ЗЕРНОВАЯ МЕЛЬНИЦА Российский патент 1998 года по МПК B02C13/02 

Предполагаемое изобретение относится к устройствам измельчения зерна и может быть применено в сельскохозяйственной, пищевой и других отраслях промышленности.

Уровень техники в данной области характеризуется общедоступными сведениями, приведенными ниже. Известно устройство измельчения зерна (а.с. N 1777959, B 02 C 13/08, 1992), содержащее корпус, расположенные в нем на валу ротор в виде лопастного колеса и экранизирующий элемент. Недостатком данного устройства является низкое качество измельчения, вызванное отсутствием перемешивания в зоне измельчения.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является двухроторная аэробильная мельница (а.с. N 353738, B 02 C 13/02, 1972), содержащая кожух с парой вращающихся в противоположные стороны и расположенных соосно роторов с размольными лопастями. Недостатком данной мельницы является низкое качество измельчения, вызванное однократным проходом зерна через зону измельчения без его перемешивания.

Задачей изобретения является повышение качества измельчения зерна. Поставленная задача решается за счет того, что в мельнице, содержащей кожух с парами вращающихся в противоположные стороны и расположенных соосно роторов с размольными лопастями, роторы, один из которых выполнен в виде левозаходного лопастного винта, а в другой - в виде правозаходного лопастного винта, размещены на кронштейне, установленном с возможностью вращения вокруг оси вала привода кронштейна, причем ось вращения роторов лежит в плоскости, перпендикулярной оси вращения кронштейна, и перпендикулярна радиусу к оси вращения кронштейна. При этом кожух, в верхней части которого выполнены отверстия для загрузки зерна, а в нижней части расположено сито для удаления муки, формирует зону измельчения в виде тора, диаметр поперечного сечения которого больше диаметра роторов.

Размещение роторов на вращающемся кронштейне и выполнение их в виде разнозаходных лопастных винтов, ось вращения которых касательна окружности вращения вокруг оси вращения кронштейна, обеспечивают при вращении кронштейна лучшее перемешивание зерна, чем в прототипе, за счет возникающих кориолисовых сил при переносном угловом движении роторов вместе с кронштейном и относительном движении вокруг оси своего вращения.

На фиг. 1 представлена зерновая мельница, на фиг. 2 представлен поперечный разрез мельницы на фиг. 1, на фиг. 3, 4 представлены варианты крепления роторов на кронштейне, на фиг. 5 представлена схема сил и скоростей, возникающих при работе мельницы.

Мельница содержит корпус 1, в верхней части которого размещен бункер 2 с заслонкой 3. В нижней части корпуса 1 на четырех трубчатых стойках 4 закреплен конический рассеиватель 5, внутри которого размещен двигатель привода 6. На валу 7 двигателя 6 закреплен кронштейн 8, на концах которого установлены на осях 9 правозаходные лопастные винты 10 и левозаходные лопастные винты 11. Для малогабаритных мельниц (с диаметром оси 9 менее 5 мм) подвес винтов 10 и 11 осуществляется на подшипниках скольжения, образованных капролоновыми втулками 12 и прокладками 13 и 14. В крупногабаритных мельницах подвес винтов 10 и 11 на осях 9 осуществляется с помощью радиально-упорных подшипников 15, для защиты которых от загрязнения продуктами размола установлены уплотнительные манжеты 16. На концы осей 9 установлены съемные бобышки 17, которые могут быть зафиксированы с помощью шплинтов, не показанных на фигурах. Оси 9 фиксируются в кронштейне с помощью, например, разрезной шайбы 18 и гайки 19. Осевые натяги в шарикоподшипниках осуществляются с помощью гаек 20. В нижней части мельницы расположено сито 21, выполненное в виде нижней части оболочки тора, верхнюю часть которого образует соединенный с корпусом 1 и с коническим рассеивателем 5 экранирующий элемент 22. Он во внешней своей части скреплен с воронкой 23. Для защиты подшипников 24 вала 7 двигателя 6 от загрязнения продуктами размола установлена уплотнительная манжета 25. Корпус мельницы крепится на стойках 26.

Работа мельницы осуществляется следующим образом. При вращении с угловой скоростью ω вала 7 против часовой стрелки на фиг. 2 лопастные винты 10 и 11 вращаются вокруг оси вала 7 с переносной для них угловой скоростью ω. После открытия заслонки 3 зерно из бункера 2 поступает на конический рассеиватель 5 и, равномерно распределяясь по его поверхности, далее попадает в тороидальную зону размола. Встречая сопротивление зерна, лопастные винты 10 начнут вращаться вокруг осей 9 с относительными угловыми скоростями . При взаимодействии зерна с лопастными винтами 10 будет происходить первичное измельчение зерна. На выходах лопастных винтов 10 частицы зерен будут иметь наряду с переносными также и относительные скорости . После взаимодействия с лопастными винтами 10 частицы зерна вступают во взаимодействие с лопастными винтами 11, закручивая их в стороны, противоположные вращению лопастных винтов 10 со скоростями . При взаимодействии зерна с лопастными винтами 11 будет происходить вторичное измельчение зерна. На выходах лопастных винтов 11 частицы зерен будут иметь относительные скорости . Образующаяся при взаимодействии зерна с винтами 10 и 11 мука с помощью сита 21 и воронки 23 удаляется из полости мельницы.

На вылетающие частицы зерна, участвующие в переносных и относительных движениях, действуют кориолисовые силы после винтов 10 и после винтов 11, при этом их векторы равны

где - массы частиц зерен,
- векторы относительных поступательных скоростей и переносной угловой скорости,
- векторы кориолисовых сил.

Для сил, точки приложения которых расположены по линиям, параллельным оси вала 7, будем иметь

Под действием кориолисовых сил наряду с отбрасыванием винтами частиц зерна по направлениям, перпендикулярным осям вращения лопастных винтов 10 и 11, частицы будут участвовать в вихревых движениях вокруг осей, параллельных оси кронштейна 8, которые будут поднимать частицы снизу вверх. При этом отбрасываемые винтами 10 и 11 недостаточно измельченные частицы зерна будут перемещаться по тороидальной поверхности, образуемой ситом 21, экранирующим элементом 22 и частью воронки 23, и вступать во взаимодействие со следующей парой лопастных винтов 10 и 11, где будет происходить дополнительное измельчение частиц зерна. Тем самым происходят более интенсивное измельчение и перемешивание зерна, что повышает качество измельчения зерна по сравнению с прототипом.

Использование: изобретение относится к устройствам измельчения зерна и может быть применено в сельскохозяйственной, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: в мельнице, содержащей кожух с парами вращающихся в противоположные стороны и расположенных соосно роторов с размольными лопастями, роторы, один из которых выполнен в виде левозаходного лопастного винта, а другой - в виде правозаходного лопастного винта, размещены в кронштейне, установленном с возможностью вращения, причем ось вращения роторов лежит в плоскости, перпендикулярной оси вращения кронштейна, и перпендикулярна радиусу к оси вращения кронштейна. При этом кожух выполнен в виде тора, в верхней части которого выполнены отверстия для загрузки зерна, а в нижней части расположено сито для удаления муки. 5 ил.

Зерновая мельница, содержащая кожух с парами вращающихся в противоположные стороны роторов с лопастями, отличающаяся тем, что роторы, один из которых выполнен в виде правозаходного лопастного винта, а другой в виде левозаходного лопастного винта, размещены соосно на кронштейне, установленном с возможностью вращения вокруг оси вала привода кронштейна, причем ось вращения роторов лежит в плоскости, перпендикулярной к оси вращения кронштейна, и перпендикулярна радиусу к оси вращения кронштейна, при этом кожух выполнен в виде тора, в верхней части которого выполнены отверстия для загрузки зерна, а в нижней части расположено сито для удаления муки.