[go: up one dir, main page]

RU2518645C2 - Device to produce ice - Google Patents

Device to produce ice Download PDF

Info

Publication number
RU2518645C2
RU2518645C2 RU2012135125/13A RU2012135125A RU2518645C2 RU 2518645 C2 RU2518645 C2 RU 2518645C2 RU 2012135125/13 A RU2012135125/13 A RU 2012135125/13A RU 2012135125 A RU2012135125 A RU 2012135125A RU 2518645 C2 RU2518645 C2 RU 2518645C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
knives
knife
cutting edges
edges
Prior art date
Application number
RU2012135125/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012135125A (en
Inventor
Михаил Ильич Воронин
Борис Сергеевич Бабакин
Владимир Викторович Белянин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "ГРАН"
Михаил Ильич Воронин
Борис Сергеевич Бабакин
Владимир Викторович Белянин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "ГРАН", Михаил Ильич Воронин, Борис Сергеевич Бабакин, Владимир Викторович Белянин filed Critical Открытое Акционерное Общество "ГРАН"
Priority to RU2012135125/13A priority Critical patent/RU2518645C2/en
Publication of RU2012135125A publication Critical patent/RU2012135125A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518645C2 publication Critical patent/RU2518645C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Knives (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: proposed device can be used in all types of ice generators used in food industry, pharmacology, agriculture, medicine, etc, wherein ice is chipped off from smooth cylindrical, flat of pother ice forming surfaces. This device comprises even number of spiral edges composed by different-shape knives arranged discretely there along. Sized of knife bases, the distance between them and cutting edges are equal. Said knives are arranged on spirals so that every knife of cutting edge is located opposite the spacing between knives of the next and previous cutting edges.
EFFECT: power savings.
2 cl, 1 tbl, 5 dwg

Description

Устройство для получения льда может быть использовано во всех типах льдогенераторов, применяемых в пищевой промышленности, фармакологии, АПК и медицине, в которых лед скалывается с гладких цилиндрических, плоских и других видов льдообразующих поверхностей.A device for producing ice can be used in all types of ice machines used in the food industry, pharmacology, agribusiness and medicine, in which ice is chipped off from smooth cylindrical, flat and other types of ice-forming surfaces.

Известны различные типы льдогенераторов для получения технологического и пищевого льда. В частности, блочного, плиточного, рассыпного. К последнему, наиболее часто используемому виду льда относятся: мелкозернистый, чешуйчатый, гранулированный и снежный [1].Various types of ice machines are known for producing process and food ice. In particular, block, tiled, loose. The last, most commonly used type of ice includes: fine-grained, scaly, granular and snowy [1].

Проведенные исследования, а также работы других специалистов [2-4], показали, что правильный выбор типа льда для холодильной обработки продуктов обеспечивает снижение времени охлаждения, энергозатраты, а также улучшает качество продукции. В настоящее время, наибольшее распространение получили генераторы чешуйчатого льда состоящие из цилиндрического испарителя, на внутреннюю или наружную поверхность которого подается очищенная от механических примесей вода [5]. Полученный лед скалывают специальным инструментом. Известно, что величина пластинок частиц льда зависит от скорости движения режущего инструмента относительно льдообразующей поверхности. Однако эти изменения незначительны и ограничены временем намораживания льда. Получение льда в льдогенераторах барабанного типа состоит из двух стадий: замораживания воды на его льдообразующей поверхности и скалывания полученного льда при помощи скребков или цилиндрических (пальчиковых) фрез [1, 5]. Тонкие слои льда до 1 мм скалывают скребками, перемещающимися вдоль цилиндрической льдообразующей поверхности льдогенератора, которая может располагаться как вертикально, так и горизонтально. К недостаткам скребков следует отнести резкое возрастание нагрузки на мотор-редуктор и энергозатрат на скалывание льда при увеличении его толщины свыше 1-2 мм и снижении температуры ниже минус 1.5-2°C.The studies, as well as the work of other specialists [2-4], showed that the correct choice of ice type for refrigeration processing of products provides a reduction in cooling time, energy consumption, and also improves product quality. At present, flake ice generators consisting of a cylindrical evaporator, the water purified from mechanical impurities, are supplied to the inner or outer surface of it [5]. The resulting ice is chipped with a special tool. It is known that the size of the plates of ice particles depends on the speed of movement of the cutting tool relative to the ice-forming surface. However, these changes are insignificant and are limited by the time of ice freezing. The production of ice in drum-type ice machines consists of two stages: freezing water on its ice-forming surface and chipping off the obtained ice using scrapers or cylindrical (finger) mills [1, 5]. Thin layers of ice up to 1 mm are chipped with scrapers moving along the cylindrical ice-forming surface of the ice maker, which can be located both vertically and horizontally. The disadvantages of scrapers include a sharp increase in the load on the geared motor and energy consumption for chipping ice with an increase in its thickness over 1-2 mm and a decrease in temperature below minus 1.5-2 ° C.

