Маслоизготовитель непрерывного действия

 

Маслоизготовитель непрерывного действия относится к маслодельной отрасли молочной промышленности и к электробытовым приборам, предназначенным для выработки сливочного масла в домашних условиях. Целью изобретения является повышение качества сбивания и уменьшение габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что маслоизготовитель непрерывного действия содержит основание 1 с размещенным внутри него электроприводом 2 высокооборотного 3 и низкооборотного 4 валов, горизонтальную камеру сбивания 5, снабженную торцовой крышкой 7 с выходным 9 рукавом для масляного зерна и пахты, внутри горизонтальной камеры сбивания 5 установлены коаксиально с радиальным зазором δ роторная мешалка 10 и расположенный под камерой сбивания и под некоторым углом к ее оси двухшнековый текстуратор 11, в корпусе которого установлены два взаимозацепляющихся и вращающихся навстречу друг другу шнека 12, 13 и выходной насадок 16. На одном конце полой роторной мешалки 10 установлена коаксиально корпусу камеры сбивания с тем же зазором δ дисковая камера с входным центральным отверстием, внутри которой размещены выгнутые по направлению вращения мешалки лопасти, а другой конец мешалки помещен в подшипниковый узел крышки корпуса камеры сбивания, причем дисковая камера роторной мешалки 10 и входного патрубка соединены между собой посредством полого вала, при этом диаметры: внутренний корпуса камеры сбивания - Д<SB POS="POST">к</SB>, наружный роторной мешалки - Д<SB POS="POST">н</SB>, наружный дисковой камеры - Д<SB POS="POST">2</SB>, центрального ее отверстия - Д<SB POS="POST">1</SB> и ширина дисковой камеры - B связаны между собой зависимостью B = 4δ при Д<SB POS="POST">1</SB> = 18,5δ и Д<SB POS="POST">2</SB> = 46δ, а диаметры шнеков - Д и его вала - D , а также межцентровое расстояние между шнеками - А связаны между собой зависимостью Д/<SB POS="POST">D</SB>= 2,5 А/Д при соотношении А/Д = 0,8, причем корпуса камеры сбивания и двухшнекового текстуратора выполнены быстросъемными. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 А 01 J 15/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

&иЮлр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4277074/31-13 (22) 06,07.87 (46) 30,07.89. Бюл. 9 28 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) В.А.Березко, И.Р,Зарицкая, Ю.И.Миронов и Я.Д.Шульман (53) 637.323 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР 9,1009353, кл. А 01 J 15/02, 1983.

Сурков В.Д, и др. Маслоизготовитель "Континаб" (Франция). Технологическое оборудование предприяти ий молочной промышленности. M.: ПП, 1970ю с. 232-234.

„„SU„„1 496726 A 1

2 (54) МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЬ НЕПРЕРЬ1ВНОГО

ДЕЙСТВИЯ (57) Маслоизготовитель непрерывного действия относится к маслодельной отрасли молочной промьппленности и к электробытовым приборам, предназначенным для выработки сливочного масла в домашних условиях, Целью изобретения является повышение качества сбивания и уменьшение габаритов устройства. Поставленная цель достигается тем, что маслоизготовитель непрерывного действия содержит основание 1 .с размещенным внутри него электроприводом 2 высоко1496726

3 оборотного 3 и низкооборотного 4 валов, горизонтальную камеру сбивания 5, снабженную торцовой крышкой

7 с выходным 9 рукавом для масляного

5 зерна и пахты, внутри горизонтальной камеры сбивания 5 установлены коаксиально с радиальным зазором 4 роторная мешалка 10 и расположенный под камерой сбивания и под некоторым углом к ее оси двухшнековый текстуратор 11, в корпусе которого уста-. новлены два взаимозацепляющихся и вращающихся навстречу друг другу шнека 12, 13 и выходной насадок 16. 15

