close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13326

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 13326
(13) C1
(19)
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
МАТРИЦА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ВЕРМИШЕЛИ
(21) Номер заявки: a 20080475
(22) 2008.04.14
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Груданов Владимир Яковлевич; Бренч Андрей Александрович; Торган Анна Борисовна; Ткачева Людмила Тимофеевна (BY)
BY 13326 C1 2010.06.30
A 21C 11/00
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет" (BY)
(56) ЧЕРНОВ М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1978. С.75-76.
US 4376624, 1983.
RU 2164747 C2, 2001.
SU 164859, 1964.
(57)
Матрица для прессования вермишели, выполненная в виде плоского перфорированного диска площадью Sм определенной толщины, причем входные отверстия перфорации
выполнены ступенчато по всей толщине перфорированного диска, а их диаметр и высота
ступеней уменьшаются по ходу движения теста в сторону выходной формующей щели,
отличающаяся тем, что площадь перфорированного диска Sм и площадь его входных отверстий fотв связаны с диаметром входного отверстия перфорированного диска dотв, диаметром формующей щели dщ, а также диаметром входного отверстия первой ступени d1 и
диаметром входного отверстия второй ступени d2 следующим соотношением:
d2
d12 d 22
Sм
,
= отв
=
=
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
где zотв - количество входных отверстий перфорированного диска.
Фиг. 1
Изобретение относится к конструктивным элементам устройств для формования различных макаронных изделий и может быть применено в пищевой и других отраслях промышленности.
BY 13326 C1 2010.06.30
Известна матрица для производства макаронных изделий, включающая цилиндрический корпус с колодцами, расположенными на концентрических окружностях, установленные внутри колодцев вкладыши со сквозными формующими отверстиями,
сгруппированными в гнезда [1].
В данной конструкции матрицы геометрические параметры перфорации не связаны
с размерами матрицы определенными соотношениями, что не позволяет получить равномерное и постепенное сжатие теста и тем самым достичь постоянного значения коэффициента уплотнения теста по высоте матрицы, что, как следствие, снижает
производительность пресса и ухудшает качество готовой продукции.
Наиболее близким техническим решением является матрица для прессования вермишели, представляющая собой плоский перфорированный диск определенной толщины,
причем отверстия перфорации выполнены ступенчато по толщине матрицы, их диаметр и
высота ступеней уменьшаются по ходу движения теста в сторону выходной формующей
щели [2].
Недостатком указанного устройства является также отсутствие взаимосвязи геометрических параметров перфорации с размерами матрицы, что не позволяет получить равномерное и постепенное сжатие теста и тем самым достичь постоянного значения
коэффициента уплотнения теста, и, как следствие, возникает различное гидравлическое
сопротивление в ступенях входных отверстий матрицы, что снижает производительность
пресса и ухудшает качество готовой продукции.
Задача изобретения - достижение постоянного, равномерного и постепенного сжатия
теста, увеличение производительности матрицы, снижение энергоемкости и улучшение
качества готовой продукции.
Поставленная задача решается тем, что в матрице для прессования вермишели, выполненной в виде плоского перфорированного диска площадью Sм определенной толщины, причем входные отверстия перфорации выполнены ступенчато по всей толщине
перфорированного диска, а их диаметр и высота ступеней уменьшаются по ходу движения
теста в сторону выходной формующей щели, согласно изобретению, площадь перфорированного диска Sм и площадь его входных отверстий связаны с диаметром входного отверстия перфорированного диска fотв, с диаметром формующей щели dщ, а также с диаметром
входного отверстия первой ступени d1 и с диаметром входного отверстия второй ступени
d2 следующим соотношением:
d2
d12 d 22
Sм
,
= отв
=
=
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
где zотв - количество входных отверстий матрицы.
