ИЗМЕЛЬЧАЮЩИЙ ВАЛИК Российский патент 2009 года по МПК B02C4/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к измельчающему валику, предназначенному, в частности, для измельчения картофеля и корней маниоки, который снабжен по периферии множеством аксиальных пазов, предназначенных для удерживания полосообразных измельчающих средств, аксиально вставленных в пазы, имеющие поднутрение с шириной, возрастающей радиально внутрь от устья пазов, причем пазы отделены друг от друга перегородками с определенной минимальной шириной стенки, если смотреть в круговом направлении, и имеют радиальную глубину.

Предпосылки к созданию изобретения

Измельчающие валики используются в терочных машинах для производства крахмала из сырых продуктов, таких как картофель или корни маниоки. При производстве крахмала крахмальные зерна, находящиеся в клетках сырого продукта, должны быть высвобождены, отделены, промыты и высушены. Когда нужно высвободить крахмальные зерна, производится измельчение сырого продукта с помощью терочной машины.

На фиг.1 проиллюстрирована известная терочная машина 5, предназначенная для измельчения картофеля или корней маниоки. Машина имеет измельчающий валик 100, который приводится в действие мотором 7. Измельчающий валик 100, частичное изображение которого с торца показано на фиг.2, содержит по своей периферии аксиальные измельчающие средства 3. Картофель или корни маниоки вводятся через проем 6 и подскакивают на измельчающих средствах вращающегося измельчающего валика 100. Во время измельчения происходит разрушение стенок клеток и высвобождение крахмальных зерен.

Измельчающий валик 100 имеет аксиальные пазы 200, равномерно распределенные по его периферии. Измельчающее средство 3 помещено в каждом пазу 200. Измельчающее средство 3 показано здесь в форме терочной полосы 3а, которая охвачена двумя фиксирующими полосами 3b. Измельчающие средства 3 аксиально вставлены в пазы 200 и зафиксированы в них, радиально выступая наружу. Каждый паз имеет поднутрение, ширина которого возрастает в радиальном направлении внутрь от устья пазов. Паз не должен формироваться с заостренными углами, поскольку они могут создавать признаки разрушения. Измельчающий валик 200, показанный на фиг.2, имеет поэтому пазы 200, которые имеют в поперечном разрезе каплевидную форму.

Пазы 200 разделены между собой аксиальными перегородками 400 с определенной минимальной шириной стенки b_min, наблюдаемой в круговом направлении. Указанная минимальная ширина b_min определяется прочностью материала валика в сочетании с данным измельчающим средством. Измельчающее средство может быть симметричным или асимметричным, и форма паза, конечно, соответствующим образом подгоняется к нему.

При вращении измельчающего валика 100 измельчающие средства 3 будут отжиматься наружу под воздействием центробежной силы и заклиниваться между стенками паза. Измельчающие средства 3 показаны на фиг.2 в этом положении.

Измельчающие полосы 3а быстро изнашиваются и часто требуют замены. Например, при терке картофеля измельчающие полосы заменяют через 48 часов, причем каждая замена требует дорогостоящей остановки производства.

Известно применение обратимых терочных полос, что, по существу, удваивает срок их службы, но все же требует остановок при поворачивании лезвий.

Существует необходимость в увеличении производительности описанной терочной машины. Одним из путей повышения производительности является увеличение скорости вращения валика, что заставляет каждую терочную полосу 3а более часто ударять по сырому продукту, подвергаемому измельчению. Однако это ведет к более быстрому износу терочных полос 3а и, таким образом, более частым заменам. При дальнейшем совершенствовании терочной машины важнее всего увеличить промежуток времени между заменами и разработать конструкцию измельчающих средств, допускающую быструю замену. Поскольку терочные полосы и фиксирующие полосы являются быстро изнашивающимися деталями, они должны быть сконструированы таким образом, чтобы быть легкими и недорогими для производства.

Целью изобретения является предложение измельчающего валика для терочной машины, проиллюстрированной на фиг.1, в общем описанного выше, данный измельчающий валик позволяет более близко разместить измельчающие средства и, следовательно, увеличить производительность по сравнению с измельчающим валиком, показанным на фиг.2.

Кроме того, при более близко размещенных измельчающих средствах получается более тонкое измельчение и, таким образом, более высокий выход продукта, что ведет к уменьшению потерь крахмала.

Сущность изобретения

Этой цели достигают с помощью измельчающего валика типа, указанного во введении, который отличается тем, что перегородки имеют указанную определенную минимальную ширину (b_min) в части, расположенной на расстоянии менее чем 50% от глубины паза (D) от периферии измельчающего валика. Эта часть преимущественно размещается на таком расстоянии от периферии измельчающего валика, что поднутрение каждого паза простирается радиально внутрь, по существу, только по поверхности перегородок, которые ограничивают паз, в поверхность которых упирается измельчающее средство.

