一种带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机

技术领域

本发明涉及食品机械技术领域，具体涉及一种带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机。

背景技术

为了获得更加安全和放心的食用油，很多家庭倾向自榨食用油。目前提取植物油的方式有静态压榨和螺旋推进压榨。静态压榨就是将含油物料放进有漏油缝隙容器内，在一侧施加压力挤压，使之出油，这种方法出油率高，但需要的压力大，不能连续生产，生产规模小、生产效率低。

螺旋推进压榨法应用广泛，其利用单螺杆旋转时含油物料与榨油缸内壁产生的摩擦推进力，对含油物料施加连续增加的挤压力，使之出油。螺旋推进榨油机主要由动力装置、单螺杆和榨油缸构成，单螺杆由带螺纹的锥形或者柱形杆体构成，其螺距或者螺纹槽的深度从杆体的进料端到出渣口逐渐变小。含油物料从杆体螺距大或者螺纹槽深的进料一端进入榨油机螺纹槽内，单螺杆旋转时，将螺纹槽内的含油物料推向杆体前方，这个过程中榨油原料固体部分逐渐被压缩，而液态油被挤压之后从螺杆后方缝隙流出。由于含油物料存储在螺纹槽内，与槽内有三面接触，摩擦力较大；而只有一面与榨油缸内壁接触，摩擦力相对较小，而且含油物料一般是整个颗粒直接进入螺杆的螺纹槽内，含油物料颗粒与榨油缸内壁只有点接触，摩擦力更小。因此螺杆在转动过程中，含油物料更多的是随螺杆旋转而一起转动，螺纹槽内的含油物料的压力增加梯度不显著，导致单级榨油压力小、出油率偏低，并且摩擦生热过程显著，电能消耗十分严重。所以，榨油工厂更偏向于五级甚至六级等复杂的多级压榨结构，以提高出油率。该类榨油机还有一个显著的不足之处在于榨油工作结束时，有大量的物料残留在螺杆后方的螺旋槽内，十分不利于小批量榨油。

公布号为CN105415735、公布日为2016.03.23的发明专利申请，公开了一种带直齿齿轮的微型捣搅式连续榨油机。该榨油机摒弃单螺杆榨油机的摩擦增压工作原理，改为基于齿轮泵的变容积式工作原理，对含油物料进行捣搅式破碎、连续榨油。由于该榨油机采用直齿齿轮，当直齿齿槽中的油物料颗粒较多时，齿轮的旋转会同时破碎、挤压多颗含油物料颗粒，槽内各处压力均同时同步增加，物料只能径向运动，这加剧了电机工作负荷的不稳定性；并且，由于排渣口设置在齿槽的一端，而另外一端封闭，导致挤压时封闭的一端的内压力大，而油排渣口的一端内压力小，即齿槽内压力不均匀，齿槽越长，压力差异就越大，这就导致距离排渣口远的油渣不能及时排出，容易造成电机工作负荷不稳定。

而本申请的发明人经过研究还发现，该榨油机的出渣口为圆柱形小孔，位于两齿轮中心连线偏下方，显然孔径及形状是特别重要的参数，如果孔径大，可能整个齿槽内被挤压的含油物料所获得的压力就小，含油物料压榨不充分，出油率低；但如果孔径小，则可能导致齿轮组旋转到一定角度时，两齿轮齿槽之间的封闭空间的出渣口端面并未与盖板上的出渣口对准，或者不完全开放，甚至完全关闭，使得排渣压力激增，这更增加了电机工作的负担。如果出渣口形状不合适，可能更会影响压榨压力与排渣是否顺畅，也就是说该榨油机的出渣口为圆柱形小孔，在技术上还存在一些不足。

