本发明总的涉及多级真空搓压设备，更具体地说是涉及对这样一 种多级真空揉压设备的改进，该种揉压设备用于揉搓和混合作为肥皂 原料的皂片之类的化工材料和油和脂肪，通过减小压力除去材料的气 体、然后将混合的材料挤压成一预定形状。

上述型式的真空揉压设备例如可从日本专利公告平4—22613中获 知。这种揉压设备包括一个基本上由沿传送方向一个接一个地布置的 一对传送螺杆和一个研揉机构组成的揉送装置。

通过将一对传送螺杆和研揉机构组合起来构成揉送装置的方式， 该揉压设备可获得比仅仅通过一压缩通道进行简单的混合或挤压流动 产生的揉搓作业性能好得多的揉搓性能。

然而，根据要处理的具体材料，可能需要产生更精细效果的揉搓 作业。

特别是，在处理皂片的情况下，皂片往往含有一些通常称为硬粒 的细小的硬颗粒。因此，如果产品中含有大量的硬粒，则所含的这些 硬粒将会损害产品的质量，使使用者感到粗糙。为了可靠地避免保留 有硬粒之类的抗揉材料，可想到减小研揉机构的过滤通道开口的横截 面。然而，这将导致材料通过此研揉机构时产生的流动阻力大大增加 ，从而使驱动负载相应增加。而且，阻力增加产生的热会使材料性质 变坏。所以，这种布置在实际上是不可取的。

如图7所示，为了提供精细的揉搓作业，本发明人提出过一种多 级结构，在这种结构中，它的多对传送螺杆01和研揉机构02是沿材料 的传送方向一对接一对地布置的。

按照上述结构的揉送设备，虽然它的确能够实现更精细的混合一 揉搓作业，但这种混合—揉搓设备的构造需要多级传送螺杆和研揉机 构。因此整个设备相当长，而整个设备机体这样大，会导致其安装所 需空间不利地增加。

而且，在由多对传送螺杆和研揉机构组成的揉送装置的情况下， 为了能够更换过滤器，进行改变肥皂颜色的清洗工作或其它维护作业， 呈多级设置的所有传送螺杆和研揉机构都要分别进行拆卸。因此，设 备的维护工作非常麻烦。

本发明的主要目的是提供一种改进的设备，其结构紧凑，能充分 地进行混合和揉搓作业且易于维护。

为达到上述目的，一种多级真空揉压设备包括：

一个用于贮存要处理材料和减少贮存材料的空间的压力的除气室；

一个用于在传送从除气室送来的材料时对材料进行揉搓的揉送装 置；

一个在揉送装置的传送终端将搓揉过的材料挤压成一预定形状的 挤压机构。

其中，所述揉送装置包括：

一对依次布置在材料的传送方向上的传送螺杆，和

一个插置在所述前后螺杆之间的研揉机构；

其中，所述研揉机构包括多个相对于材料传送方向彼此相对布置 的单位揉搓机构，每个单位揉搓机构包括一个不可转动的静止盘，一 个可相对于静止盘转动的转动盘和一个安置在所述静止盘和转动盘之 间的不可转动的静止过滤器。

按照上述结构，对于一个在真空条件下多于两级以上的混合—揉 搓作业，无论增加多少级揉搓作业，该设备都可只采用一对依次布置 的传送螺杆，其间设有研揉机构。

所以，当一揉搓作业基本上达到常规揉搓作业的程度时，与沿材 料传送方向上包括多级多对传送螺杆和研揉机构的结构相比，本发明 的整个设备结构更简单也更紧凑。

此外，由于减少了传送螺杆的数量，为拆卸设备所需要拆卸的设 备的部件较少，使维护工作也少了许多麻烦。

按照本发明的一个内容，这种多级真空揉压设备还包括一个用于 将材料送到所述除气室的进给输送螺杆，包括有相对于材料输送方向 上彼此相对布置的多个单位揉搓机构的所述研揉机构被布置在所述进 给输送螺杆的下游终端。

按照此结构，利用包括有多个单位揉搓机构的研揉机构，不论它 有几个揉搓级，整个揉搓传送设备都可做得很紧凑。因此，这种包括 有多个单位揉搓机构的研揉机构可以紧凑的方式布置在多少被限制在 从连续测量装置到除气室的空间内的揉送级内。

