Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для генерации дыма

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к коптильным установкам.

Известно устройство для генерации дыма, содержащее корпус с патрубками дыма и воздуха, прижимной механизм источника дыма, элемент трения в виде барабана соединенного с приводом (О.Я. Мезенцева, И.Н. Ким, С.А. Бредихин. Производство копченых пищевых продуктов. - М.: Колос, 2001, 207 с., стр. 15).

Недостатком устройства является возможность воспламенения источника дыма, перегрев подшипников барабана. Ввиду исключения таких последствий, устройство работает кратковременно (20-30 с) с паузами в 2-3 мин. Каждый пуск электродвигателя, особенно под нагрузкой, сопровождается возрастанием тока до 5-7 раз против тока при нормальном режиме работы. Это ведет не только к уменьшению срока службы электродвигателя и пускозащитного оборудования, но и к дополнительным энергозатратам. Кроме того, устройство материалоемкое и имеет большие габариты, а качеством дыма и его концентрацией сложно управлять.

Известно устройство для генерации дыма, содержащее корпус с патрубками для дыма и воздуха, прижимной механизм источника дыма, элемент трения, соединенный с приводом, элемент охлаждения поверхности трения (Патент RU 2363163, 10.08.2009. Бюл. №28).

В устройстве нет опасности перегрева подшипников, обеспечено регулирование температуры дыма, что предотвращает возможность воспламенения источника дыма и позволяет получить дым необходимого качества. Однако устройство материалоемко и имеет большие габариты из-за наличия барабана и привода.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство для генерации дыма, содержащее корпус с патрубками дыма и воздуха, механизмы прижима и регулирования положения источника дыма, элемент охлаждения поверхности трения, блок управления с датчиком температуры и исполнительными механизмами привода элементов охлаждения и трения, причем последний соединен с виброприводом (Патент RU 2555797 C1, 10.07.2015, Бюл. №19).

Недостатком устройства является наличие вертикального перемещения элемента трения, что создает ударные нагрузки на элемент трения, причем величина этих нагрузок пропорциональна как амплитуде колебаний, так и массе источника дыма. Это ведет к снижению надежности работы устройства и снижению качества регулирования процесса тления.

Технической сущностью настоящего изобретения является повышение качества регулирования процесса тления и надежности работы устройства.

Настоящая задача решается тем, что в устройстве для генерации дыма, содержащем корпус с патрубками дыма и воздуха, механизмы прижима источника дыма, элементы трения и охлаждения, блок управления с датчиком температуры и исполнительными механизмами привода элементов трения и охлаждения, элемент трения установлен под источником дыма на жестко соединенных с ним радиальных тягах, закрепленных на соосно расположенных шарнирах, при этом поверхность элемента трения выполнена криволинейной, обращена вогнутой частью к источнику дыма, а радиус кривизны ее поверхности равен длине тяг.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для генерации дыма состоит из корпуса 1 с патрубками 2 и 3 дыма и воздуха соответственно, механизма прижима 4 источника дыма 5 (например, бруска из древесины лиственных пород), имеющего возможность взаимодействия с вогнутой частью криволинейной поверхности элемента трения 6, установленного под источником дыма 5 и жестко соединенного с последним радиально установленных тягах 7. Элемент трения 6 соединен посредством штанги 8 с вибратором 9. На противоположных стенках корпуса 1 закреплены винтовые пары 10, имеющие возможность взаимодействия через трубки 11 с пружинами 12, роликами 13 с рифлями и ребордами (механизм прижима и регулирования источника дыма), с источником дыма 5. По крайней мере, один из роликов 13 установлен с возможностью взаимодействия с неподвижно закрепленным на трубке 11 термочувствительным тормозным элементом 14 (например, биметаллическая пластина). На участке перемещения источника дыма 5 в корпусе закреплен трубопровод 15 с элементами охлаждения 16 в виде форсунок и краном 17 для подачи воды. Причем последний, через исполнительный механизм 18, подключен к одному из выходов блока управления 19, другой, выход которого, через исполнительный механизм 20, подключен к вибратору 9, а к входу вышеназванного блока подключен датчик температуры дыма 21, установленный в корпусе 1. Радиально установленные тяги 7 закреплены на полуосях посредством соосно расположенных шарниров 22, причем длина тяг 7 равна радиусу кривизны поверхности элемента трения 6 равны, а ось крепления тяг 7 является осью образующей криволинейной поверхности элемента трения 6 (маятниковый подвес). Штанга 8 и вибратор 9 соединены посредством шарниров 23.

