close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15325

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
A 22C 17/04 (2006.01)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МЯСОКОСТНОГО СЫРЬЯ
(21) Номер заявки: a 20091143
(22) 2009.07.28
(43) 2011.02.28
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Груданов Владимир Яковлевич; Бренч Андрей Александрович; Дацук Игорь Евгеньевич (BY)
BY 15325 C1 2012.02.28
BY (11) 15325
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
аграрный технический университет" (BY)
(56) SU 895276, 1981.
BY 8777 C1, 2006.
US 4025001, 1977.
EP 0421551 А1, 1991.
(57)
Устройство для разделения мясокостного сырья, содержащее корпус с перфорированной втулкой, загрузочный бункер, сборник мясной фракции, расположенный под перфорированной втулкой, конусный запорный узел для регулирования степени разделения,
размещенный в конце корпуса, и шнек нагнетающего типа, установленный внутри перфорированной втулки, отличающееся тем, что шнек выполнен в виде конусного вала с винтовыми канавками одинаковой ширины, при этом угол наклона конусного вала αn+1 в
каждой последующей винтовой канавке шнека уменьшается по ходу движения сырья и
определяется из выражения:
R
α n +1 = α n ⋅ n +1 ,
Rn
где αn - угол наклона конусного вала n-й винтовой канавки шнека, град.;
Rn - радиус n-й винтовой канавки шнека, м;
Rn+l - радиус (n + 1)-й винтовой канавки шнека, м.
Фиг. 1
BY 15325 C1 2012.02.28
Изобретение относится к оборудованию мясной промышленности, в частности к
устройствам для отделения мяса от кости, и может быть использовано в обвалочных прессах.
Известен пресс для отжима жидкости, содержащий размещенный в перфорированном
корпусе шнек с конусным валом, загрузочный бункер, сборник жидкости и конусный запорный элемент со спиральным гребнем на рабочей поверхности для регулирования степени отжима [1].
Недостатком данного устройства является отсутствие взаимосвязи геометрических
параметров винтовых канавок шнека с увеличивающимся по ходу движения сырья диаметром вала, что не позволяет получить равномерное уплотнение продукта по ходу его
движения, и, как следствие, снижение эффективности работы пресса.
Известно также устройство для механического обезвоживания влажных продуктов,
содержащее разгрузочный патрубок, загрузочную воронку, между которыми установлен
дренажный фильтрующий корпус с помещенным в него прессующим червячным валом,
подпружиненный запорный конус, обеспечивающий постоянное регулирование перерабатываемого продукта, и насаженный на червячный вал на разгрузочном конце устройства диск,
на торце которого по окружности закреплены ножи для срезания отжатого продукта [2].
Недостатком такого устройства является низкое качество обезвоживания сырья за счет
применения червячного вала транспортирующего типа, что снижает эффективность работы устройства.
Наиболее близким техническим решением является устройство для отделения мяса от
костей, включающее корпус, загрузочное отверстие, перфорированную втулку в виде усеченного конуса с установленной в ней гайкой, шнек с последовательно установленными
на нем с противоположной от загрузочного отверстия стороны оправкой, колпачком и головкой, причем диаметр шнека уменьшается в направлении перемещения костей к выходной щели [3].
Недостатком устройства является отсутствие взаимосвязи параметров винтовых канавок шнека с уменьшающимся по ходу движения сырья наружным диаметром.
Задача изобретения - повышение эффективности работы устройства для разделения
мясокостного сырья.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для разделения мясокостного сырья, содержащем корпус с перфорированной втулкой, загрузочный бункер, сборник мясной фракции, расположенный под перфорированной втулкой, конусный запорный узел
для регулирования степени разделения, размещенный в конце корпуса, и шнек нагнетающего типа, установленный внутри перфорированной втулки, согласно изобретению, шнек
выполнен в виде конусного вала с винтовыми канавками одинаковой ширины, при этом
угол наклона конусного вала αn+1 в каждой последующей винтовой канавке шнека уменьшается по ходу движения сырья и определяется из выражения:
R
α n +1 = α n ⋅ n +1 ,
(1)
Rn
где αn - угол наклона вала n-го витка шнека, град.;
Rn - начальный радиус n-й винтовой канавки шнека, м;
Rn+1 - начальный радиус (n + 1)-й винтовой канавки шнека, м.
Приведенная зависимость позволяет получить одинаковое значение коэффициента
уплотнения сырья во всех винтовых канавках и, как следствие, повышение эффективности
работы устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 показана принципиально-конструктивная схема устройства для разделения мясокостного сырья, на фиг. 2 - схема шнека
предложенного устройства для разделения мясокостного сырья, на фиг. 3 - схема шнека
известного устройства (приведена для примера).
2
BY 15325 C1 2012.02.28
Устройство для разделения мясокостного сырья состоит из корпуса 1, перфорированной втулки 2 со сборником 3 мясной фракции, шнека (4) с конусным валом 5, ребрами 6 и
