МАШИНА ДЛЯ МОЙКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2009 года по МПК A23N12/00 

Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов, в том числе корнеклубнеплодов, овощей, деталей, строительных материалов, и может быть использовано в пищевой, сахарной, спиртовой, консервной, строительной и других отраслях народного хозяйства.

Известна машина для мойки корнеклубнеплодов (патент РФ №2251362, кл. A23N 12/02, опубл. бюл. №13, 10.05.2005), содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, выполненный из направляющих элементов в виде скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении перфорированных полос трапециевидной формы, с увеличением их ширины по длине барабана от загрузки к выгрузке.

Недостатками известной машины являются недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивность смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является машина для мойки сыпучих предметов (патент РФ №2305471, кл. A23N 12/02, опубл. бюл. №25, 10.09.2007), содержащая загрузочный и разгрузочные лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос.

Недостатком известной машины является недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивности смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.

Техническим решением задачи является повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей за счет последовательного постепенного уплотнения и разрежения потоков сыпучих материалов, увеличения диапазона изменений векторов перемещений и переориентации частиц сыпучих материалов, что интенсифицирует также и их смешивание.

Поставленная задача достигается тем, что в машине для мойки сыпучих материалов, содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос, согласно изобретению барабан выполнен вогнутой, или выпуклой, или волнообразной формы, а полосы, его составляющие, имеют переменную ширину, выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении с образованием чередующихся перфорированных граней, а также имеют надрезы со скошенными стенками, при этом полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий и ломанных винтовых поверхностей с переменным шагом.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины для мойки сыпучих материалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс смешивания и мойку сыпучих материалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет ни только обеспечить возможность последовательного постепенного уплотнения и разряжение потоков сыпучих материалов, а также потоков воды по мере продвижения сыпучих материалов от загрузки к выгрузке, но и повысить эффективность мойки и смешивания частиц сыпучих материалов.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма сечения поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине барабана многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц сыпучих материалов, расширяет технологические возможности машины для мойки, повышает качество мойки.

Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу друг другу ломанные винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой, выпуклой криволинейной формы по длине барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков не только частиц сыпучих материалов, но и потоков воды внутри барабана.

Новизна заключатся также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу не только друг другу под углом, но и к оси вращения барабана плоские перфорированные грани, что обеспечивает нарушение стационарности потоков не только частиц сыпучих материалов, но и потоков воды внутри барабана, при этом скорость воды и ее давление в каждой точке потока хаотически пульсируют, и частицы воды совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, а именно турбулентное течение.

Новизна заключается в том, что по периметру барабана образованы ломаные винтовые линии, направленные навстречу друг другу.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Новизна заключается в том, что скручивание каждой перфорированной полосы по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос, обеспечивает дополнительное искривление поверхности по периметру барабана, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения частиц сыпучих материалов в соседних участках барабана, поэтому частицы движутся по сложным траекториям, увеличивая число столкновений друг с другом и с перфорированными стенками барабана, что интенсифицирует процесс не только смешивания, но и мойки.

Новизна обусловлена также тем, что перфорированные полосы имеют криволинейную выпуклую, вогнутую, волнообразную форму переменной ширины и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана чередующихся перфорированных граней, что обеспечивает постепенное разряжение и уплотнение потоков частиц и интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-17, где на фиг.1 схематично изображена машина для мойки сыпучих предметов, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - барабан вогнутой формы, вид спереди; на фиг.5 - вид А на фиг.4; на фиг.6 - барабан выпуклой формы, вид спереди; на фиг.7 вид Б на фиг.6.

