從專利技術(shù)角度分析工業(yè)單螺桿榨油機(jī)技術(shù)發(fā)展

賈紅葉羅 莎陳曹祺

（1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163；

2.福斯分析儀器（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215121）

從專利技術(shù)角度分析工業(yè)單螺桿榨油機(jī)技術(shù)發(fā)展

賈紅葉1羅 莎1陳曹祺2

（1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163；

2.福斯分析儀器（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215121）

工業(yè)單螺桿榨油機(jī)作為榨油機(jī)技術(shù)的重要分支，其生產(chǎn)效率高，成品油油質(zhì)量好，在大批量生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，本文主要以DWPI專利數(shù)據(jù)庫、SIPOABS專利數(shù)據(jù)庫以及CNABS數(shù)據(jù)庫橫縱的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻(xiàn)視角對工業(yè)單螺桿榨油機(jī)的發(fā)展進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，闡述了工業(yè)單螺桿榨油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請發(fā)展趨勢，對工業(yè)單螺桿榨油機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展具有一定的參考意義。

榨油；螺桿；工業(yè)；螺旋；榨籠

工業(yè)單螺桿榨油機(jī)屬于榨油機(jī)的一種，螺旋榨油機(jī)主要由螺桿、榨籠、破碎部件組成，榨油機(jī)主要有液壓榨油機(jī)和螺旋榨油機(jī)兩種。液壓榨油機(jī)按工作油缸的裝配方式，分立式和臥式。而根據(jù)動力裝置的不同又分為手動泵及手動、機(jī)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。自從1900年美國的安德森發(fā)明第一臺連續(xù)式螺旋榨油機(jī)以來，螺旋榨油機(jī)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于從油料中提取油脂的最主要設(shè)備。液壓榨油機(jī)由榨機(jī)和油泵兩部分組成。螺旋榨油機(jī)是目前使用最廣泛的榨油機(jī)。

1.工業(yè)單螺桿榨油機(jī)領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)發(fā)展路線

工業(yè)單螺桿榨油機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展主要涉及榨籠、螺桿大方面，通過對這兩大方面的發(fā)展路線進(jìn)行研究，有助于了解工業(yè)單螺桿榨油機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，明確其未來的發(fā)展方向。

1.1榨籠

綿陽市江南機(jī)械廠的王廷模與張維元提出了一種螺旋榨油機(jī)（申請?zhí)枺篊N96232548），該榨油機(jī)的榨籠是由多股筋構(gòu)成的整體，結(jié)構(gòu)簡單，既減輕了整機(jī)重量，還可較方便地取換榨圈。YOSH-N提出了一種帶壓濾裝置的豆制品榨油機(jī)（申請?zhí)枺篔P27011186A），沿著榨膛的軸向方向設(shè)置一系列環(huán)形的溝槽，從而提高對油成品的過濾質(zhì)量。但是該類榨油機(jī)存在出油率低的問題，為了解決上述問題，YOSH-I提出了一種通過加熱器將松子加熱到特定溫度進(jìn)而將松子壓榨出油的裝置（申請?zhí)枺篔P8637987A），通過在榨籠外設(shè)置加熱器，對榨油機(jī)預(yù)熱到80℃～90℃，然后保持該溫度，對松子進(jìn)行壓榨，從而提高出油率。姚汝海提出了一種螺旋式榨油機(jī)（CN99220113），格柵體由四角形柵條和六角形柵條相間整齊排列而成，形成排油路，內(nèi)邊有適當(dāng)?shù)目p隙，形成導(dǎo)油路，格柵體上還有加熱套，提高了出油率。由于榨籠上的孔一般為圓柱形，上述設(shè)置容易在壓榨過程中被損壞，并且清理費(fèi)時(shí)。為了解決上述問題，BACHER H等人提出了一種含水分的糧食尤其是油料作物的壓榨機(jī)（申請?zhí)枺篋E19921790A），榨籠的一系列的排油口設(shè)置為傾斜，有利于油的排出，并且清理方便。

