МОРОЗИЛЬНЫЙ ЦИЛИНДР ФРИЗЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Предлагаемая полезная модель может быть использована в пищевой промышленности, как оборудование для производства мороженого.
Известен морозильный цилиндр фризера ОФА [Дезент Г.М., Боушев Т.А. Оборудование и поточные линии для производства мороженого. - М.: Госторгиздат, 1961. стр.37], состоящий из горизонтально расположенной трубы из нержавеющей стали с толщиной стенки 6 мм, к которому с обоих концов приварен корпус рубашки с патрубками. К недостаткам данного цилиндра можно отнести низкую износоустойчивость из-за невысокой твердости материала и высокий расход хладоагента из-за высокой теплоемкости материала и большой толщины стенки.
Наиболее близким к нашему решению является цилиндр фризерного агрегата 2ФК-25 [Дезент Г.М., Боушев Т.А. Оборудование и поточные линии для производства мороженого. - М.: Госторгиздат, 1961. стр.45], который изготовлен из углеродистой стали 10 и представляет собой горизонтально расположенную трубу с толщиной стенки 6 мм и приваренными фланцами. Внутренняя поверхность цилиндра покрыта двойным слоем хрома. Непосредственно на сталь отложен слой беспористого мягкого хрома толщиной 40 мкм, а поверх этого слоя кладется пористый твердый хром толщиной 140 мкм. Недостатками данного цилиндра являются высокая теплоемкость из-за большой толщины стенки и недостаточная защищенность от коррозии.
Задачей настоящего технического решения является создание морозильного цилиндра фризера непрерывного действия, обладающего пониженной теплоемкостью и имеющего лучшую защиту от коррозии по сравнению с аналогами.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом морозильном цилиндре фризера непрерывного действия, состоящем из горизонтально расположенной трубы с приваренными фланцами и хромированной
поверхностью, в качестве материала цилиндра применена сталь 30 ХГСА, цилиндр выполнен тонкостенным с толщиной стенки от 2 до 3 мм. Хром нанесен на внутреннюю и торцовые поверхности цилиндра в три слоя. Непосредственно на материал наносится слой мягкого хрома толщиной от 15 до 20 мкм, затем на него слой среднего хрома толщиной от 20 до 30 мкм. Последним наносится третий слой твердого хрома толщиной от 120 до 140 мкм.
Предлагаемое техническое решение схематично иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. показан морозильный цилиндр фризера непрерывного действия в сборе - вид сбоку.
Морозильный цилиндр содержит горизонтально расположенную трубу 1 с приваренными фланцами 2 и 3, выполненные из стали 30ХГСА. На поверхности А, Б и В наносится слой мягкого хрома от 15 до 20 мкм, затем на него слой среднего хрома толщиной от 20 до 30 мкм. Последним наносится третий слой твердого хрома толщиной от 120 до 140 мкм.
Работа морозильного цилиндра фризера непрерывного действия происходит следующим образом. Готовая смесь для мороженого, насыщенная воздухом, с температурой не выше 6°С поступает в морозильный цилиндр, который закреплен в корпусе фризера за фланцы 2 и 3. За счет охлаждения хладагентом внешней поверхности трубы 1 и теплопроводности материала происходит охлаждение смеси и ее частичное замерзание на внутренней поверхности Б. При снятии замерзшей смеси происходит износ трехслойного хромового покрытия внутренней поверхности Б. Охлажденная до температуры -3,5...-6°С смесь выходит из цилиндра.
Механические характеристики применяемой стали 30 ХГСА позволяют выполнить морозильный цилиндр фризера непрерывного действия с толщиной стенки от 2 до 3 мм (в зависимости от заложенного коэффициента запаса прочности) сохранив при этом необходимую прочность конструкции [Александров А.В. Сопротивление материалов:
Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1995. С.354-355]. При этом теплоемкость цилиндра прямо пропорциональна его массе [Перышкин А.В. Курс физики. - М.: Просвещение, 1967. С.113-114], которая за счет меньшей толщины стенки по сравнению с прототипом также становится меньше.
Применение трехслойного хромового покрытия улучшает защиту от коррозии за счет того, что средний слой хрома имеет цвет, отличный от цвета наружного слоя и позволяет визуально контролировать износ защитного покрытия морозильного цилиндра фризера непрерывного действия. При наличии повреждений есть возможность повторного нанесения слоя твердого хрома и продолжения работы цилиндра, не допустив коррозионного повреждения основного материала конструкции.
Толщина слоя беспористого мягкого хрома от 15 до 20 мкм выбрана с целью гарантированного покрытия микронеровностей основного материала цилиндра, которые после финишной обработки могут достигать 10 мкм. Толщина слоя среднего хрома от 20 до 30 мкм определяется разрешающей способностью визуального контроля целостности слоя твердого хрома. Толщина слоя твердого хрома в 120-140 мкм определяется технологическим процессом его нанесения (при превышении порога в 140 мкм может происходить отслаивание твердого хрома) и является достаточной для получения необходимой износостойкости.