RU166379U1 - PISTON HOMOGENIZER - Google Patents
PISTON HOMOGENIZER Download PDFInfo
- Publication number
- RU166379U1 RU166379U1 RU2016108362/13U RU2016108362U RU166379U1 RU 166379 U1 RU166379 U1 RU 166379U1 RU 2016108362/13 U RU2016108362/13 U RU 2016108362/13U RU 2016108362 U RU2016108362 U RU 2016108362U RU 166379 U1 RU166379 U1 RU 166379U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- milk
- cylinder
- rod
- throttle valve
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
- A01J11/00—Apparatus for treating milk
- A01J11/16—Homogenising milk
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Гомогенизатор поршневой, состоящий из возвратно-поступательного механизма, молочного цилиндра, четырех обратных клапанов, соединенных в мост, всасывающая полость которого связана трубопроводом с исходным продуктом, а напорная полость - с дроссельным клапаном и седлом, причем поршневая и штоковая полости молочного цилиндра соединены трубопроводами с диагональю моста, отличающийся тем, что возвратно-поступательный механизм выполнен в виде шестеренного насоса, связанного через реверсивный электрогидрораспределитель - ЭГР с гидроцилиндром, шток которого соединен со штоком молочного цилиндра и двумя концевыми переключателями электромагнитов ЭГР, причем размеры штоков и поршней гидроцилиндра равны соответствующим размерам молочного цилиндра, дроссельный клапан выполнен в виде сопла, а седло - в виде дроссельной заслонки, содержащей регулировочный винт давления гомогенизации.A piston homogenizer, consisting of a reciprocating mechanism, a milk cylinder, four check valves connected to a bridge, the suction cavity of which is connected by a pipe to the original product, and the pressure cavity is connected to a throttle valve and a seat, and the piston and rod cavities of the milk cylinder are connected by pipelines with the diagonal of the bridge, characterized in that the reciprocating mechanism is made in the form of a gear pump connected through a reversible electrohydrodistributor - EGR with hydraulic cylinder rum, the rod of which is connected to the rod of the milk cylinder and two end switches of the EGR electromagnets, and the sizes of the rods and pistons of the hydraulic cylinder are equal to the corresponding dimensions of the milk cylinder, the throttle valve is made in the form of a nozzle, and the seat is in the form of a throttle valve containing a homogenization pressure adjusting screw.
Description
Полезная модель относится к химической, пищевой, фармацевтической, парфюмерно-косметической отраслям промышленности и может быть применена для получения стабильных мелкодисперсных эмульсий, не склонных к седиментации, расслоению и коагуляции, в частности, на молочно-товарных фермах при производстве пастеризованного молока, сливок, сметаны с исключением расслоения на белки, жиры, сыворотку в процессе временного хранения до 2... 10 суток.The utility model relates to the chemical, food, pharmaceutical, perfumery and cosmetic industries and can be used to obtain stable finely dispersed emulsions that are not prone to sedimentation, delamination and coagulation, in particular on dairy farms in the production of pasteurized milk, cream, sour cream with the exception of stratification into proteins, fats, serum during temporary storage for up to 2 ... 10 days.
Простые по конструкции быстроходные роторные гомогенизаторы (3000 об/мин, линейная скорость перфорированного ротора относительно статора до 20…30 м/сек, давление нагнетания до 3 ат), например YUMIX 3.0, не способны измельчить жировые шарики цельного молока с исходных 8 мкм до необходимых размеров 1 мкм, чтобы не вызвать расслоение молока (всплытие сливок) при отстое свыше 2 суток [1].Simple in design, high-speed rotary homogenizers (3000 rpm, linear velocity of the perforated rotor relative to the stator up to 20 ... 30 m / s, discharge pressure up to 3 bar), for example YUMIX 3.0, are not able to grind fat balls of whole milk from the original 8 microns to the required sizes of 1 μm, so as not to cause stratification of milk (surfacing cream) with a sludge of more than 2 days [1].
Для этой цели служат одноплунжерные гомогенизаторы высокого давления от 100 ат до 200 ат по патенту RU №2311760 [2], серии НГД-ВК http://www.prombiofit.com/Equipment/ngd_vk.html [3], а также многоплунжерные насосы-гомогенизаторы высоконапорные серии К5-ОГМ [4] на сайте http://www.repairkom.ru/каталог/gomogenizatory-katalog.html, выполненные по патенту АС СССР №1169572, A01J 11/16, 1983 (прототип) [5].For this purpose, single-plunger homogenizers of high pressure from 100 atm to 200 atm are used according to patent RU No. 2311760 [2], the NGD-VK series http://www.prombiofit.com/Equipment/ngd_vk.html [3], as well as multi-plunger pumps high-pressure homogenizers K5-OGM series [4] on the website http://www.repairkom.ru/catalog/gomogenizatory-katalog.html, made according to the USSR AS patent No. 1169572, A01J 11/16, 1983 (prototype) [5] .
Они состоят из электропривода и возвратно-поступательного кривошипно-шатунного механизма (КШМ), в состав которого входят ползуны с одним [2, 3] или несколькими плунжерами [4, 5].They consist of an electric drive and a reciprocating crank mechanism (KShM), which includes sliders with one [2, 3] or several plungers [4, 5].
Основным недостатком плунжерных гомогенизаторов [2…5] является импульсный (дискретный) характер подачи молока ползунами с возможностью «проскока» не гомогенизированных частиц при вибрациях двух ступеней нажимных дросселирующих клапанов.The main disadvantage of plunger homogenizers [2 ... 5] is the pulsed (discrete) nature of the milk supply by the sliders with the possibility of “slip” of non-homogenized particles during the vibration of two stages of pressure throttling valves.
Трехплунжерный гомогенизатор с фазным смещением колебаний плунжеров (ползунов) в КШМ на 120° дает более равномерный поток (расход) молока и, соответственно, давления гомогенизации по сравнению с одноплунжерным, однако, пульсация расхода в пределах 30% к уровню среднего с утроенной частотой относительно вращения коленвала не исключает вибрации нажимных дросселирующих клапанов и «проскока» частиц, т.е. неравномерностей гомогенизации. Другими недостатками плунжерных гомогенизаторов являются сложность конструкции, большое количество трущихся деталей, большой уровень шума, обусловленный особенностями работы КШМ с мощными двигателями от 5 до 30 кВт, и, как следствие, высокая стоимость.A three-plunger homogenizer with a phase shift of the oscillations of the plungers (sliders) in the KShM by 120 ° gives a more uniform flow (flow) of milk and, accordingly, the homogenization pressure in comparison with the single-plunger, however, the flow pulsation is within 30% of the average level with a triple frequency relative to rotation the crankshaft does not exclude the vibration of pressure throttle valves and the "slip" of particles, i.e. uneven homogenization. Other disadvantages of plunger homogenizers are the complexity of the design, a large number of rubbing parts, a large noise level, due to the peculiarities of the operation of the CABG with powerful engines from 5 to 30 kW, and, as a consequence, the high cost.
Целью полезной модели является упрощение конструкции и технологии изготовления, удешевление производства, снижение уровня шума и повышение равномерности гомогенизации.The purpose of the utility model is to simplify the design and manufacturing technology, reduce the cost of production, reduce noise and increase uniformity of homogenization.
Для этого в гомогенизаторе поршневом, состоящем из возвратно-поступательного механизма, молочного цилиндра, четырех обратных клапанов, соединенных в мост, всасывающая полость которого связана трубопроводом с исходным продуктом, а напорная полость - с дроссельным клапаном и седлом, причем поршневая и штоковая полости молочного цилиндра соединены трубопроводами с диагональю моста, согласно СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ возвратно-поступательный механизм выполнен в виде шестеренного насоса, связанного через реверсивный электрогидрораспределитель (ЭГР) с гидроцилиндром, шток которого соединен со штоком молочного цилиндра и двумя концевыми переключателями электромагнитов ЭГР, причем размеры штоков и поршней гидроцилиндра равны соответствующим размерам молочного цилиндра, дроссельный клапан выполнен в виде сопла, а седло - в виде дроссельной заслонки, содержащей регулировочный винт давления гомогенизации.To do this, in a piston homogenizer, consisting of a reciprocating mechanism, a milk cylinder, four check valves connected to a bridge, the suction cavity of which is connected by a pipeline to the original product, and the pressure cavity is connected to a throttle valve and a seat, and the piston and rod cavities of the milk cylinder connected by pipelines with a diagonal of the bridge, according to the ESSENCE of a USEFUL MODEL, the reciprocating mechanism is made in the form of a gear pump connected through a reversible electrohydrodistribution a die (EGR) with a hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the rod of the milk cylinder and two end switches of the EGR electromagnets, and the sizes of the rods and pistons of the hydraulic cylinder are equal to the corresponding dimensions of the milk cylinder, the throttle valve is made in the form of a nozzle, and the seat is in the form of a throttle valve containing an adjustment homogenization pressure screw.
Конструкция гомогенизатора поясняется чертежами: на фиг. 1 представлена принципиальная гидросхема гомогенизатора, на фиг. 2 - сборочный чертеж дроссельного клапана в виде сопла с дроссельной заслонкой.The design of the homogenizer is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a schematic hydraulic circuit of a homogenizer; FIG. 2 is an assembly drawing of a butterfly valve in the form of a nozzle with a butterfly valve.
Гомогенизатор поршневой (фиг. 1) состоит из молочного цилиндра 1, четырех обратных клапанов 2, соединенных в мост 3, всасывающая полость 4 которого связана через сетчатый фильтр 5 с баком 6 негомогенизированного молока. Напорная полость 7 моста 3 связана с манометром 8, дроссельным соплом 9 и заслонкой 10. Поршневая и штоковая полости молочного цилиндра 1 соединены с диагональю моста 3.The piston homogenizer (Fig. 1) consists of a
Возвратно-поступательный механизм молочного цилиндра 1 состоит из шестеренного насоса 11 (НШ10) с электродвигателем (2850 об/мин, 7.5 кВт) и предохранительным клапаном 12 (на 200 ат), связанным через реверсивный ЭГР 13 с гидроцилиндром 14, шток 15 которого соединен со штоком молочного цилиндра 1 и двумя концевыми переключателями 16, 17 электромагнитов 18, 19 реверсивного ЭГР 13. Концевые переключатели 16, 17 электрически связаны через блок реле (на фиг. 1 не показан) с электромагнитами 18, 19 ЭГР 13. Дроссельный клапан содержит сопло 9, заслонку 10 и регулировочный винт давления гомогенизации 20 (фиг. 2).The reciprocating mechanism of the
Размеры штока d и поршня D молочного цилиндра 1 (фиг. 1) d=30 мм, D=80 мм равны соответствующим размерам гидроцилиндра 14. Все детали молочного цилиндра 1, соприкасающиеся с молоком, а также клапанов 2, корпус моста 3, корпус дроссельного клапана, дроссельное сопло 9, заслонка 10 и винт 20 выполнены из пищевой нержавеющей стали 10Х18Н9Т. Комбинированные фторопластово-резиновые уплотнения поршня 21 и штока 22 молочного цилиндра 1 исключают внутренние перетечки молока по поршню и наружные утечки по штоку при давлении до 200 ат.The dimensions of the rod d and piston D of the milk cylinder 1 (Fig. 1) d = 30 mm, D = 80 mm are equal to the corresponding dimensions of the
Гидроцилиндр с упомянутыми размерами является стандартным гидроцилиндром МС 80/40×800-3.22(1100). Проходной диаметр сопла 9 составляет 2 мм, а дроссельная заслонка 10 содержит регулировочный винт 20, позволяющий изменять расстояние щели от торца дроссельной заслонки 10 до среза сопла 9 в пределах от 0 до 4 мм.The hydraulic cylinder with the dimensions mentioned is the standard hydraulic cylinder MS 80/40 × 800-3.22 (1100). The diameter of the
Работает гомогенизатор следующим образом.The homogenizer works as follows.
