Устройство для измельчения сухих растений - RU2740951C2
Код документа: RU2740951C2
Чертежи
Описание
Изобретение касается устройства для измельчения сухих растений, в частности для измельчения сухих чайных листьев, трав и других высушиваемых растений и их компонентов, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Родственные устройства для измельчения или разрезания чайных листьев известны из более раннего уровня техники. При этом применяются установленные с возможностью вращения в корпусе валки, которые оснащены кулачками, режущими кромками и т.п. В качестве ответной части может быть предусмотрен другой такой валок или гребенчатый элемент, при этом чайные листья истираются или разрезаются в полостях или, соответственно, зазоре между валком и ответной частью. Чайные листья подводятся из расходного резервуара, который расположен над валком. Измельченные чайные листья собираются под валком, например, в сборно-выносном устройстве, и отводятся.
Часто в вертикальном направлении расположены несколько зазоров, при этом осуществляется измельчение от грубого до тонкого. При этом валки и гребни имеют различные геометрии и/или эксплуатируются с различными параметрами, как это, напр., раскрыто в GB 2158338 A, GB 132765, GB 282147 или EP 2660161 A1. Вследствие интенсивного измельчения разрушаются также клеточные структуры чайных листьев и теряются ингредиенты или, соответственно, ароматы. К тому же могут откладываться ухудшающие вкус пыли и т.п.
Известно также измельчение чайных листьев в межвалковом зазоре пары валков, имеющей режущие валки, в т.ч. по GB 820726 A, GB 559937 A, SU 454020 A1 или SU 400305 A1.
Другое такое устройство раскрыто в EP 2660161 A1. При этом три валка расположены в корпусе друг над или, соответственно, под другом. Над самым верхним валком расположена питающая воронка для подвода чайных листьев, а под самым нижним валком воронкообразное выносное устройство для измельченных чайных листьев. Посредством установленных v-образно наклонно направляющих щитков, которые на обращенной к валку торцевой поверхности переходят в гребень, чайные листья направляются к валкам, где они измельчаются между режущими кулачками валка и режущими элементами гребня.
Измельченные чайные листья падают в направлении лежащего под ними валка или, соответственно, после третьего валка в выносное устройство, при этом снова осуществляется измельчение от грубого до тонкого. Измельчение осуществляется в атмосфере защитного газа, при этом в корпус вдувается азот.
Как и в остальном уровне техники, перестановка или, соответственно, настройка параметров измельчения осуществляется горизонтально сбоку и, в частности, с помощью расположенных спереди на корпусе переставных механизмов.
Итак, в основе изобретения лежит задача, создать устройство для измельчения сухих растений, в частности для измельчения сухих чайных листьев, трав и других высушиваемых растений и их компонентов, которое обеспечит возможность бережного измельчения названного материала, а также простой настройки параметров измельчения.
Задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения.
Устройство включает в себя корпус, имеющий верхний впуск для подлежащего измельчению материала и нижний выпуск для измельченного материала.
В корпусе, будучи расположены после впуска, друг над другом установлены по меньшей мере два идентичных вращающихся и приводных валка по меньшей мере в двух плоскостях (камеры измельчения) в виде отдельных валков с проходом между ними, по меньшей мере по одному валку на каждую плоскость. При этом «идентичный» означает, что размеры и конфигурация валков, как и предпочтительно параметры измельчения каждого валка одинаковы.
Каждый валок соответствует по меньшей мере одному настраиваемому гребню.
Предпочтительно слева или, соответственно, справа от каждого валка наклонно к боковой стенке корпуса расположены направленные на валки направляющие щитки, которые на высоте валков снабжены соответствующими форме, структурированными гребнями.
Измельчение материала осуществляется путем втягивания подведенного через впуск материала между валком и гребнем, при этом кулачки и канавки или, соответственно, пазы вращающихся валков производят захват и вынос измельченного материала, если это не осуществляется уже под действием силы тяжести.
