ДОЗАТОР МУКИ

Заявленная полезная модель относится к оборудованию для дозирования муки в хлебопекарной промышленности, предназначена для непрерывной дозированной подачи муки в горячий и влажный объем горячей камеры машины-клейстеризатора и может быть использована для дозирования сыпучих материалов в других отраслях.
Известен дозатор муки спирального типа [1], снабженный дополнительным ворошителем с отдельным приводом для предупреждения образование свода муки в приемной части дозатора и рабочим органом в виде плоской спирали. Спираль с помощью мотор-редуктора свободно вращается и самоцентруется в нагнетательной трубе дозатора.
Недостатками данного дозатора являются:
- неравномерность подачи и выгрузки муки из рабочей трубы;
- конструктивная и эксплуатационная сложность, обусловленная наличием специального ворошителя с дополнительным приводом и электродвигателем к нему;
- невозможность использования для дозированной подачи муки в горячий и влажный объем горячей камеры машины-клейстеризатора.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, принимаемым за прототип, является дозатор муки [2], содержащий загрузочную воронку, приемную часть и рабочую трубу с выводным мучным патрубком, рабочий орган, образованный ступенчатым валом, на котором плотно посажена плоская спираль, работающая как шнек в нагнетательной части и как ворошитель - в приемной части, мотор-редуктор привода с частотным регулированием оборотов и дополнительным воздушным охлаждением электродвигателя. В выводном мучном патрубке выполнен штуцер для подачи «сопровождающего» воздуха и предотвращения залипания муки во вводном мучном канале машины-клейстеризатора. В комплект дозатора дополнительно входит воздушный узел, включающий отдельно расположенный радиальный вентилятор, подающий воздух на распределитель, установленный на кожухе электродвигателя привода, от которого осуществляется отбор и подача воздуха на штуцер выводного патрубка и далее - в вводной мучной канал машины-клейстеризатора.
Недостатками дозатора-прототипа являются:
- отсутствие регулирования уровня муки в загрузочной воронке, приводящее к слеживанию и подвисанию муки на стенках воронки и неравномерности ее поступления в приемную часть дозатора;
- отсутствие подогрева холодной муки для оптимизации температурного режима процесса, протекающего в машине-клейстеризаторе;
- наличие «подпора» муки, создаваемого шнеком на выходе из нагнетательной части дозатора, приводящего к «подпрессовке» муки и выдавливанию ее в выводной патрубок в виде спрессованных комков, что приводит к неравномерности ее дальнейшего контакта и смешивания с «заварной» водой в машине-клейстеризаторе;
- сложность распределения воздуха между охлаждением электродвигателя привода и подачей в выводной мучной патрубок;
- недостаточная эксплуатационная надежность (неисправность вентилятора может привести к остановке мучного дозатора, машины-клейстеризатора и всего производственного процесса тестоприготовления, что в условиях реального непрерывного производства хлеба может создать проблемы).
Задачей предложенной полезной модели является:
- поддержание постоянного уровня муки на загрузке, исключение слеживания и подвисания муки для обеспечения равномерного поступления рыхлой муки в приемную часть дозатора;
- создание возможности подогрева муки для оптимизации дальнейшего температурного режима процесса, протекающего в машине-клейстеризаторе;
- исключение «подпрессовки» муки в нагнетательной части для обеспечения равномерного течения сухохой муки вплоть до контакта с «заварной» водой в машине-клейстеризаторе;
- обеспечение стабильной подачи воздуха на охлаждение электродвигателя привода и в выводной мучной патрубок дозатора;
- достижение необходимого потока «сопровождающего» воздуха во вводном мучном канале машины, исключающего обратное проникновение влажного горячего воздуха из машины - и залипания при различных скоростях подачи муки;
- обеспечение безостановочной работы дозатора в условиях непрерывного производства.
