Устройство для массирования костных отрубов Советский патент 1993 года по МПК A22C9/00 

Фиг./

Изобретение относится к оборудованию мясной промышленности, а именно к устройствам для массирования мясного сырья и может быть использовано при производстве мясных соленых продуктов на стадии посола.

Известно устройство для массирования костных отрубов, содержащее основание, вращающуюся емкость цилиндрической формы к внутрейней поверхности которой приварены лопасти для перемещения отрубов в вертикальной плоскости, крышку для загрузки и выгрузки, раму шарнирно соединенную с основанием и механизм перевода емкости в горизонтальное или близкое к нему положение.

Недостатками указанного устройства являются: неравномерность обработки и нарушение целостности костных отрубов за счет перемещения отрубов только в вертикальной плоскости и невозможности перемещения в осевом направлении ввиду стабильного положения емкости, а так-же сложность конструкции устройства из-за наличия поворотной рамы шарнирно закрепленной к основанию и механизма перевода емкости в горизонтальное или близкое к нему положение.

Также известна конструкция устройства для массирования костных отрубов, которая к устройству, дополнительно снабжена механизмом для сообщения емкости колебательного движения относительно продольной оси, выполненного в, виде эксцентрика, для придания отрубам дополнительно продольных перемещений и равномерности обработки.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет более сложную конструкцию по сравнению с предыдущим, ввиду наличия эксцентрикового механизма.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для массирования костных отрубов, включающее раму, установленный на горизонтальном валу с возможностью одновременного вращения и качательного перемещения в вертикальной плоскости полый барабан имеющий форму правильной призмы, крышку для загрузки и выгрузки и механизм колебания барабана кулачкового типа.

Недостатком конструкции устройства, взятого за прототип, является сложность его конструкции за счет наличия механизма колебания кулачкового типа для сообщения барабану одновременно качательного перемещения в вертикальной плоскости, обеспечивающего изменение угла наклона боковых граней барабана относительно горизонтального вала, сообщающих отрубам перемещения в продольном направлениях, а также сложность и ненадежность крепления вала барабана в опорах вращения, как

со стороны крепления кулачка, так и с противоположной.

Цель изобретения - обеспечение равномерности обработки с сохранением целостности костных отрубов и упрощение

конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции устройства для массирования костных отрубов, боковые грани барабана выполнены наклонными под углом 15+(1 ...5)° к оси вала, а центры торцевых стенок барабана смещены относительно этой оси.

Существенными признаками данного изобретения является то, что боковые грани

барабана имеющего форму призмы выполнены наклонными под углом 15+(1...5)° к оси вала, а центры торцевых стенок барабана смещены относительно этой оси, которые нами не обнаружены при сравнении с другими техническими решениями-.

На фиг. 1 изображено устройство для массирования костных отрубов, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - положения вращающегося барабана при

различных углах поворота: а - 0°, б - 90°, в - 180°; на фиг. 4 - траектория движения костных отрубов в ходе массирования,

Устройство для массирования костных отрубов включает раму 1, вращающийся полый барабан 2 установленный на подшипниках 3 и закрепленный торцевыми стенками 4 на горизонтальном валу 5 с крышкой 6 для загрузки и выгрузки продукта, привод и пульт управления 7.

Вращающийся полый барабан 2, имеющий форму призмы, выполнен наклонным, боковые грани 8 которого расположены под углом 15+(1...5)° коси вала 5, причем центры торцовых стенок 4 барабана 2 смещены относительно оси вала 5. Привод устройства состоит из электродвигателя 9, муфты 10, червячного редуктора 11 и цепной передачи 12.

Пульт управления 7 устройства включает в себя реле времени, кнопки управления, сигнальные лампы и пусковую аппаратуру (на фиг. 1 не обозначены). Реле времени позволяет задавать продолжительность

массирования впределахО- 180мин. Кроме этого, устройство снабжено блоком конечных выключателей, с помощью которых обеспечивается остановка вращающегося полого барабана 2 в нужных положениях (в положениях загрузки или выгрузки). Привод

и пульт управления 7 устройства смонтированы на раме 1.

Устройство для массирования костных отрубов работает следующим образом.

