PL195570B1 - Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanychdo obróbki materiału wykazującego tendencję do spieniania - Google Patents

Abstract

1. Wirówka sedymentacyjna bez przegród perfo- rowanych do obróbki materialu wykazujacego ten- dencje do spieniania, zawierajaca beben z wycho- dem cieczy i wychodem substancji stalej oraz obro- towym plaszczem, w którym umieszczony jest obro- towy wzgledem plaszcza bebna slimak, odcinek doprowadzajacy ze wspólosiowa wzgledem osi obro- tu bebna, centralna rura doprowadzajaca do dopro- wadzania materialu przez rozdzielacz do komory wirowej pomiedzy slimakiem i plaszczem bebna, przy czym odcinek doprowadzajacy przez rure do- prowadzajaca i rozdzielacz do komory wirowej ma postac w zasadzie hermetycznego, zamknietego ukladu, znamienna tym, ze ma uklad tarcz spie- trzajacych, zawierajacy dwie tarcze spietrzajace (28, 30), z których jedna jest umieszczona wzgle- dem rozdzielacza (16) na korpusie slimaka w kierun- ku wychodu (34) cieczy, zas druga na korpusie (14) slimaka w kierunku wychodu (36) substancji stalej, przy czym tarcza spietrzajaca (30), umieszczona pomiedzy rozdzielaczem (16) i wychodem (36) sub- stancji stalej, ma od strony swego wewnetrznego obwodu otwory (32) do przeplywu piany w kierunku wychodu (36) substancji stalej. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych do obróbki materiału wykazującego tendencję do spieniania.

Wirówki sedymentacyjne w postaci wirówek bez przegród perforowanych są znane od dawna w najróżniejszych wariantach konstrukcyjnych. Z DE-A-36 38 782, US-A-35 68 919 i US-A-43 34 647 znane są wirówki sedymentacyjne bez przegród perforowanych, zawierające bęben z wychodem cieczy i wychodem substancji stałej oraz obrotowym płaszczem, w którym umieszczony jest obrotowy względem płaszcza bębna ślimak, odcinek doprowadzający ze współosiową względem osi obrotu bębna, centralną rurą doprowadzającą do doprowadzania materiału przez rozdzielacz do komory wirowej pomiędzy ślimakiem i płaszczem bębna, przy czym odcinek doprowadzający przez rurę doprowadzającą i rozdzielacz do komory wirowej ma postać w zasadzie hermetycznego, zamkniętego układu.

Znana ze stanu techniki wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych jest również ukazana na pos. l. Przy obróbce materiału ulegającego lekkiemu utlenianiu - na przykład materiału z rozdrobnionych owoców, jak jabłka - pożądane jest utrzymanie utleniania materiału podczas jego przebywania w wirówce na jak najniższym poziomie. Ponadto należy unikać wydostawania się piany na wychodzie cieczy. Przy obróbce materiału, który poza substancją stałą i fazą ciekłą, wykazuje tendencje do tworzenia niejako trzeciej fazy w postaci piany - na przykład pulpa owocowa do wytwarzania soku owocowego lub materiał zawierający dużą ilość białka kurzego - istnieje ten problem, że piana wydostaje się z wirówki przez wychód cieczy, pogarszając tym samym jakość fazy ciekłej. W przypadku produktów o tendencji do silnego spieniania piana powoduje ponadto zanieczyszczenie wirówki, zwłaszcza wskutek tego, że wchodzi w szczeliny na wylocie rury doprowadzającej i w najgorszym wypadku wylewa się z wirówki.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie niepożądanego wydostawania się piany na wychodzie cieczy i przeciwdziałanie w ten sposób zanieczyszczeniu produktu.

Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych do obróbki materiału wykazującego tendencję do spieniania, zawierająca bęben z wychodem cieczy i wychodem substancji stałej oraz obrotowym płaszczem, w którym umieszczony jest obrotowy względem płaszcza bębna ślimak, odcinek doprowadzający ze współosiową względem osi obrotu bębna, centralną rurą doprowadzającą do doprowadzania materiału przez rozdzielacz do komory wirowej pomiędzy ślimakiem i płaszczem bębna, przy czym odcinek doprowadzający przez rurę doprowadzającą i rozdzielacz do komory wirowej ma postać w zasadzie hermetycznego, zamkniętego układu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma układ tarcz spiętrzających, zawierający dwie tarcze spiętrzające, z których jedna jest umieszczona względem rozdzielacza na korpusie ślimaka w kierunku wychodu cieczy, zaś druga na korpusie ślimaka w kierunku wychodu substancji stałej, przy czym tarcza spiętrzająca, umieszczona pomiędzy rozdzielaczem i wychodem substancji stałej, ma od strony swego wewnętrznego obwodu otwory do przepływu piany w kierunku wychodu substancji stałej.

Korzystnie rura doprowadzająca jest poprzez rozdzielacz połączona na stałe ze ślimakiem, w związku z czym przy obrotach ślimaka obraca się wraz z nim.

Korzystnie koniec rury doprowadzającej jest połączony bezpośrednio, bez szczelin i otworów, z rozdzielaczem.

Korzystnie rozdzielacz jest zamocowany bezpośrednio, bez szczelin i otworów, w obwodowych otworach korpusu ślimaka.

Korzystnie rozdzielacz ma w zasadzie kształt rury.

Korzystnie rozdzielacz ma co najmniej jeden promieniowy, uchodzący do komory wirowej, otwór wylotowy.

Korzystnie rozdzielacz ma taki wymiar promieniowy, że w czasie pracy wirówki sięga pod poziom cieczy w komorze wirowej, w związku z czym jego otwory wylotowe leżą pod lustrem cieczy.

Korzystnie co najmniej jedna z tarcz spiętrzających jest ukształtowana na stożkowym odcinku korpusu ślimaka.

Korzystnie co najmniej jedna z tarcz spiętrzających wchodzi pod lustro cieczy w komorze wirowej.

Korzystnie co najmniej jedna z zamocowanych na korpusie ślimaka tarcz spiętrzających ma postać pełnej tarczy pierścieniowej bez otworów.

Korzystnie promieniowy wymiar tarczy spiętrzającej, położonej od strony wychodu substancji stałej, jest większy niż wymiar drugiej tarczy spiętrzającej, położonej od strony wychodu cieczy.

PL 195 570 B1

Korzystnie tarcza spiętrzająca, umieszczona pomiędzy rozdzielaczem i wychodem substancji stałej, ma tak dobrane wymiary, że pomiędzy płaszczem bębna i tarczą spiętrzającą istnieje jedynie stosunkowo wąska szczelina, przez którą może przechodzić śluzowata faza stała, natomiast zahamowane jest cofanie tej fazy, dotłaczanej przy wirowaniu, przez szczelinę.

Korzystnie jedna tarcza spiętrzająca jest uformowana bezpośrednio na rozdzielaczu.

Według wynalazku, zatem odcinek doprowadzający przez rurę doprowadzającą i rozdzielacz do komory wirowej ma postać w zasadzie hermetycznego, zamkniętego układu, co w prosty sposób ogranicza możliwość utleniania produktu wirowania w układzie doprowadzającym względnie w odcinku doprowadzającym materiał do bębna. Pozostałe fragmenty wirówki mogą być -ale nie muszą również zamknięte, jednak już samo hermetyczne w odniesieniu do cieczy doprowadzenie zmniejsza utlenianie.

