ГОМОГЕНИЗАТОР ПЛУНЖЕРНЫЙ Российский патент 2007 года по МПК A01J11/16 

Описание патента на изобретение RU2311760C1

Изобретение относится к химической, пищевой, фармацевтической, парфюмерно-косметической отраслям промышленности и может быть применено для получения стабильных мелкодисперсных эмульсий, не склонных к седиментации, коалесценции и коагуляции.

Предлагаемое техническое решение - гомогенизатор плунжерный - решает задачу по повышению степени однородности и увеличению стабильности получаемых эмульсий, в частности при проведении процесса гомогенизации молочных продуктов.

Известен гомогенизатор ОГБ-М [1], состоящий из привода, гидроцилиндра, трех всасывающих клапанов, трех плунжеров и гомогенизирующей головки, имеющей дросселирующий клапан с пружинным нажимным устройством. Недостатком данного гомогенизатора является то, что при использовании его на малотоннажных производствах, не требующих большой производительности, его конструкция оказывается нерациональной вследствие больших габаритов и сложности в обслуживании. При выполнении данного гомогенизатора в более простом, одноплунжерном, варианте возникает проблема, связанная с «проскоком» частиц, не подвергнувшихся диспергированию. Кроме того, одноступенчатая гомогенизация не всегда позволяет получить продукт необходимого качества.

Также известен гомогенизатор [2], состоящий из станины с приводом, плунжерного блока с несколькими плунжерами и двухступенчатой гомогенизирующей головки с клапанами, снабженными пружинными нажимными устройствами и расположенными последовательно. Использование подобного гомогенизатора в малотоннажных производствах малоперспективна, так как его конструкция является достаточно сложной. При одноплунжерном исполнении в таком гомогенизаторе возникают автоколебания клапанов, ведущие к быстрому их износу, а конструкция гомогенизирующей головки не предусматривает возможности предотвращения «проскока» частиц.

Наиболее близким к изобретению является гомогенизатор плунжерный для молока [3], включающий привод, плунжерный блок с несколькими плунжерами и системой всасывающих клапанов, и последовательно расположенные дросселирующие клапаны, снабженные пружинными нажимными устройствами. Конструкция этого гомогенизатора сложна в обслуживании, а при выполнении его одноплунжерным оказывается нерешенной проблема «проскока» частиц. Пружины нажимных устройств описанного гомогенизатора находятся в постоянном контакте с обрабатываемой средой, что накладывает ограничения на конструкцию, размеры и материал пружин.

Конструкция гомогенизатора представлена на чертеже.

Заявляемый гомогенизатор на чертеже состоит из гидроцилиндра 1, внутри которого расположен плунжер 2, двух дросселирующих клапанов 3, снабженных пружинными нажимными устройствами 4 с демпфирующими элементами 5, объемной проставки 6, впускного клапана 7, впускного 8 и выпускного 9 патрубков. Плунжер приводится в движение электродвигателем 10 посредством ременной передачи 11 и кривошипно-шатунного механизма 12. Существенным отличительным признаком заявляемого гомогенизатора является выполнение между дросселирующими клапанами проточного канала, объем которого V рассчитывается по соотношению V=(1,2...1,4)Vг, где Vг - рабочий объем гидроцилиндра, что обеспечивает достижение технического результата. Отношение длины проточного канала к его наибольшему поперечному размеру выбирается не меньшим пяти, чтобы исключить в нем продольное перемешивание диспергируемого продукта. Кроме того, пружинные нажимные устройства дросселирующих клапанов снабжены демпфирующими элементами, что позволяет избежать возникновения автоколебаний клапанов.

Гомогенизатор работает следующим образом. Продукт, подлежащий обработке в гомогенизаторе, например молоко, в результате обратного движения плунжера засасывается в гидроцилиндр через впускной патрубок. При прямом движении плунжера происходит нарастание давления в полости гидроцилиндра и при достижении определенного его значения открывается клапан гомогенизирующей головки первой ступени, при движении через зазор которого происходит диспергирование продукта. Затем продукт поступает в проточный канал, движется через зазор клапана второй ступени, где подвергается вторичному диспергированию, и далее поступает в выпускной патрубок. Затем цикл повторяется.

