐用的构造，适合在高温、高压和/或高转速情况下，对高粘度可塑物质进行挤压加工，特别可用于制造例如干面食类或延展了的鸡尾酒小吃式的、并且被扭曲和/或中心部分有填充物的、一股或多股状食品。
为达此目的，本发明的挤压模有一个固定的刚性模体，上面至少有一个为可塑性特别是可食材料物质而设的入口槽，以及一个包含旋转筒的模腔，该筒上至少有一个出口槽和配料腔，该配料腔腔体旋转对称并且与上端入口槽和下端出口槽连通，筒外表面通过一个轴向和径向的轴承与该模腔相应表面连接。
最好是入口槽通过一个配料前置腔与配料腔连接，此前置腔旋转对称并且处于配料腔上端延伸部分的模体内，旋转的环形密封件设在配料腔与配料前置腔连接处。
事实上，如此设计的模具可用于生产特别是那些扭曲的多股延展的干面食品或鸡尾酒小吃式食品，例如特别是多股扭曲的通心面，尽管考虑到粘度和/或要加工的物质的温度、由挤压机或压力机传来的压力、和/或筒的旋转速度，用于工作的条件特别恶劣也能用数值表示这些工作条件，如大致范围为约50000mPa.s的粘度，约200℃的工作温度，约200巴的压力，对应于最大挤压速度的流速为1m/s和筒的最大转速约300rpm。
最好是该旋转密封件有一个横截面总体是长方形的扁平密封环，该密封环设在槽横截面大致相应于密封环的环形槽内，该槽上平面设在该配料前置腔的腔壁中，而该槽下平面设在该配料腔的腔壁中。
最好该密封环有圆柱形外表面和凸起内表面，特别是反半圆环形的表面，换而言之，在矩形横截面的向着中心的短边侧被挖空，特别是半圆形的挖空。
同样，最好槽的圆柱形外表面是由与配料腔成一体的环形止动凸缘构成，槽的圆柱形内表面是由与配料前置腔腔壁成一体的防护凸缘构成，在防护凸缘的下端与槽的该下水平面之间形成了一个环形缝隙。该防护凸缘是用来防止该可塑材料与密封环的摩擦。
最好设置通过环体的定位榫头，该榫头与配料腔腔壁成一体。
该密封环是由摩擦系数特别小的弹性材料制成，最好由不锈钢粉末整体强化的聚四氟乙烯制成。
人们惊奇地发现上述类型的环形密封件在给定恶劣工作环境下，如在上述粘度和/或要加工作质温度、挤压机或压力机传来的压力和/或筒的转速情况下对解决本模具密封中所示问题很有效。
进一步在本发明的一个特别实施例中，模具可用来生产扭曲的、有填充物的、特别是可食性填充物的产品，特别是如这些填充物是碎肉、蕃茄汁和/或奶酪的香味食品，或是杏仁、榛核、巧克力和或果酱的甜食，考虑到粘度、压力和/或温度的情况，这些填充物并不带来恶劣的工作条件，可用数据表示这些工作条件，如几百mPa.s的粘度，几巴-几十巴的压力，约20℃-60℃的温度，该模体还至少包含一个填充物的入口管道，它与至少一个出口管道连接，该出口管道经过该筒面与该出口槽连接。
在此特殊实施例中，可塑材料物质的入口槽和填充物的入口管道的相应位置的选择，比如是根据操作方便原则而定的。例如，当模具要垂直安装在车上时，如上所述该槽可以横向延伸于模体内并且横向出口于配料前置腔中，且该管道轴向延伸于模体内，并由与模体成一体的同轴管道的形式延伸入配料腔和配料前置腔中。
根据本模具是否用来生产扭曲的未填充制品或是有填充物的扭曲制品，可以如此设置该筒，即使它带有出口槽和/或管道，这些槽和/或管道有不同形状的横截面并且以不同的方式排列。
为生产多股扭曲的非填充制品，该筒有多个相对筒轴线对称分布的出口槽，如特别是三个圆形横截面槽，它们设置在以轴线为心的等边三角形的顶角处。
为生产单股扭曲的有填充物的制品，该筒有一个圆形横截面的填充物的轴向出口管道和一个为可塑物质而设的出口槽，出口槽截面是非全环形，它包围着填充物的出口管道。
但是，当轴向填充物的出口管道的横截面是非全环形时，相反是角形或不规则形状，如三角形横截面，可如此设置填充物的出口管道，它由一个与该筒成一体的旋转管道限定，并且与填充物的入口管道通过一个旋转密封件连接。