винтовыми канавками 7 одинаковой ширины, вращающегося от электродвигателя 8 в опорах 9 и 10. На резьбовом участке опорной цапфы 11 шнека 4 смонтирован конусный запорный элемент 12, фиксируемый после регулировки контргайкой 13. Корпус 1 снабжен
загрузочным бункером 14. Запорный элемент 12 образует с перфорированной втулкой 2
кольцевой зазор 15. Стрелками показано движение мясокостного сырья, выход мясной
фракции и костного остатка. Конусный вал 5 в каждой винтовой канавке 7 имеет различный угол наклона, причем в первой канавке он наибольший, а в последней - наименьший.
Количество винтовых канавок может быть 3, 4, 5 и т.д., при этом конструкция шнека
нагнетающего типа прежде всего характеризуется коэффициентом уплотнения (сжатия),
который должен иметь одинаковое значение во всех канавках.
В данном устройстве шнек 4 имеет винтовые канавки 7 одинаковой ширины (длины),
однако наличие конусного вала наделяет шнек нагнетающей функцией.
Угол наклона конусного вала αn+1 в каждой последующей винтовой канавке 7 шнека 4
уменьшается по ходу движения сырья и определяется по формуле:
R
α n +1 = α n ⋅ n +1 ,
(1)
Rn
где αn - угол наклона вала n-го витка шнека, град.;
αn+1 - угол наклона вала (n + 1)-го витка шнека, град.;
Rn - начальный радиус n-й винтовой канавки шнека, м;
R n+1 - начальный радиус (n + 1)-й винтовой канавки шнека, м.
Устройство для разделения мясокостного сырья работает следующим образом.
Предварительно измельченное на волчках мясокостное сырье подается в загрузочный
бункер корпуса 1, откуда захватывается ребрами 6 шнека 4 с конусным валом 5, приводимым в движение электродвигателем 8 при помощи цепной передачи, и перемещается в
направлении зоны выгрузки, одновременно подвергаясь прессованию. Отделяемая при
этом мясная фракция продавливается через отверстия перфорированной втулки 2 и проходит в сборник 3 мясной фракции. Костный остаток продавливается в зазор 15 между рабочей поверхностью конусного запорного элемента 12 и выходной частью перфорированной
втулки 2. При этом степень разделения может регулироваться изменением в осевом положении конусного запорного элемента 12 относительно перфорированной втулки 2.
Выполнение конусного вала с переменным углом наклона, уменьшающегося по ходу
движения сырья и определяемого в каждой винтовой канавке по формуле 1, позволяет постепенно и равномерно уплотнять исходное сырье, что приводит к выравниванию коэффициента уплотнения (сжатия) по всем винтовым канавкам, т.е. коэффициент уплотнения
в первой канавке равен коэффициенту уплотнения во второй, а коэффициент уплотнения
во второй канавке равен коэффициенту уплотнения в третьей и т.д.
В результате имеет место постоянное и равномерное уплотнение мясного сырья по
всей длине шнека (по всем винтовым канавкам) и, как следствие, эффективность работы
устройства повышается: происходит более качественное разделение мясокостного сырья
на отдельные фракции.
Если конусный вал 5 будет иметь постоянный угол наклона по всей длине шнека, то
коэффициент уплотнения будет иметь разные значения в каждой винтовой канавке, что
отрицательно скажется на работе устройства.
Покажем это на конкретных примерах, но предварительно отметим следующее. Как
известно, под коэффициентом уплотнения (сжатия) К понимается отношение объемов
двух соседних винтовых канавок шнека. Для упрощения расчетов в примерах заменили
объемы винтовых канавок их площадями нормального поперечного сечения, т.е. принимаем, что
3
BY 15325 C1 2012.02.28
V2 F2
= ,
V1 F3
где V1, F1 - объем и площадь нормального поперечного сечения первой по ходу движения
сырья винтовой канавки;
V2, F2 - объем и площадь нормального поперечного сечения второй по ходу движения
сырья винтовой канавки.
При этом площадь каждой винтовой канавки считаем по формуле площади неравнобокой трапеции. Однако принятые допущения не нарушают принцип работы устройства.
Пример А
Начальные условия:
R
α n +1 = α n ⋅ n +1 .
(1)
Rn
Для расчета принимаем начальный радиус первой винтовой канавки шнека R1 = 20 мм;
угол наклона конусного вала первой винтовой канавки шнека α1 = 10°; ширина каждой
винтовой канавки шнека L = 70 мм; наружный радиус шнека Rн = 80 мм; угол наклона конусного вала αn+1 в каждой последующей винтовой канавке шнека уменьшается по ходу
движения сырья и определяется по формуле (1). Число канавок - 4 (фиг. 2).
1. Определяем начальный радиус в канавках шнека при Rl = 20 мм:
R2 = L ⋅ tgα1 + R1 = 70 ⋅ tg10° + 20 = 32,34 мм;
R
20,0
α 2 = α1 ⋅ 1 = 10 ⋅
= 6,18° ;
R2
32,34
R3 = L ⋅ tgα2 + R2 = 70 ⋅ tg6,18° + 32,34 = 39,92 мм;
R
32,34
α 3 = α 2 ⋅ 2 = 6,18 ⋅
= 5,01° ;
R3
39,92
R4 = L ⋅ tgα3 + R3 = 70 ⋅ tg5,01° + 39,92 = 46,06 мм;
R
39,92
α 4 = α 3 ⋅ 3 = 5,01 ⋅
= 4,34° ;
R4
46,06
R5 = L ⋅ tgα4 + R4 = 70 ⋅ tg4,34° + 46,06 = 51,37 мм.
2. Определяем площадь каждой винтовой канавки (по формуле площади неравнобокой
трапеции):
R + R2 
20,0 + 32,34 