发明内容

针对现有榨油机存在的摩擦增压式电力消耗大、单级压榨力低、榨油效率低以及出渣口形状不合适的技术问题，本发明提供一种带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机，包括榨油膛体，所述榨油膛体内部设置有腔体，所述腔体内设置有相互啮合的主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮与腔体内壁可滑动配合，所述榨油膛体的上侧设有与腔体贯通的进料口，所述榨油膛体的上端面固定设置有料斗，所述料斗的底部与榨油膛体上侧的进料口连通，所述榨油膛体的前端面和后端面分别固定设置有密封腔体的前盖和后盖，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮通过轴承安装在前盖和后盖上，所述后盖的后端面固定连接有减速电机，所述主动异形螺旋齿轮的轮轴穿过后盖与减速电机的电机轴固定连接，所述榨油膛体的底部设置有底出油孔，所述前盖中心下侧设置有侧出油孔，所述前盖中心偏上设有异形排渣口，所述异形排渣口与主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮端面啮合点轨迹形状相适配，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮的齿与齿槽在齿轮转动过程中，从远离所述异形排渣口的一侧向靠近所述异形排渣口的一侧逐渐啮合密封，且密封区的体积逐步减少。

本发明提供的带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机工作时，减速电机得电旋转，带动主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮转动，含油物料从料斗经榨油膛体的进料口进入腔体，被主从动异形螺旋齿轮带入啮合区，在异形排渣口的配合下，首先被密封、然后被捣搅、挤压至出油，油经各间隙流入腔体底部并从出油孔流出；继续挤压时，齿轮啮合区异形排渣口一侧的端面逐渐与异形排渣口联通，油渣在啮合压力下由异形排渣口挤出。与现有技术相比，本发明提供的带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机具有以下有益效果：

1、榨油压力极大、出油率高：两异形螺旋齿轮的齿与齿槽在齿轮转动过程中，先由分开到逐渐啮合密封，具体为从远离异形排渣口的一侧向靠近异形排渣口的一侧逐渐啮合密封，在齿轮继续旋转过程中，逐步实现被密封部分即密封区的体积减少，使得啮合密封区的挤压力极高，虽然仅为一级增压，但是榨油压力高，由此保证了高出油率；在异形排渣口的配合下，可以在刚把油完全榨干的同时，开启异形排渣口排渣卸料，不浪费压力和电力，用电效率高。

2、电机工作平稳、电能转换效率高：由于摒弃传统单螺杆榨油机的摩擦增压工作原理，并且齿轮为异形螺旋齿轮，两齿轮咬合的同一齿与齿槽在不同时刻和不同部位逐渐进入啮合密封，压力过渡平稳，电机工作平稳、电能转换效率高，能连续榨油。

3、本榨油机核心零件为带有与齿轮端面啮合点轨迹形状相适配的异型排渣口的前盖板，以及主从动异形螺旋齿轮，因此结构比较简单。

进一步，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮的螺旋角为18～22°，且齿数为17～18个。

进一步，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮的齿顶与两侧齿面之间的过渡部分、以及齿根与两侧侧面的过渡部分为光滑二次拟合多义线形，符合容积齿轮泵的形状。

进一步，所述料斗与榨油膛体上端面之间插置有流量调节板。

进一步，所述前盖和后盖通过螺钉与榨油膛体固定连接。

进一步，所述前盖和后盖上设置有轴承安装孔，所述轴承安装孔内固定嵌设有轴承，所述主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮两端的轮轴固定套接在轴承的中心孔内。

进一步，所述榨油膛体的侧端面固定连接有振动电机。

进一步，所述前盖上对应侧出油孔处通过螺丝还固定连接有出油管接头。

进一步，所述异形排渣口包括对称设置的两个子排渣口，每个所述子排渣口包括依次首尾相连形成异形封闭线体的齿轮端面齿廓中轴心连接线、齿轮外边线、齿轮半齿射线、齿轮齿根齿面线和齿轮齿根线。