W jednym z wariantów wynalazku rura doprowadzająca jest poprzez rozdzielacz połączona na stale ze ślimakiem, w związku z czym przy obrotach ślimaka obraca się wraz z nim. W ten sposób, inaczej niż w stanie techniki, uzyskuje się „łagodne przyspieszenie wstępne, a zatem delikatną obróbkę poddanego wirowaniu materiału. Ponieważ rura doprowadzająca jest obrotowa, istnieje ponadto możliwość bezpośredniego połączenia rozdzielacza i rury obrotowej w sposób quasi-jednoczęściowy, bez szczelin i otworów, dzięki czemu piana nie może wchodzić w żadne szczeliny lub przestrzenie pomiędzy rurą doprowadzającą i rozdzielaczem, co miało miejsce w stanie techniki.

Standard higieniczny ulega podwyższeniu dzięki temu, że rozdzielacz jest zamocowany bezpośrednio, bez szczelin i otworów, w obwodowych otworach korpusu ślimaka. W ten sposób powstaje pozbawiona szczelin i otworów, wolna droga od rury doprowadzającej do komory wirówki. W przeciwieństwie do stanu techniki, poddawany wirowaniu materiał nie może przedostawać się do obszaru pomiędzy zewnętrznym obwodem rury doprowadzającej i wewnętrznym obwodem korpusu ślimaka, ponieważ ten doprowadzający odcinek wirówki jest zamknięty „hydrohermetycznie.

W kolejnym wariancie wynalazku rozdzielacz ma w zasadzie kształt rury, w związku z czym ma on co najmniej jeden - korzystnie dwa - promieniowe otwory wylotowe, uchodzące do komory wirowej. Jeżeli ponadto rozdzielacz ma taki wymiar promieniowy, że w czasie pracy wirówki sięga pod poziom cieczy w komorze wirowej, w związku z czym jego otwory wylotowe leżą pod lustrem cieczy, wówczas osiąga się dalszą poprawę efektu hermetycznego zamknięcia doprowadzającego odcinka wirówki. Również to rozwiązanie przyczynia się do wyjątkowo delikatnej obróbki produktu/materiału poddawanego wirowaniu.

Wirówka sedymentacyjna według wynalazku zawiera układ tarcz spiętrzających, który zapobiega wychodzeniu piany powstającej przy wirowaniu materiału przez wychód cieczy (i/lub - jeżeli jest to spodziewane) przez wychód substancji stałej.

Szczególnie korzystnie układ tarcz spiętrzających zawiera co najmniej jeden lub korzystnie nawet dwie tarcze spiętrzające, które wchodzą pod poziom cieczy i z których korzystnie jedna jest umieszczona względem rozdzielacza, na korpusie ślimaka w kierunku wychodu cieczy, zaś druga na korpusie ślimaka w kierunku wychodu substancji stałej. Co najmniej jedna z tarcz spiętrzających wchodzi pod lustro cieczy w komorze wirowej i tworzy swego rodzaju barierę dla piany powstającej przy wirowaniu materiału w kierunku odpowiedniego wychodu.

W innym wariancie wynalazku co najmniej jedna z tarcz spiętrzających jest ukształtowana bezpośrednio na rozdzielaczu i/lub na zewnętrznym obwodzie korpusu ślimaka w obszarze rozdzielacza.

Korzystnie, co najmniej jedna z zamocowanych na korpusie ślimaka tarczy spiętrzających ma postać pełnej tarczy pierścieniowej bez otworów, zaś druga tarcza spiętrzająca jest na swym wewnętrznym obwodzie zaopatrzona w otwory do przepuszczania piany w kierunku wychodu substancji stałej, zwłaszcza wówczas, gdy tarcza spiętrzająca, usytuowana pomiędzy rozdzielaczem i wychodem substancji stałej, ma korzystnie tak dobrane wymiary, że pomiędzy płaszczem bębna i tarczą spiętrzającą istnieje jedynie stosunkowo wąska szczelina, przez którą może przechodzić śluzowata faza stała, natomiast zahamowane jest cofanie tej fazy, dotłaczanej przy wirowaniu, przez szczelinę.