Для облегчения манипуляций, связанных с заменой, каждый паз предпочтительно является симметричным относительно радиуса, который проходит через паз, и каждое измельчающее средство симметрично относительно плоскости, перпендикулярной к указанному радиусу. В результате для фиксации терочной полосы можно использовать две идентичные обратимые фиксирующие полосы. Фиксирующие полосы позволяют использовать более широкую и, таким образом, более долговечную терочную полосу.

Измельчающее средство предпочтительно выполняют с полостями, которые уменьшают вес этого средства и делают возможным уменьшить определенную минимальную ширину b_min.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано далее более подробно с помощью предпочтительных, но не ограничительных вариантов реализации и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показан перспективный вид описанной выше применяемой до сих пор терочной машины, причем для наглядности ее защитный кожух снят;

на фиг.2 показано частичное изображение с торца, которое иллюстрирует описанный выше применяемый до сих пор измельчающий валик с измельчающими средствами, вставленными в некоторые из пазов;

фиг.3 соответствует фиг.2, но иллюстрирует измельчающий валик согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов реализации

На фиг.3 показан измельчающий валик согласно изобретению. Этот измельчающий валик предназначен для замены измельчающего валика 100 в терочной машине, показанной на фиг.1.

Измельчающий валик 1 согласно изобретению имеет, подобно измельчающему валику 100, показанному на фиг.2, аксиальные пазы 2, которые равномерно распределены по его периферии. Измельчающее средство 3 помещено в каждый из пазов 2. Каждое измельчающее средство 3 содержит обратимую терочную полосу 3а, которая окружена двумя фиксирующими полосами 3b, тоже обратимыми, то есть каждое измельчающее средство симметрично относительно плоскости, перпендикулярной к радиусу, проходящему через центр измельчающего средства. измельчающие средства 3 аксиально вставлены в пазы 2 и радиально зафиксированы снаружи пазов.

Пазы 2 разделены между собой аксиальными перегородками 4 с определенной минимальной шириной b_min, наблюдаемой в круговом направлении. Указанная минимальная ширина b_min определяется прочностью материала валика в сочетании с формой пазов 2 и формой и весом измельчающих средств 3. Более высокий вес средства подразумевает, например, увеличение минимальной ширины b_min. Измельчающий валик 1 и измельчающие средства 3 более целесообразно делать из стали.

Измельчающий валик 1 согласно изобретению отличается от измельчающего валика 100, показанного на фиг.2, устройством пазов. Каждый паз 2 имеет поднутрение, ширина которого возрастает радиально по направлению внутрь от устья паза. Паз 2 должен, как упоминалось выше, иметь поднутрение для удержания измельчающего средства 3 снаружи в радиальном направлении.

Поднутрение в пазе 2 имеет такой же наклон, как и поднутрение в пазе 200, но не такую же протяженность. В измельчающем валике 1 на фиг.3 поднутрение пазов 2 простирается радиально внутрь только по поверхности перегородок 4, которые ограничивают паз 2, и в поверхность которых упирается измельчающее средство 3. Затем две боковые поверхности пазов 2 проходят радиально внутрь, по существу, параллельно или слегка сходясь. Поднутрение измельчающего валика 100 простирается в основном радиально внутрь на всю глубину D паза 200.

Определенная минимальная ширина b_min в основном располагается на дуге круга на радиальном расстоянии r от центра измельчающего валика. Паз имеет ширину, меняющуюся по глубине, и его максимальная ширина В_max также располагается на дуге окружности на таком же радиальном расстоянии r от центра измельчающего валика. Наибольшее возможное количество пазов в измельчающем валике определяется длиной окружности О круга с радиусом r, поскольку (количество пазов)×(b_min+В_max)=О.

Таким образом, возникает возможность увеличить количество пазов в измельчающем валике 1 согласно изобретению благодаря ограниченному поднутрению, что означает уменьшение расстояния от периферии измельчающего валика 1 до части, где располагается определенная минимальная ширина стенки b_min. Указанная минимальная толщина стенки b_min в предпочтительном варианте реализации располагается на линии, где оканчивается поверхность упора между боковой стороной паза 2 и измельчающим средством в радиальном направлении внутрь. Согласно изобретению указанное расстояние составляет максимум 60% или предпочтительно максимум 50% от глубины D. В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг.3, минимальная ширина b_min располагается на расстоянии, составляющем примерно 40% от глубины D от периферии измельчающего валика.

Для максимизации количества пазов на измельчающем валике радиус r подбирают таким образом, чтобы он был как можно ближе к радиусу измельчающего валика относительно поверхности упора, которая необходима для фиксации измельчающего средства в радиальном направлении снаружи. Эта поверхность упора определяется величиной поднутрения и формой и весом измельчающего средства.

При диаметре 1000 мм, минимальной ширине стенки b_min около 5 мм и измельчающем средстве показанного типа количество пазов на измельчающем валике 1 согласно изобретению составляет 187, а на измельчающем валике 100 согласно фиг.2 - только 160. Для удовлетворительного сопоставления значения устройства паза между измельчающим валиком 1 с фиг.3 согласно изобретению и соответствующим известному уровню техники измельчающим валиком 100 с фиг.2 оба валика проиллюстрированы с использованием измельчающих средств одного типа.

