本發(fā)明涉及林業(yè)生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，特別涉及一種分段螺旋式無(wú)患子種仁榨油裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著汽車(chē)等耗能產(chǎn)品的使用率越來(lái)越高，國(guó)際社會(huì)對(duì)于能源的需求也逐步提升。石油等傳統(tǒng)能源受到采掘以及地域分布等多重因素的影響，價(jià)格也受資本市場(chǎng)操作的影響。因此生物質(zhì)能源已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源。

無(wú)患子又名木患子、肥皂樹(shù)等，屬于無(wú)患子科，是林業(yè)重要的生物質(zhì)資源，其廣袤的種植面積以及種仁豐富的含油率，決定它制備生物柴油的可行性。傳統(tǒng)的榨油裝置是借助機(jī)械外力的作用使得油脂從榨料中被擠壓出來(lái)，主要包括靜態(tài)的液壓壓榨以及動(dòng)態(tài)的螺旋壓榨，但目前市場(chǎng)上針對(duì)無(wú)患子種仁的壓榨裝置中，存在生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大，間歇性生產(chǎn)所需的壓榨時(shí)間長(zhǎng)、體積大、出餅成形困難、出油率低、殘油率高等問(wèn)題。為順應(yīng)加工技術(shù)的高效率、高質(zhì)量和低成本的發(fā)展趨勢(shì)，需要著手解決無(wú)患子種仁榨油過(guò)程中的這些不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種分段螺旋式無(wú)患子種仁榨油裝置，能夠提高無(wú)患子種仁壓榨的出油率，并且降低壓榨的殘油率、優(yōu)化裝置的尺寸。

為了解決以上提出的問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種分段螺旋式無(wú)患子種仁榨油裝置，包括種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)、壓榨機(jī)構(gòu)、出餅機(jī)構(gòu)、集油箱、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)座，所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)、壓榨機(jī)構(gòu)、出餅機(jī)構(gòu)、集油箱和動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)座上；

種仁由所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)入壓榨機(jī)構(gòu)內(nèi)；所述壓榨機(jī)構(gòu)對(duì)種仁進(jìn)行螺旋壓榨，并將壓榨得到的油脂和油渣輸送至出餅機(jī)構(gòu)；所述出餅機(jī)構(gòu)用于將油渣擠壓成餅粕；所述集油箱收集油脂；所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于向所述壓榨機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

所述壓榨機(jī)構(gòu)包括榨籠和段旋榨軸，其中榨籠為空腔圓柱體，其兩端通過(guò)固定安裝板安裝在機(jī)座上；榨籠的圓周面向外延伸形成進(jìn)料端口，與進(jìn)料端口相對(duì)位置處還加工有出油孔；所述榨籠內(nèi)安裝有段旋榨軸，段旋榨軸的外表面設(shè)置有螺旋榨螺，所述螺旋榨螺與榨籠之間形成壓榨通道，用于對(duì)種仁進(jìn)行榨油出渣。

所述段旋榨軸采用整體式變徑變螺距螺桿，包括推送段、壓榨段和出餅段，每一段的外表面依次設(shè)置有螺旋榨螺，即分別為推送榨螺、壓榨榨螺和出餅榨螺；所述推送段的螺桿外徑為40~42mm，根徑為28~30mm，推送榨螺的螺距為33~40mm；所述壓榨段上壓榨榨螺的螺旋角為8°~25°，高度為5mm，螺棱寬度為4~6mm，所述壓榨段的螺桿外徑為40mm,根徑為30~34mm，螺距為22~32mm；所述出餅段的螺桿外徑為38mm，根徑為34mm，螺距為20mm。

所述段旋榨軸上分為六節(jié)螺桿段，推送段包括第一節(jié)和第二節(jié)螺桿段，壓榨段包括第三節(jié)~第五節(jié)螺桿段，出餅段包括第六節(jié)螺桿段；所述第三節(jié)和第四節(jié)螺桿段、第五和第六節(jié)螺桿段之間分別設(shè)置有錐圈即第一錐圈和第二錐圈；所述錐圈的直徑沿出餅方向依次增大，兩個(gè)所述錐圈的直徑分別為30~35mm、34~37mm，與榨籠之間的最小間隙分別為4mm、3mm。

