Гомогенизирующая головка

(9 1 3 11/ 5)5 ЗОБРЕТЕНИ ОПИСА АВТОРСКОМУ СВИ Ь ТВУ 12/13; 4758113/1(56) Авторское свидетельство СССР М 5544846, кл. А 01 3 11/.1 6, 1977.Авторское свидетельство СССР М 442814, кл. А 01 3 11/16, 1975.(54) ГОМОГЕНИЗИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения устойчивых мелкодисперсных эмульсий, Цель изобретения - повышение качества продукта за счет стабилизации давления гомагенизации, автоматизация процесса гомогенизации и улучшение условий эксплуатации. Гомогенизирующая головка содержит корпус 1, в котором установлены седло 3, клапан 2,.шток 4 и управляющий элемент 6, выполненный в виде возвратной пружины 22. В корпусе 1 разГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР мещена камера 7 противодавления с поршнем. Клапан, шток и поршень выполнены в виде единогоцилиндрического элемента 9 с,осевым отверстием 10, сообщенным с камерой 7 противодавления посредством радиальных отверстий 13. Пружина 22 может быть размещена в стакане 23, установленном на корпусе 1 посредством внутреннего резьбового соединения 26. Стакан 23 стопорится гайкой 27 с внутренней конической поверхностью 28, взаимодействующей с наружной конической поверхностью стакана 23. На хвостовой части цилиндрического элемента 9 может быть закреплен сердечник, взаимодействующий с электромагнитной катушкой. В осевом отверстии 10 цилиндрического 3 элемента 9 может быть установлен плунжер, взаимодействующий с обрабатываемой жидкостью к рабочим агентом, заполняющим камеру противодавления. 3 з,п.ф-лы, 8 ил,Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использованодля получения устойчивых мелкодисперсных эмульсий.Известна многоступенчатая гомогенизирующая головка для гомогенизации молока, состоящая из корпуса, установленныхвнутри него гомогенизирующих клапанов иседел, в которой седло каждой последующей ступени и клапан предыдущей расположены с образованием камеры, служащейодновременно камерой нагнетания после дующей ступени и камерой противодавления предыдущей ступени, при этом головкаснабжена перегородками с отверстиями, установленными в корпусе, каждая из которых образует с седлом каждой предыдущейступени камеру для выхода продукта. При, ,этом каждый гомогенизирующий клапан выполнен в виде гидравлического поршня с 20различными диаметрами конечных участкови снабжен уплотнением, кроме того, головка снабжена пневмосистемой для передачи давления на планки последней ступени,Недостатками аналога являются 25сложность конструкции(использование вголовке трех ступеней), высокая металлоемкость, использование пневмосистемы сручным приводом, сложность схемы стаби лизации пульсаций давления рабочего продукта,За прототип выбрано устройство для го. могенизации жидкости, содержащее кор пус, установленные внутри него клапан сседлом, нажимной шток, камеру противодавления, при этом устройства снабженопружиной, установленной на штоке и пред, , ,назначенной для предварительного поджатия клапана к седлу, и дросселирующимустройством с подпружиненным клапаном, 40, связанным с камерой противодавления, приэтом нажимной шток выполнен со сквозны, ми дросселируюшими отверстиями, соединяющими нагнетательный коллекторгомогенизаторэ с камерой противодавления для выдавливания гомогенизируемойжидкости,Прототип обладает следующими недостатками: возможен лишь ручной пуск гомогенизатора; необходима перенакладка50гомогенизатора при переходе с одного продукта на другой, так как пружина штока(внутри корпуса головки) не регулируетсяизвне и имеет постоянное значение предварительного поджатия; не предусмотрено 551непосредственное управление нажимными,штоком и клапаном, сливным автоматическим приводом; не предусмотрен автоматический сброс газовых включений из камерыпротиводавления; дросселирующее устройство сложно по конструкции и металлоемко;необходима промывка узлов гомогенизирующей головки, в частности камеры противодавления, из-за использования большогоколичества сборных соединений; недостаточна с эбилизация давления гомогенизации,ФЦелью изобретения является повышение качества готового продукта за счет стабилизации давления гомогенизации,автоматизация процесса и улучшение условий эксплуатации,Указанная цель достигается тем, чтоклапан, шток и поршень гомогенизирующейголовки выполнены в виде единого цилиндрического элемента с осевым отверстием, .причем рабочая поверхность поршня представляет собой кольцевой выступ, образованный за счет выполнения хвостовой частицилиндрического элемента меньшего диаметра. Хвостовая часть установлена с возможностью взаимодействия с управляющимэлементом. размещенным вне корпуса гомогенизирующей головки, а осевое отверстие сообщено с камерой противодэвления посредствомрадиальных отверстий, выполненных в хвостовой части цилиндрического элемента.На фиг.1 изображена гомогенизирующая головка с управляющим элементом, выполненным в виде пружины, размещеннойв стакане; на фиг,2 - стакан, вид сбоку всечении; на фиг,3-тоже, видснизу; на фиг.4- гомогенизирующая головка с сердечником, установленным с возможностью взаимодействия с электромагнитной катушкой;на фиг,5 - то же, с плунжером, установленным в осевом отверстии цилиндрическогоэлемента; на фиг,б - цилиндрический элемент по фиг,5, вид сбоку в сечении; на фиг.7- то же, что и на фиг.5, вид сверху; на фиг,8- то же, что и на фиг.5, вид снизу.Гомогенизирующая головка содержиткорпус 1 с установленными в нем клапаном2, седлом 3, штоком 4 с осевым отверстием5 и управляющим элементом б, В корпусе 1выполнена камера 7 противодавления споршнем 8. Клапан 2, шток 4 и поршень 8.выполнены в виде единого цилиндрического элемента 9 с осевым отверстием 10, Рабочая поверхность 11 поршня 8представляет собой кольцевой выступ, образованный за счет выполнения хвостовойчасти 12 цилиндрического элемента 9 меньшего диаметра, Хвостовая часть 12 установлена с возможностью взаимодействия суправляющим элементом б, размещеннымвне корпуса 1. Осевое отверстие 10 сообщено с камерой противодавления посредствомрадиальных отверстий 13 выполненных вхвостовой части 12 цилиндрического эле 1694085мента 9, Корпус 1 установлен на нагнетательном коллекторе 14, из которого продукт. поступает в гомогенизирующую головку через вход 15. Камера 7 противодавления выполнена со сливным каналом 16,игольчатым дросселем 17 и пробкой 18, Вкорпусе 1 выполнен выход 19 для гомогенизированного продукта. Седло 3 выполненос кольцевыми проточками 20, Гомогенизируюгцая головка имеет уплотнение 21., Управляющийй элемент 6 может быть выполненв виде возвратной пружины 22 (фиг.1), выполняемой с большим ходом и усилием сжатия, незначительно превышающим усилиена перемещение клапана,Пружина 22 размещена в стакане 23 снаружной ко ической поверхностью 24 ирадиальными пропилками 25. Стакан 23 установлен на корпусе 1 посредством внутреннего резьбового соединения 26 свозможностью взаимодействия со стопорной гайкой 27 с внутренней конической поверхностью 28.С целью автоматизации процесса гомогенизации на хвостовой части 12 цилиндрического элемента 9 может быть закрепленферромагнитный сердечник 29, установленный с возможностью взаимодействия сэлектромагнитной катушкой 30 (фиг,4).С целью автоматизации процесса гомогенизации и улучшения условий эксплуатации в осевом отверстии 10 может бытьустановлен плунжер 31 для взаимодействияс обрабатываемой жидкостью и рабочимагентом, заполняющим камеру 7 противодавления (фиг.5), Плунжер 31.выполнен схвостовиком 32 с резьбовым фланцем 33,при этом в осевом отверстии 10 выполненвнутренний резьбовой фланец 34, а на хвостовой части цилиндрического элемента 6установлен упор 35,Между хвостовой частью цилиндрического элемента 6 и пружиной 22 установленстопор 36.Гомогенизирующая головка, изображенная на фиг.1, 4, 5, работает следующимобразом.Из нагнетательного коллектора 14 продукт, например молоко, поступает на вход15 головки и проходит в щель между седломи клапаном, где гомогенизируется за счетпадения давления и увеличениия скоростиистечения, затем гомогенизируемый продукт выходит из головки через выход 19, приэтом часть продукта по отверстиям 10 и 13поступает в камеру 7 противодавления, посредством которой создается гидравлическое усилие, уравновешивающее силу,открывающую клапан 2 от седла 3, при этомклапан находится во взвешенном (" плаваю Ркам х 81+ Рпруж. = Рщели х Я 2, (1)гДе Ркем - Д 2 авление в камеРе пРотивоДавления, Н/см;Рщели - давление, действующее на кла 30 пан в щели, Н/см;51 - площадь торца тарелки клапана илиоснование камеры противодавления, см;82 - площадь седла клапана, см;2,Рпруж - сила действия силовой пружины35 на клапан, Н; при этом должны выполнятьсянеравенства:РкамРщели (2)Б 2 81 (3)т.е. клапан уравновешивается в процессе40 эксплуатации головки путем применениякамеры противодавления и ее геометрических параметров,Выполнение равенства в основномобеспечивается регулированием усилия45 сжатия пружины 22 посредством наворачивания стакана 23 на корпус 1, при этом стопорение стакана в заданном положенииосуществляется за счет сжатия коническойповерхности 24, снабженной радиальными50 пропилами 25, внутренней конической поверхностью 28 гайки 27 (фиг,1).