устройство для разделения смеси твердых объектов

Формула изобретения

Устройство для разделения смеси твердых объектов, содержащее вертикальный корпус с направляющими вдоль образующей и верхним и нижним фланцами, между которыми установлена эластичная манжета в виде гофра с разжимным кольцом в зоне минимального диаметра, патрубки подвода смеси и вывода продуктов и отходов, снабженное механизмом продольного перемещения разжимного кольца, выполненным в виде установленных на направляющих корпуса с возможностью перемещения опор, соединенных с разжимным кольцом посредством пружин, с заборными участками патрубков вывода продуктов и отходов, выполненными серповидной формы и расположенными радиально, соответственно, в плоскости нижнего и верхнего фланцев, отличающееся тем, что на вертикальном патрубке для вывода отходов дополнительно размещена эластичная манжета посредством верхней и нижней регулировочных гаек и кольца, которое размещено на резьбовой втулке, причем втулка установлена на патрубке для вывода отходов, посредством стоек с возможностью вертикального перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к области переработки продуктов полеводства, например картофеля, свеклы и других корнеклубнеплодов и овощей.

Известно большое количество устройств для разделения смесей твердых объектов при подготовке, например, к переработке таких продуктов полеводства, как разные виды зерна, для сортировки по размерам, плотности или отделения металломагнитных примесей [1].

Такие устройства достаточно энергоемки, как правило, имеют большие габариты и требуют многостадийной повторной обработки пищевого сырья для обеспечения высокой степени очистки пищевого сырья от примесей.

Известны разработки института “Механобр” по созданию устройства для жидкостной дефектации, то есть выделения недобокачественной фракции, плодоовощной продукции с использованием раствора поваренной соли [2].

Устройство такого типа при достаточной компактности менее энергоемко в эксплуатации, но требует конструктивных доработок для каждого типа сырья и выбора определенного вида жидкой среды в зависимости от его плотности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является гидроциклон для разделения смеси твердых объектов, содержащий вертикальный корпус с направляющими вдоль образующей и верхним и нижним фланцами, между которыми установлена эластичная манжета в виде гофра с разжимным кольцом в зоне минимального диаметра, патрубки подвода смеси и вывода продуктов и отходов, причем он снабжен механизмом продольного перемещения разжимного кольца, выполненным в виде установленных на направляющих корпуса с возможностью перемещения опор, соединенных с разжимным кольцом посредством пружин, а заборные участки патрубков вывода продуктов и отходов выполнены серповидной формы и расположены радиально соответственно в плоскости нижнего и верхнего фланцев [3].

Известное устройство обеспечивает достаточно эффективное разделение смеси твердых объектов, однако при использовании его для разделения продуктов полеводства с частично нарушенной или удаленной внешней оболочкой или кожурой, например при очистке или измельчении корнеклубнеплодов, значительная часть ценных питательных веществ вымывается и оказывается удаленной вместе с используемой в процессе разделения жидкостью. Их дальнейшая утилизация чрезвычайно затруднена из-за наличия в той же жидкости мелких частиц почвы, элементов металла или абразива, выкрошившихся из рабочих органов, и других посторонних включений.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение дальнейшей утилизации большинства питательных веществ, находящихся в суспензии образованной ими и используемой жидкостью, путем обеспечения разделения смеси на три фазы: частично отработанное пищевое сырье - посторонние включения - суспензия с питательными веществами, а также снижение уровня экологически неблагоприятного воздействия на окружающую среду удаляемых отходов.

Достижение указанного технического результата осуществляется тем, что в устройстве для разделения смеси твердых объектов, содержащем вертикальный корпус с направляющими вдоль образующей и верхним и нижним фланцами, между которыми установлена эластичная манжета в виде гофра с разжимным кольцом в зоне минимального диаметра, патрубки подвода смеси и вывода продуктов и отходов, снабженным механизмом продольного перемещения разжимного кольца, выполненным в виде установленных на направляющих корпуса с возможностью перемещения опор, соединенных с разжимным кольцом посредством пружин, с заборными участками патрубков вывода продуктов и отходов, выполненными серповидной формы и расположенными радиально соответственно в плоскости нижнего и верхнего фланцев, на вертикальном патрубке для вывода отходов дополнительно размещена эластичная манжета посредством верхней и нижней регулировочных гаек и кольца, которое размещено на резьбовой втулке, причем втулка установлена на патрубке для вывода отходов посредством стоек с возможностью вертикального перемещения.