在擠壓物料時(shí)榨油機(jī)上的榨圈要承受強(qiáng)大壓力，因此，榨圈一般是剛性整體結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)在徑向沒有可延展的彈性，而當(dāng)擠壓物料的壓力超過螺桿轉(zhuǎn)動力的最大限度時(shí)，就會迫使榨油機(jī)停機(jī)或者損壞榨圈，為了解決上述問題，本溪市榨油機(jī)械廠公開了一種螺旋榨油機(jī)（申請?zhí)枺篊N01249032），采用一組包圍在所述旋轉(zhuǎn)軸的近似于梯形桿件，形成圍柵的結(jié)構(gòu)，該圍柵在預(yù)定的限度內(nèi)可沿其徑向伸張或收縮，從而可延長其使用壽命。現(xiàn)有的溫控榨油機(jī)用加熱式榨筒和整體榨條代替?zhèn)鹘y(tǒng)的榨籠和元排，一定程度上提高了出油率及成品質(zhì)量，但由于加熱式榨筒上不能出油、不吐氣，容易產(chǎn)生高溫氣壓、出油不順暢及油餅混出現(xiàn)象。為了解決上述問題，徐萬年提出了一種加熱式榨油機(jī)構(gòu)（申請?zhí)枺篊N03255084），將加熱式榨筒和短榨籠串套在元排上，加熱式榨筒上開有若干個(gè)出油孔，既有加溫恒溫的功能，同時(shí)又因?yàn)檎セ\的設(shè)置而保留了出油暢通的功能，另在短榨籠的尾部裝有加熱管，從而提高出油率。而為了提高出油率，人們通過改變不同的加熱方式，比如采用內(nèi)外加熱的方式（申請?zhí)枺篊N200320121678），對榨油機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。而由于在壓榨過程中的擠壓、摩擦以及加熱等作用，榨油處在高溫下運(yùn)行，使得油料中的蛋白質(zhì)變性很大，河北南皮機(jī)械制造有限責(zé)任公司提出了一種低溫預(yù)榨機(jī)（申請?zhí)枺篊N200820106605），榨螺軸內(nèi)設(shè)冷水管；在榨籠的上方設(shè)有冷油噴淋管，保證榨油在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，不但保證了榨機(jī)的正常出油，還保證了油料中蛋白質(zhì)的品質(zhì)。對于特定的油料，比如茶籽料渣的大量碎屑塞在油流出口的榨條間隙中，并與含量充分的皂素混合結(jié)為硬塊堵塞油路，使油料中已榨出的油脂混和于壓榨餅中從出餅口排出。鑒此，安徽省華銀茶油有限公司提出了一種寬間隙榨條榨油機(jī)（申請?zhí)枺篊N200920172460），通過更換高強(qiáng)度耐磨損墊片從而增加相鄰榨條間的寬度，使得榨油機(jī)以茶籽為原料時(shí)能夠正常出油，且壓榨餅中殘油率可控制在6%以下。

