Нож лопастной к устройству для измельчения мясопродуктов
Владельцы патента RU 2338594:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий (RU)
Изобретение предназначено для использования на мясоперерабатывающих заводах и в быту. Нож содержит ступицу с посадочным отверстием, на которой размещены лопасти. Режущая кромка выполнена с уменьшением косинуса угла скольжения по мере удаления от оси вращения в число раз, равное отношению радиуса данной точки режущей кромки к начальному радиусу профиля ножа. Изобретение снижает энергоемкость процесса измельчения и повышает производительность измельчающего оборудования. 1 ил.
Изобретение относится к режущим элементам для измельчения мяса и других продуктов.
Аналогами данного изобретения являются лопастные ножи, работающие в паре с решеткой. Режущие кромки лопастей могут быть выполнены прямолинейными (А.с. СССР №1556747, МПК В02С 18/30), криволинейными частично в форме Архимедовой спирали и частично логарифмической спирали (патент РФ №2171142, МПК В02С 18/30), образованы отрезками дуг окружностей, центры которых лежат на рядом расположенном пере на расстоянии, равном половине радиуса окружности торцевых граней, причем угол резания каждого лезвия составляет 35-50°, образующая переднюю поверхность лезвия - прямая (А.с. СССР №1791020, МПК В02С 18/30). Лопасти могут быть загнуты по окружности, по архимедовой спирали, по логарифмической спирали (патент РФ №2220771, МПК В02С 18/36).
Недостатком таких ножей является, с одной стороны, неравномерность структуры переработанного продукта и его низкое качество, с другой стороны, высокая энергоемкость процесса измельчения. Наблюдается неравномерное распределение нагрузок по длине кромки и, как следствие, неравномерный их износ.
Целью предлагаемого изобретения является обеспечение равномерности структуры, повышения качества перерабатываемого продукта, производительности оборудования и снижения энергоемкости процесса измельчения.
Задача решается тем, что для режущей кромки лопастного ножа волчка предлагается новая концепция выбора критерия конструирования формы, а именно обеспечение уменьшения косинуса угла скольжения по мере удаления от оси вращения в число раз, равное отношению радиуса данной точки режущей кромки к начальному радиусу профиля ножа. В этом случае более точно будет соблюдаться условие постоянства выделяемой в деформируемой среде мощности и напряженно-деформированного состояния пищевого материала для любой точки режущей кромки.
Действительно, так как для классической схемы ножа Pn=Pcosβ, Рτ=Psinβ, то мощность, выделяемая от работы нормальной силы Pn, осуществляющей рубящее резание, запишется для двух точек режущей кромки в виде (чертеж):
N1=Pcosβ1r1dϕ/dt; N2=Pcosβ2r2dϕ/dt
где
P - усилие резания, определяемое свойствами сырья;
β - угол скольжения;
ri - радиус вектор i-й точки режущей кромки;
dϕ - элементарный угол поворота ножа за время dt.
Определяя dt выражения для угловой скорости вращения ножа и подставляя в значения N1 и N2, получим:
r1cosβ1=r2cosβ2
Теперь совершенно очевидно, что угол скольжения каждой последующей режущей кромки ножа в виде ломаной линии по отношению к углу скольжения предыдущей ломаной линии, начиная от оси вращения ножа, должен подчиняться, в случае соблюдения предложенного энергетического критерия, следующему соотношению:
cosβ2=(r1/r2)cosβ1
Логарифмическая спираль, спираль Архимеда и др., таким образом, не являются оптимальными конфигурациями режущей кромки, так как не обеспечивают эквивалентности в отношении выделяемой при резании мощности. Оптимальной кривой является более пологая кривая, форма которой подчиняется критериальному уравнению по мощности:
r1cosβ1/r2cosβ2=1
Профилируя форму режущей кромки роторных ножей по предлагаемому критерию, предоставляется возможность обеспечения равномерности структуры, повышения качества перерабатываемого продукта, производительности оборудования и снижения энергоемкости процесса измельчения.
Нож лопастной к устройству для измельчения мясопродуктов, содержащий ступицу с посадочным отверстием, на которой размещены лопасти, отличающийся тем, что режущая кромка выполнена с уменьшением косинуса угла скольжения по мере удаления от оси вращения в число раз, равное отношению радиуса данной точки режущей кромки к начальному радиусу профиля ножа.
