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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE FONCTIONNEMENT D'APPAREILS A PREPARER DES
JUS DE FRUITS.
La présente invention a pour objet un procédé de fonctionnement d'appareils à préparer des jus de fruits dont l'outil râpeur et le tambour de centrifugation sont commandés par une turbine à eau alimentée par une canalisation d'eau domestique.
Etant donné l'énergie relativement minime contenue dans l'eau sous pression fournie par des canalisations domestiques de ce genre, il y a lieu de prendre des mesures particulières pour que le travail voulu puisse être exécuté à l'aide de cette énergie, même si la pression dans la canalisation d'eau n'est que d'un petit nombre d'atmosphères. II faut par conséquent d'abord réduire à un minimum toutes les pertes par frottement qui existent dans un appareil de ce genre. Les paliers à roulement, qui sembleraient particulièrement indiqués dans ces conditions, doivent cependant être éliminés parce qu'ils exigent des organes d'étanchéité empêchant la pénétration de l'eau de fonctionnement et d'humidité d'autres provenances, ainsi que la pénétration des jus de fruits ou de légumes, qui sont toujours corrosifs.
On a donc besoin d'organes d'étanchéité qui doivent être appliqués sous pression contre l'arbre à rendre étanche. Il en résulte des forces de frottement considérables et une grande partie de l'énergie disponible est détruite, de sorte que le problème ne peut pas être résolu de cette manière. L'autre moyen qui consisterait à utiliser des paliers autolubrifiants, ne peut pas être employé parce que la possibilité permanente d'une arrivée d'eau, qui est en partie sous pression, a pour effet d'expulser l'agent de glissement ou de lubrification des surfaces du palier.
Cet agent peut même pénétrer dans l'espace collecteur'du jus, de sorte que la saveur des jus obtenus peut être influencée défavorablement, Dans cet ordre d'idées, il faut aussi teneir compte du fait que des appareils de ce genre, qui sont des ustensiles de ménage,
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sont toujours nettoyés avec des agents détersifs, ou tout au moins rincés à l'eau chaude, ce qui interdit l'emploi des paliers usuelso
Le problème posé a cependant pu être résolu, conformément à l'invention, en amenant une partie de l'eau comme lubrifiant, aux paliers du rotor de turbine,de l'outil râpeur et du tambour de centrifugation.
On utilise par conséquent, pour les paliers, des matières qui ont la propriété de pouvoir être lubrifiées d'une manière satisfaisante par de l'eau, de sorte que cette amenée d'eau, effectuée sciemment et suivant un plan établi, produit un bon graissage et un refroidissement simultané des paliers. Des matières particulièrement appropriées pour la constitution des paliers sont certaines résines synthétiques et des matières pressées dures faites avec ces résines. Par l'application du procédé objet de l'invention, en combinaison avec l'utilisation de matières de ce genre, le couple de frottement peut être abaissé à une valeur pour laquelle des pertes inutiles en énergie motrice sont supprimées.
Des dispositifs destinés à la mise en oeuvre du procédé sont caractérisés par le fait que des évidements contigus à des espaces traversés par Peau servant à faire fonctionner l'appareil sont formés dans des parois entourant-le ou les paliers de l'arbre.
On exposera plus en détail, à l'aide d'un exemple d'exécution, les différentes manières que l'on peut envisager pour réaliser la lubrification à l'eau des paliers.
Bien que le maintien de la puissance motrice puisse être assuré largement de la manière sus-indiquée, on a constaté que d'autres mesures sont nécessaires pour assurer l'exécution du travail demandé, notamment lorsque les pressions dans la canalisation d'eau sont exceptionnellement basses.
Pour la réalisation de ces mesures, on part de cette découverte que la disposition d'un compartiment de remplissage de section transversale et de capacité déterminée, pour la matière dont il s'agit d'extraire le jus, permet d'obliger la personne qui se sert de l'appareil à laisser intervenir une pause entre le moment où la matière contenue dans ledit compartiment a été râpée en totalité, et le moment où de la matière nouvelle est amenée.
