Гидравлические прессы имеют в общем одинаковое устройство с прессами, предназначаемыми для отжатия масла из растительных веществ и отличаются от них только в деталях. Гидравлические прессы находят теперь очень большое применение заграницей, особенно в Австрии, Германии и Франции, постепенно вытесняя описанные выше винтовые прессы. Недостаток большинства из них — некоторая громоздкость и относительная дороговизна. Наиболее простое применение гидравлического давления имеется в аппаратуре системы Кассана, единственным конструктором которой является французская фирма Мируар-Мальвезен. Эта аппаратура вмещается в небольшую камеру, которая может быть приспособлена к винту любого пресса соответствующего диаметра. Устройство ее видно на рис. 33. Давление производится при помощи рычага Е ручной поршневой помпой D, производящей в свою очередь давление на воду в камере Н.
Оно передается через кольцевую обойму С, упирающуюся в гайку U, которая вызывает движение всей камеры вниз вдоль винта на деревянные брусья, находящиеся на прессуемой мезге. Когда продвижение кольца С доходит до предела, дальнейшее давление осуществляется передачей его при помощи рычагов ММ на гайку L после чего вода из кольцевого пространства I возвращается в камеру II, а кольцо опускается в исходное положение для нового действия J помпы. Аппаратура Мируар-Мальвезена пока выпускается лишь для прессов, имеющих винт диаметром в 95 и 115 мм, при диаметре прессовых клеток в 1,4 —1,8 м. При этом давление может достигать 12—20 кг на 1 см2.
Гидравлические прессы других систем конструируются без винта и могут производить очень большое давление — от 10 до 15 кг на 1 см2, тогда как в обыкновенных винтовых прессах наиболее усовершенствованной конструкции оно достигает не более 4 — 5 кг на ту же площадь. Для их действия требуется небольшая сила (1/4— 1/2 ПР), развиваемая ручными помпами малого размера.
Обслуживание гидравлических прессов требует минимальной затраты рабочей энергии, и работа с ними очень проста и не сложна.
В каждом гидравлическом прессе имеется автоматическое приспособление, устраняющее возможность несчастных случаев при превышении нормального давления.
Действие всех гидравлических прессов основывается на том, что жидкость в замкнутом пространстве, нс подвергаясь дальнейшему сжатию, передает получаемое давление с равным напряжением во все стороны (закон Паскаля), и на том, что передаваемое давление пропорционально поверхности, па которую оно производится.
На рис. 34 схематически изображены главные части гидравлического пресса.
При каждом гидравлическом прессе имеется помпа с поршнем небольшого диаметра, которой передается давление при помощи той или иной жидкости (воды, масла) на другой поршень уже большего диаметра, осуществляющий сильное давление па прессуемую массу. Мощность давления прямо пропорциональна квадрату радиуса непосредственно давящего большого поршня и во столько раз сильнее, во сколько раз диаметр большого поршня больше диаметра малого, находящегося в помпе. Таким образом, если например диаметр большого поршня в 100 раз больше диаметра малого, то давление, развиваемое последним в 1 кг, большим поршнем мультиплицируется в 100 кг.
В большинстве гидравлических прессов клетка имеет диаметр не более 1,2—1,5 м, чем достигается совершенное выделение жидкости из небольшой сравнительно массы винограда. При прессовании в обыкновенных больших винтовых прессах с нагрузкой больших порций мезги (при диаметре клетки в 3 и даже 4 м) приходится перемешивать прессуемую мезгу (перелопачиванием) до 3—4 раз, операция же прессования с отходом очень сухих выжимок в гидравлических прессах кончается в 2 приема.
Рис. 35. Сточный барабан (эгутуар) системы Кока.
Наибольший успех прессования в гидравлических прессах получается в том случае, если в них поступает виноградная масса с предварительным отходом самотека, что в одинаковой степени имеет значение и для простых гаечных прессов (см. выше). Это достигается направлением, а также пребыванием раздавленной массы в сточных камерах и еще лучше прохождением ее предварительно через вращающиеся сточные барабаны (эгутуары) с перфорированными стенками. На рис. 35 изображен барабан системы Кока,1 применяемый в больших механических установках.
