RU2787199C1

RU2787199C1 - Butter churn

Info

Publication number: RU2787199C1
Application number: RU2022109177A
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Полывяный; Александр Владимирович Яшин; Владимир Александрович Овтов
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2022-12-29

Abstract

FIELD: dairy products.

SUBSTANCE: invention relates to apparatus for producing butter from cream by churning and can be used at dairy enterprises, peasant farms and private subsidiary farms. Butter churn comprises a horizontal cylindrical container rigidly secured in bearing supports and a churning mechanism shifted downwards relative to the centre of the cylindrical container, made in the form of a cylindrical rotor with a chevron arrangement of blades in the flow-splitting sections L with a brachystochrone-shaped curvilinear surface. The number of blades is from three to seven. The tangent to the brachystochrone forms an angle α from 25° to 35° with the axial line of the rotor. The ratio of the diameter of the churning mechanism d_m to the diameter of the cylindrical container d_e is 0.45.

EFFECT: prevented formation of stagnation areas and higher productivity of the butter churn.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для изготовления сливочного масла из сливок методом сбивания и может использоваться на предприятиях молочной промышленности, крестьянских фермерских и личных подсобных хозяйствах.The invention relates to devices for the production of butter from cream by churning and can be used in the dairy industry, peasant farms and private farms.

Известна маслобойка для сбивания масла из молочного сырья (см. Ru №2083095 МПК A01J 15/00, B01F 7/06). Содержит цилиндрический бак - корпус маслобойки, в подшипнико-сальниковых узлах которого размещен вертикальный вал с закрепленными на нем двумя пропеллерными мешалками с приводом от электродвигателя фланцевого типа с плавным регулированием скорости вращения, установленного на крышке бака с уплотнительным устройством.Known churn for churning butter from dairy raw materials (see Ru No. 2083095 IPC A01J 15/00, B01F 7/06). It contains a cylindrical tank - a body of a butter churn, in the bearing-gland units of which there is a vertical shaft with two propeller mixers fixed on it, driven by a flange-type electric motor with smooth speed control, mounted on the tank cover with a sealing device.

Недостатком этого устройства (маслобойки) является наличие застойных зон в верхней части емкости, повышенные энергозатраты.The disadvantage of this device (churn) is the presence of stagnant zones in the upper part of the tank, increased energy consumption.

Известен маслоизготовитель периодического действия (см. Ru №130199 МПК A01J 15/00). Содержит цилиндрический бак, ротор с четырьмя расположенными горизонтальными билами с закрепленными по наружным диаметрам вертикальными билами.Known buttermaker periodic action (see Ru No. 130199 IPC A01J 15/00). It contains a cylindrical tank, a rotor with four horizontal beaters with vertical beaters fixed along the outer diameters.

Недостатком этого устройства (маслоизготовителя) является наличие застойных зон в межлопастном пространстве, повышенные энергозатраты.The disadvantage of this device (oil manufacturer) is the presence of stagnant zones in the interblade space, increased energy consumption.

Известен маслоизготовитель периодического действия (см. Ru №180047, МПК A01J 15/02, A01J 15/00, А23С 15/02). Содержит емкость и механизм сбивания, состоящий из вала, шнеков, спиц и лопастей. Спицы жестко установлены на валу перпендикулярно его геометрической оси вращения. Лопасти выполнены в виде равностороннего треугольника и острой вершиной направлены в сторону вращения вала. Лопасти установлены на спицах по винтовой линии с равным удалением друг от друга и под открытым углом к направлению вращения вала. Шнеки жестко установлены по обе боковые стороны вала, один шнек имеет правостороннюю навивку, другой - левостороннюю, а спицы с лопатками установлены на валу между шнеками.Known buttermaker periodic action (see Ru No. 180047, IPC A01J 15/02, A01J 15/00, A23C 15/02). It contains a container and a churning mechanism, consisting of a shaft, augers, spokes and blades. The spokes are rigidly mounted on the shaft perpendicular to its geometric axis of rotation. The blades are made in the form of an equilateral triangle and the sharp top is directed in the direction of the shaft rotation. The blades are mounted on spokes along a helical line with equal distance from each other and at an open angle to the direction of rotation of the shaft. The screws are rigidly mounted on both sides of the shaft, one screw has a right-hand winding, the other has a left-hand winding, and spokes with blades are installed on the shaft between the screws.

Недостатками этого устройства (маслоизготовитель периодического действия) являются повышенные энергозатраты, наличие застойных зон по краям шнека.The disadvantages of this device (masloproizvoditel periodic action) are increased energy consumption, the presence of stagnant zones at the edges of the screw.

Известен маслоизготовитель (см. Ru №167321, МПК A01J 15/00). Содержит цилиндрическую емкость и механизм сбивания, установленный соосно во внутренней полости цилиндрической емкости и содержащий пустотелый вал, лопатки с полуосями и коническими шестернями и ось, размещенную в полости пустотелого вала с закрепленными на ней коническими колесами, взаимодействующими с коническими шестернями, связанными с лопатками.Known oil manufacturer (see Ru No. 167321, IPC A01J 15/00). It contains a cylindrical container and a knocking mechanism installed coaxially in the inner cavity of the cylindrical container and containing a hollow shaft, blades with half shafts and bevel gears and an axle located in the cavity of the hollow shaft with bevel wheels fixed on it, interacting with bevel gears associated with the blades.