В полый барабан 2, установленный в положение крышкой 6 вверх, загружают предварительно нашприцованные рассолом костные отруба, например окорока, добавляют недостающее количество рассола (до 15% к исходной массе сырья), закрывают герметично крышкой 6 и задают с помощью реле необходимый интервал времени обработки, например, 30 мин. Затем, нажатием кнопки Пуск на пульте управления 7 производят включение привода устройства. Вращение от электродвигателя 9 через муфту 10, червячный редуктор 11 и цепную передачу 12 передается полому барабану 2 с частотой 2 об/мин.

В процессе работы полый барабан 2, имеющий форму наклонной призмы, с сырьем, например окороками, установленный на горизонтальном валу 5, совершает одновременно вращение и качательные перемещения в вертикальной плоскости относительно вала 5, в результате совместного действия которых барабан 2 попеременно изменяет свое расположение в пространстве относительно этого вала. Причем, вращательное движение барабана 2 осуществляется за счет вращения вала 5, а качательные перемещения в вертикальной плоскости - за счет попеременного изменения наклона боковых граней 8 и расположения торцовых стенок4 к оси вала 5,последние закреплены асимметрично относительно друг друга, центры которых смещены относительно этой оси. Совершаемые изменения расположения полого барабана 2, относительно горизонтального вала 5, в зависимости от угла поворота представлены на фиг. 3.

При этом продукт, например окорока, находящиеся внутри полого барабана 2, в результате движения в начале поднимаются боковыми гранями 8 вверх на высоту несколько выше угла естественного откоса и затем падают или, перекатываются вниз попадая на нижнюю боковую грань 8 расположенную под углом 15+(1...5)° к оси вала 5 и далее скользя и перекатываясь перемещаются вдоль барабана 2 до упора о торцовую стенку 4 или близкое к этому положению. Затем вновь цикл повторяется, но перемещаться они будут по наклонной боковой грани 8 вдоль барабана 2 в направление обратном первоначальному, осуществляя таким образом сложное движение, траектория которого показана на фиг. 4. В результате обработки продукту, например окорокам, обеспечивается равномерность

обработки с сохранением их целостности, Причем траектория движения кос тных отрубов (см. фиг. 4) достигается благодаря перемещением в вертикальном направлении за

счет вращения полого барабана 2 относительно горизонтального вала 5, а также благодаря попеременным перемещениям влево и вправо вдоль барабана 2 за счет качательного перемещения его в вертикальной плоскости, при этом угол наклона боковых граней составляет 15+(1...5)° к оси вала 5, а изменение их наклона на противоположный относительно вала 5 осуществляется вращением торцовых стенок 4,

закрепленных на валу 2 ассиметрично относительно друг друга, центры которых смещены относительно оси вала 5.

Во время вращения полого барабана 2 наклон боковых граней 8 относительно горизонтально расположенного вала 5 меняется на противоположный два раза.

По истечении времени обработки, например 30 мин, программным устройством подается сигнал на остановку барабана 2 и

далее его фиксация в положении выгрузки, которая осуществляется с помощью конечного выключателя блока управления. Далее производят открытие крышки 6 и продукт самотеком, под действием силы тяжести,

выгружается в заранее установленную под барабан 2 емкость, например напольную тележку (на фиг. 1 не показано).

После выгрузки продукта нажатием соответствующей кнопки на пульте управления 7 полый барабан 2 устанавливается в положение загрузки.

Далее цикл повторяется. В заявляемом устройстве, для обеспечения продукту во время обработки продольных перемещений вдоль барабана, угол наклона боковых граней к оси вала заявлен, авторами, равным 15+(1,.,5)°, который определен из условий свободного перемещения отрубов по наклонной плоскости и с учетом

вертикального их перемещения на основе математических расчетов и проведенных экспериментальных исследований на модельных образцах.

Начальный угол наклона боковых граней к оси вала рассчитан по формуле, удовлетворяющей неравенству

тд а 1,57 и ,

где а- угол наклона боковой грани, град;

ft- истинный коэффициент трения (,,17).

Откуда начальный угол наклона равен а 15. Исходя из неравенства и числового

значения угла наклона, начальный угол наклона боковых граней к оси вала принят равным 15°.