为使筒能被驱动机构如电动马达驱动旋转，该筒有一个伸出模体的下端部，并且有一个与下端部成一体的齿轮。有利的是，如此设置筒的下端部，使它有一个可拆卸的、从外面易接触的插入件，并且插入件上有至少一个可塑物质的出口槽和/或填充物的出口管道。可设有一套易从外面进行内部调整的插入件，用来生产本模具不同实施例中的不同产品。
最后，在模体和或筒内设置了适用于循环冷却剂或加热液的环路。
本模具如此设计，让它有最好的独立性并且能与挤压机或压力机连接或结合。需要特别指出的是，产品的制造，特别是食品的制造，意在通过在该挤压机或压力机中对原料施加压力和/或温度和/或剪切作用，使可塑材料物经过挤压，蒸煮-挤压或蒸煮挤压-延伸加工方式而成型。
本模具同样适用于一种挤压装置的生产工作，在本发明范围内，该挤压装置有一个挤压机或压力机，它通过一个分流阀与至少一个本发明的模具连接，该装置还有模具筒的驱动机构和导引挤压扭曲的产品到该产品的接收站的导引机构。这些模具可固定于一个或多个车架上，该运送车上也能装载模具筒的驱动机构和该导引机构。
该分流阀是装置中的重要部分，可用来实现特别是这样的一种情况，例如只在生产程序正确开始时连接模具，和在生产过程中需要修改模具形状时，不用停挤压机或压力机就能分离模具。
该导引机构靠其与筒非成一体的表面实现与挤压制品的第一次接触，借助于此种接触，挤压制品完成了令人满意的由筒旋转带来的扭曲运动。
据本发明的模具和装置以及它们能够制作的产品，将结合附图如下详细描述：
--图1是本模具第一实施例的纵截面示意图；
--图2是本模具第二实施例的筒之细节的纵截面示意图；
--图3、4是沿图2中线III-III和IV-IV的横截面示意图；
--图5是本模具第三实施例的横截面示意图；
--图6是图1所示的模具实施例中配料腔与配料前置腔接口处的纵向截面放大示意图；
--图7是带有两个模具的装置的实施例的侧视图；
--图8是图7所示装置实施例的前视图和
--图9是可用如图1、2-4和5分别所示的模具生产出的产品样品片段示意图。
图1所示的实施例中，本模具(1)有一个固定的刚性模体(2)，其中有为可塑性，尤其是可食性材料物质设置的入口槽(3)，以及含有转筒(5)的模腔(4)，转筒上有出口槽(6)和配料腔(7)，配料腔旋转对称，并且在上端与入口槽(3)连通，在下端与出口槽(6)连通，筒(5)的外表面(8、9)通过轴向和径向轴承(10、11)与模腔(4)的相应表面(12、13)接触。
在此实施例中，筒(5)包括一个上端部分(40)和一个中心部分(41)，两者都包含在设置在模体(2)内的模腔(4)内，还有一个伸出模体(2)的下端部分(30)。上端部分(40)有较大直径，它相对于较小直径的中心部分(41)形成了一个环形的水平的缩减部分(9)，这个缩减部分(9)通过径向轴承(11)与设置在模腔(4)中的环形水平台肩(13)相连。中心部分(41)的圆柱形外表面(8)，通过一个轴向轴承(10)与模腔(4)中的圆柱形内表面(12)相接触。此外还有与下端部分(30)成一体的齿轮(31)。
入口槽(3)通过配料前置腔(14)与配料腔(7)连通，腔(14)旋转对称，并设置在配料腔(7)的上延伸部分的模体(2)，及一个旋转环形密封件15设置在配料腔(7)与配料前置腔(14)的接口处。
模体(2)带有填充物--尤其是可食性填充物的入口管道(26)，它经过筒(5)与填充物出口管道(27)相连。
可塑性物质的入口槽(3)横穿模体(2)并横向开口于前置腔(14)中。填充物入口管道(26)轴向延伸于模体(2)中，并以与模体(2)成一体的同轴管道(28)的方式延伸于前置腔(14)和配料腔(7)中。
填充物出口道(27)轴向排布并有圆形的横截面。可塑性物质的出口槽(6)环绕着出口管道(27)，并且有一个非全环形的横截面。筒的下端部分(30)带有一个可拆卸的插入件(32)，由它构成了可塑性物质的出口槽(6)和填充物出口管道(27)。