Поставленная задача достигается тем, что предложенный дозатор муки, содержащий загрузочное устройство, корпус, состоящий из приемной части и рабочей трубы, выводной мучной патрубок, рабочий орган, образованный ступенчатым валом, на котором посажена плоская спираль, работающая как шнек в нагнетательной части и как ворошитель - в приемной части, мотор-редуктор привода рабочего органа с частотным регулированием оборотов, и дополнительным воздушным охлаждением, узел подачи воздуха в выводной патрубок дозатора и из него, - в мучной канал, направленный в горячую камеру месильной машины, отличающийся тем, что
- в качестве загрузочного устройства используется прозрачный приемный стакан, выполненный в форме усеченной пирамиды с обратным наклоном стенок и снабженный датчиками объема, регулирующими подачу и поддержание расчетного уровня муки в приемной части дозатора;
- в рабочей трубе выполнена разгрузочная полость, в которой снизу выходит выводной мучной патрубок, а сверху - вставлен блок микровентиляторов для подачи «сопровождающего» потока воздуха в полость, а из нее - вместе с подаваемой мукой - во вводной мучной канал месильной машины;
- поверхности корпуса и рабочей трубы снабжены плоскими электронагревательными элементами с наружной теплоизоляцией и регуляторами температуры;
- для дополнительного охлаждения электродвигателя привода рабочего органа в его кожухе установлен дополнительный независимый осевой вентилятор.
Принципиальная схема дозатора и подачи муки в горячую камеру машины-клейстеризатора представлена на фиг. 1.
Согласно схеме дозатор содержит рабочую трубу 2 с находящимся в ней рабочим органом. Труба вставлена в поперечные стенки 1, которые с наклонными боковинами 3 образуют приемную часть дозатора. Рабочий орган состоит из ступенчатого вала 5, на большом диаметре которого плотно посажена и приварена плоская спираль 4 с опорной шайбой 7. Опорные шейки вала вращаются в подшипниках скольжения 8. Осевому перемещению вала препятствуют кольцо вала и опорная шайба, находящиеся в контакте с торцевыми плоскостями подшипников скольжения. На наружных стенках приемной части корпуса и рабочей трубы установлены, плоские электронагревательные элементы, снабженные регуляторами нагрева, поверх которых нанесен листовой теплоизоляционный материал.
Рабочий орган в сборе с подшипниками скольжения фиксируются в рабочей трубе торцевыми крышками 9. В разгрузочной полости трубы выполнены: снизу - выходной мучной патрубок 21, а сверху - воздушный патрубок 17, образующие сквозной канал от блока 20 микровентиляторов, вставленного в корпус 18, до мучного канала машины. На выходном мучном патрубке выполнен поворотный штуцер 22, служащий для соединения (разъединения) дозатора с мучным каналом 24 машины-клейстеризатора.
Рабочий орган дозатора через эластичную муфту 10 соединен с мотор-редуктором 11, обороты которого регулируются частотным регулятором 13. Для поддержания нормального теплового режима электродвигателя мотор-редуктора при значительном снижении оборотов в его кожухе установлен дополнительный вентилятор 12.
С помощью фланца на приемную часть дозатора установлен прозрачный стакан 14, выполненный в виде усеченной пирамиды с обратным наклоном стенок, исключающим подвисание муки, снабженный двумя датчиками уровня, - рабочего - 16 и минимального -15. Датчик 16 включает и выключает внешний шнек, подающий муку в дозатор, а датчик 15 включает сигнализацию в случае нештатного падения снижения уровня муки в стакане до критического, что свидетельствует о прекращении ее подачи.
Дозатор муки работает следующим образом:
мука внешним шнеком подается в мучной стакан 14; при достижении ее уровня датчика 16, он выключает подачу; далее, по мере срабатывания муки и снижения уровня относительно датчика 16, он вновь включает шнек и выключает его по достижению заданного уровня муки; уровень муки в стакане и расположение датчика 16 рассчитывается таким образом, чтобы за время нахождения в стакане мука не успевала слеживаться и сохраняла первичную рыхлость и «воздушность»;
- в приемной части дозатора мука подвергается непрерывному рыхлению вращением плоской спирали рабочего органа, которая на этом участке работает как ворошитель, и сдвигается на вход в шнек, образованный той - же спиралью, но плотно посаженной на большой диаметр вала, обеспечивая его полное заполнение и постоянную массу на каждый оборот вала; по длине нагнетательной части шнек имеет несколько витков спирали, которая по наружному диаметру соответствует диаметру трубы дозатора и вместе с мукой надежно «запирает» ее от обратного проникновения пара из горячей камеры машины-клейстеризатора и обеспечивает постоянную скорость выгрузки муки из дозатора;
на выходе из шнека в разгрузочную полость мука без препятствий ссыпается с большого диаметра шнека и течет вниз, в выходной патрубок вместе с потоком сопровождающего воздуха, поступающего от блока микровентиляторов.
- Одновременно с включением дозатора включается подогрев корпуса и рабочей трубы; заданная температура нагрева стенок поддерживается автоматически.