Вследствие цикличности работы гомогенизатора существует вероятность прохождения части объема потока через оба зазора при минимальном давлении, что отрицательно сказывается на качестве получаемой эмульсии. Предлагаемая авторами геометрия проточного канала позволяет отсечь часть потока, проходящую через первый клапан при минимальном давлении, и пропустить его через второй клапан при максимальном давлении. В результате периодической работы гомогенизатора возникают автоколебания дросселирующих клапанов, вследствие чего появляются отклонения значений давления дросселирования от первоначально настроенного. Наличие демпфирующих устройств клапанов препятствует возникновению автоколебаний и, следовательно, появлению большого числа «провалов» и «пиков» давлений, а также позволяет избежать повышенного износа деталей. Все перечисленные особенности конструкции гомогенизатора позволяют сгладить пульсации давления гомогенизации и ликвидировать «проскок» частиц, что обеспечивает получение равномерного их распределения по размеру.

В ходе проведения испытаний заявляемого гомогенизатора, объем проточного канала которого составлял 1,25 Vг, было замечено, что распределение частиц по размерам было равномерным. Однако при увеличении этого значения до 1,5 Vг и выше распределения становились менее равномерными. Аналогичные результаты появлялись при уменьшении объема проточного канала до величины 1,1 Vг, а также при отношении длины проточного канала к его диаметру меньше пяти. При работе гомогенизатора без использования демпфирующих элементов пружинных нажимных устройств отмечено большое число резких скачков давления дросселирования. Кроме того, появляются посторонние шумы и наблюдается существенный износ клапанов. При использовании демпфирующих элементов, например, в виде колец из резины наблюдается значительное сглаживание кривой изменения давления дросселирования, а также значительное повышение ресурса гомогенизатора.

Техническим результатом изобретения является замедление расслоения эмульсий, снижение влияния присущей одноплунжерным гомогенизаторам неравномерности давления гомогенизации с течением времени, выравнивание распределения капель по размерам. Техническим результатом в частном случае при использовании демпфирующих элементов пружинных нажимных устройств является предотвращение автоколебаний дросселирующих клапанов и уменьшение их износа.

Данный гомогенизатор прошел испытания в ряде молочных хозяйств юга Западной Сибири.

Источники информации

1. Дегтярев Ф.Г., Кютнер Б.А., Лев М.Б. Краткий справочник механика молочного завода. - М.: Пищевая промышленность. 1969. - 302 с.

2. Краснокутский Ю.В., Панченко Ю.Б. Машины и оборудование для получения цельномолочной продукции. - М.: Росагропромиздат. 1990. - 254 с.

3. А.с. СССР, №1169572, А01J 11/16, 1983, прототип.