2
F1 = L ⋅  R н − 1
 = 70 ⋅  80 −
 = 3768,10 мм ;
2
2




R + R3 
32,34 + 39,92 


2
F2 = L ⋅  R н − 2
 = 70 ⋅  80 −
 = 3070,90 мм ;
2
2




R + R4 
39,92 + 46,06 


2
F3 = L ⋅  R н − 3
 = 70 ⋅  80 −
 = 2590,70 мм ;
2
2




R + R5 
46,06 + 51,37 


2
F4 = L ⋅  R н − 4
 = 70 ⋅  80 −
 = 2189,95 мм .
2
2




3. Определяем частные значения коэффициента уплотнения K (по площадям):
F 3768,10
K1 = 1 =
= 1,23 ;
F2 3070,90
F
3070,90
K2 = 2 =
= 1,19 ;
F3 2590,70
F 2590,70
K3 = 3 =
= 1,18 .
F4 2189,95
K=
4
BY 15325 C1 2012.02.28
4. Из расчетов следует, что K1 ≈ K2 ≈ K3, следовательно, предложенное техническое
решение обеспечивает постепенное и равномерное уплотнение сырья в винтовых канавках
шнека, что повышает эффективность работы устройства.
Пример Б
Начальные условия:
R
α n +1 ≠ α n ⋅ n +1 .
Rn
Для расчета принимаем начальный радиус первой винтовой канавки шнека R1 = 20 мм;
ширина каждой винтовой канавки шнека L = 70 мм; наружный радиус шнека Rн = 80 мм;
угол наклона конусного вала винтовых канавок шнека имеет постоянное значение по всей
длине и α = 10°. Для убедительности расчетов приведем схему шнека, вал которого имеет
постоянный угол наклона по всей длине (фиг. 3).
1. Определяем начальный радиус в канавках шнека при R1 = 20 мм:
R2 = L ⋅ tgα + R1 = 70 ⋅ tg10° + 20 = 32,34 мм;
R3 = L ⋅ tgα + R2 = 70 ⋅ tg10° + 32,34 = 44,68 мм;
R4 = L ⋅ tgα + R3 = 70 ⋅ tg10° + 44,68 = 57,02 мм;
R5 = L ⋅ tgα + R4 = 70 ⋅ tg10° + 57,02 = 69,36 мм.
2. Определяем площадь каждой винтовой канавки:
R + R2 
20,0 + 32,34 


2
F1 = L ⋅  R н − 1
 = 70 ⋅  80 −
 = 3768,10 мм ;
2 
2



R + R3 
32,34 + 44,68 


2
F2 = L ⋅  R н − 2
 = 70 ⋅  80 −
 = 2904,30 мм ;
2
2




+
+
R
R
44
,
68
57
,
02



2
4 
F3 = L ⋅  R н − 3
 = 70 ⋅  80 −
 = 2040,50 мм ;
2
2




R + R5 
57,02 + 69,36 


2
F4 = L ⋅  R н − 4
 = 70 ⋅  80 −
 = 1176,70 мм .
2
2




3. Определяем коэффициент уплотнения K в винтовых канавках шнека:
F 3768,10
K1 = 1 =
= 1,30 ;
F2 2904,30
F
2904,30
K2 = 2 =
= 1,42 ;
F3 2040,50
F
2040,50
K3 = 3 =
= 1,73 .
F4 1176,70
4. Из расчетов следует, что K1 ≠ K2 ≠ K3, следовательно, эффективность устройства
снижается за счет неравномерного уплотнения мясокостного сырья по всей длине шнека.
Таким образом, только строгое соблюдение всех отличительных признаков позволяет
решить поставленную задачу - повышение эффективности работы устройства для разделения мясокостного сырья.
Источники информации:
1. Патент СССР 895276, МПК A 22C 17/04 // Бюл. № 48. - 30.12.81.
2. Патент СССР 520262, МПК B 30B 9/14 // Бюл. № 25. - 05.07.76.
3. Патент СССР 1194689, МПК B 30B 9/14 // Бюл. № 44. - 30.01.85.
5
BY 15325 C1 2012.02.28
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
198 Кб
Теги
патент, by15325
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа