Рукавный фильтрующий элемент для очистки молока

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, конкретно к устройствам для фильтрации молока.
Известно устройство для очистки молока от механических примесей на доильных установках с молокопроводом (Учебник мастера машинного доения / Л.П. Карташов, В.Г. Звиняцковский, Л.И. Сорокина и др. - М.: Колос, 1994. - 368 с.), состоящего из стального нержавеющего корпуса, направляющей со стальным проволочным каркасом, двух переходников с гайками и фильтрующего элемента в виде чулка, насаживаемого на проволочный каркас. Фильтрующий элемент изготавливается из нетканого иглопробивного термоскрепленного полотна и состоит из двух слоев. Наружный слой выполнен из лавсана и он по структуре более рыхлый, а внутренний более плотный - из пропилена.
Недостатками конструкции являются то, что жесткость проволочного каркаса уменьшается в связи с увеличением давления на нее молока из-за забивания пор фильтра примесями. Каркас сжимается, и фильтрующая поверхность чулка уменьшается, что приводит к быстрому засорению фильтра и прекращению прохождения через него молока. Кроме того, двухслойный материал полотна фильтрующего элемента не обеспечивает тонкость фильтрации из-за быстрого забивания наружного рыхлого слоя, изготовленного из лавсана.
Известно устройство рукавного многослойного фильтрующего элемента для очистки молока (патент №153694 МПК B01D 27/00, A01J 11/06, B01D 27/08), состоящего из корпуса и многослойного рукава с глухим торцом, причем слои рукава выполнены из пищевого полимера в виде нитей методом термодинамической экструзии, которые привариваются одна к другой с образованием дискретных слоев с проводящими каналами, и снабженный переходным адаптером в виде шайбы со штуцером, сообщенным с выходом и имеющим внешнюю нарезку для плотного крепления на нем свободного конца рукава.
Недостатками являются бессистемная ориентация волокон в виде случайного распределения в продольном и поперечном направлениях, что не позволяет регулировать качество фильтрации и снижает прочностные характеристики устройства при наружном давлении жидкости. Кроме того, молоко при поступлении под давлением на фильтрующий элемент неравномерно распределяется по его поверхности из-за перемещения крупных частиц примесей от входного к выходному патрубкам.
Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков является принятый за прототип рукавный фильтрующий элемент для очистки молока (патент №166424, МПК А 01J 11/06, B01D 27/08) состоящий из корпуса и многослойного фильтрующего элемента для очистки молока, выполненного в виде рукава из пищевого полипропилена методом термодинамической экструзии из нитей разной толщины и переплетенных хаотично с образованием проводящих каналов, полимерные нити в наружных слоях не уплотнены, а полимерные нити во внутренних слоях уплотнены прокаточным валом.
Недостатками являются то, что в рукавном многослойном фильтрующем элементе уплотнение внутренних слоев прокаточным валом уменьшает площадь сечений мелких ячеек, а площадь сечений крупных ячеек остаются неизменными, что в целом приводит к уменьшению фильтрации крупных примесей молока и невозможности фильтрации мелких примесей. Кроме того, молоко подается через входное отверстие в крышке корпуса и, ударяясь в глухой торец фильтрующего элемента, неравномерно распределяется по его поверхности, перемещая крупные частицы примесей в сторону выходного отверстия, что приводит к накоплению крупных частиц преимущественно в противоположной стороне от входа, что забивает поры внешнего слоя крупными частицами примесей и уменьшает рабочую длину фильтрующего элемента.
Задача полезной модели - улучшить качество очистки молока за счет поэтапной задержки примесей различных размеров и консистенций на внешних и внутренних слоях фильтрующего элемента
Это достигается тем, что в предлагаемом рукавном фильтрующем элементе для очистки молока, вставленном в корпус, содержащем многослойный рукав из пищевого полипропилена методом термодинамической экструзии с образованием нитей для формирования внешних и внутренних слоев, торец рукавного многослойного фильтрующего элемента снабжен переходным адаптером в виде шайбы со штуцером, который сообщен с выходом рукава и имеет внешнюю нарезку для плотного крепления, в отличие от прототипа на внешней поверхности в начале и середине рукавного многослойного фильтрующего элемента закреплены с натягом узкие кольца из полипропилена с внутренними проходными отверстиями и с внешним диаметром кольца, не превышающим внутренний диаметр корпуса, а внешние и внутренние слои фильтрующего элемента выполнены с образованием нитей постоянного диаметра в каждом из них, но с большим диаметром во внешних слоях, чем во внутренних в зависимости от размера примесей в молоке.