Szczególnie korzystnym działaniem charakteryzuje się wreszcie kombinacja tarcz spiętrzających i obrotowej, uszczelnionej rury doprowadzającej, ponieważ układ ten spełnia zarówno najwyższe wymagania w zakresie higieny, jak też ze względu na doprowadzanie materiału i tworzenie bariery dla piany w kierunku wychodu cieczy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pojedyncza figura 1 przedstawia w przekroju bęben wirówki sedymentacyjnej bez przegród perforowanych.

PL 195 570 B1

Na figurze 1 ukazana jest wirówka sedymentacyjna 2 bez przegród perforowanych, zawierająca bęben z zewnętrznym płaszczem 4, który składa się z cylindrycznego odcinka 6 i łączącego się z nim, zwężającego się stożkowo odcinka 8. Wewnątrz zewnętrznego obrotowego płaszcza 4 bębna, który tak jak w stanie techniki osadzony jest z kolei obrotowo na zewnętrznej ramie 10 maszyny, umieszczony jest obrotowy ślimak 12 do wychodu substancji stałych.

Ślimak 12 ma wewnętrzny, w zasadzie cylindryczny korpus, którego geometria jest w zasadzie dopasowana do geometrii zewnętrznego płaszcza 4 bębna wirówki i zawiera, odpowiednio do zarysu płaszcza 4, cylindryczny odcinek 14a oraz, łączący się z cylindrycznym odcinkiem, stożkowy odcinek 14b. Te korzystną tutaj geometrię należy rozumieć jedynie przykładowo. Alternatywne geometrie korpusu 14 ślimaka - na przykład czysto cylindryczne - są również możliwe w ramach wynalazku.

W końcowym obszarze cylindrycznego odcinka 14a przez korpus 14 ślimaka przechodzi, mający korzystnie prostokątny przekrój, rozdzielacz 16 (rura rozdzielcza), który na swych obu osiowych końcach uchodzi w sposób otwarty do komory wirowej 18 pomiędzy korpusem 14 ślimaka i płaszczem 4 bębna oraz jest zespawany z korpusem ślimaka, w związku z czym powstaje bezpośrednie, quasi - jednoczęściowe, pozbawione szczelin i otworów połączenie między rurą doprowadzającą 20 i korpusem 14 ślimaka.

W obszarze osi symetrii wirówki znajduje się rura doprowadzająca 20. Rura doprowadzająca 20 jest na swym odwrotnym względem rozdzielacza 16 końcu zamocowana poprzez pierścień 22 na wewnętrznym obwodzie korpusu 14 ślimaka, który z kolei jest osadzony obrotowo poprzez łożyska toczne 24 na nasadce osiowej pokrywy 26, zamykającej w kierunku osiowym płaszcz 4 bębna. Na odwrotnym względem pokrywy 26 końcu rura doprowadzająca 20 przechodzi przez otwór w rozdzielaczu 16. Również obrotowa rura doprowadzająca 20 jest zatem tak osadzona na rozdzielaczu 16 (na przykład zespawana z nim), że pomiędzy tymi elementami występuje połączenie bez szczelin, zaś odwirowywany materiał lub piana nie może przedostawać się do tego obszaru przez żadną szczelinę. Rura doprowadzająca 20 wchodzi tutaj do wirówki z prawej strony względnie od strony cylindrycznego odcinka wirówki. Możliwe jest również odwrotne usytuowanie rury doprowadzającej 20 od lewej strony względnie od strony stożkowej części płaszcza 4 bębna.

