нож лопастной

Формула изобретения

1. Нож лопастной, содержащий ступицу с посадочным отверстием, на которой размещены лопасти, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях, отличающийся тем, что лопасти имеют площадь поперечного сечения, уменьшающуюся от ступицы к периферии, при этом уменьшение поперечного сечения лопасти от ступицы к периферии выполнено путем уменьшения длины сторон параллелограмма, лежащих в плоскости резания и/или путем уменьшения острых углов параллелограмма со стороны передних и/или задних поверхностей резания.

2. Нож по п.1, отличающийся тем, что лопасти загнуты по окружности.

3. Нож по п.1, отличающийся тем, что лопасти загнуты по архимедовой спирали.

4. Нож по п.1, отличающийся тем, что лопасти загнуты по логарифмической спирали.

5. Нож по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что лопасти вдоль режущих лезвий со стороны плоскости резания снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму параллелограмма.

6. Нож по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что лопасти вдоль режущих лезвий со стороны плоскости резания снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму трапеции.

7. Нож по п.1, отличающийся тем, что посадочное отверстие представляет собой совмещенные двумя противоположными гранями квадрат и шестигранник, имеющие общий центр.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к режущим элементам устройств для измельчения продуктов, технологического сырья и отходов.

Известен многоперьевой нож к измельчителю пищевых продуктов, содержащий корпус с центральным отверстием, перья с лезвиями криволинейной формы, режущие кромки лезвий 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°, а образующая переднюю поверхность лезвия - прямая (АС СССР №1791020, МПК В 02 С 18/36).

Недостатком такого ножа является то, что жестко заданное расположение центров дуг окружностей, являющихся режущими кромками лезвий, не является оптимальным, а диапазон угла резания каждого лезвия, составляющий 35-50°, ограничивает область применения подобного инструмента.

Известен режущий узел для мясорубки, содержащий ножи с криволинейными лопастями и лезвиями и решетку с отверстиями конической формы, при этом часть имеет форму Архимедовой спирали, а другая часть - логарифмической спирали, при этом все лезвия имеют с одной стороны насечки, а отверстия решетки выполнены с углом при вершине 60°, рифлеными изнутри ребрами треугольного сечения (патент РФ №2171142, МПК В 02 С 18/30).

Недостатком данного устройства является то, что режущие лезвия имеются на одной стороне ножа, а выполненные на них насечки ограничивают область применения ножа и, кроме того, увеличивают трудоемкость изготовления такого ножа.

Наиболее близким к заявляемому является нож к мясорубке, содержащий ступицу, на которой размещены лопасти с режущими лезвиями, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма, острые углы которого лежат в пределах от 30 до 60°. Для повышения износостойкости ножа каждая лопасть выполнена с дополнительным лезвием на противоположной основному лезвию стороне противоположной поверхности (АС СССР №1556747, МПК В 02 С 18/30).

Недостатком данного инструмента является то, что режущие кромки лопастей выполнены прямолинейными, из-за чего усилие резания получается большим, чем если бы они были наклонными или криволинейными.

Кроме того, острые углы лопастей, имеющих в поперечном сечении форму параллелограммов, ограничивают область применения подобных ножей.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение режущих свойств двустороннего лопастного ножа и снижение энергозатрат при измельчении продукта.

Поставленная задача решается тем, что в ноже лопастном, содержащем ступицу с посадочным отверстием, на которой размещены лопасти, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях, согласно предложенному решению лопасти имеют площадь поперечного сечения, уменьшающуюся от ступицы к периферии, при этом уменьшение поперечного сечения лопасти от ступицы к периферии путем уменьшения длины сторон параллелограмма, лежащих в плоскости резания и/или путем уменьшения острых углов параллелограмма со стороны передних и/или задней поверхностей резания.

Лопасти могут быть загнуты по окружности.

Лопасти могут быть загнуты по архимедовой спирали.

Лопасти могут быть загнуты по логарифмической спирали.

Лопасти вдоль режущих лезвий со стороны плоскости резания могут быть снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму параллелограмма.

Лопасти вдоль режущих лезвий со стороны плоскости резания могут быть снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму трапеции.

