MX2014002928A - Sistema y metodo para crear un efecto venturi dentro de un orificio. - Google Patents

Sistema y metodo para crear un efecto venturi dentro de un orificio.

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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato y método para crear un efecto Venturi. Un objeto de la presente invención es que el aparato y método se usen con sólidos, líquidos y gases. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi incremente la aceleración de un producto y disminuya la presión de un producto. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi disminuya la aceleración e incremente la presión. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi sea creado por un orificio. Un objeto de la presente invención es que el objeto Venturi sea creado dentro de un tubo.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA CREAR UN EFECTO VENTURI DENTRO DE UN ORIFICIO Solicitudes relacionadas La presente solicitud es una continuación en parte de las solicitudes pendientes con números de serie 13/374,441 presentada el 29 de diciembre de 2011, 13/374,417, presentada el 27 de diciembre de 2011, 13/374, 422, presentada el 27 de diciembre de 2011, 13/374,421, presentada el 27 de diciembre de 2011, y 13/374,423, presentada el 27 de diciembre de 2011, todas las cuales son continuación en parte de la solicitud con número de serie 13/199,910 presentada el 12 de septiembre de 2011.
Campo de la invención La presente invención se refiere a un aparato y método para crear un efecto Venturi dentro de un orificio.
Antecedentes de la invención La tecnología de formación actual para productos alimenticios se basa en alta presión, velocidad y trayectorias de flujo de material complicadas que producen un producto que carece de calidad. La alta presión trabaja las células de la carne, mientras mayor es la presión, más frotación o aplastamiento de las células de la carne tiene lugar. La alta velocidad combinada con una trayectoria de flujo complicada frota y trabaja el producto cárnico, liberando miosina/actina de las células causando que la fibra muscular se una y se contraiga (unión de proteina) .
Dispositivos de la técnica anterior tales como dispositivos hidráulicos, y pistolas, que requieren líquidos y gases para cambiar la dirección tienen problemas con pérdida de energía.
Sumario de la invención La presente invención se refiere a un aparato y método para crear un efecto Venturi. Un objeto de la presente invención es que el aparato y método sean usados con sólidos, líquidos y gases. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi incremente la aceleración de un producto, y disminuya la presión de un producto. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi disminuya la aceleración e incremente la presión. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi sea creado por un orificio. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi sea creado "dentro de un tubo. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi del orificio estire y alinee las fibras de un producto. Un objeto de la presente invención es que un agujero u orificio cambie de tamaño de un diámetro más grande a un diámetro más pequeño con lados verticales o cóncavos. Un objeto de la presente invención es que los lados tengan un borde agudo. El principio tiene similitudes de diseño con un Venturi. Se refiere como una boquilla, Venturi, orificio, o una restricción al flujo que da como resultado aceleración del producto con una caída de presión correspondiente a través del orificio.
Al reducir el diámetro de un tubo a través del cual pasa una sustancia, se incrementa la velocidad. Éste es el principio de conservación de la masa. Cuando la velocidad aumenta, la presión del material se reduce. Éste es el principio de conservación de la energía.
Para cada líquido, hay una relación entre el área de la sección transversal (C) y el área de sección transversal (C) a través de la cual la velocidad sólo puede ser incrementada al reducir la temperatura o al incrementar la presión. Este mismo concepto se aplica a la carne molida. Es imposible lograr el flujo estrangulado a menos que haya una transición entre los orificios y el orificio pequeño tiene una longitud finita.
Un Venturi permite una transición suave de un orificio más grande a uno más pequeño. Esta transición minimiza transiciones de flujo y por lo tanto reduce las restricciones en el sistema. La transición minimiza la pérdida de energía y soporta la alineación de la fibra.
Es extremadamente difícil crear la transición en un Venturi en un entorno de herramientas de producción. Como resultado, el uso de las propiedades geométricas de una esfera o una forma similar permite la capacidad de obtener muchas de las propiedades del efecto Venturi usando prácticas de producción estándares.
Todos los puntos sobre una esfera están a la misma distancia de un punto fijo. Los contornos y secciones planas de esferas son circuios. Las esferas tienen el mismo ancho y circunferencia. Las esferas tienen volumen máximo con el área de superficie mínima. Todas las propiedades anteriores permiten que un producto fluya con interrupciones mínimas. No hay estática o zonas muertas. No importa qué ángulo el cilindro interseca la esfera, la sección transversal es siempre un círculo perfecto.
