УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ВРАЩЕНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК A01J15/04 B01D17/38 

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к устройствам для обработки жидких материалов, например к маслоизготовителям.

Известны маслоизготовители, содержащие емкости с помещаемыми в них элементами перемешивания жидкости, соединенными с электромеханическим приводом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является маслоизготовитель, содержащий основание с установленными на нем опорами, на которых смонтированs технологическая емкость и привод с пультом управления, и транспортировочную тележку.

Недостатком известных устройств является неиспользование всех технических возможностей для обеспечения высокой жирности масла в связи с несовершенством их конструктивного выполнения.

Решаемой технической задачей является совершенствование конструктивных особенностей устройств, которые позволяют обеспечить достигаемый технический результат в виде повышения процента жирности изготавливаемого масла при сохранении производительности известных устройств и уменьшении их габаритов.

Достигаемый технический результат обеспечивается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем основание с установленными на нем опорами, на которых смонтирована технологическая емкость с перемешивающими элементами, и привод управления, технологическая емкость выполнена в виде осесимметричного тела произвольной формы, минимальная S₁, площадь поперечного сечения которого выбрана по отношению к максимальной площади S₂ сечения в пределах . Максимальный размер поперечного сечения l₁ технологической емкости выбран по отношению к максимальному осевому размеру l₂ технологической емкости в пределах , а по отношению к минимальному размеру поперечного сечения l₃ технологической емкости в пределах Объем V₁ технологической емкости выбран по отношению к объему V₂ обрабатываемого материала в пределах Расстояние l₄ от оси технологической емкости до ближайшей к ней точке основания выбрано по отношению к l₁, в пределах Редуктор привода выполнен n-ступенчатым, где n выбрано в пределах 1≅n≅10 при соотношении передаточного числа α_i каждой i-й передачи, где α_i равно отношению диаметров d_i и d_i+1 взаимодействующих вращаемых передаточных элементов, т.е. в пределах 0,1≅α₁•α_2···•α_i···•α_n≅50 В устройство дополнительно введен блок трубопроводов и вентилей подачи холодной и/или горячей воды, подаваемой в K каналов, где K выбрано в пределах 1≅K≅5, для охлаждения или нагрева технологической емкости. Соотношение минимальных значений S₃ и максимальных значений S₄ регулируемой величины проходных сечений вентилей холодной и/или горячей воды выбрано в пределах , при этом соотношение площадей сечений каждого из K каналов выбрано в пределах . Часть K₁ каналов, которая по отношению к K выбрана в пределах , выполнена с соотношением поперечных сечений в пределах и соотношением длин каждого из каналов соответственно и l₂ в пределах и полезный объем каждого из каналов выбран по отношению к объему V₁ в пределах . Для удобства эксплуатации технологическая емкость снабжена ограждающим элементом, шарнирно закрепленным на опорах и соединенным с узлом электромеханической защиты, причем максимальное расстояние l₅ от оси вращения до ближайших точек ограждающего элемента выбрано по отношению к l₁ в пределах .

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 один из вариантов привода.

При детальном описании устройства нецелесообразно излагать известную из опубликованных источников информацию относительно таких конструктивных узлов как основание 1 (фиг. 1) с установленными на нем опорами 2, на которых смонтирована технологическая емкость 3 с перемешивающими элементами 4, установленными внутри технологической емкости 3, а также привод 5 с пультом управления 6.

Детально целесообразно остановиться на описании отличительных признаков предлагаемого устройства, которые заключаются в том, что технологическая емкость 3 выполнена в виде осесимметричного тела произвольной формы, минимальная S₁ площадь поперечного сечения которого выбрана по отношению к максимальной площади S₂ сечения в пределах ; максимальный размер поперечного сечения l₁ технологической емкости 3 выбран по отношению к максимальному осевому размеру l₂ технологической емкости 3 в пределах и по отношению к минимальному размеру поперечного сечения l₃ технологической емкости 3 в пределах . В этом аналитическом соотношении зафиксирована альтернатива как l₃ равного нулю, так и не равного нулю: l₃=0; l₃≠0). Объем V₁ технологической емкости 3 выбран по отношению к объему V₂ обрабатываемого материала 7 в пределах . Расстояние l₄ от оси технологической емкости до ближайшей к ней точке основания выбрано по отношению к l₁ в пределах .

Перемешивающие элементы 4 могут быть выполнены не только в виде лопаток (фиг. 1), но и в виде сетчатых, перфорированных элементов для усиления эффекта перемешивания обрабатываемой жидкости и т.п.

Редуктор 8 привода 5 технологической емкости 3 может быть выполнен n-ступенчатым (фиг. 3), где n выбрано в пределах 1≅n≅10, при соотношении передаточного числа α_i каждой i-й передачи, где α_i равно отношению диаметров d_i и d_i+1 взаимодействующих вращаемых передаточных элементов 9, т.е. и выбран в пределах 0,1≅α₁•α_2···•α_i···•α_n≅50
В редукторе 8 часть ступеней n₁ выполнена регулируемой, где n₁ выбрано по отношению к n в пределах .

Передаточные элементы могут быть выполнены в виде прямозубых или косозубых шестерен из металла и/или пластмассы, а также в виде фрикционно-ременных передач.