兩個(gè)所述錐圈的錐角分別為24°、20°。

所述出油孔均勻分布在榨籠上，相鄰出油孔之間的距離為2.75mm；所述出油孔采用臺(tái)階孔，其上部直徑為 2.5mm，下部直徑為5.5mm。

所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用進(jìn)料口和擋料口安裝在一起，兩者均為中空結(jié)構(gòu)；所述進(jìn)料口上端為錐形，其角度為135°；所述擋料口安裝在榨籠的進(jìn)料端口上，其內(nèi)腔與榨籠的進(jìn)料端口連通。

所述擋料口的內(nèi)腔中設(shè)置有擋料板，所述擋料板采用兩塊交錯(cuò)設(shè)置，擋料板的角度為56°~70°。

所述出餅機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件為出餅頭；所述集油箱設(shè)置在機(jī)座上，并位于榨籠的出油孔下方；所述出餅頭的中部加工有通孔作為出餅口，所述出餅頭安裝在機(jī)座上，其出餅口與榨籠的內(nèi)腔連通；

所述出餅頭離段旋榨軸端部的距離為0.8~1.5mm，出餅口的頂端倒角，角度為164°，直徑為26~30mm。

所述動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在機(jī)座上，其采用減速電機(jī)通過(guò)皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳送，皮帶連接段旋榨軸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明采用壓榨機(jī)構(gòu)對(duì)種仁進(jìn)行分段螺旋壓榨，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)患子種仁傳統(tǒng)上的靜態(tài)壓榨到分段螺旋式的動(dòng)態(tài)壓榨的轉(zhuǎn)變，在降低殘油率的同時(shí)提高了油料的生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的液壓壓榨即靜態(tài)壓榨，生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝卸料餅麻煩，間歇性生產(chǎn)所需的壓榨時(shí)間長(zhǎng)，而且其設(shè)備較為笨重、占地面積大，本發(fā)明的分段螺旋式動(dòng)態(tài)壓榨可以解決以上問(wèn)題。

（2）本發(fā)明的段旋榨軸采用變徑變螺距螺桿，并將整個(gè)壓榨過(guò)程分為推送段、壓榨段以及出餅段三部分，逐漸增大的螺徑可以增大整個(gè)榨膛內(nèi)部的壓力，使得壓榨效果更加的理想；另一方面，為了防止高壓導(dǎo)致的油路迅速封閉以及改善油料的滲流能力，段旋榨軸上設(shè)置有錐圈，有助于油脂迅速被擠開(kāi)，保證施壓速度與排油速度的一致性，可以提升榨油機(jī)的出油率，同時(shí)也降低了殘油率。

（3）本發(fā)明的無(wú)患子種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)錐形進(jìn)料口，配合一個(gè)裝有擋料板的擋料口并形成進(jìn)料通道，使得種仁油料與段旋榨軸的接觸角增大，這樣有利于控制進(jìn)料速度，并提升進(jìn)料效率，防止在料斗中形成架橋空穴。

（4）本發(fā)明的出餅頭的中部加工有通孔作為出餅口，并配合榨膛中段旋榨軸，將油渣擠壓得到餅粕，形成出餅槽，裝卸簡(jiǎn)單，改善了傳統(tǒng)榨油機(jī)出料難的問(wèn)題，通過(guò)改變整套的出料口直徑和形狀，從而可以控制出餅厚度和形狀，其結(jié)構(gòu)、裝卸簡(jiǎn)單，功能可靠也易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明分段螺旋式無(wú)患子種仁榨油裝置的整體軸測(cè)圖。

圖2為本發(fā)明壓榨機(jī)構(gòu)的軸測(cè)圖。

圖3為本發(fā)明段旋榨軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明榨籠的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明出油孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明出餅頭的軸測(cè)圖。

圖8為本發(fā)明出餅頭的剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)、2-壓榨機(jī)構(gòu)、3-出餅機(jī)構(gòu)、4-集油箱、5-動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、6-機(jī)座、7-榨籠、8-段旋榨軸、9-推送榨螺、10-壓榨榨螺、11-第一錐圈、12-第二錐圈、13-出餅榨螺、14-出油孔、15-進(jìn)料口、16-擋料板、17-擋料口、18-出餅頭、19-出餅口。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