Использование соотношения
Sм
d2
d12 d 22
= отв
=
=
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
позволяет достичь постепенного увеличения гидравлического сопротивления во всех ступенях входных отверстий матрицы, что равномерно увеличивает давление и дает возможность получить постепенное уплотнение теста от одной ступени отверстий матрицы к
другой и, как следствие, достижение постоянного и постепенного сжатия теста при одинаковом коэффициенте уплотнения, т.е. k1 = k2 = k3 = k4. Это позволяет получить технический результат - стабилизацию движения теста через матрицу с постепенным увеличением
гидравлического сопротивления, что повышает тем самым качество формования и производительность матрицы, снижает энергоемкость, а следовательно, повышает эффективность работы устройства.
2
BY 13326 C1 2010.06.30
d2
d12 d 22
Sм
, тогда коэффициент уплотнения
≠ отв
≠
≠
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
k1 ≠ k2 ≠ k3 ≠ k4 при соблюдении всех остальных отличительных признаков, то в этом случае гидравлическое сопротивление для прохода теста в ступенях будет различным, что
дестабилизирует движение теста через перфорированную поверхность, его неравномерное
сжатие и, как следствие, уменьшение производительности матрицы, и ухудшение качества
формования, а следовательно, и снижение эффективности работы устройства.
Таким образом, добившись постоянного значения коэффициента уплотнения теста по
всем ступеням входных отверстий матрицы, возможно стабилизировать движение тестовой массы через матрицу и повысить тем самым эффективность работы устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежом: на фиг. 1 показана принципиальноконструктивная схема матрицы для прессования вермишели (вид сбоку), на фиг. 2 показана принципиально-конструктивная схема матрицы для прессования вермишели (вид сверху), на фиг. 3 - вид А на фиг. 1, ступенчатые отверстия перфорации для формования теста.
Матрица для прессования вермишели содержит плоский перфорированный диск 1
диаметром Dм постоянной толщины и общей площадью Sм, отверстия перфорации 2, выполненные ступенчато по толщине матрицы, при этом высота ступеней и их диаметры
уменьшаются по ходу движения теста в сторону выходной формующей щели 3. Матрица
по толщине диска 1 в горизонтальной плоскости условно разделена на ряд ступенчатых
зон. Первая зона (I зона) образована предматричной камерой 4 и входным отверстием 5
диаметром dотв. Вторая зона (II зона) образована переходом входного отверстия 5 в отверстие 6 диаметром d1, третья зона (III зона) образована отверстием 6 и отверстием 7 диаметром d2. Четвертая зона (IV зона) образуется переходом отверстия 7 в формующую
щель 3 диаметром dщ. zотв - входные отверстия перфорации 2 матрицы. Стрелками показано направление движения теста. Рабочее положение матрицы горизонтальное.
В данном устройстве геометрические параметры матрицы и входных отверстий связаны между собой соотношением
f
Sм
f
f
= отв = 1 = 2 ,
∑ f отв ⋅ z отв f1 f 2 f щ
Если в соотношении
где Sм - площадь матрицы;
fотв - площадь входных отверстий матрицы;
f1 - площадь входного отверстия первой ступени;
f2 - площадь входного отверстия второй ступени;
fщ - площадь формующей щели;
zотв - количество входных отверстий матрицы.
Так как
2
2
πd щ
πd отв
πD м2
πd12
πd 22
Sм =
, f отв =
, f1 =
, f2 =
, fщ =
,
4
4
4
4
4
где Dм - диаметр матрицы;
Sм - площадь матрицы;
fотв - площадь входных отверстий матрицы;
f1 - площадь входного отверстия первой ступени;
f2 - площадь входного отверстия второй ступени;
fщ - площадь формующей щели;
dотв - диаметр входного отверстия матрицы;
d1 - диаметр входного отверстия первой ступени;
d2 - диаметр входного отверстия второй ступени;
dщ - диаметр формующей щели.
Окончательно получаем
3
BY 13326 C1 2010.06.30
d2
d12 d 22
D м2
,
= отв
=
=
∑ d отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
или
Sм
d2
d12 d 22
= отв
=
=
.
∑ f отв ⋅ zотв d12 d 22 d щ2
Устройство работает следующим образом.