筒(5)中还设有冷却剂或加热液的环路，为达此目的，筒(5)带有一个形成于筒外表面和配料腔(7)之间的圆柱形凹道(43)，及在上端部(40)内的通向凹道(43)的液体供应槽(44)，以及下端部分(30)内的环形液体出口(45)，该液体供应槽(44)通过设置在模腔(4)壁上的环形密封管道(47)，与模体(2)内的液体入口槽(46)连通。
如图6所示，图1所示的实施例中，旋转环形密封件(15)有一个横截面总体是矩形的平的密封环(16)，其设置在横截面大致相应于密封环的环形槽内，槽的上平面(17)在配料前置腔(14)的腔壁中，槽的下平面(18)在配料腔(17)的腔壁中。
密封环(16)有圆柱形外表面(19)的凸起的内表面(20)，在此为反半圆环形表面。
槽的圆柱形外表面由与配料腔(7)腔壁成一体的环形止动凸缘(21)构成，而其圆柱形内表面由与配料前置腔(14)腔壁成一体的环形防护凸缘(22)构成，由防护凸缘的下端(25)与槽的所述下端平面(18)构成了一个环形缝隙(24)。
设有穿过密封环(16)的定位榫头(23)，它们与配料腔(7)腔壁成一体设置，密封环由不锈钢粉强化的聚四氟乙烯制成，有适度的耐磨性，并且在磨光的不锈钢表面上有较低的摩擦系数。
在第二实施例中，图2、3、4表示筒的一个纵向和两个横向截面的细节，其余的部分与图1所示实施例的部分十分近似，本模具有填充物出口管道(27)，该出口管道27由与筒(5)成一体的中心管道(42)所限定，并且与同轴管道(28)通过旋转密封而连接，同轴管道(28)是入口管道(26)的延伸部分。
填充物出口管道(27)与可塑性物质出口槽(6)有各自的非全圆或非全环形横截面，在此为三角形横截面。
在第三实施例中，图5表示筒的横截面的细节，模具没有用于填充物的入口管道或出口管道，筒(5)带有两个圆形横截面的、用于可塑性物质的出口槽(6)，这两个槽平行且等距于筒的轴线。
图7、8所示实施例中，本装置包括一个通过分流阀(34)与两个模具(1)相连的挤压机(33)、模具(1)的筒(5)的驱动机构(35、36、37)、未示出的导引挤压扭曲制品(50)至一工作站的机构(48、49)，而该工作站接收此类制品，还包括载运模具(1)、驱动机构(35、36、37)、导引机构(48、49)的车架(39)。
驱动机构带有一个马达(35)、驱动轴(36)以及驱动齿轮(37)，齿轮37传递旋转运动给筒(5)的啮合齿轮(31)。
导引机构包括皮带轮(48)及各自的支持件(49)。
图9所示的是可由图1、2、4和5相应描述的三个实施例的模具生产出的产品的三个样品a)、b)、c)的片段。
a)图中可见一段带有填充物的单股扭曲制品。但是这类食品的外层或壳(51)的横截面总体上是环形形状但不是纯环形，在此横截面带有的周向的不平凸起构成了制品表面的扭曲的浮凸花纹。制品的内部或填充物(52)具有圆形横截面。
b)图中所示一段有填充物的单股扭曲制品。制品的内部(52)的横截面不是全圆形，而是三角形横截面，该截面对应于制品外层(51)的三角形横截面。
c)图所示是一段不带填充物并由两股横截面为圆形的原料构成的多股扭曲制品。
以下的样品是由使用本模具进行的演示性生产而制成的。
使用带有如图1所示的挤压模的挤压装置，将其与双螺旋杆挤压机连接，生产出如图9a)所示的带有填充物的单股制品。
为了生产出制品的外层，将80％以玉米为基料的粗面粉与20％的水的混合物喂进挤压机。给混合物加增塑剂后，在140℃、120巴的压力以及螺旋进料杆转速为260rpm的情况下，对其在挤压机中进行蒸煮。粘度为20000mPa.s的可塑性物料流，在模具出口处的挤压速度为1m/s。
为了产生制品的内部，将粘度为800mPa.s的果酱在45℃左右以16-25巴的压力注入模具内。
由此可以得到带有果酱填充物的已膨胀了的谷物制品，这种单股制品的圆柱形外表面上有扭曲了的浮凸花纹。

Claims (15)

