Дисковая мельница

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в устройствах для измельчения кофе. Дисковая мельница содержит корпус, в котором соосно размещены ведущий диск, закрепленный на приводном валу, и пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения. Один из дисков снабжен отверстием для загрузки измельчаемого продукта, а рабочая поверхность каждого из дисков снабжена внешним, средним и внутренним поясами канавок с различным количеством канавок, различной длиной и шириной канавок и различным углом ориентации канавок относительно радиуса диска. Поверхности среднего и внутреннего поясов расположены под разными углами к плоскости диска. Поверхность внешнего пояса параллельна плоскости диска, а количество канавок среднего пояса равно количеству канавок внешнего пояса, количество канавок внутреннего пояса в шесть раз меньше количества канавок среднего или внешнего пояса, причем канавки среднего пояса и канавки внешнего пояса сопряжены друг с другом в месте их соединения. Обеспечивается осуществление с высокой производительностью мелкодисперсного помола кофе без ухудшения качества измельчаемого продукта. 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться в устройствах для измельчения зерновых продуктов, например, кофе.

Известна дисковая мельница (пат. RU №2077130), содержащая корпус, снабженный загрузочным и выгрузным отверстиями, а также загрузочным бункером. Внутри корпуса эксцентрично друг относительно друга размещены ведущий диск, консольно закрепленный на приводном валу и снабженный центральным отверстием для загрузки измельчаемого продукта в междисковое пространство, и размещенный на валу, закрепленном на корпусе, пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения, при этом пассивный диск смонтирован с возможностью изменения эксцентриситета относительно ведущего диска. Мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего и внешнего поясов с рифлями в форме концентрических окружностей, а также размещенного между внутренним и внешним поясами среднего пояса с рифлями, ширина которого составляет 1/5-1/4 ширины внешнего пояса, при этом шаг и глубина рифлей среднего пояса равны средним арифметическим значениям шага и глубины рифлей внутреннего и внешнего поясов, соответственно.

Данное устройство обладает высокой производительностью, однако, поскольку в известном устройстве ведущий и пассивный диски установлены с эксцентриситетом, оно не может использоваться для мелкого помола зерен кофе, так как мелкодисперсный продукт может высыпаться из междискового пространства.

Известно также устройство для помола сыпучих продуктов (WO 01/94021), содержащее корпус, внутри которого размещены два соосных диска, один из которых закреплен на валу, а другой снабжен центральным отверстием для загрузки продукта, при этом оба диска установлены с возможностью осевого вращения друг относительно друга. На мелющих поверхностях дисков выполнены три пояса канавок, с уменьшающейся шириной шага канавок от пояса к поясу и различной ориентацией направления канавок в каждом поясе, а именно, с уменьшающимся от центра к периферии углом наклона канавок к радиусу диска.

Данное устройство также не позволяет осуществлять мелкодисперсный помол кофе. Кроме того, поскольку обработка зерна происходит дискретно, не обеспечивается непрерывное поступление продукта на выход устройства.

Задачей данного изобретения является создание дисковой мельницы, позволяющей осуществлять с высокой производительностью мелкодисперсный помол кофе без ухудшения качества измельчаемого продукта.

Поставленная задача решается тем, что в дисковой мельнице, содержащей корпус, в котором соосно размещены ведущий диск, закрепленный на приводном валу, и пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения, при этом один из дисков снабжен отверстием для загрузки измельчаемого продукта, а рабочая поверхность каждого из дисков снабжена внешним, средним и внутренним поясами канавок с различным числом канавок, различной длиной и шириной канавок в каждом поясе и различным углом ориентации канавок относительно радиуса диска, согласно изобретению, поверхность внешнего пояса параллельна плоскости диска, поверхности среднего и внутреннего поясов расположены под разными углами к плоскости диска, а число канавок среднего пояса равно числу канавок внешнего пояса, причем канавки среднего пояса и канавки внешнего пояса сопряжены друг с другом в месте их соединения.

Кроме того, угол между поверхностью внутреннего пояса и плоскостью диска больше угла между поверхностью среднего пояса и плоскостью диска; канавки среднего пояса имеют наибольшую длину и наибольший угол ориентации относительно радиуса диска; канавки внутреннего пояса имеют треугольную форму продольного и поперечного сечений, канавки среднего пояса имеют треугольную форму поперечного сечения, а канавки внешнего пояса выполнены в форме желобков.

Выполнение рабочих поверхностей дисков заявленным образом позволяет получить непрерывное поступление продукта на выход мельницы. Поскольку перемещение продукта от пояса к поясу происходит по мере соответствия размеров дробленых частиц размерам канавок последующего пояса, обрабатываемый продукт не задерживается на рабочих поверхностях, что предотвращает его нагрев и, следовательно, исключает изменение вкусовых свойств готового продукта.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведена конструкция устройства; на фиг.2 - конструкция одного из дисков со стороны рабочей поверхности; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.2; на фиг.6 - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.7 - разрез по Г-Г на фиг.2; на фиг.8 - разрез по Д-Д на фиг.2; на фиг.9 - вид по стрелке В на фиг.2.

Дисковая мельница (фиг.1) содержит корпус 1, в котором соосно размещены ведущий диск 2, закрепленный на приводном валу 3, и пассивный диск 4, установленный с возможностью свободного вращения, при этом один из дисков, например, диск 2 (фиг.2), снабжен отверстием 5 для загрузки измельчаемого продукта, а рабочая поверхность каждого из дисков 2, 4 снабжена тремя поясами канавок - внутренним поясом 6, средним поясом 7 и внешним поясом 8, соответственно с канавками 9, 10, 11. Поверхность внешнего пояса 8 параллельна плоскости диска 2, поверхности среднего и внутреннего поясов 7, 6 расположены под разными углами к плоскости диска 2 (см. фиг.8). Угол между поверхностью внутреннего пояса 6 и плоскостью диска 2 больше угла между поверхностью среднего пояса 7 и плоскостью диска 2 (см. фиг.8).