Na zewnętrznym obwodzie korpusu 14 ślimaka znajduje się układ tarcz spiętrzających, który wtym przypadku składa się z dwóch tarcz spiętrzających 28, 30, z których jedna (tarcza spiętrzająca 28) jest ustawiona w kierunku wychodu cieczy w cylindrycznym odcinku 14a korpusu 14 ślimaka, zaś druga (tarcza spiętrzająca 30) znajduje się po stronie wychodu substancji stałych i jest nasadzona na stożkowy odcinek 14b korpusu ślimaka. Obie tarcze spiętrzające 28, 30 mają tak dobrany wymiar promieniowy, że podczas pracy wirówki wchodzą pod lustro F cieczy. Zamocowana na cylindrycznym odcinku korpusu 14 ślimaka tarcza spiętrzająca 28 ma postać pierścieniowej tarczy bez otworów, natomiast zamocowana na stożkowym odcinku korpusu 14 ślimaka tarcza spiętrzająca 30 ma otwory 32 od strony wewnętrznego obwodu - na przykład w kształcie szczelin lub o innym zarysie. Promieniowy wymiar tej tarczy spiętrzającej 30 jest większy niż tarczy spiętrzającej 28 w cylindrycznej części korpusu 14 ślimaka. Jest on tak dobrany, że pomiędzy płaszczem 4 bębna i tarczą spiętrzającą 30 występuje jedynie stosunkowo wąska szczelina 31.

Zasada działania wirówki ślimakowej jest następująca. Materiał wykazujący silną tendencję do spieniania (na przykład papka z rozdrobnionych jabłek, z której ma być uzyskany sok jabłkowy) wchodzi przez obracającą się rurę doprowadzającą 20 do rozdzielacza 16 i przezeń do komory wirowej 18. Ponieważ rura doprowadzająca 20 jest obrotowa i na swym końcu od strony rozdzielacza 16 wspawana w jego otwór, zaś rozdzielacz 16 jest przyspawany do korpusu 14 ślimaka, piana nie może przedostawać się przez żadne otwory ani szczeliny i zanieczyszczać wirówki. Zapewniony jest hermetyczny dopływ od rury doprowadzającej 20 przez rozdzielacz 16 do komory wirowej 18. Efekt ten jest spotęgowany przez to, że boczne (ustawione promieniowo względem rury doprowadzającej 20 i osiowo w kierunku rozdzielacza 16) otwory wylotowe rozdzielacza 16 (mającego tutaj kształt rury o przekroju prostokątnym) sięgają pod lustro cieczy, w związku z czym napływający materiał przy wejściu do komory wirowej nie może również w zasadzie stykać się z powietrzem, co zmniejsza jego utlenianie. Obracająca się rura doprowadzająca 20 ma ponadto te zaletę, że w pewnym sensie „przyspiesza napływ podlegającego odwirowywaniu materiału, co z kolei zapewnia jego bardzo łagodną obróbkę.

Tarcza spiętrzająca 28, która wchodzi pod lustro cieczy, zapobiega wychodzeniu piany przez wychód 34 cieczy, co przynosi dalszą poprawę jakości fazy płynnej. Do wychodu 36 substancji stałych piana może natomiast przedostawać się z wirówki przez szczelinowe otwory 32 w tarczy spiętrzającej 30. Tarcza spiętrzająca 30 służy w zasadzie do zapobiegania cofaniu się śluzowatej fazy stałej,

PL 195 570 B1 wyciskanej z wąskiej szczeliny 31, z powrotem przez tę szczelinę do cylindrycznego odcinka 8 płaszcza 4 bębna. Otwory 32 w tej tarczy spiętrzającej 30 umożliwiają przy tym wychodzenie piany w kierunku wychodu substancji stałej, która przy litej konstrukcji tej tarczy spiętrzającej 30 bez otworów 32 nie mogłyby wydostawać się z płaszcza 4 bębna.

Lustro cieczy na wychodzie 34, gdzie ciecz jest odprowadzana przez rurę skórującą 38, jest wyznaczone przez położenie wewnętrznego obwodu następnej tarczy spiętrzającej 40. W niniejszym przypadku lustro cieczy sięga w przybliżeniu do korpusu 14 ślimaka.

