Техника будущего: новые технические решения технологических задач

Шелушильно-шлифовальная машина (Пат. № 2159679 РФ, В02 В3/02) относится к устройствам для обработки зерна.

Шелушильно-шлифовальная машина (рис. 9.47) состоит из корпуса 1, загрузочного патрубка 2, выпускного патрубка 3, привода 4, установленного в корпусе 1 соосно с ним ситового цилиндра 5 с внутренней шероховатой поверхностью, заключенного в нем полого вала 6 с отверстиями, на котором под загрузочным патрубком 2 установлен подающий шнек 7 и закреплены по ходу вала 6 вертикально абразивные круги 8, между которыми установлены нагнетатели воздуха 9, по наружной поверхности которых расположены обечайки 10. Ситовый цилиндр 5 имеет перфорацию в виде пазов 11, расположенных наклонно к его образующей.

Привод 4 через клиноременную передачу сообщает вращение валу 6, установленному на нем подающему шнеку 7 и закрепленным абразивным кругам 8. Через загрузочный патрубок 2 загружают зерно, которое затем подающим шнеком 7 доставляется в рабочую зону шелушения или шлифования, преимущественно попадая в нижнюю часть кольцевого зазора между ситовым цилиндром 5 и абразивными кругами 8 под действием силы тяжести. Перемещение зерна происходит в направлении вращения полого вала 6, т. е. снизу вверх. В зазоре зерно контактирует с одной стороны с вращающимися поверхностями абразивных кругов 8, а с другой стороны – с шероховатой перфорированной поверхностью неподвижного ситового цилиндра 5. Таким образом, происходит шелушение или шлифовка зерна в зависимости от вида, зернистости поверхности абразивных кругов 8. По мере прохождения зерна в рабочем пространстве от одного абразивного круга к другому 8 происходит многократное проскальзывание зерна, т. е. многократное небольшое падение под действием силы тяжести, направленной против основного движения зерна, таким образом, увеличивается время нахождения зерна в кольцевом зазоре. Одновременно зерно подвергается активной продувке воздухом от нагнетателей воздуха 9, расположенных между абразивными кругами 8, через щели между кольцами, составляющими обечайки 10, установленные по поверхности абразивных кругов 8. Благодаря этому процессу обрабатываемый продукт интенсивно перемешивается, частицы отшелушенных оболочек с большей скоростью удаляются через перфорацию в форме пазов 11 ситового цилиндра 5, изготовленного в данном случае из высокопрочной стали, из рабочего зазора попадают в поддон, который по мере надобности очищается с помощью удаленной автономной аспирационной системы, например вентилятора.

Пройдя весь этот цикл обработки, зерно попадает в выпускной патрубок 3, откуда и происходит его выгрузка.

Предложенная шелушильно-шлифовальная машина при установленной электрической мощности 22 кВт и частоте вращения абразивных кругов 1200 об/мин имеет производительность порядка 1500 кг/ч и коэффициент шелушения (например, по пшенице) – 0,9.

Шелушильно-шлифовальная машина отличается тем, что ситовый цилиндр имеет перфорацию в форме пазов, расположенных наклонно к образующей ситового цилиндра. Шелушильно-шлифовальная машина отличается тем, что внутренняя поверхность ситового цилиндра выполнена шероховатой. Шелушильно-шлифовальная машина отличается тем, что обечайки представляют собой наборы колец.

Устройство для шелушения зерновых материалов (Пат. № 2160636 РФ, В02 В3/00) относится к устройствам для шелушения (снятия оболочек) зерна различных культур.

Устройство для шелушения зерна (рис. 9.48) содержит питатель для подачи зерна 1 и воздуховод, выполненный в виде вихревой трубы 2, включающей тангенциальное сопло 3, трубу 4, внутренняя поверхность которой покрыта наждачной массой, и диафрагму 5, через которую зерно поступает в вихревую трубу. К выходу вихревой трубы присоединена приемная камера 6 с эжекторами 7 для подачи сепарирующего потока воздуха. Приемная камера 6 имеет бункер 8 для сбора отшелушенного ядра зерна и шлюзовой затвор 9 для его вывода, а также бункер 10 для сбора снятых пленок и шлюзовой затвор 11 для их выхода. Для выхода воздуха служит патрубок 12. Для регулирования четкости воздушного разделения ядра и пленки в приемной камере имеется поворотный клапан 13.

При подаче воздуха от компрессора в тангенциальное сопло 3 вихревой трубы 2 (вихревая труба работает в режиме вихревого эжектора) движение воздушного потока вдоль трубы 4 происходит по спирали, из-за чего по оси трубы образуется область низкого давления. В результате этого зерно засасывается из подающего питателя 1, проходит через диафрагму, подхватывается воздушным потоком, контактирует со стенками трубы, покрытой наждачной массой, и таким образом осуществляется процесс шелушения. В результате того, что движение зерна происходит вдоль стенок трубы по спирали, значительно увеличивается интенсивность шелушения. Окончательное разделение ядра и пленки завершается в приемной камере 6 потоком воздуха, поступающего через эжекторы 7 (в которые воздух также поступает от компрессора) и пересекающего струю продуктов шелушения в полете. Ядро летит в бункер 8 и выводится через шлюзовой затвор 9, а пленки увлекаются потоком воздуха и поступают в бункер 10, из которого выводятся через шлюзовой затвор 11. Четкость воздушного разделения ядра и пленки осуществляется поворотом клапана 13.

Устройство для шелушения зерновых материалов отличается тем, что воздуховод выполнен в виде вихревой трубы, включающей установленное на входе тангенциальное сопло и диафрагму.

Устройство для шелушения зерна (Пат. № 2174443 РФ, В02 В3/12) относится к мукомольно-крупяной, пищевой и комбикормовой промышленности.

Устройство для шелушения зерна (рис. 9.49) содержит корпус 1, внутри которого расположены наклонные опоры 2. Корпус 1 в нижней части оканчивается цилиндрическим зерносборником 3 и выгрузным затвором 4. Под выгрузным затвором 4 внизу корпуса 1 размещен патрубок 5 для всасывания воздуха в корпус 1. К конической части корпуса 1 прикреплены стойки 6 в качестве опор корпуса 1. Внутри корпуса 1 на наклонных опорах 2 установлена (или приварена) опорная плита 7 для крепления на ней электродвигателя 8, к которому присоединена защитная электроизолированная от корпуса 1 труба 9 для размещения в ней электропровода. Электродвигатель 8 с помощью эластичной соединительной муфты 10 соединен с зернопроводом 11 с соплами 12 на концах для сообщения ему вращательного движения, а сверху зернопровод 11 соединен с загрузочным патрубком 13 (бункером) с дозатором 14. Сверху на корпусе 1 расположен по меньшей мере один патрубок 15 для отвода шелухи. К зернопроводу 11 снизу прикреплены лопасти 16 всасывающего вентилятора. При подаче электрического напряжения на электродвигатель 8 его вал вместе с муфтой 10 и соосно расположенным загрузочным патрубком 13 (бункером) приводится во вращательное движение с частотой вращения n, вследствие чего зерно за счет действия центробежной силы перемещается из загрузочного патрубка 13 через зернопровод 11 к соплам 12, выполненным, например, в виде сопла Лаваля.

За счет создаваемого в нем разрежения и движения самого сопла 12 со скоростью порядка до 300…500 м/с и более зерно (зерновка) выходит из него и на выходе попадает в зону резкого перепада давления, вследствие чего зерновая оболочка слетает и в виде шелухи (лузги) подхватывается восходящим потоком воздуха и удаляется из корпуса 1 через патрубок (патрубки) 15. Очищенное зерно, продолжая движение по винтовой кривой по внутренней поверхности корпуса 1, попадает в зерносборник 3 и по мере накопления очищенного зерна удаляется через выгрузной затвор 4. Восходящий поток воздуха (циклонирование) создается за счет лопастей 16, закрепленных на зернопроводе 11. Дозатор 14 позволяет подавать в загрузочный патрубок 13 дозированный поток неочищенного (исходного) зерна (не показано), обеспечивая требуемую производительность установки. Охлаждение обмоток электродвигателя 8 осуществляется входящим воздухом, всасываемым через патрубок 5 для всасывания воздуха. Для обеспечения более жесткого крепления двигателя 8 к корпусу 1 и снижения вибраций последнего в силу недостаточной балансировки вращающихся элементов возможна дополнительная установка растяжек между корпусом электродвигателя 8 (не показано) и корпусом 1 или установка упорного подшипника между бункером 13 и верхней (плоской) частью корпуса 1 (не показано). Внутренний диаметр d зернопровода (сечение А-А) конструктивно подбирается в зависимости от размеров очищаемого зерна (для гречки d = 6,0…7,0 мм), а внешний диаметр D рассчитывают в зависимости от заданной частоты вращения n и материала зернопровода. Внутренний диаметр d_с сопловой головки (сопла) 12 подбирают также (сечение С-С) в зависимости от размеров зерна, а наружный диаметр D_с – из условия минимизации массы сопловой головки.

Устройство для шелушения зерна отличается тем, что загрузочный патрубок снабжен зернопроводом с соплами на концах и связан с валом электродвигателя для сообщения ему вращательного движения, а на зернопроводе смонтированы лопасти всасывающего вентилятора, кроме того, внизу корпуса выполнен патрубок для всасывания воздуха в корпус, а вверху, по меньшей мере, один патрубок для отвода шелухи, при этом электродвигатель расположен в корпусе на опорах и соединен муфтой с зернопроводом.

Очиститель головок корней свеклы (Пат. № 2172088 РФ, А47 J17/00) относится к области сельского хозяйства, в частности может быть использован для очистки головок корнеплодов от ботвы на корню.

На рис. 9.50 представлена схема очистителя головок корней свеклы; на рис. 9.51 – очистительный ножевой барабан; на рис. 9.52 – шариковая направляющая.

 

Очиститель содержит раму 1 с навеской, обеспечивающей ее горизонтальное перемещение, радиальную подвеску 2 очистительно-ножевого барабана 3, привод 4 очистительно-ножевого барабана 3, прикрепленный к раме полозовидный копир 5 и ограничитель – лыжу 6 подвески 2. Барабан 3 состоит из вала 7 и жестко прикрепленных к нему опорно-копирующим диском 8 с V-образными ножами 9 в виде улавливающей вилки и установлен на радиальной подвеске 2 с пружинной системой 10 с возможностью поперечно-горизонтального перемещения вместе с подвеской 2 посредством карданного подвеса 11, причем вертикальная ось последнего принадлежит раме 1, или относительно радиальной подвески 2 посредством по крайней мере двух шариковых направляющих, включающих обойму 12 с желобом и жестко прикрепленный к ним хотя бы один опорно-копирующий диск 8, вал 7 с желобом и шарики 13. Диаметр опорно-копирующего диска 8 больше или равен диаметру описанных окружностей внутренних концов ножей и меньше диаметра описанных окружностей наружных концов ножей.

Очиститель работает следующим образом. При поступательном перемещении очистителя полозовидный копир 5 центрирует раму 1 относительно ряда свеклы. Очистительные барабаны 3 прижаты опорно-копирующими дисками 8 к головкам корней радиальной подвеской 2 с пружинной системой 10. Опорная поверхность диска 8 предотвращает его врезание в корень и обеспечивает вертикальное копирование головки корня. Осевые составляющие силы резания со стороны корня на V‑образные ножи 9 в виде улавливающей вилки перемещают очистительный барабан 3 таким образом, что их действие на один и другой ножи выравнивается. Эти силы центрируют очистительный барабан 3, направляя опорно-копирующий диск 8 по середине головки корня, перемещая его или вместе с подвеской 2 посредством карданного подвеса 11, или относительно подвески 2 по шариковой направляющей 12, 13, что обеспечивает поперечно-горизонтальное копирование каждого корня. Вращающиеся прямолинейные лезвия ножей 9 перемещаются по поверхности однополостного гиперболоида, что вместе с опорно-копирующим диском 8 обеспечивает близкую к сферической форму очищенной головки корня. Толщину срезаемого слоя головки корня определяет величина выступания ножей 9 над опорно-копирующим диском 8, который исключает чрезмерное врезание ножей 9 в головку корня, уменьшая потери сахароносной массы. Ограничитель-лыжа 6 предотвращает врезание ножей 9 очистительного барабана 3 в почву при отсутствии под опорно-копирующим диском 8 головки корня, ограничивая амплитуду вертикальных колебаний очистительного барабана 3.

Очиститель головок корней свеклы отличается тем, что барабан оснащен хотя бы одним опорно-копирующим диском, к которому прикреплены V-образные ножи в виде улавливающей вилки, причем диаметр опорно-копирующего диска больше или равен диаметру описанных окружностей внутренних концов ножей и меньше диаметра описанных окружностей наружных концов ножей, а барабан установлен с возможностью горизонтального перемещения относительно подвески или вместе с подвеской относительно рамы. Очиститель головок корней свеклы отличается тем, что ножевой барабан соединен с его валом привода посредством хотя бы двух шариковых направляющих. Очиститель головок корней свеклы отличается тем, что подвеска соединена с рамой посредством карданного подвеса.

Устройство для очистки от кожуры картофеля, овощей и плодов (Пат. № 2146489 РФ, А47 J17/00) относится к устройствам по переработке продуктов.

На рис. 9.53 изображен основной вид устройства в разрезе по оси симметрии. Устройство содержит корпус 1 и отрезной нож 6. В корпусе сделаны взаимно перпендикулярные пазы 2 и 3. Кроме того, имеется сотовый нож 4, расположенный в пазах 2; столик 5, расположенный в пазах 3; а отрезной нож 6 закреплен в корпусе 1 параллельно рабочей поверхности сотового ножа 4 и прилежит режущей кромкой к этой поверхности; загрузочное отверстие 7.

Устройство работает следующим образом. Сотовый нож 4 в пазах 2 устанавливается в крайнее положение, напротив столика 5. Столик 5 в пазах 3 отходит от сотового ножа 4 в крайнее положение и в образовавшейся полости, срезом на рабочую поверхность сотового ножа 4 устанавливается половинка картофелины. Столик 5 перемещается навстречу сотовому ножу 4, вдавливая в него картофель, и останавливается, не доходя до поверхности сотового ножа на заданное расстояние. Затем сотовый нож 4 в пазах 2 перемещается в сторону отрезного ножа 6, режущая кромка которого срезает выступающую из сотового ножа 4 часть картофеля вместе с кожурой.

После срезания сотовый нож 4 и столик 5 передвигаются в исходное положение, и процесс повторяют. Каждая последующая картофелина выталкивает из сот сотового ножа 4 кусочки очищенного перед этим картофеля.

Устройство для очистки от кожуры картофеля, плодов и овощей, содержащее корпус и отрезной нож, отличается тем, что в корпусе расположены сотовый нож для разрезания продукта на кусочки и столик для выравнивания кусочков по поверхности, имеющие возможность перемещения рабочими поверхностями навстречу друг другу и обратно, при этом режущая кромка отрезного ножа прилегает к рабочей поверхности сотового ножа, который установлен с возможностью перемещения в сторону отрезного ножа.

Устройство для обрушивания подсолнечных семян (Пат. № 2162880 РФ, С11 В1/04) относится к масложировой промышленности.

Устройство для обрушивания подсолнечных семян (рис. 9.54) состоит из двух вертикального расположенных секций, в которых происходит обрушивание семян и разделение рушанки на фракции.

Верхняя секция рушки состоит из цилиндрических корпусов 1 и 2, крышки 3 с патрубком 4 для засыпки семян и вертикального вала 5 с закрепленным на нем быстровращающимся диском 6 с лопатками 7.

На внутренней стороне поверхности корпусов 2 и 8 на уровне лопаток 7 закреплены сегменты 9, которые одновременно являются соединительными звеньями между корпусами. К сегментам крепится амортизирующий материал, например ткань, служащая декой 10. Нижний край материала не закреплен и свободно свисает для лучшего гашения скорости ударяющихся о него семян. Привод вала 5 осуществляется клиноременной передачей от электродвигателя, шарнирно закрепленного на корпусе 1.

Внутри цилиндрических корпусов 1, 2 и 8 находится питатель в виде установленных по оси на различной высоте конусов 11, 12 и 13, разделяющих поток семян равномерно по окружности, и механизм регулирования точки попадания семян на лопатки диска, состоящего из четырех подвижных секторов 14 (см. рис. 9.54) с сужающимися конусными пазами 15, которыми через рычажную систему 16 осуществляется изменение точки попадания семян на лопатки диска. Регулируют механизм вращением рукоятки 17.

Нижняя секция рушки состоит из корпуса 8, внутри которого на трех шаровых опорах установлен подвижный ситовой корпус 18 сит 19 и 20, и вала 21, который получает вращение от вала 5 через гибкий элемент – пружину 22. На нижнем конце вала 21 на шлицах закреплены эксцентриковые диски 23, перестановкой которых устанавливается нужная амплитуда колебаний сит.

На сите 20 установлено дополнительное устройство для отделения лузги от ядер семян, состоящее из ограничительного кольца и отсекателя 24. К нижней части корпуса 8 присоединен разделитель 25, отводящий разделенные фракции от рушки.

Семена, поступающие через патрубок 4, попадают сквозь конусные пазы 15 секторов 14 на лопатки 7. После удара о лопатки семена отскакивают на тканевую деку, где происходит гашение скорости обрушенных семян о ткань. Обрушенная и отраженная вниз от деки масса по конусу 13 поступает на верхнее сито 19. Недоруш, двигаясь по поверхности сита, попадает во внутренний отсек разделителя 25 и возвращается на повторную загрузку. Основная масса рушанки поступает на второе сито 20 и, двигаясь по нему, с помощью отсекателя 24 разделяется на лузгу и ядра, которые через соответствующие отсеки разделителя 25 поступают в отход и аспиратор, а вся масличная пыль и мелко разрушенные ядра, попавшие сквозь сито на дно корпуса 8, подаются на дальнейшую переработку.

Устройство для обрушивания подсолнечных семян отличается тем, что питатель выполнен в виде конусов и механизма регулирования точки попадания семян на лопатки диска, дека выполнена из амортизирующего материала, дополнительно установлен ситовый корпус на шаровых опорах с устройством для отделения лузги от ядер семян.