RU2107432C1

RU2107432C1 - Homogenizing head

Info

Publication number: RU2107432C1
Application number: RU96118974A
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Баскарев; С.В. Воробьев; А.А. Мещеряков; С.С. Ромахин; Н.И. Цымин
Original assignee: Акционерное общество "Мытищинский молочный завод"
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: food-processing industry. SUBSTANCE: head has seat and valve with labyrinth-shaped slit, discharge chamber and damping cavities built in seat and valve, respectively. Damping cavity is made closed and is filled with nonflow liquid. Damping cavities may be provided with concentric axisymmetric sleeves with openings and projections in their walls. During flowing along labyrinth-shaped slit product is homogenized. Discharge chamber provides resistance to dynamic radial loadings and damping cavities provide resistance to dynamic tangential loadings. Openings and projections in sleeves arranged within cavities increase damping quality and facilitate dispersion of liquid. EFFECT: increased efficiency and improved quality of homogenized product. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к производству мелкодисперсных продуктов - молока, сметаны, майонеза, соков и т.д. The invention relates to the food industry, namely, to the production of finely divided products - milk, sour cream, mayonnaise, juices, etc.

Цель изобретения состоит в повышении качества гомогенизации продуктов. The purpose of the invention is to improve the quality of homogenization of products.

Известна гомогенизирующая головка, содержащая ступенчатые седло и клапан, ступени которого образованы цилиндром и установленными вокруг него кольцами, причем образующаяся между седлом и клапаном щель обеспечивает возможность расширения, сужения и поворота потока продукта [1]. Known homogenizing head containing a stepped seat and valve, the steps of which are formed by a cylinder and rings installed around it, and a gap formed between the seat and valve provides the possibility of expansion, contraction and rotation of the product flow [1].

Эта головка обладает недостаточным качеством диспергирования продукта вследствие сложности регулирования и поддержания в процессе работы определенного размера щели и невозможности демпфирования динамических нагрузок. This head has insufficient quality dispersion of the product due to the difficulty of regulation and maintenance during operation of a certain size of the gap and the inability to damp dynamic loads.

Известна гомогенизирующая головка, содержащая седло и клапан, с расположенной между ними щелью, образованной концентрическими кольцевыми проточками и выступами седла и клапана, выполненными с возможностью входа выступов и проточки и возможностью обеспечения расширения, сужения и поворота потока продукта, а также снабженная разгрузочной камерой, обеспечивающей изменение направления движения потока продукта на противоположное, в проекции на ось седла и клапана [2]. Known homogenizing head containing a seat and valve, with a slot located between them, formed by concentric annular grooves and protrusions of the seat and valve, made with the possibility of entry of the protrusions and grooves and the possibility of expansion, narrowing and rotation of the product stream, and also equipped with a discharge chamber, providing a change in the direction of product flow in the opposite direction, in projection onto the axis of the seat and valve [2].

Конструкция такой головки позволяет компенсировать динамические радиальные возмущения давления в разгрузочной камере, однако не позволяет компенсировать динамические тангенциальные возмущения давления, что приводит к износу рабочих поверхностей седла и клапана и как следствие к снижению качества процесса гомогенизации. The design of such a head makes it possible to compensate for dynamic radial pressure perturbations in the discharge chamber, however, it does not allow to compensate for dynamic tangential pressure perturbations, which leads to wear on the working surfaces of the seat and valve and, as a result, to a decrease in the quality of the homogenization process.

Цель изобретения достигается тем, что гомогенизирующая головка, содержащая седло и клапан с расположенной между ними щелью, образованной кольцевыми проточками седла и клапана, с разгрузочной камерой, расположенной в щели и обеспечивающей изменение направления движения потока продукта в проекции на ось седла и клапана на противоположное, дополнительно снабжена демпфирующей полостью, встроенной в седло и/или клапан. The aim of the invention is achieved in that a homogenizing head containing a seat and a valve with a slot located between them, formed by annular grooves of the seat and valve, with a discharge chamber located in the slot and providing a change in the direction of product flow in the projection onto the seat and valve axis, additionally equipped with a damping cavity integrated in the seat and / or valve.

Демпфирующая полость может быть выполнена в виде полузамкнутого кольца, соосного оси седла и клапана и обращенного открытой стороной к щели между седлом и клапаном. The damping cavity can be made in the form of a semi-closed ring, the coaxial axis of the seat and valve and the open side facing the gap between the seat and valve.