Pendant cette pause dans le service, l'ensemble formé par le rotor de turbine, l'outil râpeur et le tambour de centrifugation de l'appareil tourne à vide et peut, par conséquent, reprendre de la vitesse et atteindre des vitesses de rotation élevées qui, lorsque le rotor est lui-même établi d'une manière appropriée, sont de l'ordre de 1.200 tours par minute, même pour de basses pressions d'eauo En donnant une valeur appropriée à la masse des parties . tournantes, l'énergie disponible dans l'ensemble tournant peut ainsi être déterminée de telle manière qu'elle suffise juste pour achever le râpage de la matière que peut contenir le compartiment de remplissage et pour extraire par centrifigation le jus contenu dans les particules ainsi obtenues.
Pour éviter des dimensions inutilement grandes des parties tournantes, on a reconnu qu'il était avantageux de prévoir un volant d'inertie supplémentaire. Même pour les plus petites pressions d'eau généralement disponibles dans les canalisations, un tel volant peut se loger commodément dans le socle de l'appareil, où la turbine de commande est toujours placée, tandis que les dimensions données au compartiment de remplissage, par sa section transversale et sa longueur, permettent encore un travail rapide et maintiennent le nombre des opérations de service à une valeur supportable.
Le dessin représente, comme exemple d'un mode de réalisation de l'invention, une machine domestique constituant un appareil à préparer des jus de fruits.
Dans le dessin, 1 désigne le carter renfermant le tambour de centrifugation qui porte aussi l'outil râpeur. Ce carter forme en 2 un socle creux contenant la turbine à-eau qui commande 1'appareil. La cloison 3, qui sépare ces deux parties du carter, forme en 4 un moyeu creux dans lequel sont montés les coussinets de palier 5 et 6 recevant l'arbre de commande 7. Sur cet arbre est monté en 8 un rotor de turbine, à aubes Pelton, en face duquel est disposée la tuyère 9. En amont de cette tuyère se trouve un embout
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10 qui porte le raccord 11 pour la jonction avec un tuyau souple à eau ou une autre conduite reliée à la canalisation d'eau domestique.
L'arbre 7 porte en 12 l'outil râpeur, sous forme d'un disque râpeuro L'arbre 7 porte en outre, par l'intermédiaire d'un anneau 13 le tambour de centrifugation 14 qui est perforé en 15 à la manière d'un tamis. Le jus éjecté sous l'effet de la force centrifuge se rassemble dans le carter 1 et est soutiré par le bec d'écoulement 16 A sa partie supérieure, le carter 1 est fermé par un couvercle 17 Celui-ci forme en 18 un compartiment de remplissage dans lequel on peut introduire un piston 19 muni d'une poignée 20, pour pousser toute la matière introduite jusqu'à l'outil râpeur 12.
Conformément à l'invention, cet appareil à préparer des jus de fruits comporte les dispositions particulières suivantes:
Pour que le jus de fruit éjecté par centrifugation puisse être amené en totalité au bec d'écoulement 16,.la cloison 3 doit avoir une forme telle que celle montrée au dessino De ce fait, le coussinet de palier 5 reste toujours sec. Même si ce coussinet pouvait être humecté par le jus projeté, cela serait indésirable parce que ces jus ont une action corrosive, en raison de leur teneur en acides de fruitso D'autre part, tout graissage à l'huile ou à la graisse est à rejeter, pour les raisons indiquées plus haut.
Conformément à l'invention, un intervalle 21 est prévu entre les coussinets 5 et 6, et cet intervalle est mis en communication, par un système de canaux 22, 23, avec l'eau amenée sous pression de la canalisation.