Наибольшее распространение для скалывания льда толщиной свыше 2 мм получили цилиндрические фрезы с непрерывными режущими кромками, смонтированные параллельно оси барабана льдогенератора и находящиеся почти в контакте с его поверхностью. Однако процесс скалывания льда толщиной от 5 мм до 7 мм и температуре последнего минус 5-7°C с применением указанных фрез ухудшается из-за неравномерного распределения усилий со стороны режущей кромки фрезы по поверхности скалываемого льда. Это приводит к резким «скачкам» фрезы вплоть до срабатывания защитного устройства от перегрузок. Как следствие, нарушается соосность, разрушаются подшипники, увеличивается нагрузка на мотор-редуктор и увеличиваются энергозатраты. Размеры частиц и разброс их параметров в сотни процентов делает получаемый лед непригодным для приготовления транспортируемых водяными насосами ледяных смесей, которые широко, наряду с чешуйчатым льдом, применяются в настоящее время для холодильной обработки в пищевой промышленности, АПК и рыболовстве. Целью настоящего изобретения является разработка устройства для получения льда с заданными размерами частиц и снижения энергозатрат на их получение.Cylindrical milling cutters with continuous cutting edges mounted parallel to the axis of the ice maker drum and almost in contact with its surface are most widely used for chipping ice with a thickness of more than 2 mm. However, the process of chipping ice with a thickness of 5 mm to 7 mm and a temperature of the latter minus 5-7 ° C with the use of these mills is deteriorated due to the uneven distribution of efforts from the cutting edge of the milling cutter over the surface of the ice being chipped. This leads to sharp "jumps" of the cutter up to the operation of the protective device from overloads. As a result, the alignment is broken, the bearings are destroyed, the load on the gear motor increases and the energy costs increase. The particle size and the dispersion of their parameters of hundreds percent makes the resulting ice unsuitable for the preparation of ice mixtures transported by water pumps, which are widely, along with flake ice, currently used for refrigeration in the food industry, agribusiness and fishing. The aim of the present invention is to develop a device for producing ice with a given particle size and reduce energy costs for their production.

Указанная цель достигается тем, что инструмент для скалывания льда, цилиндрическая фреза, изготавливается с режущими спиралеобразными кромками, состоящими из дискретно расположенных по спирали ножей разной формы, при этом ширина основания ножей и просветы между ними равны, а сами ножи расположены на спиралях таким образом, что каждый нож предыдущей кромки располагается напротив просвета между ножами последующей кромки. Для обеспечения симметричности число режущих кромок должно быть четно.This goal is achieved by the fact that the ice chipping tool, a cylindrical cutter, is made with spiral cutting edges consisting of knives of different shapes discretely spirally arranged, the width of the base of the knives and the gaps between them being equal, and the knives themselves located on spirals in such a way that each knife of the previous edge is located opposite the gap between the knives of the subsequent edge. To ensure symmetry, the number of cutting edges must be even.

На фиг.1 схематично изображено устройство для получения льда в виде фрезы, на фиг.2 изображен вид фрезы сверху; на фиг.3 - развертка поверхности фрезы; на фиг.4 показаны основные характеристические размеры ножей фрезы; на фиг.5 - форма и размеры граней ножей фрезы.Figure 1 schematically shows a device for producing ice in the form of a cutter, figure 2 shows a top view of the cutter; figure 3 - scan surface of the cutter; figure 4 shows the main characteristic dimensions of the cutter knives; figure 5 - the shape and size of the faces of the knives of the cutter.

На цилиндрическом основании фрезы 1 расположено четное число спиралеобразных режущих кромок ножей 2 (фиг.1, 2). Режущие кромки ножей 2 дискретно расположены вдоль спиралей ножей (фиг.3), отстоя друг от друга на расстояние S (фиг.4), равное ширине основания ножа S1 и расстоянию S2 между режущими кромками. Для усиления давления со стороны режущей кромки фрезы на поверхность скалываемого со льдообразующей поверхности льда угол а граней ножа (фиг.5), расположенных перпендикулярно касательной к спирали режущей кромки, может изменяться от 90° до arctg 2h/S, где h - высота ножа, S - ширина основания ножа.On the cylindrical base of the mill 1 is an even number of spiral-shaped cutting edges of the knives 2 (Fig.1, 2). The cutting edges of the knives 2 are discretely located along the spirals of the knives (Fig. 3), spaced apart by a distance S (Fig. 4) equal to the width of the base of the knife S 1 and the distance S 2 between the cutting edges. To increase the pressure from the cutting edge of the cutter to the surface of the ice being chipped off from the ice-forming surface, the angle a of the knife faces (Fig. 5) located perpendicular to the tangent to the spiral of the cutting edge can vary from 90 ° to arctg 2h / S, where h is the height of the knife, S is the width of the base of the knife.

Устройство работает следующим образом. Ножи за счет орбитального вращения вокруг цилиндрической поверхности барабана-испарителя льдогенератора оказывают усиленное локальное давление на лед, находящийся на его поверхности. Давление со стороны дискретно расположенных ножей тем выше, чем больше отношение площадей контакта дискретного ножа и цельной режущей кромки в месте контакта их с поверхностью скалываемого льда. Так как усилия на фрезу при работе дискретных ножей ниже по сравнению с фрезой с непрерывной режущей кромкой, то и затраты энергии на скол льда уменьшаются. Размеры частиц льда при использовании указанного устройства, напрямую коррелируют с параметром S и, как правило, не превышают максимального значения размера между точками касания ножа с поверхностью льда. При этом высота ножей h должна быть на 0.1 больше максимальной толщины получаемого льда.The device operates as follows. The knives due to orbital rotation around the cylindrical surface of the drum-evaporator of the ice generator exert increased local pressure on the ice located on its surface. The pressure from the side of the discretely arranged knives is the higher, the greater is the ratio of the contact areas of the discrete knife and the integral cutting edge at their contact with the surface of the ice being chipped. Since the efforts on the cutter when working with discrete knives are lower compared to a cutter with a continuous cutting edge, the energy costs for chipping ice are reduced. The sizes of ice particles when using this device directly correlate with the S parameter and, as a rule, do not exceed the maximum size between the points where the knife touches the ice surface. At the same time, the height of the knives h should be 0.1 greater than the maximum thickness of the obtained ice.

В таблице 1 приведены экспериментальные данные, полученные при сравнении предлагаемого и известного устройств. Сравнивались цилиндрическая фреза с непрерывной режущей кромкой и цилиндрические фрезы, на кромках которых сформированы ножи с дискретными прямоугольными и трапециевидными формами с шириной основания каждого ножа, равного S=10 мм, и углами 90° и 60° при высоте ножа h=7.7 мм. Калибровку частиц льда осуществлялась при помощи сита.Table 1 shows the experimental data obtained by comparing the proposed and known devices. A cylindrical milling cutter with a continuous cutting edge and cylindrical milling cutters were compared, on the edges of which knives were formed with discrete rectangular and trapezoidal shapes with a base width of each knife equal to S = 10 mm and angles of 90 ° and 60 ° with a knife height h = 7.7 mm. Ice particles were calibrated using a sieve.

Таблица 1Table 1 No. δ, ммδ, mm Тип рабочей фрезыType of work milling cutter Относительное удельное потребление электроэнергии, Вт/кгRelative specific energy consumption, W / kg Число отказов на кг льдаThe number of failures per kg of ice Амплитуда биений мм.The amplitude of the beats mm. Средний размер частиц льда ммAverage ice particle size mm 1one Фреза с непрерывной режущей кромкойContinuous Cutter 1one 1one ~1~ 1 до 60 ммup to 60 mm 22 33 Фреза с дискретными прямоугольными ножамиDiscrete rectangular knife cutter 0.860.86 -- -- 9×109 × 10 33 Фреза с дискретными трапециевидными ножамиDiscrete trapezoidal knife 0.750.75 -- -- 12×1812 × 18 1one Фреза с непрерывной режущей кромкойContinuous Cutter 1one 4four 1-21-2 до 45 ммup to 45 mm 22 55 Фреза с дискретными прямоугольными ножамиDiscrete rectangular knife cutter 0.80.8 -- >0.5> 0.5 10×1010 × 10 33 Фреза с дискретными трапециевидными ножамиDiscrete trapezoidal knife 0.70.7 -- -- 14×1914 × 19 1one Фреза с непрерывной режущей кромкойContinuous Cutter 1one 77 2-32-3 до 40 ммup to 40 mm 22 77 Фреза с дискретными прямоугольными ножамиDiscrete rectangular knife cutter 0.780.78 1one ~1~ 1 12×1612 × 16 33 Фреза с дискретными трапециевидными ножамиDiscrete trapezoidal knife 0.660.66 -- >0.5> 0.5 14×19+10% ледяной шуги14 × 19 + 10% ice slush δ - толщина скалываемого льдаδ is the thickness of the chipped ice

Как видно из таблицы, удельное потребление энергии фрезы с дискретными прямоугольными и трапецеидальными формами снижается по сравнению с фрезой с непрерывной режущей кромкой. При толщине льда 3 мм на 14-25%, при толщине льда 5 мм соответственно на 20-30%, при толщине льда 7 мм соответственно на 22-44%, с минимальным разбросом размеров частиц, то есть практически с одинаковыми размерами частиц. В то время как при использовании фрезы с непрерывной режущей кромкой получается значительный разброс размеров частиц получаемого льда от ледяной шуги до размеров льда 40-60 мм. При этом размеры частиц надежно коррелируют с характеристическим размером S. При соблюдении условия - высота ножей больше на 0.1 толщины льда, изменяя характеристический размер S, можно варьировать размеры получаемых частиц в широких пределах, ограниченных лишь техническими и технологическими возможностями изготовления устройства.As can be seen from the table, the specific energy consumption of a mill with discrete rectangular and trapezoidal shapes is reduced compared to a mill with a continuous cutting edge. With an ice thickness of 3 mm by 14-25%, with an ice thickness of 5 mm, respectively, 20-30%, with an ice thickness of 7 mm, respectively, 22-44%, with a minimum variation in particle sizes, that is, with practically the same particle sizes. At the same time, when using a mill with a continuous cutting edge, a significant dispersion of the particle sizes of the resulting ice from the ice slurry to ice sizes of 40-60 mm is obtained. In this case, the particle sizes reliably correlate with the characteristic size S. Under the condition that the blades are 0.1 mm thicker than the ice thickness, changing the characteristic size S, you can vary the sizes of the resulting particles over a wide range, limited only by the technical and technological capabilities of manufacturing the device.

ЛитератураLiterature

1. Бобков В.А. Производство и применение льда. М.: Пищевая промышленность, 1997 г., 231 с.1. Bobkov V.A. Production and use of ice. M .: Food industry, 1997, 231 p.

2. Маренюк Б.Т. и др. Экологически чистые методы получения водного льда. Журнал «Холодильный бизнес», №2, 2008 г.2. Marenyuk B.T. and other Environmentally friendly methods of obtaining water ice. The magazine "Refrigeration business", No. 2, 2008

3. Баль В.В., Вереин Е.П. Технология рыбных продуктов и технологическое оборудование. Агропромиздат. 1990 г.3. Bal VV, Verein EP Technology of fish products and technological equipment. Agropromizdat. 1990 g.

4. Колодязная B.C., Соколов В.Н. Выбор оптимального соотношения продукт-хладоноситель при замораживании пищевых продуктов в ледяных суспензиях. Сборник Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке. СПб. Т.2, 2003 г. - 396 с.4. Kolodyaznaya B.C., Sokolov V.N. The choice of the optimal product-coolant ratio when freezing food in ice suspensions. Collection of Low-temperature and food technologies in the XXI century. SPb. T.2, 2003 - 396 s.