Пояса 6, 7, 8 канавок отличаются друг от друга количеством канавок, длиной и шириной канавок, а также углом ориентации канавок относительно радиуса диска. Количество канавок 10 среднего пояса равно количеству канавок 11 внешнего пояса. Канавки 10 среднего пояса 7 имеют наибольшую длину и наибольший угол ориентации относительно радиуса диска 2. Выбор углов наклона канавок 9, 10, 11 в каждом поясе определяется экспериментально и обусловлен твердостью материала диска 2 (4) и скоростью вращения привода, а также конфигурацией канавок 11 на выходе.

Канавки 9 внутреннего пояса 6 имеют треугольную форму поперечного и продольного сечений, например, с углами раскрыва 55-60 (см. фиг.6, 8); канавки 10 среднего пояса 7 имеют треугольную форму поперечного сечения (см. фиг.3) с углом раскрыва, например, 55-60. Канавки 11 внешнего пояса 8 выполнены в форме желобков и сопряжены с канавками 10 среднего пояса 7 в местах их соединения (см. фиг 4, 8, 9).

Например, как показано на фиг.2, количество канавок 10 среднего пояса 7 и, соответственно, количество канавок 11 внешнего пояса 8 равно 108, а количество канавок 9 внутреннего пояса 6 в шесть раз меньше. Поверхность внутреннего 6 пояса составляет угол порядка 40 с плоскостью диска 2 (см. фиг.8), а угол между поверхностью среднего пояса 7 и плоскостью диска 2 составляет 8-9 (см. фиг.4).

Размер канавок 11 определяется заданным размером фракции на выходе. Например, при помоле кофе “под турку” глубина канавок 11 может составлять 0,17 мм. Канавки 10 получают на поверхности диска фрезерованием, поэтому их ширина плавно увеличивается от центра диска к его периферии и в месте соединения с канавками 11 равна ширине канавок 11. Доводку выходных канавок 11 осуществляют с учетом требуемой формы и размера частиц продукта на выходе.

Устройство работает следующим образом.

Обработка продукта в устройстве происходит трехкаскадно: поступающие через центральное отверстие 5 в диске 2 зерна захватываются канавками 9 первого пояса 6 и подвергаются предварительному дроблению “пилой”, образованной зубьями канавок 9, имеющими треугольную форму. Благодаря такой форме канавок 9 и их ориентации, а именно, под некоторым углом по отношению к радиусу диска 2, в канавках 9 происходит также подкручивание и проталкивание продукта к среднему поясу 7 канавок 10. В канавках 10 пояса 7, являющегося основным, рабочим, и поэтому - наиболее протяженным, происходит захват продукта, его поступательное перемещение с одновременным крутящим движением, в результате которого осуществляется последующее измельчение продукта до более мелкой фракции и продвижение к следующему поясу 8.

Окончательное измельчение до необходимой фракции и вывод молотого продукта происходит в третьем каскаде - в канавках 11 внешнего пояса 8.

Таким образом, заявленная конструкция осуществляет непрерывную трехкаскадную схему измельчения продукта с одновременным непрерывным перемещением его частиц, достигших определенного размера, из одного каскада в другой до получения на выходе продукта заданной фракции.

Непрерывность перемещения от загрузочного отверстия 5 до выхода обеспечивается благодаря выбору углов наклона поверхностей поясов канавок, соотношению количества, длины канавок в поясах и соответствующему расположению канавок - не по радиусу диска, а под углом к нему, в результате чего продукт не скапливается на выходе каждого каскада. Непрерывность перемещения в процессе обработки предотвращает застревание продукта, в результате которого он может нагреваться из-за разогрева трущихся поверхностей дисков, и даже воспламеняться, что может привести, в свою очередь, к ухудшению вкусовых свойств продукта и даже к порче. Кроме того, высокоэффективный помол, осуществляемый с помощью данного устройства, позволяет работать с меньшей скоростью вращения вала, что также приводит к уменьшению нагрева трущихся деталей устройства, а следовательно, и предотвращает перегрев продукта.

Формула изобретения

1. Дисковая мельница, содержащая корпус, в котором соосно размещены ведущий диск, закрепленный на приводном валу, и пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения, при этом один из дисков снабжен отверстием для загрузки измельчаемого продукта, а рабочая поверхность каждого из дисков снабжена внешним, средним и внутренним поясами канавок с различным количеством канавок, различной длиной и шириной канавок и различным углом ориентации канавок относительно радиуса диска, а поверхности среднего и внутреннего поясов расположены под разными углами к плоскости диска, отличающаяся тем, что поверхность внешнего пояса параллельна плоскости диска, а количество канавок среднего пояса равно количеству канавок внешнего пояса, количество канавок внутреннего пояса в шесть раз меньше количества канавок среднего или внешнего пояса, причем канавки среднего пояса и канавки внешнего пояса сопряжены друг с другом в месте их соединения.

2. Дисковая мельница по п.1, отличающаяся тем, что угол между поверхностью внутреннего пояса и плоскостью диска больше угла между поверхностью среднего пояса и плоскостью диска.

3. Дисковая мельница по п.1 или 2, отличающаяся тем, что канавки среднего пояса имеют наибольшую длину и наибольший угол ориентации относительно радиуса диска.

4. Дисковая мельница по пп.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что канавки внутреннего пояса имеют треугольную форму продольного и поперечного сечений, канавки среднего пояса имеют треугольную форму поперечного сечения, а канавки внешнего пояса выполнены в форме желобков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9