EA032193B1

EA032193B1 - Роторно-лопастной насос шприца вакуумного и сменная вставка для него

Info

Publication number: EA032193B1
Application number: EA201500589A
Authority: EA
Inventors: Александр Сергеевич Ничипорук
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Машиностроительное предприятие "КОМПО"
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2019-04-30
Also published as: EA201500589A1; UA115103C2

Abstract

Изобретение относится к устройствам для наполнения под давлением и порционирования в различные виды оболочек разнообразных продуктов и предназначено для использования в пищевой промышленности при изготовлении изделий из мяса, рыбы, сыра и других продуктов. Задачей настоящих изобретений является повышение степени вакуумирования готовых колбасных изделий и плотности фарша на выходе из шприца, повышение точности порционирования и заполнения колбасных изделий. Поставленная задача решается тем, что прорези в роторе под лопатки выполнены в виде закрытых прямоугольных отверстий, при этом сплошная часть ротора входит в кольцевой паз, выполненный в крышке, статор выполнен по профилю с несколькими функциональными зонами, над зоной загрузки статора в крышке выполнено загрузочное отверстие, соединяющее загрузочный бункер с зоной загрузки статора, загрузочное отверстие в крышке закрыто сменной вставкой с различным профилем отверстий, а разгрузочное отверстие выполнено на боковой поверхности статора в зоне выгрузки. Имеются и другие отличия от прототипов. Такое выполнение роторно-лопастного насоса шприца вакуумного, сменной вставки подачи фарша роторно-лопастного насоса позволяет при значительном повышении производительности шприца повысить качество и равномерность наполнения колбасным фаршем различной консистенции готовых изделий.

Description

Изобретение относится к устройствам для наполнения под давлением и порционирования в различные виды оболочек разнообразных продуктов и предназначено для использования в пищевой промышленности при изготовлении изделий из мяса, рыбы, сыра и других продуктов.

Известно устройство для наполнения оболочек, содержащее корпус с загрузочным бункером для фарша, последовательно расположенные шнековый питатель и эксцентриковый роторно-лопастной насос, пульт управления, выгрузочный патрубок, подколенный выключатель, лестницу, нагнетательный трубопровод, привод и систему отвода воздуха из фарша [1]. Система отвода воздуха из фарша представляет собой систему вакуумирования, состоящую из вакуумного насоса, системы клапанов и системы управления.

Недостатками такого устройства являются невысокое качество готового изделия, связанное с пульсациями, вызванными лопатками роторного нагнетателя, недостаточное вакуумирование готового продукта.

Известен также способ и устройство для заполнения наполнителя пастообразным материалом [2], в частности колбасным фаршем, с вакуумного шприца, колбасный фарш, загружаемый в механизм лопастного типа транспортировки с возможностью вращения лопастных элементов, а отрицательное давление подводится с помощью вакуумного отверстия в вакуумной области лопастного механизма подачи, которое расположено на корпусе указанного механизма подачи, сообщающегося с источником вакуума для поддержки подачи колбасного фарша в указанный механизм лопастного типа транспортировки, включающий стадию получения указанного отрицательного давления, по существу, только во вращающемся состоянии указанных лопастных элементов, а управляют степенью вакуумирования, по меньшей мере, открытием или закрытием вакуумных клапанов.

Недостатками известного решения являются недостаточная плотность фарша на выходе из шприца, пульсирующий характер давления на выходе из шприца. Все это снижает качество готового продукта.

В качестве прототипа для роторного наполняющего насоса выбран роторный наполняющий насос с вспомогательной камерой [3], в котором для улучшения подачи и вакуумирования фарша введены дополнительная зона компрессии, зона дозирования и зона выгрузки.

Однако и это решение не устраняет недостатки вакуумного роторного шприца.

В качестве прототипа сменной вставки роторно-лопастного насоса принято техническое решение по евразийскому патенту [4] Горловина загрузочная шприца вакуумного, согласно которому во входном отверстии корпуса вытеснителя имеется сменная вставка, перекрывающая часть входного отверстия со стороны, противоположной отбойной части вытеснителя, и формирующая загрузочное отверстие, при этом отверстий может быть несколько.

Это решение также позволяет повысить эффективность вакуумирования, однако не способствует повышению производительности.

В качестве прототипа для устройства выравнивания давления шприца вакуумного принято устройство роторного насоса [5]. В известном устройстве в крышке корпуса выполнено отверстие над зоной сжатия и зоной дозирования, при этом в отверстии установлен подпружиненный клапан, который позволяет перепускать часть фарша из одной зоны в другую при превышении давления фарша выше заданного.

