Оригинальность конструкции чаескручивающего роллера системы В.Шарковского заключается в том, что па удлиненной, эллипсообразной обойме установлены в один ряд четыре цилиндра, под которыми помещен один общий неподвижный стол с четырьмя кюветами.

Значит, машина представляет собой четыре взаимосвязанных роллера одинарного действия. Цилиндры сообщаются между собой специальными отверстиями-окнами, расположенными на определенной высоте от основания цилиндра. В первый цилиндр засыпается завяленный чайный лист, который, достигая уровня окна, начинает переходить в следующий цилиндр. По мере прохождения массы через все четыре цилиндра чайные листья скручиваются до определенной степени, достаточной для получения черного чая. В дальнейшем этот принцип перемещения массы был заложен в конструкцию поточных линий скручивания чайного листа системы ВНИИЧП и инж М.Кодуа . В настоящее время в силу объективных причин роллер В.Шарковского, а также указанные поточные линий в отечественной чайной промышленности не находят практического применения.

Роллер непрерывного действия системы А.Какалашвили.

Поточность процесса скручивания в непрерывно действующей машине системы В.Шарковского, аналогично конструкциям других авторов, достигается на основе применения традиционных роллеров. Эти конструкции, по справедливому замечанию А.Какашвили, отличаются друг от друга лишь методом транспортировки чайной массы из одного роллера в другой. Недостатки этих методов и соответствующих машин в той или иной мере остаются в силе почти во всех случаях, что и стало основным препятствием на пути их внедрения в промышленность. В отличие от других авторов, А.Какалашвили пошел по пути создания принципиально новых высокопроизводительных машин, отвечающих требованиям комплексной механизации и автоматизации чайного производства; им был создан роллер с модификациями непрерывного действия для скручивания чайного листа, принципиальная схема которого показана на рис.3.

Рис.3. Принципиальная схема роллера непрерывного действия системы А .Какалашвили

Роллер системы А.Какалашвили представляет собой агрегат роторного типа и принадлежит к группе машин, работающих по принципу внутреннего трения чайного листа. Роллер работает следующим образом. Масса чайного листа подается в бункер. Далее, при помощи шнека лист попадает в пространство между наружным и внутренним роторами. Роторам сообщается вращательное движение, противоположное друг другу. Во время работы-машины чайная масса, передвигаясь влево, осуществляет давление на диафрагму, которая в процессе наполнения роллера листом перекрыта. После достижения рабочего давления в чайной массе диафрагма открывается и через зазор между наружным ротором и диафрагмой непрерывным потоком начинает выходить окрученная масса чайного листа. Скручивание чайного листа достигается в результате образования сложной деформации вследствие воздействия выступов ротора на чайную массу. При этом воздействующие усилия разлагаются на составляющие, которые, наряду с постепенным перемещением чайной массы, по ходу вызывают в ней деформации сжатия, сдвига и кручения.

В зависимости от нежности чайного сырья и очередности скручивания давления, а чайной массе целесообразно менять, что осуществляется либо изменением зазора между диафрагмой и наружным ротором, либо изменением чисел оборотов роторов. В настоящее время указанная машина проходит производственные испытания, результаты которых определят целесообразность ее внедрения в производство.

Механизм скручивания чайного листа в роллере

В основе работы роллеров лежит принцип старого китайского метода ручного скручивания чайного листа: горсть завяленного листа помещали между ладонями рук и при постепенном нажиме, путем встречного, движения обеих рук, скручивали его. Листовые ткани раздавливаются, сок листа выступает на поверхность, и лист постепенно закручивается, принимая скрученный, завитой вид. Точно так же в роллере наиболее существенные части его - стол и цилиндр путем встречного кругового движения производят раздавливание ткани чайного листа и скручивание его. В роллере происходит не просто раздавливание ткани чайного флеша, а как, бы закручивание отдельных листьев вокруг своей главной жилки, служившей продольной осью (рис.4) Как показали исследования работы роллера, приведенные В.Шарковским, Л.Леонтьевым, А.Какалашвили и др, скручивание в роллере происходит за счет постоянного перемещения чайного листа (рис.5), вызываемого толкающим усилием движущейся стенки цилиндра в своем плоско-поступательном круговом движении. Оказалось, что скорость перемещений листа в роллере порядка 0,8 ,0,9 м\сек. является оптимальной. Увеличение ее приводит к дроблению листа, а уменьшение снижает степень скручивания. Наличие на столе роллера специального углубления – кюветы и накладок - ребер - способствует равномерному перемешиванию и раздавливанию скручиваемого листа. Большое значение для скручивания имеет также трение листьев друг о друга, происходящее при постоянном перемешивании большой массы листа в роллере. Скручивание чайного листа, главным образом, обусловлено именно этим внутренним трением листьев между собой, ибо оно в 50 раз превышает внешнее трение со стороны стола и стенок цилиндра роллера. Таким образом, внутреннее трение большой массы чайного листа, происходящее при его постоянном перемешивании в роллере, является одним из основных факторов, вызывающих скручивание чайного листа.

Работами В.Шарковокого, А.Какаладшили, Г.Жвания и др. установлено также, что движение чайной массы в процессе скручивания имеет пульсирующий - периодический характер. По цилиндрической поверхности роллера листья перемещаются сверху вниз, в донной части цилиндра - от периферии центру, в центральной зоне - снизу вверх, а на поверхности - от центра к периферии и т.д. Таким образом, происходит циркуляция чайной массы в роллере в течение всего цикла скручивания.

Обобщая данные по кинематике и динамике процесса скручивания А.Какалашвили пришел к выводу, что в роллере на чайную массу действуют определенные по величине и направлению силы F1 и Р2 и центробежная сила С (рис.6). Силы P1 и Р2 в зоне их действия вызывают деформацию чайной массы и ее перемещение по направлению равнодействующей Р, которая с вертикальной осью роллера составляет угол альфа. Таким образом, в центральной части скручиваемого листа создается уплотненная зона, которая периодически определенными импульсами перемещается снизу вверх, далее из центра к периферии, а затем - по цилиндрической поверхности сверху вниз. В донной части листья движутся от периферии к центру. Как указывает А.Какалашвили, во время скручивания чайная масса циркулирует по спиральной линии вокруг некоторой круговой оси с радиусом, примерно равным половине радиуса цилиндра. Им же установлено также, что у донной части цилиндра, в зоне пересечения сил P1 и P2, напряженное состояние чайной массы достигает максимума и является участком эффективной работы. Периферийная же зона служит для трения и разгрузки центральной зоны, как бы транспортируя, т.е. циркулируя массу чайного листа. Таков, по современным представлениям, механизм процесса скручивания чайного листа в роллере.