Шестеренный масляный насос 11 (НШ10) при вращении электродвигателя со скоростью 2850 об/мин обеспечивает постоянную подачу масла ВМГЗ Q=28,5 л/мин и может развивать давление в гидроцилиндре 14 до 200 ат при стандартной вязкости масла ВМГЗ от -30°C до +30°C. Возвратно-поступательное движение гидроцилиндра 14, определяемое последовательным переключением электромагнитов 18, 19 ЭГР 13 с помощью концевых выключателей 16, 17 «вправо-влево» (на фиг. 1) осуществляется со скоростями v1=4Q/πD2=9,5 см/сек и v2=4Q/π(D2-d2)=11 см/сек, где s1=πD2/4=50 см2 - площадь поршня, a s2=π(D2-d2)/4=43 см2 - площадь штоковой полости гидроцилиндра. При этом в молочном цилиндре 1 осуществляется самовсасывание через фильтр 5 из бака 6 в поршневую полость через левый нижний обратный клапан 2 моста 3 и вытеснение молока из штоковой полости через верхний правый обратный клапан 2 моста 3. И наоборот, самовсасывание в штоковую полость с одновременным вытеснением молока из поршневой полости при движении влево. Однако геометрическая подача через напорную полость 7 моста 3 будет одинаковой v1s1=v2s2. Общее время прохода «вправо-влево» при рабочем ходе 220 мм будет более 4 сек, т.е. частота цикла на порядок меньше частоты вращения коленвала прототипа, что значительно увеличивает ресурс уплотнений штока и поршня. Быстродействие переключения ЭГР 13 типа МРЭ10 электромагнитами 18, 19 составляет 0,1 сек при реверсировании подачи в гидроцилиндр 14, что не более 5% от общего времени цикла. Поэтому можно считать, что через обратные клапана 2 и сопло 9 идет практически постоянный поток молока, совпадающий с расходом насоса Q = 28,5 л/мин = 1700 л/ч при движении поршня в обе стороны.The gear oil pump 11 (NSh10), when the motor rotates at a speed of 2850 rpm, provides a constant supply of VMGZ oil Q = 28.5 l / min and can develop a pressure in the hydraulic cylinder of 14 to 200 atm with a standard viscosity of VMGZ oil from -30 ° C to + 30 ° C. The reciprocating movement of the
Диаметр сопла 9 выполнен d = 1,9 мм = 0,0019 м. Скорость потока молока v в сопле при открытой дроссельной заслонке 10 определяется уравнением Бернулли:The diameter of the
где Р=15 МПа - желательное давление гомогенизации, ρ=1000 кг/м3 - плотность молока.where P = 15 MPa is the desired homogenization pressure, ρ = 1000 kg / m 3 is the density of milk.
