устройство для сбивания молочного сырья и обработки масляного зерна

Формула изобретения

1. Устройство для сбивания молочного сырья и обработки масляного зерна, содержащее корпус с неподвижным баком, в подшипниково-сальниковых узлах которого горизонтально размещен вал вихревой лопастной мешалки с неподвижно закрепленной на ней ступицей с изогнутыми бильными лопастями, кинематически связанный с электроприводом с пускорегулирующей аппаратурой, сливной патрубок и крышку бака, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения производительности труда, его вихревая лопастная мешалка в диаметральном поперечном сечении выполнена S-образного профиля, профиль каждой из бильных лопастей выполнен в форме участка параболы, на бильных лопастях мешалки в шахматном порядке выполнены радиально направленные пазы с параллельными кромками, диаметрально противоположно этим пазам - выступы, ширина которых больше ширины пазов, у наружных кромок бильных лопастей мешалки со стороны их вогнутой поверхности на обеих боковых кромках выполнены выступы Г-образной формы, одна из стенок бака, параллельная валу мешалки, и его днище расположены друг относительно друга под углом, меньшим 90^o, на стенке бака ниже поверхности залитого в бак молочного сырья и со стороны выхода из него вогнутых поверхностей лопастей вихревой лопастной мешалки, а также на днище бака с зазором относительно наружных торцов бильных лопастей смонтированы неподвижные пластины, плоскости которых параллельны плоскостям, проходящим через осевую линию вала вихревой лопастной мешалки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью облегчения условий труда путем предотвращения налипания масляного зерна и комочков масла, внутренняя поверхность его бака, ступица и выпуклая поверхность его вихревой лопастной мешалки, а также неподвижные пластины выполнены шероховатыми, например отпескоструены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для выработки масляного зерна при сбивании свежего и кислого молока, свежих и кислых сливок (сметаны) и может быть использовано в индивидуальных и фермерских хозяйствах, в молочных цехах колхозов и совхозов, а также на молочных заводах.

Известен смеситель, содержащий корпус, в котором размещены рабочие органы в виде вращающихся валов с закрепленными на них пластинчатыми изогнутыми элементами, выполненными из упругого материала, изогнутыми в форме клотоид и закрепленными на валу в их средней части, при этом ширина элементов равномерно уменьшается от середины к концам /1/.

Его недостатками являются малые функциональные возможности. Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидродинамическая роторная мешалка, содержащая вал, на котором закреплен ротор, выполненный из двух рядов лопаток, и статор с радиально установленными по окружности пластинами, при этом лопатки одного ряда установлены относительно лопаток другого ряда под углом, направленным по ходу вращения, а лопатки одного ряда ротора смещены относительно лопаток другого ряда /2/.

Недостатками этого технического решения являются малые функциональные возможности и низкая производительность труда.

Сущность изобретения заключается в том, что в сбивателе обработнике, содержащем корпус с неподвижным баком, в подшипниково-сальниковых узлах которого горизонтально размещен вал вихревой лопастной мешалки с неподвижно закрепленной на нем ступицей с изогнутыми бильными лопастями, кинематически связанной с электроприводом с пуско-регулирующей аппаратурой, а также сливной, патрубок и крышку бака, вихревая лопастная мешалка устройства в диаметральном поперечном сечении выполнена S образного профиля, профиль каждой из бильных лопастей выполнен в форме участка параболы, на бильных лопастях мешалки в шахматном порядке выполнены радиально направленные пазы с параллельными кромками, диаметрально противоположно этим пазам выступы; ширина которых больше ширины пазов; у наружных кромок бильных лопастей мешалки со стороны их вогнутой поверхности на обоих боковых кромках выполнены выступы Г-образной формы длиной, превышающей глубину слоя масляного зерна в воде; на лицевой стенке бака ниже поверхности залитого в бак молочного сырья и со стороны выхода из него выгнутых поверхностей лопастей вихревой лопастной мешалки, а также на днище бака с зазором относительно наружных торцов бильных лопастей смонтированы неподвижные пластины, плоскости которых параллельны плоскостям, проходящим через осевую линию вала вихревой лопастной мешалки.

Второй особенностью устройства является то, что профиль бильных лопастей возле их наружных кромок выполнен под углом 25 45^o по отношению к их плоскости у основания.

Третьей особенностью устройства является то, что внутренняя поверхность его бака, ступица и выпуклая поверхность лопастей его вихревой лопастной мешалки, а также неподвижные пластины выполнены шероховатыми, например, отпескоструены.

Сопоставительный анализ известных технических решений показал что эти решения не обеспечивают возможности получения масляного зерна сбиванием всех видов молочного сырья и они не имеют достаточной производительности.

Заявляемое техническое решение позволяет сбивать как свежее, так и кислое молочное сырье всех видов при высокой производительности труда.

В известных технических решениях признаки, отличные от прототипа, не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое устройство обладает существенными отличиями.

Совокупность существенных признаков предлагаемого устройства при их использовании обеспечит достижение положительного эффекта расширит функциональные возможности и повысит производительность труда, а также улучшит условия труда рабочих.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства с продольным разрезом; на фиг. 2 вид А (вид слева) на фиг. 1; на фиг. 3 вид Б (вид сверху крышка бака условно открыта) на фиг. 1; на фиг.4 схема образования вихрей при сбивании молочного сырья; концентрической окружностью со стрелкой обозначено направление вращения лопастей вихревой лопастной мешалки с большей скоростью ₁; условно показаны только бак 2 с вихревой лопастной мешалкой и с крышкой 50); на фиг. 5 схема работы устройства при обработке масляного зерна (стрелкой обозначено направление вращения лопастей вихревой лопастной мешалки с меньшей скоростью ₂; условно показаны только бак 2 с вихревой лопастной мешалкой и с крышкой 50); на фиг. 6 схема работы устройства при обработке "горошин" масла (условно показаны только бак 2 с вихревой лопастной мешалкой и с крышкой 50; концентрической окружностью со стрелкой обозначено направление вращения лопастей вихревой лопастной мешалки с меньшей скоростью ₂); на фиг.7 - вид В на фиг. 4 со схемой образования вихрей при сбивании молочного сырья и на фиг. 8 электрическая схема устройства (рядом с названием и с условным обозначением электроэлементов схемы цифрами указаны их порядковые номера, которыми они обозначены на других чертежах и в описании; переключатель режимов работы электродвигателя (ЭД) 26 установлен в положение "Обработка").

Устройство содержит корпус 1 с баком 2 и дном 3. Внутри бака 2 в подшипниково-сальниковых узлах 4 и 5 параллельно его стенкам 6 и 7, а также его днищу 8 смонтирован вал 9 вихревой лопастной мешалки с неподвижно установленной на нем ступицей 10 и изогнутыми бильными лопастями 11. Лопастная мешалка в диаметральном поперечном сечении выполнена S-образного профиля, а профиль каждой бильной лопасти 11 выполнен в форме участка параболы, причем лопасти 11 имеют наружные кромки 12 и основания 13. Бильные лопасти 11 имеют также вогнутые 14 и выпуклые 15 поверхности. На бильных лопастях 11 в шахматном порядке выполнены радиально направленные пазы 16 с параллельными кромками 17, а диаметрально противоположно этим пазам 16 расположены выступы 18, превышающие их по ширине. У наружных кромок 17 бильных лопастей 11 со стороны их вогнутой поверхности 14 выполнены выступы 19 Г-образной формы. Позицией 20 обозначена глубина слоя масляного зерна 21 в пахте или воде 22.

Выступы 19 имеют также внутренние кромки 23. Одна из стенок 6 бака 2 и его днище 8 расположены друг по отношению к другу под углом , меньшим 90^o. Перпендикулярно стенке 6 и под острым углом к днищу 8 с зазором относительно кромок 12 бильных лопастей 11 смонтированы неподвижные пластины (или неподвижные бильные лопасти) 24 и 25, причем обе пластины 24 и 25 смонтированы параллельно плоскостям, проходящим через геометрическую ось вала 9 вихревой лопастной мешалки, а неподвижная пластина 25 расположена на боковой стенке 6 ниже поверхности залитого в бак молочного сырья и со стороны выхода из него бильных лопастей 11 мешалки.

Внутренняя поверхность бака 2, ступица 10, выпуклая поверхность 15 бильных лопастей 11 и пластины 24 и 25 выполнены шероховатыми, например, перед проведением гальванического покрытия они отпескоструены.

На дне 3 корпуса 1 устройства с возможностью регулирования расположения по высоте смонтирован электродвигатель (ЭД) 26 со шкивом 27, который с помощью клинового ремня 28 кинематически связан со шкивом 29, неподвижно установленным на валу 9 вихревой лопастной мешалки.

К днищу бака 2 прикреплен один конец сливного патрубка 30, на другом конце которого смонтирован вентиль 31.

На лицевой стенке 32 корпуса 1 шарнирно смонтирована дверка 33 с проемом 34, за которым, в частности, расположено смотровое окно 35, герметично закрепленное на стенке 6 бака 2 и имеющее риску 36, соответствующую уровню залитого в бак 2 молочного сырья, и риску 37, соответствующую уровню холодной воды с масляным зерном 21 при его обработке. На внутренней поверхности стенки 6 имеется третья риска 38, соответствующая уровню холодной воды 22 при режиме работы "Обработка" при охлаждении "горошин" масла 39.

На лицевой стенке 32 корпуса 1 смонтирован щиток управления 40 с органами управления: ручкой и шкалой 41 реле времени (РВ) 42, ручкой переключателя (П) 43 режимов работы устройства: "Сбивание" и "Обработка", а также кнопки Кн. 3 44 "Пуск" и Кн.4 45 "Стоп".

Пуско-регулирующая аппаратура смонтирована в свободном пространстве внутри корпуса 1.

На стенке 46 корпуса 1 с возможностью отпирания и запирания смонтирован предохранительный колпак 47, кинематически связанный с кнопкой Кн.2 48, предназначенной для своевременного отключения электродвигателя (ЭД) 26 устройства и предохраняющей руки рабочего от травм при случайном касании ручки 49, установленной неподвижно на валу 9 вихревой лопастной мешалки.

Сверху корпуса 1 и бака 2 шарнирно смонтирована крышка 50 с ручкой 51, со смотровым окном 52, резиновым уплотнением 53, прилегающим к стенке 54, и клапаном 55 для выпуска газов, образующихся при сбивании молочного сырья. Крышка 50 кинематически связана с кнопкой Кн.1 56, предназначенной для своевременного отключения электродвигателя (ЭД) 26 устройства при открывании крышки 50 и предохранения рук рабочего от травм.

Под вентилем 30 расположен сливной бачок 57 с ситом 58.

Электропитание устройства может быть осуществлено от однофазной электрической сети частотой 50 Гц напряжением220 В через трехжильный кабель с трехножевой вилкой 59, к одному из ножей которой подключен корпус 1 устройства.

Электродвигатель (ЭД) 26 устройства имеет две трехфазные обмотки (О₁) 60 и (О₂) 61, соединенные по схеме "звезда" и позволяющие получить две разные скорости с разными направлениями вращения (большую скорость w₁ с направлением вращения вихревой лопастной мешалки по часовой стрелке и меньшую скорость ₂ с направлением вращения против часовой стрелки).

Пуско-регулирующая аппаратура электродвигателя (ЭД) 26 состоит из реле времени (РВ) 42, вход которого соединен с двумя токонесущими ножами трехножевой вилки 59, а один из его выходов с первым входом пускового реле (ПР) 62. Этот вход через нормально разомкнутые контакты кнопки Кн. 2 "Пуск" 44, зашунтированные нормально разомкнутыми контактами К1.2 пускового реле KI.1, подключен к одному из выводов обмотки этого реле, а его второй вывод через нормально замкнутые контакты кнопки Кн. 4 "Стоп" 43 к четвертому входу пускового реле (ПР) 62 2 далее ко второму выходу реле времени (РВ) 42.

Первый выход реле времени (РВ) 42 через нормально разомкнутые контакты К1.3 пускового реле (ПР) и кнопок Кн.1 56 и Кн.2 48 и через тепловое реле (ТР) 63 подключен к первому входу переключателя ( П) 43, а его второй вход ко второму выходу реле времени ( РВ) 42.

Один из первых выходов переключателя (П) 43 подключен к выводу одной 0¹₁ из трех обмоток (О₁) 60, предназначенных для вращения электродвигателя (ЭД) 26 в режиме работы "Сбивание", а выводы обмотки 0²₁ зашунтированы фазосдвигающим конденсатором С₁ 64, один из выводов которого подключен ко второму из первых выходов переключателя ( П) 43.

Соответственно второй из вторых выходов переключателя (П) 43 подключен к выводу одной 0¹₂ из трех обмоток О₂ 61, предназначенных для вращения электродвигателя (ЭД) 26 с меньшей скоростью ₂ в режиме "Обработка", а выводы другой обмотки O²₂ зашунтированы фазосдвигающим конденсатором С₂ 65, один из выводок которого подключен к первому из вторых выходов переключателя (П) 43, т. е. изменение направления вращения электродвигателя (ЭД) 26 осуществляют путем переключения его контактов "фаза" и "ноль" наоборот по сравнению с подключением обмотки О₁ 60.

Устройство работает следующим образом.

Для сбивания молочного сырая и получения масляного зерна в чистый бак 2 устройства до средней риски 36 заливают подготовленный молочный продукт, закрывают и фиксируют крышку 50 и колпак 47; включают трехножевую штепсельную вилку 59 в розетку и переводят переключатель (П) 43 в положение "Сбивание", настраивают на требуемое время, одновременно включая реле времени (РВ) 42 и включают кнопку Кн. 3 "Пуск" 44. При этом напряжение с первого выхода реле времени (РВ) 42 подается на первый вход пускового реле (ПР) 62, нормально разомкнутые контакты K1.2 и К1.3 которого замыкаются и при нормально замкнутых контактах кнопки Кн.4 "Стоп" 45 блокируются. В этом случае напряжение питания с первого выхода реле времени (РВ) 42 через замкнутые контакты K1.2 пускового реле (ПР) 62, замкнутые контакты кнопок Кн.I 56 и Кн.2 48, а также через тепловое реле (ТР) 63 и переключатель (Д) 43 подается на высокоскоростные обмотки О₁ 60 трехфазного электродвигателя ( ЭД) 26, другие выводы которых через вторые контакты переключателя ( П) 43 питаются со второго выхода реле времени (РВ) 42. Вращение электродвигателя (ЭД) 26 через клиноременную передачу передается на вал 9, ступицу 10 и лопасти 11 вихревой лопастной мешалки, которая вращается выпуклостями 15 лопастей 11 по часовой стрелке с большей скоростью ₁. Сбивание продолжается до получения масляного зерна 21. Образовавшиеся при сбивании газы автоматически удаляются через клапан 55.

После отключения реле времени (РВ) 42 по прошествии заданного времени или досрочно, а также при нажатии на кнопку Кн.4 "Стоп" 45, при открывании крышки 50 или колпака 47 обмотка пускового реле ( ПР) 62 обеспечивается, его контакты К1.2 и К1.3 размыкаются, обмотка О₁ 60 электродвигателя (ЭД) 26 обесточивается, он и вихревая лопастная мешалка останавливаются.

Открывают крышку 50 и вентиль 31, через который и через сито 58 сливают всю пахту в бачок 57.

Для обработки масляного зерна 21 вентиль 31 закрывают и в бак 2 до нижней риски 37 наливают высококачественную охлажденную воду 22. При этом слой 20 масляного зерна 21 оказывается между наружной 12 и внутренней кромкой 23 Г-образных выступов 19 бильных лопастей 11, находящихся в крайнем нижнем положении в воде 22. Крышку 50 и колпак 47 закрывают и фиксируют. Включают реле времени (РВ) 42, переключатель (П) 43 переводят в положение "Обработка" и нажимают на кнопку Кн.3 "Пуск" 44. При этом напряжение на низкоскоростные обмотки О₂ 61 подается аналогично, как и при сбивании, но подключение контактов "фаза" и "ноль" произведено наоборот. Напряжение с одного из выходов реле времени (РВ) 42 при замыкании контактов кнопки Кн.3 "Пуск" 44 подается на обмотку пускового реле (ПР) 62, нормально разомкнутые контакты К1. 2 и К1. 3 замыкаются, причем контакты К1. 2 блокируют обмотку пускового реле (ПР) 62. Далее напряжение через нормально замкнутые контакты кнопки Кн. 4 "Стоп" 45, через замкнутые крышкой 50 и колпаком 47 контакты кнопок Кн. 1 56 и Кн. 2 48, а также через тепловое реле (ТР) 63 и первые контакты переключателя (П) 43 подается на вход низкоскоростной обмотки О₂ 61 электродвигателя (ЭД) 26, другой вход которого через вторые контакты переключателя (П) 43 получает напряжение со второго выхода реле времени (РВ) 42.

При вращении бильных лопастей 11 вихревой лопастной мешалки, которая в этом режиме вращается впадинами против часовой стрелки с меньшей скоростью ₂,, происходит захватывание их вогнутой поверхностью 14 масляного зерна 21, которое от сползания с лопастей 11 вбок за кромки 17 удерживается с помощью выступов 19 Г-образного профиля. При этом масляное зерно 21, находящееся на вогнутой поверхности 14 между выступов 19, с большой силой ударяется о другие крупицы масляного зерна 21, плавающие в воде 22. При дальнейшем движении лопастей 11 происходит интенсивное вихревое перемещение масляного зерна 21, плавающего в воде 22, и его постепенное комкование в "горошины" 39.

По окончании процесса обработки масляного зерна 21 и "горошин" 39 вращение вихревой лопастной мешалки останавливают путем отключения электродвигателя (ЭД) 26 с помощью реле времени (РВ) 42, кнопкой Кн.4 "Стоп" 45 или кнопками Кн.1 56 или Кн.2 48 при открывании крышки 50 или колпака 47.

Открывают вентиль 31 и сливают в бачок 57 отработанную воду 22.

Для проведения операции охлаждения "горошин" 39 масла закрывают вентиль 31 и вновь заливают в бак 2 свежую высококачественную холодную воду 22 до верхней риски 38 или до верхнего торца 12 лопастей 11 вихревой лопастной мешалки, находящихся в крайнем верхнем положении, закрывают и фиксируют крышку 50 и колпак 47. Не изменяя положения "Обработка" переключателя (П) 43, настраивают на время обработки реле времени (РВ) 42 и, нажав на кнопку Кн. 3 "Пуск" 44, включают электродвигатель (ЭД) 26. По окончании обработки "горошин" 39 масла нажимают на кнопку Кн.4 "Стоп" 45 и выключают электродвигатель (ЭД) 26, после чего воду 22 сливают. Затем открывают крышку 50 и колпак 47, с помощью рукоятки 49 лопасти 11 вихревой лопастной мешалки устанавливают в горизонтальное положение, вручную с помощью сита 58 собирают "горошины" 39 масла и передают их на дальнейшую обработку.

Устройство подвергают санитарной обработке и сушке.

Положительный эффект заявляемого смесителя обработника, обусловленный описанными конструктивными особенностями, выражается в расширении функциональных возможностей и в повышении производительности труда.

Использование заявляемого устройства позволит эффективно перерабатывать молочное сырье, в т.ч. и кислое, в масляное зерно и в "горошины" масла для дальнейшего изготовления на соответствующем оборудовании высококачественного сливочного масла в индивидуальных и фермерских хозяйствах, в молочных цехах колхозов и совхозов, а также на молочных заводах. 2