ДОЗАТОР ВЯЗКИХ МАСС Российский патент 1995 года по МПК G01F11/22 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а конкретно к устройствам дозирования пульп (дисперсионных волокнистых веществ ягодных и плодовых соков с мякотью) в кондитерском производстве, и может быть использовано в химической, бумажной промышленности, в строительном деле, в фармакологии и парфюмерии для дозирования жидких и консистентных веществ с волокнистыми неабразивными добавками.

В качестве аналога принят тестоделитель (патент ФРГ N 2310104, кл. А 21 С 5/00). В нем имеется поршень, движущийся в вертикальной мерной камере. При движении вниз происходит засасывание порции теста в мерную камеру и верхний отсекатель перекрывает в нее вход. Движение поршня вверх сопровождается выдавливанием дозы вниз к нижнему отсекателю, который запаздыванием в срабатывании обеспечивает нужную дозу.

Наличие отсекателей позволяет использовать тестоделитель для дозирования пульп. Однако он сложен устройством: нужны приводы для поршня и двух отсекателей. Кроме того, этот тестоделитель из-за особенностей конструкции не может обеспечить малой погрешности дозирования.

Известен дозатор вязких масс (авт.св. СССР N 1344307, кл. А 21 С 5/04), который принят за прототип. В корпусе этого дозатора размещена цилиндрическая вращающаяся гильза с радиальной цилиндрической мерной камерой. В камере расположен плавающий поршень. Кроме того, корпус дозатора имеет окна нагнетания и окно выдачи. Контуры проходных отверстий этих окон могут быть произвольными и выполняется во вкладышах. Последние устанавливаются так, что непосредственно прилегают к гильзе. Вращение гильзы и избыточное давление дозируемого вещества в окне нагнетания обеспечивают периодическое движение плавающего поршня сверху вниз и выдачу доз.

Недостаток его проявляется в том, что волокна пульпы, попадая на кромки мерной камеры и кромки отверстий во вкладышах, размочаливаются ими, вращением гильзы затягиваются в зазор между гильзой и корпусом и заклинивают гильзу.

С целью повышения надежности и эффективности использования дозатора при обработке пульп кромки мерной камеры и кромки отверстий во вкладышах выполнены режущими и так, что касательные к кромкам отверстий, в сторону которых движутся кромки мерной камеры, и касательные к кромкам мерной камеры пересекаются на поверхности гильзы под одинаковым для любой точки пересечения кромок камеры и отверстий углом 20-45^о.

Известны устройства для резания. Типичный пример обычные ножницы. Лезвия их могут быть прямолинейными, криволинейными в плоскости резания (ножнички из маникюрных наборов), криволинейными в плоскости, перпендикулярной плоскости резания (ножницы-секаторы для обрезки веток). Существуют ножницы-гильотины с прямолинейными, поступательно движущимися лезвиями. Для первых перечисленных устройств для резания характерно вращательное относительное движение лезвий и переменные значения углов между лезвиями. Для ножниц-гильотин угол между лезвиями постоянен при прямых лезвиях. Суммируя изложенное, полагают, что наличие в изобретении постоянного угла между лезвиями, расположенными на цилиндрических поверхностях, отличает изобретение от других подобных устройств и позволяет получить эффект, не достижимый при другом расположении лезвий.

Кроме того, предлагаемый дозатор прост в конструктивном и эксплуатационном отношении (имеет только два подвижных звена), а наличие режущих кромок позволяет существенно расширить область его применения.

На фиг. 1 представлен дозатор сечение, по продольной оси мерной камеры; на фиг. 2 вид в окно нагнетания; на фиг. 3 поясняется принцип действия дозатора; на фиг. 4 представлены варианты отверстий во вкладышах.

Дозатор пульп (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса 1, цилиндрической гильзы 2 с радиальной цилиндрической мерной камерой 3. Внутри мерной камеры находится плавающий поршень 4. Корпус дозатора имеет окно 5 нагнетания и окно 6 выдачи. Оба окна перекрыты вкладышами 7 с отверстиями. Вкладыши изготавливаются из стали и имеют режущие кромки 8. Края 9 мерной камеры армируются либо стальными, либо твердосплавными кольцами 10, кромки 11 которых также выполнены режущими.

Дозатор работает следующим образом.

В корпусе 1 (фиг. 1 и 2) непрерывно вращается гильза 2. При этом мерная камера 3 оказывается периодически открытой в окно 5 нагнетания и в окно 6 выдачи. За счет разности давлений между этими окнами поршень 4 совершает периодические движения сверху вниз и выталкивает отмеренную дозу пульпы через окно 6. При этом кромки 11 колец 10 набегают на кромки 8 вкладышей 7 и, взаимодействуя с ними, разрезают попавшие на них волокна.

Устройство режущих кромок дозатора приведено на фиг. 3. Здесь дуга ADC режущая кромка мерной камеры. Она движется в направлении вектора V. Радиус мерной камеры R. Знаками 0, I, II и III отмечены произвольные положения кромки мерной камеры. Дуги АВ и ВС очерчивают режущую кромку в отверстии вкладыша, при этом другие контуры отверстия во вкладыше для простоты не показаны (они могут быть практически любыми).

В положении I построены касательные: nn касательная к окружности радиуса R (касательная кромка мерной камеры), nm касательная к кромке отверстия во вкладыше (к окружности радиуса r). Аналогичные построения сделаны и для положения II кромки мерной камеры. Здесь kl касательная к ней, а kp касательная к кромке отверстия. Из фигуры видно, что углы между касательными равными между собой. Режущие кромки можно сделать такими, что углы α остаются неизменными при любых относительных положениях кромок (например 0 и III на фиг. 3). Таким образом, резание волокон пульп проходит в одинаковых условиях при любом положении мерной камеры относительно вкладышей. Это обстоятельство стабилизирует работу дозатора. Величины углов α выбираются исходя из следующих соображений.

Малым углам α соответствует большое количество одновременно перерезаемых волокон. Поэтому, чтобы обеспечить приемлемые силовые нагрузки, нужно, чтобы α≈20^о. При слишком больших углах α волокна в массе своей двигаются к центру отверстия во вкладыше, что также затрудняет их резание. Поэтому должно быть α≅45^о.

На фиг. 4 представлены варианты исполнения режущих кромок вкладышей. Очевидно, что при α= const они имеют плавную криволинейную конфигурацию (фиг.4а). При переменных и малых пределах значения углов α кромки могут быть очерчены отрезками прямых линий (фиг.4б).

Использование: для дозирования консистентных веществ и жидкостей с широким спектром физико-механических свойств. Сущность изобретения: кромки мерной камеры и окон нагнетания и выдачи выполнены режищими, при этом углы резания при цилиндрической мерной камере и криволинейном контуре окон остаются постоянными при любом относительном положении режущих кромок. Такое выполнение дозатора снижает погрешности дозирования пульп. 4 ил.

ДОЗАТОР ВЯЗКИХ МАСС, преимущественно пульп, содержащий корпус с окнами нагнетания и выдачи масс, вращающуюся цилиндрическую гильзу с выполненной в ней радиальной цилиндрической мерной камерой с кромками по ее поверхности, размещенные в окнах нагнетания и выдачи масс вкладыши с криволинейными отверстиями, кромки которых размещены с возможностью взаимодействия с кромками мерной камеры, плавающие поршни, установленные в мерной камере, отличающийся тем, что кромки мерной камеры и кромки отверстий во вкладыше выполнены острыми и с пересечением касательных к ним в каждой точке взаимодействия под углом 20 45^o.