本发明是关于在挤压蒸煮机处理诸如含大豆的家畜食品一类的粉料之前，进行预处理的装置。具体地说，本发明是关于一个倾斜度可选择的处理罐，它有两个并列的截柱体形状的空腔，其中一个腔的横截面积大于另一个腔，所以食品在较小的腔中承受速度相对较高的搅拌，并相对较慢地通过较大的腔，从而能充分地搅拌物料并使物料在罐中有充裕的滞留时间。 预处理装置一般与挤出机结合使用，以便在挤出机内进行进一步处理和蒸煮前制备并搅拌食品物料。举例来说，在挤压之前，粉状料百分比含量相对较高的食品通常在预处理装置中与水混合并用蒸汽处理。使用预处理装置特别有利于制备由豆粉百分比含量相对较高的粉状物料构成的产品，如家畜食品。
传统的预处理装置通常包括一个细长的罐，它具有一对相同并列地，截柱体形的内部相通的混合腔，在横截面上，每个混合腔的面积都相等。每个混合腔都带有沿径向安装在一根可旋转驱动轴上的混合杆或搅拌件，可旋转驱动轴与混合腔的纵轴对齐，并且当物料沿截柱状的周臂滑过时，搅拌件的形状可以将物料从罐的入口端朝其出口端纵向推进。当物料接近混合腔之间的交线时，每个混合腔搅拌件的构形也可交替地使物料从一个腔推到另一个腔。
沿预处理罐的至少一部分长度通常安装一系列入水口，当物料纵向地通过混合腔时将水加入其中。很明显，极其重要的是加进预处理罐的水要与粉状物料进行彻底的均匀的混合，以避免结块。结块典型地说明了物料和水的非均匀混合，形成团块外表面的物料容纳了最高百分比的水分。
粉状物料与水的均匀混合要求物料和水在预处理罐内有适当的滞留时间以及被适当混合或搅拌。这样，为了增强在罐内的搅拌而增加传统预处理装置的搅拌件的转速，就会使得物料以较快的速度通过罐，这样就相应地把物料在罐内的滞留时间减少到了不可接受的值。另一方面，为了增加物料在罐内的滞留时间而降低搅拌件的转速就会对罐的混合特性产生不利影响。即，物料和水不能适当地混合。由于与混合轴有关的机械问题，也不希望增加罐的总长度。
此外，传统预处理装置的结构特征使其不具备操作的灵活性，例如当希望用一台装置以不同的流率处理不同物料时。也就是说，为了增加物料在罐内的滞留时间而临时地增加具有标准断面的装置的长度不是一个满意的方案，这是因为装置的固有重量和结构特征，以及因为预先限定的物料入口和出口经常位于一特定位置，以将物料从一个加工阶段送到下一个加工阶段，这样，就希望提供一种用于改变物料通过预处理装置的滞留时间的装置，以使预处理装置能够以可选择地改变的流率处理不同种类的物料。
通过提供一种用于混合和水合面粉或类似物料的处理装置，本发明避免了传统预处理装置中有关的上述问题，所述装置包括一个细长的处理罐，它有限定一细长混合区域的侧壁，及分别位于所述罐相对端附近的一个物料入口和一个物料出口，一对位于所述区域内的细长的，侧向隔开的，轴向可旋转的混合轴，和可操纵地与所述轴连接以使其轴向旋转而处理通过所述罐的物料的驱动装置，其特征在于所述驱动装置包括以不同转速驱动所述轴的结构，以便增加物料在所述混合区域的一部分内的滞留时间，而改善了在所述混合区域另一部分内的混合特性。
在本发明的一最佳形式中，所述罐带有一对并列的，内部相通的腔，其中较大腔的曲率半径约为较小腔的曲率半径的一倍半。此外，还包括以两倍于较大腔内叶片的转速驱动较小腔内搅拌件的装置，以便增加在较大腔内的物料的滞留时间，从而改善在较小腔内的物料的混合特性。
