Мясорубка

47 43/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Производственное объединение Белорусторгмаш Министерства промышленности РБ(73) Патентообладатель Производственное объединение Белорусторгмаш Министерства промышленности РБ(57) Мясорубка, содержащая корпус, шнек с уменьшающейся по длине рабочей части шириной трех винтовых канавок постоянной глубины, вращающийся многоперый нож, неподвижную перфорированную ножевую решетку и накидную гайку, отличающаяся тем, что ширина первой по ходу движения продукта винтовой канавки шнека выбрана из соотношения 10,416 0,где 1 - ширина первой по ходу движения продуктов винтовой канавки шнека по его наружному диаметру 0 - длина рабочей части шнека 0,416 - коэффициент пропорциональности,а ширина каждой последующей винтовой канавки шнека выбрана из соотношения, где- ширина -й винтовой канавки по его наружному диаметру- порядковый номер винтовой канавки шнека 1,272 - коэффициент пропорциональности. 3748 1 Изобретение относится к устройствам для измельчения пищевых продуктов и может быть применено в пищевой промышленности и массовом питании. Известно устройство для измельчения продуктов, содержащее корпус, шнек с тремя винтовыми канавками, подрезную решетку, два многоперых ножа и приемную и выходную ножевые решетки с отверстиями,диаметры и количество которых связаны между собой определенными соотношениями 1. Однако в этом известном устройстве имеет место невысокое качество измельчения сырья по той причине, что отсутствуют данные о размерах межвитковых впадин, в результате чего нельзя получить равномерное уплотнение продукта по рабочей длине шнека и, как следствие, снижение эффективности работы устройства. Известно также устройство для измельчения продуктов, содержащее цилиндрический корпус, шнек с переменным углом наклона ребер к его продольной оси, ножевые перфорированные решетки и установленные между ними с возможностью вращения многоперые ножи, передние грани которых расположены определенным образом по отношению к углам наклона ребер шнека 2. Эффективность работы этого устройства несколько повышается, однако и в данном случае отсутствуют данные о взаимосвязи геометрических размеров винтовых канавок шнека между собой, в результате чего не удается получить равномерное уплотнение (сжатие) продукта по рабочей длине шнека. Известна мясорубка, содержащая корпус, шнек с уменьшающейся по длине рабочей части шириной трех винтовых канавок постоянной глубины, вращающийся многоперный нож, неподвижную перфорированную ножевую решетку и накидную гайку 3. Эффективность работы такого устройства повышается за счет особого расположения отверстий перфорации ножевой решетки. Вместе с тем в данном устройстве геометрические размеры винтовых канавок шнека не связаны между собой и с размерами длины рабочей части шнека определенными соотношениями, что не позволяет получить равномерное уплотнение продукта по ходу его движения и, как следствие, снижение эффективности работы мясорубки. Техническая задача изобретения - повышение эффективности работы. Поставленная задача достигается тем, что в мясорубке, содержащей корпус, шнек с уменьшающейся по длине рабочей части шириной трех винтовых канавок постоянной глубины, вращающийся многоперый нож,неподвижную перфорированную ножевую решетку и накидную гайку, согласно изобретению, ширина первой по ходу движения продукта винтовой канавки шнека определяется по формуле(1) В 10,4160,где 1 - ширина первой по ходу движения продукта винтовой канавки шнека по его наружному диаметру 0 - длина рабочей части шнека 0,416 - коэффициент пропорциональности, при этом ширина каждой последующей винтовой канавки шнека вычисляется по уравнению ВВ 1/(1,272)-1,(2) где- порядковый номер винтовой канавки шнека В - ширина -й винтовой канавки шнека по его наружному диаметру 1,272 - коэффициент пропорциональности. Определение ширины винтовых канавок шнека по формулам (1) и (2) позволяет получить одинаковое значение коэффициента уплотнения (сжатия) продукта, характеризующегося отношением объемов межвитковых пространств в местах расположения первого, второго и третьего витков шнека, а следовательно имеет место равномерное уплотнение продукта по всей рабочей длине шнека, что, в конечном итоге, способствует