Посадочное отверстие представляет собой совмещенные двумя противоположными гранями квадрат и шестигранник, имеющие общий центр.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен лопастной нож, у которого лопасти, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях резания, выполненные с уменьшающейся от ступицы к периферии площадью поперечного сечения за счет уменьшения длины сторон параллелограмма, лежащих в плоскости резания;

на фиг.2 - то же, вид сбоку;

на фиг.3 - то же, вид в разрезе возле ступицы ножа;

на фиг.4- то же, вид в разрезе на периферии ножа;

на фиг.5 - то же, вид в разрезе лопасти, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие форму параллелограмма;

на фиг.6 изображен лопастной нож, у которого лопасти, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях резания, выполнены с уменьшающейся от ступицы к периферии площадью поперечного сечения за счет уменьшения острых углов параллелограмма со стороны передних поверхностей лопастей;

на фиг. 7 - то же, вид сбоку;

на фиг. 8 - то же, вид в разрезе возле ступицы ножа;

на фиг.9 - то же, вид в разрезе на периферии ножа;

на фиг. 10 - то же, вид в разрезе лопасти, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие форму трапеции;

на фиг. 11 изображен лопастной нож с лопастями, имеющими в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях резания, выполненными с уменьшающимися от ступицы к периферии площадью поперечного сечения и загнутыми по окружности;

на фиг. 12 - то же, вид сбоку;

на фиг. 13 - то же, вид с обратной стороны;

на фиг. 14 - то же, вид в разрезе возле ступицы ножа;

на фиг. 15 - то же, вид в разрезе на периферии ножа;

на фиг. 16 - лопастной нож с лопастями, имеющими в поперечном сечении форму параллелограмма с режущими лезвиями на противоположных поверхностях резания, выполненными с уменьшающейся от ступицы к периферии площадью поперечного сечения и загнутыми либо по архимедовой, либо по логарифмической спиралям;

на фиг. 17 - то же, вид сбоку;

на фиг. 18 - то же, вид в разрезе возле ступицы ножа;

на фиг. 19 - то же, вид в разрезе на периферии ножа;

на фиг.20 - то же, вид в разрезе лопасти, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие форму параллелограмма;

на фиг.21 - то же, вид в разрезе лопасти, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие в поперечном сечении форму трапеции;

на фиг.22 - сечение лопасти ножа, имеющей форму параллелограмма, где уменьшение площади поперечного сечения лопасти выполнено за счет уменьшения острых углов параллелограмма со стороны задних поверхностей резания;

на фиг.23 - то же, вид в разрезе лопасти, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие в поперечном сечении форму трапеции, а уменьшение острых углов выполнено со стороны задних поверхностей резания;

на фиг.24 - то же, вид в разрезе лопасти ножа, у которой вдоль режущих кромок выполнены выступы, имеющие в поперечном сечении форму параллелограмма, а уменьшение острых углов выполнено со стороны задних поверхностей резания,

где:

1 - нижняя режущая кромка;

2 - верхняя режущая кромка;

3 - верхняя поверхность резания;

4 - нижняя поверхность резания;

5 - передняя поверхность резания;

6 - передняя поверхность резания;

7 - поверхность заточки со стороны задней поверхности резания, относящейся к нижней режущей кромке;

8 - поверхность заточки со стороны задней поверхности резания, относящейся к верхней режущей кромке;

l - длина стороны параллелограмма в сечении лопасти ножа возле ступицы, лежащая в плоскости резания;

l₁ - длина стороны параллелограмма в сечении лопасти ножа на периферии, лежащая в плоскости резания;

- острый угол параллелограмма в сечении лопасти ножа возле ступицы;

₁ - острый угол параллелограмма в сечении лопасти ножа на периферии, уменьшенный со стороны передней поверхности резания;

₂ - острый угол параллелограмма в сечении лопасти ножа на периферии, уменьшенный со стороны задней поверхности резания;

r - радиус соединения передних поверхностей резания у лопастей, загнутых по архимедовой или логарифмической спиралям.

Лопастной нож включает в себя ступицу с посадочным отверстием в центре, представляющим собой совмещенные двумя протлвоположными гранями квадрат и шестигранник, имеющие общий центр.

Лопасти ножа имеют в поперечном сечении форму параллелограмма с (условно названными) нижней режущей кромкой 1 и верхней режущей кромкой 2 (фиг. 1, 6, 11, 13, 16). Нижние режущие кромки лопастей образованы задними поверхностями резания 3 и передними поверхностями резания 5. Верхние режущие кромки лопастей 2 образованы задними поверхностями резания лопастей 4 и передними поверхностями резания лопастей 6 (фиг. 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 14, 15, 17, 18).

Для того чтобы улучшить режущие свойства, а также исходя из условий прочности, лопасти, имеющие форму параллелограмма, выполнены с уменьшением поперечного сечения от ступицы к периферии. Это достигается, во-первых, уменьшением длины сторон параллелограмма, лежащих на поверхности резания, от 1 до l₁, где 1 >l₁ (фиг.3, 4). Во-вторых, это достигается уменьшением острых углов параллелограммов от до ₁, где > ₁ со стороны передних поверхностей резания лопастей (фиг. 8, 9, 18, 19). В-третьих, это достигается одновременно и уменьшением длин сторон параллелограммов, и уменьшением острых углов от ступицы до периферии со стороны передних поверхностей резания лопастей (фиг.8, 9, 18, 19).