Задачей настоящих изобретений является повышения степени вакуумирования готовых колбасных изделий и плотности фарша на выходе из шприца, повышение точности порционирования и заполнения колбасных изделий.

Поставленная задача решается тем, что в известном роторно-лопастном насосе шприца вакуумного, включающем корпус с расположенным в нем статором с профилированным отверстием, ротором с прорезями для размещения лопаток с возможностью возвратно-поступательного движения, крышку с отверстием и установленным на него загрузочным бункером, приводом ротора и вакуумным насосом, согласно изобретению, прорези в роторе под лопатки выполнены в виде прямоугольных отверстий, при этом сплошная часть ротора входит в кольцевой паз, выполненный в крышке, статор выполнен по профилю с несколькими функциональными зонами, над зоной загрузки статора в крышке выполнено загрузочное отверстие, соединяющее загрузочный бункер с зоной загрузки статора, загрузочное отверстие в крышке закрыто сменной вставкой с различным профилем отверстий, а разгрузочное отверстие выполнено на боковой поверхности статора в зоне выгрузки.

Поставленная задача решается также и тем, что статор выполнен с зоной вакуумирования, зоной загрузки, первой зоной подпрессовки, первой зоной выстоя, второй зоной подпрессовки, второй зоной выстоя, зоной выгрузки и зоной перекрытия, при этом форма наружной поверхности каждой из зон в плоскости выполнена радиусной, а сопряжения между зонами выполнено по радиусу.

Поставленная задача решается также и тем, что каждая из зон профиля статора выполнена на секторе (угловых градусов) со следующими параметрами:

- 1 032193

зона вакуумирования	75°	- 95°;
зона загрузки	95°	- 105°;
первая зона подпрессовки	15°	-25°;
уменьшение радиуса	12	- 13%
первая зона выстоя	8°	- 14°;
вторая зона подпрессовки	5°	- 8°;
уменьшение радиуса	4 -	5%;
вторая зона выстоя	20°	- 30°;
зона выгрузки	85°	- 95°;
зона перекрытия	30°	- 35%

Предельные угловые значения различных зон статора и изменения радиусов зон подпрессовки получены в результате большого количества экспериментов и выход за пределы, указанные в формуле изобретения значительно ухудшает производительность и качество продукта.

Поставленная задача решается тем, что в известной сменной вставке, выполненной по форме отверстия бункера роторно-лопастного насоса, согласно изобретению, выполнена совокупность отверстий для подачи продукта и отверстие с каналом для возврата продукта из первой зоны выстоя, первой и второй зон подпрессовки.

Конструктивное решение позволяет оптимизировать не только форму и размер, а также и расположение загрузочного отверстия. В частности, сменная вставка может быть выполнена таким образом, что в загрузочной области роторно-лопастного насоса будет несколько отверстий небольшого диаметра. Благодаря чему поток фарша при прохождении сменной вставки будет разбиваться на несколько потоков с меньшим поперечным сечением, что облегчит извлечение воздушных включений, содержащихся в фарше, вакуумной системой шприца, а также позволит устанавливать более глубокий уровень вакуума.

Поставленная задача решается также и тем, что отверстия для подачи в сменной вставке выполнены в виде удлиненных отверстий, расположенных вдоль направления вращения лопаток.

Поставленная задача решается также и тем, что отверстия для подачи выполнены в виде по меньшей мере двух отверстий круглой, овальной или треугольной формы.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве выравнивания давления фарша шприца вакуумного, выполненного в виде возвратного канала из зон подпрессовки и регулировочного клапана, согласно изобретению возвратный канал выполнен в крышке для возврата продукта из первой зоны выстоя и первой и второй зон подпрессовки и соединен с каналом, выполненным в сменной вставке, и выходящим в отверстие для возврата продукта в зону загрузки.

Поставленная задача решается также и тем, что клапан выполнен в виде золотника, перекрывающего возвратный канал для возврата фарша, при этом нижний торец золотника открыт в зону второй подпрессовки, а верхний торец золотника соединен каналом с зоной выгрузки, при этом золотник перекрывает возвратный канал, опираясь на статор, и открывает возвратный канал, приподнимаясь над статором от превышения давления в зонах выстоя и подпрессовки.

Поставленная задача решается также и тем, что каналы, соединяющие зоны регулирования с торцами золотника, выполнены достаточно широкими для прохода продукта, который используют в качестве рабочего тела для управления золотником.