La quantité d'eau qui passe, ou la pression avec laquelle l'eau arrive dans l'intervalle 21, est réglée à l'aide d'un corps d'étranglement 24 qui peut être remplacé par une vis pointeau pénétrant plus ou moins dans le canal 23. L'eau qui arrive dans l'intervalle 21 sert ainsi à lubrifier les coussinets 5 et 6 On obtient cet avantage supplémentaire que la pression régnant dans l'espace 21 empêche toute pénétration de jus de fruits ou de légumes dans les coussinets 5 et 6. On peut naturellement prévoir aussi des canaux 25,26 destinés à capter l'eau de projection qui existe dans la chambre 27 du carter 2.
Mais comme la pénétration de l'eau de projection dépend plus ou-moins du hasard, il y a généralement lieu de préférer l'amenée du lubrifiant par le système de canaux 22, 23, 24
A son extrémité inférieure, l'arbre 7 est monté dans le palier 28, 29 formant en même temps crapaudine, le coussinet 28 et le disque 29 de ce palier étant maintenus dans un moyeu creux 30, qui est relie au carter 2 par des rayons 31 et une jante 32 L'eau qui a fourni son travail sort par les intervalles entre les rayons 31.
et des pieds en caoutchouc 33 permettent à cette eau de s'écouler plus loino Comme les parties 28,29 du palier sont adjacentes à des espaces remplis d'eau de projection, elles peuvent directement recevoir de l'eau et on peut se dispenser à cet endroit de mesures particulières pour amener du lubrifiant aux parties du palier.
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METHOD AND DEVICE FOR THE OPERATION OF APPARATUS FOR PREPARING
JUICE.
The present invention relates to a method of operating apparatus for preparing fruit juices, the grating tool and the centrifuge drum of which are controlled by a water turbine supplied by a domestic water pipe.
In view of the relatively small energy contained in pressurized water supplied by such domestic pipelines, special measures should be taken so that the desired work can be performed using this energy, even if the pressure in the water pipe is only a small number of atmospheres. It is therefore first necessary to reduce to a minimum all the friction losses which exist in an apparatus of this kind. Rolling bearings, which would seem particularly suitable under these conditions, must however be eliminated because they require sealing members to prevent the penetration of operating water and humidity from other sources, as well as the penetration of fruit or vegetable juices, which are always corrosive.
There is therefore a need for sealing members which must be applied under pressure against the shaft to be sealed. This results in considerable frictional forces and a large part of the available energy is destroyed, so the problem cannot be solved in this way. The other means, which would consist in using self-lubricating bearings, cannot be employed because the permanent possibility of a water inlet, which is partly under pressure, has the effect of expelling the sliding agent or of lubrication of the bearing surfaces.
This agent can even penetrate into the juice collecting space, so that the flavor of the juices obtained can be adversely affected. In this connection, it must also be taken into account that devices of this kind, which are household utensils,
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are always cleaned with detergents, or at least rinsed with hot water, which prohibits the use of the usual bearings.
The problem posed could however be solved, in accordance with the invention, by supplying part of the water as lubricant, to the bearings of the turbine rotor, of the grating tool and of the centrifuge drum.
Materials are therefore used for the bearings which have the property of being able to be satisfactorily lubricated by water, so that this supply of water, carried out knowingly and according to a set plan, produces a good lubrication and simultaneous cooling of the bearings. Particularly suitable materials for the construction of the bearings are certain synthetic resins and hard pressed materials made with these resins. By applying the method which is the subject of the invention, in combination with the use of materials of this kind, the friction torque can be reduced to a value at which unnecessary losses in motive energy are eliminated.
Devices intended for carrying out the method are characterized in that the recesses contiguous to spaces crossed by the water serving to operate the apparatus are formed in the walls surrounding it or the bearings of the shaft.
With the aid of an exemplary embodiment, the various ways that can be envisaged for carrying out the water lubrication of the bearings will be explained in more detail.
Although the maintenance of the motive power can be ensured largely in the above-mentioned manner, it has been found that other measures are necessary to ensure the execution of the requested work, in particular when the pressures in the water pipe are exceptionally. bass.
To carry out these measurements, we start from the discovery that the provision of a filling compartment of cross section and of determined capacity, for the material from which the juice is to be extracted, makes it possible to oblige the person who uses the apparatus to allow a pause between the moment when the material contained in said compartment has been completely grated, and the moment when new material is supplied.