Предлагаемое изобретением устройство позволяет бережно измельчать, в частности, высушенные чайные листья или другие высушенные растения или, соответственно, компоненты растений так, чтоб сохранялись желаемые свойства. Т.е. стенки клеток сохраняются или повреждаются только минимально, и при приготовлении чая достигается оптимальное раскрытие вкуса. У чая и т.п., который может помещаться в капсулы, это позволяет также извлекать из чайного материала достаточно много ароматов, несмотря на короткое время контакта с горячей водой.
Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с изобретением один из вариантов осуществления устройства имеет только по одному валку на каждую плоскость. В предпочтительном варианте осуществления в корпусе в двух плоскостях друг над другом установлены четыре валка, по два отдельных валка на каждую плоскость в виде отдельных валков с проходом между ними. В верхней плоскости отдельные валки находятся на большем расстоянии друг от друга, чем в нижней плоскости, при этом питание нижнего валка (нижних валков) осуществляется посредством гравитации. Валки не должны быть расположены отвесно друг над другом. Сдвиг межосевых расстояний между валком верхней плоскости и валком нижней плоскости должен составлять по меньшей мере 10 мм.
Это расположение валков позволяет настраивать расстояние между валками и гребнем или, соответственно, настраивать гребень в вертикальном направлении и при манипулировании переставными механизмами сверху, причем эти переставные механизмы расположены в верхней плоскости или над ней, с учетом возможности перестановки гребней нижней плоскости.
Это одновременно позволяет получить компактное модульное расположение нескольких устройств рядом друг с другом в ряд и/или друг за другом в виде пакетной системы для повышения производительности измельчения.
В другом варианте осуществления валки в каждой плоскости могут быть также расположены парами, при этом каждая пара валков расположена так, что валки вращаются друг относительно друга, или, соответственно, входят в зацепление друг с другом, при этом частота вращения, аналогично системе отдельных валков, может варьироваться.
Кулачки имеют предпочтительно высоту P (или, соответственно, пазы соответствующую глубину) по меньшей мере 3,5 мм и ширину W до 6 мм. Расстояние L между двумя кулачками (или, соответственно, ширина паза) в осевом и радиальном направлении меньше или максимально равно ширине W кулачков.
На обеих плоскостях между валками расположен делительный подводящий щиток для подлежащего измельчению материала, который выполнен между валками в форме треугольника с вершиной вверх.
В другом предпочтительном варианте осуществления устройство снабжено средствами аспирации, в частности для длительной эксплуатации устройства и становящегося при этом необходимым отсоса пыли.
Предлагаемое изобретением устройство может быть также выполнено стационарным или передвижным.
Процесс измельчения осуществляется предпочтительно в окислительной нормальной атмосфере в корпусе устройства.
Измельченный материал может также впоследствии в атмосфере азота расфасовываться в капсулы, аналогично кофейным капсулам.
Ниже изобретение описывается подробнее на примерах осуществления с помощью чертежа. На чертеже показано:
фиг.1: предлагаемое изобретением устройство в упрощенном изображении;
фиг.2: устройство в соответствии с фиг.1 на виде сбоку;
фиг.3: предлагаемое изобретением устройство другой конструктивной формы;
фиг.4: валок (фиг.4a) и детали валка (фиг.4b);
фиг.5: попарное расположение валков;
фиг.6: аспирация предлагаемого изобретением устройства и
фиг.7: предлагаемое изобретением переставное устройство для гребня.
Предлагаемое изобретением устройство (фиг.1) для измельчения сухих растений, например, высушенных чайных листьев, включает в себя корпус 1, в котором друг над другом в двух плоскостях 4, 5 расположены четыре идентичных валка 2, 3 из стали, по два валка 2, 3 на каждую плоскость 4, 5. В верхней плоскости 4 валки 2 находятся на большем расстоянии друг от друга, чем в нижней плоскости 5.
Над верхней плоскостью 4 параллельно воронкообразный впуск 6 для неизмельченных чайных листьев, из которого они в свободном падении попадают на верхние валки 2, при этом питание нижнего валка (нижних валков) 3 осуществляется по существу посредством гравитации. Под нижними валками 3 в корпусе 1 предусмотрен впуск 7 для измельченных чайных листьев. От этого выпуска 7 измельченные чайные листья попадают в свободном падении на устройство для их отвода, например, транспортерную ленту 8.
Впуск 6 и выпуск 7 могут распространяться по всей длине валков 2, 3.
Для впуска 6 предназначено питающее устройство 9 для неизмельченных чайных листьев (фиг.2), из которого загружается впуск 6. Питающее устройство 9 является управляемым и регулируемым в отношении количества чайных листьев, подводимого в единицу времени.
Валки 2, 3 имеют длину прибл. 530 мм, но могли бы также иметь длину прибл. до 800 мм. На периметрической поверхности 12 они непрерывно снабжены кулачками 24 и канавками или пазами 25, которые достаточно известны из уровня техники. Каждые два соседних кулачка 24 удалены друг от друга в осевом и радиальном направлении пазом 25. В осевом направлении валка 2, 3 кулачки 24 находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, аналогично в радиальном направлении по периметру. Осевой и радиальный размер расстояния между двумя кулачками 24 может быть выбран одинаковым или разным.
Кулачки 24 имеют высоту P по меньшей мере 3,5 мм и ширину W до 6 мм (сравн. фиг.4b). Меньшее значение высоты P и большие значения ширины W ухудшают пропускную способность и степень измельчения.
Расстояние L между двумя кулачками, или, соответственно, ширина паза 25 в осевом и радиальном направлении выбрано меньше ширины W кулачков 24.
Вообще должно быть W > L и W < 2L.
Валки 2, 3 могут эксплуатироваться с варьируемой частотой вращения при этом частота вращения отдельных валков 2, 3 не должна быть разной.
Валки 2, 3 могут быть выполнены идентично в обеих плоскостях 4, 5, или в другом, не относящемся к изобретению варианте осуществления различно для каждой плоскости 4, 5. При различном исполнении валки 2 верхней плоскости 4 выполнены и могут эксплуатироваться так, чтобы они производили более грубое измельчение чайных листьев по сравнению с нижней плоскостью 5. Тогда в нижней плоскости 5 впоследствии осуществляется более тонкое измельчение предварительно измельченных чайных листьев.
Для валков 2, 3 предназначены также направленные наклонно к ним направляющие щитки 13, 14, которые выравнивают поток запитываемых чайных листьев по длине валка и подводят чайные листья к валкам 2, 3 (фиг.1, 3).
На высоте валков 2, 3 направляющие щитки 13, 14 выполнены в виде гребня и тоже имеют кулачки и пазы, которые соединяются в гребень/взаимодействуют с кулачками 24 и пазами 25 валков 2, 3. Гребни 15 могут быть также выполнены в виде отельных элементов, которые расположены на направляющих щитках 13, 14.
Для повышения производительности измельчения для каждого валка 2, 3 могут быть также предназначены по два гребня 15, упрощенно изображенные на фиг.4a. Гребни 15 расположены примерно параллельно или слегка под углом друг к другу. Такой вариант осуществления удваивает производительность каждого валка 2, 3 при сравнительно низких дополнительных издержках на второй гребень 15.
На обеих плоскостях между валками расположен направляющий щиток 14 (делительный подводящий щиток) для подлежащего измельчению материала, который выполнен в форме треугольника с вершиной вверх (фиг.7). Для направляющего щитка 14 предназначено переставное устройство 23 для настройки гребней в вертикальном направлении или, соответственно, расстояние между валком и гребнем 15.
При этом сдвиг межосевых расстояний между валком 2 верхней плоскости 4 и валком 3 нижней плоскости 5 должен составлять по меньшей мере 10 мм, чтобы обеспечивать возможность перестановки гребней 15 в обеих плоскостях 4, 5 сверху.
В другом варианте осуществления валки 2, 3 вместо отдельных валков с проходом между ними могут быть также по меньшей мере в одной из плоскостей 4, 5 расположены попарно, с межвалковым зазором 16 между ними (фиг.5). Они вращаются друг относительно друга, кулачки 24 и пазы двух валков 2, 3 находятся в зубчатом зацеплении друг с другом. Расстояние между валками или, соответственно, межвалковый зазор 16 тоже может настраиваться сверху, посредством не изображенных явно на фиг.5 переставных устройств.