因此，如果真空挤压设备也在通到除气室的材料进给通道内设置 多个单位揉送装置，则在此通向除气室的进给通道中也发生揉搓作业 ，因此达到进一步改善整个设备的揉搓精细程度的效果，同时又避免 了设备的驱动负载的局部集中。即是说，与仅在位于除气室下游方的 揉送装置内提供研揉机构的结构相比，如果整个设备要提供和前述结 构完全相同程度的揉搓精细度，则可减少除气室下游方的揉送装置内 的揉搓级数。因此，有可能避免除气室下游方的驱动负载的增加和与 传动负载增加有关的材料温升。结果，此结构在避免了如被处理材料 质量的不利变化之类的麻烦的同时又获得可进行更精细的揉搓作业的 优点。

按照本发明的另一方面，在所述研揉机构的单位揉搓机构中，所 述转动盘是设置于相对于材料输送方向的上游方的，所述静止盘是设 置于相对于材料输送方向的下游方的，所述转动盘经可从下游方插入 和拉出的联接装置和安置在所述转动盘和另一个转动盘之间的垫圈与 所述上游传送螺杆可操动地相联，每个所述静止盘都有一固定到一个 容纳每个所述单位揉搓机构的揉搓壳体的外端，所述设置在相对于最 后转动盘的上游方的静止盘具有一个支承到一个置于所述垫圈外面并 被安装在一个螺杆轴上的支承件上的内端。

这种结构具有简化每个转动盘的传动布局的优点，以及便于维护 的优点，因为拆卸下游传送螺杆时，只需通过从相对于传送方向的下 游方插入或拔出联结装置的方式便可容易地对所有转动盘进行安装或 拆卸。

而且，由于静止盘的内端面是由设置在固定于螺杆轴上的垫圈外 面的支承件支承的，所以，插置在两转动盘之间的静止盘因受到内外 的支承，使其可获得足够的联接强度。而且，静止盘是沿螺杆轴的轴 线布置在多个位置上的，使螺杆轴因得到分布在一伸长长度上的支承 件的支承而具有足够的支承强度。

因此，每个转动盘的传动结构可以变得简单及坚固。而且，也可 获得维护上的优点，因为当要拆卸下游传送螺杆时，只需相对于传送 方向从下游方插入或拔出联接装置，便可容易地将所有转动盘进行安 装或拆卸。

按照本发明的另一个方面，所述下游传送螺杆的螺距比所述上游 传送螺杆的螺距大。    

利用这种结构，由于下游传送螺杆的螺距比上游传送螺杆的螺距 大，因此，通过上游传送螺杆的推进作用和下游传送螺杆的拉出作用 的联合效果，可促进通过中间研揉机构的材料流动。

因此，此结构进一步有利于被处理材料的揉搓作业。

本发明的更进一步和其它的目的、特点和效果，从下面对本发明 的实施例带有附图的较具体的叙述，将会变得更加一目了然。

图1是一侧视图，示出了整个多级真空揉压设备；

图2是一顶视图，示出了整个多级真空揉压设备；

图3是一截面图，示出了多级真空揉压设备的一部分；

图4是一放大截面图，示出了揉送装置的一部分；

图5是研揉机构的局部截面图；

图6是说明按照本发明另外一实施例的一个多级真空揉压设备的 一部分的视图；

图7是说明常规多级真空揉压设备的视图。

关于本发明的多级真空揉压设备的优选实施例将参考附图进行详 述。

如图1到图5所示，按照本发明的多级真空揉压设备包括一个用于 个别和连续地测量多种被处理材料数量的测量装置1，一个用于从测 量装置1接受材料A的接收容器2，一个用于对材料A除气的除气室3， 一个用于传送材料A的揉送装置4和一个用于将材料A挤压成形的挤压 机构。而且，在此多级真空揉压设备的最后处理端，作为挤压后物品 的后处理装置，依次设置有一自动切割装置6和一自动压印装置7。

测量装置1包括用于测量和进给原材料的第一测量装置8和一个用 于测量和进给香料、颜料等的第二测量装置9；这些装置8和9被布置 在相对于装入接收容器2的材料A的传送方向的上游方。

