Способ получения сока и устройство для его осуществления

Способ получения сока и устройство для его осуществления

Реферат

 

Использование: относится к устройствам и способам прессования, в частности для выжимания сока и растительного сырья. Сущность: способ прессования включает создание разности усилий на разделительном элементе силового модуля, передачу полученного усилия на силовой элемент и подведение прессующего элемента к прессуемому материалу, воздействие прессующего элемента на прессуемый материал, возврат прессующего элемента в исходное положение полученным усилием. Для обеспечения безопасности прессования, снижения материалоемкости и исключения ручного труда при прессовании усилие получают, откачивая атмосферный воздух в одном из объемов силового модуля. Увеличение усилия до требуемой величины производят откачиванием воздуха из объемов дополнительно устанавливаемых силовых модулей, при этом возникающий избыток усилия устраняют увеличением давления разреженного воздуха. Устройство прессования содержит силовой модуль с разделительным элементом, силовой элемент с закрепленным на нем пуансоном и узлы жесткой установки силового модуля. В устройство дополнительно введены последовательно соединяемые съемные силовые модули. К силовым модулям подсоединены внешние воздушные линии, соединенные через распределитель потоков воздуха с блоком создания пониженного давления. Силовой элемент выполнен в виде гладкого стержня, каждый модуль выполнен в виде корпуса, имеющего крышку и днище с отверстиями под силовой элемент и отверстия на верхней и нижней его частях для подвода внешних воздушных линий. Каждый корпус содержит разделительный элемент, закрепленный на силовом элементе. Силовой элемент может быть выполнен в виде отдельных фрагментов. Узлы жесткой установки силовых модулей могут быть выполнены в виде быстроразъемной муфты. Корпусы первого, второго, (п - 1) силовых модулей могут быть выполнены без крышек. Два или более силовых модулей могут быть объединены в моноблок с единым корпусом. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Заявляемое изобретение относится к области товаров для дома, в частности к способам и устройствам получения сока из растительного сырья.

Широко известны способ получения сока центрифугированием прессуемого материала и устройство для выжимания сока центрифугированием материала, содержащее электропривод с закрепленным на его валу терочным диском и фильтр [1] а также способ получения сока подачей дополнительных порций материала в ограниченный объем и устройства, выжимающие сок подачей шнеком дополнительных порций, содержащие корпус, силовой элемент шнек и фильтр [2] Широко известны способы прессования, включающие создание усилия на силовом элементе и подведение прессующего элемента к прессуемому материалу, воздействие прессующего элемента на прессуемый материал, возврат прессующего элемента в исходное положение полученным усилием [3, c.427 430] Известен способ получения сока, выбранный в качестве прототипа, включающий подведение прессующего элемента к прессуемому материалу путем передачи усилия на силовой элемент, прессование материала в рабочей камере и возврат прессующего элемента в исходное положение [4] Известно устройство для получения сока, выбранное в качестве прототипа, содержащее установленную в сокосборнике рабочую камеру с размещенным в ней прессуемым материалом и отжимное приспособление в виде силового элемента с закрепленным на нем пуансоном и средства для передачи усилия на силовой элемент [4] Недостаток известных способа и устройства для выжимания сока заключается в том, что энергия, необходимая для выжимания сока и функционирования устройства, должна быть в полном объеме произведена человеком (как при ручном прессовании, так и при использовании электрического привода).

Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности использования энергии атмосферного давления внешней воздушной среды для выжимания сока и функционирования устройств.