Un objeto de la presente invención es aumentar la velocidad del producto forzando la alineación de fibra lineal.
El flujo de producto puede ser acelerado mediante el uso de un sistema que reduce el tamaño del cilindro. Usando la ecuación de la ley de Bernoulli de AiVi=A2V2, la velocidad se incrementa al reducir el área de la sección transversal .
La forma típica de lograr esto es el uso de una boquilla de Venturi. Sin embargo, un Venturi requiere una reducción de área gradual y una garganta de longitud finita.
Dadas las restricciones en el espesor en la mayoría de las piezas mecánicas, no es factible poner un Venturi en dicha pieza del equipo.
Sin embargo, utilizando las propiedades de una esfera, el aire puede lograr aceleración al intersecar un cilindro con una esfera de un diámetro más grande.
En una esfera, la presión es igual en todas direcciones. Por lo tanto, cuando la esfera es intersecada por un cilindro, el aire se moverá en una dirección coaxial con el cilindro a una velocidad alta.
Un objeto de la presente invención es proveer un efecto Venturi en el agujero al crear una esfera al agujero del cilindro. Esto crea un efecto Venturi o una bomba de Venturi. Esto acelera el producto a través del agujero. Un objeto de la invención es que esto cree un agujero u orificio auto-limpiable . El corte esférico crea igual presión en todas direcciones. Un objeto de la presente invención es que el hemisferio esférico o estructura curva tenga una relación de diámetro a una relación de diámetro de una porción cilindrica conectada que no sea mayor que el flujo estrangulado para el líquido, gas o sólido usado. Un objeto de la presente invención es que el diámetro del hemisferio esférico o estructura curva sea mayor que el diámetro de la porción cilindrica conectada. Un objeto de la presente invención es que el hemisferio esférico o estructura curva tenga un diámetro entre 1.1 a 2.5 veces mayor que una porción cilindrica que interseca el mismo. Se prefiere tener un borde más agudo desde el borde del agujero.
Un ejemplo de la presente invención es usar el efecto Venturi en agujeros dentro de una placa de respiración de una máquina formadora de medallones de carne molida. La placa de respiración incluye por lo menos un pasaje de liberación de presión de aire, en donde una pluralidad de agujeros de respiración pequeños permite que las cavidades de la placa de molde comuniquen fluidamente con el pasaje. El pasaje de aire permite que el aire en las cavidades escape a medida que la máquina bombea las cavidades llenas de carne. En el caso de la placa de respiración actual, los agujeros son cilindricos y varían en número de agujeros y diámetros.
Un ejemplo adicional del uso de los agujeros que tienen el efecto Venturi es una placa de trituración o placa de orificios de una máquina trituradora. El uso de la placa de trituración que tiene los orificios de la presente invención mejora la alineación de las fibras.
Un ejemplo adicional del uso de los orificios que tienen el efecto Venturi es una placa de llenado que tiene orificios de llenado para definir trayectorias a través de la placa de llenado, en donde algunas de las trayectorias tienen cada una de ellas una porción de trayectoria oblicuamente angulada o perpendicular al lado de llenado de la placa de molde. Las trayectorias comprenden intersecciones esféricas o una estructura curva. El lado de la placa de llenado que está en contacto con la placa de desprendimiento comprende un hemisferio esférico o estructura curva que tiene un diámetro que es no mayor que el flujo estrangulado para el liquido, gas o sólido usado y es no menor que el diámetro de la porción cilindrica conectada, e interseca la parte superior de la placa de molde perpendicularmente o a un ángulo menor que o igual a aproximadamente +/-75 grados, o aproximadamente +/- 45 grados en una modalidad preferida como se mide de la vertical en la longitudinal dirección de la placa de molde. Mediante una reducción en el diámetro, se crea una condición de "Venturi" . Al usar secciones esféricas o una estructura curva, las intersecciones entre el cilindro y esferas o estructura curvas crean transiciones que pueden ser fabricadas cuya geometría alcanza un sistema de estilo Venturi. Se prefiere tener un borde más agudo desde el borde al agujero. Un objeto de la presente invención es hacer el borde más agudo con un esmeril. Un objeto de la presente invención es que todas las trayectorias de llenado consistan de una forma hemisférica que sea intersecada por una forma cilindrica a un ángulo menor que o igual a aproximadamente +/- 75 grados de la vertical, y preferiblemente aproximadamente +/- 45 grados de la vertical.
