Устройство для разделения чайного листа и древесной фракции Советский патент 1991 года по МПК A23F3/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при разделении чайного листа и древесной фракции в процессе переработки сырья, предположительно после процесса завяливания.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности разделения чайного листа и древесной фракции.

Разделение чайного листа и древесной фракции, включающее формирование в корпусе потока чайного листа с древесной фракцией с последующим их разделением рабочим органом, предполагает формирование потока и разделение чайного листа и древесной фракции вести одновременным возвратно-поступательным угловым перемещением корпуса вокруг его продольной оси и возвратно-поступательным линейным

перемещением рабочего органа вдоль указанной оси.

В устройстве для разделения чайного листа и древесной фракции, включающем корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, рабочий орган, размещенный в корпусе, и привод, кинематически соединенный с рабочим органом, а также привод, соединенный с корпусом с возможностью возвратно-поступательного углового перемещения последнего вокруг его продольной оси, рабочий орган выполнен в виде спиралеобразного режущего элемента, установленного с возможностью возвратно-поступательного линейного перемещения относительно корпуса и образования щеле- видных отверстий между смежными витками спирали корпуса, причем загрузочное приспособление размещено в верхней части корпуса.

О CJ 4 Ю Ю 00

На фиг. 1 представлено устройство; на фиг, 2 - корпус с рабочим органом; на фиг. 3 - байонетное соединение спирали,

Устройство для разделения чайного листа и древесной фракции содержит загру- зочное устройство 1, соединенное с возможностью пропускания чайной массы с верхней частью корпуса 2, в котором размещен рабочий орган 3. Корпус устройства имеет блочное строение, причем в каждом блоке 4 размещен свой рабочий орган, соединенные между собой упругой перемычкой 5. На внутренней части корпуса нанесена винтовая фаска 6, служащая направляющей для вибрационного потока чайной массы. Рабочий орган 3 соединен с приводом 7, а корпус 2 соединен с приводом 8, обеспечивающим угловые вибрации. В нижней части корпуса расположено разгрузочное устройство 9, обеспечивающее от- вод чайной массы с отделенной от нее древесной фракцией.

Рабочий орган 3 выполнен в виде спиралеобразного режущего элемента, установленного с возможности возвратно-поступательного линейного перемещения относительно корпуса и с образованием зазора между смежными витками спирали и стенками корпуса.

Рабочий орган 3 может быть выполнен из проволоки 10 треугольного профиля, а также из проволоки 11 круглого профиля, имеющей замковые соединения, состоящие из режущей части 12 и ограничителя 13, вместе представляющих собой байонетное соединение, фиксируемое упругой перегородкой 14.

Устройство для разделения чайного листа и древесной фракции работает следующим образом.

При включении привод 8 сообщает корпусу 2 угловые возвратно-поступательные перемещения. В свою очередь от привода 7 рабочий орган 3 получает линейные вертикальные возвратно-поступательные перемещения. При этом из загрузочного устройства 1 чайные флеши поступают для обработки в корпус устройства, где фаска 6, нанесенная на внутренней части корпуса, придает вибрационному потоку листьев ус- тойчивый характер.

Вибрационный поток листьев с древесной фракцией встречает на пути своего прохождения в корпусе рабочий орган 3, представляющий собой вибрационную спи- раль, соединенную с приводом 7. Вибрационная спираль - это замкнутая винтовая линия, причем направления ее внешней и внутренней частей различны. Например, если внешняя часть является левой винтовой

линией, то внутрення - правой. Внешняя часть служит для разделения чайных листьев и древесной фракции, а внутренняя - для поворота чайных флешей в вибрационном потоке. В процессе работы рабочий орган совершает вертикальные вибрации, задавая указанные движения потоку флешей, которые после обработки в блоках корпуса поступают в разгрузочное устройство.

Процесс разделения чайного листа и древесной фракции происходит следующим образом.

