ПРЕСС ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОКА ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ Российский патент 1995 года по МПК C12G1/02 

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности, а именно к устройствам для непрерывного извлечения сока из плодово-ягодного сырья, преимущественно яблок.

В известных прессах, использующих тормозные элементы, ослабляется вращение прессуемой массы вместе со шнеком, в результате чего существенно растет производительность этого оборудования и повышается качество сока в результате ослабления процесса перетирания массы (мезги) о перфорированную стенку, вдоль которой отжимаемая мезга перемещается витками шнека к зоне выгрузки выжимок.

Известен пресс (патент США N 1968180), в котором звездочка-обтюратор, взаимодействующая со шнеком и препятствующая вращению прессуемого материала, размещена в зоне загрузочного бункера.

Однако в этой зоне отсутствует перфорированный желоб, охватывающий шнек, что не позволяет с помощью обтюратора интенсифицировать процесс сокоотделения в бункерной зоне, где есть возможность получать сок наиболее высокого качества сок первой фракции.

Известен также пресс (авт.св. СССР N 152383), в котором конический шнек взаимодействует с тормозными элементами в виде зубьев, смонтированных на звеньях замкнутой цепи, расположенной вдоль прессующего шнека.

Недостаток этого аналога состоит в том, что тормозные элементы не располагаются в зоне загрузочного бункера, т.е. рассматриваемое техническое решение также не интенсифицирует процесс отделения наиболее ценной первой фракции сока.

Также известен пресс (авт. св. СССР N 1479324, кл. В 30 В 9/12, 1989), у которого в загрузочной зоне установлены с двух сторон шнека тормозные элементы в виде лопастных колес, расположенных в осевой плоскости шнека и приводимых во вращение витками этого шнека.

Недостаток данного аналога заключается в том, что наличие двух серий лопастных колес, отличающихся сложным профилем, увеличивает материалоемкость пресса и трудозатраты на его изготовление.

Наиболее близким к заявляемому устройству по конструкции и принципу действия является принятый за прототип шнековый пресс для отделения сока от плодово-ягодной мезги [1] В этом прессе для повышения производительности машины и качества отделяемого сока на боковой стенке бункера в зоне выхода в бункер витков шнека при его вращении смонтировано одно или несколько лопастных колес, причем обращенные к шнеку лопасти размещены в его межвитковых пространствах.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого изобретения, являются приемный бункер, перфорированные желоб и цилиндр с установленным в нем шнеком, регулятор степени отжима, сокосборник и привод.

Признаками прототипа, препятствующими достижению необходимого технического результата, являются наличие тормозных элементов в виде лопастных колес, смонтированных на боковой стенке бункера в зоне выхода в бункер витков шнека при его вращении.

Недостатки прототипа следующие:
значительные величины удельной материалоемкости и трудоемкости изготовления тормозных элементов лопастных колес, имеющих сложную геометрическую форму;
значителен удельный расход энергии вследствие увеличенных сил трения в парах "тормозной элемент мезга" из-за больших перемещений и скоростей лопастей колес и в парах "тормозной элемент виток шнека" из-за увеличенных углов давления.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, включает в себя снижение удельной материалоемкости и трудоемкости изготовления пресса (первая задача); уменьшение удельного расхода энергии за счет ослабления сил трения в парах "тормозной элемент мезга и "тормозной элемент виток шнека" (вторая задача).

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, содержит:
применение тормозных элементов в виде пластин простой геометрической формы, что обеспечивает решение первой задачи;
уменьшение перемещений (траекторий) и скоростей подвижных точек тормозных элементов фигурных пластин относительно мезги при улучшении условий передачи сил в этих высших кинематических парах, что обеспечивает решение второй технической задачи.

Эффективное решение обеих названных задач достигается тем, что пресс, содержащий приемный бункер, перфориро- ванные желоб и цилиндр с установленным в них шнеком, регулятор степени отжима, сокосборник и привод, снабжен установленными вдоль боковых кромок перфорированного желоба в направляющих фигурными пластинами, плоскость которых проходит через ось шнека, а фигурные пластины смонтированы на направляющих посредством упругих элементов с возможностью совершения пластинами качательного движения относительно оси, перпендикулярной оси шнека, и при контакте с витком шнека в процессе его вращения, при этом длина участка пластины, контактирующего с витком шнека, меньше ширины межвиткового канала в осевом сечении шнека.

Предлагаемая конструкция шнекового пресса позволяет
снизить удельную материалоемкость и трудоемкость изготовления пресса, поскольку в качестве тормозных элементов применяются пластины простой геометрической формы при уменьшении расхода материалов;
уменьшить расход энергии в прессе, повысить его КПД, поскольку средние значения углов давления, т.е. углов между векторами силы давления витка шнека на тормозной элемент и вектором скорости точки приложения этой силы, в паре "виток шнека пластина" меньше, чем в паре "виток шнека лопастное колесо" вследствие различия формы контактирующих поверхностей и характера движения тормозного элемента, что приводит к уменьшению трения, повышению КПД.