Un objeto de la presente invención es el uso de geometría esférica, con intersecciones cilindricas, y la relación del diámetro de la esfera dividida entre el área del cilindro es aproximadamente 1.1 a 2.5 para crear condiciones para el flujo de carne que mantenga una estructura celular mej orada .
Las formas irregulares no tienen diámetros, pero tienen áreas. Para una relación dada de un elemento lineal, la relación se convierte en el cuadrado de la relación lineal. Para formas curvas e irregulares, la relación del área inicial y el área reducida es de aproximadamente 1.2 a 6.25.
Un objeto adicional de la presente invención es el uso del efecto Venturi para hidráulica. Hay fricción creada por una esquina e una hidráulica que es disminuida por el uso de la configuración de la esfera y el efecto Venturi. Un objeto de la presente invención es el uso de esto con un líquido .
Un objeto de la presente invención es el uso del efecto Venturi para gases. Un objeto de la presente invención es que el efecto Venturi cree una desaceleración y un incremento en presión. Un objeto de la presente invención es control el ángulo de la esfera. Un objeto de la invención es el uso del efecto Venturi en una pistola con freno de boca.
Breve descripción de los dibujos La figura 1 muestra una vista superior de la tecnología en el lugar en el dispositivo de la presente invención .
La figura 2 muestra una vista en sección transversal agrandada del dispositivo de la presente invención.
La figura 3 muestra un dibujo del diseño de la técnica anterior.
La figura 4 muestra la tecnología usada en una modalidad de un dispositivo de la presente invención.
La figura 5 muestra una vista lateral de un dispositivo usando la tecnología de la presente invención.
La figura 6 muestra la tecnología en una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 7 es una vista lateral de la tecnología en una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 8 es un esquema que muestra un dispositivo agrandado de la presente invención.
La figura 9 muestra una vista superior de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 10 es una vista superior agrandada de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 11 es una vista lateral de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 12 es una vista lateral agrandada de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 12A es una vista en sección transversal lateral de una modalidad del dispositivo de la presente invención .
La figura 12B es una vista superior de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 13 es un dibujo de una modalidad de accesorio hidráulico de la presente invención.
La figura 14 muestra una vista cortada de la modalidad de accesorio hidráulico de la reivindicación 13.
La figura 15 muestra una vista lateral de una modalidad de freno de boca de la presente invención.
La figura 16 muestra una vista cortada de la modalidad de freno de boca de la presente invención.
La figura 17 muestra una vista en sección transversal de una modalidad del dispositivo de la presente invención.
La figura 18 muestra una vista agrandada de la figura 17.
Descripción detallada de la invención La figura 1 muestra un orificio 10 que tiene una sección esférica 12 y una sección cilindrica 14.
La figura 2 muestra una vista lateral del dispositivo que muestra el orificio 10 que tiene una sección esférica 12 y una sección cilindrica 14. La figura 2 además muestra el producto 16 dentro de las secciones esférica y cilindrica .
La figura 3 muestra un Venturi 20 de la técnica anterior que comprende un diámetro 22, transición de ángulo 24, longitud de garganta 26 y descarga 28.
La figura 4 muestra una vista desensamblada de una placa de llenado 30, placa de desprendimiento 32 y una placa superior 34.
La figura 5 muestra una vista ensamblada de la placa de llenado 40, placa de desprendimiento 42 y placa superior 44, que además comprende una separación y contención de placa de desprendimiento 46, una sección cilindrica 48 y una sección curva 50.
La figura 6 muestra la placa 60 que tiene orificios 62 y 64 en la placa de respiración 60.
La figura 7 muestra la placa de respiración 70 que tiene orificios 72 y 74. Los canales están hechos de una sección esférica 76 que interseca una sección cilindrica 78.
La figura 8 además muestra el orificio 74 que tiene la sección esférica 76 y una sección cilindrica 78.
La figura 9 muestra una placa de trituración 100 que tiene orificios 110.
La figura 10 muestra una vista ampliada de la placa de trituración 100 que muestra los orificios 110, que tienen una sección de esfera 112 y una sección de cilindro 114.
La figura 11 muestra la placa de trituración 100 que tiene los orificios 110. Los orificios comprendiendo una sección de esfera 112 y una sección de cilindro 114.