參閱圖1所示，本發(fā)明提供的一種分段螺旋式無(wú)患子種仁榨油裝置，包括種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)1、壓榨機(jī)構(gòu)2、出餅機(jī)構(gòu)3、集油箱4、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5和機(jī)座6，所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)1、壓榨機(jī)構(gòu)2、出餅機(jī)構(gòu)3、集油箱4和動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5安裝在機(jī)座6上。

種仁由所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)1進(jìn)入壓榨機(jī)構(gòu)2內(nèi)；所述壓榨機(jī)構(gòu)2對(duì)種仁進(jìn)行螺旋壓榨，并將壓榨得到的油脂和油渣輸送至出餅機(jī)構(gòu)3；所述出餅機(jī)構(gòu)3用于將油渣擠壓成餅粕；所述集油箱4收集油脂；所述動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5用于向所述壓榨機(jī)構(gòu)2提供動(dòng)力。

如附圖2所示，所述壓榨機(jī)構(gòu)2采用組合式結(jié)構(gòu)，便于裝拆。其包括榨籠7和段旋榨軸8，其中榨籠7為空腔圓柱體，其兩端通過(guò)固定安裝板安裝在機(jī)座6上。榨籠7的圓周面向外延伸形成進(jìn)料端口，與進(jìn)料端口相對(duì)位置處還加工有出油孔14。所述榨籠7內(nèi)安裝有段旋榨軸8，段旋榨軸8的外表面設(shè)置有螺旋榨螺，所述螺旋榨螺與榨籠7之間形成壓榨通道，用于對(duì)種仁進(jìn)行榨油出渣。種仁在榨螺的螺槽內(nèi)擠壓，擠壓得到的油渣通過(guò)榨螺與榨籠7之間形成的間隙擠出。

如附圖3所示，所述段旋榨軸8采用整體式變徑變螺距螺桿，包括推送段、壓榨段和出餅段，每一段的外表面依次設(shè)置有螺旋榨螺，即分別為推送榨螺9、壓榨榨螺10和出餅榨螺13。所述推送段的螺桿外徑為40~42mm，根徑為28~30mm，螺距為33~40mm。所述壓榨段上壓榨榨螺10的螺旋角為8°~25°，高度為5mm，螺棱寬度為4~6mm，所述壓榨段的螺桿外徑為40mm,根徑為30～34mm，螺距為22～32mm。所述出餅段的螺桿外徑為38mm，根徑為34mm，螺距為20mm。所述段旋榨軸8的轉(zhuǎn)速為60~100rpm。

上述中，所述段旋榨軸8上分為六節(jié)螺桿段，推送段包括第一節(jié)和第二節(jié)螺桿段，壓榨段包括第三節(jié)~第五節(jié)螺桿段，出餅段包括第六節(jié)螺桿段。本實(shí)施例中，第一節(jié)螺桿段的螺桿外徑為42mm，根徑為28mm，螺距為40mm；第二節(jié)螺桿段的螺桿外徑為40mm，根徑為30mm，螺距為33；第三節(jié)螺桿段的螺桿外徑為40mm，根徑為30mm，螺距為32；第四節(jié)螺桿段的螺桿外徑為40mm，根徑為30mm，螺距為24 mm；第五節(jié)螺桿段的螺桿外徑為40mm，根徑為34mm，螺距為22mm。上述尺寸得到的段旋榨軸8為最優(yōu)，其在實(shí)際工作中最可靠并能夠得到好的效果。

所述第三節(jié)和第四節(jié)螺桿段、第五和第六節(jié)螺桿段之間分別設(shè)置有錐圈即第一錐圈11和第二錐圈12，可以有效防止高壓導(dǎo)致油路迅速封閉以及改善油料滲流能力。所述錐圈的直徑沿出餅方向依次增大，兩個(gè)所述錐圈的直徑分別為30~35mm、34~37mm，與榨籠7之間的最小間隙分別為4mm、3mm。此外，為了防止回料過(guò)多，影響榨料順利通過(guò)，兩個(gè)所述錐圈的錐角不宜過(guò)大，分別為24°、20°。