接收容器2包括一设有一个用于搅拌和混合材料A的混合区的接收 漏斗10。有一水平定向的传送螺杆11前后通过此漏斗10的底部，使装 上的材料A可被搅拌和混合，然后被迫通过一个设在漏斗的底部的送 进开口。

传送螺杆11从相对于材料A传送方向的螺杆的上游端接受来自一 个驱动马达12的驱动输入。相邻于螺杆11的另一端，设有一个类似于 一个将在后详述的揉送装置4的另一个研揉机构16的研揉机构16。作 业中，利用传送螺杆11的强迫进给作用，将材料A送到下游方通过揉 送机构16。

附带说说，将经接收容器2接收的材料A的进给量和经测量装置1 测得的材料A的进给量调到彼此完全相等，使接受漏斗10内始终保持 预定数量的材料A。更具体地说，在接受漏斗10内，设有一对用于检 测材料A的上极限水平和下极限水平的水平传感器，使一个图中未示 出的控制装置可以允许材料A的上水平位于上、下极限水平之间的这 样一种方式控制测量装置1的送进量。

除气室3包括一个用于减小混合材料A在其到揉送装置4途中的压 力的真空室15，因而建立了一个减少材料A的空气含量的除气区。真 空室15与一个图未示出的真空泵相通，并且从接收漏斗10到传送螺杆 11的出口孔的通道被正在被加工的材料A堵住。因此，此真空室15的 内面便可成为一个降压空间。通过使此空间保持在降低压力状态，便 可实现对材料A除气。

真空室15包括一个位于螺杆轴伸出部分上的开口15a和一个可开 、合此开口15a的盖14。那么，通过打开这盖14，便可通过开口15a很 容易进行维护作业，以便能拆卸螺杆11的螺杆轴或拆卸位于该轴终端 的研揉机构16。

如图1至图4所示，揉送装置4包括一对由设置在传输方向上游方 的第一传送螺杆17和设置于下游方的第二传送螺杆18组成的螺杆和设 置于这两个传送螺杆17，18之间的研揉机构16。由于揉送装置4与直 接布置在除气室3下面的真空室15连通，所以由于真空泵的作用使此 揉送装置4的内部也被保持在减压状态下。因此，由两传送螺杆17、 18传送的材料A在此压力减小的条件下被输送和揉搓。第一传送螺杆 17和第二传送螺杆18分别包括传送螺杆轴17A，18A和接纳传送螺杆轴 17A、18A的圆筒17B、18B。研揉机构16被设置在上游第一螺杆轴17A 和下游的第二螺杆轴18A之间，也是设置在接纳这些螺杆轴17A，18B 的圆筒17B和18B之间。

至于这些传送螺杆17，18，其下游螺杆轴18A的螺距稍为比上游 螺杆轴17A的螺距大。这些螺杆轴由一个电动机19经一适当的减速机 构驱动约以每分钟5—30转的转速转动。

下面，详述研揉机构16。

此研揉机构16包括多个相对于材料A传送方向彼此相对设置的单 位揉搓机构20，每个单位揉搓机构20包括不可转动地固定到圆筒17B 、18B上的静止盘21和相对于静止盘21和静止过滤器23(后述)可转 动的转动盘22，圆筒17B和18B一起构成揉送装置4的外壳，静止过滤 器23被安置在静止盘21和转动盘22之间并与静止盘21固定在一起。

由于材料A被迫通过静止盘21和相对静止盘可转动的转动盘22之 间，所以材料A就因受到强大的揉搓效果被揉搓。

更具体地说，转动盘22和静止盘21分别包括用于供材料A通过的 通孔22a和21a，这两通孔的孔口面积比率约为50％。因此，当原在第 一传送螺杆17内的材料A通过通孔22a，21a时，就获得一个约为其在 第一传送螺杆17内受挤压的速度的2倍。因此，由于材料A受到推进压 力和被大大加速，材料可通过其自身的塑性变形被揉搓。

当受到转动盘22的转动作用的材料A被迫通过静止盘21的孔21a时 ，材料就受到与两盘21和22之间的剪切效应有关的研—揉作用。而且 ，在这些盘21和22之间，设有静止过滤器23。静止过滤器23设有其直 径比盘的通孔21a，22a直径足够小的通道孔，使处于研—揉过程中的 材料A可被更精细地揉搓。这样，利用这几种揉搓效应的结合，可实 现非常精细的揉搓作业。

