Устройство для определения термоустойчивости молока и молочных продуктов
Предложено устройство для определения термоустойчивости молока и молочных продуктов. Техническим результатом является упрощение конструкции, процесса очистки и исключение нарушения герметичности прибора. Технический результат достигается тем, что устройство для определения термоустойчивости молока и молочных продуктов, включающее сосуд для исследуемой пробы, выполненный в виде тонкостенной металлической трубки с запорными механизмами, расположенными на входном и выходном ее концах, электродвигатели, нагреватели, датчик температуры, электрические контакты, источник электрического питания, съемное гидравлическое сопротивление, размещенное на выходном (выпускном) конце металлической трубки, узел перемещения исследуемой пробы, шток поршня, дозатор пробы, упругий динамометрический элемент (пружина), винтовая пара, упор, электроконтактное устройство, узел задержки времени, узел индикации коагуляции, узел автоматической
работы всех электрических элементов устройства, согласно полезной модели запорный механизм на конце сосуда для исследуемой пробы выполнен в виде вращающегося диска галетного (плоского) типа, а запорный механизм на входном конце сосуда является неуправляемым самодействующим механизмом, выполненным в виде шарового обратного клапана, при этом шаровой обратный клапан и дозатор пробы расположены под углом 90° по отношению к сосуду для исследуемой пробы, а входной конец сосуда оснащен подпружинной заслонкой для его очистки.
Полная модель относится к приборостроению и может быть применена при анализе (контроле) молока как цельного, так и восстановленного, а также продуктов детского питания (далее продукт) перед высокотемпературной обработкой.
Известно устройство для определения термоустойчивости молока, содержащее сосуд для исследуемой (анализируемой) пробы продукта, выполненный в виде тонкостенной металлической трубки с запорными механизмами на противоположных ее концах (входном и выходном), на одном из которых размещено (установлено) съемное гидравлическое сопротивление; нагреватель, представляющий собой электрические контактные элементы, закрепленные на противоположных концах металлической трубки перед запорными механизмами; узел перемещения исследуемой пробы, выполненный в виде поршневого дозатора, подсоединенного к другому концу
металлической трубки, шток поршня которого посредством динамометрического элемента связан с приводом; блок контроля коагуляции продукта, который содержит электропривод запорных механизмов, термореле, подключенное к электрическим контактным элементам и датчику температуры, закрепленному на металлической трубке; узел индикации коагуляции, подключенный к штоку поршня посредством элемента задержки с микропереключателем и упором.
(См. авт св. №1599769, кл. G 01 N 33/04, Б.И. №38 от 15.10.90).
Однако, эта конструкция сложна тем, что необходима синхронизация работы запорных устройств в процессе работы, а очистка сосуда для измерения сложна тем, что требует съема дозатора пробы, кроме того происходит нарушение герметичности конструкции в ходе измерения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и процесса очистки после окончания проведения исследования, а также предотвращение нарушения герметичности прибора.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для определения термоустойчивости молока как цельного, так и восстановленного, а также молочных продуктов, содержащем сосуд для исследуемой пробы продукта, выполненный в виде
тонкостенной металлической трубки с запорными механизмами, расположенными на противоположных (входном и выходном) ее концах, электродвигатели, нагреватели, датчик температуры, электрические контакты, источник электрического питания, съемное гидравлическое сопротивление, размещенное на выходном (выпускном) конце металлической трубки; узел перемещения исследуемой пробы продукта, шток поршня, дозатор пробы, узел индикации коагуляции, упругий динамометрический элемент (пружина), винтовую пару, упор, электроконтактное устройство, узел задержки времени и узел автоматической работы всех электрических элементов устройства, согласно полезной модели запорный механизм на выходном конце сосуда для исследуемой пробы продукта выполнен в виде вращающегося диска галетного (плоского) типа, а запорный механизм на входном конце сосуда выполнен в виде шарового обратного клапана и представляет собой неуправляемый самодействующий механизм, при этом шаровой обратный клапан и дозатор пробы расположены под углом 90° по отношению к сосуду для исследуемой пробы, а входной конец сосуда оснащен подпружиненной заслонкой для очистки сосуда.
На фиг.1 изображен общий вид устройства. Устройство содержит сосуд для исследуемой пробы продукта 1, запорный
механизм галетного типа 2, датчик температуры 3, источник электрического питания 4, электронагреватель 5, для управления запорным механизмом 2, съемное гидравлическое сопротивление 6, самодействующий запорный механизм 7, дозатор пробы 8, электродвигатель 9, электрические контакты 10, шток поршя дозатора пробы 11, упругий динамометрический элемент (пружина) 12, винтовая пара 13, упор 14,электроконтактное устройство 15, узел задержки времени 16, узел индикации коагуляции продукта 17, узел автоматической работы всех электрических элементов устройства 18, подпружинную заслонку 19.
Предложенное устройство для определения термоустойчивости молока работает следующим образом.
Дозатор 8 заполняют продуктом, после чего при открытом запорном механизме 2 сосуд 1 наполняется исследуемым продуктом так, чтобы он появился на выходе гидравлического сопротивления 6.
Запорный механизм 2 закрывается, на сосуд 1 от источника питания 4 подается напряжение на электрические контакты 10, вследствие чего стенки сосуда (металлической трубки) разогреваются. Проба продукта, герметически замкнутая внутри сосуда 1, также нагревается до температуры стенок сосуда 1 (в пределах оговоренной погрешности).
