Родственники мясорубки | ТМ 1938-06

Е. ЦИТОВИЧ и В. СМИРНЯГИН, Рисунок Л. СМЕХОВА

Кто не знает мясорубки? Этот скромный бытовой прибор можно увидеть чуть ли не в каждой квартире. Но многие ли из вас знают, как мясорубка работает, каковы ее основные детали и где еще они применяются в технике?

Вот перед вами мясорубка, разобранная на составные части. Их очень немного и понять их взаимодействие не представляет никакого труда. Основной частью мясорубки является ее витой вал, — бесконечный винт, подающий мясо. Такой вал называется в технике шнеком. Шнек мясорубки захватывает куски мяса и двигает их по своим виткам вперед. В конце своего пути мясо встречает кружок с отверстиями. Шнек гонит новые и новые куски мяса и создает такое давление, что мясо начинает продавливаться сквозь отверстия длинными тонкими «колбасками». Во всем этом деле нож мясорубки играет подсобную роль. Он облегчает работу шнека, перерезая волокна мяса, и способствует тому, что мясо продавливается с меньшим усилием.

Кому не знаком этот скромный бытовой прибор?

Шнек является самой существенной деталью мясорубки. И вот эта деталь роднит нашу мясорубку со всевозможными машинами и механизмами, в которых бесконечный винт в том или ином виде играет такую же существенную роль.

Начнем с самого ближайшего «родственника» — с фабричной мясорубки, применяющейся в мясном и колбасном производствах. Эта машина, сверкающая чистотой и отделкой, как и все вообще машины пищевой промышленности, в принципе ничем не отличается от своего младшего брата. Тот же бункер для загрузки мяса, та же шнековая подача, только производительность больше в десятки раз. Фабричная мясорубка приводится в движение мотором в 3 л. с. и, несмотря на свои компактные размеры, может пропустить в час около 200 кг мяса — столько, сколько можно получить с одной коровьей туши.

Фабричная мясорубка ближайшая родственница домашней — пропускает в час до 200 кг мяса.

Следующий ближайший родственник мясорубки не имеет уже никакого отношения к мясу. Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, как производятся резиновые трубки, шланги и другие цельнотянутые резиновые изделия фасонного сечения, в том числе всем известные камеры для велосипедных и автомобильных шин? Представьте себе, что кружок, через который продавливается мясо у мясорубки, вместо многих отверстий имеет одно в виде кольца. Если вы станете пропускать через такую мясорубку тесто, глину или другое пластическое вещество, оно будет выходить в форме трубки.

Так именно и работает шприц-машина, производящая велокамеры. Резиновая смесь, напоминающая тугое тесто, при помощи шнека продавливается сквозь кольцевое отверстие в виде цельнотянутой трубки. Диаметр этой трубки можно изменять, так же, как и толщину ее стенок, в зависимости от кольцевого отверстия. После шприц-машины резиновая трубка подвергается вулканизации, т. е. нагревается до температуры 130°, после чего приобретает эластичные свойства.

Шприц-машина, действующая по принципу мясорубки. Через ее кольцевое отверстие выдавливается сырая автомобильная камера.

Шприц-машины последнего образца имеют два бункера. Сырая резина подается двумя действующими под углом шнеками к общей выходной камере. Этим достигается лучшее перемешивание и более равномерная подача резиновой смеси.

Как видим, шнек, вращающийся в цилиндрической трубе, может выполнять тройную работу: он сообщает продукту поступательное движение, он создает давление, он, наконец, по пути перемешивает смесь. Во многих случаях задача шнека ограничивается только транспортировкой сыпучих или кусковых материалов. В таком виде шнек получил самое широкое распространение. Он применяется в мельницах для отвода муки, в котельных установках — для подачи мелкого угля в топку, в комбайнах — для транспортировки зерна к молотилке и веялке, в химической промышленности — для передвижения химикатов. Во всех этих случаях шнек ничем принципиально не отличается от вала мясорубки.

Такой шнек применяется в целом ряде машин для транспортировки сыпучих материалов.

Встречаются и такие машины, в которых шнек использован только в качестве смесителя. Так, например, устроены различные миксеры со шнековым приспособлением для смешивания разных сортов муки и других сыпучих тел. Такой миксер представляет собой большой цилиндр емкостью до 2 т, который внизу заострен наподобие конуса. В середине этого цилиндра, по его вертикальной оси, поставлен винтовой вал. Вращаясь, вал захватывает прилегающую к нему массу муки или зерна и гонит ее наверх. На освобожденное место сверху подсыпается не перемешанная часть муки. Таким образом в миксере создается непрерывная циркуляция продукта.

Миксер-машина для перемешивания разных сыпучих тел. При вращении шнека в миксере происходит непрерывная циркуляция материала.

*

Но родословная мясорубки не огранивается этими шнеками. Происхождение винтового вала уходит в далекое прошлое.

Сохранились сведения, что вал с винтовой нарезкой был известен более 2 тыс. лет назад. Знаменитый ученый древности Архимед, живший в III в. до нашей эры, впервые применил его в качестве водоподъемной машины. Этот прибор так и называется «архимедов винт». Он представляет собой тот же шнек, заключенный в трубку, причем его края соединены со стенками трубки. Архимедов винт опускался в воду в наклонном положении. При его вращении вода захватывалась нижними витками и постепенно поднималась все выше. Таким способом древние поднимали воду на произвольную высоту, нужно было лишь иметь архимедов винт достаточной длины. Этот исторический прибор и явился родоначальником всей многочисленной семьи шнеков, в том числе и нашей мясорубки.

Архимедов винт. Более 2 тыс. лет назад этой машиной пользовались для подъема воды.

В наше время архимедов винт уже не применяется для подъема воды. Давно уже найдены для этого более совершенные и удобные способы. Но идея шнека нашла применение в новых и новых машинах.

Недавно советский изобретатель т. Мандрыко на основе архимедова винта сконструировал остроумный аппарат для выщелачивания. Процесс выщелачивания широко применяется в химической и пищевой промышленности. Так, например, в сахарном производстве при помощи воды выщелачивают сахарную свеклу. Для этого воду и свекольную стружку заставляют двигаться навстречу друг другу. Нетрудно понять смысл этого противотока. «Старая» вода, уже впитавшая в себя большое количество сахара, будет встречаться с наиболее свежей свеклой и сравнительно легко растворит ее сахар.

Модель машины для выщелачивания свеклы Вода и свекольная стружка движутся навстречу друг другу. Этот противоток способствует полному выщелачиванию.

В то же время уже изрядно выщелоченная свекла встретится с наиболее свежей водой, которая будет жадно выхватывать из нее остатки сахарного вещества. Вот этот принцип противотока и был очень легко и остроумно осуществлен при помощи особого прибора.

Прибор этот представляет собой тот же архимедов винт, расположенный горизонтально. С одного конца в него подается вода, с другого — засыпается мелкая свекольная стружка. При вращении цилиндра вода получает естественное движение по виткам шнека, между тем как свекольная стружка движется в обратном направлении Это странное на первый взгляд явление объясняется тем, что липкая сырая стружка пристает к стенкам витков и приподымается ими. Когда она снова падает, то оказывается уже отодвинутой на целый виток навстречу воде.

*

До сих пор мы рассматривали винтовые валы, которые надо вращать, для того чтобы они производили работу.

Но вот, например, всем известная вышка в Центральном парке культуры и отдыха им. Горького (Москва). Наверно, многие из нас пробовали скатываться на ковриках по ее крутой спирали. Что это, как не тот же витой вал мясорубки, но только гигантского размера, поставленный вертикально? Только здесь вал стоит неподвижно, а вы скользите по его нарезке. Это приспособление широко применяется в различных увеселительных садах и носит в технике название тобогана.

Так применяется тобоган для спуска людей и мягкой клади.

Оказывается, что тобоган может быть с успехом использован и для деловых целей. Во многих случаях, когда надо сверху самоходом спускать какую-нибудь кладь, применяются такие же винтовые спиральные спуски. Ими оборудованы и общежития пожарных частей. По сигналу тревоги пожарные, находящиеся на верхнем этаже, бросаются к тобогану и стремительно соскальзывают вниз, вместо того чтобы спускаться по лестнице, на что ушло бы гораздо больше времени.

Тобоган может выполнять и другую полезную работу. Если бы вы попробовали спустить по спирали с парашютной вышки парка несколько деревянных и чугунных шаров, то заметили бы любопытное явление: легкие деревянные шары скатывались бы сравнительно вяло, не отходя далеко от оси тобогана, в то время как тяжелые чугунные шары под влиянием центробежной силы неслись бы вниз, стремительно отбрасываясь к краям.

На этом и основано действие тобогана-триера применяющегося для сортировки зерна. Такой тобоган, высотой около 2 м и диаметром в 0,5 м, может с помощью своих пяти-шести витков разделить зерно на четыре сорта. Зерно скатывается по тобогану под влиянием собственной тяжести, при этом более тяжелые, полновесные зерна высыпаются через крайнюю трубку, более легкие — через средние трубки, а шелуха и отходы медленно сползают, не удаляясь от центра тобогана, и высыпаются через центральный отвод. Этот простой прибор, не требующий никаких дополнительных приспособлений и никакого двигателя, сортирует в час до 200 кг зерна.

Тобоган-триер не требует никакого двигателя. Легко и быстро он сортирует зерно на четыре сорта.

*

В заключение нелишне познакомиться еще с одним дальним, но несомненным родственником мясорубки, который берет свое происхождение от того же архимедова винта. Мы имеем в виду пароходный винт.

Знаменитый математик XVIII в. Даниил Бернулли рассудил, что если вращение бесконечного винта заставляет передвигаться воду внутри его, то этот же винт, помещенный в водную среду, в силу противодействия будет отталкиваться в обратном направлении и может таким образом двигать корабль, на котором он будет установлен.

Описание своего изобретения Бернулли в 1752 г. послал во Французскую академию наук, которая удостоила автора наградой. Так родилась идея пароходного винта, которая, однако, не получила тогда применения, потому что в то время не было достаточно мощного двигателя, чтобы с нужной скоростью вращать винт. Только изобретение паровой машины позволило впервые применить такой винт на практике.

Еще за несколько лет до Фультона, который изобрел первый практически пригодный пароход, американец Стивенс установил первую корабельную паровую машину на 15-метровом боте «Френсис». Бот двигался при помощи винта. Изобретение Стивенса, однако, не получило распространения, и к пароходному винту окончательно вернулись уже после Фультона, лишь в двадцатых годах прошлого века.

Первые пароходные винты представляли собой в большом размере копию вала мясорубки, имеющего один полный виток. Однажды во время плавания непрочный винт одного из пароходов сломался так, что на валу осталась лишь часть витка. Оказалось, что скорость судна от этого не только не уменьшилась, но даже увеличилась. Странное явление вскоре нашло свое объяснение в теории гидродинамики. С тех пор вместо сплошного винта на пароходе стали применяться винты лопастные. Пароходный винт настолько изменил свой облик, что сейчас вряд ли кто согласится признать в нем какое-либо сходство с витым валом скромной кухонной мясорубки.

Первоначальный пароходный винт напоминал вал мясорубки с одним полным винтом. Пунктиром показана линия, по которой этот винт случайно сломался.

Следующая стадия пароходного винта. Вместо полного витка устроены лопасти.