Демпфирующая полость может быть выполнена замкнутой и заполненной непроточной жидкостью. The damping cavity can be made closed and filled with a non-flowing liquid.

Демпфирующая полость может быть снабжена концентрическими, жестко закрепленными относительно седла и/или клапана осесимметричными стаканами, оси которых совпадают с осью седла и клапана. The damping cavity can be equipped with concentric, rigidly fixed relative to the seat and / or valve axisymmetric cups, the axes of which coincide with the axis of the seat and valve.

На фиг. 1 представлено продольное сечение седла и клапана предложенной гомогенизирующей головки, общий вид; на фиг. 2 - вариант выполнения в клапане замкнутой демпфирующей полости, заполненной непроточной жидкостью; на фиг. 3 - вариант выполнения в клапане замкнутой демпфирующей полости, снабженной цилиндрическими концентрическими стаканами, жестко закрепленными относительно клапана; на фиг. 4 и 5 - варианты выполнения в клапане демпфирующей полости, снабженной концентрическими коническими стаканами, жестко закрепленными относительно клапана; на фиг. 6 - вариант выполнения цилиндрического стакана с отверстиями в стенке; на фиг. 7 - вариант выполнения цилиндрического стакана с отверстиями в стенке и выступами на его поверхности. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the seat and valve of the proposed homogenizing head, General view; in FIG. 2 is an embodiment of a closed damping cavity filled with a stagnant liquid in a valve; in FIG. 3 is an embodiment of a closed damping cavity in a valve provided with cylindrical concentric cups rigidly fixed relative to the valve; in FIG. 4 and 5 show embodiments of a damping cavity in a valve provided with concentric conical glasses rigidly fixed relative to the valve; in FIG. 6 - an embodiment of a cylindrical glass with holes in the wall; in FIG. 7 is an embodiment of a cylindrical glass with holes in the wall and protrusions on its surface.

Гомогенизирующая головка содержит соосные седло 1 и клапан 2, на рабочей поверхности которых выполнены проточки и выступы. Между рабочими поверхностями седла 1 и клапана 2 выполнена лабиринтная щель 3, содержащая разгрузочную камеру 4, направление движения потока продукта в которой противоположно направлению движения потока продукта при его втекании в щель 3, в проекции на ось седла 1 и клапана 2 (фиг.1). В щели 3 также выполняется демпфирующая полость (5 и/или 6), встроенная соответственно в седло 1 и/или клапан 2, выполненная в виде полузамкнутого кольца, соосного оси седла 1 и клапана 2 и обращенного открытой стороной к щели 3 между седлом 1 и клапаном 2. Демпфирующая полость 7 (фиг.2) может быть выполнена замкнутой, заполненной непроточной жидкостью (например, дистиллированной водой). Демпфирующая полость (5 и/или 6, и/или 7) может быть снабжена концентрическими, жестко закрепленными относительно седла 1 и/или клапана 2 осесимметричными стаканами 8, оси которых совпадают с осью седла 1 и клапан 2 (фиг.3, 4 и 5 - выполнение демпфирующих полостей в клапане 2). В стенках концентрических стаканов 8 могут быть выполнены отверстия 9 (фиг.6) и/или консольные выступы 10 (фиг.7). The homogenizing head contains a coaxial seat 1 and a valve 2, on the working surface of which grooves and protrusions are made. Between the working surfaces of the seat 1 and valve 2 there is a labyrinth slot 3 containing a discharge chamber 4, the direction of product flow in which is opposite to the direction of product flow when it flows into the slot 3, in projection onto the axis of the seat 1 and valve 2 (Fig. 1) . In the slot 3, there is also a damping cavity (5 and / or 6), built into the seat 1 and / or valve 2, respectively, made in the form of a semi-closed ring, the axial axis of the seat 1 and valve 2 and the open side facing the slot 3 between the seat 1 and valve 2. The damping cavity 7 (figure 2) can be closed, filled with a non-flowing liquid (for example, distilled water). The damping cavity (5 and / or 6 and / or 7) can be equipped with concentric, rigidly fixed relative to the seat 1 and / or valve 2 axisymmetric cups 8, the axes of which coincide with the axis of the seat 1 and valve 2 (Figs. 3, 4 and 5 - implementation of the damping cavities in the valve 2). In the walls of the concentric cups 8, holes 9 (FIG. 6) and / or cantilevered protrusions 10 (FIG. 7) can be made.

