Устройство для перемешивания и транспортирования вязкопластичных материалов Советский патент 1992 года по МПК A22C5/00 B01F13/00 

Изобретение относится к мясной промышленности, предназначено для производства колбасных изделий, а именно для перемешивания, транспортирования и шприцевания в колбасную оболочку фарша, и может использоваться в пищевой, химической и других отраслях промышленности для аналогичных целей, где требуется проведение операций перемешивания, транспортирования и управляемого вытеснения вязкопластичных материалов.

Известны устройства для перемешивания и транспортирования различных материалов.

Известно также устройство для перемешивания и транспортирования материала, преимущественно компонентов колбасного фарша. В этом устройстве механизм деформации гибкой оболочки выполнен в виде системы торов, в которые подается рабочее тело переменного по времени давления, что создает в оболочке бегущую волну деформации. Эта бегущая волна деформации оболочки захватывает с собой компоненты колбасного фарша и перемещает их с одновременным перемешиванием. Имеющиеся при этом пространственные течения неуправляемы и имеют непредсказуемый характер, что сильно сказывается на качестве перемешивания компонентов. Приходится увеличивать время перемешивания, что снижает эффективность работы устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение эффективности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, имеющее корпус, расположенную в нем гибкую замкнутую оболочку с вход - ным и выходным отверстиями, источник управляющего давления и связанный с ним механизм деформации оболочки, снабжено по меньшей мере одним экструзионным насадком с управляемым клапаном, сообщенным с выходным отверстием оболочки, ЭВМ, вибровозбудителем колебаний, на- пример электродинамическим, и двумя расположенными в корпусе с возможностью взаимного перемещения плитами, первая из которых кинематически соединена с вибровозбудителем, а вторая связана с корпу- сом посредством механизма перемещения, оболочка прикреплена к первой плите, корпус имеет отверстия в верхней части, механизм деформации оболочки образован, например, установленными на корпусе пневмо- или гидроцилиндрами, штоки которых пропущены через отверстия в корпусе, расположены перпендикулярно поверхности первой плиты и кинематически связаны с оболочкой, а пневмо- или гидроцилиндры соединены с источником управляемого давления, при этом источник управляемого давления, вибровозбудитель и управляемый клапан экструзионного насадка подсоединены в ЭВМ.

Для упрощения управления устройство содержит по меньшей мере четыре пневмо- или гидроцилиндра, при этом последние расположены так. что линии, соединяющие их центральные оси, образуют квадрат.

Для регулирования величины деформации оболочки вторая плита выполнена прямоугольной с отверстиями по углам, а механизм перемещения состоит из связанных с корпусом резьбовых шпилек, пропу- щенных через указанные отверстия, и гаек для зажима между ними плиты.

Для связи первой плиты с неподвижным вибровозбудителем колебаний, при настройке положения второй плиты, первая плита выполнена прямоугольной с верти- кальным выступом, в котором имеются два перпендикулярных плите параллельных паза, а в последних расположены болты, связанные с вибровозбудителем.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет создавать пространственно управляемые течения обрабатываемых материалов в оболочке, что повышает качество перемешивания при одновременном значи- тельком снижении времени на эту технологическую операцию, а также непрерывно или порционно вытеснять приготовленную массу, например колбасный фарш, через экструзионный насадок в колбасную оболочку или иные формы. Кроме того, устройство одновременно выполняет функции вибросмесителя, насоса и шприца.

Введение экструзионного насадка с управляемым клапаном, ЭВМ, вибровозбудителя, первой и второй плиты, кинематика соединения плит с корпусом, вибровозбудителем и механизмом деформации оболочки, исполнение механизма деформации и его геометрическое расположение по отношению к оболочке, получение новых форм деформации оболочки позволяет расширить функциональные возможности устройства, повысить эффективность его работы и качество приготовления колбасного фарша.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - примеры схем соединения устройства в различные технологические цепочки, расположение гидро- и пневмоцилиндров, формы возможных управляемых пространственных течений. На фиг. 5 - схема управления устройством.

Устройство имеет корпус 1 с отверстиями в верхней части, гибкую оболочку 2 с входным отверстием (на фиг. 1 не показано) и экструзионным насадком с управляемым клапаном 3, две прямоугольных плиты 4 и 5, вибровозбудитель 6, например электромеханический, электродинамический, электромагнитный и др., механизм деформации оболочки, состоящий не менее чем из четырех пневмо- или гидроцилиндров 7, расположенных в вершинах квадрата со штоками 8, на которые надеты пятки 9, например, прямоугольной формы, жестко прикрепленные к оболочке 2, механизм перемещения второй плиты 5, выполненный в виде связанных с корпусом и размещенных по углам четырех резьбовых шпилек 10, которые проходят через угловые отверстия в плите 5 и удерживают ее с помощью гаек 11.

Вибровозбудитель 6 соединен с первой плитой 4 двумя болтами 12, которые проходят через два параллельных паза 13, выполненных в вертикальном выступе плиты 4. Между плитами 4 и 5 для снижения трения установлены тела качения 14, например шарики или ролики. Оболочка 2 жестко прикреплена к первой плите А.