В шнековой камере пресса тесто подвергается интенсивному механическому воздействию со стороны винтовой лопасти шнека, постепенно уплотняется, освобождается от
включений воздуха, становится плотной, упруго-пластичной и вязкой массой. Сформировавшееся в шнековой камере тесто нагнетается далее в небольшое предматричное пространство, заканчивающееся прессовой матрицей с постепенным уменьшением сечения
ступеней входных отверстий. Из предматричной камеры 4 тесто нагнетается в отверстие 5
зоны I, затем попадает в отверстие 6 зоны II, далее - в отверстие 7 зоны III и, наконец, в
формующую щель 3 зоны IV. При движении теста из зоны I в зону IV диаметры входных
отверстий постепенно уменьшаются и количество отверстий остается постоянным. Это
приводит к уменьшению площади проходного (живого) сечения и, как следствие, к уплотнению и сжатию теста. Здесь важно, чтобы уплотнение теста проходило последовательно,
постепенно и равномерно. Это позволяет равномерно и постепенно увеличивать гидравлическое сопротивление и давление во всех ступенях входных отверстий. Данный процесс
может характеризоваться коэффициентом уплотнения (сжатия), под которым понимается
отношение объемов теста до и после сжатия (или до и после ступеней). С целью упрощения расчетов отношения объемов теста целесообразно заменить отношением площадей.
Тогда для первой зоны коэффициент уплотнения определяется по формуле
Sм
,
k1 =
∑ f отв ⋅ z отв
для второй зоны
2
d отв
k2 = 2 ,
d1
для третьей зоны
d12
k3 = 2 ,
d2
для четвертой зоны
d 22
k4 = 2 .
dщ
В данной матрице коэффициент уплотнения теста имеет постоянное значение для всех
зон в процессе выпрессовывания теста, т.к.
d2
d12 d 22
Sм
и k1 = k 2 = k 3 = k 4 .
= отв
=
=
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
Следовательно, полученное соотношение позволяет в данной конструкции матрицы
получить постепенное и равномерное увеличение гидравлического сопротивления и давления во всех ступенях отверстий по ходу движения теста через матрицу и достичь равенства коэффициента уплотнения теста. Это гарантирует более качественное формование
сырья, снижение при этом потерь клейковины, увеличение производительности матрицы
и макаронного пресса в целом и, следовательно, повышение эффективности работы устройства.
Для подтверждения вышеизложенного приведем конкретный пример.
4
BY 13326 C1 2010.06.30
Пример 1.
Принимаем:
Dм - диаметр матрицы, Dм = 320 мм;
dотв - диаметр отверстия, dотв = 6 мм;
zотв - количество отверстий матрицы, zотв = 1778.
d2
d12 d 22
Sм
.
= отв
=
=
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
Решение.
Рабочую поверхность отверстия перфорации условно делим на четыре ступени по
всей толщине матрицы. Первая ступень образуется предматричным пространством и
входными отверстиями. При этом коэффициенты уплотнения теста будут постоянными во
всех ступенях входных отверстий матрицы k1 = k2 = k3 = k4.
1. Определяем коэффициент уплотнения теста в первой ступени.
Sм
D м2
320 2
=
=
= 1,6.
k1 =
2
⋅ z отв 6 2 ⋅ 1778
∑ f отв ⋅ z отв ∑ d отв
2. Определяем диаметр входного отверстия второй ступени.
d2
k1 = отв
= 1,6, тогда
d12
2
d отв
62
d1 =
=
= 4,7 ìì .
1,6
1,6
3. Определяем диаметр входного отверстия третьей ступени.
d2
k1 = 12 = 1,6, тогда
d2
d12
4,7 2
=
= 3,7 ìì .
1,6
1,6
4. Определяем диаметр входного отверстия четвертой ступени.
d2
k1 = k 4 = 22 = 1,6, тогда
dщ
d2 =
d 22
3,7 2
=
= 2,9 ìì .
