PL248323B1

PL248323B1 - Cylindrical grinding unit, especially for meat

Info

Publication number: PL248323B1
Application number: PL444152A
Authority: PL
Inventors: Robert Kasner
Original assignee: Politechnika Bydgoska Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich
Priority date: 2023-03-17
Filing date: 2023-03-17
Publication date: 2025-11-24
Also published as: PL444152A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest cylindryczny zespół rozdrabniający zwłaszcza do mięsa, przeznaczony do precyzyjnego mielenia biologicznych materiałów plastycznych z włóknami naturalnymi, mięsa zwierząt domowych i dziko hodowanych, surowców biologicznych, materiałów niejednorodnych o zawartości wody i/lub tłuszczu. Zespół rozdrabniający składa się z obudowy cylindrycznej (1) oraz obudowy cylindrycznej z otworami (2), połączonych wzajemnie za pomocą nakrętki łączącej (17), wewnątrz których usytuowany jest nóż śrubowy (3), który zamontowany jest w łożysku tocznym w obudowie cylindrycznej (1) oraz w łożysku ślizgowym w bieżni stałej łożyska ślizgowego (16) i połączony jest za pomocą przekładni mechanicznej (8) z silnikiem elektrycznym (7), przy czym bieżnia stała łożyska ślizgowego (16) zamontowana jest do obudowy cylindrycznej z otworami (2) i wraz ze sprężyną (13), polimerowa podkładką śrubową (14), stalową podkładką tarczową (6), polimerową podkładką ślizgową (15), nakrętką dociskową (12), zapewnia pasowanie ruchowe noża śrubowego (3) i wewnętrznej powierzchni obudowy cylindrycznej z otworami (2), przy czym zbieżności, zewnętrzna noża śrubowego (3) i wewnętrzna obudowy cylindrycznej z otworami (2) są takie same i wynoszą 2,5°, zaś do obudowy cylindrycznej z otworami (2) zamontowany jest zsyp zbierający (5), poniżej którego usytuowany jest kosz zbierający (11), zaś w górnej części obudowy cylindrycznej (1) zamontowany jest kosz zasilający (4).The subject of the application is a cylindrical grinding unit, especially for meat, intended for precise grinding of biological plastic materials with natural fibers, meat of domestic and wild animals, biological raw materials, heterogeneous materials with water and/or fat content. The shredding assembly consists of a cylindrical housing (1) and a cylindrical housing with holes (2), interconnected by means of a connecting nut (17), inside which a screw knife (3) is located, which is mounted in a rolling bearing in the cylindrical housing (1) and in a slide bearing in the fixed race of the slide bearing (16) and is connected by means of a mechanical transmission (8) with an electric motor (7), wherein the fixed race of the slide bearing (16) is mounted to the cylindrical housing with holes (2) and together with a spring (13), a polymer screw washer (14), a steel disc washer (6), a polymer sliding washer (15), a pressure nut (12), ensures a movable fit of the screw knife (3) and the inner surface of the cylindrical housing with holes (2), wherein the external convergence of the screw knife (3) and the internal convergence of the cylindrical housing with holes (2) are the same and amount to 2.5°, and a collecting chute (5) is mounted to the cylindrical housing with holes (2), below which a collecting basket (11) is located, and a feeding basket (4) is mounted in the upper part of the cylindrical housing (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest cylindryczny zespół rozdrabniający zwłaszcza do mięsa, przeznaczony do precyzyjnego mielenia biologicznych materiałów plastycznych z włóknami naturalnymi, mięsa zwierząt domowych i dziko hodowanych, surowców biologicznych, materiałów niejednorodnych o zawartości wody i/lub tłuszczu.The subject of the invention is a cylindrical grinding unit, especially for meat, intended for precise grinding of biological plastic materials with natural fibers, meat of domestic and wild animals, biological raw materials, heterogeneous materials with water and/or fat content.

Znane są tarczowe rozwiązania konstrukcyjne maszyn do mielenia i rozdrabniania mięsa (maszynki do mięsa), także do materiałów biologicznych i mineralnych techniką wywołującą dekohezyjny w skutkach, złożony stan naprężeń, a przede wszystkim odkształceń trwałych, w maszynowych procesach zgniatania, ścierania, rozcierania, skrobania, cięcia, mielenia, frezowania, strugania itp. Klasyfikacja maszyny do grupy młynów lub rozdrabniaczy zależy od wymiaru produktu (poniżej 1 mm - mielenie, powyżej 1 mm rozdrabnianie), od rodzaju mielonego wsadu i charakterystyk procesu. Powszechnie w praktyce gospodarstw domowych, zakładów rzemieślniczych, przemysłowych maszyny nazywane są: młynkami do mięsa, wilkami, szarpakami, młynami specjalnymi, śrutownikami, rozdrabniaczami, nawet kruszarkami korundowymi, mieszarkami, granulatorami, homogenizatorami.Disc-based design solutions are known for meat grinding and comminution machines (meat mincers), including those for biological and mineral materials, using a technique that induces a complex state of stresses with decohesive consequences, and above all, permanent deformations, in the mechanical processes of crushing, abrasion, grinding, scraping, cutting, milling, milling, planing, etc. The classification of a machine into the mill or shredder group depends on the product size (less than 1 mm - grinding, above 1 mm - comminution), the type of ground material, and the process characteristics. Commonly used in households, craft workshops, and industrial settings, these machines are called meat grinders, grinders, shredders, specialty mills, grinders, shredders, even corundum crushers, mixers, granulators, and homogenizers.