- Подаваемая мука, находясь в постоянном движении и контакте с нагретыми стенками корпуса и рабочей трубы подогревается и поступает в машину с расчетной температурой.
- Воздух, поступающий от блока микровентиляторов, обеспечивает подпор и движение воздуха, сопровождающего течение муки и исключающее обратное проникновение горячего пара в вводной мучной канал машины, конденсацию в нем влаги и залипание муки, а также рыхлость и сухость муки и ее равномерное течение по каналу в точку встречи с «заварной» водой;
Необходимая скорость подачи муки устанавливается путем изменения оборотов рабочего органа дозатора частотным регулятором 13 и замера количества подаваемой муки за единицу времени. С этой целью поворотный штуцер 22 отсоединяется от мучного канала 24 машины, поворачивается и направляется в емкость для отбора и взвешивания муки. После установки необходимой скорости дозирования и градуировки частотного регулятора во всем диапазоне скоростей подачи, штуцер 22 поворачивается обратно в рабочее положение, - соединяется с мучным каналом 24 машины, и фиксируется манжетой 23;
Необходимый поток сопровождающего воздуха для конкретной скорости подачи муки устанавливается путем набора необходимого количества микровентиляторов в блоке 20 с проверкой выхода сухого воздуха из мучного канала в горячую зону машины-клейстеризатора.
Промышленные испытания и дальнейшее практическое использование дозатора произведены в условиях действующего промышленного производства нескольких видов хлебобулочных изделий с использованием Технологии и машины клейстеризации муки. Подача исходной муки в дозатор осуществлялась автоматически из цехового расходного бункера гибким шнеком, включаемым и выключаемом верхним датчиком стакана дозатора. Уровень муки в стакане поддерживался с точностью ±3 см, что обеспечивало ее постоянную рыхлость и равномерное поступление в приемную часть дозатора. Дозатор производил непрерывную подачу муки в горячую зону машины-клейстеризатора с погрешностью не более ±2% по массе (в зависимости от скорости подачи и влажности муки), не допуская залипаний во вводном мучном канале машины в ходе ежедневной непрерывной 24 часовой работы.
Отсутствие подпора муке на выходе из шнека в разгрузочную полость рабочей трубы дозатора и подача «сопровождающего» воздуха обеспечили непрерывное течение муки из выходного патрубка по вводному мучному каналу вплоть до контакта с «заварной» водой в машине-клейстеризаторе.
Подогрев исходной муки в дозаторе и мучном патрубке позволил повышать ее температуру до 40±5°C, и соответственно снижать необходимую для первичного контакта и клейстеризации температуру «заварной» воды до 65±5°C;
Для конкретной производительности по муке подбирали необходимое количество микровентиляторов в блоки, - один блок устанавливался в дозаторе, один находился в запасе. В ходе текущего производства периодически контролировали выход потока «сопровождающего» сухого воздуха вместе с мукой из вводного мучного канала в горячую зону машины. При неисправности одного из микровентилятора в блоке поток воздуха несколько уменьшается, но остается достаточным для продолжения нормальной работы дозатора по подаче муки в горячую зону машины. При обнаружении снижения потока «сопровождающего» воздуха блок заменялся на запасной без остановки производства, а замененный блок после обслуживания и наладки вновь возвращался в качестве запасного.
Таким образом, схема подачи воздуха в заявляемом полезном образце включает 2 независимых части: блок микровентиляторов, установленный непосредственно над разгрузочной полостью трубы дозатора, и дополнительный компактный вентилятор, помещенный внутри кожуха электромотора привода, что значительно проще воздушного узла по прототипу, состоящего из 12 элементов.
Промышленные испытания показали, что предлагаемый полезный образец обеспечивает:
- поддержание постоянного уровня муки, исключение ее слеживания, подвисания, а также рыхлость и равномерность на входе в дозатор;
- исключение подпрессовки и равномерность движения сухой муки на выходе из дозатора;
- регулируемый подогрев муки до оптимальных температур, необходимых для ее дальнейшей клейстеризации;
- достижение необходимого подпора и потока «сопровождающего» воздуха, исключающего обрактное проникновение горячего пара и залипания в мучном канале;
- упрощение схемы воздушной продувки;
- безостановочную работу и эксплуатационную надежность дозатора в условиях непрерывного производства.
Источники информации:
1. Каталог мучных дозаторов фирмы WAM S.p.A. info@wamgvoup.com
2. Патент РФ №89487, B65B 1/12, 2009 г.