более качественному его измельчению в режущем механизме. Если 10,4160 при соблюдении всех остальных отличительных признаков, то в этом случае коэффициент уплотнения продукта будет иметь разное значение для разных винтовых канавок в первом межвитковом пространстве больше, во втором - меньше, что и обусловит менее качественное измельчение продукта. Если В 1/(1,272)-1 при соблюдении остальных отличительных признаков, то и в этом случае будет иметь место неравномерное уплотнение продукта, что, в конечном итоге, приведет к ухудшению эффективности работы мясорубки. Только соблюдение всех отличительных признаков позволяет получить одинаковое значение коэффициента уплотнения (сжатия) продукта по всем винтовым канавкам шнека и повысить тем самым эффективность работы мясорубки. На фиг. 1 представлена схема мясорубки, продольный разрез на фиг. 2 - схема шнека мясорубки в более крупном масштабе. Мясорубка содержит цилиндрический корпус 1, шнек 2, имеющий три винтовые канавки 3, 4 и 5, причем ширина канавок по наружному диаметру шнека уменьшается в сторону разгрузки при постоянной глубине, 2 3748 1 многоперый вращающийся односторонний нож 6, неподвижную перфорированную ножевую решетку 7, с отверстиями 8, накидную гайку 9 и направляющие ребра 10. Шнек 2 - нагнетающего типа, имеет три винтовые канавки 3, 4 и 5 постоянной глубины 0 - длина рабочей части шнека 2 1 - ширина первой винтовой канавки 3 шнека 2 по его наружному диаметру В 2 - ширина второй винтовой канавки 4 шнека 2 по его наружному диаметру В 3 - ширина третьей винтовой канавки 5 шнека 2 по его наружному диаметру 1, 2, 3 - объем, соответственно, первого, второго и третьего межвиткового пространства- толщина витка шнека 2- диаметр вала шнека 2 0 - внутренний радиус шнека 2- наружный радиус шнека 2- наружный диаметр шнека 2 1, а 2 - ширина винтовых канавок по внутреннему диаметру шнека. Ширина В 1 первой винтовой канавки 3 шнека 2 по его наружному диаметруопределяется по формуле В 10,4160,(1) где 0,416 - коэффициент пропорциональности. Ширина В 2 второй винтовой канавки 4 шнека 2 по его наружному диаметруопределяется по уравнению В 21/1,272,(3) где 1,272 - коэффициент пропорциональности. Ширина В третьей винтовой канавки 5 шнека 2 по его наружному диаметруопределяется по формуле В 3 В 1/(1,272)21/1,618,(4) где 1,618 - коэффициент пропорциональности. Формула (3) и (4) могут быть объединены следующим уравнением ВВ 1/(1,272)-1,где- порядковый номер винтовой канавки шнека 2. Плотное прилегание рабочих плоскостей ножа 6 и решетки 7 обеспечивается накидной (зажимной) гайкой 9. Мясорубка работает следующим образом. Продукт, нарезанный кусками массой от 50 до 200 г подается из загрузочной чаши (не показано) в корпус 1 для обработки, где захватывается вращающимся шнеком 2 и транспортируется им вдоль корпуса к режущим инструментам 6 и 7. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены направляющие ребра 10, которые предотвращают вращательное движение продукта вместе со шнеком 2. Благодаря постепенному уменьшению шага (ширины) витков (винтовых канавок) 3, 4 и 5 (1 В 2 В 3) шнека 2, продукт продвигается вдоль корпуса 1, постепенно и равномерно уплотняется и подходит к рабочим инструментам 6 и 7 в виде сплошной плотной массы. Последний виток 5 шнека 2, имеющий наименьший шаг В 3, нажимая на продукт, продавливает его в отверстие 8 ножевой решетки 7, при этом часть продукта отрезается от основной массы режущими кромками вращающегося ножа 6, которые перемещаются по плоскости ножевой решетки 7. На выходе из решетки 7 продукт имеет вид сплошного потока в виде толстых нитей, состоящих из слипшихся между собой частиц. Количество витков шнека оказывает существенное влияние на производительность машины. Чем длиннее шнек, тем меньше продукта вытесняется к загрузочному устройству и тем выше производительность мясорубки винтовые канавки шнека образуют лабиринт, препятствующий тем самым вытеснение продукта из зоны расположения последнего витка к загрузочному устройству. Однако качество измельчения и эффективность работы мясорубки зависит от степени и равномерности уплотнения и сжатия продукта по ходу его движения вдоль продольной оси шнека. Особенностью работы шнека является создание им