МЕЛЬНИЦА Российский патент 1997 года по МПК B02C13/04 

Изобретение относится к области мукомольной промышленности
Известна дробилка (авт. св. СССР N 1781889, кл. B 02 C 13/04, 1993), содержащая закрепленные на валу диски с отверстиями на их периферии, рабочие органы с осями, свободно размещенными в отверстиях смежных дисков, при этом каждый орган выполнен в виде катка, а отверстия каждого диска имеют цилиндрическую форму, причем диаметр отверстия превышает диаметр оси. Недостатком данной дробилки являются значительные затраты на измельчение материала, вызванные необходимостью реализация усилия разрушения зерна в виде сжатия между катками и корпусом и большого сопротивления перемешиванию.

Известна молотковая мельница (заявка Франции N 2613636, кл. B 02 C 13/14, 1988), содержащая сито с вертикальной осью, один или несколько роторов с молотками с осями, совпадающими с осью сита. Недостатком данной мельницы является малый срок службы ударных молотков и перегрев измельчаемого продукта, вызванный неоптимальной формой молотков.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является молотковая дробилка (авт.св. СССР N 1787530, кл. B 02 C 13/02, 1993), содержащая корпус, в котором с зазором относительно его внутренней поверхности установлен ротор с молотками на цапфах, вращающихся вокруг осей, параллельных оси вращения ротора. На корпусе закреплены решето, поворотная заслонка, загрузочное и выгрузочное устройства. Недостатком данной дробилки является ее малая долговечность из-за износа молотков, затупления их режущих кромок и неэффективности в работе от перегрева измельчаемого продукта.

Целью изобретения является увеличение срока службы ударных молотков и повышение качества измельчаемого зерна за счет их поворота при более интенсивном силовом воздействии.

Это достигается тем, что в мельнице, содержащей корпус, в котором с зазором относительно его внутренней поверхности установлен ротор с молотками, на подшипниковых опорах, параллельных оси вращения ротора, закрепленные на корпусе решето, загрузочное и выгрузочное устройства, поворотную заслонку, каждый молоток выполнен в виде набора дисков с режущими кромками по их наружной поверхности и дополнительной подшипниковой опоры, на которой диски установлены с зазором относительно друг друга и с возможностью вращения относительно оси, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси вращения основной подшипниковой опоры. При этом ротор установлен таким образом, чтобы боковые зазоры между внутренней поверхностью корпуса и кромками дисков были различны. Подшипники основных или дополнительных опор выполнены с отверстиями, скругленными по радиусу (оливаж), и подпружинены с возможностью ограниченного поворота в плоскости оси вращения ротора.

На фиг.1 изображена предлагаемая мельница, общий вид; на фиг 2 - вертикальный разрез в плоскости оси вращения ротора; на фиг.3 вариант выполнения оливажной основной подшипниковой опоры; на фиг.4 вариант выполнения оливажной дополнительной подшипниковой опоры; на фиг.5 вариант выполнения режущей кромки диска.

Мельница содержит корпус 1, в котором на валу 2 электродвигателя 3 установлен ротор 4. На роторе 4 на цапфах 5 закреплены молотки, каждый из которых выполнен в виде набора дисков 6 с режущими кромками 7, разделенные прокладками 8, и дополнительной цапфы 9, на которой диски 6 установлены с возможностью вращения относительно оси цапфы 9. Расстояние между дисками 6 выбирается исходя из среднестатического значения толщины зерна (2-2,5 мм). В связи со свободой вращения цапф 9 относительно цапф 5 диски 6 обладают возможностью вращения относительно любой оси, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора 4. Молотки расположены в корпусе 1 таким образом, что зазор 2 между внутренней поверхностью корпуса 1 и кромками 7 дисков 6 со стороны, в которую направлен вектор угловой скорости W вращения ротора 4, меньше зазора d1 с другой стороны. Подшипники цапф 5 выполнены в виде втулок 10 с отверстиями, скругленными по радиусу (оливаж) (фиг.3). Это обеспечивает ограниченный поворот дисков 6 в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора 4. Для ограничения осевого смещения втулок 10 относительно цапф 5 втулка 10 зажимается между двух пружин 11. Как вариант, при выполнении цилиндрических отверстий втулок 10, для обеспечения вышеуказанного поворота дисков 6, диски 6 выполнены с отверстиями, скругленными по радиусу (оливаж), и разделены пружинными прокладками 8 (фиг.4). Режущая кромка 7 дисков 6 может быть выполнена произвольного рельефа. Как пример на фиг.5 представлена режущая кромка 7 в виде клина по наружной поверхности диска 5. Мельница также содержит загрузочный бункер 12, заслонку 13, решето 14, выгрузочную воронку 15. Ротор 4 на валу электродвигателя 3 крепится винтом 16.

Работа мельницы осуществляется следующим образом.

В бункер 12 засыпается зерно 17 и электродвигателем 3 ротор 4 приводится во вращение с угловой скоростью W. После открытия заслонки 13 зерно 17 поступает в полость корпуса 1 и подвергается ударному и режущему воздействию дисков 6. При этом за счет разности зазоров d1 и d2 между корпусом 1 и наружными кромками дисков 5 и соответственно разного сопротивления движения по разным сторонам молотков диски 6 приводятся во вращение с угловыми скоростями W_j. За счет вращения дисков 5 относительно двух взаимно перпендикулярных осей появляется гироскопический момент М, поджимающий диски 6 к корпусу 1 в сторону меньшего зазора и имеющий величину:

J_i момент инерции J-го диска 6;
W_J угловая скорость вращения J-го диска 6 относительно цапфы 9;
W угловая скорость вращения ротора 4;
n число дисков 6 в наборе.

Образующаяся при работе мельницы мука через решето 14 и выгрузочную воронку 15 удаляется из полости корпуса 1.

Выполнение подшипников цапф 5 или 6 с отверстиями, скругленными по радиусу (оливаж), позволяет осуществлять малый разворот дисков 6 относительно трех взаимно перпендикулярных осей, что приводит при работе мельницы к интенсивному комбинированному способу нагружения и разрушения зерна удару и резанию. Известно, что для разрушения зерен резанием требуются меньше усилия, чем при сжатии и скалывании (Айзикович Л.Е. Хорцев Б.Н. Технология производства пшеничной и ржаной муки. М. Колос, 1954) (см. таблицу).

Поэтому предлагаемая конструкция более эффективна по затратам энергии. Кроме того, вращение дисков 6 относительно цапф 9 приводит к постоянной смене участка режущей кромки, воздействующего на зерно, имеющего более благоприятный температурный режим, и следовательно, к равномерному меньшему износу режущих кромок дисков и повышению срока службы молотков и всей мельницы в целом.

Таким образом, предлагаемая мельница обладает большим сроком службы ударных молотков и более эффективна по качеству измельчаемого зерна по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения: мельница для зерна содержит корпус, размещенный в нем ротор с молотками, вращающимися на подшипниковых опорах, параллельных оси вращения ротора, решето, заслонку, загрузочное и выгрузочное устройства. Каждый молоток включает набор дисков с режущими кромками и дополнительную подшипниковую опору, на которой с относительными зазорами установлены диски с возможностью вращения относительно оси, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси вращения основной подшипниковой опоры. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Мельница, содержащая корпус, в котором с зазором относительно его внутренней поверхности установлен ротор с молотками, вращающимися на подшипниковых опорах, параллельных оси вращения ротора, закрепленные на корпусе решето, поворотную заслонку, загрузочное и выгрузочное устройства, отличающаяся тем, что каждый молоток выполнен в виде набора дисков с режущими кромками по их наружной поверхности и дополнительной подшипниковой опоры, на которой диски установлены с зазором относительно друг друга и с возможностью вращения относительно оси, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси вращения основной подшипниковой опоры. 2. Мельница по п. 1, отличающаяся тем, что ротор установлен так, что боковые зазоры между внутренней поверхностью корпуса и кромками дисков различны. 3. Мельница по п. 2, отличающаяся тем, что подшипники основных опор выполнены с отверстиями, скругленными по радиусу, и подпружинены с возможностью ограниченного поворота в плоскости оси вращения ротора. 4. Мельница по п. 3, отличающаяся тем, что подшипники дополнительных опор выполнены с отверстиями, скругленными по радиусу, и диски подпружинены между собой.