Эта конструктивная форма тоже позволяет получить очень компактную конструкцию и более высокую производительность на каждый валок 2, 3, так как может повышаться частота вращения по сравнению с отдельными валками с проходом между ними.
Настройка валков 2, 3 и, в частности, гребней 15 осуществляется в вертикальном направлении и при манипулировании сверху посредством переставного устройства 23 по меньшей мере в верхней плоскости 4, однако предпочтительно в обеих плоскостях (фиг.7). Это позволяет получить очень компактную конструкцию предлагаемого изобретением устройства при небольшой базовой поверхности и при этом также очень плотное расположение нескольких устройств рядом друг с другом или друг за другом.
Измельчение чайных листьев осуществляется в окислительной нормальной атмосфере в предлагаемом изобретением устройстве.
Для длительной эксплуатации предлагаемое изобретением устройство может быть снабжено аспирацией для предотвращения отложения чайной пыли и т.п. частиц. Для этого предпочтительно для каждой плоскости 4, 5 предусмотрено по перфорированной трубе 17 из нержавеющей стали, которая посредством допущенного к применению в пищевой промышленности фланцевого уплотнения 18 расположена с одной стороны в корпусе 1 (фиг.6). Один конец трубы 17 выдается из корпуса 1, а другой конец, свободно лежащий, открыт в корпусе 1. Труба 17 распространяется практически по длине валков 2, 3. Посредством фланцевого соединения 19, которое снабжено дросселем 22, и шланга 20 труба 17 соединена с упрощенно изображенным отсасывающим устройством 21. Отсасывающее устройство 21 может быть, в свою очередь, соединено с вытяжным фильтром, предпочтительно взрывозащищенным вытяжным фильтром.
Все процессы перестановки и управления осуществляются предпочтительно посредством электроники, однако возможно также ручное управление.
Предлагаемое изобретением устройство, а также питающее устройство 9 могут быть расположены стационарно, или, как изображено на фиг.1 и 2, быть оперты на передвижные подставки 10, 11. При этом в подставке 10 для предлагаемого изобретением устройства может быть также помещена транспортерная лента 8.
В одном из очень простых видов устройства может быть также предусмотрен только один единственный валок 2. При этом валок 2 таким же образом расположен в вертикальном направлении после впуска 6, однако соответствует двум гребням 15, как показано на фиг.5.
Настройка гребней 15 снова предусмотрена в вертикальном направлении и при манипулировании по меньшей мере одним переставным механизмом сверху, при этом переставной механизм расположен в корпусе 1 или над ним или, соответственно, в единственной в этом варианте осуществления плоскости 4.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Корпус
2 Валок
3 Валок
4 Верхняя плоскость
5 Нижняя плоскость
6 Впуск
7 Выпуск
8 Транспортерная лента
9 Питающее устройство
10 Подставка
11 Подставка
12 Периметрическая поверхность
13 Направляющий щиток
14 Направляющий щиток
15 Гребень
16 Межвалковый зазор
17 Труба
18 Фланцевое уплотнение
19 Фланцевое соединение
20 Шланг
21 Отсасывающее устройство
22 Дроссель
23 Переставное устройство
24 Кулачок
25 Паз
L Ширина паза
P Высота кулачка
W Ширина кулачка
Реферат
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к устройству для измельчения сухих растений, а именно сухих чайных листьев, трав и других высушиваемых растений и их компонентов. Необходимо обеспечить бережное измельчение названного материала. Устройство для измельчения включает корпус (1), имеющий верхний впуск (6) для подлежащего измельчению материала и нижний выпуск (7) для измельченного материала, а также по меньшей мере два или больше идентичных, вращающихся и приводных валка (2, 3). Валки (2,3) расположены по меньшей мере в двух плоскостях (4, 5) друг над другом. По меньшей мере одному валку (2, 3) на каждую плоскость (4, 5) соответствует по меньшей мере один гребень (15). Для процесса измельчения валки оснащены кулачками (24). Использование группы изобретений позволит провести качественное измельчение сухих растений. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.
