ГОМОГЕНИЗИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1998 года по МПК A01J11/16 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к производству мелкодисперсных продуктов - молока, сметаны, майонеза, соков и т.д.

Цель изобретения состоит в повышении качества гомогенизации продуктов.

Известна гомогенизирующая головка, содержащая ступенчатые седло и клапан, ступени которого образованы цилиндром и установленными вокруг него кольцами, причем образующаяся между седлом и клапаном щель обеспечивает возможность расширения, сужения и поворота потока продукта [1].

Эта головка обладает недостаточным качеством диспергирования продукта вследствие сложности регулирования и поддержания в процессе работы определенного размера щели и невозможности демпфирования динамических нагрузок.

Известна гомогенизирующая головка, содержащая седло и клапан, с расположенной между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками и выступами седла и клапана, выполненными с возможностью входа выступов и проточки и возможностью обеспечения расширения, сужения и поворота потока продукта, а также снабженная разгрузочной камерой, обеспечивающей изменение направления движения потока продукта на противоположное, в проекции на ось седла и клапана [2].

Конструкция такой головки позволяет компенсировать динамические радиальные возмущения давления в разгрузочной камере, однако не позволяет компенсировать динамические тангенциальные возмущения давления, что приводит к износу рабочих поверхностей седла и клапана и как следствие к снижению качества процесса гомогенизации.

Цель изобретения достигается тем, что гомогенизирующая головка, содержащая седло и клапан с расположенной между ними щелью, образованной кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели и обеспечивающей изменение направления движения потока продукта в проекции на ось седла и клапана на противоположное, дополнительно снабжена демпфирующей полостью, встроенной в седло и/или клапан.

Демпфирующая полость может быть выполнена в виде полузамкнутого кольца, соосного оси седла и клапана и обращенного открытой стороной к щели между седлом и клапаном.

Демпфирующая полость может быть выполнена замкнутой и заполненной непроточной жидкостью.

Демпфирующая полость может быть снабжена концентрическими, жестко закрепленными относительно седла и/или клапана осесимметричными стаканами, оси которых совпадают с осью седла и клапана.

На фиг. 1 представлено продольное сечение седла и клапана предложенной гомогенизирующей головки, общий вид; на фиг. 2 - вариант выполнения в клапане замкнутой демпфирующей полости, заполненной непроточной жидкостью; на фиг. 3 - вариант выполнения в клапане замкнутой демпфирующей полости, снабженной цилиндрическими концентрическими стаканами, жестко закрепленными относительно клапана; на фиг. 4 и 5 - варианты выполнения в клапане демпфирующей полости, снабженной концентрическими коническими стаканами, жестко закрепленными относительно клапана; на фиг. 6 - вариант выполнения цилиндрического стакана с отверстиями в стенке; на фиг. 7 - вариант выполнения цилиндрического стакана с отверстиями в стенке и выступами на его поверхности.

Гомогенизирующая головка содержит соосные седло 1 и клапан 2, на рабочей поверхности которых выполнены проточки и выступы. Между рабочими поверхностями седла 1 и клапана 2 выполнена лабиринтная щель 3, содержащая разгрузочную камеру 4, направление движения потока продукта в которой противоположно направлению движения потока продукта при его втекании в щель 3, в проекции на ось седла 1 и клапана 2 (фиг.1). В щели 3 также выполняется демпфирующая полость (5 и/или 6), встроенная соответственно в седло 1 и/или клапан 2, выполненная в виде полузамкнутого кольца, соосного оси седла 1 и клапана 2 и обращенного открытой стороной к щели 3 между седлом 1 и клапаном 2. Демпфирующая полость 7 (фиг.2) может быть выполнена замкнутой, заполненной непроточной жидкостью (например, дистиллированной водой). Демпфирующая полость (5 и/или 6, и/или 7) может быть снабжена концентрическими, жестко закрепленными относительно седла 1 и/или клапана 2 осесимметричными стаканами 8, оси которых совпадают с осью седла 1 и клапан 2 (фиг.3, 4 и 5 - выполнение демпфирующих полостей в клапане 2). В стенках концентрических стаканов 8 могут быть выполнены отверстия 9 (фиг.6) и/или консольные выступы 10 (фиг.7).