在本发明的另一形式中，罐可选择地绕一根通常平行于其纵轴的轴摆动。这样通过使较大腔相对于较小腔向下移动，而使物料在重力作用下趋向于落入较大腔内并在其中以较大时间比率滞留，即可增加罐内物料的滞留时间。结果，本发明的预处理装置就提供了较大的操作灵活性，从而可以用一台装置以不同的流率和滞留时间处理范围广泛的物料。
图1示出了本发明的预处理设备或装置的侧视图，如图所示它被安装在另一台传统挤出机的顶部。
图2是图1所示预处理装置的放大平面视图，其中该装置的外壳被部分拆开，而示出了两个内部相通的混合腔，及一对分别沿相应混合腔长度设置的细长混合轴。
图3是预处理装置沿图2的3-3线所取的侧向断面图，并具体示出了一个叶片和相关的一组三个搅拌件，为清楚起见，下游的叶片和搅拌器未示出。
图4是本发明的另一个实施例的原理性和示意性机构。示出了使得图1-3中的预处理装置倾斜的机构，以增加或减少通过其中的物料滞留时间。
用于混合和水合面粉或类似物料的处理装置示于图1-4中，并均由数字10标出。装置10包括一个细长的处理罐12，它安装在挤出机14的顶部，使得处理罐12的一个出口16恰好位于挤出机14的入料料斗18的上方，如图1所示。一个马达驱动挤出机14，蒸熟的食品通常通过位于挤出机14前端的模具20排出。
现在参照图2和图3，处理罐12有细长的横向为弧形的侧壁22，形成第一截柱体形混合腔24和第二截柱体形混合腔26，腔24和26是并列的相互连通，第二细长混合腔26的横截面积大于第一细长混合腔24。大混合腔26的曲率半径最好为小混合腔24的曲率半径的一倍半。
第一细长混合轴28沿第一或小混合腔24的纵轴对中，并支承一组混合件或搅拌件30，它们沿第一混合轴28的长度即沿腔24的长度以隔开的位置固定在第一混合轴28上。每个搅拌件30都包括一个细长的相对较长的斜向平板件32，当轴28旋转时用来纵向推进腔24内的物料。从混合轴28径向延伸的每个搅拌件30的最外缘，由于有一个个相对较短的平板头34，而呈T字形，平板头34横向地固定在每个相应件32的外端。
第二细长混合轴36沿中轴线对中地位于第二或大混合腔26内，并支承一组混合件或叶片38，它们沿第二混合轴36的长度即沿大混合腔26的长度以隔开的位置从第二混合轴36上径向延伸。每个叶片38都包括一个相对来说较大的，相对于第二混合轴36的纵轴斜向的平板混合件40，以便沿罐12的长度推进罐12内的物料。
通过比较图2和图3，可以看出位于小混合腔24内的搅拌件30被配置成三个一组，并且任何一组内的搅拌件30都绕第一混合轴28间隔120°，并沿轴28的长度方向间隔一定距离。每组搅拌件绕轴28相对于相邻的组以180°定位。另一方面，相邻的叶片38依次绕轴36被安装成相互间隔90°，并沿轴36的纵向相互之间隔开。
一个可操纵地与轴28，36连结以使其转动的驱动装置42包括一个马达44和齿轮减速装置46，如图1所示。驱动装置42包括这种结构，即使得小混合腔24内的第一混合轴28的转速高于大混合腔26内的第二混合轴36的转速。第一混合腔28的转速最好是第二混合轴36的两倍，从而使搅拌件30的运动与叶片38的运动匹配。参见图3，混合轴28沿逆时针方向旋转，而轴36与其相反沿顺时针方向旋转。
再参照图2和图3，每个叶片38都相对于由三个搅拌件30组成的一组调准。当如图3所示叶片38处于水平位置而沿朝着支承着搅拌件30的混合轴28的方向延伸时，搅拌件30中的一个从第一轴28沿与相应叶片38相同的方向朝外延伸，而另两个与同一叶片38相关的搅拌件则基本上对中地位于叶片38的两侧。第一轴28以两倍于第二轴36的转速旋转使得相关的叶片38反复地与相关的搅拌件30啮合，如图2和图3所示。