Вместе с тем авторами указано на возможность некоторого увеличения начального угла наклона 15 на 1...50, что также обеспечивает качественное перемещение костных отрубов вдоль барабана. Однако большее увеличение угла наклона боковых граней к оси вала (т.е. расширение интервала 1...50) нежелательно по ряду причин:

во-первых, костные отруба, например окорока, корейки, грудинки как объекты обработки, имеют сложное по своей структуре строение, включающие внутри себя наличия определенного количества костей (т.е. костной ткани), прочность и твердость которых в сотни и десятки сотен раз превышает прочность других включений, например мышечной, жировой тканей. В связи с этим процесс обработки костных отрубов требует (или должен включать) мягкий режим обработки, который бы исключал какие бы то ни было разрушения целостности самих отрубов;

во-вторых, расчетным путем оценено влияние изменения угла наклона боковых граней на процесс накопления костными отрубами кинетической энергии во время дви- жен.ия по наклонной грани, которая является мерой количественного определения запасенной энергии, которую определяли по формуле

WK

V

V

где WK - кинетическая энергия, Дж;

G - масса отруба, кг;

q - ускорение свободного падения, м/с2;

V0,V - начальная и конечная скорости движения отрубов по наклонному пути, м/с.

Для упрощения расчетов принято: Vo-0.

Конечную скорость отруба определяли по формуле

V

V2 -q (1 -fi ctg a) h + vЈ ,

0

0

0

5

0

5

где pi- истинный коэффициент трения отруба о поверхность боковой грани, // 0,17;

а-угол наклона боковой грани,град;

h - высота наклона боковой грани, м;

q - ускорение свободного падения, м/с,1

Результаты расчета сведены в табл. 1.

Следовательно, при увеличение угла наклона боковых граней свыше указанного 5 значения 15+(1...5)°, накопление кинетической энергии в продукте увеличивается и составляет: для углаа 25° в 3,04 раза, а при увеличении угла на 10° увеличивается в 4,19 раза, что указывает на вероятность возможного нарушения целостности костных отрубов.

в-третьих, экспериментально установлено влияние угла наклона боковых граней барабана на целостность костных отрубов, результаты которых представлены в табл. 2. Оценку целостности костных отрубов после обработки проводили визуально по окончании времени обработки.

Из табл. 2 следует, что изменение угла

наклона боковых граней относительно начального, равного 15°, в интервале 1,..5° нарушений в целостности костных отрубов отсутствует, за исключением окороков при угле 20°, а увеличение свыше указанного интервала, приводит к нарушениям целостности костных отрубов.

В целом, исходя из полученных результатов, угол наклона боковых граней к оси вала принят равным 15+(1...5)°.

Изобретение обеспечивает равномерность обработки костных отрубов с сохранением их целостности, упрощает конструкцию устройства и снижает его металлоемкость.

Использование: на предприятиях мясоперерабатывающей промышленности для массирования мясного сырья на стадии посола. Сущность изобретения: устройство содержит раму 1, установленный на горизонтальном валу 5 с возможностью одновременного вращения и качательного перемещения в вертикальной плоскости полый барабан 2 с крышкой 6 для загрузки и выгрузки продукта, имеющий форму призмы. Боковые грани барабана 2 выполнены наклонными под углом 15°+(1...5)°коси вала 5, а центры торцовых стенок барабана 2 смещены относительно этой оси. 4 ил. 2 табл.

Формула изобретения Устройство для массирования костных отрубов, содержащее раму, установленный на горизонтальном валу с возможностью одновременного вращения и качательного перемещения в вертикальной плоскости полый барабан с крышкой для загрузки и выгрузки продукта, имеющий форму призмы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерности обработки с сохранением целостности костных отрубов и упрощения конструкции устройства, боковые грани барабана выполнены наклонными под углом 15+(1...5)° коси вала, а центры торцевых стенок барабана смещены относительно этой оси.

Примечание:+ - целостность отруба сохранена;

- - целостность отруба имела нарушения;

А- целостность отруба имела значительные нарушения.

Таблица 1

Таблица 2

Вид А

Фи г. 2

Фиг.З

Фиг.4