Машина для мойки сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2, фиг.3) состоит из моечной ванны 1, на которой смонтированы лоток 2 для загрузки частиц сыпучих материалов, роликовые опоры 3 и 4, на которых установлен барабан 5, электромагнитный клапан 6 для подачи воды (фиг.3), система 7 управления сигнализацией для регулировки уровня воды (фиг.3), выгрузной лоток 9 для выгрузки частиц сыпучих материалов, прошедших мойку. Барабан 5 снабжен приводной звездочкой 9. Внизу ванны 1 имеются бункера 10 для сбора грязи и песка, к которым прикреплены однооборотные механизмы 11 для слива воды, сливные патрубки 12. Для ручного открывания заслонок 13 (фиг.2, фиг.3) при необходимости слива воды из ванн 1 однооборотные механизмы 11 снабжены штурвалами 14. Барабан 5 снабжен опорными кольцами 15, 16, смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 3 и 4. Непрерывное вращение барабана 5 осуществляется от мотор-редуктора 17 через цепную передачу 18 и приводную звездочку 9. Для уменьшения расхода воды и повышения качества мойки уровень воды в барабане регулируется системой управления сигнализацией 7 и обновляется в зависимости от степени ее загрязнения в автоматическом режиме.

Барабан 5 может быть выполнен вогнутой формы (фиг.4, фиг.5), выпуклой формы (фиг.6, фиг.7) или волнообразной формы (не показан).

Барабан 5 вогнутой формы (фиг.4, фиг.5) выполнен из полос 19, 20, 21, 22, 23, 24 переменной ширины (фиг.8) с надрезами (фиг.9), полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы (фиг.10), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты (фиг.11, фиг.12) по надрезам со скошенными стенками (фиг.9) в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос (фиг.8).

Так как полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24 имеют переменную ширину (фиг.8), то барабан 5 (фиг.4, фиг.5) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине барабана 5. Кроме того, полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя на фиг.4 чередующие перфорированные грани, например, 25, 26, 27, 28 для полосы 19. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например 25 и 26, 26 и 27, 27 и 28 и т.д., расположенные под тупым углом одна к другой, с наружной и внутренней сторон полос пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления например 29-30-31-32-33-34-35-36-37, на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности барабана 5. На фиг.4, фиг.5 одна из винтовых линий основного направления 29-30-31-32-33-34-35-36-37 показана утолщенной линией. На наружной поверхности барабана 5 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например 38-39-40-41-42-32-43-44-45 (на фиг.4, фиг.5), показанные утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии барабанов 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах 19, 20, 21, 22, 23, 24 перед свертыванием выполняют надрезы 46, 47 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.8, фиг.9 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Ψ, α, β, ω, λ, φ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 46, 47 создают (фиг.8, фиг.9) попеременно с противоположных сторон каждой полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24. Затем относительно продольной оси каждую из полос 19, 20, 21, 22, 23, 24 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы. На фиг.10 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 48 и 49. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 19, помещают на оправку 50 (фиг.11, фиг.12) и изгибают так, чтобы кромки 48 и 49 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая полоса повернута относительно продольной оси барабана 5 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы винтовую линию с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу 19 деформируют и снимают с оправки 50 либо фиксируют на оправке 50. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 20, 21, 22, 23, 24. Далее все деформированные, таким образом, полосы размещают на оправке 50, совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Барабан 5 выпуклой формы (фиг.6, фиг.7) выполнен из полос 51, 52, 53, 54, 56, 57 переменной ширины (фиг.13) с надрезами (фиг.14) свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы (фиг.15), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты (фиг.16, фиг.17) по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому, с обеих сторон полос.

Так как полосы 51, 52, 53, 54, 55, 56 имеют переменную ширину (фиг.13), то барабан 5 (фиг.6, фиг.7) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине барабана 5. Кроме того, полосы 51, 52, 53, 54, 55, 56 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя на фиг.6 чередующие перфорированные грани, например, 57, 58, 59, 60 для полосы 51. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например 58 и 59, 59 и 60 и т.д., расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон полос пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления, например, 61-62-63-64-65-66-67 на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности барабана 5. На фиг.6, фиг.7 одна из винтовых линий основного направления 61-62-63-64-65-66-67 показана утолщенной линией. На наружной поверхности барабана 5 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например, 68-69-70-64-71-72-73 (на фиг.6, фиг.7) показаны утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии барабанов 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах 51, 52, 53, 54, 56, 57 перед свертыванием выполняют надрезы 58, 59 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.13, фиг.14 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Δ, ξ, σ, τ, ν, χ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 58, 59 создают (фиг.13, фиг.14) попеременно с противоположных сторон каждой полосы 51, 52, 53, 54, 56, 57. Затем относительно продольной оси каждую из полос 51, 52, 53, 54, 56, 57 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы. На фиг.15 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 60 и 61. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 51, помещают на оправку 63 (фиг.11, фиг.12) и изгибают так, чтобы кромки 60 и 61 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая полоса повернута относительно продольной оси барабана 5 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы винтовую линию с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу 19 деформируют и снимают с оправки 50 либо фиксируют на оправке 50. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 20, 21, 22, 23, 24. Далее все деформированные, таким образом, полосы размещают на оправке 50, совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Барабан 5 может быть снабжен, в случае необходимости, по наружной поверхности (не показаны) карманами ромбовидной формы для создания дополнительных потоков воды по наружной и внутренней поверхностям барабана и карманами по внутренней винтовой поверхности для интенсификации движения частиц сыпучих материалов внутри барабана.