1.2螺桿

克虜伯公司提出了多級榨油機(jī)（申請?zhí)枺篣S19780958638A），每個(gè)階段的壓榨壓力通過螺旋葉片的角度以及直徑變化逐漸增加，提高壓榨力。克虜伯公司提出了一種植物油裝置（申請?zhí)枺篣S19800139338A），從進(jìn)料口到出渣口的螺旋軸分成3段，每段的直徑逐漸變大，使螺腔內(nèi)的容積逐漸變小，以增大擠壓力。FATS RES INST提出了一種生產(chǎn)植物油的螺旋軸（申請?zhí)枺篟U94037459A），螺旋軸上分布有螺旋和間隔的錐形襯套，襯套直徑的取值公式是：d≥（D2-4V/pi.vk）1/2，由物料通過襯套的速度以及物料通過環(huán)形腔的最小速度決定，通過對錐形襯套的直徑進(jìn)行限定，提高出油率。6YL-62型螺旋式榨油機(jī)，其螺旋軸是由軸芯和螺旋組成，該螺旋軸沿軸向依次為進(jìn)料段、壓榨段和外錐出餅段。但是，這種結(jié)構(gòu)的螺旋軸，其進(jìn)料段較長，進(jìn)料時(shí)間長，壓榨段過短，壓榨中壓力小、溫度低，因此造成產(chǎn)量低、油質(zhì)差。為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，張德寶提出了一種榨油機(jī)螺旋推進(jìn)軸（申請?zhí)枺篊N96208207），采用進(jìn)料段沿其軸向以3比2的比例分為進(jìn)料螺旋（1a）和位于進(jìn)料螺旋尾部的預(yù)壓螺旋，預(yù)壓螺旋的頂圓直徑僅為進(jìn)料螺旋頂圓直徑的85%，提高了出油量以及送料速度，且不改動原機(jī)體，制造方便。韓國提出了一種榨油機(jī)（申請?zhí)枺篕R20050003461U20050204），從進(jìn)料口到出料口螺距逐漸減小，增大擠壓力，提高榨油效果。而為了進(jìn)一步提高出油率及效率，馮永強(qiáng)提出了自動精量螺旋榨油機(jī)（申請?zhí)枺篊N200520024076），將等外徑的榨螺改進(jìn)為兩端向中段逐漸下凹的中段下凹型榨螺，榨螺下凹段外直徑較榨螺兩端外直徑可小4mm～4.5mm，從而改善了對料坯的翻動、擠壓效果，提高了出油率和榨機(jī)效率及油質(zhì)。而現(xiàn)有技術(shù)單一的壓榨手段，使得油料的利用程度不高，需要多次壓榨，北京中農(nóng)康元糧油技術(shù)發(fā)展有限公司、河北南皮機(jī)械制造有限責(zé)任公司以及安徽大平工貿(mào)（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合提出了單螺桿油料冷榨機(jī)（申請?zhí)枺篊N200810240810），榨螺軸上的螺旋是斷開，每一壓榨段的榨螺的長度逐漸縮短，螺距逐漸縮小，根圓直徑逐漸加大，結(jié)合冷榨設(shè)置，在一臺榨油機(jī)的榨膛內(nèi)完成3次壓縮。對于某特定的油料，比如茶籽油料在榨膛內(nèi)與含量充分的皂素混合，并大量結(jié)膠形成硬塊滯留在榨膛內(nèi)，一方面堵塞油路，另一方面也強(qiáng)力阻滯著榨螺無法正常推進(jìn)，無法正常出油出餅。為此，安徽省華銀茶油有限公司提出了一種含新型榨螺的榨油機(jī)（申請?zhí)枺篊N200920172462），將前3節(jié)榨螺的螺旋紋在主軸橫截面上的投影確定為300°～335°的優(yōu)弧，以提高籽料在榨籠內(nèi)部特定環(huán)境下被軸向推進(jìn)的順暢度，從而保證了榨油機(jī)正常工作。隨后幾年，出現(xiàn)了四級壓榨、五級壓榨、六級壓榨、七級壓榨以及八級壓榨（申請?zhí)枺篊N201020519680，CN201120066520，CN201120531771，CN201220351808，CN201220351024），致力于提高出油率。現(xiàn)有的榨油機(jī)只具備壓榨出油的功能，炒料是由另外的設(shè)備（炒鍋、炒爐等）完成，這樣就產(chǎn)生了設(shè)備、工序多，操作復(fù)雜，質(zhì)量穩(wěn)定性差，成本高的問題，米曉軍等人提出一種螺旋式榨油機(jī)螺旋軸（申請?zhí)枺篊N201210437755），螺旋軸由進(jìn)料粉碎段、攤鋪炒料段和壓榨出油段組成，從而將榨油工藝中進(jìn)料、炒料、壓榨全過程集成在一根螺旋軸上來完成，生產(chǎn)過程連續(xù)，操作簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低。

結(jié)語

通過以上分析可以看出，國外在工業(yè)單螺桿榨油機(jī)領(lǐng)域的專利申請開始較早，中國的專利申請起步較晚，但發(fā)展較為迅速，工業(yè)單螺桿榨油機(jī)的研發(fā)主要集中在中國、德國、日本、韓國、美國，目前其申請量趨于相對穩(wěn)定，中國申請人也應(yīng)多借鑒和研究其他國家在工業(yè)單螺桿榨油機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)，增強(qiáng)我國在該方面技術(shù)的競爭實(shí)力，追求新的發(fā)展。

［1］李玲，等.棕油榨油機(jī)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.熱作機(jī)械，2014（2）：65-67.

［2］劉小思，等.對液壓榨油機(jī)的認(rèn)識及改進(jìn)［J］.機(jī)床與液壓，2004（11）：204.

［3］王俊杰.國內(nèi)外螺旋榨油機(jī)現(xiàn)狀［J］.綜合論壇，2012（11）：185.

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