罐12的周壁22包括在罐12的一端限定物料出口16以及在罐12的相对端限定物料入口48的结构。而且，一组水和/或蒸汽注入口50沿罐12的长度位于入口48和出口16之间，并可选择地位于腔24，26之间的交线上，如图3所示。罐12的周壁22支承着支持轴28，36的轴承52。此外，如图1和图3所示，门54沿每个腔24，26的长度定位，以便在需要清洗和检修时进入腔24，26的内部。
在装置10工作期间，食品或物料经入口48进入罐12，然后立即受到搅拌件30和叶片38的作用。更具体地说，搅拌件30和叶片38的斜向的件32和件40分别使得物料沿细长罐12的长度推进。然而，在通过罐12而纵向运动期间，每当物料处于邻近腔24，26的交线位置时，物料总是侧向地流动和在腔24和腔26位置之间交向流动。通过参照图2和图3可见，叶片38和搅拌件30相互交错的特点使得物料从腔24进入腔26，由于轴28，36的转速关系，物料又回到腔24。
搅拌件30以接近两倍于叶片38的转速旋转使得小混合腔24内的物料受到相对来说程度较高的搅拌和混合。然而，随着该物料接近腔24和26之间的交线，相关的叶片38就将一部分物料卷入大混合腔26内，叶片38相对较低的转速立即减弱了物料的搅拌。混合腔26相对较大的面积，与叶片38相对较低的转速一起使得物料再次返回到小混合腔24内之前，在大混合腔26内有相对较长的滞留时间。结果，小混合腔24以适当的相对较高的速度将经水口50注入的水和小混合腔24内的物料混合，而叶片38为罐12内的物料提供了足够的滞留时间，从而使得物料不会以不能接受的高速率通过装置10，这种高速率使得物料没有足够的时间来进行适当的混合。
本发明的另一实施例示意性地示于图4中，其中装置10带有一个可操纵地与罐12连接的装置60，用来使罐12可选择地绕与其纵轴平行的轴转动。但应当知道，图4详细示出的结构仅是为了说明的目的，也可以很容易地设计出使罐12倾斜的其它机构。
更具体地说，用来转动罐12的装置60包括一个固定在一固定支架，如图1所示的挤出机14顶端上的托架62。托架62借助于销轴66铰接在支板64上，罐12安装在支板64的顶部，以便当支板64绕销轴66沿弧形轨迹摆动时，它随支板64一起运动。支板64在一个区域由一个螺母68支承，螺母68容纳了与其相配合的调节螺钉70的螺纹，这样有选择地转动调节螺钉70就使支板64绕销轴66摆动，从而使罐12绕一个平行于其纵轴的轴倾斜。
有选择地倾斜罐12的装置60使得操纵者能够很容易地改变物料通过装置10的滞留时间。例如，当调节螺钉70与图4所示位置完全一致时，大混合腔26的中心稍低于小混合腔24的中心，在罐12内的物料在重力作用下趋向于落入大混合腔26，因此物料在大混合腔26内滞留时间，要长于其它可能方式的滞留时间，因而物料通过罐12的总滞留时间增加了。另一方面，如果调节螺钉70位于图4中虚线所示位置，而使得罐12处于相应的虚线所示位置，装置10内的物料趋向于易于朝第一或小混合腔24下落，由于第一混合轴28的转速大于第二混合轴36的转速，物料以较高的速度通过罐12。可以看出，罐12绕销轴66的倾斜不仅改变了物料在混合腔24，26内的滞留时间，而且使使用者能改变与物料暴露于叶片38下的时间比率比较起来物料暴露于速度相对较高的搅拌件30下的时间比率，所以装置10的混合特性可以按需要改变，例如当用装置10处理不同种类的物料时。