Изобретения поясняются чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид шприца вакуумного с роторно-лопастным насосом.

На фиг. 2 изображена схема расположения зон статора роторного насоса шприца вакуумного.

На фиг. 3 изображен вид роторного насоса со снятой крышкой.

На фиг. 4 изображен общий вид ротора насоса.

На фиг. 5 изображена крышка (вид снизу).

На фиг. 6 изображена крышка (вид сверху).

На фиг. 7 изображены варианты сменной вставки.

На фиг. 8 изображена часть роторного насоса с разгрузочным отверстием.

Шприц вакуумный состоит из корпуса 1 со смонтированным внутри роторным насосом 2. Над роторным насосом 2 установлен загрузочный бункер 3. В корпусе 1 выполнено отверстие 4 для присоединения цевочного устройства клипсатора (не показан). Для управления устройством используется подколенный выключатель 5. В корпусе 1 также расположен привод роторного насоса (не показан) и размещен вакуумный насос (не показан).

Отверстие в статоре 6 выполнено фасонным с разделением на зоны: зона загрузки 7, первая зона подпрессовки 8, первая зона выстоя 9, вторая зона подпрессовки 10, вторая зона выстоя 11, зона выгрузки 12, зона перекрытия 13, зона вакуумирования 14.

- 2 032193

В отверстии статора 6 установлен с возможностью вращения ротор 15, в прямоугольные отверстия которого вставлены лопатки 17 в виде пластин с возможностью перемещения в прямоугольных отверстиях 16. Над статором 6 в крышке 20 установлена сменная вставка 18. Между лопатками 17 и фасонным отверстием в статоре 6 образуется межлопаточное пространство 19, которое при вращении ротора 15 перемещает фарш и сжимает его.

Крышка 20 выполнена в виде круглой плоской детали с системой канавок, каналов, отверстий. На торце крышки укреплен фасонный кулачок 21 для привода возвратно-поступательного движения лопаток при вращении ротора 15. Кольцевой паз 22 служит для размещения и поддержания верхней части ротора 15. Одновременно с этим кольцевой паз 22 вместе с ротором 15 служит лабиринтным уплотнением, удерживающим фарш в межлопаточном пространстве 19. В крышке выполнено загрузочное отверстие 23, в которое устанавливается сменная вставка 18. В крышке выполнено также отверстие 24 для установки золотника 25 клапана выравнивания давления фарша и возвратный канал 26 для перетекания избытка фарша в сменную вставку 18. В крышке 20 выполнено также отверстие 29 для обеспечения подвода фарша и передачи давления фарша на торцы золотника 25. С другой стороны крышки 20 установлена заглушка 30, закрывающая канал подвода фарша к золотнику 25.

В сменной вставке 18 выполнены отверстия 31 подачи фарша для наилучшей работы с различными видами фарша. В частности, небольшие цилиндрические отверстия необходимы для гомогенизированных вареных фаршей. Продольные отверстия необходимы для гомогенизированных вареных фаршей с крупноизмельченными включениями шпика, оливок, маслин, сыра, языка и других продуктов. Крупные цилиндрические или овальные отверстия необходимы для структурных фаршей сыровяленых, сырокопченых, варено-копченых и полукопченых колбас.

В корпусе статора 6 в зоне выгрузки выполнено отверстие 32 на всей протяженности зоны выгрузки 12.

Золотник клапана 25, установленный в отверстии 24 крышки 20 насоса, регулирует давление в зонах подпрессовки 8 и 10. На верхнюю часть золотника 25 клапана воздействует давление, создаваемое мясным фаршем в зоне выгрузки 12 и проходящее через отверстие 29 для подвода давления. Под воздействием этого давления золотник 25 клапана опускается вниз, перекрывая своим телом возвратный канал 26 для отвода фарша, вытесненного из зон подпрессовки 8 и 10, тем самым повышая давление, создаваемое в этих зонах. Таким образом, в межлопаточных пространствах насоса создается давление, которое равно давлению на выходе из насоса в зоне выгрузки 12. При попадании лопатки в зону выгрузки и соединении межлопаточного пространства, следующего за лопаткой, с понижением перед выходным отверстием не происходит изменения выходного давления (скачков и падений давления). Скачки и падения давления оказывают очень большое влияние на точность дозирования оборудования. Сведя эти скачки до минимума с помощью вышеназванного клапана, значительно возрастает точность дозирования во всем диапазоне производительности насоса.

