ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ Российский патент 1999 года по МПК A01F29/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве измельчителя растительного сырья для пищевых и кормозаготовительных целей.

Известен измельчитель растительного сырья, содержащий загрузочный бункер, раму, установленный на ней электродвигатель, клиноременную передачу с ведущим и ведомым шкивами, рабочую камеру с размещенными в ней измельчающими органами и выгрузное окно [1].

Известен измельчитель растительного сырья, содержащий загрузочный и выгрузной узлы, основание с установленным на нем электродвигателем, передачу от электродвигателя с ведущим и ведомым валами и механизм измельчения растительного сырья с ножами - прототип [2].

Недостатком известных устройств являются относительно низкие их функциональные и технические характеристики, в том числе не соответствующие ряду практических случаев применения производительность и диапазон твердости измельчаемого растительного сырья.

Решаемая изобретением задача заключается в повышении эффективности способа получения пищевого продукта с достижением технического результата в отношении повышения производительности и увеличения диапазона твердости измельчаемого растительного сырья от сочной ботвы свеклы до корней дуба.

В качестве кратких сведений, раскрывающих сущность изобретения следует отметить, что достигаемый технический результат обеспечивают с помощью предложенного измельчителя растительного сырья, содержащего загрузочный и выгрузной узлы, основание с установленным на нем электродвигателем, передачу от электродвигателя с ведущим и ведомым валами и механизм измельчения растительного сырья с ножами. Отличительные особенности измельчителя заключаются в том, что механизм измельчения выполнен в виде двух раздельных узлов, первый из которых снабжен гребенчатыми ножами, установленными на диске их вращения, и гравитационным бункером загрузочного узла, а второй узел снабжен комбинацией плоских ножей, установленных на диске их вращения, и неподвижного ножа, установленного перпендикулярно к плоскости вращения диска с плоскими ножами. При этом соотношение между минимальной d1 и максимальной d2 величинами зазора d между подвижными и неподвижными ножами выбрано в пределах 1 ≤ (d1 + α d2)/d2 ≤ 2,8 где α - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от твердости и жесткости растительного сырья в пределах 0,34 ≤ α ≤ 1,8. Угол А атаки (угол резания) плоскостей ножей к плоскостям дисков их вращения, выбран в пределах 5^o ≤ А ≤ 30^o. Профиль изготовления режущих элементов гребенчатых ножей определен длиной l основания режущих элементов, величиной b шага повторения режущих элементов и их высотой h, выбранных в пределах 0,07 ≤ (l + b)/h ≤ 32. При этом гребенчатые ножи установлены на диске равномерно относительно оси их вращения в количестве n в пределах 2 ≤ n ≤ 12, с последовательным смещением изготовления режущих элементов в рядом расположенных ножах на величину t в пределах 0,05 ≤ t/b ≤ 1. Профиль заточки режущих элементов вращающихся ножей определен выполнением поперечного сечения режущих кромок в виде пересечения прямых, соотношение углов B и C, между которыми выбрано в пределах 1 ≤ (B + C)/C ≤ 12. При этом соотношение минимальных D1 и максимальных D2 углов между образующей линией подающей поверхности загрузочного узла и плоскостью вращения диска с гребенчатыми ножами выбрано в пределах 0,38 ≤ (D1 + β D2)/D2 ≤ 2,7, где β - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от размеров и формы конгломератов растительного сырья в пределах 0,38 ≤ β ≤ 1,7.

Предложенное устройство целесообразно пояснить чертежами, на которых схематически изображены: фиг. 1 - общая компоновка основных узлов одного из вариантов измельчителя; фиг.2 - фрагмент выполнения узла резки корнеплодов; фиг. 3 - расположение ножей на вращающемся диске; Фиг.4 - смещение на вращающемся диске ножей относительно друг друга; фиг.5 - фрагмент выполнения узла резки трав; фиг. 6 - поперечное сечение ножа для резки трав и корнеплодов.