第一螺杆轴17A和第二螺杆轴18A被彼此键联在一起使它们一起转 动。而且，第一螺杆轴17A和上游转动盘22也被彼此键联接在一起。

作为联接的例子，下游转动盘22可利用多个螺栓24将其可操动地 联接到第一螺杆轴17A上。其中，在两转动盘22之间，将一个具有供 联接螺栓24插入的通孔的垫圈25安装在螺杆轴17A上。即，将第一螺 杆轴17A，两个转动盘22和垫圈25彼此固定在一起使它们可一致地转 动。

静止盘21被固定到研揉机构16的揉搓外壳26上，该外壳26构成了 容纳第一螺杆轴17A的第一圆筒17B和容纳第二螺杆轴18A的第二圆筒1 8B之间的联接。

此静止盘21经一个固定在垫圈外面的树脂支承件27可转动地支承 着第一螺杆轴17A。

过滤器23包含一个由一个为过滤原材料所需的盘筛28和一个具有 许多比盘21、22的通孔21a、22a小的孔的中孔板29的组合体。如图4 所示，过滤器23被固定联结在前后静止盘21，21或静止盘21和揉搓外 壳26之间。作业中，当盘筛28布置在材料A传送方向的上游方且冲孔 板29被设置在材料A传送方向上游方的后面，以制止因静止盘21的通 孔21a的直径稍为增加发生材料阻塞现象时，这过滤器23起到增加盘 筛28的强度的作用。过滤器23还与盘筛28一起构成材料A的过滤装置。

在此过滤器23中，盘筛28比冲孔板29布置得在材料A的传送方向 的更上游并处在静止盘21的前面，且其在上游转动盘22之间有一约为 0.5-3毫米的间隙。盘筛28是由金属材料(如不锈钢：JIS的SUS 304)制成的，如果此筛以介于20号和50号之间的这种材料制成，则 适合于揉搓肥皂材料。而且，冲孔板29也是用类似的金属材料(如JI S的SUS304不锈钢)制成，其厚度约介于0.8-2毫米之间，孔径约在0. 5—2毫米之间，开口比率约在25—50％之间。这些冲孔板29和盘筛28 是通过它们的周边利用如低温焊接之类的适当联接手段连结成一体的。

如果使用肥皂的原材料作为被处理的材料A，则上述规定的板厚 度、孔径、开口比率和相对于转动盘22的间隙的数值就被确定了，因 为已证明这些数值适合于获得其W型晶体和β型晶体之间具有适当比 率的肥皂。另一方面，如果筛的孔径，开口比和间隙确定得与上述规 定的范围相差很大，则有可能产生对材料A揉搓不充分，导致其内β 型晶体比例不足或使材料A过份揉搓，导致其内W型晶体比例不足。关 于肥皂的质量，含有大量W型晶体的肥皂会有很高的抗溶解性。相反 ，含有大量β型晶体的肥皂则有良好的起泡沫特性。因此，根据那种 晶体比例更重要些，可在上述规定的范围内确定各种给定值。最好是 ，可准备具有各种给定值的多种过滤器23，使得可按照这些晶体类型 之间所要求的比例选用这些过滤器。

顺便一提，图5中的标号30表示可操动地固定到第一螺杆轴17A上 的刀片。此刀片被布置得使其面对最后静止盘21的下游端面。

如图3所示，挤压机构5包括一个可转动地联接到第二圆筒18B的 终端以便可绕一垂直轴线回转从而可开启或闭合的收缩圆筒31，一个 有许多小孔并布置在收缩圆筒31前面的整流板32和一个布置在收缩圆 筒31后面的压模33。