Технический результат достигается тем, что в известном способе прессования, основанном на подведении прессующего элемента к прессуемому материалу путем передачи усилия на силовой элемент, прессовании материала в рабочей камере и возврате прессующего элемента в исходное положение, согласно изобретению, для передачи усилия на силовой элемент используют несколько взаимосвязанных силовых модулей, каждый из которых имеет две рабочие полости, создают в них разность давления за счет откачивания воздуха в одной из полостей с возможностью регулированного изменения в ней давления, при этом количество модулей выбирают пропорционально величине усилия на силовой элемент.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве прессования, содержащем установленную в сокосборнике рабочую камеру с размещенным в ней прессуемым материалом и отжимное приспособление в виде силового элемента с закрепленным на нем пуансоном и средства для передачи усилия на силовой элемент, согласно изобретению, средство для передачи усилия на силовой элемент выполнено в виде нескольких последовательно установленных один на другой и на рабочую камеру и связанных между собой узлами жесткой установки силовых модулей, блока создания пониженного давления и распределителя, связанных между собой и с силовыми модулями воздухопроводами, каждый из силовых модулей выполнен в виде цилиндрического корпуса с днищем и крышкой, разделительного элемента, разделяющего его полость на две рабочие полости, в днище и крышке выполнено осевое отверстие под силовой элемент и уплотнительных элементов, размещенных в упомянутых осевых отверстиях и на боковой поверхности разделительного элемента, сопряженного с поверхностью корпуса. В корпусе выполнены отверстия для подвода воздухопроводов в каждую рабочую полость, силовой элемент выполнен в виде стержня и соединен герметично с разделительными элементами. При этом силовой элемент может быть выполнен в виде нескольких соединенных между собой стержней. Каждый из узлов жесткой связи может быть выполнен в виде быстросъемной муфты. Днище и крышка смежных корпусов модулей могут быть выполнены за одно целое. В каждом силовом модуле входящими в него элементами образуются две рабочие полости, воздух в которые может проходить только через внешние воздушные элементы. Переключение блока пониженного давления при его работе на внешний воздушный элемент на нижней части корпуса силового модуля распределителем понижает давление в объеме модуля под разделительным элементом, и в результате формирования разности давлений на верхней и нижней поверхностях разделительного элемента силовой элемент начинает перемещаться в сторону прессуемого материала. Переключение устройства пониженного давления распределителем на внешний воздушный элемент на верхней части корпуса силового модуля вызывает перемещение силового элемента в противоположную сторону. Применение разрежения воздуха в полостях силового модуля обеспечивает возможность использования энергии атмосферного давления внешней воздушной среды для выжимания сока и функционирования устройства.

Изобретение является новым, так как оно не известно из уровня техники. Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Величина усилия Р1 на разделительном элементе основного силового модуля при откачивании атмосферного воздуха в одной из полостей силового модуля от значения давления атмосферного воздуха Рат до значения давления разреженного воздуха Рвак определяется по выражению Р1 (1 k)*(Paт Pвак)*(S1 S2), где S1 площадь разделительного элемента; S2 площадь сечения силового элемента; k коэффициент потерь.

Если (Pтрi/Pi) <1, где Pтрi усилие, требуемое для воздействия прессующего элемента на прессуемый материал при прессовании i-го вида материала, то установка дополнительных силовых модулей не требуется. Если (Pтрi/Р1) > 1, то устанавливаются дополнительные силовые модули. При этом усилие изменяют кратно усилию от одного дополнительно устанавливаемого силового модуля путем откачивания воздуха из полостей дополнительных силовых модулей, для чего число n дополнительных силовых модулей определяют по выражению n > m, где m минимальное целое число, при котором выполняется условие Pj усилие, полученное силовым элементом от j-го дополнительно устанавливаемого силового модуля.

Для цилиндрической формы силового модуля при радиусе подвижного разделительного элемента r1 10 см и радиусе силового элемента r2 1см площади Sl и S2 составляют s₁=r²₁=314 см² s₂=r²₂=3,14 см² При Рат 1 кг/см², Рвак 0,1 кг/см² и k 0,1, получаем усилие на силовом элементе от основного силового модуля Р1 (1 k)*(Pат Pвак)*(S1 S2) (1 0,1)*0,9*310 251 кг Дополнительно устанавливая 1, 2, таких же силовых модулей, получаем усилие 502 кг, 753 кг, Возникающий избыток усилия на силовом элементе, особенно для подведения прессующего элемента к прессуемому материалу и возврата прессующего элемента в исходное положение, устраняют увеличением давления разреженного воздуха Рвак.

Суть предложенного решения поясняем на примере устройства прессования для выжимания сока в бытовых условиях, схематически изображенного на фиг.1. Устройство состоит из сокосборника 1, рабочей камеры 2 с размещаемым в ней прессуемым материалом 3, силового элемента 4 с закрепленным на нем пуансоном 5, силовых модулей 6, узлов 7 жесткой установки силовых модулей, блока 8 создания пониженного давления и кранового двухпозиционного распределителя 9, связанных между собой и с силовыми модулями воздухопроводами 10. Модули 6 выполнены в виде цилиндрического корпуса 11 с днищем 12 и крышкой 13 с осевыми отверстиями под силовой элемент с уплотнительными элементами 14, с разделительным 15 и уплотнительным 16 элементами и с отверстиями 17 и 18 для подвода воздухопроводов. Силовой элемент 4 выполнен в виде стержня и соединен герметично с разделительными элементами 15, выход распределителя 9 герметично соединен с блоком 8 создания пониженного давления, входы с выходами воздухопроводов 10. В модуле 6 входящими в него элементами образуются две рабочие полости 19 и 20, воздух в которые может проходить только через воздухопроводы 10.