Рукавный многослойный фильтрующий элемент имеет диаметр нити, образующей внешние слои, 130…150 мкм, а диаметр нити, образующей внутренние слои, - 70…90 мкм.
Необходимость установки на внешней поверхности рукавного многослойного фильтрующего элемента в начале и середине с натягом узких колец из пропилена с внутренними проходными отверстиями объясняется необходимостью первоначальной частичной задержки крупной фракции примесей, что исключает их смещение в сторону выходного отверстия, обеспечивая равномерное распределение примесей на первой и второй половинах внешней поверхности фильтрующего элемента и повышая качество очистки молока.
Необходимость установки внешнего диаметра узких колец фильтрующего элемента меньше, чем внутреннего диаметра корпуса, объясняется необходимостью свободного прохода молока, исключающего изменение пропускной способности фильтрующего элемента.
Необходимость формирования внешних и внутренних слоев фильтрующего элемента из нитей постоянного диаметра в каждом слое, но с большим диаметром во внешних слоях, чем во внутренних в зависимости от размера примесей в молоке, объясняется следующим. Внутренние слои фильтрующего элемента, изготовленные из полипропилена с диаметром нити 70…90 мкм, задерживают сгустки соматических и бактериальных клеток и моментально забиваются механическими примесями, а изготовленные с диаметром нити менее 70 мкм, не пропускает сырое молоко и моментально забиваются сгустками соматических и бактериальных клеток и механическими примесями, а изготовленные с диаметром свыше 90 мкм не задерживает сгустки соматических и бактериальных клеток и забиваются механическими примесями.
Внешние слои фильтрующего элемента, изготовленные из полипропилена с диаметром нити 130…150 мкм, не задерживают сгустки соматических и бактериальных клеток и задерживают механические примеси, а изготовленные с диаметром свыше 150 мкм не задерживают сгустки соматических и бактериальных клеток и механические примеси, а изготовленные с диаметром ниже 130 мкм не задерживают сгустки соматических и бактериальных клеток и забиваются механическими примесями.
На фигуре показан поперечный разрез рукавного многослойного фильтрующего элемента.
Рукавный многослойный фильтрующий элемент для очистки молока вставлен в корпус 1 в виде рукава 2 с глухим концом 3. На свободном конце рукава 2 установлен переходной адаптер в виде шайбы 4 со штуцером 5, сообщенным с выходом и имеющим внешнюю нарезку для плотного крепления на нем свободного конца рукава фильтрующего элемента. На внешней поверхности рукава 2, с зазором относительно внутренней поверхности корпуса 1, в средней части и в начале на глухом его конце 3 установлены с натягом узкие кольца 6 и 7, имеющие внутренние проходные отверстия 8. Корпус 1 снабжен входным патрубком 9 с одной стороны и фланцем 10 с наружной резьбой с другой для крепления с корпусом трубопровода доильной установки (на фигуре не показано). На сопрягаемых поверхностях шайбы 4 переходного адаптера установлены в кольцевых канавках уплотнительные кольца 11 для обеспечения герметизации внутреннего пространства между корпусом 1 и рукавом 2.
Устройство работает следующим образом: перед доением рукав 2 многослойного фильтрующего элемента надевается на штуцер 5 переходного адаптера и на его внешнюю поверхность устанавливается с натягом узкое кольцо 6 в среднюю часть и узкое кольцо 7 в начале в глухой его конец. Рукав 2 в собранном виде вставляется в корпус 1, который подсоединяется за счет резьбы фланца 10 к корпусу трубопровода доильной установки, а входной патрубок 9 корпуса 1-е молочным насосом (на фигуре не показано). В процессе работы доильной установки молоко под давлением поступает во входной патрубок 9 корпуса 1, проходит через узкие кольца 6 и 7 и через зазор между кольцами и внутренней поверхностью корпуса 1, что обеспечивает задержку примесей молока в проходных отверстиях 8 колец 6 и 7 и равномерность распределения молока по внешней поверхности фильтрующего элемента. Молоко проходит через внешние и внутренние слои фильтрующего элемента, очищается от механических примесей и бактериальных и соматических клеток, и попадает внутрь рукава 2, откуда очищенное молоко отводится через выходное отверстие.
Технико-экономический эффект рукавного фильтрующего элемента для очистки молока заключается в повышении степени механической очистки на один класс и снижении бактериальной обсемененности и количеству соматических клеток в два раза.