При описании заявленного устройства нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных данных его конструктивных особенностях, в частности, загрузочного и выгрузного узла, основания с установленным на нем электродвигателем, передачи в основном клиноременной от электродвигателя с ведущим и ведомым валами и механизма измельчения растительного сырья с ножами. Детально целесообразно остановиться только на отличительных существенных конструктивных особенностях предложенного устройства, заключающихся в том, что механизм измельчения выполнен в виде двух раздельных узлов, первый из которых снабжен гребенчатыми ножами, установленными на диске их вращения, и гравитационным бункером загрузочного узла, а второй узел снабжен комбинацией плоских ножей, установленных на диске их вращения, и неподвижного ножа, установленного перпендикулярно к плоскости вращения диска с плоскими ножами. Такое выполнение измельчителя обеспечивает его универсальность и существенно расширяет функциональные возможности и диапазон видов измельчаемого растительного сырья в широких пределах величин их твердости от ботвы свеклы до корней дуба. При этом соотношение между минимальной d1 и максимальной d2 величинами зазора d между подвижными и неподвижными ножами выбрано в пределах 1 ≤ (d1 + α d2)/d2 ≤ 2,8 где α - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от твердости и жесткости растительного сырья в пределах 0,34 ≤ α ≤ 1,8. Практически диапазон величин зазора заключен в пределах от 0 до 10 мм. Угол А атаки (угол резания) плоскостей ножей к плоскостям дисков их вращения, выбран в пределах 5^o ≤ А ≤ 30^o.

Профиль изготовления режущих элементов гребенчатых ножей определен длиной l основания режущих элементов, величиной b шага повторения режущих элементов и их высотой h, выбранных в пределах 0,07 ≤ (l + b)/h ≤ 32. Практически диапазон величин l и b заключен в пределах от 1 до 10 мм, а высоты h - до 10 мм. При этом гребенчатые ножи установлены на диске равномерно относительно оси их вращения в количестве n в пределах 2 ≤ n ≤ 12, с последовательным смещением изготовления режущих элементов в рядом расположенных ножах на величину t в пределах 0,05 ≤ t/b ≤ 1. Профиль заточки режущих элементов вращающихся ножей определен выполнением поперечного сечения режущих кромок в виде пересечения прямых, соотношение углов B и C, между которыми выбрано в пределах 1 ≤ (B + C)/C ≤ 12. Указанные особенности выполнения режущих элементов обеспечивают полноценное измельчение обрабатываемого растительного сырья. При этом для обеспечения гравитационной подачи корнеплодов под действием их собственного веса соотношение минимальных D1 и максимальных D2 углов между образующей линией подающей поверхности загрузочного узла и плоскостью вращения диска с гребенчатыми ножами выбрано в пределах 0,38 ≤ (D1 + β D2)/D2 ≤ 2,7, где β - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от размеров и формы конгломератов растительного сырья в пределах 0,38 ≤ β ≤ 1,7.

В качестве примера практической реализации заявленного измельчителя и его работы целесообразно описать вариант выполнения корморезки КРС-1 (см. фиг. 1-6). Корморезка КРС-1 - это сдвоенная машина для резки, в частности, трав с одной стороны (справа на фиг. 1) и для резки корнеплодов с другой стороны (слева на фиг. 1). Привод с рамой 1, покачанный на фиг. 1, является основным узлом, на котором укреплены с левой стороны загрузочный бункер 2 и механизм 3 речки корнеплодов. С правой стороны привода с рамой 1 установлен механизм 4 резки трав с неподвижным ножом 5 и лотком 6. Вращение валов и, следовательно, дисков 7 и 8 с режущими ножами осуществляют от двигателя 9 через клиноременную передачу 10.

