ЛЕНТОЧНАЯ МЕШАЛКА ДЛЯ ВЗБИВАНИЯ И СМЕШИВАНИЯ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2007 года по МПК A21C1/02 B01F7/16 

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к устройствам машин, предназначенным для перемешивания дисперсий, как в системе жидкость-жидкость, либо, жидкость-твердое тело, так и жидкость-газ, а более конкретно может быть использовано для взбивания фруктовых и молочных коктейлей, мороженого, многокомпонентных сыпучих смесей.

Известна мешалка [1], выполненная из корпуса с вертикальной осью симметрии, в котором вдоль оси размещен рабочий орган, выполненный в виде вала, к которому прикреплены по высоте спицы, а к концам спиц прикреплены в двухзаходном исполнении две плоские винтовые металлические ленты. Такая ленточная мешалка используется для повышения интенсификации процесса теплоотдачи между перемешиваемыми компонентами, так как в ней обеспечивается перемещение компонентов как вокруг оси, так и в вертикальном направлении.

Недостатком такой мешалки является то, что ее рабочий орган использует две плоские многошаговые винтовые ленты и является, таким образом, достаточно металлоемким и дорогостоящим изделием.

Известна мешалка [2], выполненная из корпуса с вертикальной осью симметрии, в котором вдоль оси размещен рабочий орган, выполненный в виде вала, к которому прикреплена профильная лента, соответствующая по форме внутренней поверхности корпуса мешалки. Такая мешалка перемещает смешиваемые компоненты только по кругу, вокруг оси.

Недостатком мешалки-аналога [2] является то, что она слабо интенсифицирует процесс перемешивания в вертикальном направлении, вдоль оси.

Наиболее близким известным техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство для взбивания (смешивания) жидких сыпучих продуктов [3]. Эта мешалка выполнена из корпуса с расположенным внутри него валом со спицами, на которых укреплена рабочая лопасть в виде спирального витка в форме «листа Мебиуса». Такая мешалка обладает низкой металлоемкостью, обеспечивает смещение перемешиваемых компонентов как вдоль оси, так в радиальном направлении.

Недостатком прототипа является то, что такая мешалка обеспечивает слабое смещение перемешиваемых компонентов ввиду того, что во время, особенного быстрого вращения рабочего органа - спирального витка в форме «листа Мебиуса», масса, контактирующая с поверхностью ленты такого витка, очень быстро с нее сбрасывается за счет силового воздействия центробежной силы, что снижает перенос компонентов перемешиваемой массы в самые отдаленные ее сектора, создавая там застойные зоны.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении силового смещения перемешиваемых компонентов во всех направлениях, исключении застойных зон и повышении интенсификации процесса перемешивания.

Поставленная задача решается тем, что ленточная мешалка для взбивания и смешивания жидких и сыпучих продуктов, выполненная из корпуса с расположенным внутри него валом со спицами, на которых укреплена ленточная рабочая лопасть в виде спирального витка, выполненного в форме «листа Мебиуса», при этом ленточная рабочая лопасть с одного из двух краев снабжена бортом, имеющим высоту h от 10 до 50% от ширины ленты, установленным под прямым или тупым углом α по отношению к поверхности ленты. Тупой угол может быть выполнен от 91°1' до 179°.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематически изображен чертеж предлагаемого устройства.

Ленточная мешалка выполнена из корпуса 1, имеющего вертикальную ось. Вдоль оси размещен вал 2 со спицами 3, на которых укреплена ленточная рабочая лопасть 4, выполненная в виде спирального витка в форме «листа Мебиуса». Лопасть 4 с одного края имеет борт 5, установленный относительно одной из поверхностей лопасти 4 под углом α и имеющий относительно этой же поверхности лопасти 4 высоту h. В линии жесткого стыка 6 двух концов ленты 4 борт 5 расположен на другом из двух концов ленты 4.

Устройство работает следующим образом.

После включения привода начинает вращаться вал 2, который через спицы 3 передает вращающий момент ленточной рабочей лопасти 4, выполненной в форме «листа Мебиуса». Рабочая лопасть 4 в форме «листа Мебиуса» начинает вращаться вокруг оси и этим самым начинает взбивать (перемешивать), например, жидкий продукт, состоящий из компонентов разной плотности. За счет того что рабочая лопасть 4 выполнена в форме «листа Мебиуса», вектор силового воздействия поверхности лопасти 4 и борта 5 на продукт в каждой точке соприкосновения изменяет свое направление от 0 до 360° за каждый оборот вала 2. Во время контактирования поверхности ленты 4 с продуктом, при ее вращении вокруг оси, возникает центробежная сила, которая стремится сбросить массу с поверхности ленты 4 (это наиболее проявляется, если продукт состоит из твердого и жидкого компонентов), но наличие борта 5 снижает это сбрасывание и позволяет переносить массу на поверхности ленты 4, то есть в углу между поверхностью ленты 4 и бортом 5 в другие сектора объема емкости 1, исключая возможность появления застойных зон. Все это позволяет интенсивно перемещаться продукту по кругу, вокруг оси, от оси, к оси, вдоль оси вверх и вдоль оси вниз, что в целом приводит к интенсификации процесса смешивания.

Интенсификация процесса, то есть время, за которое многокомпонентный продукт приобретает требуемые качества, зависит от многих факторов, в том числе и от величины угла α между плоскостью ленты 4 и бортом 5, а также и его высоты h. Для различных продуктов, для различных качеств продуктов эти параметры индивидуальны и определяются своим «ноу хау».

Полезность данного изобретения заключается в том, что такая ленточная мешалка позволяет интенсифицировать процесс во всех направлениях и исключить появление застойных зон.

Источники информации

1. Э.А.Васильцов, В.Г.Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. - 272 с., стр.48. Ленточная мешалка.

2. Э.А.Васильцов, В.Г.Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. - 272 с., стр.48. Якорная мешалка.

3. Авторское свидетельство СССР №355940. Устройство для взбивания (смешения) жидких и сыпучих продуктов.

Изобретение относится к кондитерской промышленности, а именно к устройствам машин, предназначенным для перемешивания дисперсий, как в системе жидкость-жидкость, либо жидкость-твердое тело, так и жидкость-газ, а более конкретно может быть использовано для взбивания фруктовых и молочных коктейлей, мороженого, многокомпонентных сыпучих смесей. Ленточная мешалка для взбивания и смешивания жидких и сыпучих продуктов выполнена из корпуса с расположенным внутри него валом со спицами, на которых укреплена ленточная рабочая лопасть в виде спирального витка, выполненного в форме «листа Мебиуса». Ленточная рабочая лопасть с одного из двух краев снабжена бортом, имеющим высоту от 10 до 50% от ширины ленты, установленным под прямым или тупым углом по отношению к поверхности ленты. Тупой угол может быть выполнен от 91°1' до 179°. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс во всех направлениях и исключить появление застойных зон. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Ленточная мешалка для взбивания и смешивания жидких и сыпучих продуктов, выполненная из корпуса с расположенным внутри него валом со спицами, на которых укреплена ленточная рабочая лопасть в виде спирального витка, выполненного в форме «листа Мебиуса», отличающаяся тем, что ленточная рабочая лопасть с одного из двух краев снабжена бортом, имеющим высоту h от 10 до 50% от ширины ленты, установленным под прямым или тупым углом α по отношению к поверхности ленты.2. Ленточная мешалка по п.1, отличающаяся тем, что тупой угол может быть выполнен от 91°1' до 179°.