如图1到图3所示，在揉送装置4的下面，设有一个可操动地支承 第二传送螺杆18以便当拆卸此下游第二传送螺杆18时改变其前/后、 左/右方位的运输装置35。

运输装置35包括一个静止台36，一个沿第二传送螺杆18的长度相 对于静止台36可运动的可动台37，一个作为沿传送螺杆长度方向移动 可动台37的驱动装置作用的气动式伸缩汽缸38，一个位于静止台36上 用于沿第二传送螺杆18的长度导引可动台37的第一导轨39，和一个用 于在垂直于第一导轨39的方向对可动台37导引的第二导轨40。顺便一 提，为在垂直于上述方向的方向上在可动台37上移动第二传送螺杆18 ，利用此运输装置35，只需用手推动螺杆旁边便可使螺杆在横向定向 的第二导轨40上运动。

自动切割装置6由一个布置在相对于材料A的传送方向的多级真空 揉压设备下游方的已知割刀装置组成并设计得使它能将从压模33挤压 出来的棒状材料A切成预定尺寸的小块。

自动压印装置7由一个布置在自动切割装置6的下游方并可操动地 在送来的材料A上压出一预定标记、产品名称等的已知压印装置组成 的。

被处理的材料A包括例如皂片、各种油和脂肪，这些材料一般在 这里被称为材料A。

本发明的方法包括：以个别和连续方式测量多种原材料并将材料 装到除气室3的测量步骤；降低空间压力以此对其中的材料进行除气 的混合—除去步骤；利用多级研揉机构对处于压力降低条件下的材料 进行揉搓和传送的研—揉步骤；和将揉搓过的材料挤压成一预定的形 状的挤压步骤。

这些步骤及其次的其它步骤下面将以①到⑥的顺序加以叙述。

(1)测量步骤

在材料A相对于装上材料A的接收容器2的传送方向的上游方，设 有用于测量和送进基底材料的第一测量装置8和用于测量香料、颜料 等的第二测量装置9。使得利用这些测量装置8和9，预定数量的基底 材料、香料等便被连续地测量并送到接收容器2。

(2)混合—除气步骤

装到接收容器2的材料A首先被设在接收容器2底部起搅拌装置作 用的传送螺杆11搅拌和混合，然后被送到从除气室3下端连续延伸出 来的揉送装置4。其中，位于传送螺杆11下游的第一研揉机构16下部 形成的真空室15与连通真空泵的流动通道相连，使得此真空室15起一 个压力减小空间的作用。即，在此压力减小空间内，由于压力减小使 存在于材料A内的空气成份被消除，因此实现了除气作业。

(3)研—揉步骤

揉送装置4与除气室3的真空室15的下部相连和相通。使得利用真 空泵的作用，使此揉送装置4的圆筒17B、18B的内面也被保持在压力 减少状态。这样，由传送螺杆18传送的材料A便在压力减小状态下被 传送并受到研揉作用。

(4)挤压步骤

在传送螺杆18的传送通道的终端，挤压模33被固定到传送圆筒17 上。因此，利用传送螺杆18的挤压效应，便将材料挤压成棒形。

(5)切割步骤

利用位于真空揉压设备下游的切割装置6便可将从挤压模33挤压 出来的棒状材料A切割成预定的尺寸。

(6)压印步骤

每块材料A的坯料都压有诸如产品名称之类的预定记号。

下面，将介绍本发明的其它一些实施例。

(1)在前述的实施例中，分别设有除气室3和接收容器2。但也 可以利用一个单整体箱提供混合区和除气区。

(2)在前述的实施例中，研揉机构16包括两个单位揉搓机构20 ，但也可以设置3个以上的单位揉搓机构20。

(3)如图6所示，揉送装置6可以是包括多个并排布置的传送螺 杆的双螺杆式结构，使从除气室3送来的材料A可通过两个以上的通道 以平行方式被处理。在这种情况下，过滤器23也可以是双螺杆式的。 在这种双螺杆式中，设有多个用于处理通过单通道的材料A的如图5所 示的单螺杆式，而过滤器则通过其周边彼此部分地相接在一起。

本发明的多级真空揉压设备的应用并不限于肥皂材料的揉搓用途 ，该设备也可用于诸如油脂，食品，药物等之类的各种应用。

本发明可在不离开其精神或实质的情况下以其它特定的形式实现 。因此，本实施例在所有方面仅当作说明性而不是限制性。本发明的 范围是由所附的权利要求书而不是由前述的叙述界定的。因此，在权 利要求书意义范围内和与权利要求书等价范围内的所有变更都要包括 在内。