На фиг. 2 показано расположение в механизме резки корнеплодов бункера 2, диска 7, ножа 11 и накладки 12 для крепления этого ножа. Бункер 2 установлен под углом D, а нож 11 -под углом А к плоскости вращения диска 7. На фиг. 3 показано расположение ножей 11 на диске 7, а на фиг. 4 - смещение ножей 11 относительно друг друга. Режущий элемент одного ножа 11 может быть смещен относительно режущего элемента другого ножа на величину t, а если t = l, то режущий элемент одного ножа становится напротив пространства между режущими элементами другого ножа 11. Указанные возможности смещения ножей позволяют производить эффективную речку растительного сырья в широком диапазоне его твердостей. На фиг. 5 изображено расположение в механизме резки трав диска 8, ножа 13, закрепленного накладкой 14, неподвижного ножа 5 с лотком 6. Неподвижный нож 5 расположен перпендикулярно, а нож 13 под углом А к плоскости вращения диска 8. Расстояние между ножом 13 на диске 8 и неподвижным ножом 5 равно d. На фиг. 6 изображено поперечное сечение ножа 13 для резки трав и корнеплодов для иллюстрации его заточки под углами B и C.

Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения. Указанные в ней отличия дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью - о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным детальным описанием заявленного объекта. Соответствие критерию промышленная применимость заявленного измельчителя доказывается как широким получением и использованием различных аналогичных объектов в промышленных масштабах, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых признаков. Нижние и верхние значения заявленных пределов были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, исходя из условия достижения указанного технического результата.

Кроме указанного выше технического результата практическое осуществление заявленного объекта позволяет существенно расширить возможности его использования применительно, например, к различным типам растительного сырья при сохранении важнейших потребительских свойств измельченного сырья.

Использованные источники
1. Авторское свидетельство N 1561896 СССР. МПК A 01 F 29/00. 11.12.87, Бюл. N 17.

2. Патент N 2072765 РФ. МПК A 01 F 29/00. 10.02.97, Бюл. N 4 - прототип.

Механизм измельчения выполнен в виде двух раздельных узлов, первый из которых имеет бункер загрузочного узла и установленные на диске вращения гребенчатые ножи, а второй узел снабжен комбинацией установленных на диске их вращения плоских ножей и неподвижного ножа. Один узел обеспечивает резку корнеплодов, а второй узел обеспечивает резку трав. Наличие двух раздельных узлов измельчения повышает производительность устройства и увеличивает диапазон твердости измельчаемого растительного сырья. 6 ил.

Измельчитель растительного сырья, содержащий загрузочный и выгрузной узлы, основание с установленным на нем электродвигателем, передачу от электродвигателя с ведущим и ведомым валами и механизм измельчения растительного сырья с ножами, отличающийся тем, что механизм измельчения выполнен в виде двух раздельных узлов, первый из которых снабжен гребенчатыми ножами установленными на диске их вращения, и гравитационным бункером загрузочного узла, второй узел снабжен комбинацией плоских ножей, установленных на диске их вращения, и неподвижного ножа, установленного перпендикулярно к плоскости вращения диска с плоскими ножами, при этом соотношение между минимальной d1 и максимальной d2 величинами зазора d между подвижными и неподвижными ножами выбрано в пределах 1 ≤ (d1 + α d2) ≤ 2,8, где α - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от твердости и жесткости растительного сырья в пределах 0,34 ≤ α ≤ 1,8, угол А атаки (угол резания) плоскостей ножей к плоскостям дисков их вращения выбран в пределах 5^oC ≤ А ≤ 30^oC, профиль изготовления режущих элементов гребенчатых ножей определен длиной l основания режущих элементов, величиной b шага повторения режущих элементов и их высотой h, выбранных в пределах 0,07 ≤ (l + b)/h ≤ 32, при этом гребенчатые ножи установлены на диске равномерно относительно оси их вращения в количестве n в пределах 2 ≤ h ≤ 12 с последовательным смещением изготовления режущих элементов в рядом расположенных ножах на величину t в пределах 0,05 ≤ t/b ≤ 1, профиль заточки режущих элементов вращающихся ножей определен выполнением поперечного сечения режущих кромок в виде пересечения прямых, соотношение углов В и С между которыми выбрано в пределах 1 ≤ (В+С)/С ≤ 12, при этом соотношении минимальных D1 и максимальных D2 углов между образующей линией подающей поверхности загрузочного узла и плоскостью вращения диска с гребенчатыми ножами выбрано в пределах 0,38 ≤ (D1+ β D2)/D2 ≤ 2,7, где β - экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от размеров и формы конгломератов растительного сырья в пределах 0,38 ≤ β ≤ 1,7.