БАРАБАН ДЛЯ СОРТИРОВКИ НА ФРАКЦИИ ПРОДУКТОВ КУБИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для разделения и сортировки различных пищевых продуктов или полуфабрикатов, фракционная форма которых близка к форме куба или параллелепипеда, и предназначена, в частности, для сортировки обжаренных сухариков от хлебной крошки или лома, а также может использоваться в перерабатывающей, горно-рудной и других отраслях, там где требуется классификация продукта по его форме.
В настоящее время широкое развитие получили продукты или полуфабрикаты, нарезанные в виде кубиков и предназначенные для непосредственного употребления (обжаренные сухарики) или для приготовления различных блюд или цукатов (фруктовые или овощные кубики). При изготовлении указанных продуктов кубической формы используются специальные устройства для нарезки, при работе которых всегда существует естественный отход, например, при резке хлеба на кубики, всегда присутствуют хлебные крошки или лом кубиков, находящийся в массе основного продукта. Наличие крошки или лома в основной массе значительно снижает качество продукта, а, следовательно, требует проведения дополнительной его сортировки.
Известен барабан для сортировки предметов в форме таблетки (см. патент США №3196887, 1959 г.), содержащий наружную просеивающую поверхность, образованную продольными рядами отверстий и подвергнутую изгибам в форме зубьев пилы. При этом часть каждого отверстия расположена на одной грани зуба, а часть - на другой. Таким образом, выбирая плоскость изгиба относительно центра отверстия, можно выбрать размер сортируемого продукта, например, таблеток определенной толщины.
Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность сепарации продуктов в форме куба, т.к. при просеивании лома продукта, он должен попасть в отверстие, форма которого значительно отличается от прямоугольника. При этом между рядами отверстий обязательно присутствуют перемычки, которые также препятствуют сепарированию продукта. Следовательно для повышения качества сепарирования продукта, необходимо:
- либо значительно увеличить длину барабана, что усложняет устройство и требует дополнительной площади для его размещения, а, значит, приводит к удорожанию продукта;
- либо существенно повысить время сепарирования, что также приводит к удорожанию самого продукта.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разделения сыпучих материалов по крупности, выбранное в качестве прототипа (см. а.с. СССР №778816, Кл. В 07 В 1/18, 1980 г.), содержащее установленный на опорные узлы вращаемый барабан с наружной просеивающей поверхностью, образованной установленными с зазором по отношению друг к другу продольными пластинчатыми элементами (ребрами). На просеивающей поверхности по винтовой линии укреплены конические шипы, с помощью которых материал продвигается вдоль поверхности барабана и мелкая фракция просыпается между ребрами. Поскольку просеивающая поверхность данного барабана при одной и той же его длине значительно выше, чем у вышеприведенного аналога, то и эффективность просеивания будет выше.
Основным недостатком известного устройства является его низкая эффективность при просеивании лома продукта кубической формы. Дефектный кубик (лом), высота которого меньше стандартной, только в том случае будет отсеян, если высота его дефектной грани значительно отличается от ребра куба. Это связано с тем, что кубик стремиться попасть своими гранями между плоскими ребрами барабана, а размер сепарирующей щели при повороте кубика не позволяет отсеивать лом.
Задачей данного технического решения является повышение эффективности работы устройства при сепарации продуктов в форме куба при одновременном сохранении простоты его конструкции.
Указанная задача в устройстве для сортировки на фракции продуктов кубической формы, содержащем установленный на опорные узлы вращаемый барабан с наружной просеивающей поверхностью, образованной установленными с зазором по отношению друг к другу продольными элементами, достигается тем, что величина зазора между продольными элементами выбрана меньше размера ребра куба просеиваемого продукта, при этом продольные элементы установлены по контуру замкнутой огибающей линии, образованной двумя и более выпуклыми от центра к окружности барабана дугами, вписанными в окружность барабана.
Указанное выполнение устройства позволяет за счет увеличения радиуса кривизны просеивающей поверхности повысить эффективность сепарации лома, т.к. при этом значительно увеличивается площадь просеивающей поверхности, участвующей в сепарации продукта.