Budowa ogólna maszynek do mięsa, jest następująca: zestaw tnący (siatki 0 3-50 mm, szarpak, noże), gardziel z podajnikiem śrubowym. Mielenie, rozdrabnianie w tych przetwórczych maszynach następuje pod wpływem obciążeń roboczych obrotowego, liniowego ścinania na krawędziach narzędzi, na przeciwostrzach, np. otworów roboczych w tarczy, oraz dodatkowych zjawisk dynamicznego mielenia. Taki sposób cięcia, współpracy elementów roboczych, narzędzi rozdrabniających powoduje i wspomaga proces mielenia, homogenizacji, rozdrabniania trudnych w przetwarzaniu surowców, m.in.: mięsa, artykułów spożywczych, pasz, karm materiałów roślinnych (np.: ziarna, źdźbła zbóż, itp. materiału uziarnionego, również mineralnych); próbek dla przemysłu tworzyw polimerowych, gumy, kauczuku, silikonów, teflonu; materiałów włókienniczych, tkanin, bawełny, waty; drewna, wosku, parafin, żywic, klejów, farb; szlamu, mułu, odpadów komunalnych (polietylenu, polipropylenu; folii, laminatów, itp.).The general construction of meat grinders is as follows: a cutting set (mesh 0 3-50 mm, shredder, knives), a throat with a screw feeder. Grinding and crushing in these processing machines occurs under the influence of working loads: rotary, linear shearing on the tool edges, on counterblades, e.g., working holes in the disc, and additional dynamic grinding phenomena. This method of cutting, the interaction of working elements, and grinding tools, causes and supports the grinding, homogenization, and crushing process of difficult-to-process raw materials, including: meat, foodstuffs, feeds, plant materials (e.g., grains, cereal stalks, etc., granulated materials, including minerals); samples for the polymer, rubber, natural rubber, silicone, and Teflon industries; textiles, fabrics, cotton, cotton wool; wood, wax, paraffin, resins, adhesives, and paints; sludge, mud, municipal waste (polyethylene, polypropylene; foils, laminates, etc.).

Zarys powierzchnio-kształtowy z licznymi i poszczególnymi krawędziami tnącymi w ruchu obrotowym, na skutek obciążeń roboczych powodują efekt dekohezji, podziału, mielenia i rozdrabniania materiału wsadowego. Ostrza narzędzi mielących, rozdrabniających, skrawających posiadają różne postacie: linii prostoliniowych, krzywoliniowych, kształtowych i są roboczo aktywne na jednej, lub kilku krawędziach jednocześnie. Wskutek oddziaływania ostrzy, krawędzi narzędzi, powierzchni roboczych surowiec, materiał lub tworzywo wsadowe jest ścinane, rozcierane, na kawałki i po przejściu przez przestrzeń mielącą odprowadzane jest bezpośrednio do zasobnika produktu rozdrabniania (mogą to być: rynny, szuflady, worki, cyklony, kontenery lub inne pojemniki).A surface contour with numerous and individual cutting edges in rotational motion, under the influence of workloads, causes decohesion, division, grinding, and comminution of the feed material. The blades of grinding, crushing, and cutting tools have various shapes: straight, curved, and shaped, and are operationally active on one or more edges simultaneously. Due to the interaction of the blades, tool edges, and work surfaces, the raw material, material, or feedstock is sheared, ground, and fragmented. After passing through the grinding space, it is discharged directly into the comminution product container (these may be chutes, drawers, bags, cyclones, containers, or other containers).