Устройство работает следующим образом. Программа технологических режимов вводится в ЭВМ, в исходном положении клапан насадка 3 закрыт, штоки 8 подняты. Компоненты фарша загружаются в оболочку 2 через загрузочное отверстие (на фиг. 1 не показано). По программе ЭВМ включается вибровозбудитель 6 и лневмо- или гидроцилиндры 7 программно подключаются к источнику управляемого высокого давления (на фиг. 1 не показан). Штоки 8 попеременно по программе опускаются вниз, деформируя оболочку 2 с ее содержимым. Для одной из программ принята следующая последо- вательно работы устройства: а) попеременное и попарное со сдвигом 180° движение (опускание штоков; б) поочередное со сдвигом 90° движение штоков; в) одновременное движение штоков вниз и открытие клапана насадка 3; г) закрытие клапана 3 и возвращение штоков вверх. Движение штоков а) и б) создает в оболочке пространственно управляемые волны различных направлений. Движение штоков в) - вниз при открытом клапане насадка 3 - позволяет вытеснить из оболочки 2 через насадок 3 приготовленный фарш в колбасную оболочку. Вытеснение может быть как непрерывным, так и порционным.

Таким образом, предлагаемое устройство выполняет функции вибросмесителя, насоса и шприца с более быстрым и качественным приготовлением фарша и заполнением им колбасной оболочки или специальных форм.

Эффект достигается за счет введения новых элементов, принципиально новой кинематике соединения элементов, принципиально новой геометрии расположения механизма деформации оболочки, блочной совместимости устройств, различной формы организации технологических цепочек (фиг. 4).

На фиг. 4 приведены примеры схем со- единения устройства в горизонтальную цепочку 4(4, а) и плоскую матрицу (4, б). Соединение в матрицу дает возможность организовывать самые разнообразные формы деформации оболочки и течения в ней, а также располагать на оболочке нескольких экструзионных насадков с управляемыми клапанами для организации ускорения процесса шприцевания.

На фиг. 5 приведен пример схемн управления устройством; 15 - оболочка с рецептурой, 16 - вибровозбудитель, 17 - механизм деформации оболочки, 18 - источник управляющего давления, 19-ЭВМ. На- личие управления с ЭВМ позволяет организовать работу устройства с различным сырьем, например мясом, творогом и т.д., а также согласовать операционные циклы (перемешивание, транспортирование, согревание мяса, экструзия - шприцевание и др.) подобных устройств при соединении их в различные линии не на механическом (без механических переделок), а на электронном (программном) уровне.

Применение подобных устройств повышает качество готовой продукции, производительность труда, упрощает переналадку оборудования при использовании различного сырья и переходе на новые виды продукции, повышает универсальность оборудования, его занятость и, как следствие, экономию производственных площадей, металла, энергии, сокращает численность обслуживающего персонала, улучшает условия труда.

Формула изобретения

1.Устройство для перемешивания и транспортирования вязкопластичных материалов, преимущественно пищевых компонентов,включающее корпус, расположенную в нем гибкую оболочку с входным и выходным отверстиями, источник управляющего давления и связанный с ним механизм деформации оболочки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения эффективности в работе, оно снабжено ЭВМ, по меньшей мере одним экструзион- ным насадком с управляемым клапаном, сообщенным с входным отверстием оболочки, вибровозбудителем и расположенными в корпусе с возможностью взаимного перемещения двумя плитами, первая из которых кинематически соединена с вибровозбудителем, а вторая связана с корпусом посредством механизма перемещения, оболочка прикреплена к первой плите, корпус имеет отверстия в верхней части, а механизм деформации оболочки образован установлен- ными на корпусе пневмо- или гидроцилиндрами, штоки которых пропущены через отверстия в корпусе, расположены перпендикулярно поверхности первой плиты и кинематически связаны с оболочкой, при этом источник управляемого давления, вибровозбудитель и управляемый клапан зкструзмонного насадка подсоединены к ЭВМ.

2.Устройство поп. 1отличающее- с я тем, что механизм деформации оболочки содержит по меньшей мере четыре пневмо- или гидроцилиндрэ, при этом последние расположены так, что линии, соединяющие их центральные оси, образуют квадрат.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что вторая плита выполнена прямоугольной с отверстиями по углам, а механизм перемещения состоит из связанных с корпусом рег-ьбовых шпилек, пропущенных через упомянутые отверстия, и гаек для зажима между ними плиты.

4.Устройство поп. 1,отличающее- с я тек, что гсрсая плита Быпо; нема прямоугольной с вертикальным выступим, в котором выполнены два перпендикулярных пли- ложены болты, связанные с вибровозбуди- те параллельных паза, а в последних распо- телем.

Использование: в мясной промышленности для приготовления колбасного фарша и шприцевания его в оболочку, причем по функционально-операционному назначению устройство является одновременно насосом, вибросмесителем и шприцем. Сущность изобретения: устройство содержит гибкий неметаллический рабочий орган в виде оболочки с входным отверстием и выходным с экструзионным насадком, снабженным управляемым клапаном, механизм деформации оболочки и систему управления. Механизм деформации оболочки состоит из исполнительных пневмо- или гидроцилиндров, соединенных с источником управляемого давления. Источник управляемого давления, вибровозбудитель колебаний и управляемый клапан экструзи- онного насадка подсоединены к ЭВМ. Фарш соответствующей рецептуры через входное отверстие помещается в оболочку, которая деформируется волнообразно с вибрацией. Все режимы работы устройства - перемешивание, транспортирование и экструзия (шприцевание), их длительность и последовательность выполнения задаются . и контролируются ЭВМ. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

I Г

AL

rZZZZZZ/yk . J UL / Л - k:g:-g:: fczdte i

// ////////У////////У///У//Л

777/777777/

///(///, I 5 14 77 W

Фие.2

/

«

89

I

it

/ i

/

/v/ //vvvy vv

Фи&1

Фиг. /