Две фиксирующие полосы 3b в измельчающем средстве 3 надлежащим образом идентичны и симметричны относительно плоскости, которая проходит перпендикулярно радиусу, проходящему через измельчающее средство. В результате их можно вставить в пазы, повернув вверх или вниз. Если терочные полосы 3b нужно перевернуть, а не заменить, все измельчающее средство 3, таким образом, переворачивается без требующих затрат времени извлечения фиксирующих полос из терочной полосы, поворота и повторной сборки. При замене терочной полосы 3а опускается операция проверки того, в каком направлении повернуты фиксирующие полосы 3b. Терочная полоса 3а и фиксирующие полосы 3b имеют также штифты и отверстия (не показаны) для удерживания друг друга в продольном направлении.

Терочная полоса 3а и/или фиксирующие полосы 3b измельчающего средства 3 снабжены также углублениями (не показаны). Это уменьшает вес полос 3а и 3b, что в свою очередь означает, что можно уменьшить или определенную минимальную ширину стенки b_min, или вращающуюся массу и, таким образом, уменьшить длительность остановки и длительность запуска измельчающего валика 1.

При вращении измельчающего валика 1 измельчающие средства 3 будут отжиматься наружу под воздействием центробежной силы и заклиниваться между стенками паза с терочными полосами 3а, выступающими из поверхности измельчающего валика 1. Измельчающие средства 3 показаны в этом положении на фиг.3. Важно, что износ имеет место на легко заменяемых деталях, т.е. на терочных полосах 3а и фиксирующих полосах 3b, но не на измельчающем валике 1. Кроме того, фиксирующие полосы 3b, которые охватывают терочную полосу 3а, должны поэтому выступать из наружной поверхности измельчающего валика при вращении измельчающего валика.

При данном радиусе валика и минимальной ширине стенки b_min можно добиться более высокой производительности при сохранении скорости вращения измельчающего валика согласно изобретению сравнительно с измельчающим валиком согласно фиг.2.

С другой стороны можно, при сохранении производительности, уменьшить скорость валика и, таким образом, уменьшить расход энергии согласно изобретению по сравнению с измельчающим валиком согласно фиг.2.

Даже если изобретение описано в связи с измельчающим средством с двумя симметричными фиксирующими полосами, следует понимать, что принцип изобретения, направленный на оптимизацию количества измельчающих средств на измельчающем валике на основании данной минимальной ширины стенки b_min, применим также к измельчающему валику, измельчающие средства которого имеют только одну фиксирующую полосу и/или асимметричные фиксирующие полосы.

Изобретение относится к измельчающему валику, предназначенному, в частности, для измельчения картофеля и корней маниоки. Измельчающий валик снабжен по периферии множеством аксиальных пазов, предназначенных для удерживания полосообразных измельчающих средств, аксиально вставленных в пазы. Пазы имеют поднутрение, ширина которого возрастает радиально внутрь от устья пазов. Кроме того, пазы отделены друг от друга перегородками с определенной минимальной шириной стенки

(b_min), если смотреть в круговом направлении, и имеют радиальную глубину (D). Перегородки имеют заданную минимальную ширину (b_min) в части, расположенной на менее чем 60% от глубины паза (D) от периферии измельчающего валика. Изобретение позволяет повысить производительность терочной машины и уменьшить потери крахмала. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Измельчающий валик, предназначенный, в частности для измельчения картофеля и корней маниоки, который снабжен по периферии множеством аксиальных пазов (2), предназначенных для удерживания полосообразных измельчающих средств (3), аксиально вставленных в пазы (2), имеющие поднутрение с шириной, возрастающей радиально внутрь от устья пазов, причем пазы отделены друг от друга перегородками (4) с определенной минимальной шириной стенки (b_min), если смотреть в круговом направлении, и имеют радиальную глубину (D), отличающийся тем, что перегородки имеют заданную минимальную ширину (b_min) в части, расположенной на менее чем 60% от глубины паза (D) от периферии измельчающего валика.

2. Измельчающий валик по п.1, в котором поднутрение каждого паза простирается радиально внутрь по существу только по поверхности перегородок, которые образуют паз, в поверхность которых упирается измельчающее средство.

3. Измельчающий валик по п.1 или 2, в котором каждый паз симметричен относительно радиуса, который проходит через паз.

4. Измельчающий валик по п.3, в котором каждое измельчающее средство симметрично относительно плоскости, перпендикулярной к указанному радиусу.

5. Измельчающий валик по п.1, в котором измельчающее средство выполнено с полостями.

6. Измельчающий валик по п.2, в котором измельчающее средство выполнено с полостями.

7. Измельчающий валик по п.3, в котором измельчающее средство выполнено с полостями.

8. Измельчающий валик по п.4, в котором измельчающее средство выполнено с полостями.