Рис. 36. Гидравлический пресс Майфарта с ручной помпой и 2 платформами.
Как и в обыкновенных винтовых прессах, прессование в гидравлических прессах идет скорее и успешнее, если гребни хотя бы частично не удалены из прессуемой массы.
Гидравлические прессы других конструкций отличаются от описанных выше только в деталях. Большинство гидравлических прессов — с механической подачей сменных прессовальных клеток.
Из многочисленных заграничных конструкторов гидравлических прессов назовем: в Германии — Майфарта, Дукшера, Мерреиа и Кнетгена, Тео Зайтца, Клеманса, Бадения, Раухенбаха и др.; во Франции — Мабилля, Мармонье, Блашера, Билляра, Кока. Наибольшее распространение в СССР получил гидравлический пресс Майфарта (рис. 36).
Рис. 38. Помпа к гидравлическому прессу Майфарта, получающая движение от мотора.
Рис. 37. Ручная помпа к гидравлическому прессу Майфарта.
Пресс Майфарта состоит из массивной железной склепанной камеры, покоящейся на чугунных стойках а. Внутри камеры проходит поршень, к которому наглухо прикреплены надавливающие на виноградную массу доски, с перекрещивающимися железными балками б, играющими роль груза. К одной из верхних балок подходит блочная система на цепях, укрепленная в одном конце в точке в и имеющая противовес г. Опа служит для поднятия прессующего механизма кверху по прекращении давления. Круглая коробка д — очень прочной конструкции, из дубовых пластин, устанавливается па чугунной эмалированной платформе плоскочашевидной формы. Небольшая чугунная поршневая помпа ж с рукояткой з и манометром и передает давление по трубке к через воду в камере а на большой поршень, находящийся в ней. На рис. 37 изображены отдельные части помпы. Вместо ручной помпы можно применять приводимую в движение от любого двигателя (рис. 38).
Гидравлический пресс Майфарта описанного выше типа отличается прочностью. Работа на нем требует приложения небольшой силы, дающей однако высокое конечное давление.
На рис. 36 изображена система двух попеременно наполняемых и освобождаемых прессовых клеток, чем достигается значительное ускорение работы. Прессовые коробки легко передвигаются по рельсам на колесной тележке. Большое преимущество майфартовского пресса перед другими — легкость нагрузки и разгрузки вследствие малой высоты и вместимости клеток. В типе пресса, изображенного на рис. 36, высота клетки — максимум 1,2 м. Подход к ней возможен со всех сторон. Давление силой одного рабочего, передаваемое помпой в обыкновенном прессе Майфарта, равно 125— 240 тыс. кг, или 9—12,5 кг на 1 см1 поверхности клетки с виноградной массой.
Гидравлические прессы выпускаются фирмою Майфарта различных серий и марок в зависимости от размеров и некоторых деталей в конструкции (одинарные, двойные, с чугунными или деревянными платформами, с передвигающимися на рельсах платформами, с вращающимися клетками па рычажном приспособлении одной из стоек и т. д.). Тип пресса HPRL, изображенный на рис. 36, выпускается в продажу под тремя марками, различающимся по размерам пресса и емкости.
На манометре помпы имеется предельная красная черта, до которой можно развивать давление; кроме того в камере а всегда находится автоматический предохранительный клапан, предотвращающий действие чрезмерно высокого давления. При прекращении давления выпускается вода из камеры а, и доска с железными поперечными балками поднимается над коробкой, продвигаемой затем в сторону и уступающей место другой, уже наполненной свежей порцией виноградной мезги или перелопаченной для вторичного прессования.
Удобство работы и высокая производительность гидравлических прессов не подлежит сомнению. Их громоздкость искупается солидностью конструкции и достижением относительной непрерывности в работе, что подтверждается наблюдениями, произведенными в наших больших винсовхозах (Напареули, Ай-даниль и др.). Очевидно в недалеком будущем гидравлические прессы должны заменить собою прессы всяких других систем.
Давление в гидравлических прессах может производиться как сверху, так и снизу. На рис. 39 изображен такой пресс фирмы Тео Зейтца. Прессовые клетки попеременно подаются вращением на одной из стоек.
Особого внимания заслуживает получивший большое распространение в Германии гидравлический пресс «Геркулес» Франца Клеменса (сыновей), изображенный на рис. 40. Он обычно конструируется с нижним давлением и реже — с верхним. В камере, в которую нагнетается воздух ручной или электрической помпой, находится масло. Главное достоинство прессов Клеменса состоит помимо солидности и простоты устройства также в передвижении нагруженных клеток с отдавленной мезгой на колесных треугольных рамах; благодаря этому отжатая мезга может целиком в несколько минут выгружаться в специальную тележку, подъезжающую к прессовой коробке (не имеющей дна).
Кроме того при установке прессов «Геркулес» не требуется подведения фундамента. Размеры этих прессов приведены ниже.
Из других гидравлических прессов отмечаем выпущенный в последнее время гидравлической прессе Мармонье (Лион), предназначенный для очень быстрого давления и получения нежного самотека, а также неокрашенного сока из красных сортов винограда и приспособленный для шампанского производства. Этот пресс имеет 3 клетки, вращающиеся по кругу и получающие поочередно давление, которое производится электрической помпой, находящейся на особом выступе правой стойки пресса а. По окончании давления крышка пресса поднимается на блоке b (рис. 41). При таком расположении клеток в одной всегда идет работа давления, другая нагружается, а третья разгружается.
Рис. 41. Гидравлический тройной пресс Мармонье.
Вместимость и производительность гидравлических прессов Мармонье колеблется в зависимости от их размеров.
Подача раздавленного винограда в клетки гидравлического пресса Мармонье, а также в прессах других систем при механизации работы производится фулопомпами или эграпомпами (с отделением гребней).
Гидравлический пресс Мабилля (рис. 43) — с очень массивной рамой, отличается большой громоздкостью. Диаметр клеток в наиболее распространенном типе — 1,20 м. Давление доводится до 250 атмосфер очень мощной помпой, носящей название гпдроластика.
Гидравлический пресс Кокка (рис. 44), сконструированный по типу описанных выше, наиболее приспособлен по размерам входящих в пего механизмов в быстрому выдавливанию небольших порций мезги, чем достигается совершенный выход сухих выжимок. Он снабжен помпой, действие которой регулируется буферными рессорами (а). Клетки передвигаются без рельсов по обыкновенному полу на колесах, приподнимаемых рычагом б, когда пресс находится в действии.
1’нс. 43. Гидравлический пресс Мабилля с помпой «гидроластик».
76
Интересно приспособление Koкa для размельчения выжимки, уже подвергшейся давлению и обыкновенно слипающейся в компактные комья. Для этой цели Кок применяет небольшой элеватор с черпаками для продвижения в прессовую коробку выжимок, размельченных в специальной камере А с быстровращающимися лопатками. Такой размельчитель (emielteuse) может обслуживать шесть гидравлических прессов (рис. 45).
На схематическом рис. 46 изображена механизированная подача виноградной мезги, прошедшей через фулограппа и вращающийся сточный барабан В (эгутуар) для выделения самотека (см. стр. 71) по трубе b; С — гидравлический пресс с заменяющейся клеткой D на колесах; Е — трансмиссия для фулограппа А и барабана В; В' — электрический мотор; виноград поступает из опрокидывающихся тележек.
В особую группу должны быть выделены прессы, в которых давление производится сжатым воздухом. Из них типичным является пресс системы бр. Симон (Франция). Подобно системе Кассапа аппаратура бр. Симон может быть приспособлена к обыкновенному винтовому прессу соответствующего диаметра. Она состоит из отдельно стоящего компрессора А (рис. 47), который передает давление сжатого воздуха в механизм, составляющий неотъемлемую часть винтовой гайки. В нем существенно перемещение особого поршня, поочередно приводящего в действие рычажные чеки, вращающие дисковой круг через соответствующие отверстия, как это происходит в американской гайке Мармонье.
Рис. 44. Гидравлический пресс Кока.
Рис. 46. Механизированная подача винограда с эгутуаром в гидравлич. пресс Кока.
Бр. Симон и некоторые другие конструкторы применили электрические моторы к винтовым прессам. На рис. 48 видно расположение мотора, своим вращением перемещающего взад и вперед рычажную чеку Б, как в обыкновенных прессах при помощи штанги в и шатуна г. Это приспособление, названное бр. Симон «automatic», легко выключается при прекращении работы или за отсутствием тока. Оно конструируется для винтов, имеющих диаметр от 9 до 16 см. Различные скорости движения мотора регулируют силу давления автоматически.
Рие. 47. Компрессор А и прессовая гайка бр. Симон, действующая сжатым воздухом (В).
Рис. 48. Моторная гайка Симона.
Приблизительно такой же подход к применению электрической силы у Мабилля, в его также приспособляемой к каждому винту (соответственного диаметра) гайке, названной им «Motovis».
Несколько сложнее аппарат «Auto- Declic» у Мармонье. Он также приспособляется к обыкновенным винтам любого диаметра (11—15 см) и к американским гайками того же конструктора, причем мотор (1,5— 2 HP) располагается или на верхней головке винта, или, как показано на рис. 49, на гайке его (последняя по времени модель). Весь механизм, как и во всех приводимых в движение электрической или иной энергией прессовых гайках, основан на трансформации вращения мотора в боковое движение взад и вперед рычажного механизма А, передвигающего верхний диск гайки при помощи клинообразных чек в какую-нибудь одну сторону при соответствующем их расположении. Напряжение давления автоматически регулируется пружиной В, сжимающейся при увеличении сопротивления прессуемой массы и замедляющей таким образом скорость движения шатуна С. Кроме того предел давления ставится у Мармонье в зависимости от сжатия буферных пружин между пяткой гайки и верхней крышкой над прессовой клеткой (см. рис. 28). Принцип передаточных механизмов моторной гайки Мармонье сохранен при использовании любой двигательной силы. На рис. 50 показаны примерные установки трансмиссий.
Рис. 49. Моторная гайка ауто-деклик Мармонье.
Для различных гаечных прессов с различными диаметрами винтов и размерами гаек применяются различной силы моторы, как это видно из нижеследующей таблицы.
№ гаечных прессов | Диаметр винта в сантиметрах | Диаметр гайки в метрах | Мощность мотора HP |
11 | 11 | 0,730 | 1,5 |
12 | 12 | 0,840 | 1,5 |
13 | 13 | 0,950 | 2,0 |
14 | 14 | 1,110 | 2,0 |
15 | 15 | 1,250 | 2,0 |
Само собой разумеется, что в моторных гайках Мармонье, а также в гайках других конструкторов скорость движения отвечает вхождению стальных чек в расположение отверстий диска. Во всех приведенных выше типах этих прессов трение между отдельными частями механизмов моторных гаек ослабляется автоматической их смазкой.
Заканчивая на этом описание наиболее типичных и вошедших в практику рационального виноделия обыкновенных винтовых прессов, останавливаюсь на некоторых отрицательных и положительных сторонах.
К числу первых нужно отнести то, что они занимают сравнительно много места, количество их в больших производствах должно быть велико. Наряду с большими прессами всегда нужно иметь мелкие для перегрузки уменьшившихся в объеме выжимок. Винтовые прессы требуют сравнительно много рабочей силы для нагрузки и особенно для разгрузки, а также для перемешивания прессующейся несколько раз массы. Кроме того продолжительное время тратится на постепенно идущее отпрессовывание в связи со свойствами самого полужидкого и липкого материала, находящегося в работе, а также с неравномерным распределением силы давления в различных точках массы, получающей его главным образом в плоскостях периферии и имеющей так наз. «мертвые точки» внутри. Отпрессовывание в винтовых прессах в конечном результате несовершенно, и полной сухости выжимок достигнуть почти невозможно.
Рис. 50. Гайки ауто-деклик Мармонье, действующие от трансмиссий.
Медленность давления кроме того связана с продолжительным окислением всей массы виноградного материала. Она буреет и придает воздушный привкус вытекающему соку, не говоря уже об увеличенной возможности заражения болезнетворными микроорганизмами.