Устройство работает следующим образом.

Модули 6 с проходящим через них силовым элементом 4 соединяются с рабочей камерой 6, заполненной прессуемым материалом 3, при этом пуансон 5, закрепленный на силовом элементе 4, вводится в полость рабочей камеры. Подключение распределителем 9 блока 8 создания пониженного давления к воздухопроводу 10, присоединенному к отверстию 17, понижает давление в объеме 20 под разделительным элементом модуля 6 и в результате формирования разности давлений на верхней и нижней поверхностях разделительного элемента 15 на силовом элементе 4 формируется усилие, направленное в сторону прессуемого материала 3. Усилие от всех установленных модулей передается через разделительные элементы 15 и силовой элемент 4 на пуансон 5, который при своем движении осуществляет прессование материала в рабочей камере 2. Отжатый сок через фильтрующие элементы 21 рабочей камеры 2 попадает в сокосборник 1. Для осуществления обратного хода пуансона 6 блок 8 создания пониженного давления подключается распределителем 9 к воздухопроводу 10, присоединенному к отверстию 18, в результате чего на силовом элементе 4 создается усилие, направленное в сторону, обратную рабочей камере, и осуществляется движение силового элемента 4 и подъем пуансона 5, что позволяет снять рабочую камеру 2 и произвести замену прессуемого материала. Уплотнительные элементы 14 и 16 предотвращают натекание воздуха в объемы модулей.

В качестве устройства создания пониженного давления в бытовых условиях может быть использован пылесос. Корпус и днища модулей могут быть выполнены из пластмассы.

Использование энергии давления атмосферного воздуха в качестве источника перемещения силового элемента позволяет снизить затраты энергии для такого перемещения. Изменение площади поршня в модуле и числа устанавливаемых модулей позволяет изменять усилия прессования на силовом элементе в широких пределах.

Источники информации 1. А.с. СССР N1210778, кл.А 47 J 19/00, 01.03.84.

2. А.с. СССР N1136794, кл.А 47 J 19/00, 14.04.83.

3. Л. И. Живов, А. Г. Овчинников. Кузнечно-штамповочное оборудование. Прессы. Харьков, Издательство харьковского университета, 1966.

4. А.с. СССР N1205885, кл.А 47 J 19/00, 13.04.83.

Формула изобретения

1. Способ получения сока, при котором осуществляют подведение прессующего элемента к прессуемому материалу путем передачи усилия на силовой элемент, прессование материала в рабочей камере и возврат прессующего элемента в исходное положение, отличающийся тем, что для передачи усилия на силовой элемент используют несколько взаимосвязанных силовых модулей, каждый из которых имеет две рабочие полости, создают в них разность давления путем откачивания воздуха в одной из полостей с возможностью регулированного изменения в ней давления, при этом количество модулей выбирают пропорционально величине усилия на силовой элемент.

2. Устройство для получения сока, содержащее установленную в сокосборнике рабочую камеру с размещенным в ней прессуемым материалом и отжимное приспособление в виде силового элемента с закрепленным на нем пуансоном и средства для передачи усилия на силовой элемент, отличающееся тем, что средство для передачи усилия на силовой элемент выполнено в виде нескольких последовательно установленных один на другой и на рабочую камеру и связанных между собой узлами жесткой установки силовых модулей, блока создания пониженного давления и распределителя, связанных между собой и с силовыми модулями воздухопроводами, каждый из силовых модулей выполнен в виде цилиндрического корпуса с днищем и крышкой, разделительного элемента, разделяющего его полость на две рабочие полости, в днище и крышке выполнено осевое отверстие под силовой элемент, и уплотнительных элементов, размещенных в упомянутых осевых отверстиях и на боковой поверхности разделительного элемента, сопряженного с поверхностью корпуса, в корпусе выполнены отверстия для подвода воздухопроводов в каждую рабочую полость, силовой элемент выполнен в виде стержня и соединен герметично с разделительными элементами.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что силовой элемент выполнен в виде нескольких соединенных между собой стержней.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый из узлов жесткой связи выполнен в виде быстросъемной муфты.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что днище и крышка смежных корпусов модулей выполнены за одно целое.

РИСУНКИ

Рисунок 1