На одном конце полой.роторной мешалки 10 установлена коаксиально корпусу камеры сбивания с тем же зазором

d дисковая камера с входным центральным отверстием, внутри которой раз-, 20 мещены выгнутые по направлению вращения мешалки лопасти, а другой кбнец мешалки помещен в подшипниковый узел крышки корпуса камеры сбивания, причем дисковая камера роторной мешалки 10 и входного патрубка соединены между собой посредством полого вала, при этом диаметры: внутренний корпуса камеры сбивания — D „, наружный роторной мешалки — D най ружный дисковой камеры — D, центрального ее отверстия — D, и ширина дисковой камеры — Ь связаны между собой зависимостью Ь = 4 д при

D1 = 18,5 d и Dg = 468, а диаметры шнека — D u его вала d, а также межцентровое расстояние между шнеками—

А связаны между собой зависимостью

D/d = 2,5А/D при соотношении А/D =

0,8, причем корпуса камеры сбивания и двухшнекового текстуратора выполнены быстросъемными, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к маслодельной отрасли молочной промышленности и к электробытовым приборам, предназначенным для выработки сливоч- 30 ного масла в домашних условиях.

Целью изобретения является повышение качества сбивания и уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображен маслоизготови- 35 тель непрерывного действия, общий вид; на фиг. 2 — узел 1- на фиг. 1; на фиг, 3 — камера сбивания; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3.

Маслоизготовитель непрерывного .40 действия включает в себя основание

1, электропривод 2 высокооборотного

3 и низкооборотного 4 приводных ва-. лов, быстросъемную горизонтальную камеру 5 сбивания, состоящую из корпуса 6, торцовой крышки 7 с закрепленными на ней входным патрубком 8 для сливок и выходным рукавом 9 для масляного зерна и пахты и роторной мешалки 10, быстросъемный наклонный двухшнековый текстуратор 11 (под углом o(к горизонту), внутри которого установлены с возможностью вращения навстречу друг другу взаимоэацеплякщиеся шнеки 12 и 13, перфорирован- >5 ные плиты 14 и короткие лопастные мешалки 15, чередующиеся между собой, кроме того, текстуратор снабжен выходным насадом 16 для масла и сборником пахты 17. Для обеспечения быстрого съема камеры 5 сбивания и текстуратора 11 установлены специальные быстрозажимающие гайки 18 и поводковые устройства 19 для разъединения приводных валов от электропривода 2.

Основным узлом камеры 5 сбивания маслоизготовителя (фиг, 2) является роторная мешалка 10, коаксиально установленная с зазором Р в корпусе

6. Роторная мешалка,10 состоит из следующих элементов: полого подводящего вала 20, цилиндрической втулки

21 с четырьмя бильными лопастями 22 и дисковой камеры 23. Цилиндрическая втулка — основа роторной мешалки 10 насажена на полый подводящий вал 20.

Собственно дисковая камера 23 представляет из себя единый элемент мешалки 10, ограниченный с двух сторон дисками 24 и 25, между которыми раз1мещены криволинейные цилиндрические

1 лопасти 26, выгнутые по направлению вращения. Диск 24 выполнен как единое целое с приводным высокооборотным валом 3, а диск 25 имеет центральное входное отверстие 27 диаметром D>.

Дисковая камера 23 в корпусе 6 установлена коаксиально с зазором с(Один конец полого вала 20 жестко соединен с центральным входным отверстием 27, а второй, расположенный в подшипниковом узле 28 торцовой крышся смесь масляного зерна и пахты, поступающая на дальнейшую обработку в быстросъемный двухшнековый текстуратор 11. Шнеки 2 и 13, вращающиеся навстречу друг другу, спрессовывают масляные зерна, отжимая при этом пахту и перемещая масляные зерна в насадок 16, где оставшаяся влага равномерно распределяется по всему объему сливочного масла. Полученное сливочное масло выдавливается через выходной патрубок. Быстросъемные камера сбивания и двухшнековый текстурато1 позволяют ускорить и упростить сборку и разборку маслоизготовителя в домашних условиях.

Взаимосвязь геометрических параметров камеры сбивания устанавливают исходя из условия неразрывности потока сливок, т.е. объемные расходы сливок через криволинейные междисковые каналы шириной, равной ширине дисковой камеры Ь, и через камеру сбивания равнь Q = Q . Объемный расход определяется как где D „— диаметр центрального отверстия дисковой камеры;

D — наружный диаметр дисковой камерьц

V, V — осевые скорости сливок соответственно на входе и выходе из дисковой камеры.