давления, достаточного для продвижения продукта через режущий механизм без отжима содержащейся в ней жидкой фазы. Степень уплотнения продукта определяется так называемым коэффициентом уплотнения (сжатия) К. Под коэффициентом уплотнения продукта понимается отношение объемов межвитковых пространств в местах расположения первого, второго и третьего витков (или первого и последнего). В мясорубках, эксплуатирующихся на предприятиях массового питания, применяются шнеки с тремя винтовыми канавками мясорубки типа МИМ-600, МИМ-300, МИМ-100 и МИМ-60 производства Барановичского ПОБелорусторгмаш. Как показывает анализ, в серийных конструкциях мясорубок шнеки не обеспечивают равномерного и постепенного уплотнения продукта по всей его рабочей длине коэффициент уплотнения первых двух винто 3 3748 1 вых канавок (витков) К 1,2 значительно больше коэффициента уплотнения второго и третьего витков К 2,3, т.е. К 1,2 К 2,3, в результате чего продукт менее уплотнен перед входом в зону действия ножа и ножевой решетки,что отрицательно сказывается на качестве измельчения. В случае применения формул (1) и (2) имеет место равномерное уплотнение продукта, т.к. К 1,2 К 2,3, и,следовательно, имеет место более качественное измельчение сырья. Покажем это на конкретном примере, применительно к шнеку мясорубки типа МИМ-300. Однако предварительно отметим, что отношение объемов межвитковых пространств при определении коэффициента уплотнения двух соседних винтовых канавок (витков) можно без особой погрешности заменить отношением их шагов (ширины) по наружному диаметру шнека, тем более, что все винтовые канавки имеют одинаковую глубину, т.е. 1/2 В 1/В 2 и 2/3 В 2/В 3 и 1/3 В 1/В 3 1. Размеры серийного шнека паспортные данные 0140 мм В 161 мм В 244 мм В 334 мм. Тогда К 1,21,38, К 2,31,29, т.е. К 1,2 К 2,3, что отрицательно сказывается на качестве измельчения плохо уплотненного сырья в третьей винтовой канавке продукт меньше уплотняется, чем в первых двух, а должно быть наоборот. 2. Размеры нового шнека 0140 мм В 10,416 058,2 мм В 2 В 1/1,27258,2/1,27245,7 мм В 3 В 1/(1,2272)258,2/1,4835,9 мм К 1,21/В 258,2/45,71,272 К 2,3 В 2/В 345,7/35,91,272 т.е. К 1,2 К 2,3, что необходимо для качественного измельчения сырья и повышения эффективности работы мясорубки. Если В 10,416 0, ВВ 1/(1,272)-1, например ВВ 1/(1,5)-1, то в этом случае будет иметь место неравномерное уплотнение продукта в винтовых канавках шнека, что нежелательно. Пример . 0140 мм,В 10,416 058,2 мм В 2 В 1/(1,5)58,2/1,538,8 мм В 3 В 1/(1,5)258,2/2,2523,1 мм. Тогда К 1,21/В 258,2/38,81,50 К 2,3 В 2/В 338,8/23,11,68 т.е. К 1,2 К 2,3, что недопустимо. А теперь покажем, каким образом получаются формулы (1) и (2). Из фиг. 2 следует 01 В 2 В 3 (толщиной витков шнека пренебрегаем). Принимаем В 2 В 1/1,272 и В 3 В 1/1,618 или ВВ 1/(1,272)-1 тогда 01 В 1/1,272 В 1/1,618 1,61801,618 В 11,272 В 1 В 1 1,6180 В 1(1,6181,2721) 1,61803,99 В 1 В 1(1,618/3,89)00,4160 . В 10,4160 .(2) Здесь необходимо дать некоторые пояснения коэффициенту пропорциональности 1,272. Это значение может быть любое 1,2, 1,3, 1,4, 1,5 Мы остановимся на значении 1,272 по следующим причинам 1. Это значение наиболее близко отражает геометрические размеры винтовых канавок промышленных мясорубок типа МИМ. 2. Значение 1,272 - это не что иное, как 1,6181,272. С другой стороны, на значении золотой пропорции базируются международные ряды предпочтительных чисел 5, 10, 20, 40 и т.д. Предпочтительные числа ряда 5 - это прогрессия,1,618 - равен значению золотой пропорции Ф 1,618 1. 4 3748 1 Ряд 10 имеет 1010 101,272. Далее заметим, что в мировой практике конструирования новой техники наблюдается в последние годы тенденция по максимальному использованию международных рядов предпочтительных чисел 5, 10, 20,40 На основе вышеизложенного нами и был принят коэффициент пропорциональности 1,272. Таким образом, только соблюдение всех отличительных признаков позволяет нам получить равномерное уплотнение продукта по всем винтовым канавкам и тем самым повысить качество измельченного сырья. Технико-экономический эффект проявляется в унификации, упрощении расчетов, повышении качества измельчения и эффективности работы устройства в целом. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5