181838. lajstromszámú szabadalom • Feldolgozó henger folyamatosan működő vajkészítő gépekhez
3 181838 4 Még egy további ismert berendezés úgy van kialakítva, hogy a verőrudak tartományában a henger kiálló bütykökkel van ellátva, a verőrudak pedig ennek megfelelően az adott helyen kimélyítésekkel vannak ellátva. Ez a megoldás azonban akadályozza a tejszín egyenletes feldolgozását, a dudorok mögött ugyanis úgynevezett árnyékzónák képződnek, ahol is a feldolgozás hatásfoka lényegesen kisebb, mint másutt. Ebben az esetben a vaj nagy zsírveszteségű, a tej pedig nagy zsírtartalmú lesz. Hátrányos ebben az esetben az is, hogy a berendezés tisztántartása körülményes. A találmány célul tűzte ki, hogy olyan szerkezetileg egyszerű felépítésű berendezést hozzon létre, amely a technika állásának hátrányait kiküszöbölve energiatakarékos és anyagkímélő feldolgozást tesz lehetővé, elsősorban a tejszínnek vajjá történő feldolgozása céljából, így a feldolgozandó anyag részecskéi egyenletesen kerülnek feldolgozásra minimális levegőbevitel mellett. A találmány feladatát abban látja, hogy olyan megoldást dolgozzon ki, ahol a térfogategységben foglalt anyagmennyiség egyenletesen kerül feldolgozásra, és ahol az álló henger és a forgó verőrudak közötti sebességkülönbség nyújtotta lehetőség maximálisan ki van használva a választóréteg kialakításához. A találmány lényege abban van, hogy a feldolgozó henger átmérője azon a végén, ahol az anyag kilép a hengerből, egy elvezető akna kialakítása segítségével kisebbre van kiképezve, mint a verőrész legnagyobb átmérője és az elvezető rész peremmagassága a perem és a verőrudak vége közötti távolság függvénye. A vajkészítő gépekben a feldolgozandó anyag a nagy centrifugális erő hatására, amely a forgás következménye, vékony rétegben rakódik le a henger belső falára. Az anyagnak a henger tengelyiránya mentén történő továbbhaladása az időegység alatt a hengerbe belépő anyag tömegétől, az anyag viszkozitásától, a henger hosszától és a centrifugális erőtől függ. Feltételezve, hogy például az anyag közepes forgási sebessége a verőrudak forgási sebességének a fele, amely az anyag felülete és a verőrudak érintkezése következtében eléggé indokolt, az anyag olyan rétegben rakódik le a henger falára, amely messze alatta van a forgó verőrudak és a hengerfal között gyakorlatban megvalósítható térnek. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy az érintkezés az anyag felület és a forgó verőrudak között pillanatokra megszakad és az anyag felületén levő részecskéket nem tudja a forgórész saját sebességére felgyorsítani. Ezért van a találmány szerinti feldolgozó henger úgy kialakítva, hogy a feldolgozó henger átmérője a henger azon a végén, ahol az anyag kilép belőle, egy elvezető akna kialakításával kisebbre van kialakítva, mint a verőrész legnagyobb átmérője, és az elvezető akna peremmagassága a perem és a verőrudak vége közötti távolságnak a függvénye. Ennek következtében a feldolgozandó anyag fel tud halmozódni a henger belső fala és a verőrudak közötti térben és ott egy egyenletes réteg képződik. Ezt úgy érjük el, hogy a feldolgozandó anyag és a forgó verőrudak állandó érintkezésben vannak egymással, és így az anyag egyenletes gyorsítása biztosítva van. Az egyenletes rétegvastagság következtében a választó réteg is egyenletes vastagságú, tehát végig egy egyenletes hézag alakul ki. Ezáltal biztosítva van az is, hogy a részecskék egyenletesen kerülnek feldolgozásra. Az elvezető perem és az elvezető perem és a verőrudak vége közötti távolság egy képlet segítségével számítható ki egy adott elérendő rétegvastagsághoz. Ha az elvezető perem és a verőrudak vége közötti távolság nagy, akkor nagyobb aknamagasságra van szükség, amely egyenértékű az elvezető akna sugarának csökkentésével szimmetrikus forgó rendszerekben. Ugyanez áll fenn akkor is, ha az előre megadott rétegvastagság nagyobb. Az elvezető akna kialakításánál a leglényegesebb szempont, hogy az elvezető perem magassága be legyen tartva. A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjában, ábra segítségével ismertetjük részletesebben. Az ábrán látható 2 vajfeldolgozó henger, amelyben 1 verőrudakkal ellátott forgó elem van elhelyezve. A henger belső fala és a verőrudak külső pereme közötti hézag szélessége: y. A 2 henger kifolyó része 4 kifolyóaknaként van kialakítva, amelynek 3 pereme az 1 verőrudak végétől s távolságra van, és a sugara rw. A feldolgozandó anyag viszkozitása rj. Állandó Q anyagáramlás esetében a 3 perem sugarára a következő összefüggés írható fel: 4rr r • T? • s rw — az elvezető perem sugara r - a henger belső sugara s — az elvezető perem és a verőrudak közötti távolság y - rétegvastagság, amely a rés által előre meg van adva Tj - a feldolgozandó anyag viszkozitása 0. - az időegység alatt átáramló anyagmennyiség Miután a tejszín belép a 2 hengerbe, az 1 verőrudak forgásának hatására fellépő centrifugális erő következtében eloszlik a henger belső fala mentén. A 4 kifolyó akna kiképzése miatt az anyag összegyűlik, és ez meghatározza a képződő réteg vastagságát is. Az anyag továbbítása a 2 hengeren tengelyirányban úgy valósul meg, hogy a hengerbe állandóan és egyenletesen további anyagot viszünk be, vagyis a szokásos áramlás jön létre, amihez még egy körforgó mozgás is járul. Ilyen jellegű szállítási folyamatoknál a 4 akna 3 peremének a magasságát az akna mögötti magasság határozza meg. Azok a részecskék, amelyek már a verőrudak hatótávolságán kívül helyezkednek el, azaz a verőrudak vége és a 3 perem között, a fellépő súrlódási erő hatására lelassulnak, kisebb lesz a forgási sebességük, mint azoknak a részecskéknek, amelyekre az 1 verőrúd még hatást fejt ki. Ezekre a részecskékre kisebb centrifugális erő hat, valamint az y rétegvastagságtól függően a nyomás is kisebb lesz. Az y rétegvastagság megválasztásánál, amely réteg az 1 verőrudak széle és a henger belső fala között képződik, alapvető feltétel, hogy a 2 henger belső falán a nyomás végig ugyanakkora és egyenletes legyen, mint amekkora közvetlenül a 3 peremnél, ahol még a centrifugális 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