Недостатками данной конструкции (маслоизготовителя) являются возможное заклинивание полуосей с лопатками вследствие набивания частиц масляных зерен между лопатками и их возможного попадания внутрь пустотелого вала, а также повышенные затраты энергии.The disadvantages of this design (oil manufacturer) are the possible jamming of the semi-axes with the blades due to the stuffing of particles of oil grains between the blades and their possible entry into the hollow shaft, as well as increased energy costs.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа маслоизготовитель (см. Ru №2624925, МПК A01J 15/00), состоящий из горизонтально расположенной цилиндрической емкости, неподвижно закрепленной на опорах и механизма сбивания, выполненного в виде ротора, содержащего от трех до пяти лопастей, представляющих в поперечном сечении волны и расположенных одна относительно другой под одинаковым углом, и смещенный относительно цилиндрической емкости вниз.The closest in technical essence to the claimed device is the oil maker selected as a prototype (see Ru No. 2624925, IPC A01J 15/00), consisting of a horizontally located cylindrical container, fixedly mounted on supports and a churning mechanism made in the form of a rotor containing from three to five blades representing waves in cross section and located one relative to the other at the same angle, and displaced downward relative to the cylindrical container.

Недостатком этого устройства (маслоизготовителя) является наличие застойных зон по краям ротора.The disadvantage of this device (oil manufacturer) is the presence of stagnant zones along the edges of the rotor.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение существующих недостатков и увеличение производительности маслобойки.The present invention is aimed at eliminating the existing disadvantages and increasing the productivity of the churn.

Задача решается тем, что механизм сбивания выполнен в виде цилиндрического ротора с шевронным расположением лопастей по секциям разделения потока L и имеющих криволинейную поверхность, выполненную по брахистохроне, при этом количество лопастей может составлять от трех до семи, а касательная, проведенная к брахистохроне, образует с осевой линией ротора угол α от 25° до 35°.The problem is solved by the fact that the churning mechanism is made in the form of a cylindrical rotor with a chevron arrangement of the blades along the flow separation sections L and having a curved surface made according to the brachistochrone, while the number of blades can be from three to seven, and the tangent drawn to the brachistochrone forms with axial line of the rotor angle α from 25° to 35°.

Изобретение иллюстрируют фигуры 1, 2. На фиг. 1 изображена маслобойка - главный вид, на фиг. 2 - механизм сбивания.The invention is illustrated by figures 1, 2. In fig. 1 shows a churn - the main view, in Fig. 2 - churning mechanism.

При осуществлении процесса сбивания масла выявлены отличительные признаки (что механизм сбивания выполнен виде цилиндрического ротора с шевронным расположением лопастей по секциям разделения потока L и имеющих криволинейную поверхность, выполненную по брахистохроне, при этом количество лопастей может составлять от трех до семи, а касательная, проведенная к брахистохроне, образует с осевой линией ротора угол α от 25° до 35°), в совокупности с известными признаками (горизонтально расположенная цилиндрическая емкость с механизмом сбивания, смещенным относительно цилиндрической емкости вниз) обеспечат получение технического результата, заключающегося в ликвидации застойных зон и увеличении производительности маслобойки.During the process of churning oil, distinctive features were revealed (that the churning mechanism is made in the form of a cylindrical rotor with a chevron arrangement of blades along the flow separation sections L and having a curved surface made according to the brachistochrone, while the number of blades can be from three to seven, and the tangent drawn to brachistochrone, forms an angle α from 25° to 35° with the axial line of the rotor), in combination with known features (a horizontally located cylindrical container with a knocking mechanism shifted downward relative to the cylindrical container) will provide a technical result, which consists in eliminating stagnant zones and increasing productivity churns.