Дополнительно для охлаждения или нагрева технологической емкости 3 или ее промывки в устройство введен блок 10 трубопроводов 11 и вентилей 12 подачи холодной и/или горячей воды, подаваемой в K каналов 13, где K выбрано в пределах 1≅K≅5, что позволяет улучшить качество и ассортимент производимой продукции, а также повысить производительность работы устройства. При этом соотношение минимальных значений S₃ и максимальных значений S₄ регулируемой величины проходных сечений вентилей 12 холодной и/или горячей воды выбрано в пределах а соотношение площадей каждого из каналов выбрано в пределах Часть каналов K₁, которая по отношению к K выбрана в пределах , выполнена с соотношением поперечных сечений в пределах и соотношением длин каждого из каналов соответственно и l₂ в пределах . Размер определен как длина канала, на протяжении которой использованы его функциональные свойства, например длина, на которой выполнены отверстия для орошения холодной и/или горячей водой технологической емкости 3.

Полезный объем каждого из каналов выбран по отношению к объему V₁ в пределах . Полезный объем в оптимальном варианте может быть выбран, например, равным 5•10^-2 для эффективной термообработки технологической емкости с обрабатываемым материалом.

Устройство может быть снабжено ограждающим элементом 14, шарнирно закрепленным на опорах 15 и соединенным с узлом электромагнитной защиты 16, например в виде электрической блокировки. При этом максимальное расстояние l₅ от оси вращения до ближайших точек ограждающего элемента 14 выбрано по отношению к l₁ в пределах .

Проведенные эксперименты показали, что указанный достигаемый технический результат обеспечивается только при использовании всей заявленной совокупности существенных признаков.

Для доказательства этого оказалось целесообразным использовать параметр a, определенный как отношение жирностей изготовленного масла в заявляемом устройстве и прототипе при равных и более высоких производительностях.

Примеры конкретного практического выполнения вариантов предложенного устройства отражено в виде таблицы.

В оптимальном варианте (пример 1) было достигнуто значение параметра a₁, равное 1,15. Нижние и верхние границы заявленных пределов a₂ и a₃ (примеры 2 и 3 соответственно) были получены на основании статистической обработки результатов экспериментальных данных, анализа и обработки их известных данных, исходя из условия приближения параметра к 1 (a₂=1; a₃=1,02).

Из таблицы видно, что любой выход за заявленные пределы приводит к невозможности достижения указанного результата (a₄=0,991 a₅=0,98).

Пример 6 иллюстрирует произвольный вариант выполнения заявляемого устройства внутри заявленных пределов (a₆=1,1).

Указанный технический результат обеспечивает также условия лучшей сохраняемости масла, повышение качества и ассортимента изготовляемой продукции, а также повышение производительности изготовления.

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к маслоизготовителям. Сущность изобретения: устройство содержит основание с опорами, технологическую емкость с перемешивающими элементами, привод с пультом управления и ограждающий элемент технологической емкости, шарнирно закрепленный на опорах и соединенный с узлом электромеханической защиты. В конструкции осуществлен выбор оптимальных соотношений основных конструктивных элементов и их усовершенствование, а также введено устройство охлаждения и/или нагрева и/или промыва технологической емкости. В числе оптимизированных соотношений - максимальная и минимальная площади сечения технологической емкости, максимальный осевой размер технологической емкости и минимальный размер поперечного его сечения, соотношения передаточных чисел редуктора привода и др. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Устройство для обработки материалов вращением, содержащее основание с установленными на нем опорами, на которых смонтирована технологическая емкость с перемешивающими элементами и привод с пультом управления, отличающееся тем, что технологическая емкость выполнена в виде осесимметричного тела произвольной формы, минимальная S₁ площадь поперечного сечения которого выбрана по отношению к максимальной площади S₂ сечения в пределах 1,05 ≅[(S₁ + S₂)/S₂]≅ 2, максимальный размер поперечного сечения l₁ технологической емкости выбран по отношению к ее максимальному осевому размеру l₂ в пределах 0,1 ≅(l₁/l₂)≅ 100 и по отношению к минимальному размеру ее поперечного сечения l₃ в пределах 1 ≅(l₁ + l₃/l) ≅ 2, объем V₁ технологической емкости выбран по отношению к объему V₂ обрабатываемого материала в пределах 1,1 ≅(V₁/V₂) ≅ 1 • 10³, расстояние l₄ от оси технологической емкости до ближайшей к ней точки основания выбрано по отношению к l₁ в пределах 0,5 ≅(l₄/l₁) ≅ 10, редуктор привода технологической емкости выполнен n-ступенчатым, где n 1 - 10, при соотношении передаточного числа α_i каждой i-й передачи в пределах 0,1≅α₁•α_2···•α_n≅50, где α_i равна отношению диаметров d_i и d_i+1 взаимодействующих вращающихся передаточных элементов, т.е. кроме того введен дополнительно блок трубопроводов и вентилей подачи холодной и/или горячей воды, подаваемой в К каналов, где К 1 5, охлаждения, и/или нагрева, и/или промывания технологической емкости так, что соотношение минимальных значенией S₃ и максимальных значений S₄ регулируемой величины проходных сечений вентилей холодной и/или горячей воды выбрано в пределах 1 ≅[(S₃ + S₄]/S₄ ≅ 2, при этом соотношение площадей каждого из К каналов выбрано в пределах часть К₁ каналов, которая по отношению к К выбрана в пределах 1 ≅(К₁ + К/К) ≅ 2, выполнена с соотношением поперечных сечений в пределах и соотношением длин каждого из каналов соответственно и l₂ в пределах и полезный объем каждого из каналов выбран по отношению к объему V₁ в пределах
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что технологическая емкость снабжена ограждающим элементом, шарнирно закрепленным на опорах и соединенным с узлом электромеханической защиты, причем максимальное расстояние l₅ от оси вращения до ближайших точек ограждающего элемента выбрано по отношению к l₁ в пределах 0,6 ≅(l₅/l₁) ≅ 2.