Объемная подача гомогенизированного молока:Volumetric flow of homogenized milk:
Q = vs = πd2v / 4= 3.14 × 1,92 × 10-6 × 173 / 4 = 0,0049 м3/сек = 29,5 л/минQ = vs = πd 2 v / 4 = 3.14 × 1.9 2 × 10 -6 × 173/4 = 0.0049 m 3 / s = 29.5 l / min
Частицы молочного жира 8 мкм, ударяясь с высокой скоростью v=173 м/сек о заслонку 10, разворачиваются при этом в обратную сторону (фиг. 2) и разрушаются до 1 мкм.Particles of milk fat of 8 μm, striking at high speed v = 173 m / s against the
Уменьшая зазор между соплом 9 и дроссельной заслонкой 10 с помощью регулировочного винта 20 с 4 мм до 0 мм, можно увеличить давление гомогенизации со 150 ат до 200 ат. Для гомогенизации сливок, обладающих повышенной вязкостью при производстве сметаны, в гомогенизаторе применяются сменные сопла 9 с диаметром d=2.5 мм. Наборы сопел 9 с отверстиями от 2 до 3 мм и регулируемым зазором от 0 до 4 мм относительно заслонки 10 позволяют использовать гомогенизатор для других суспензий на давление от 100 до 200 ат. При перекрытии (закрытии) сопла 9 заслонкой 10 гидроцилиндр 14 практически останавливается, предохранительный клапан 12 открывается и весь расход масла ВМГЗ от насоса 11 Q=28.5 л/мин сбрасывается через предохранительный клапан 12 в гидравлический бак при давлении 200 ат.By decreasing the gap between the
Мощность N приводного электродвигателя НШ10 находится из известного уравнения гидравлики N=PQ/612=7 кВт, где Р=150 кг/см2 - давление насоса, Q=28.5 л/мин - подача масла.The power N of the NSh10 drive electric motor is found from the well-known hydraulic equation N = PQ / 612 = 7 kW, where P = 150 kg / cm 2 is the pump pressure, Q = 28.5 l / min is the oil supply.
Преимущества предлагаемого гомогенизатора перед прототипом опирается на современные технические характеристики гидропривода: рабочее давление до 200 ат, высокий объемный КПД НШ10 (утечка не более 10%), ресурс до 5000 часов, полный КПД «насос-гидроцилиндр» не менее 85%, при этом давление «страгивания» гидроцилиндров не более 3…5 ат, давление «страгивания» молочного цилиндра также не более 3…5 ат. Таким образом, общий КПД гомогенизатора с учетом молочного цилиндра не менее 80…82%. Такой КПД, а также ресурс недостижимы на прототипе из-за самого принципа работы КШМ привода плунжеров - не выше 70%, вследствие большого количества пар трения: коленвала, шатунов - по кривошипу и в пальце ползуна, ползуна по гильзе, плунжеров по цилиндрам. Этим объясняется повышенный износ прототипа. Линейная скорость жировых шариков в сопле до 170 м/с на порядок превышает линейную скорость «ротор-статор» у роторных аналогов [1], поэтому кинетическое разрушение (измельчение) жировых шариков происходит до 1 мкм. Количество деталей и трудоемкость изготовления гомогенизатора К5-ОГМ на то же давление 100…200 ат и подобные расходы 1500 л/ч втрое превосходит заявляемую полезную модель, массо-габаритные характеристики и металлоемкость - в 2 раза выше. Другим преимуществом предлагаемого решения перед прототипом является пониженный уровень шума, вплоть до выноса насосной станции с ЭГР 11 наружу за пределы молочного цеха.The advantages of the proposed homogenizer over the prototype are based on the modern technical characteristics of the hydraulic drive: operating pressure up to 200 atm, high volumetric efficiency NSh10 (leakage not more than 10%), life up to 5000 hours, full efficiency "pump-hydraulic cylinder" at least 85%, while the pressure "Straining" of hydraulic cylinders is not more than 3 ... 5 at, pressure "straining" of the milk cylinder is also not more than 3 ... 5 at. Thus, the overall efficiency of the homogenizer taking into account the milk cylinder is at least 80 ... 82%. Such an efficiency, as well as a resource, is unattainable on the prototype due to the very principle of operation of the crank drive of the plunger drive - not higher than 70%, due to the large number of friction pairs: crankshaft, connecting rods - on the crank and on the finger of the slider, slider on the sleeve, plungers on the cylinders. This explains the increased wear of the prototype. The linear velocity of the fat globules in the nozzle up to 170 m / s is an order of magnitude higher than the linear velocity "rotor-stator" of rotor analogues [1], therefore, the kinetic destruction (grinding) of the fat globules occurs up to 1 μm. The number of parts and the complexity of manufacturing a K5-OGM homogenizer at the same pressure of 100 ... 200 atm and similar costs of 1,500 l / h are three times higher than the claimed utility model, the mass-dimensional characteristics and metal consumption are 2 times higher. Another advantage of the proposed solution over the prototype is the reduced noise level, up to the removal of the pumping station with EGR 11 outside the dairy shop.