Для повышения эффективности сепарации продукта в форме куба, продольный элемент в поперечном сечении может быть выполнен как круглой или эллиптической формы, так и в форме многогранника. Такая форма продольного элемента облегчает
перекатывание кубиков при вращении барабана и способствует их наиболее правильной ориентации относительно сепарирующей щели. За счет этого вращения кубик с полными гранями легко перекатывается по сепарирующей поверхности барабана не проваливаясь, а лом - за счет укороченных граней обязательно проваливается в щель.
На фиг.1 представлен рисунок заявляемого устройства, где просеивающая поверхность устройства выполнена в виде замкнутой огибающей линией, образованной тремя выпуклыми от центра к окружности барабана дугами.
На фиг.2 представлен рисунок с фрагментом барабана, поясняющий принцип сепарации.
Представленные на фиг.1 и 2 рисунки содержат: барабан 1 с наружной обечайкой 2 и просеивающей поверхностью 3, состоящей из продольных элементов 4; подставку 5 для установки барабана; роликов 6 для вращения барабана; нормальный по форме продукт кубической формы 7; лом продукта с усеченной высотой 8.
Устройство работает следующим образом. Исходный продукт, например, обжаренные сухарики в форме куба 7 и присутствующий в общей мессе продукта лом 8 поступают через загрузочный лоток (на рисунках не показан) во внутрь барабана 1, который установлен с небольшим продольным уклоном на подставке 5. За счет того, что радиус дуг, образованных, продольными элементами 4, образующими просеивающую поверхность 3, значительно больше радиуса барабана, то увеличивается его просеивающая способность, которая тем больше, чем больше отношение радиуса дуги к диаметру барабана. Это связано с тем, что значительная часть просеивающей поверхности, становится близкой к плоской просеивающей поверхности для значительной части продукта, находящегося в барабане, т.е. фактическая величина просеивающего промежутка совпадает с ее истинным размером. Таким образом, эффективная просеивающая поверхность устройства определяется радиусом дуг, а не диаметром барабана, что позволяет при сохранении минимального диаметра барабана обеспечить его максимальную эффективность при просеивании, чему также способствует выполнение продольных элементов в поперечном сечении в форме круга или эллипса, а также в форме многогранника. Весь лом 8, находящийся на просеивающей поверхности 3, будет стремится провалиться между продольными элементами 4, а нормальный продукт 7, останется внутри барабана и за счет его небольшого продольного наклона при вращении барабана будет продвигаться к его выходу, где готовый и очищенный от лома и крошки продукт выгружается естественным
путем (например, падает на конвейер) и поступает для последующей его обработки или упаковки.
Примеры реализации устройства.
Пример 1. Заявляемая конструкция устройства была изготовлена и опробована на сепарации обжаренных сухариков в форме куба с ребром 1 см. Был изготовлен барабан длиной 1 м и диаметром 0,8 м. В качестве продольных элементов использовались трубки диаметром 12 мм, образующие просеивающий зазор 9 мм. Трубки установлены по контуру замкнутой огибающей линии, образованной тремя дугами одинаковой длины с радиусом 1.4 м. Продольный угол наклона барабана выбран около 15°. При скорости вращения барабана 6 об/мин количество лома в готовом продукте на выходе барабана составило менее 0,5%, тогда как в конструкции с плоскими продольными элементами, установленными по диаметру барабана при аналогичных размерах барабана и его скорости вращения, количество лома превышало 12%.
Пример 2. В качестве устройства для сепарации обжаренных сухариков была использована конструкция барабана, аналогичная примеру 1. Отличие заключалось в том, что в качестве замкнутой огибающей линии была выбрана кривая, образованная четырьмя дугами одинаковой длины с радиусом 2.65 м, при этом форма поперечного сечения продольного элемента была выбрана в виде шестигранника, вписанного в диаметр 12 мм. При той же скорости вращения барабана количество лома в готовом продукте составило менее 0,3%.
Таким образом заявляемая конструкция позволяет существенно повысить эффективность сепарации продукта по сравнению с прототипом при сохранении габаритных размеров барабана устройства.