W ten sposób skutecznie zapobiega się pogorszeniu jakości fazy płynnej (na przykład soku jabłkowego) wskutek utleniania i/lub piany, bez większych nakładów konstrukcyjnych i przy zapewnieniu wyjątkowo wysokiego standardu sanitarnego.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych do obróbki materiału wykazującego tendencję do spieniania, zawierająca bęben z wychodem cieczy i wychodem substancji stałej oraz obrotowym płaszczem, w którym umieszczony jest obrotowy względem płaszcza bębna ślimak, odcinek doprowadzający ze współosiową względem osi obrotu bębna, centralną rurą doprowadzającą do doprowadzania materiału przez rozdzielacz do komory wirowej pomiędzy ślimakiem i płaszczem bębna, przy czym odcinek doprowadzający przez rurę doprowadzającą i rozdzielacz do komory wirowej ma postać w zasadzie hermetycznego, zamkniętego układu, znamienna tym, że ma układ tarcz spiętrzających, zawierający dwie tarcze spiętrzające (28, 30), z których jedna jest umieszczona względem rozdzielacza (16) na korpusie ślimaka w kierunku wychodu (34) cieczy, zaś druga na korpusie (14) ślimaka w kierunku wychodu (36) substancji stałej, przy czym tarcza spiętrzająca (30), umieszczona pomiędzy rozdzielaczem (16) i wychodem (36) substancji stałej, ma od strony swego wewnętrznego obwodu otwory (32) do przepływu piany w kierunku wychodu (36) substancji stałej.
2. 2. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że rura doprowadzająca (20) jest poprzez rozdzielacz (16) połączona na stałe ze ślimakiem (12), w związku z czym przy obrotach ślimaka (12) obraca się wraz z nim.
3. 3. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że koniec rury doprowadzającej (20) jest połączony bezpośrednio, bez szczelin i otworów, z rozdzielaczem (16).
4. 4. Wirówka według zastrz. 3, znamienna tym, że rozdzielacz (16) jest zamocowany bezpośrednio, bez szczelin i otworów, w obwodowych otworach korpusu (14) ślimaka.
5. 5. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że rozdzielacz (16) ma w zasadzie kształt rury.
6. 6. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że rozdzielacz (16) ma co najmniej jeden promieniowy, uchodzący do komory wirowej (18), otwór wylotowy.
7. 7. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że rozdzielacz (16) ma taki wymiar promieniowy, że w czasie pracy wirówki sięga pod poziom cieczy w komorze wirowej (18), w związku z czym jego otwory wylotowe leżą pod lustrem cieczy.
8. 8. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna z tarcz spiętrzających (30) jest ukształtowana na stożkowym odcinku korpusu ślimaka.
9. 9. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna z tarcz spiętrzających (28) wchodzi pod lustro cieczy w komorze wirowej.
10. 10. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna z zamocowanych na korpusie (14) ślimaka tarcz spiętrzających (28) ma postać pełnej tarczy pierścieniowej bez otworów.
11. 11. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że promieniowy wymiar tarczy spiętrzającej (30), położonej od strony wychodu (36) substancji stałej jest większy niż wymiar drugiej tarczy spiętrzającej (28), położonej od strony wychodu (34) cieczy.
12. 12. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że tarcza spiętrzająca (30), umieszczona pomiędzy rozdzielaczem (16) i wychodem (36) substancji stałej, ma tak dobrane wymiary, że pomiędzy płaszczem (4) bębna i tarczą spiętrzającą (30) istnieje jedynie stosunkowo wąska szczelina (31), przez którą może przechodzić śluzowata faza stała, natomiast zahamowane jest cofanie tej fazy, dotłaczanej przy wirowaniu, przez szczelinę (31).
13. 13. Wirówka według zastrz. 1, znamienna tym, że jedna tarcza spiętrzająca (28) jest uformowana bezpośrednio na rozdzielaczu (16).