Гомогенизирующая головка работает следующим образом.

Поток продукта, например сметаны, под давлением подается в проточки клапана 2 параллельно его оси и подводится к лабиринтной щели 3, расположенной между рабочими поверхностями седла 1 и клапана 2. Размер щели регулируется заранее из условия оптимальной гомогенизации продукта. При протекании на большой скорости по щели 3 поток продукта гомогенизируется, т.е. происходит измельчение грубых взвесей и крупных частиц продукта, например жировых шариков. Эффективности гомогенизации продукта способствует наличие в щели 3 отгибаемых препятствий и поворотов. Разгрузочная камера 4 позволяет сделать гомогенизирующую головку устойчивой к динамическим радиальным нагрузкам, что способствует снижению износа рабочих поверхностей щели 3. Наличие демпфирующих полостей 5 и/или 6, и/или 7 делает гомогенизирующую головку устойчивой также и к динамическим тангенциальным (касательным) нагрузкам за счет развитых поверхностей полостей, контактирующих с низкоскоростным жидкостным потоком либо с жидкостными вихрями, формирующимися в полуоткрытых полостях. Демпфирование тангенциальных нагрузок обеспечивается в этом случае за счет увеличения трения между поверхностью полостей и контактирующей с ней жидкостью Для повышения эффективности демпфирования тангенциальных колебаний полости 5, 6 и 7 могут быть снабжены концентрическими, жестко закрепленными относительно седла 1 и/или клапана 2 осесимметричными стаканами 8 различных форм, стенки которых могут быть снабжены отверстиями 9 и/или консольными выступами 10, позволяющими еще больше увеличить трение между жидкостью и седлом 1 и/или клапаном 2 при возникновении динамических нагрузок.

Предложенная гомогенизирующая головка позволяет повысить качество гомогенизации продуктов за счет стабильного поддержания размера щели вокруг оси клапана и седла при одновременно обеспечении устойчивости конструкции головки к динамическим радиальным и тангенциальным нагрузкам и продлении срока службы рабочих поверхностей головки.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Сущность головка содержит седло и клапан с лабиринтной щелью между ними, разгрузочной камерой и демпфирующими полостями, встроенными соответственно в седло и клапан, демпфирующая полость выполнена замкнутой и заполненной непроточной жидкостью. Полости могут быть снабжены концентрическими осесимметричными стаканами, в стенках которых могут быть выполнены отверстия и выступы. При движении по щели поток продукта гомогенизируется. Разгрузочная камера обеспечивает устойчивость к динамическим радиальным нагрузкам, а демпфирующие полости - к динамическим тангенциальным. Постановка в полостях стаканов и выполнение в последних отверстий и выступов повышает качество демпфирования и тем самым качество диспергирования и срок службы головки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Гомогенизирующая головка, содержащая седло и клапан с располоенной между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели и обеспечивающей изменение направления движения потока продукта на противоположное, в проекции на ось седла и клапана, отличающаяся тем, что головка снабжена демпфирующей полостью, встроенной в седло и/или клапан. 2. Гомогенизируюая головка по п.1, отличающаяся тем, что демпфирующая полость выполнена в виде кольца, соосного оси седла и клапана и обращенного отрытой стороной к щели между седлом и клапаном. 3. Гомогенизирующая головка по п.1, отличающаяся тем, что демпфирующая полость выполнена замкнутой и заполнена непроточной жидкостью. 4. Гомогенизирующая головка по одному из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что демпфирующая полость снабжена концентрическими жестко закрепленными относительно седла и/или клапана осесимметричными стаканами, оси которых совпадают с осью седла и клапана. 5. Гомогенизирующая головка по п.4, отличающаяся тем, что стенки концентрических стаканов снабжены отверстиями и/или консольными выступами.