1.一种挤压模(1)，包括一个固定的刚性模体(2)和含有转筒(5)的模腔(4)，该模体上至少有一个为可塑性一尤其是可食性材料的物质设置的入口槽(3)，该转筒上至少有一个出口槽(6)和旋转对称的配料腔(7)，该配料腔在上端与入口槽(3)连通，在下端与出口槽(6)连通，并且该筒外表面(8，9)通过一个轴向和径向轴承(10，11)与所述模腔的相应的表面(12，13)连接。
2.根据权利要求所述的模具，其特征在于所述入口槽(3)通过配料前置腔(14)与配料腔(7)连通，该前置腔旋转对称，并设置在配料腔的上端延伸部分模体内，在所述配料腔与配料前置腔的接口间还配置有旋转的环形密封件(15)。
3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于所述旋转的环形密封件包括一个横截面大致为矩形并设置在横截面总体相似于矩形的环形槽内的扁平密封环(16)，槽的上端平面(17)设置在所述配料前置腔(14)的腔壁中，槽的下端平面(18)设置在所述配料腔(7)的腔壁中。
4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于该密封环(16)具有圆柱形外表面(19)和凸起的内表面(20)，尤其是一种反半圆环形的表面。
5.根据权利要求3所述的模具，其特征在于环形槽的圆柱形外表面是由与配料腔(7)腔壁成一体的环形止动凸缘(21)构成，槽的圆柱形内表面是由与配料前置腔(14)腔壁成一体的环形防护凸缘(22)构成的，在该防护凸缘下端(25)与该槽的下端平面(18)之间形成一个环形缝隙(24)。
6.根据权利要求3所述的模具，其特征在于设有穿过密封环(16)的定位榫头(23)，这些榫头与配料腔(7)腔壁成一体，且密封环是由不锈钢粉强化了的聚四氟乙烯材料制成的。
7.根据权利要求1所述的模具，其特征在于该模体(2)还包括至少一个填充特别是可食性的物质的入口管道(26)，该入口管道经过该筒(5)，与至少一个填充物出口管道(27)连通。
8.根据权利要求2和7所述的模具，其特征在于用于可塑性物质的入口槽(3)横穿于所述模体(2)并横向开口于前置腔(14)中，填充物的入口管道(26)轴向延伸于该模体(2)中，并以与模体成一体的同轴管道(28)的形式延伸于前置腔(14)与配料腔(7)中。
9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于用于填充的出口管道(27)是轴向的并且有圆形的横截面，该用于可塑性物质的出口槽(6)环绕出口管道27，并且有非全圆环形的横截面。
10.根据权利要求1所述的模具，其特征在于该筒(5)带有多个相对筒轴线对称布置的出口槽(6)。
11.根据权利要求8所述的模具，其特征在于该出口管道(27)由与该筒(5)成一体的旋转管道(42)限定，并且经过旋转密封(29)与入口管道(26)的延伸部分--同轴管道(28)连接在一起。
12.根据权利要求1所述的模具，其特征在于该筒(5)带有一个伸出该模体(2)的下端部分(30)，并带有一个与该下端部分成一体的齿轮(31)。
13.根据权利要求12所述的模具，其特征在于该筒的下端部分(30)包括一个可拆卸的插入件(32)，其构成了所述的至少一个为塑性物质设置的出口槽(6)和/或为填充物设置的至少一个出口管道(27)。
14.一种挤压装置，包括一台通过分流阀(34)被接到至少一个如权利要求1-13中任一项所述的模具(1)上的挤压机或压力机，以及模具的转筒(5)的驱动机构(35)和导引挤压扭曲过的制品至一个接收所述产品的工作站的导引机构(37)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于它包括至少一个车架(39)，用来运载至少一个模具(1)和所述筒(5)的驱动机构(35)以及所述导引机构(37)。
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