5. Фомин Н.В., Менин Б.М., Ржевская В.Б., Гуйко Э.М. Барабанные морозильные аппараты. Л.: Машиностроение, 1986 г.5. Fomin N.V., Menin B.M., Rzhevskaya V.B., Guiko E.M. Drum freezers. L .: Engineering, 1986

Claims (2)

1. Устройство для получения льда, содержащее на цилиндрической поверхности спиралеобразные непрерывные режущие кромки, отличающееся тем, что четное число спиралеобразных кромок устройства состоят из дискретно расположенных вдоль них ножей различной формы, при этом ширина основания каждого ножа, расстояние между ними и между режущими кромками равны, а сами ножи расположены на спиралях режущих кромок таким образом, что каждый нож режущей кромки располагается напротив просвета между ножами последующей и предыдущей кромок.1. Device for producing ice, containing on a cylindrical surface spiral-shaped continuous cutting edges, characterized in that the even number of spiral-shaped edges of the device consist of discretely arranged knives of various shapes along them, while the width of the base of each knife, the distance between them and between the cutting edges are equal and the knives themselves are located on the spirals of the cutting edges in such a way that each knife of the cutting edge is located opposite the gap between the knives of the subsequent and previous edges. 2. Устройство для получения льда по п.1, отличающееся тем, что углы плоскостей ножей, расположенных перпендикулярно к касательной в точке их расположения на спиральной кромке, варьируются от 90° до arctg 2h/S, где h - высота ножа, a S - ширина основания ножа. 2. The device for producing ice according to claim 1, characterized in that the angles of the planes of the knives located perpendicular to the tangent at the point of their location on the spiral edge, vary from 90 ° to arctg 2h / S, where h is the height of the knife, a S - the width of the base of the knife.
RU2012135125/13A 2012-08-16 2012-08-16 Device to produce ice RU2518645C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135125/13A RU2518645C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Device to produce ice

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135125/13A RU2518645C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Device to produce ice

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012135125A RU2012135125A (en) 2014-03-27
RU2518645C2 true RU2518645C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=50342574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135125/13A RU2518645C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Device to produce ice

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518645C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218615U1 (en) * 2022-12-31 2023-06-01 Альберт Хамед-Харисович Нугманов Freezer drum type

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2631431A1 (en) * 1988-05-11 1989-11-17 Frigofrance Machine making chipped ice from sea water - with scraper and refrigerated cylinder with rough surface
US4932223A (en) * 1989-04-07 1990-06-12 Scotsman Industries Auger construction for ice-making apparatus
US6394373B1 (en) * 2000-06-30 2002-05-28 Morris & Associates Sloped cutter knives on tube-type ice maker

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2631431A1 (en) * 1988-05-11 1989-11-17 Frigofrance Machine making chipped ice from sea water - with scraper and refrigerated cylinder with rough surface
US4932223A (en) * 1989-04-07 1990-06-12 Scotsman Industries Auger construction for ice-making apparatus
US6394373B1 (en) * 2000-06-30 2002-05-28 Morris & Associates Sloped cutter knives on tube-type ice maker

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218615U1 (en) * 2022-12-31 2023-06-01 Альберт Хамед-Харисович Нугманов Freezer drum type
RU2816844C1 (en) * 2023-08-28 2024-04-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Device for separation of essential-oil distillates

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012135125A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN208373202U (en) A kind of principal axis roller of scrap steel crusher
CN201577307U (en) Soil removing mechanism of combined peanut harvester
CN203379921U (en) Tooth roller of crushing machine
CN106076486A (en) One lifts formula sand plate and stays embryo rice mill
RU2518645C2 (en) Device to produce ice
CN201906643U (en) Spiral cutter of titanium sponge crushing machine
CN103316734A (en) Crusher tooth roller
CN202727004U (en) Device with thin blade fixed on microtome used for slicing poria cocos
CN204733915U (en) Give a new lease of life to pipe tobacco fixed length and shred cutter
CN1216725C (en) Technology for treating spent tyre and its used equipment
CN102728433B (en) The manufacture method of breaking polycrystalline silicon thing
CN108380340A (en) Serrated knife formula vegetables crusher
CN201659587U (en) Directional slicing machine
CN209614398U (en) A kind of battery pole plates rolling cutting device
CN204686957U (en) Three-dimensional dicer
CN212930575U (en) Ice falling structure of snowflake ice maker
CN206008943U (en) The disintegrating machine that a kind of mine uses
CN209772322U (en) meat grinder
CN203409806U (en) Wear resistantkelp shredder
CN211060457U (en) Ice slicing device
TW201715951A (en) Primary processing device and process for composite material
CN202052603U (en) Knife roller of vegetable leaf shredder
CN202702298U (en) Rotary cutting type slicing machine
CN209393251U (en) A kind of discaling roll and crusher
CN212632925U (en) A kind of steel wire tire high wear-resistant crushing tool and tire crusher

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140817