Для того чтобы уменьшить усилия трения измельчаемого материала о задние поверхности резания лопастей 3 и 4, лопасти вдоль режущих кромок со стороны поверхностей резания снабжены выступами, имеющими форму параллелограммов (фиг. 5, 20, 24) или трапеций (фиг. 10, 21, 23).

Для того чтобы максимально снизить усилия трения задних поверхностей резания лопастей об измельчаемый материал, уменьшение острых углов параллелограмма с величины до ₂, где > ₂, выполнено со стороны задних поверхностей резания. Угол ₂ образован поверхностью заточки со стороны задних поверхностей резания 7, относящейся к нижней режущей кромке (фиг.22).

Таким же образом углы ₂ выполнены и в том случае, когда лопасти ножа вдоль режущих кромок со стороны поверхностей резания снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму трапеции (фиг.23) или параллелограмма (фиг.24). В этом случае также > ₂, то есть поверхности заточки, за исключением режущих кромок, не имеют контакта с измельчаемым материалом и, следовательно, усилия трения минимальны, что приводит к снижению энергозатрат.

Снижение энергозатрат происходит также в том случае, если режущие кромки лопастей ножа имеют форму кривых, то есть окружностей, когда режущие кромки 1 с одной стороны ножа получаются саблевидными (фиг. 11), а с другой стороны ножа, если его перевернуть (фиг. 13), режущие кромки 2 ножа получаются серповидными.

То же самое получается и в том случае, если режущие кромки ножа имеют форму архимедовых или логарифмических спиралей (фиг. 16), то есть режущие кромки 1 - саблевидные, а режущие кромки 2 на другой стороне ножа - серповидные.

Такие формы режущих кромок получаются в том случае, если лопасти ножа выполнены загнутыми по окружности (фиг. 11, 13) или по архимедовой и логарифмической спиралям (фиг. 16).

Переход от передних поверхностей резания, образующих саблевидные режущие кромки, к передним поверхностям резания, образующим серповидные режущие кромки, выполняют с радиусом rl₁, где l₁ - длина стороны параллелограмма в сечении лопасти ножа на периферии, лежащей в плоскости резания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Посадочным отверстием, представляющим собой совмещенные двумя противоположными гранями квадрат и шестигранник, имеющие общий центр, нож насаживается на передающий вращение вал, имеющий конец в форме квадрата или шестигранника. При вращении ножа с целью измельчения продукта износу подвергаются режущие кромки и образующие их поверхности одной стороны лопастного ножа. После их износа нож переворачивают и насаживают на передающий вращение вал другой стороной, вследствие чего в работе оказывается такое же количество новых режущих кромок. Таким образом увеличивается ресурс работы лопастного ножа.

Выполнение лопастей в форме параллелограмма с уменьшающейся от ступицы к периферии площадью поперечного сечения выполненного за счет уменьшения длины сторон параллелограмма, лежащих в плоскости резания, повышает прочностные характеристики лопастей, а образующийся при этом наклон режущих кромок лопастей относительно направления радиусов ножа от центра к периферии улучшает их режущие свойства и снижает усилия резания.

Уменьшение площади поперечного сечения лопастей, выполненное за счет уменьшения острых углов параллелограмма от ступицы к периферии, улучшает условия врезания лопастей в измельчаемый продукт и также снижает усилия резания.

Уменьшение площади поперечных сечений лопастей, выполненное за счет уменьшения острых углов параллелограммов со стороны передних поверхностей резания, дает снижение трения измельчаемого продукта по передним поверхностям лопастей, а уменьшение острых углов со стороны задних поверхностей практически приводит к полному исчезновению усилий трения в плоскости резания.

Выполнение лопастей с уменьшающимся от ступицы к периферии поперечным сечением в форме параллелограмма загнутыми по окружности, архимедовой или логарифмической спиралям дает снижение усилий резания при врезании лопастей в измельченный продукт, причем в этом случае резание происходит с одной стороны саблевидными, а с другой - серповидными режущими кромками лопастей.

Для снижения усилий трения со стороны плоскости резания лопасти вдоль режущих кромок снабжены выступами, имеющими в поперечном сечении форму параллелограмма или трапеции. Этим достигается уменьшение площади трения задних поверхностей лопастей ножа об измельчаемый продукт.

Использование предлагаемого ножа позволит снизить энергозатраты на измельчение продуктов переработки и повысить его износостойкость.