During this break in service, the assembly formed by the turbine rotor, the grating tool and the centrifuge drum of the device runs empty and can therefore pick up speed and reach high rotational speeds. which, when the rotor itself is properly established, are of the order of 1,200 revolutions per minute, even at low water pressures o Giving an appropriate value to the mass of the parts. rotating, the energy available in the rotating assembly can thus be determined in such a way that it is sufficient just to complete the grating of the material that may contain the filling compartment and to extract by centrifigation the juice contained in the particles thus obtained .
To avoid unnecessarily large dimensions of the rotating parts, it has been recognized that it is advantageous to provide an additional flywheel. Even for the smallest water pressures generally available in pipelines, such a hand wheel can be accommodated conveniently in the base of the apparatus, where the control turbine is always placed, while the dimensions given to the filling compartment, for example its cross section and length still allow rapid work and keep the number of service operations at a bearable value.
The drawing shows, as an example of an embodiment of the invention, a domestic machine constituting an apparatus for preparing fruit juices.
In the drawing, 1 designates the housing enclosing the centrifuge drum which also carries the grating tool. This casing forms at 2 a hollow base containing the water turbine which controls the apparatus. The partition 3, which separates these two parts of the casing, forms at 4 a hollow hub in which are mounted the bearing shells 5 and 6 receiving the control shaft 7. On this shaft is mounted at 8 a turbine rotor, with Pelton vanes, in front of which is arranged the nozzle 9. Upstream of this nozzle is a nozzle
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10 which carries the connector 11 for the junction with a flexible water pipe or another pipe connected to the domestic water pipe.
The shaft 7 carries the grating tool at 12, in the form of a grating disc. The shaft 7 also carries, by means of a ring 13, the centrifugation drum 14 which is perforated at 15 in the manner of 'a sieve. The juice ejected under the effect of centrifugal force collects in the casing 1 and is withdrawn by the spout 16 At its upper part, the casing 1 is closed by a cover 17 This forms at 18 a compartment of filling in which a piston 19 provided with a handle 20 can be introduced to push all the material introduced up to the grating tool 12.
In accordance with the invention, this apparatus for preparing fruit juices comprises the following special provisions:
In order that the fruit juice ejected by centrifugation can be supplied entirely to the outlet 16, the partition 3 must have a shape as shown in the drawing. Therefore, the bearing pad 5 always remains dry. Even if this pad could be moistened by the sprayed juice, this would be undesirable because these juices have a corrosive action, due to their content in fruit acids o On the other hand, any oil or fat lubrication is to be avoided. reject, for the reasons indicated above.
According to the invention, a gap 21 is provided between the bearings 5 and 6, and this gap is placed in communication, by a system of channels 22, 23, with the water brought under pressure from the pipe.
The amount of water that passes, or the pressure with which the water arrives in the gap 21, is regulated by means of a throttle body 24 which can be replaced by a needle screw penetrating more or less into the channel 23. The water which arrives in the interval 21 thus serves to lubricate the bearings 5 and 6 This additional advantage is obtained that the pressure prevailing in the space 21 prevents any penetration of fruit or vegetable juice into the bearings 5 and 6. It is naturally also possible to provide channels 25, 26 intended to collect the projection water which exists in the chamber 27 of the casing 2.
But as the penetration of the projection water depends more or less on chance, it is generally advisable to prefer the supply of the lubricant by the system of channels 22, 23, 24
At its lower end, the shaft 7 is mounted in the bearing 28, 29 forming at the same time a slider, the bearing 28 and the disc 29 of this bearing being held in a hollow hub 30, which is connected to the housing 2 by spokes 31 and a rim 32 The water which has provided its work comes out through the intervals between the spokes 31.
and rubber feet 33 allow this water to flow further o As the parts 28,29 of the bearing are adjacent to spaces filled with splash water, they can directly receive water and can be dispensed with. this place of special measures to bring lubricant to the parts of the bearing.