附图说明

图1是本发明提供的带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机爆炸结构示意图。

图2是本发明提供的异形排渣口形状示意图。

图3是本发明提供的主从动异形螺旋齿轮啮合时啮合区与异形排渣口相对位置变化过程示意图。

图4是本发明提供的主从动异形螺旋齿轮啮合时啮合区(粗黑线包围部分)与异形排渣口相对位置变化过程局部放大示意图。

图中，1、榨油膛体；11、腔体；12、进料口；2、主动异形螺旋齿轮；21、轮轴；3、从动异形螺旋齿轮；4、料斗；5、前盖；51、侧出油孔；52、异形排渣口；521、齿轮端面齿廓中轴心连接线；522、齿轮外边线；523、齿轮半齿射线；524、齿轮齿根齿面线；525、齿轮齿根线；53、螺丝；54、出油管接头；6、后盖；61、轴承安装孔；7、轴承；8、减速电机；9、流量调节板；10、振动电机；20、啮合区。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1所示，本发明提供一种带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机，包括榨油膛体1，所述榨油膛体1内部设置有腔体11，所述腔体11内设置有相互啮合的主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3与腔体11内壁可滑动配合，所述榨油膛体1的上侧设有与腔体11贯通的进料口12，所述榨油膛体1的上端面固定设置如通过螺丝固定安装有料斗4，所述料斗4的底部与榨油膛体1上侧的进料口12连通，由此含油物料可从料斗4经榨油膛体1的进料口12进入腔体11，所述榨油膛体1的前端面和后端面分别固定设置有密封腔体11的前盖5和后盖6，即所述榨油膛体1的前端面固定设置有前盖5，所述榨油膛体1的后端面固定设置有后盖6，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3通过轴承7安装在前盖5和后盖6上，所述后盖6的后端面固定连接如通过螺丝固定安装有减速电机8，所述主动异形螺旋齿轮2的轮轴21穿过后盖6与减速电机8的电机轴固定连接，由此所述减速电机8在得电旋转后可带动主动异形螺旋齿轮2转动，所述榨油膛体1的底部设置有底出油孔13，所述前盖5中心下侧设置有侧出油孔51，所述前盖5中心偏上设有异形排渣口52，所述异形排渣口52与主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3端面啮合点轨迹形状相适配，由此可以保证进入腔体11内的含油物料被完全榨干后，所述前盖5上异形排渣口52才渐渐开启排渣，以达到压榨出油、再排渣两个过程的相继实现，把压榨和排渣两个过程分离，可连续榨油，压力大、出油率高，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3的齿与齿槽在齿轮转动过程中，从远离所述异形排渣口52的一侧向靠近所述异形排渣口52的一侧逐渐啮合密封，且密封区的体积逐步减少。

本发明提供的带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机工作时，减速电机得电旋转，带动主动异形螺旋齿轮和从动异形螺旋齿轮转动，含油物料从料斗经榨油膛体的进料口进入腔体，被主从动异形螺旋齿轮带入啮合区，在异形排渣口的配合下，首先被密封、然后被捣搅、挤压至出油，油经各间隙流入腔体底部并从出油孔流出；继续挤压时，齿轮啮合区异形排渣口一侧的端面逐渐与异形排渣口联通，油渣在啮合压力下由异形排渣口挤出。与现有技术相比，本发明提供的带异形排渣口的变容积齿轮捣搅式微型连续榨油机具有以下有益效果：

1、榨油压力极大、出油率高：两异形螺旋齿轮的齿与齿槽在齿轮转动过程中，先由分开到逐渐啮合密封，具体为从远离异形排渣口的一侧向靠近异形排渣口的一侧逐渐啮合密封，在齿轮继续旋转过程中，逐步实现被密封部分即密封区的体积减少，使得啮合密封区的挤压力极高，虽然仅为一级增压，但是榨油压力高，由此保证了高出油率；在异形排渣口的配合下，可以在刚把油完全榨干的同时，开启异形排渣口排渣卸料，不浪费压力和电力，用电效率高。

2、电机工作平稳、电能转换效率高：由于摒弃传统单螺杆榨油机的摩擦增压工作原理，并且齿轮为异形螺旋齿轮，两齿轮咬合的同一齿与齿槽在不同时刻和不同部位逐渐进入啮合密封，压力过渡平稳，电机工作平稳、电能转换效率高，能连续榨油。

3、本榨油机核心零件为带有与齿轮端面啮合点轨迹形状相适配的异型排渣口的前盖板，以及主从动异形螺旋齿轮，因此结构比较简单。

作为具体实施例，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3的螺旋角为18～22°，且齿数为17～18个；其中，所述螺旋角为18～22°能够保证齿轮的大部分齿面为渐开线形状，工作更平衡，而齿数为17～18个，齿数尽量少，有利于增大单个啮合区或者啮合密封区的端面积及体积，以适应压榨大颗粒含油物料。另外，主从动异形螺旋齿轮的螺旋齿厚度应足够厚，以增大齿槽的容积，使得含渣率最少的含油物料，在齿轮的每个啮合密封区被完全压榨后，渣的体积稍大于或者等于异形排渣口刚开启时的齿轮啮合密封区体积。