Объемный расход для камер сбивания непрерывного действия находят по уравнению (2) где D — внутренний диаметр корпуса камеры сбивания; — величина радиального зазора (зазор между внутренней поверхностью корпуса и роторной мешалкой);

V — осевая скорость тонкослой2 ного потока сливок вдоль камеры сбивания; — длина камеры сбивания;

С вЂ” время сбивания.

Из уравнений (1) и (2) следует

D! d V = D „bV, (3)

Скорости V „и V < могут быть определены по формуле

5 1496726 ки 7, входит непосредственно в полость входного патрубка 8. На конец входного патрубка 8, закрепленного на торцовой крышке, надет гибкий шланг 29 с пробковым краном 30 для

5 перекрытия потока сливок из накопительной емкости и регулирования его в случае необходимости.

Маслоизготовитель работает следую-10 щим образом.

Сливки, предварительно подготовленные к сбиванию, из накопительнойемкости по шлангу 29 и полому валу

20 поступают в криволинейные каналы, образованные лопастями 26 дисковой камеры 23, При вращении последней под действием центробежных сил сливкам в криволинейных каналах сообщается вращательное и поступательнорадиальное движение. Диски 24, 25 и размещенные между ними загнутые назад лопасти 26 образуют своеобразную камеру подачи и закрутки потока сливок, благодаря этому на выходе из 25 каналов создается сильно закрученный поток сливок, который подается с достаточным напором в кольцевой зазор между корпусом 6 и лопастями 26 роторной мешалки 10, при этом окружная 30 скорость потока сливок практически равна окружной скорости вращения роторной мешалки, так как наружные диаметры дисков 24 и 25 (D ) равны диаметру роторной мешалки 10 (D ). Такой ввод сливок в камеру сбивания обеспе35 чивает высокую степень турбулизации сливок сразу при поступлении их в камеру сбивания, равномерное распределение их в тонком кольцевом зазоре между корпусом камеры и билами мешалки, осуществление сбивания по всей длине бил мешалки, все это ведет к интенсификации процесса сбивания сливок. При вращении роторной мешал45 ки 10, дисковой камеры 23 и непрерывном выходе сливок из криволинейных каналов внутри образующегося при этом жидкостного кольца и в полости мешалки создается разряжение, под дейст50 вием которого сливки непрерывно всасываются по шлангу 29 и накопительной емкости. Регулирование подачи сливок осуществляется краном 30. Находясь в тонком кольцевом зазоре между кор- пусом камеры и билами мешалки, сливки

55 подвергаются интенсивному механическому воздействию мешалки, в результате на выходе камеры сбивания образуетQ, = 7l D,bV„= ГD ЬЧ„(1) 1496726 (4) V1 = 7! D, ntgp, V2 — и 0 ntgð э в устройстве должно соблюдаться условие %

1 к

0 65

Р„Ь (6) 0 „° cP= 0,65D Ü. где и т частота вращения дисковой 5 камеры;

„p и р — углы между касательными к лопасти и соответственно касательными к окружности вхо да и выхода из дисковой ка-10 меры.

Оптимальные значения р и ф

1 обеспечивающие наиболее высокие гйд" равлические KIIg, находятся в диапазонах p,= 24-26 ; = 15"17 . 15

Определяют отношение D /D . Известна, 1 2 что для лопастных насосов с малым коэффициентом быстроходности, которые предназначены для сравнительно малых подач и больших частот вращения рабочих колес, отношение наружФ, ного и внутреннего диаметров их принимается равным 2,5. Условия работы в дисковой камере предлагаемого устройства аналогичны вышеописанным, 25 так как при выработке сливочного масла в домашних условиях будут реализовываться сравнительно малые подачи и большие частоты вращения роторной мешалки, соответственно и дисковой 30 камеры для обеспечения эффекта сбивания. Следовательно, принимают DZ -=

