ШЕЛУШИЛЬНО-РАЗМОЛЬНЫЙ СТАНОК Российский патент 1999 года по МПК B02B3/00 B02C9/00 

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения различных материалов, например зерен различных культур, с предварительным снятием поверхностного покрова или оболочек методом поверхностного шелушения с возможностью как раздельного, так и совместного использования операций шелушения и измельчения при применении достаточного количества регулировок с необходимым диапазоном изменения технологического процесса и может быть использовано в строительной, горной, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известны: а/с N 599838, МПК B 02 C 13/02; а/с N 1214199, МПК B 02 C 7/06, 13/10; а/с N 1794485, МПК B 02 C 19/06; а/с N 92001947/33 МПК B 02 C 19/06.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату к предполагаемому изобретению является центробежная мельница а/с N 599838. Недостатками этого устройства являются функциональная возможность ограничена выполнением только самого процесса размола, без регулирующего влияния на качество и тонкость помола; проведение лишь одной операции обуславливает значительную металлоемкость устройства в общем процессе получения муки и соответственно невысокий КПД
Целью предлагаемого изобретения являются расширение функциональных возможностей и оперативное изменение в процессе работы без остановки станка соответствующих регулировок в широких диапазонах следующих технологических операций: снятие защитных, покровных оболочек с необходимой степенью очистки с различных зерновых культур; фракционное разделение на защитные, покрывные оболочки (отходы) и на зерно, предназначенное для размола; размол очищенных зерен с необходимой тонкостью помола; по необходимости, совместное и раздельное проведение процессов шелушения и размола, с использованием всех регулировок в полном диапазоне; снижение металлоемкости конструкции и повышение КПД устройства за счет использования единого привода при совмещении функции по п. 1 и конструктивного решения.

Эта цель достигается благодаря оригинальному решению как отдельных конструктивных элементов, так и их взаимодействия, которые самостоятельно и в совокупности друг с другом выполняют одновременно несколько технологических функций, не снижая при этом общей производительности и не увеличивая энергетические затраты.

Так основаны рабочие органы - конусы вращения, обеспечивающие сущность шелушильно-размольного станка, конструктивно исключают металлоемкие приводные валы, поскольку принимая непосредственно усилие вращения через шкивы на своей наружной поверхности, располагаются в неподвижном корпусе на подшипниках скольжения. Подшипники скольжения допускают осевое перемещение конусов вращения и дают возможность изменять как ширину зоны размола, так и величину зазора между каждым конусом вращения и соответствующими ему абразивными шелушильными дисками. Все это вместе взятое позволяет активно влиять на качество проведения основных процессов - шелушения и размола, поскольку пространство между внутренней поверхностью конуса вращения и внешней поверхностью неподвижного конуса, на которой закреплены абразивные элементы (дисковые или спиральные), представляет собой кольцевую замкнутую зону, где происходят и снятие защитных, покровных оболочек с зерна, и предварительный разгон очищенного зерна, обеспечивающий размол его при столкновении встречных потоков в кольцевой зоне размола.

Фракционное разделение на отходы в виде отдельных защитных, покровных оболочек и на зерно, предназначенное для размола, реализуется в кольцевой зоне, находящейся между широких оснований вращающихся и неподвижных конусов за счет воздушного потока, создаваемого вентиляторами, закрепленными на распорках в широком основании конусов вращения.

В процесс отделения защитных, покровных оболочек от зерна входят также воздушный инжектор, расположенный у основания продуктоприемника, позволяющий изменять режим отсоса отходов и воздухоотводящая труба для их удаления.

Размол очищенных зерен осуществляется в центральной кольцевой зоне, образуемой между широкими основаниями конусов вращения. Здесь встречаются потоки очищенных зерен, достигшие необходимой скорости, и при взаимном соударении происходит их разрушение. Качество помола, т.е. его тонкость, регулируется как изменением скорости вращения конусов, так и изменением ширины кольцевой зоны размола.