Похожие патенты RU2311760C1

название год авторы номер документа
Гомогенизатор для жидких пищевых продуктов 1990
  • Благодарский Владимир Аронович
  • Гимборг Владимир Михайлович
  • Захваткин Дмитрий Павлович
  • Зеленый Борис Маркович
  • Кучеренко Владимир Николаевич
  • Панасенко Игорь Николаевич
SU1706486A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ 2003
  • Сапелкин Ю.Р.
  • Бирюков Г.Г.
  • Терехов В.А.
RU2246212C2
Плунжерный блок клапанного гомогенизатора 1983
  • Кацнельсон Мендель Урьевич
  • Селиверстов Борис Александрович
  • Цукерников Илья Евсеевич
  • Розенберг Михаил Александрович
  • Люкшин Владимир Васильевич
  • Яшин Вадим Константинович
  • Тетерников Геннадий Пантелеевич
  • Зеленый Борис Маркович
  • Кукин Олег Николаевич
  • Колесников Николай Михайлович
  • Косова Лидия Константиновна
SU1119639A1
Гомогенизатор для молока 1983
  • Мухин Александр Андреевич
  • Шкинев Борис Павлович
  • Зеленый Борис Маркович
SU1169572A1
Устроство для гомогенизации жидкости 1972
  • Мухин Александр Андреевич
  • Генералов Александр Федорович
  • Кузьмин Юрий Николаевич
  • Жаров Виктор Аверьянович
  • Кукин Олег Николаевич
SU442814A1
Демпфирующее устройство вырубного пресса 1983
  • Смольянинов Владимир Михайлович
  • Ковалев Виктор Васильевич
  • Козарезов Анатолий Иванович
SU1074737A1
Одноплунжерный топливный насос распределительного типа 1959
  • Филиал Нами Топливной Аппаратуры Главниипроект Госплана Ссср
SU124755A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ И ГОМОГЕНИЗИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА 1998
  • Карачевский В.Е.
  • Карачевский И.В.
  • Карачевский В.В.
RU2142331C1
Гомогенизатор высокого давления 2023
  • Капцов Александр Владимирович
RU2818423C1
Выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания 1988
  • Финн Квордруп Енсен
  • Нильс Кьемтруп
  • Петер Сунн Педерсен
SU1715211A3

Реферат патента 2007 года ГОМОГЕНИЗАТОР ПЛУНЖЕРНЫЙ

Изобретение касается пищевой промышленности. Гомогенизатор плунжерный предназначен для получения стабильных мелкодисперсных эмульсий, не склонных к седиментации, коалесценции и коагуляции, и может применяться в химической, пищевой, фармацевтической, парфюмерно-косметической и др. отраслях промышленности. Гомогенизатор имеет проточный канал между дросселирующими клапанами, объем которого V рассчитывается по соотношению V=(1,2...1,4)Vг, где Vг - рабочий объем гидроцилиндра. Отношение длины проточного канала к его поперечному размеру более пяти. Пружинные нажимные устройства дросселирующих клапанов снабжены демпфирующими элементами. Это позволяет добиться замедления расслоения эмульсий, снизить влияние присущей одноплунжерным гомогенизатором неравномерности давления гомогенизации с течением времени, обеспечить равномерность распределения капель по размерам, а также предотвратить автоколебания дросселирующих клапанов и уменьшить их износ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 311 760 C1

1. Гомогенизатор плунжерный, состоящий из привода, всасывающего клапана, одного плунжера, одного гидроцилиндра рабочим объемом Vг и, по меньшей мере, двух дросселирующих клапанов, каждый из которых снабжен пружинным нажимным устройством, установленных последовательно, отличающийся тем, что внутренний объем проточного канала V между двумя дросселирующими клапанами при закрытых клапанах составляет величину, определяемую по соотношению V=(1,2÷1,4)Vг.2. Гомогенизатор по п.1, отличающийся тем, что проточный канал между дросселирующими клапанами имеет отношение длины канала к его наибольшему поперечному размеру больше пяти.3. Гомогенизатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что пружинные нажимные устройства дросселирующих клапанов снабжены демпфирующими элементами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2311760C1

Гомогенизатор для молока 1983
  • Мухин Александр Андреевич
  • Шкинев Борис Павлович
  • Зеленый Борис Маркович
SU1169572A1
КРАСНОКУТСКИЙ Ю.В., ПАНЧЕНКО Ю.Б
Машины и оборудование для получения цельномолочной продукции
- М.: Росагропромиздат, 1990, с.254
ДЕГТЯРЕВ Ф.Г., КЮТНЕР Б.А., ЛЕВ М.Б
Краткий справочник механика молочного завода
- М.: Пищевая промышленность, 1969, с.302.

RU 2 311 760 C1

Авторы

Сидоров Дмитрий Викторович

Куничан Владимир Александрович

Чащилов Дмитрий Викторович

Даты

2007-12-10Публикация

2006-06-08Подача