Маслобойка содержит горизонтально расположенную цилиндрическую емкость 1, закрепленную на раме 8, а механизм сбивания 3 выполнен в виде цилиндрического ротора с шевронным расположением лопастей по секциям разделения потока L и имеющих криволинейную поверхность, выполненную по брахистохроне, при этом количество лопастей может составлять от трех до семи, а касательная, проведенная к брахистохроне, образует с осевой линией ротора угол α от 25° до 35°. При этом механизм сбивания 3 смещен относительно центра цилиндрической емкости 1 вниз. Коэффициент соотношения диаметра механизма сбивания 3 d_м к диаметру цилиндрической емкости 1 d_e составляет 0,45. В верхней части цилиндрической емкости 1 закреплен загрузочный люк 4, предназначенный для подачи сливок в цилиндрическую емкость 1 маслобойки и воды после осуществления сбивания с целью промывки масляного зерна, а также выгрузки готовой продукции, при этом загрузочный люк 4 изготовлен из оргстекла или другого подходящего прозрачного материала с целью визуализации процессов. К цилиндрической емкости 1 фиксация загрузочного люка 4 осуществляется посредством зажимов 6. Для слива пахты и воды в нижней части цилиндрической емкости 1 расположен сливной трубопровод 5 с краном 11. Цилиндрическая емкость 1 неподвижно закреплена в подшипниковых опорах 10. С целью удобства транспортировки маслобойки в нижней части рамы 8 установлены колеса 9. Привод маслобойки осуществляется от мотор-редуктора 2 посредством устройства управления 7.The butter churn contains a horizontally located cylindrical container 1, fixed on the frame 8, and the churning mechanism 3 is made in the form of a cylindrical rotor with a chevron arrangement of the blades along the flow separation sections L and having a curved surface made according to the brachistochrone, while the number of blades can be from three to seven , and the tangent drawn to the brachistochrone forms an angle α from 25° to 35° with the axial line of the rotor. In this case, the churning mechanism 3 is shifted down relative to the center of the cylindrical container 1. The ratio of the diameter of the knocking mechanism 3 d _m to the diameter of the cylindrical container 1 d _e is 0.45. In the upper part of the cylindrical container 1, a loading hatch 4 is fixed, designed to supply cream into the cylindrical tank 1 of the churn and water after churning in order to wash the oil grains, as well as unload the finished product, while the loading hatch 4 is made of plexiglass or other suitable transparent material in order to visualize processes. The loading hatch 4 is fixed to the cylindrical container 1 by means of clamps 6. To drain the buttermilk and water, a drain pipeline 5 with a tap 11 is located in the lower part of the cylindrical container 1. The cylindrical container 1 is fixedly fixed in the bearing supports 10. For the convenience of transporting the butter churn in the lower part frame 8, wheels 9 are installed. The drive of the churn is carried out from the motor-reducer 2 by means of the control device 7.

Маслобойка работает следующим образом. Открыв загрузочный люк 4, цилиндрическую емкость 1 заполняют сливками до 80% ее объема. Затем загрузочный люк 4 закрывают, надежно зафиксировав его зажимами 6. Посредством устройства управления 7 запускают мотор-редуктор 2, передающий вращение на механизм сбивания 3. При вращении механизма сбивания 3 происходит активное перемешивание сливок, при этом лопасти, расположенные шевронно по секциям разделения потока L в количестве от трех до семи и имеющие криволинейную поверхность, выполненную по брахистохроне захватывают поток сливок от торцов механизма сбивания 3 и стенок цилиндрической емкости 1, исключая тем самым их застаивание. Помимо этого, происходит также и волновое движение потоков в поперечном сечении механизма сбивания 3 и на выходе из каждой секции разделения потоков L происходит соударение частиц сливок и образование масляного зерна, что интенсифицирует процесс сбивания. После получения масляного зерна механизм сбивания 3 останавливают посредством устройства управления 7. Открыв кран 11 сливного трубопровода 5 осуществляют слив пахты, затем кран 11 сливного трубопровода 5 закрывают и открыв загрузочный люк 4 заливают в цилиндрическую емкость 1 воду с целью промывки масляного зерна. Промывку осуществляют при запущенном механизме сбивания 3. После промывки воду сливают через сливной трубопровод 5 и открыв загрузочный люк 4, осуществляют выгрузку готового масляного зерна.The churn works as follows. Opening the loading hatch 4, the cylindrical container 1 is filled with cream up to 80% of its volume. Then the loading hatch 4 is closed, securely fixed with clamps 6. By means of the control device 7, the motor-reducer 2 is started, which transmits rotation to the churning mechanism 3. When the churning mechanism 3 is rotated, the cream is actively mixed, while the blades arranged chevron-wise along the flow separation sections L in the amount of three to seven and having a curved surface made according to the brachistochrone, they capture the flow of cream from the ends of the churning mechanism 3 and the walls of the cylindrical container 1, thereby eliminating their stagnation. In addition, there is also a wave movement of flows in the cross section of the churning mechanism 3 and at the exit from each flow separation section L, cream particles collide and oil grains form, which intensifies the churning process. After receiving the oil grain, the churning mechanism 3 is stopped by means of the control device 7. By opening the valve 11 of the drain pipeline 5, the buttermilk is drained, then the valve 11 of the drain pipeline 5 is closed and, opening the loading hatch 4, water is poured into the cylindrical container 1 in order to wash the oil grain. Flushing is carried out with the churning mechanism 3 running. After flushing, water is drained through the drain pipeline 5 and opening the loading hatch 4, the finished oil grain is unloaded.

Claims

A butter churn containing a horizontally located cylindrical container with a churning mechanism displaced relative to the center of the cylindrical container down, characterized in that the churning mechanism is made in the form of a cylindrical rotor with a chevron arrangement of blades along the flow separation sections L, having a curved surface made according to a brachistochrone, while the amount blades can be from three to seven, and the tangent drawn to the brachistochrone forms an angle α from 25° to 35° with the axial line of the rotor, while the ratio of the diameter of the knocking mechanism d _m to the diameter of the cylindrical container d _e is 0.45.