2,5 D (Я ., Для обеспечения безударного входа сливок, выбрасываемых из каналов дисковой камеРы в кольце- 35 вой зазор камеры сбивания, должно соблюдаться условие V = Ч . Исходя из вьппеизложенного, а также используя соотношения (4), (5) и найдя

tg р, и М р при Д= 25 и Р 40

16, приведем уравнение (3) к виду

Полученное уравнение (6) связывают между собой основные геометрические параметры камеры сбивания: D„, D d Dz, D è b, где D„— диаметр мешалки, так как D<=D +2d,D =D . (7)

Для обеспечения в камерах сбивания надежного "эффекта" сбивания необходимо соблюдение условия Эк/ Р=

48 (8). Это условие соблюдается во всех камерах сбивания как отечест. венного, так и большинства зарубежного производства. Из соотношений (7) и с учетом условий (5) и (8) по". лучаем D „/ d = 18,5. Таким образом, причем D / Х= 48;.D,/ d = 18; D /D,=

2,5. (9)

Учитывая это условие, а также что D < = 46 d, D 1 = 18,5 d (из геометрии камеры сбивания), получим

b = 4 " . Только при таком соотношении возможно достижение в устройстве поставленной вьппе цели. Зазор явпяется и"-вестным параметром любого яаслоизготовителя какой-либо заданной производительности. Поэтому, исходя иэ соотношения Ъ = 4 при D = 18,5 и D2 = 46 1, однозначно определяют геометрические параметры камеры сбивания.

С целью установления оптимального отношения D/й для малогабаритных текстураторов были выполнены исследования на модельном маслоизготовителе, при этом диаметры варьировались в следующих диапазонах: D = 35-50мм, и = 10-20 мм, при отношении А/й =

= 0,8. Было получено следующее соотношение

D/d = 2,5 А/D при А/D = 0,8. (10) Соотношение (10) связывает важнейшие геометрические параметры малогабаритного двухшнекового текстуратора. Иаг шнеков определяется в зависимости от требуемой производительности и конструктивных соображений.

Выполнение маслоизготовителя с дискойой камерой и вьппеукаэанным со-. г отношением параметров элементов камеры сбивания и текстуратора позволяет повысить качество сбивания при выработке сливочного масла в домашних условиях при одновременном уменьшении габаритов за счет его обработки в стабильном режиме работы камеры сбивания, определяемым постоянным напором и подачей сливок, а также за счет увеличения степени турбулизации сливок сразу при поступлении их в камеру сбивания.

Формула изобретения

1. Иаслоизготовитель непрерывного действия, содержащий основание с размещенным внутри него электроприводом высокооборотного и низкооборотгде D — - диаметр шнека;

d — диаметр вала шнека;

А — межцентровое расстояние взаиХ мозацеппяницихся шнеков.

9 149672 ного валов, горизонтальный корпус с валом, закрепленным на нем распределителем сливок и роторной мешалкой, установленной коаксиально корпусу

5 с радиальным зазором, а также текстуратор, расположенный под корпусом и имеющий два установленных с возможностью вращения навстречу друг другу взаимозацепляющихся шнека с выходным насадком, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества сбивания и уменьшения габаритов, распределитель сливок выполнен в виде дисковой камеры с выгнутыми по направлению вращения лопастями и центральным отверстием для подвода сливок посредством вала, выполненного полым, причем наружный диаметр дисковой камеры равен наружному диаметру роторной мешалки.

2, Маслоизготсвитель по п. 1, отличающийся тем, что, нинина дисконой камеры, величина ра6 1О диального зазора между роторной мешалкой и корпусом связана соотношением

Ь = 48, при D „ 18р5 ч Dq 468, где Ь вЂ” ширина дисковой камеры;

d — величина радиального зазора;

D, — диаметр центрального отверс тия дисковой камеры;

D — наружный диаметр дисковой 2 камеры.

3. Маслоизготовитель по п. 1, отличающийся тем, что диаметры шнека и его вала, а также межцентровое расстояние взаимозацеплякицихся шнеков связаны зависимостью

D/d = 2,. А/D, при А/О ** 0,8, 1496726

А-А

Составитель А.Гнедовский

Техред M. Дндык Корректор Т.Малец

Редактор М. Ба ндур а

Заказ 4350/5 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101