Машина для мойки работает следующим образом.

Сыпучие материалы (фиг.1, фиг.2, фиг.3) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они захватываются, как лопатами, гранями, например 25, 26, 27, 28 и т.д., и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса сыпучие материалы в зависимости от собственной массы отделяются от стенок барабана 5 и с разных высот падают в воду барабана 5 с последующим одновременным перемещением винтовыми канавками барабана 5 в сторону выгрузки. Процесс движения последующих порций сыпучих материалов, которые поднимаются вверх и падают в воду, непрерывен. Поскольку внутренние стенки барабана 5 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана, то в каждой порции каждая частица сыпучих материалов, например корнеклубнеплод, перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и перетирания друг с другом и со стенками барабана 5, повышает качество мойки и расширяет технологические возможности. Процесс мойки также интенсифицируется перфорированными напусками, которыми могут быть снабжены винтовые линии барабана 5 при необходимости (не показаны). Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну, омывая сыпучие материалы в барабане 5. Вода заполняет пространство между частицами сыпучих материалов, обеспечивая в процессе их движения от загрузки к выгрузке и их мойку без повреждений. Грязь и песок оседают в бункер 10 ванны 1 и через сливной патрубок 12 сливаются в водоприемное устройство. На выходе барабана 5 очищенные и вымытые частицы сыпучих материалов поднимаются вверх и через выгрузной лоток 8 выводятся за пределы машины.

Так как полосы, из которых смонтирован барабан, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру барабана образованы различные по шагу направленные навстречу друг другу винтовые внутренние поверхности и соответствующие их пересечениям ломанные винтовые канавки. Образование сложной внутренней поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, усиливают эффект смешивания и мойки, благодаря наличию разнонаправленных векторов. Таким образом, кривизна поверхности обеспечивает усиление технологического и транспортного эффекта, благодаря наличию разнонаправленных векторов в каждой точке внутренней поверхности барабана. Благодаря тому, что полосы, из которых смонтирован барабан 5, имеют переменную ширину вогнутой, выпуклой или волнистой формы и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана чередующих перфорированных граней осуществляется постепенное разрежение и уплотнение масс сыпучих материалов, что интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации мойки частиц сыпучих материалов, благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц сыпучих материалов и воды внутри барабана из-за взаимного расположения под наклоном друг другу и к оси вращения перфорированных элементов-граней, расположенных по периметру барабана.

Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов, в том числе корнеклубнеплодов, овощей, деталей, строительных материалов, и может быть использовано в пищевой, сахарной, консервной, спиртовой, строительной и других отраслях народного хозяйства. Машина содержит загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос. Барабан выполнен вогнутой, или выпуклой, или волнообразной формы. Полосы, его составляющие, имеют переменную ширину, выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении с образованием чередующихся перфорированных граней, а также имеют надрезы со скошенными стенками. Полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий и ломанных винтовых поверхностей с переменным шагом. Использование изобретения позволит повысить качество мойки сыпучих материалов. 17 ил.

Машина для мойки сыпучих материалов, содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос, отличающаяся тем, что барабан выполнен вогнутой, или выпуклой, или волнообразной формы, а полосы, его составляющие, имеют переменную ширину, выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении с образованием чередующихся перфорированных граней, а также имеют надрезы со скошенными стенками, при этом полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий и ломанных винтовых поверхностей с переменным шагом.