La figura 12 muestra una vista ampliada de los orificios 110 que tienen una sección de esfera 112 y una sección de cilindro 114.
La figura 12A muestra un tubo recolector de hueso 116 que está compuesto de un tubo de residuos 116, tornillo de residuos 117, inserto de extracción de hueso FOT 118 que está compuesto de una sección esférica 121 y a sección cilindrica 119.
La figura 12B muestra una placa de trituración 140 que tiene ranuras recolectoras de hueso 142, y orificios 144 que están compuestos de un diámetro esférico 146 y un diámetro cilindrico 148, la flecha 150 muestra la dirección del flujo de carne.
Las figuras 13 y 14 muestran un accesorio hidráulico 120 que tiene un codo 122, en donde dos tubos cilindricos 124 y 126 entran a las secciones esféricas 128 y 130 respectivamente.
La figura 15 muestra un freno de boca 130 que tiene una sección cilindrica 132 y una sección esférica 134.
La figura 16 muestra una sección transversal de un freno de boca 130 que. muestra la dirección del flujo de aire 136, . y sección cilindrica 132 y sección esférica 134.
La fiqura 17 muestra una placa de llenado 160 y una placa de desprendimiento 162 que tiene una esfera 164 y un cilindro 166 que muestra las fibras aleatorias 168 cuando entran al dispositivo de Venturi y las fibras alineadas 170, posteriormente.
La figura 18 muestra una vista agrandada de la figura 17.
La presente invención se refiere a tecnología de orientación de fibra. La tecnología de orientación de fibra disminuye la presión a través de la placa de llenado, alinea las fibras de carne de modo que la contracción de la fibra muscular que tiene lugar esté en una dirección de elección. La tecnología de orientación de fibra provee una resistencia más baja al flujo del producto usando una abertura más ancha.
La tecnología de orientación de fibra provee una mejor superficie de esfuerzo cortante para un corte más limpio. La tecnología de orientación de fibra alinea las fibras en el agujero de modo que la acción de esfuerzo cortante altera el menor número de células musculares como sea posible.- La tecnología de orientación de fibra disminuye el área total de la placa de la placa de metal bloqueando el flujo de la carne lo que ocasiona menos cambio de dirección para el producto que trabaja la carne. La tecnología de orientación de fibra jala la fibra de la carne a través del agujero en lugar de empujar usando los principios del efecto Venturi .
Todas estas características de la tecnología de orientación de fibra reducen la liberación y mezclado de la miosin.a con la actina, el efecto neto es una orientación controlada de la fibra, menos actividad de la miosina.
Una placa de llenado, interpuesta en el pasaje de llenado inmediatamente adyacente a la placa de molde tiene una multiplicidad de orificios de llenado distribuidos en un patrón predeterminado en toda un área alineada con la cavidad del molde cuando la placa de molde está en posición de llenado. Los orificios de llenado definen trayectorias a través de la placa de llenado, en donde algunas de las trayectorias tienen cada una de ellas una porción de trayectoria oblicuamente angulada o perpendicular al lado de llenado de la placa de molde. Las trayectorias consisten de intersecciones esféricas o una estructura curva. El lado de la placa de llenado que está en contacto con el elemento de desprendimiento consiste de un hemisferio esférico o estructura curva que tiene un diámetro que no es mayor que el flujo estrangulado para el líquido, gas o sólido usado y no es menor que el diámetro de la porción cilindrica conectada, y interseca la parte superior de la placa de molde perpendicularmente o a un ángulo menor que o igual a aproximadamente +/-75 grados, o aproximadamente +/- 45 grados en una modalidad preferida como se mide desde la vertical en la dirección longitudinal de la placa de molde. Mediante una reducción en el área de sección transversal, se crea una condición de "Venturi". Usando secciones esféricas o una estructura curva, las intersecciones entre cilindro y esferas o estructuras curvas crean transiciones que pueden ser fabricadas cuya geometría se aproxima a un sistema de estilo Venturi. Todas las trayectorias de llenado consisten de una forma hemisférica que es intersecada por una forma cilindrica a un ángulo menor que o igual a aproximadamente +/- 75 grados de la vertical, y preferiblemente aproximadamente +/- 45 grados de la vertical.
El uso de geometría esférica, con intersecciones cilindricas, y la relación del diámetro de la esfera dividido entre el diámetro del cilindro es aproximadamente 1.1 a 2.5 crea condiciones para el flujo de carne que mantienen la estructura celular mejorada.