В корпусе формируется вибрационный поток чайных листьев с древесной фракцией с последующим их разделением рабочим органом. Из-за различия в реологических свойствах веток (древесных фракций) и листьев они имеют различные пути прохождения. Флеш, встречая на своем пути спираль, стремится в соприкосновении с ней занять место сочленения листа и ветки, так как эта точка наиболее устойчива при движении, причем в данной точке реализуется наименьшая площадь касания листа и спирали В этой точке происходит отрезание листа от ветки при достаточном вибрационном давлении в потоке. Обработку целесообразно вести после завяливания чайного листа, когда в отмеченных точках лист становится наиболее хрупким, в то время, как сам он приобретает эластичные свойства

Треугольный профиль рабочего органа применяют для разделения листьев и веток, когда достаточно высок процент содержания грубой фракции. Таковым, например, является содержание сырья в конце сезона сбора. Для отделения веток от флешей в начале сезона, когда высоким является содержание нежной фракции, целесообразно применять рабочий орган с круглым сечением и байонетным соединением режущей и оградительной частей. При вибрационном движении флеш вдоль такого рабочего органа лист может попасть в зазор между ограничителем и режущей частью только своим основанием, так как геометрические размеры листа не позволяют ему войти в зазор из-за предохраняющего действия ограничителя. Ветка же в силу своей упругости движется вдоль винтового зазора между корпусом и рабочим органом, как по направляющей.

Таким образом, отрезание листьев от флешей происходит на внешней части рабочего органа, на которой и должны располагаться режущие байонетные соединения. Внутренняя часть, имеющая направление, противоположное внешней, служит для изменения положения флеши в потоке.

Количество блоков с укрепленными на них рабочими органами выбирается из условия полной обработки сырья. Приблизительно их должно быть столько, чтобы выполнялось соотношение

R2/2rL 1-0,5, где R - радиус устройства;

г - радиус поперечного сечения рабочего органа;

L - длина спирали рабочего органа, и которое представляет собой отношение площади поперечного сечения корпуса и площади поверхности рабочего органа.

Колеблющиеся поверхности устройства определяют вибрационные пульсации давления, которые из общих соотношений динамики потоков связаны с вибрационными скоростями соотношением

Pl piU2/2,(1)

где Pi - вибрационное давление,

U - вибрационная скорость,

/91 - плотность обрабатываемой чайной массы.

Вертикальные колебания рабочего органа должны быть такими, чтобы обеспечить давление, превосходящее давление отделения Ро листьев от флеши. Учитывая то, что амплитуда колебательной скорости U связана с частотой и амплитудой соотношением , получают для р р /2

(A to)2 4 Ро/р(2)

Уровень вибрационного давления Р0 определяют среднее давление в корпусе Р, которое приблизительно на порядок должно быть меньше Р0. Более точно это отноше- ние Ро/Р определяется отношением радиуса кривизны рабочего органа и радиуса корпуса, а также коэффициентом трения. Анализ этих соотношений показывает, что Ро/Р Ю практически важных случаев. В соотношении (2) полагают, что плотность в установке в 2 раза меньше насыпной, что соответствует наиболее приемлемым условиям обработки.

Давление Р чайной массы должно соответствовать давлению у поверхности колеблющегося корпуса. Согласно данным это соответствие можно оценить по соотношению

P -J-ps S-R,О)

где S, V и R - соответственно площадь поверхности корпуса, объем рабочей части и радиус; .

Ps -вибрационное давление у поверхности.

Из общих положений динамики потоков можно утверждать, что давление у поверхности корпуса должно быть связано с производной по нормали от скорости потока соотношением

a v

al

где К - коэффициент пропорциональности. Такая трактовка позволяет подойти к определению К так же, как и в случае оценки вязкости в гидродинамике, так как напряжения в этих случаях выражены одинаковыми формулами. Учитывая такое определение вязкости, можно записать для К р ilV, где I - расстояние от корпуса до рабочего органа;

V - вибрационная скорость корпуса. Отсюда имеют

20

V2.

Подставляя это соотношение в(3), получают для вибрационной скорости корпуса

V

/PoV

(4)

lOpiSR

Для нормальной работы устройства необходимо выполнение соотношений

U 10 W : V 10 W , где W - скорость потока чайной массы, определяемая по производительности

N Q/лR2p.(5)

Пример расчета. Исходные данные: р 200 кг/м3 . Па, ,05 кг/с. Выбирают конструктивные размеры м, м, расстояние от корпуса до рабочего органа 2 -10 м.

Используя расчетные соотношения, определяют вибрационные параметры, обеспечивающие работоспособность устройства, р кг/м .

Из соотношения (2) определяют ЙА - частоту колебаний рабочего органа, пола- гая, что

ftjb ( 30-15Гц.

2/ /91

j... Из соотношения (4) определяют частоту колебаний корпуса

аь

л

5- 10 Гц.

Проверяют правильность выбора вибрационных параметров, сравнивания вибрационные скорости и скорость W из соотношения (5). 102, ,8, ,5 м/с.

Таким образом, расчет вибрационных амплитуд и частот корпуса Ак, ш к и рабочего органа АО, Шо ведут из соотношений

AoftJo

AkftJk

Причем величины AouJb и АкОЛс должны превосходить на порядок и более величину 2Q/JTR2 р, а величина амплитуд колебаний должна быть порядка расстояния рабочего органа от корпуса I, т.е. , , где Ki, Кг равны отношению линейного размера флеши к радиусу устройства, т.е. практически 1/Ki, 1/Кг лежат в диапазоне 1-3.

Использование предлагаемого устройства для разделения чайного листа и древесной фракции повышает производительность за счет увеличения надежности отделения чайных листьев от веток, так как нет необходимости в повторном пропускании чайной массы с целью более надежного отделения. Кроме того, в предлагаемом устройстве нет опасности налипания чайных листьев на рабочий орган, что имеет место, например, при использовании пнев- мосистемы.

Формула изобретения 1. Устройство для разделения чайного листа и древесной фракции, включающее корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, рабочий орган, размещенный в корпусе, и привод, кинематически соединенный с рабочим органом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности разделения, рабочий орган выполнен в виде спиралеобразного режущего элемента, установленного с возможностью возвратно-поступательного линейного перемещения относительно корпуса и с образованием эазора между смежными витками спирали и стенками корпуса, при этом корпус укреплен с возможностью возвратно-поступательного углового перемещения вокруг продольной оси, а загрузочное приспособление размещено в верхней части корпуса.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что спиралеобразный режущий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что спиралеобразный режущий элемент выполнен в виде конической спирали.

4.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что спиралеобразный режущий элемент выполнен в виде двойной спирали, внешней и внутренней, имеющих различный шаг.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что спиралеобразный режущий элемент выполнен из проволоки треугольного профиля.

6.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что спиралеобразный режущий элемент выполнен из проволоки круглого профиля и имеет вдоль своей длины байонетиые соединения, состоящие из режущей и ограничительной частей.

7.Устройство по п. 1.отличающее- с я тем, что на внутренней поверхности

корпуса выполнена спиралеобразная про- . фильная фаска.

фиг,3

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при разделении чайного листа и древесной фракции. Цель изобретения - повышение производительности и надежности разделения. Устройство состоит из корпуса с загрузочным и разгрузочным приспособлениями и рабочим органом. Рабочий орган выполнен в виде спиралеобразного режущего элемента, профиль которого может быть треугольного или круглого сечения и иметь соединения типа байонетного. Спираль может быть цилиндрической, конической или двойной При этом корпус установлен с возможностью возвратно-поступательного углового перемещения вокруг продольной оси, а рабочий орган с возможностью возвратно- поступательного линейного перемещения относительно корпуса. 6 з.п ф-лы, 3 ил Ё