Гомогенизирующая головка работает следующим образом. Homogenizing head works as follows.

Поток продукта, например сметаны, под давлением подается в проточки клапана 2 параллельно его оси и подводится к лабиринтной щели 3, расположенной между рабочими поверхностями седла 1 и клапана 2. Размер щели регулируется заранее из условия оптимальной гомогенизации продукта. При протекании на большой скорости по щели 3 поток продукта гомогенизируется, т.е. происходит измельчение грубых взвесей и крупных частиц продукта, например жировых шариков. Эффективности гомогенизации продукта способствует наличие в щели 3 отгибаемых препятствий и поворотов. Разгрузочная камера 4 позволяет сделать гомогенизирующую головку устойчивой к динамическим радиальным нагрузкам, что способствует снижению износа рабочих поверхностей щели 3. Наличие демпфирующих полостей 5 и/или 6, и/или 7 делает гомогенизирующую головку устойчивой также и к динамическим тангенциальным (касательным) нагрузкам за счет развитых поверхностей полостей, контактирующих с низкоскоростным жидкостным потоком либо с жидкостными вихрями, формирующимися в полуоткрытых полостях. Демпфирование тангенциальных нагрузок обеспечивается в этом случае за счет увеличения трения между поверхностью полостей и контактирующей с ней жидкостью Для повышения эффективности демпфирования тангенциальных колебаний полости 5, 6 и 7 могут быть снабжены концентрическими, жестко закрепленными относительно седла 1 и/или клапана 2 осесимметричными стаканами 8 различных форм, стенки которых могут быть снабжены отверстиями 9 и/или консольными выступами 10, позволяющими еще больше увеличить трение между жидкостью и седлом 1 и/или клапаном 2 при возникновении динамических нагрузок. The product stream, for example, sour cream, is supplied under pressure to the grooves of valve 2 parallel to its axis and fed to the labyrinth gap 3 located between the working surfaces of the seat 1 and valve 2. The size of the gap is adjusted in advance from the condition of optimal product homogenization. When flowing at high speed along slit 3, the product stream is homogenized, i.e. coarse suspensions and large particles of the product, for example fat globules, are crushed. The effectiveness of product homogenization is facilitated by the presence of 3 bending obstacles and turns in the gap. The unloading chamber 4 makes it possible to make the homogenizing head resistant to dynamic radial loads, which helps to reduce wear on the working surfaces of the slit 3. The presence of damping cavities 5 and / or 6, and / or 7 makes the homogenizing head resistant also to dynamic tangential (tangential) loads due to developed surfaces of cavities in contact with a low-speed fluid flow or with liquid vortices forming in half-open cavities. In this case, the damping of tangential loads is ensured by increasing friction between the surface of the cavities and the fluid in contact with it. forms, the walls of which can be provided with holes 9 and / or cantilevered protrusions 10, allowing even more to increase the friction between the fluid and the seat 1 and / or valve 2 when dynamic loads occur.

Предложенная гомогенизирующая головка позволяет повысить качество гомогенизации продуктов за счет стабильного поддержания размера щели вокруг оси клапана и седла при одновременно обеспечении устойчивости конструкции головки к динамическим радиальным и тангенциальным нагрузкам и продлении срока службы рабочих поверхностей головки. The proposed homogenizing head improves the quality of homogenization of products by stably maintaining the size of the slit around the axis of the valve and seat while ensuring the stability of the head structure to dynamic radial and tangential loads and prolonging the life of the working surfaces of the head.

Claims

1. A homogenizing head containing a seat and a valve with a slot located between them, formed by concentric annular grooves of the seat and valve, with a discharge chamber located in the slot and providing a change in the direction of product flow direction in the opposite direction, projected onto the seat and valve axis, characterized in that the head is provided with a damping cavity integrated in the seat and / or valve.

2. The homogenizing head according to claim 1, characterized in that the damping cavity is made in the form of a ring, coaxial to the axis of the seat and valve and facing the open side to the gap between the seat and valve.

3. The homogenizing head according to claim 1, characterized in that the damping cavity is closed and filled with a non-flowing liquid.

4. The homogenizing head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the damping cavity is provided with concentric rigidly fixed relative to the seat and / or valve axisymmetric cups, the axes of which coincide with the axis of the seat and valve.

5. The homogenizing head according to claim 4, characterized in that the walls of the concentric cups are provided with holes and / or cantilevered protrusions.