Конструкция с возвратной пружиной,установленной в стакане на корпусе 1, позволяет исключить дополнительную гидро 55 систему для обеспечения давлениягомогенизации на гомогенизаторах большой производительности, а также увеличитьэксплуатационный ресурс пружины. В конструкции, изображенной на фиг.4, электромагнитная катушка 30 посредством 5 10152025 щем" или равновесном) состоянии. Для автоматического удаления из камеры противо- давления газовых включений в рабочем продукте и его постоянного обновления в процессе эксплуатации головки служит сливной канал 16 с игольчатым дросселем 17, Пружина 22 воздействует на хвостовую часть 12 цилиндрического элемента 9, выведенного из камеры противодавления наружу, обеспечивая требуемый рабочий зазор(50-500 микрон) в щели головки, при этом пружина обеспечивает обратный ход клапана или нижний предел указанного диапазона, э верхний предел обеспечивается стаканом 23 с гайкой 27, его установкой в головкеперед началом работы(фиг,1), В щели между седлом и клапаном среднее давление продукта существенно меньше давление в камере противодавления, которое в камере. примерно равно давлению (заданному) навыходе коллектора, что позволяет за счет разности площади рабочей поверхности 11 роршня 8, площади седла и усилия пружины обеспечить расчетное уравновешивание клапанасердечника 29 воздействует на хвостовуючасть 12 цилиндрического элемента 9, выведенного из камеры противодавления наружу, обеспечивая требуемый рабочий зазор(50-500 микрон) в щели головки. При этом 5пружина 22 обеспечивает обратный ход клапана или нижний предел указанного диапазона, а собственно электропривод -преимущественно прямой ход клапана (приприменении линейно управляемого электродвигателя вместо соленоида пружина нетребуется) или верхний предел зазора в щели головки,В конструкции, изображенной на фиг.5,камера противодавления создает гидравлическое усилие, уравновешивающее силу, отрывающую клапан от седла, при этомклапан находится во ".взвешенном" состоянии, продукт действует на плунжер 31, который передает давление на рабочее тело, 20размещенное в камере противодавления (ееописание см. выше), при этом клапан приходит в "плавающее" или равновесное состояние. Данная конструкция цилиндрическогоэлемента 9 облегчает сборку.и разборку головки и ее промывку благодаря использованию уплотнения 21, стопора 35, фланцев 33и 34, при этом стопор обеспечивает надежную фиксацию .плунжера 31 в сборе приразборке и сборке головки с их последующей промывкой, а рабочее тело исключает газовые включения в камерепротиводавления без его замены на про-тяжении длительного времени и повышаетпроизводительность головки, так как нет 35расхода продукта по дросселирующему каналу.Данная конструкция позволяет автоматизировать процесс гомогенизации за счет .конструктивной связи штока, выведенного 40за корпус головки, с электроприводом, управляемым преобразователем давления;повысить качество продукта гомогенизацииза счет повышения стабилизации процессагомогенизации путем применения конструктивного узла шток-электропривод-преобразователь давления. Формула изобретения1. Гомогенизирующая головка, содержащая корпус с установленными в ней седлом, клапаном, штоком с осевымотверстием и управляющим элементом, атакже камеру противодавления с поршнем,отличающаяся тем,что,сцельюповышения качества готового продукта засчет стабилизации давления гомогенизации, клапан, шток-и поршень выполнены ввиде единого цилиндрического элемента сосевым отверстием, в котором рабочая поверхность поршня представляет собойкольцевой выступ, образованный за счет выполнения его хвостовой части меньшего диаметра, и ри этом хвостовая частьустановлена с возможностью взаимодействия с управляющим элементом, размещенным вне корпуса,.а осевое отверстиесообщено с камерой противодавления посредством радиальных отверстий, выполненных в хвостовой части цилиндрическогоэлемента.2, Гомогенизирующая головка по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что управляющийэлемент выполнен в виде пружины, размещенной в стакане с наружной коническойповерхностью, установленном на корпусепосредством внутреннего резьбового соединения с возможностью взаимодействиясо стопорной гайкой с внутренней кониче- .ской поверхностью,3, Гомогенизирующая головка по п,1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюавтоматизации процесса гомогенизации, нахвостовой части цилиндрического элементазакреплен сердечник, установленный с возможностью взаимодействия с электромагнитной катушкой,4, Гомогенизирующая головка по п.1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюавтоматизации процесса гомогенизации иулучшения условий эксплуатации, в осевомотверстии установлен плунжер для взаимодействия с обрабатываемой жидкостью ирабочим агентом, заполняющим камерупротиводавления.1694085 г.7 Составитель А. Гнедовскийактор А, Маковская Техред М.Моргентал Корре Л, Бескид Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 каз 4102 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5