Такое выполнение роторно-лопастного насоса шприца вакуумного, сменной вставки роторнолопастного насоса, устройства выравнивания давления шприца вакуумного позволяет при значительном повышении производительности шприца повысить качество наполнения колбасными фаршами различных видов готовых изделий и точность дозирования.

Изобретения изготовлены и испытаны на ООО Машиностроительное предприятие КОМПО г. Брест. Беларусь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР 241250, кл. А22С11/08, 1962.

2. Патент США 6309293. кл. А22С 11/08, опубл. 30.10.2001.

3. Патент США 5720603. кл. Р01С 21/00, опубл. 24.02.1998 - прототип.

4. Евразийский патент 4004, кл. А22С 11/08, опубл. 25.12.2003 - прототип.

5. Патент США 5380240. кл. А22С 11/08, опубл. 10.01.1995 - прототип.

6. Европейская заявка 2220942. кл. А22С 11/08, опубл. 25.08.2010.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Роторно-лопастной насос шприца вакуумного, включающий корпус с расположенным в нем статором с профилированным отверстием, ротором с прорезями для размещения лопаток с возможностью возвратно-поступательного движения, крышку с отверстием и установленным на него загрузочным бункером, приводом ротора и вакуумным насосом, отличающийся тем, что прорези в роторе под лопатки выполнены в виде прямоугольных отверстий, при этом сплошная часть ротора входит в кольцевой паз, выполненный в крышке, статор выполнен по профилю с несколькими функциональными зонами, над зоной загрузки статора в крышке выполнено загрузочное отверстие, соединяющее загрузочный бункер с зоной загрузки статора, загрузочное отверстие в крышке закрыто сменной вставкой с совокупностью отверстий различного профиля для подачи продукта и отверстием с каналом для возврата продукта, а разгрузочное отверстие выполнено на боковой поверхности статора в зоне выгрузки.
2. Роторно-лопастной насос по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен с зоной вакуумирова

- 3 032193 ния, зоной загрузки, первой зоной подпрессовки, первой зоной выстоя, второй зоной подпрессовки, второй зоной выстоя, зоной выгрузки и зоной перекрытия, при этом форма наружной поверхности каждой из зон в плоскости выполнена радиусной, а сопряжения между зонами выполнены по радиусу.
3. Роторно-лопастной насос по п.2, отличающийся тем, что каждая из зон профиля статора выполнена на секторе (угловых градусов), со следующими параметрами:

зона вакуумирования - 75-95°;

зона загрузки - 95-105°;

первая зона подпрессовки - 15-25°;

уменьшение радиуса - 12-13% первая зона выстоя - 8-14°;

вторая зона подпрессовки - 5-8°;

уменьшение радиуса - 4-5%;

вторая зона выстоя - 20-30°;

зона выгрузки - 85-95°;

зона перекрытия - 30-35°.
4. Сменная вставка роторно-лопастного насоса по п.2, выполненная по форме отверстия бункера роторно-лопастного насоса, отличающаяся тем, что в ней выполнена совокупность отверстий для подачи продукта и отверстие с каналом для возврата продукта из первой зоны выстоя, первой и второй зон подпрессовки.
5. Сменная вставка по п.4, отличающаяся тем, что отверстия для подачи фарша выполнены в виде удлиненных отверстий, расположенных вдоль направления вращения лопаток.
6. Сменная вставка по п.4, отличающаяся тем, что отверстия для подачи фарша выполнены в виде по меньшей мере двух отверстий круглой, овальной или треугольной формы.
7. Роторно-лопастной насос по п.1, отличающийся тем, что указанная крышка снабжена устройством для выравнивания давления продукта, выполненным в виде возвратного канала из зон подпрессовки и регулировочного клапана, причем возвратный канал выполнен в крышке для возврата продукта из первой зоны выстоя и второй зоны подпрессовки и соединен с каналом, выполненным в сменной вставке и выходящим в отверстие для возврата продукта в зону загрузки.
8. Роторно-лопастной насос по п.7, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде золотника, перекрывающего возвратный канал для возврата продукта, при этом нижний торец золотника открыт в зону второй подпрессовки, а верхний торец золотника соединен каналом с зоной выгрузки, при этом золотник перекрывает возвратный канал, опираясь на статор, и открывает возвратный канал, приподнимаясь над статором от превышения давления в зонах выстоя и подпрессовки.
9. Роторно-лопастной насос по п.7, отличающийся тем, что каналы, соединяющие зоны регулирования с торцами золотника, выполнены достаточно широкими для прохода продукта, который используют в качестве рабочего тела для управления золотником.