Посредине кольцевой зоны размола расположена управляемая разделительная диафрагма, позволяющая также изменять размольный режим и при необходимости исключать полностью, превращая шелушильно-размольный станок в шелушильный.

Демонтаж абразивных элементов определяет использование только процесса размола.

Многофункциональность предлагаемого устройства в сочетании с использованием единого привода позволяет значительно снизить удельный вес металлоконструкций на каждый технологический процесс и повысить КПД устройства в целом.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются следующие.

1. Наличие регулируемой шелушильно-разгонной зоны, представляющей конусно-кольцевое пространство между взаимноперемещающимися в осевом направлении наружным конусом вращения и внутренним неподвижным конусом, на внешней поверхности которого имеются быстросъемные абразивные элементы (например, кольцевые или спиральные).

2. Возможность изменения ширины зоны размола за счет осевого перемещения конусов вращения, оказывая тем самым влияние на качество размольного процесса.

3. Наличие управляемой разделительной диафрагмы, обеспечивающей регулирование размольного процесса вплоть до полного его исключения, позволяет переводить работу только в режим шелушения.

Только режим размола осуществляется при демонтаже абразивных элементов.

4. Наличие вентиляторов в широком основании рабочих органов - конусов вращения, создающих воздушный поток для отделения и вывода отходов (защитных, покровных оболочек).

5. Наличие воздушного инжектора позволяет изменять плотность воздушно-зерновой массы, вводимой в шелушильно-разгонную зону, регулируя тем самым как шелушильный, так и размольный процессы.

6. Отсутствие приводных валов на рабочих органах - конусах вращения.

7. Все рабочие органы предлагаемого устройства конструктивно выполняются тонкостенными.

8. Взаимное сочетание независимых друг от друга регулирующих факторов:
- взаимное осевое перемещение конусов как вращения, так и неподвижных;
- влияние разделительной диафрагмы;
- изменение воздушным инжектором соотношения "зерно-воздух";
- изменение оборотов конусов вращения;
обеспечивает совместное или независимое проведение шелушильного и размольгного процессов любых зерновых культур с необходимой потребностью соответствующих регулировок в процессе работы.

9. Сочетание многофункциональности и конструктивного решения предлагаемого устройства обеспечивает малый удельный вес металлоконструкций, а использование при этом единого привода в значительной степени снижает энергопотребление и повышение КПД устройства в целом.

Известно применение двух конусов, вращающихся в разные стороны с целью создания кольцевой зоны размола различных материалов различной твердости, в том числе и злаковых зерен для получения муки, известны шелушильные устройства с абразивными дисками, известны устройства аэрационного перемещения продукта, включающие воздушные инжекторы, вентиляторы и воздуховоды, однако в изложенном выше сочетании конструктивных и функциональных связей указанные признаки являются новыми и в литературе не описаны, что позволяет предположить соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

Устройство предлагаемого шелушильно-размольного станка поясняется чертежом, где в силу своей полной симметричности относительно плоскости разделительной диафрагмы представлен продольный разрез одной левой части станка.

Устройство представляет собой неподвижный корпус 1, содержащий разгрузочный патрубок-2 и подшипники скольжения-3, на которых вращаются в разные стороны посредством шкивов-4 два полых усеченных конуса-5, в широких основаниях которых расположены вентиляторные лопасти-6, а пространство между конусами представляет размольную зону-7 с разделительной диафрагмой-8 посредине. Внутри вращающихся полых усеченных конусов-5 расположены неподвижные полые усеченные конусы-9 с абразивными элементами-10 на наружной поверхности, а меньшим основанием соединенные с воздухоотводящими трубами-11 для удаления отходов. Загрузочные патрубки-12 для осевой подачи зерна в станок со стороны меньших основания конусов содержат воздушные инжекторы-13. Шелушильно-разгонная зона-14 образуется между внутренней поверхностью вращающегося конуса-5 и наружной поверхностью неподвижного-9 с установленными на ней абразивными элементами-10.

Предлагаемый шелушильно-размольный станок работает следующим образом: очищенное и подготовленное к помолу зерно через загрузочный патрубок-12 и воздушный инжектор-13 поступает в шелушильно-разгонную зону-14, расположенную между конусом вращения-5 и неподвижным конусом-9, с закрепленными на нем абразивными элементами-10. Под действием центробежной силы зерно перекатывается между конусом вращения-5 и неподвижным конусом-9 и расположенными между ними абразивными элементами-10, постепенно перемещаясь к кольцевой зоне размола-7, освобождаясь при этом от внешних оболочек, которые как более легкие захватываются вентилятором-6 и вместе с воздухом, подсасываемым через воздушный инжектор-13, выводятся из шелушильно-разгонной зоны-14 наружу через воздуховыводящую трубу-11. Шелушенное зерно, как более тяжелая фракция, перемещается по внутренней поверхности конуса вращения-5 в кольцевую зону размола-7, где и происходит сталкивание встречных потоков и последующее измельчение зерна. Конусы вращения-5 имеют возможность перемещаться в скользящих опорах-3 вдоль горизонтальной оси, изменяя тем самым степень помола зерна за счет изменения ширины кольцевой зоны размола-7. Соответственно имеется возможность взаимного с синхронного перемещения неподвижных конусов-9 с размещенными на них абразивными элементами-10 относительно конусов вращения-5, обеспечивая тем самым оптимальный зазор для более качественного шелушения различных по размеру зерен.

Не всякое зерно может быть качественно отшелушенно от внешних оболочек за один проход. Для этого предусмотрена раздвижная разделительная диафрагма-8, которая может разделить кольцевую зону-7 размола на две части, исключив тем самым соударение встречных потоков зерна и последующего его измельчение. Повторный проход обеспечит более качественную очистку от внешних оболочек.

Станок используется для измельчения зерна различных культур. Станок содержит корпус с разгрузочным патрубком. В корпусе расположены вращающиеся в противоположные стороны полые усеченные конусы, разгоняющие зерно в кольцевую зону размола, образованную зазором между широкими основаниями конусов. Станок содержит также два загрузочных патрубка для подачи зерна в полости конусов. Внутри вращающихся конусов расположены неподвижные полые усеченные конусы с абразивными элементами на наружной поверхности для обеспечения шелушения зерна во время его разгона. На загрузочных патрубках выполнены инжекторы. В широких основаниях вращающихся конусов закреплены вентиляторные лопасти. К меньшим основаниям неподвижных конусов прикреплены воздухоотводящие патрубки для удаления отходов. Инжекторы совместно с вентиляторными лопастями создают аэродинамический поток в направлении от загрузочных к воздухоотводящим патрубкам. Вращающиеся конусы установлены на подшипниках скольжения, допускающих продольное перемещение конусов для обеспечения оперативного изменения регулировок снятия защитных оболочек зерна, фракционного разделения оболочек и зерна, необходимой тонкости размола. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Шелушильно-размольный станок, содержащий корпус с разгрузочным патрубком и расположенные в корпусе вращающиеся в противоположные стороны полые усеченные конусы с зазором между их широкими основаниями, образующим кольцевую зону размола, два загрузочных патрубка для подачи обрабатываемого материала в полости конусов, отличающийся тем, что он снабжен расположенными внутри вращающихся конусов неподвижными полыми усеченными конусами с абразивными элементами на наружной поверхности, воздухоотводящими патрубками, соединенными с меньшими основаниями неподвижных конусов, для удаления отходов, вентиляторными лопастями, жестко закрепленными в широких основаниях вращающихся конусов, и инжекторами на загрузочных патрубках, сообщенными с меньшими основаниями вращающихся конусов для создания совместно с вентиляторными лопастями аэродинамического потока в направлении от загрузочных к воздухоотводящим патрубкам, при этом вращающиеся конусы установлены на подшипниках скольжения, допускающих продольное перемещение конусов, приводимых во вращение посредством шкивов, размещенных на их внешней поверхности. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен разделительной диафрагмой, установленной в зоне размола для регулирования размольного процесса вплоть до полного его исключения, оставляя в работе только процесс шелушения.