Источники информацииInformation sources
1. Гомогенизаторы (диспергаторы) серии YUMIX, сайт www.emtek.ru/catalog1. Homogenizers (dispersants) of the YUMIX series, website www.emtek.ru/catalog
2. Гомогенизатор плунжерный. Патент RU 2311760, A01J, 2006 г. 2. Homogenizer plunger. Patent RU 2311760, A01J, 2006
3. Насосы-гомогенизаторы высоконапорные серии НГД-ВК http://www.prombiofit.com/Equipment/ngd_vk.html3. High-pressure homogenizer pumps NGD-VK series http://www.prombiofit.com/Equipment/ngd_vk.html
4. Гомогенизатор плунжерный А1-ОГМ5, АЮГМ-2,5 http://www.repairkom.ru/каталог/gomogenizatory-katalog.html4. Plunger homogenizer A1-OGM5, AYUGM-2.5 http://www.repairkom.ru/catalog/gomogenizatory-katalog.html
5. АС СССР №1169572, A01J 11/16, 1983, прототип.5. USSR AS No. 1169572, A01J 11/16, 1983, prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108362/13U RU166379U1 (en) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | PISTON HOMOGENIZER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108362/13U RU166379U1 (en) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | PISTON HOMOGENIZER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU166379U1 true RU166379U1 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57792884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016108362/13U RU166379U1 (en) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | PISTON HOMOGENIZER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU166379U1 (en) |
-
2016
- 2016-03-09 RU RU2016108362/13U patent/RU166379U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110116957A2 (en) | Reciprocating pump | |
CN101131152A (en) | Constant-pressure variable radial-plunger pump | |
CN103967739B (en) | A kind of electromagnetic plunge pump | |
US5110267A (en) | Positive-displacement pump for pumping alimentary liquids | |
US20170082103A1 (en) | Reciprocating pump with improved fluid cylinder cross-bore geometry | |
CN102207066B (en) | Double-acting plunger pump | |
US2131749A (en) | Pump | |
US2215827A (en) | Pump | |
RU166379U1 (en) | PISTON HOMOGENIZER | |
US1730336A (en) | Apparatus for the extraction of liquids | |
CN205503378U (en) | Concrete accelerator conveyor | |
CA3002258C (en) | Reciprocating pump with improved cross-bore | |
US3270674A (en) | Variable displacement pump | |
CN104454502B (en) | Plunger displacement pump | |
JP2017137787A (en) | Piston device and hydraulic mechanism | |
DE2117838A1 (en) | Electric compressor with linear movement | |
AU2014237764A1 (en) | Compression system and method having co-axial flow device | |
RU2565932C1 (en) | Method of operation of piston hydropneumatic unit and device for its implementation | |
RU145663U1 (en) | AXIAL PLUNGER PUMP WITH ENERGY RECOVERY | |
CN206492635U (en) | Motor drives the atomizing pump that inclined ball cone plunger tool fluorine is molded aluminium bronze circle logarithm valve | |
DE102004005468B4 (en) | Rotary piston engine | |
CN109681420B (en) | Double-conical-surface integrated valve for high-pressure reciprocating plunger pump | |
CN202338455U (en) | High pressure plunger pump | |
US786143A (en) | Double rotary force-pump. | |
US10036372B1 (en) | Injector pump with roller bearing assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200310 |