Устройство для генерации дыма работает следующим образом. После установки в корпус 1 материала 5 (например, бруска из древесины лиственных пород) винтами 10 вводят ролики 13 в соприкосновение с материалом, при этом пружины 12 сжимаются и трубки 11 смещаются к стенкам корпуса 1 (принцип работы телескопического элемента). Ролики 13 с ребордами предотвращают как продольное, так и поперечное перемещение нижней части материала источника дыма 5 в зоне взаимодействия с вогнутой частью элемента трения 6 подвешенного на тягах 7. Прижимное приспособление 4 своим пазом фиксирует верхнюю часть источника дыма 5, создавая своим весом определенное усилие прижатия его к вогнутой части криволинейной поверхности элемента трения 6. При включении блока управления 19 он через исполнительный механизм 20 включает вибратор 9, который через шарниры 23 и штангу 8 колеблет относительно неподвижной оси криволинейную поверхность 6 на тягах 7, шарнирно закрепленных на полуосях 22 (маятниковые колебания под действием приложенных сил около неподвижной оси), доводя частоту до заданной величины. Совпадение осей образующей криволинейной поверхности и ее подвеса (маятниковый подвес) позволяет исключить вертикальные колебания в зоне взаимодействия источника дыма с криволинейной поверхностью 6, так как вся поверхность контакта элемента трения с источником дыма перемещается по одинаковой траектории, чем исключаются вертикальные колебания. В результате трения источника дыма 5 о подвижную вогнутую поверхность элемента трения 6 температура его в месте контакта повышается до температуры тления (более 300°C) и происходит генерация дыма. При определенной влажности древесины тепловая энергия расходуется как на тление, так и на испарение влаги, имеющейся в древесине, причем диапазон температур тления составляет от 300 до 400°C. При истирании древесины она за счет собственного веса и веса прижимного приспособления 4 опускается, чему, вращаясь, не препятствуют ролики 13. Термочувствительный тормозной элемент 14 настраивают с зазором на минимальную температуру в диапазоне тления, а при превышении ее тормозной элемент контактирует с роликом 13, препятствуя его вращению, и ввиду наличия рифлей на ролике 13, уменьшает силу прижатия древесины к поверхности 6. При повышении температуры дыма до величины, достаточной для воспламенения древесины 5, в зоне контакта с поверхностью 6 возникает пламя с высокой температурой. Датчик температуры 21 подает сигнал на вход блока управления 19, который в зависимости от величины поступившего сигнала вырабатывает сигналы управляющего воздействия и подает их на исполнительные механизмы 18 и 20 крана 17 подачи воды и вибратора 9. В зависимости от величины и знака сигнала, поступившего на исполнительный механизм 20, последний изменяет частоту колебаний (при повышении температуры дыма частота уменьшается). Исполнительный механизм 18 открывает на малое время кран 17 и вода по трубе 15 поступает под давлением к форсункам 16, распыляется последними как на древесину, так и на поверхность элемента трения 6. Через заданный промежуток времени (в случае стабилизации на том же уровне или повышении температуры) открытие крана 17 проводится повторно и на более длительное время. В зависимости от программы, введенной в блок управления 19, возможна и полная остановка вибратора 9. При уменьшении температуры ниже температуры тления работа происходит в обратном порядке.