1,6
1,6
5. Проверяем правильность вычислений.
2
d отв
d12 d 22
320 2
62
4,7 2 3,7 2
Sм
=
=
=
=
=
=
=
= 1,6.
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2 6 2 ⋅1778 4,7 2 3,7 2 2,92
Из расчетов следует 1,6 = 1,6 = 1,6 = 1,6, т.е. k1 = k2 = k3 = k4. Что и требовалось доказать.
Таким образом, гидравлическое сопротивление во всех ступенях входных отверстий
матрицы будет равномерно и постепенно увеличиваться, а коэффициент уплотнения теста
будет постоянным, что стабилизирует движение теста через матрицу, тем самым повышает качество формования и производительность матрицы, а следовательно, повышает эффективность работы устройства в целом.
Пример 2.
Принимаем:
Dм - диаметр матрицы, Dм = 320 мм;
dотв - диаметр отверстия, dотв = 6 мм;
dщ =
5
BY 13326 C1 2010.06.30
zотв - количество отверстий матрицы, zотв = 1778.
d2
d12 d 22
Sм
.
≠ отв
≠
≠
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2
Решение.
Рабочую поверхность отверстия перфорации условно делим на четыре ступени по
всей толщине матрицы. Первая ступень образуется предматричным пространством и
входными отверстиями. При этом коэффициенты уплотнения теста будут разными во всех
ступенях входных отверстий матрицы k1 ≠ k2 ≠ k3 ≠ k4.
1. Определяем коэффициент уплотнения теста в первой ступени.
Sм
D м2
320 2
=
=
= 1,6.
k1 =
2
⋅ z отв 6 2 ⋅ 1778
∑ f отв ⋅ z отв ∑ d отв
2. Определяем диаметр входного отверстия второй ступени.
Так как k1 ≠ k2, то
d2
k 2 = отв
= 1,8, тогда
d12
2
d отв
62
=
= 4,5 ìì .
1,8
1,8
3. Определяем диаметр входного отверстия третьей ступени.
Так как k2 ≠ k3, то
d2
k 3 = 12 = 2,0, тогда
d2
d1 =
d12
4,52
=
= 3,2 ìì .
2,0
2,0
4. Определяем диаметр входного отверстия четвертой ступени.
Так как k3 ≠ k4, то
d2
k1 ≠ k 4 = 22 = 1,2, тогда
dщ
d2 =
d 22
3,22
=
= 2,9 ìì .
1,2
1,2
5. Проверяем правильность вычислений.
Sм
d2
d12 d 22
3202
62
4,52 3,2 2
≠ отв
≠
≠
≠
≠
≠
≠
.
∑ f отв ⋅ z отв d12 d 22 d щ2 62 ⋅ 1778 4,52 3,22 2,92
dù =
Из расчетов следует 1,6≠1,8≠2,0≠1,2, т.е. k1 ≠ k2 ≠ k3 ≠ k4. Гидравлическое сопротивление в ступенях входных отверстий матрицы получается разным и коэффициент уплотнения теста будет различным, это дестабилизирует движение теста через перфорированную
поверхность, его сжатие и, как следствие, уменьшение производительности матрицы, и
ухудшение качества формования, а следовательно, и снижение эффективности работы
устройства.
Таким
образом,
только
при
строгом
соблюдении
соотношения
2
2
2
d
d
d
Sм
= отв
= 12 = 22 достигается равномерное и постоянное увеличение гидрав2
∑ f отв ⋅ z отв d1 d 2 d щ
лического сопротивления во всех ступенях входных отверстий матрицы, постоянное зна-
6
BY 13326 C1 2010.06.30
чение коэффициента уплотнения теста, стабилизация движения тестовой массы через
матрицу, что позволяет повысить тем самым эффективность работы устройства.
Источники информации:
1. Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - С. 75-76.
2. US 4376624, 1983.
3. RU 2164747 С2, 2001.
4. SU 164859, 1964.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
122 Кб
Теги
13326, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа