УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ Российский патент 1998 года по МПК B02C19/06 

Изобретение относится к переработке сельхозпродукции, в частности к технологии измельчения сахарной свеклы с целью дальнейшего получения сока сахарной свеклы из измельченной массы.

Известны устройства для измельчения материалов включающие камеру с входным патрубком энергоносителя, выходным патрубком и средствами создания искажений силового поля по периметру камеры, выполненной по вершинам n-угольника с определенным геометрическим соотношением его параметров [1].

Недостатки известного устройства состоят в том, что для измельчения сравнительно крупных клубней сахарной свеклы резко возрастает энергоемкость процесса измельчения. Кроме того, известное устройство не позволит осуществить измельчение до мелкодисперсной однородной массы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измельчения водорослей включающее цилиндрический корпус, в верхней части которого укреплены перекрестно направленные высоконапорные патрубки, а в нижней - выходной патрубок [2].

Недостаток известного устройства состоит в том, что для получения из сравнительно крупных клубней свеклы мелкодисперсной однородной массы необходимо многократно подвергать клубни разрушающему воздействию высоконапорных струй, а это, в свою очередь, ведет к снижению производительности устройства.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса измельчения за счет многоступенчатого измельчения с одновременным снижением энергозатрат.

Цель достигается тем, что каждая пара высоконапорных патрубков устанавливается на цилиндрическом корпусе на уровне соответствующей ступени измельчения, причем над каждой ступенью измельчения установлен ограничитель размера измельченных частиц, а все ограничители закреплены на вращающемся валу в центре цилиндрического корпуса.

Высоконапорные патрубки на каждой последующей ступени измельчения подключаются к нагревательной системе с повышенным давлением воды; в них установлены насадки меньшего диаметра, расположенные ближе к измельченной массе.

На высоконапорных патрубках установлены винтовые регуляторы, измельчающие растения между насадкой и измельчаемой массой.

На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - ограничители; на фиг.4 - высоконапорный патрубок с винтовым регулятором.

Устройство для измельчения растительного сырья состоит из цилиндрического корпуса 1, над которым установлена загрузочная воронка 2. На цилиндрическом корпусе с наружной его стороны крепятся высоконапорные патрубки 3. Каждая пара противоположно направленных высоконапорных патрубков крепится на уровне каждой ступени измельчения.

Внутри цилиндрического корпуса в нижней части каждой ступени измельчения (на фиг. 1 условно показаны три ступени измельчения) устанавливается ограничитель размера измельчаемых частиц 4, 5 и 6. Ограничитель представляет собой решетку (сито) с размером отверстий, равным максимальному размеру частицы выходящей после данной ступени измельчения. По наружному периметру ограничителей смонтированы цилиндрические обечайки 7, выполненные из тонкого листа и препятствующие трению клубней о корпус 1. Все ограничители смонтированы на вертикальном валу 8, вращающемся в центре цилиндрического корпуса 1. В нижней части цилиндрического корпуса имеется выходной патрубок 9.

Под цилиндрическим корпусом 1 установлен электропривод 10 сообщающий вращение валу 7. Для подачи воды к насадкам предусмотрена насосная станция, состоящая из насоса 11, водяного бака 12 и электродвигателя 13 и подающая высоконапорную воду к высоконапорным патрубкам. Водяной бак наполняется при работе от внешнего водопровода. Насос 11 имеет несколько нагревательных линий, соответствующих числу ступеней измельчения. В связи с тем, что на каждой последующей ступени измельчения давление повышается, соответственно повышается давление в каждой нагнетательной линии насоса.

Для точной настройки давления на каждой нагнетательной линии насоса устанавливается редукционный клапан 14.

В верхней части цилиндрического корпуса 1 на трех ребрах 21 установлен подшипник 15, в котором вращается вал 8. Выходной патрубок 9 соединен с всасывающей полостью насосной установки 16, которая перекачивает измельченную массу в виде суспензии в дальнейшую переработку.

В каждом высоконапорном патрубке 3 установлена рабочая насадка (сопло) 17. Насадка устанавливается в подвижной трубке 18 и крепится накидной гайкой 22. подвижная трубка 18 имеет наружную резьбу, которой она соединена с гайкой 19, выполненной заодно с червячным колесом.

Червячное колесо входит в зацепление с червяком 20. Подвижная трубка 18 и гайка 19 герметизированы в высоконапорном патрубке от попадания воды в червячное зацепление. На переднем конце подвижной трубки установлены фиксаторы 23, входящие в продольные пазы, выполненные на левой стороне высоконапорных патрубков 3, в его внутренней полости (не показаны).

Фиксаторы 23 предотвращают вращение подвижной трубки 18 и обеспечивают возвратно-поступательное ее перемещение при вращении гайки 9.

Устройство работает следующим образом.

Растительное сырье, в частности клубни сахарной свеклы, подаются в загрузочную воронку 2. К высоконапорным патрубкам 3 подается под высоким давлением вода от насоса 11, а затем включается привод 10 вращения вала 8 с ограничителями 4, 5 и 6.

Клубни сахарной свеклы в первой ступени измельчения режутся высоконапорными струями воды до тех пор, пока наиболее крупные частицы сырья по своим размерам не окажутся меньше размера отверстия сита ограничителя 4, после чего измельченная масса вместе с водой пройдет сквозь сито ограничителя 4.

Скорость подачи клубней в воронку 2 выбирается такая, чтобы слой клубней на ограничителе 4 не превышал высоту обечайки 7, затем процесс повторяется на каждой последующей ступени измельчения. На каждой последующей ступени измельчения размер отверстий сита ограничителя уменьшается. На последней ступени измельчения отверстия сита ограничителя составляют десятые доли миллиметра для получения однородной дисперсной массы, которая в смеси с отработанной при измельчения водой представляет собой хорошо подвижную суспензию.

Измельченная масса в виде суспензии стекает к наклонному дну цилиндрического корпуса и по выходному патрубку 9 подается во всасывающую полость насосной установки 16, которая перекачивает полученную смесь в дальнейшую переработку.

Учитывая, что наиболее продуктивное резание (измельчение) растительного сырья тонкими высоконапорными водяными струями при минимальных энергозатратах имеет место тогда, когда эффективная (рабочая) длина струи согласована с растением от насадки до нижнего слоя измельченного сырья, в предлагаемом устройстве предусмотрена возможность регулировать эффективную длину струи на каждой ступени измельчения.

Теория резания различных материалов тонкими струями высокого давления предлагает математический аппарат рассчитать теоретически эффективную длину струи. Однако наличие множества эмпирических коэффициентов усложняет такой расчет, а зачастую делает его неосуществимым , поэтому представляется целесообразным осуществлять выбор оптимального режима резания опытным путем.

Для этого предусмотрено следующее:
возможность подавать воду под высоким давлением к высоконапорным патрубкам каждой ступени измельчения с разным давлением;
на каждой ступени измельчения устанавливать сменные насадки разного диаметра;
возможность изменять расстояние между насадкой и ограничителем за счет перемещения подвижной трубки 18, в которой установлена насадка.

Предлагаемой устройство позволяет получать из сахарной свеклы однородную дисперсную массу измельченного продукта для последующего извлечения из этой массы сока сахарной свеклы, при этом расход воды через насадки при резании тонкими струями высокого давления, как показывают исследования, хорошо согласуется параметрами технологии приготовления сока сахарной свеклы, как промыщленного продукта для получения сахара.

Изобретение может быть применено в области переработки сельхозпродукции. Устройство для измельчения растительного сырья состоит из цилиндрического корпуса 1, над которым установлена загрузочная воронка 2 с наружной стороны корпуса на уровне соответствующей ступени установлена пара высоконапорных патрубков. На каждой ступени измельчения может быть на валу установлен ограничитель. Высоконапорные патрубки 3 могут быть подключены к нагнетательной систем м иметь винтовой регулятор, изменяющий расстояние между насадкой и измельченной массой. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для измельчения растительного сырья, включающее цилиндрический корпус со ступенью измельчения, высоконапорными патрубками, выходным патрубком, размещенным в нижней части корпуса, отличающееся тем, что цилиндрический корпус снабжен дополнительными ступенями измельчения, а каждая пара высоконапорных патрубков установлена на уровне соответствующей ступени. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что над каждой ступенью измельчения установлен ограничитель размера измельченных частиц. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что ограничители всех ступеней закреплены на валу в центре цилиндрического корпуса. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на каждой последующей ступени измельчения высоконапорные патрубки подключены к нагнетательной системе с повышенным давлением воды, в которых установлены насадки меньшего давления, расположенные ближе к измельчаемой массе. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на высоконапорных патрубках установлен винтовой регулятор, изменяющий расстояние между насадкой и измельченной массой.