En la figura anterior, un fluido entra en el extremo izquierdo del tubo. Usando los principios de conservación de la masa y conservación de la energía, la tasa de volumen de flujo debe ser igual en todos los puntos en los sistemas. (piAiVi) = (P2A2V2) . Puesto que p es una constante, la velocidad es inversamente proporcional al área de sección transversal. También, un Venturi requiere una rampa de cierta distancia finita y una garganta que también tiene una distancia finita.
Una geometría esférica que alimenta en una sección transversal circular que crea una velocidad de producto es incrementada mientras mantiene la presión más consistente sobre la carne. Una esfera tiene las siguientes propiedades: Todos los puntos en una esfera son la misma distancia desde un punto fijo.
^ Los contornos y secciones planas de esferas son círculos.
^ Las esferas tienen el mismo ancho y circunferencia .
Las esferas tienen volumen máximo con área de superficie mínima.
Estas propiedades permiten que la carne fluya con interrupciones mínimas. No hay zonas estáticas o muertas.
^ No importa en qué ángulo el cilindro interseca la esfera; la sección transversal es siempre un círculo perfecto .
La presión dentro de una esfera es uniforme en todas las direcciones.
Cuando la carne se hace pasar a través de una sección transversal circular de una esfera, el hecho de que la presión es uniforme en una esfera crea fuerzas que serán coaxiales con la esfera. La reducción en el área acelera la carne a través de la sección cilindrica de la placa de llenado. Se ha demostrado empíricamente que la aceleración alinea las fibras en un producto en la dirección de flujo primaria. Por lo tanto, hay orientación de la fibra.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo que comprende un orificio o tubo compuesto de una sección esférica que conduce' a una sección cilindrica que crea un efecto Venturi.
2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho efecto Venturi orienta y/o alinea las fibras de un material colocado a través de dicho orificio .
3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho efecto Venturi estira un material extraído a través de dicho orificio.
4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho orificio crea la sección transversal más baja a través de un material que pasa a través de dicho orificio.
5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho orificio define una trayectoria, y una pluralidad de dichas trayectorias tiene cada una de ellas una porción de trayectoria de salida a un ángulo de aproximadamente 0 a 75 grados desde el centro del eje vertical del orificio.
6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dichos orificios definen una trayectoria, y una pluralidad de dichas trayectorias tiene cada una de ellas una porción de trayectoria de salida a un ángulo de aproximadamente 0 a 45 grados desde el centro del eje vertical del orificio.
7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dichos orificios tienen un hemisferio esférico o estructura curva que tiene un diámetro que no es mayor que el flujo estrangulado para el liquido, gas o sólido usado y no es menor que el diámetro de dicha sección cilindrica conectada.
8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dichos orificios tienen un diámetro tal que la relación del diámetro de sección esférica al diámetro del área cilindrica es aproximadamente 1.1 a 2.5.
9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho orificio utiliza la intersección de una sección esférica con un cilindro para crear una sección transversal que representa un efecto Venturi .
10. Un dispositivo que comprende una multiplicidad de orificios; dichos orificios comprenden una sección esférica que interseca una sección cilindrica, en donde la relación del diámetro de dicha sección esférica y el diámetro de dicha sección cilindrica son de una relación de hasta un efecto de flujo estrangulado sobre el producto a medida que pasa a través de dichos orificios.
11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 10, en donde dichos orificios cambian de tamaño de un área de sección transversal más grande a una más pequeña con lados vertical o cóncavo teniendo un borde agudo.
12. Un dispositivo que comprende una multiplicidad de orificios que comprenden una boquilla, Venturi, o una restricción al flujo que da por resultado la aceleración del producto con una caída de presión correspondiente a través de dicho orificio.
13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo se usa con productos sólidos.
14. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo se usa para productos líquidos.
15. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo se usa para productos gaseosos .
16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo se coloca en un codo hidráulico.
17. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo se usa en una boca.
18. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho efecto Venturi crea un incremento en aceleración y una disminución en presión..
19. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicho efecto Venturi crea una disminución en aceleración y un incremento en presión.
20. Un método para crear un efecto Venturi que comprende : hacer fluir un producto desde una esfera o sección esférica hacia un cilindro o desde un cilindro hacia una esfera o una sección esférica; crear un efecto Venturi sobre dicho producto.
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