作为具体实施例，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3的齿顶与两侧齿面之间的过渡部分、以及齿根与两侧侧面的过渡部分为光滑二次拟合多义线形，符合容积齿轮泵的形状，由此可以保障主动和从动异形螺旋齿轮之间良好啮合，提高压榨力。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述料斗4与榨油膛体1上端面之间插置有流量调节板9，由此通过该流量调节板9可调节由料斗4进入齿轮啮合区的含油物料的流量，而合适的流量调节可以使得每次进入两齿轮啮合区的含油物料被捣搅、破碎、压榨、至完全出油，只剩油渣时，异形排渣口52才开启排渣；流量不能太大，否则会过度消耗电能，但流量也不能太小，否则压榨力小、压榨不充分，需要刚刚好。当含油物料含渣率大时，可以调节该流量调节板，适当减少流量，而当含油物料含油率大时，可以适当增加含油物料流量，以保证适当的出渣压力。

作为具体实施例，所述前盖5和后盖6通过螺钉与榨油膛体1固定连接，具体可在前盖5和后盖6及榨油膛体1上预设设置好螺钉孔，然后将螺钉螺接于前盖5、后盖6和榨油膛体1上的螺钉孔中即可实现固定连接。当然，本领域技术人员在前述螺钉连接的基础上，也可通过其他方式来实现固定连接。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述前盖5和后盖6上设置有轴承安装孔61，所述轴承安61装孔内固定嵌设有轴承7，所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3两端的轮轴21固定套接在轴承7的中心孔内，由此所述主动异形螺旋齿轮2和从动异形螺旋齿轮3在腔体11内啮合可转动。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述榨油膛体1的侧端面固定连接有振动电机10，由此通过振动电机10可使得含油物料颗粒能平稳进料。本申请为了保证两异形螺旋齿轮的齿与齿槽刚进入啮合密封时密封区的体积足够大，能稳定容纳一定数量的含油物料颗粒，如果含油物料颗粒粒径太大，可以先用破碎机破碎成合适的小颗粒，再投入本榨油机榨油。

作为具体实施例，请参考图1所示，所述前盖5上对应侧出油孔51处通过螺丝53还固定连接有出油管接头54，由此通过该出油管接头54可将所述侧出油孔51处流出的油引出至外部容器接收。

作为具体实施例，请参考图2所示，所述异形排渣口52包括对称设置的两个子排渣口，每个所述子排渣口包括依次首尾相连形成异形封闭线体的齿轮端面齿廓中轴心连接线521、齿轮外边线522、齿轮半齿射线523、齿轮齿根齿面线524和齿轮齿根线525。其中，所述齿轮半齿射线523和齿轮齿根齿面线524为主从动异形螺旋齿轮上某齿水平时的线体，所述齿轮齿根线525为主从动异形螺旋齿轮上某齿槽水平时的线体。

作为具体实施例，请参考图3和图4所示的主从动异形螺旋齿轮啮合时啮合区与异形排渣口相对位置变化过程，具体啮合区与异形排渣口相对位置变化过程图示说明如下：

a)啮合区20齿面-齿根还未啮合密封，啮合区20端面未与异形排渣口52正对；

b)啮合区20齿面-齿根已啮合密封，啮合区20端面尚未与异形排渣口52正对，密封区内开始增压，并出油；

c)啮合区20齿面-齿根已啮合密封，啮合区20端面未与异形排渣口52正对，密封区体积减小，区内继续增压，并继续出油，直至榨干油；

d)啮合区20端面与异形排渣口52已有部分面正对，密封区体积继续减小，区内已开始排渣；

e)啮合区20端面与异形排渣口52正对面增大，密封区体积减小，继续排渣；

f)啮合区20端面与异形排渣口52正对面在减小，密封区体积减小，继续排渣；

g)啮合区20端面与异形排渣口52正对面在减小，密封区体积减小，继续排渣；

h)啮合区20端面与异形排渣口52正对面在减小，密封区体积减小，继续排渣；

i)啮合区20端面与异形排渣口52正对面接近零，密封区体积近零，排渣快完成；

j)啮合区20与异形排渣口52恰好未正对，密封区体积变为0，区内排渣结束。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。