Температура нагрева с заданной точностью поддерживается в диапазоне от 30 до 160°С с помощью датчика температуры 3 и терморегулятора, который условно входит в состав источника питания 4. После необходимой выдержки времени при заданной температуре нагрева запорный механизм 2 открывается, дозатор 8 с помощью винтовой пары 13 и электродвигателя 9 начинает подавать следующую порцию продукта в сосуд 1 (трубку) через самодействующий запорный механизм 7 (шаровой обратный клапан), замещая нагретую в сосуде 1 пробу продукта и выталкивая ее наружу через гидравлическое сопротивление 6. Если коагуляция не произошла, то продукт свободно истекает через отверстие гидравлического сопротивления 6, при этом сжатие пружины 12 недостаточно для того, чтобы упор 14 привел в действие микропереключатель 15. В противном случае скоагулированный продукт закупоривает отверстие гидравлического сопротивления 6 и истечение продукта либо вовсе нарушается, либо значительно ослабляется. В обоих случаях давление внутри системы: дозатор 8 - сосуд 1 - гидравлическое сопротивление 6 повышается настолько, что пружина 12 сжимается вплоть до непосредственного взаимодействия упора 14 с микропереключателем 15, вследствие чего, через время задержки, установленное узлом задержки 16, срабатывает узел
индикации коагуляции 17. На этом определение термоустойчивости пробы продукта заканчивается. Показателем термоустойчивости является значение температуры, при котором наступила коагуляция продукта.
Автоматическое управление работой всех электрических элементов устройства осуществляет узел 18.
Запорный механизм 2 выпершей в виде вращающейся от привода 5 галеты (диска с отверстием) и имеет два фиксированных положения «открыто-закрыто».
Самодействующий запорный механизм 7 выполнен в виде шарового обратного клапана, установленного таким образом, чтобы он открывался при подаче продукта в сосуд 1.
Клапан 7 установлен на впускном конце сосуда 1 под углом 90°, что создает (обеспечивает) ряд преимуществ по сравнению с прототипом, в котором сосуд 1 и дозатор 8 установлены вертикально на одной оси.
В результате уменьшается высота устройства, это позволяет лаборанту работать сидя, что улучшает эргономические характеристики устройства. Исключается также механизм подпора дозатора 8 в вертикальном направлении и попадание исследуемого
продукта на механические элементы узлов привода штока дозатора и индикации коагуляции.
Упрощается также механическая чистка внутренней поверхности сосуда 1, поскольку исключается необходимость съема дозатора. Для удобства нижняя часть сосуда 1 имеет отверстие, которое в процессе работы закрыто заслонкой 19, прижим которой к отверстию обеспечивается пружиной (спиральной или иной). Усилие пружины должно преодолевать давление внутри сосуда при верхнем значении температуры нагрева пробы (160°С). Так как перекрываемое сечение сосуда 1 не превышает 0,1-0,15 см2, то реально усилие пружины не превышает 0,6-0,8 кг.
На концах сосуда 1 предусмотрены электрические контакты 10 для подключения источника электрической мощности 4, с которым функционально связан датчик температуры 3, например терморезистор. Датчик температуры 3 закреплен в центральной части сосуда 1 и термически с ним связан. Электродвигатель 5 осуществляет механический привод запорного механизма 2, переводя его из положения «открыто» в положение «закрыто» и обратно. Съемное гидравлическое сопротивление 6, монтируемое на выходном конце сосуда 1, связано гидравлически с запорным механизмом 2 и
выполнено в виде отрезка капиллярной трубки с внутренним диаметром 0,15-0,3 мм.
Поршневой дозатор 8 выполнен в виде шприца с цилиндрической формой корпуса и поршня. Шток 11 поршня связан механически с упругим динамометрическим элементом 12 (например с цилиндрической пружиной), через который шток 11 соединен с приводом дозатора. Последний включает винтовую пару 13 и электродвигатель 9.
Динамометрический элемент 12 механически связан, с одной стороны, с упором 14, а с другой - с электроконтактным устройством 15 (например, микропереключателем).
Электроконтактное устройство 15 электрически связано через узел задержки 16 с узлом индикации коагуляции продукта 17. Узел задержки любого типа должен обеспечивать задержку сигнала на 0,5-1 c.
При необходимости автоматической работы всех элементов устройства в нем предусмотрен узел 18, управляющий также и электродвигателем 5. Применение подпружинной заслонки 19 упрощает процесс очистки, так как исключает трудоемкую операцию снятия дозатора 8.
При очистке сосуда 1 запорный механизм 2 ставят в положение «открыто», снимают гидравлическое сопротивление 6, открывают подпружиненную заслонку 19 и механическим ершом прочищают внутреннюю поверхность сосуда 1. Отверстие гидравлического сопротивления 6 прочищают мандреном.
Устройство для определения термоустойчивости молока и молочных продуктов, включающее сосуд для исследуемой пробы, выполненный в виде тонкостенной металлической трубки с запорными механизмами, расположенными на входном и выходном ее концах, электродвигатели, нагреватели, датчик температуры, электрические контакты, источник электрического питания, съемное гидравлическое сопротивление, размещенное на выходном (выпускном) конце металлической трубки, узел перемещения исследуемой пробы, шток поршня, дозатор пробы, упругий динамометрический элемент (пружина), винтовая пари, упор, электроконтактное устройство, узел задержки времени, узел индикации коагуляции, узел автоматической работы всех электрических элементов устройства, отличающееся тем, что запорный механизм на выходном конце сосуда для исследуемой пробы выполнен в виде вращающегося диска галетного (плоского) типа, а запорный механизм на входном конце сосуда выполнен в виде шарового обратного клапана и является неуправляемым самодействующим механизмом, при этом шаровой обратный клапан и дозатор пробы расположены под углом 90° по отношению к сосуду для исследуемой пробы, а входной конец сосуда оснащен подпружинной заслонкой для его очистки.
