НОЖ К УСТРОЙСТВУ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ

Полезная модель нож к устройству для измельчения продуктов может быть использована в волчках при переработке пищевых продуктов, преимущественно мясного сырья.
Известен режущий механизм устройства для измельчения продуктов содержащий приемную и выходную решетки, между которыми расположен многоперый нож, закрепленный на валу, коаксиально ножу установлена втулка, внутренняя поверхность которой имеет кулачковый профиль. На конце каждого пера ножа смонтирован ролик обкатывающий внутреннюю поверхность втулки. Для создания эффекта скользящего резания продукта размер центрального отверстия ножа превышает размер вала в месте их сопряжения (А.С. СССР №1433498, Кл. В02С 18/30, 1988 г.).
Наиболее близким к заявляемой модели является нож к устройствам для измельчения продуктов, преимущественно мяса, состоящий из ступицы и криволинейных лопастей с режущими кромками на торцевых поверхностях при этом каждая лопасть выполнена с окнами, разделенными между собой ребрами жесткости, а на торцевых поверхностях лопасти по направлению вращения выполнены режущие кромки не только с внешней стороны, но и внутри окон и на ребрах. (А.С. СССР №1626500, Кл. В02С 18/36, 1988 г.).
Недостатками вышеприведенных аналогов является неравномерный износ металлов трущихся пар системы нож-решетка (сталь по стали) и наличие тупиковых зон в межполостных промежутках.
Кроме того, существующие конструкции ножей системы нож-решетка не позволяют осуществлять процесс измельчения продуктов при высоких скоростях ножей. Поскольку решетки оказывают большое лобовое сопротивление, поэтому перспективным направлением является создание новых конструкции ножей обеспечивающих минимальное или уменьшение гидродинамическое сопротивление потоку измельчаемого продукта и оптимизацию транспортирования продукта внутри системы нож-решетка.
Технический результат состоит в конструктивном выполнении режущего механизма устройства для измельчения продуктов.
Задача полезной модели направлена на конструктивную разработку ножа к режущему механизму устройства для измельчения продуктов, преимущественно мяса, предотвращающего или резко снижающего неравномерный износ рабочих элементов инструментов. Кроме того, интенсификация процесса измельчения и повышения качества измельченного продукта за счет обеспечения при этом резкого снижения частиц металла, образующихся в процессе трения ножа по решетке.
Поставленная задача решается в представленном конструктивном решении ножа режущего механизма устройства для измельчения продуктов, состоящего из ступицы и криволинейных лопастей с режущими кромками, в котором согласно полезной модели нож оснащен элементами жесткости в форме спиц, толщина которых меньше толщины криволинейных лопастей с режущими кромками.
Целесообразно спицы выполнять в цилиндрической форме.
Целесообразно спицы (в сечении) выполнять в виде обтекаемой, каплевидной формы.
Целесообразно спицы выполнять в форме крыла с подъемной силой, совпадающей с направлением подачи измельчаемого продукта.
Целесообразно спираль выполнять в форме крыла с обеспечением подъемной силы, против направления подачи измельчаемого продукта.
Нами экспериментально установлено, что при взаимном изнашивании ножа и решетки, на распределении весового износа между ними существенное влияние имеет отношение величин поверхностей трения ножа и решетки. Если площади трения ножа и решетки одинаковы, то их весовые износы совпадают.
Одним из путей достижения оптимизации процесса измельчения является изменение конструкции элементов жесткости спирали за счет придания им обтекаемой формы, обеспечивающей сокращение гидродинамического сопротивления и создание дополнительного давления ножа на решетку или наоборот уменьшение давления в зависимости от технологических требований режимов измельчения, видов исходного сырья, скорости вращения ножа и др.
На фиг.1 представлен нож, на фиг.2 разрез по А-А. На фиг.3 разрез по Б-Б, с вариантом сечения спицы в форме цилиндра, на фиг.4 в каплевидной форме (более обтекаемой). На фиг.5 в форме крыла с обеспечением подъемной силы в направлении потока сырья и на фиг.6 в форме крыла с обеспечением подъемной силы против направления потока сырья.
Нож состоит из ступицы 1, криволинейных лопастей 2 с режущими кромками на торцевых поверхностях и элементов жесткости в виде спиц 3. Дополнительная жесткость конструкции обеспечена внешним кольцом 4. При этом шаг спирали уменьшается от центра к периферии таким образом, чтобы соотношение трущихся поверхностей ножа и решетки стремилось к единице.
Нож работает следующим образом. Нож со ступицей 1 устанавливается в комплекте со шнеком и решетками в устройство (в волчок) для измельчения продуктов, например мяса. При вращении ножа измельчение продукта осуществляется режущими кромками лопастей спирали 2 с их внешней стороны. Возможно конструктивное исполнение и использование направления раскручивания спирали в двух вариантах: 1 - совпадение с направлением вращения ножа и 2 - несовпадение с направлением вращения ножа. При этом за счет воздействия наклона спирали, угол атаки поверхности спирали совпадает или не совпадает с направлением вращения ножа. Если продукт в процессе измельчения с помощью спирали перемещается от периферии к центру, то обеспечивается более равномерный износ системы «нож-решетка». Такое выполнение конструкции целесообразно использовать при достаточно высоких скоростях вращения ножа и для продуктов, обладающих высокой вязкостью (преимущественно для говядины) с высоким содержанием соединительной ткани и незначительным содержанием жировой. Для низких скоростей вращения ножа и для сырья обладающего меньшей динамической вязкостью (преимущественно свинины) более целесообразно использовать вариант спирали, выполненной с режущими кромками против направления вращения ножа. При этом продукт в процессе измельчения с помощью спирали перемещается от центра к периферии. Внешнее кольцо 4 обеспечивает необходимую прочность спирали 2 и спиц 3 в процессе измельчения.
При измельчении поток сырья увлекается (транспортируется) лопастями, выполненными в форме спирали. При этом за счет того, что толщина спиц меньше толщины лопастей, сырье перетекает между отдельными секторами ножа, что исключает тупиковые зоны в промежутках между спицами. Если скорость вращения ножа минимальна и динамическая вязкость сырья имеет небольшие значения, то возможно выполнение спиц в форме цилиндров. По мере возрастания скорости вращения ножа (если это допускается по технологическим требованиям, в отношении качества продукта), цилиндрическая форма может оказывать дополнительное гидродинамическое сопротивление. В этом случае для уменьшения этого сопротивления более эффективным будет придание спицам каплевидной формы (фиг.4) При этом уменьшение гидродинамического сопротивления уменьшает энергозатраты и величину пластической деформации измельчаемого сырья в системе нож-решетка. По мере дальнейшего увеличения скорости вращения ножа и увеличения динамической вязкости продукта целесообразно придать спицам форму крыла фиг.5, 6. Крыло будет создавать определенную подъемную силу, которая может быть направлена как в сторону движения потока (фиг.5), так и против (фиг.6). Направление воздействия подъемной силы и соответствующей конструкции спицы выбирают исходя из технологических требований, предъявляемых к конструкции системы нож-решетка или других перспективных вариантов измельчающих рабочих органов. Например, чтобы уменьшить или усилить давление ножа на решетку.
Выполнение ножа с использованием криволинейных лопастей выполненных как в форме спирали и элементов жесткости в виде спиц с толщиной меньше толщины лопастей ножа позволяет дополнительно снизить его металлоемкость, увеличить его долговечность и повысить производительность труда за счет увеличения производительности машины и снижения числа переточек ножей и решеток.