Такое выполнение устройства позволяет, не меняя его конструкции за счет регулирования геометрии рабочей камеры, определяемой углами конусов, образованных двумя эластичными манжетами, разделять смеси любых твердых объектов. При этом за счет перемещения эластичной манжеты, размещенной на патрубке для вывода отходов, в вертикальной плоскости может быть отрегулирован зазор между манжетами, а значит, и величина объектов, задерживаемых в корпусе устройства, что фактически обеспечивает трехфазное разделение смеси и возможность дальнейшей утилизации питательных веществ, извлеченных из пищевого сырья.

Продольный разрез заявляемого устройства представлен на фиг.1, а его сечение по А-А изображено на фиг.2.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с размещенной внутри него эластичной манжетой 2, опирающейся на разжимное кольцо 3, установленное на корпусе посредством пружин 4, и патрубка для вывода отходов 5. На этом патрубке установлена эластичная манжета 6 посредством верхней и нижней регулировочных гаек 7, а также резьбовой втулки 8, на которой размещено кольцо 9, посредством стоек 10. Верхняя и нижняя регулировочные гайки 7 и резьбовая втулка 8 установлены на патрубке для отходов 5 с возможностью вертикального перемещения.

Работает устройство следующим образом.

Рабочая среда, включающая, например, счищенную картофельную мезгу, воду и частицы выкрошившегося абразива, поступает с некоторой начальной скоростью в корпус 1, попадая в пространство, ограниченное двумя конусными поверхностями, образованными эластичными манжетами 2 и 6. Центробежная сила, действующая, например, на частицы счищенной картофельной мезги, прижимает их к поверхности конуса 2, угол которого выбран таким образом, что заставляет их двигаться вверх к сборнику 5, посредством которого эта мезга, с предварительно вымытым из нее крахмалом, через вертикальный центральный канал отводится в очистные сооружения для дальнейшей утилизации, например путем приготовления кормов для животных. Водная суспензия ценных питательных веществ, например крахмала с находящимися в ней вкраплениями выкрошившегося абразива по конусным поверхностям 2 и 6, направляется в щелевой канал, образованный эластичными манжетами 2 и 6 в нижней части корпуса 1. Благодаря установке эластичной манжеты 6 посредством нижней и верхней регулировочных гаек 7 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а также наличию кольца 9, размещенного посредством стоек 10 на перемещающейся резьбовой втулке 8, установленной на вертикальной оси, щелевой канал выполняется сужающимся в сторону выхода крахмальной эмульсии. Возможность регулирования величины углового зазора между коническими поверхностями 2 и 6 позволяет задерживать в щелевом канале абразивные включения практически любых размеров. Турбулентный характер движения жидкости в корпусе 1 интенсифицирует вымывание крахмала и способствует более полному использованию питательных веществ пищевого сырья. Полученная, например, крахмальная эмульсия направляется в сепараторы или в сушилки для получения крахмала или используется в других целях, например для получения стабилизирующих добавок в мясомолочной промышленности.

После завершения рабочего цикла кольцо 9 посредством резьбовой втулки 8 перемещается вертикально вверх, вследствие чего зазор щелевого канала увеличивается и накопившиеся в нем остатки абразивного зерна смываются обыкновенной водой. После удаления абразива щелевой канал регулируется в соответствии со стуктурно-механическими свойствами перерабатываемой рабочей среды и режимами подачи ее в рабочую камеру.

Выполненное в соответствии с описанной конструкцией устройство может быть использовано для утилизации отходов, получаемых в процессе очистки картофеля, свеклы и некоторых корнеплодов с целью выделения крахмала и других питательных веществ.

Источники информации

1. Мельников Е.М. Основы крупяного производства. - М.: Агропромиздат, 1988, с.18-69.

2. Шашкин В.В., Кузнецов А.А., Семилетенко Б.Г. Механизированные комплексы промышленной обработки плодоовощной продукции. - Л.: Лениздат, 1983, с.54.

3. Авторское свидетельство СССР, № 1338892. Гидроциклон для разделения смеси твердых объектов. Алексеев Г.В., Петрова Л.Н., Иванов Е.Л., Наумов В.Н., МПК В 03 В 5/32, 1987, БИ № 35 (прототип).