Młyny do wspomnianych materiałów, celów i procesów opisano w wielu pracach naukowych: Popko H., Popko R., Popko A.; Podstawy konstrukcji maszyn przemysłu spożywczego. Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 1998; Flizikowski J,: Konstrukcja rozdrabniaczy żywności. Wyd. Ucz. ATR (UTP) w Bydgoszczy 2005; Flizikowski J.: Micro- and Nano energy grinding. PANSTAFORD, Singapore 2011; Macko M.: Metoda doboru rozdrabniaczy wielokrawędziowych do przeróbki materiałów polimerowych, Wydawnictwa Uczelniane UKW, Bydgoszcz 2011; Tomporowski A.: Podstawy rozdrabniania alternatywnych nośników energii, Wydawnictwa Uczelniane UTP, Bydgoszcz, 2018; Sidor J., A. Klich: Współczesne maszyny do rozdrabniania - kruszarki i młyny. Wyd. Instytutu Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2018; i wielu innych.Mills for the mentioned materials, purposes and processes have been described in many scientific papers: Popko H., Popko R., Popko A.; Basics of Food Industry Machine Design. Lublin University of Technology Publishing House, Lublin 1998; Flizikowski J,: Design of Food Grinders. Academic Publishing House ATR (UTP) in Bydgoszcz 2005; Flizikowski J.: Micro- and Nano energy grinding. PANSTAFORD, Singapore 2011; Macko M.: Method of Selecting Multi-Edge Grinders for Processing Polymer Materials, UKW University Publishing House, Bydgoszcz 2011; Tomporowski A.: Basics of Grinding Alternative Energy Carriers, UTP University Publishing House, Bydgoszcz, 2018; Sidor J., A. Klich: Modern Grinding Machines - Crushers and Mills. KOMAG Institute of Mining Technology, Gliwice 2018; and many others.

Wadą znanych rozwiązań konstrukcyjnych maszyn do rozdrabniania mięsa jest ich mała wydajność procesowa, szybkie tępienie się ostrzy, przy wysokiej jednostkowej energochłonności i znacznym, eksploatacyjnym zużyciu elementów roboczych maszyny. Mankamentem jest również towarzyszące procesowi mielenia wydzielanie się znacznych ilości ciepła, powstawanie wysokiej temperatury w miejscu podziału, konieczność częstej wymiany narzędzi lub ich elementów, również o złożonej postaci i znacznych wymiarach oraz nierównomierność procesu - mająca wpływ na obniżenie trwałości elementów roboczych i na wymiary produktu rozdrabniania. Wynika to z faktu, że pod wpływem okresowych oddziaływań: tarcz z otworami, krawędziami, liniami ostrzy noży - narzędzi roboczych z materiałem rozdrabnianym, następuje rozproszenie materii i energii na drodze dochodzenia do punktu podziału, co wiąże się z nierównomiernymi obciążeniami silnika napędowego, krawędzi skrawających, a materiał ma niejednorodny i złożony stopień rozdrobnienia. Charakter obciążenia dekohezyjnego, mielącego, do miejscowej propagacji pęknięć, podziałów, szczelin będących inicjatorami rozdrabniania wsadu, powoduje z racji okresowego przebiegu: istotne zwiększenie ilości traconej energii, a w konsekwencji nierów nomierność postaci geometrycznej i blokowanie przepływu produktu, spadek wydajności bardzo drobnego produktu, nadmierne jednostkowe zużycie energii, lokalne grzanie, a przede wszystkim zużywanie i konieczność wymiany zespołów roboczych w postaci tarcz, nożyków.The disadvantages of common meat grinding machine designs include low process efficiency, rapid blade dulling, high energy consumption, and significant wear and tear of the machine's working components. Other drawbacks include the generation of significant amounts of heat during the grinding process, high temperatures at the cutting point, the need for frequent replacement of tools or their components, including complex and large-sized ones, and the unevenness of the process, which reduces the durability of the working components and the dimensions of the grinding product. This stems from the fact that the periodic interaction of discs with holes, edges, knife blade lines, and working tools with the material being ground causes material and energy to disperse along the path to the cutting point. This is associated with uneven loads on the drive motor and cutting edges, and the material has a heterogeneous and complex degree of grinding. The nature of the decohesive, grinding load, leading to the local propagation of cracks, divisions, and crevices that initiate the grinding of the charge, due to its periodic nature causes: a significant increase in the amount of energy lost and, consequently, the unevenness of the geometric shape and blocking of the product flow, a decrease in the efficiency of very fine products, excessive specific energy consumption, local heating, and above all, wear and tear and the need to replace working units such as discs and knives.

Celem opracowanego wynalazku jest usunięcie znanych wad i niedogodności poprzez zaprojektowanie urządzenia o nowej cylindrycznej konstrukcji zespołu rozdrabniająco-mielącego mięso, wyposażonego w wirujący, śrubowy, lekko zbieżny zewnętrzny stożkowy nóż roboczy z małym kątem pochylenia (ok. 2,5°) tworzącej stożka od wejścia zespołu tnącego do wyjścia, oraz perforowanego cylindra o takim samym wewnętrznym kącie zbieżności, z przeciwostrzami, w postaci krawędzi otworów.The purpose of the developed invention is to eliminate known defects and inconveniences by designing a device with a new cylindrical structure of the meat crushing and grinding unit, equipped with a rotating, helical, slightly converging external conical working knife with a small angle of inclination (approx. 2.5°) forming the cone from the inlet of the cutting unit to the outlet, and a perforated cylinder with the same internal angle of convergence, with counter-blades in the form of hole edges.

Stożkowe narzędzie śrubowe z ostrzami zewnętrznymi i perforowany cylinder stożkowy z wewnętrznymi krawędziami licznych otworów współpracują dokładnie, wciągając, tnąc i wypychając materiał mielony dzięki zachowaniu między powierzchnią wewnętrzna cylindra, a powierzchnią zewnętrzną noża, transportera śrubowego warunków pasowania ruchowego. Przestrzenie wewnątrz śrubowe umożliwiają funkcję transportu, zagęszczania wewnątrzkomorowego, wywołanego rosnącą średnicą rdzenia ślimaka na kierunku od wejścia wsadu do wyjścia produktu i podawania materiału mielonego od gardzieli zasilającej ku kanałowi odprowadzającemu produkt finalny, który nadaje się idealnie do dalszego przetwórstwa mięsa na wyroby masarskie. Ponadto odśrodkowo-stożkowe ukształtowanie przestrzeni roboczej, powoduje i ułatwia przyspieszanie odśrodkowe w taki sposób, że wraz z wirującym śrubowym nożem stożkowym, wiruje materiał rozdrabniany i nabiera siły odśrodkowej, wspomagając proces wtłaczania surowca w otworowo-nożowe przestrzenie cięcia. Wirujący stożkowy nóż śrubowy poprzez pochylenie tworzącej stożka wspomaga wciąganie/wpychanie materiału rozdrabnianego do przestrzeni mielenia i w dalszym ciągu wraz z naciskami od rosnącej średnicy rdzenia ślimaka, siłą odśrodkową, zapewnia dodatkowo szybkie i skuteczne wypychanie, wyprowadzenie produktu finalnego na zewnątrz, przez otwory w stożku obudowy zespołu cylindrycznego. Na skutek ruchu obrotowego śrubowego noża, jego kinematyki generowane są skuteczne obciążenia i efekty mielenia oraz warunki wyjście produktu poza komorę roboczą młyna, oczywiście po osiągnięciu pożądanego wymiaru produktu. Zaproponowana konstrukcja zespołu mielącego przy swojej zwartej budowie charakteryzuje się dużym bezpieczeństwem dla obsługującego, efektywnością energetyczną i ekologiczną oraz skutecznością działania. Celowo wywołane zjawiska i procesy będące efektem kinematyki i dynamiki elementów narzędziowych przestrzeni roboczej śrubowo-stożkowego noża, wpływają na zwiększenie wydajności procesu. Konstrukcja elementów roboczych par tnących, w licznych przestrzeniach otworowo-liniowych wpływają na obniżenie jednostkowego zużycia energii z jednoczesnym wyeliminowaniem nadmiernego zużywania się elementów roboczych.A conical screw tool with external blades and a perforated conical cylinder with numerous internal holes work together precisely to draw in, cut, and eject ground material by maintaining a smooth motion between the cylinder's internal surface and the external surface of the screw conveyor's knife. The spaces within the screws enable the transport function, intra-chamber compaction, caused by the increasing diameter of the screw core from the feed inlet to the product outlet, and the feeding of ground material from the feed throat to the discharge channel, the final product, which is ideal for further processing of meat into butcher products. Furthermore, the centrifugal-conical shape of the workspace creates and facilitates centrifugal acceleration, so that the material being ground rotates with the rotating conical screw knife and gains centrifugal force, supporting the process of forcing the raw material into the cutting spaces between the holes and knives. The rotating conical helical knife, through the tilt of the cone's generating element, supports the drawing/pushing of the material to be ground into the grinding space. Further, along with the pressure from the increasing screw core diameter and centrifugal force, it also ensures rapid and effective ejection, ejection of the final product out through the openings in the cone of the cylindrical assembly housing. The rotational motion of the helical knife and its kinematics generate effective grinding loads and effects, as well as conditions for product ejection from the mill's working chamber, once the desired product size is achieved. The proposed grinding assembly design, with its compact structure, is characterized by high operator safety, energy and ecological efficiency, and operational effectiveness. Intentionally induced phenomena and processes resulting from the kinematics and dynamics of the tool elements within the working space of the helical-conical knife increase process efficiency. The design of the working elements of the cutting pairs, in numerous opening-line spaces, reduces specific energy consumption while simultaneously eliminating excessive wear of the working elements.

Istotą rozwiązania cylindrycznego zespołu rozdrabniającego, zwłaszcza do mięsa, polega na tym, że tnącą parę roboczą stanowią krawędzie wirującego śrubowego, stożkowego narzędzia, np. typu wiertło, rozwiertak, frez, ślimak, posiadającego na obwodzie ostrza z krawędziami w postaci linii śrubowej, w środku cylindra o stożkowych ścianach perforowanych licznymi przelotowymi otworami, tworzącymi z nimi elementarne zespoły tnące krawędź śruby/krawędź otworu. Przestrzenie wewnątrz śrubowe umożliwiają funkcję transportu, intensywnego zagęszczania wewnątrzkomorowego, wywołanego rosnącą średnicą rdzenia ślimaka na kierunku od wejścia wsadu gardzielą zasilającą do wyjścia produktu otworowymi kanałami odprowadzającymi produkt finalny. Przez kontakt skrawający surowca przepychanego między krawędziami śrubowego narzędzia wewnętrznego z krawędziami otworów wykonanych w cylindrze, odcinane są porcje tego surowca i dzięki działaniu wyciskającemu ślimaka transportowo-zagęszczającego i samego narzędzia wewnętrznego, porcje te wypychane są na zewnątrz perforowanego cylindra, kształtując wydajność rozdrabniania, mielenia mięsa. Wirujący, śrubowy, lekko zbieżny zewnętrznie stożkowy nóż roboczy oraz perforowany, tak samo zbieżny wewnętrznie cylinder z przeciwostrzami, krawędziami otworów, osadzone współosiowo według zasady pasowania ruchowego, zapewniają zwartą budowę komory roboczej maszyny.The essence of a cylindrical grinding unit, particularly for meat, is that the cutting pair is formed by the edges of a rotating helical, conical tool, e.g., a drill, reamer, milling cutter, or worm, with helical-shaped blades on its circumference. Inside the cylinder, the conical walls are perforated with numerous through holes, creating elementary screw-edge/hole-edge cutting units. The spaces within the helical spaces enable the transport function, intensive intra-chamber densification, induced by the increasing diameter of the screw core, from the feed inlet through the feed throat to the product outlet through the bore channels that discharge the final product. The cutting contact of the raw material pushed between the edges of the internal screw tool and the edges of the holes drilled in the cylinder cuts off portions of this raw material. Thanks to the extrusion action of the transport-compaction screw and the internal tool itself, these portions are pushed out of the perforated cylinder, shaping the grinding and mincing efficiency. A rotating, helical, slightly externally tapered conical working knife and a perforated, equally internally tapered cylinder with counterblades and hole edges, mounted coaxially according to the principle of movement fit, ensure the compact design of the machine's working chamber.

Tak skonstruowana, procesowa przestrzeń robocza młyna służy również do odśrodkowego transportu, wciskania, a przede wszystkim mielenia, poprzez wywoływany w mielonym materiale złożony stan naprężeń, prowadzący pewnie do tnących odkształceń trwałych. Wymiary spasowań ruchowych na zewnętrznym obwodzie stożkowego noża roboczego oraz wewnętrznym obwodzie perforowanego cylindra, stanowią warunek cięcia materiału mięsnego i mają wpływ na stopień rozdrobnienia oraz inne charakterystyki użytkowe procesu, jednocześnie umożliwiają szybkie i łatwe wymiany elementów roboczych po ostrzeniu lub eksploatacyjnym zużyciu.The mill's process workspace, designed in this way, also serves the purpose of centrifugal transport, pressing, and, above all, grinding, through the complex stress state induced in the ground material, likely leading to permanent shear deformations. The dimensions of the movement fits on the outer circumference of the conical working knife and the inner circumference of the perforated cylinder are a prerequisite for cutting the meat material and influence the degree of grinding and other operational characteristics of the process. At the same time, they enable quick and easy replacement of working parts after sharpening or wear.

Zespół rozdrabniający według wynalazku, składa się z obudowy cylindrycznej oraz obudowy cylindrycznej z otworami, połączonych wzajemnie za pomocą nakrętki łączącej, wewnątrz których usytuowany jest nóż śrubowy, który zamontowany jest w łożysku tocznym w obudowie cylindrycznej oraz w łożysku ślizgowym w bieżni stałej łożyska ślizgowego i połączony jest za pomocą przekładni mechanicznej z silnikiem elektrycznym, przy czym bieżnia stała łożyska ślizgowego zamontowana jest do obudowy cylindrycznej z otworami i wraz ze sprężyną, polimerową podkładką śrubową, stalową podkładką tarczową, polimerową podkładką ślizgową, nakrętką dociskową, zapewnia pasowanie ruchowe noża śrubowego i wewnętrznej powierzchni obudowy cylindrycznej z otworami, przy czym zbieżności, zewnętrzna noża śrubowego i wewnętrzna obudowy cylindrycznej z otworami są takie same i wynoszą 2,5°, zaś do obudowy cylindrycznej z otworami zamontowany jest zsyp zbierający, poniżej którego usytuowany jest kosz zbierający, zaś w górnej części obudowy cylindrycznej zamontowany jest kosz zasilający.The shredding assembly according to the invention consists of a cylindrical housing and a cylindrical housing with holes, interconnected by means of a connecting nut, inside which a screw knife is located, which is mounted in a rolling bearing in the cylindrical housing and in a slide bearing in the fixed race of the slide bearing and is connected by means of a mechanical transmission to an electric motor, wherein the fixed race of the slide bearing is mounted to the cylindrical housing with holes and, together with a spring, a polymer screw washer, a steel disc washer, a polymer slide washer, and a pressure nut, ensures a movable fit of the screw knife and the inner surface of the cylindrical housing with holes, wherein the external convergence of the screw knife and the internal convergence of the cylindrical housing with holes are the same and amount to 2.5°, and a collecting chute is mounted to the cylindrical housing with holes, below which a collecting basket is located, and a feeding basket is mounted in the upper part of the cylindrical housing.

Zaletą techniczną zaproponowanego cylindrycznego zespołu rozdrabniającego, szczególnie do mięsa jest to, że ruch obrotowy śrubowego narzędzia transportowo-zagęszczającego i tnącego, poprzez śrubowo-cylindryczny kontakt, kształtowanych powierzchni ze stałymi, nieobrotowymi, wewnętrznymi powierzchniami cylindra z wsadem, zapewniają równomierny transport, zagęszczanie i ścinanie materiału, ponadto zapewniają równomierny proces zasilania, zagęszczania, zaciskania surowca na powierzchniach cięcia, gwarantując jednocześnie łagodne przebiegi ich odkształceń i przemieszczeń. Zjawiska te, w porównaniu ze znanymi rozwiązaniami, wpływają pozytywnie na zwiększenie wydajności, zmniejszenie zużycia energii, poprawę sprawności procesu rozdrabniania. Istotną zaletą młyna w porównaniu z innymi, dotychczasowymi rozwiązaniami jest duża odporność urządzenia na ewentualne uszkodzenia części roboczych, a w konsekwencji wysoka trwałość eksploatacyjna, co jest związane z niebezpieczeństwem przedostania się do wsadu, elementów metalowych (np. fragmentów części lub zlepków tłustej lub wilgotnej biomasy). Dzięki stosunkowo niskiej prędkości obrotowej śruby roboczej, cylindryczny młyn śrubowo-otworowy charakteryzuje się cichobieżnością oraz wysoką, procesową skutecznością mielenia. Wywoływana przez ruch obrotowy, stożkowej śruby roboczej, zmyślne, obwodowo rozmieszczonych otworów, ułatwia proces dzielenia wsadu, ogranicza jego nagrzewanie ułatwia wyjście produktu z przestrzeni rozdrabniania. Mielenie następuje w jednym przejściu surowca przez komorę roboczą młyna co zdecydowanie zmniejsza czasochłonność procesu. Rozwiązanie według wynalazku może znaleźć szerokie zastosowanie w mechanicznym przetwórstwie mięsa, biomasy spożywczej i paszowej (dla zwierząt mięsożernych) oraz innym.The technical advantage of the proposed cylindrical grinding unit, particularly for meat, is that the rotational movement of the screw-type transport-densification and cutting tool, through screw-cylindrical contact of the shaped surfaces with the fixed, non-rotating internal surfaces of the cylinder with the feed, ensures uniform transport, densification, and shearing of the material. Furthermore, it ensures a uniform process of feeding, densification, and clamping of the raw material on the cutting surfaces, while guaranteeing smooth deformation and displacement. Compared to known solutions, these phenomena positively influence increased efficiency, reduced energy consumption, and improved grinding process efficiency. A significant advantage of the mill compared to other existing solutions is its high resistance to damage to working parts and, consequently, long operational life, which is related to the risk of metal elements (e.g., fragments of parts or clumps of fatty or moist biomass) entering the feed. Thanks to the relatively low rotational speed of the working screw, the cylindrical screw-hole mill is characterized by quiet operation and high grinding efficiency. The rotational motion of the conical working screw, induced by the cleverly arranged circumferential holes, facilitates the batch division process, reduces its heating, and facilitates the product's exit from the grinding chamber. Grinding occurs in a single pass of the raw material through the mill's working chamber, significantly reducing the process's time consumption. The solution according to the invention can be widely used in the mechanical processing of meat, food and feed biomass (for carnivores), and other industries.

Przedmiot wynalazku, w przykładowym wykonaniu, przedstawiony został na rysunku schematycznym, na którym:The subject of the invention, in an exemplary embodiment, is shown in a schematic drawing, in which:

Fig. 1 przedstawia konstrukcję cylindrycznego zespołu rozdrabniającego w przekroju poprzecznym - otwarta przestrzeń robocza,Fig. 1 shows the construction of the cylindrical grinding unit in cross-section - open working space,

Fig. 2 przedstawia powiększenie szczegółu konstrukcyjnego w widoku A-A.Fig. 2 shows an enlargement of the construction detail in view A-A.

Cylindryczny zespół rozdrabniający, szczególnie do mięsa, składa się z obudowy cylindrycznej 1, obudowy cylindrycznej 2 z otworami. Obie obudowy połączone są nakrętką łączącą 17, wewnątrz połączonych obudów cylindrycznych 1 i 2 umieszczony jest zespół transportowo-zagęszczający z nożem śrubowym 3, który zamontowany jest w łożysku tocznym w obudowie cylindrycznej 1 oraz w łożysku ślizgowym w bieżni stałej łożyska ślizgowego 16. Bieżnia stała łożyska ślizgowego 16 zamontowana jest do obudowy cylindrycznej 2 z otworami 2 i wraz ze sprężyną 13, polimerową podkładką śrubową 14, stalową podkładką tarczową 6, polimerową podkładką ślizgową 15, nakrętką dociskową 12 tworzy zespół zapewniający pasowanie ruchowe zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3 i wewnętrznej powierzchni obudowy cylindrycznej 2 z otworami. Zbieżności, zewnętrzna zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3 i wewnętrzna obudowy cylindrycznej 2 z otworami 2 muszą być takie same i wynoszą ok. 2,5°. Do obudowy cylindrycznej 2 z otworami 2 zamontowany jest zsyp zbierający 5. Pod zsypem zbierającym 5 umieszczony jest kosz zbierający 11. W górnej części obudowy cylindrycznej 1 zamontowany jest kosz zasilający 4. Zespół transportowo-zagęszczający z nożem śrubowym 3 połączony jest poprzez przekładnię mechaniczną 8 z silnikiem elektrycznym 7. Obudowa cylindryczna 1, przekładnia mechaniczna 8 oraz silnik elektryczny 7 zamontowane są do konstrukcji wsporczej 10. Konstrukcja wsporcza 10 zamontowana jest do fundamentu 9.A cylindrical grinding assembly, particularly for meat, consists of a cylindrical housing 1 and a cylindrical housing 2 with holes. Both housings are connected by a connecting nut 17, inside the connected cylindrical housings 1 and 2 there is a transport-compaction assembly with a screw knife 3, which is mounted in a rolling bearing in the cylindrical housing 1 and in a slide bearing in the fixed raceway of the slide bearing 16. The fixed raceway of the slide bearing 16 is mounted to the cylindrical housing 2 with holes 2 and together with the spring 13, the polymer screw washer 14, the steel disc washer 6, the polymer slide washer 15, the pressure nut 12 forms an assembly ensuring the movement fit of the transport-compaction assembly with the screw knife 3 and the inner surface of the cylindrical housing 2 with holes. The external convergence of the transport and compaction unit with the screw knife 3 and the internal convergence of the cylindrical housing 2 with holes 2 must be the same and amount to approximately 2.5°. A collecting chute 5 is mounted to the cylindrical housing 2 with holes 2. A collecting basket 11 is placed under the collecting chute 5. A feeding basket 4 is mounted in the upper part of the cylindrical housing 1. The transport and compaction unit with the screw knife 3 is connected via a mechanical gearbox 8 to an electric motor 7. The cylindrical housing 1, the mechanical gearbox 8 and the electric motor 7 are mounted to a supporting structure 10. The supporting structure 10 is mounted to a foundation 9.

Działanie cylindrycznego zespołu rozdrabniającego jest następujące.The operation of the cylindrical grinding unit is as follows.

Zespół transportowo-zagęszczający z nożem śrubowym 3 współpracuje tnąco z licznymi otworami obudowy cylindrycznej 2 z otworami, przestrzeń zasilająca, transportowa, zagęszczająca i tnąca zasilana jest z gardzieli, kosza zasilającego 4, przestrzenie wewnątrz śrubowe obudowy cylindrycznej 2 z otworami 2 umożliwiają funkcję transportu, intensywnego zagęszczania wewnątrzkomorowego, wywołanego zespołem transportowo-zagęszczającym z nożem śrubowym 3 na kierunku od wejścia wsadu gardzielą zasilającą do wyjścia produktu otworowymi kanałami odprowadzającymi produkt finalny po przejściu przez otwory w obudowie cylindrycznej 2 z otworami, przekazywany jest do zsypu zbierającego 5 i gromadzony jest w koszu zbierającymi 11, bądź trafia na taśmę odbierającą, natomiast lekko zbieżny (ok. 2,5°) nóż śrubowy 3 zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3 wraz z tak samo zbieżną obudową cylindryczną 2 z obudową 2 są kompensowane sprężyną 13 i połączeniem ślizgowym polimerową podkładką śrubową 14, stalową podkładką tarczową 6, polimerową podkładką ślizgową 15, stałą bieżnią łożyska ślizgowego 16 i nakrętką dociskową 12, obudowa cylindryczna 1 bez otworów 1 połączona jest z obudową cylindryczną 2 z otworami 2 w sposób stały rozłączny śruba/nakrętka nakrętką 17 łączącą obudowy cylindryczne 1 i 2. Silnik elektryczny 7 sterowany falownikiem, przez przekładnię mechaniczną 8 przekazuje moment obrotowy i prędkość kątową na zespół transportowo-zagęszczający z nożem śrubowym 3, przy czym cały zespół cylindryczny osadzono na fundamencie 9, natomiast część roboczą podtrzymuje konstrukcja wsporcza 10.The transport and compaction unit with a screw knife 3 cooperates in a cutting manner with numerous openings of the cylindrical housing 2 with openings, the feeding, transport, compaction and cutting space is supplied from the throat, the feeding basket 4, the spaces inside the screw of the cylindrical housing 2 with openings 2 enable the function of transport, intensive intra-chamber compaction, caused by the transport and compaction unit with a screw knife 3 in the direction from the input of the charge through the feeding throat to the output of the product through the opening channels discharging the final product, after passing through the openings in the cylindrical housing 2 with openings, is transferred to the collecting chute 5 and collected in the collecting basket 11, or is sent to the collecting belt, while the slightly converging (approx. 2.5°) screw knife 3 of the transport and compaction unit with a screw knife 3 together with the equally converging cylindrical housing 2 with the housing 2 are compensated a spring 13 and a sliding connection by a polymer screw washer 14, a steel disc washer 6, a polymer sliding washer 15, a fixed slide bearing race 16 and a pressure nut 12, the cylindrical housing 1 without holes 1 is permanently connected to the cylindrical housing 2 with holes 2 in a detachable manner by a screw/nut with a nut 17 connecting the cylindrical housings 1 and 2. The electric motor 7 controlled by an inverter, via a mechanical transmission 8, transmits the torque and angular speed to the transport and compaction unit with a helical knife 3, wherein the entire cylindrical unit is mounted on a foundation 9, while the working part is supported by a supporting structure 10.

Mielenie następuje w wyniku obrotowego przemieszczania się elementów roboczych zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3, ich powierzchni kształtowych w przestrzeni transportowej, zagęszczającej i mielącej w wyniku ruchów i kontaktów tnących elementów i powierzchni roboczych, kształtowych, tj. wirującego zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3, względem krawędzi otworów obudowy cylindrycznej 2 z otworami. Ruch roboczy obrotowy zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3 wywołany jest poprzez kinematyczny kontakt z przekładnią mechaniczną 8, z silnikiem elektrycznym 7. Ponadto, warunkiem konstrukcyjnym zaistnienia procesu mielenia (przez ścinanie) i transportu, roboczego (śrubowego) mielonego wsadu są takie same zbieżności, zewnętrzna zespołu transportowo-zagęszczającego z nożem śrubowym 3 i wewnętrzna obudowy cylindrycznej 2 z otworami 2 oraz odległości tych powierzchni w wymiarach pasowania ruchowego, co zapewnia kompensowanie sprężyną 13.Grinding occurs as a result of the rotational movement of the working elements of the transport-compaction unit with the helical knife 3, their shaped surfaces in the transport, compaction and grinding space as a result of the movements and contacts of the cutting elements and working, shaped surfaces, i.e. the rotating transport-compaction unit with the helical knife 3, relative to the edges of the openings of the cylindrical housing 2 with openings. The working rotary movement of the transport-compaction unit with the helical knife 3 is caused by kinematic contact with the mechanical transmission 8, with the electric motor 7. Furthermore, the design condition for the grinding process (by shearing) and transport of the working (helical) ground charge is the same convergence, the outer of the transport-compaction unit with the helical knife 3 and the inner of the cylindrical housing 2 with openings 2, as well as the distances of these surfaces within the dimensions of the movement fit, which is ensured by the compensation spring 13.

Claims

Patent claim

1. A cylindrical grinding unit, especially for meat, characterized in that it consists of a cylindrical housing 1 and a cylindrical housing 2 with holes 2, interconnected by means of a connecting nut 17, inside which a screw knife 3 is located, which is mounted in a rolling bearing in the cylindrical housing 1 and in a slide bearing 16 in a fixed race of a slide bearing 16, and is connected by means of a mechanical transmission 8 to an electric motor 7, wherein the fixed race of a slide bearing 16 is mounted to a cylindrical housing 2 with holes 2 and together with a spring 13, a polymer screw washer 14, a steel disc washer 6, a polymer slide washer 15, a pressure nut 12, ensures a movable fit of the screw knife 3 and the inner surface of the cylindrical housing 2 with holes, wherein the convergence, the outer of the screw knife 3 and the inner of the housing The angles of the cylindrical housing 2 with holes 2 are the same and amount to 2.5°, and a collecting chute 5 is mounted to the cylindrical housing 2 with holes, below which a collecting basket 11 is located, while a feeding basket 4 is mounted in the upper part of the cylindrical housing 1.