На фиг.1 изображен пресс, продольный разрез; на фиг.2 поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2.

Пресс имеет корпус 1 с загрузочным бункером 2 и перфорированным желобом 3, установленный на раме 4 с сокосборником 5. К стенке корпуса 1 прикрепляется перфорированный цилиндр 6, внутри которого располагается шнек 7, соединенный с приводом 8. Перфорированный цилиндр 6 закрывается коническим регулятором 9 степени отжима. Фигурные пластины 10 размещаются вдоль обоих продольных краев желоба 3 в проходящих через ось шнека 7 плоскостях и входят в межвитковые каналы шнека 7. Направляющие 11 укрепляются на боковых щитках 12 и 13, которые соединяют желоб 3 с корпусом 1. Упругие элементы 14, установленные на направляющих 11, взаимодействуют с фигурными пластинами 10.

Шнековый пресс работает следующим образом.

Яблочная мезга через загрузочный бункер 2 поступает в корпус 1, где она заполняет межвитковые каналы шнека 7, который перемещает ее вдоль желоба 3 в перфорированный цилиндр 6. При этом в желобе 3 отделяется наиболее ценная фракция первая фракция сока, которая менее окислена, содержит меньше взвешенных частиц, т.е. чище. Эта фракция через перфорацию желоба 3 отводится в общий или отдельный (не показан) сборник сока. Вторая фракция сока через перфорацию цилиндра 6 поступает в сборник 5. Отжим мезги завершается в конце цилиндра 6, к которому примыкает конический регулятор 9. Шнек 7, получающий вращательное движение от привода 8, выводит выжимки через кольцевой зазор между торцом цилиндра 6 и коническим регулятором 9.

Фигурные пластины 10 входят в межвитковый канал шнека 7 и удерживают находящуюся там мезгу от вращения вместе со шнеком 7. Виток шнека 7 нажимает на скошенную часть фигурной пластины 10, отчего последняя удаляется от оси шнека 7, перемещаясь в прорези направляющей 11 и поворачиваясь при этом сначала вокруг точки контакта правого края пластины 10 с направляющей 11, затем пластина 10 располагается параллельно оси шнека 7, а затем пластина 10 поворачивается вокруг точки контакта левого края пластины 10 с направляющей 11. При этом относительное вращение происходит в месте подвижного соединения пластины 10 с упругим элементом 14. Последний возвращает пластину 10 в ее исходное положение. Таким образом, совершается сложное плоское движение пластины 10 в щелевидном зазоре направляющей 11, а именно поступательное движение пластины 10 параллельно оси шнека 7 при удалении и приближении к ней и вращательное относительно подвижной оси, проходящей через точку контакта пластины и упругого элемента. Подвижная ось перекрещивается с осью шнека 7 под прямым углом.

Длина контактирующего с витком шнека участка пластины 10 меньше ширины шнекового канала в изображенном на фиг.1 осевом сечении шнека 7, вследствие чего шнековый канал перекрыт более чем одной пластиной 10. Поэтому одна пластина 10 под нажимом витка шнека 7 удаляется от оси желоба 3, а остальные пластины 10 остаются неподвижными и продолжают на полную глубину входить в межвитковый канал на данном участке шнека 7, т.е. в пределах рассматриваемого шага шнека 7.

Применение тормозных элементов в виде фигурных пластин, входящих в межвитковые каналы шнека, уменьшает трудоемкость изготовления и удельные показатели материалоемкости и расхода энергии.

Получены положительные результаты при испытании модели прессовой установки, изображенной на чертеже, при переработке мезги яблок различных помологичес- ких сортов и смеси яблочной и грушевой мезги.

Использование: в пищевой промышленности для извлечения сока из плодово-ягодного сырья, преимущественно яблок. Сущность изобретения: пресс содержит приемный бункер, перфорированный желоб и цилиндр с установленным в нем шнеком, регулятор степени отжима, сокосборник и привод. Вдоль боковых кромок перфорированного желоба в направляющих установлены фигурные пластины, плоскость которых проходит через ось шнека. Фигурные пластины смонтированы на направляющих посредством упругих элементов с возможностью совершения ими качательного движения относительно оси, перпендикулярной оси шнека при контакте с витком шнека в процессе его вращения. Длина участка пластины, контактирующего с витком шнека, меньше ширины межвиткового канала в осевом сечении шнека. 3 ил.

ПРЕСС ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОКА ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ, преимущественно яблок, содержащий приемный бункер, перфорированный желоб и цилиндр с установленным в нем шнеком, регулятор степени отжима, сокосборник и привод, отличающийся тем, что он снабжен установленными вдоль боковых кромок перфорированного желоба в направляющих фигурными пластинами, плоскость которых проходит через ось шнека, фигурные пластины смонтированы на направляющих посредством упругих элементов с возможностью совершения ими качательного движения относительно оси, перпендикулярной оси шнека, при контакте с витком шнека в процессе его вращения, при этом длина участка пластины, контактирующего с витком шнека, меньше ширины межвиткового канала в осевом сечении шнека.