由于壓榨段上壓榨榨螺10的螺旋角是影響輸送率、榨膛壓力的重要因數(shù)之一，因此取其螺旋角為8°~25°，且對(duì)于變徑變螺距螺桿而言，其螺旋角沿出餅方向分布應(yīng)越來(lái)越小，這樣有利于壓榨機(jī)構(gòu)2內(nèi)壓力的形成，也可以適應(yīng)壓榨過(guò)程中壓力的變化。此外，上述段旋榨軸8的結(jié)構(gòu)形式適用于無(wú)患子種仁的壓榨，無(wú)患子種仁在整個(gè)壓榨機(jī)構(gòu)2中經(jīng)歷推送段、壓榨段以及出餅段，這個(gè)過(guò)程中壓力逐漸增大，段旋榨軸8與榨籠7之間的空腔體積逐漸的縮小，這樣可以達(dá)到充分壓榨的效果。

上述中，如附圖4和圖5所示，所述出油孔14均勻分布在榨籠7上，相鄰出油孔14之間的距離為2.75mm。為了防止油渣漏出，出油孔14采用臺(tái)階孔，其上部直徑為 2.5mm，下部直徑為5.5mm。

如附圖6所示，所述種仁進(jìn)料機(jī)構(gòu)1采用進(jìn)料口15和擋料口17安裝在一起，兩者均為中空結(jié)構(gòu)。所述進(jìn)料口15上端為錐形，其角度為135°，這樣使得種仁與螺桿接觸角比較大，接觸面積也比較寬，有利于提高進(jìn)料效率，不易在料斗中形成架橋空穴。所述擋料口17安裝在榨籠7的進(jìn)料端口上，其內(nèi)腔與榨籠7的進(jìn)料端口連通。

所述擋料口17的內(nèi)腔中設(shè)置有擋料板16，可以對(duì)自重落下的種仁油料起到控制速度以及進(jìn)量的作用。所述擋料板16采用兩塊交錯(cuò)設(shè)置，擋料板16的角度為56°~70°。

如附圖1和7所示，所述出餅機(jī)構(gòu)3主要構(gòu)件為出餅頭18，所述集油箱4設(shè)置在機(jī)座6上，并位于榨籠7的出油孔14下方。

如附圖8所示，所述出餅頭18的中部加工有通孔作為出餅口19，所述出餅頭18安裝在機(jī)座6上，其出餅口19與榨籠7的內(nèi)腔連通。油渣通過(guò)榨螺與榨籠7之間形成的間隙擠出，并進(jìn)入出餅口19形成餅粕排出。

上述中，所述出餅頭18離段旋榨軸8端部的距離為0.8~1.5mm，出餅口19的頂端倒角，角度為164°，直徑為26~30mm。通過(guò)變換不同尺寸和形狀的出餅口19，這樣可以控制餅粕的形狀與厚度，從而改善了傳統(tǒng)調(diào)餅裝置笨重繁雜的操作。

所述動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)5設(shè)置在機(jī)座6上，其采用減速電機(jī)通過(guò)皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳送，皮帶連接段旋榨軸8，從而將動(dòng)力傳遞給段旋榨軸8。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下：

裝置運(yùn)行時(shí)，段旋榨軸8由減速電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，無(wú)患子種仁通過(guò)進(jìn)料口15、擋料口17自重進(jìn)入壓榨機(jī)構(gòu)2內(nèi)。段旋榨軸8以60~100rpm的速度旋轉(zhuǎn)，無(wú)患子種仁在段旋榨軸8的帶動(dòng)下在壓榨機(jī)構(gòu)2內(nèi)進(jìn)行三個(gè)過(guò)程的壓榨。推送段對(duì)種仁進(jìn)行切割以及推送，整個(gè)種仁破碎以后將在壓榨段以及錐圈進(jìn)行壓榨，實(shí)現(xiàn)先輕后重、輕壓勤壓的規(guī)律，保證舊的油路不斷被封閉，新的油路不斷地被打開(kāi)，而且使得施壓速度與排油速度保持一致性。壓榨的油脂則通過(guò)榨籠7下部的出油孔14滲出流入集油箱4中，剩余的油渣將以餅粕的形式通過(guò)出餅頭18的出餅口19擠壓而出。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。