ДИСКОВАЯ МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА Российский патент 2014 года по МПК B02C7/18 

Изобретение относится к устройствам для измельчения зерна и может быть использовано в фермерских хозяйствах, на предприятиях пищевой и комбикормовой промышленности.

Известна дисковая мельница для измельчения зерновых культур (патент Российской Федерации №2424056 С1, МПК B02C 7/10 от 20.07.2011). Мельница включает в себя ведущий и пассивный диски, установленные эксцентрично относительно друг друга, мелющая поверхность которых состоит из внутреннего, среднего и внешнего поясов с рифлями. Средний и внешний пояса выполнены в одной плоскости, параллельной диаметральным осям диска, а внутренний пояс - в плоскости под углом γ к ним. Мелющая поверхность дисков снабжена каналами постоянного диаметра не менее размера зерновки измельчаемых культур. Каналы выполнены разной длины параллельно диаметральным осям дисков. В начале каналы имеют выход на поверхность внутренних поясов с образованием пазов с наибольшей шириной в начале паза, равной диаметру канала d, и длиной 1, равной

$$l=\begin{array}{l}d\\ 2\end{array}/\sin \gamma ,(1)$$

где d - диаметр канала;

γ - угол наклона рифлей внутреннего пояса к диаметральным осям рифлей, меньший ширины внутреннего пояса.

В конце каналов окна с выходом на мелющую поверхность среднего пояса дисков шириной, равной диаметру канала, боковые и ближайшая к центру дисков стороны которых выполнены перпендикулярно диаметральным осям дисков. Дальняя от центра диска сторона выполнена под углом β ко дну канала, определяемым из выражения

$$tg\beta =\frac{r\cdot {\omega }^2-g\cdot f}{r\cdot f\cdot {\omega }^2+g},(2)$$

где r - текущее значение радиуса, м;

ω - угловая скорость вращения диска, рад/с;

f - коэффициент трения скольжения;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Суммарная длина окон на мелющей поверхности ведущего и пассивного дисков в радиальном направлении равна двум ширинам среднего пояса.

Недостатком приведенной конструкции является некоторое снижение производительности из-за увеличения крупной фракции продукта на границе среднего и внешнего поясов, так как продукт, поступающий по каналам разной длины в средний пояс, содержит наряду с предварительно плохо измельченными зерновками и целые зерна, это затрудняет переход целых зерен и крупноизмельченных частиц из междискового пространства со средними поясами в междисковое пространство с внешними поясами, имеющими малые значения шага и глубины рифлей.

Технический результат от использования изобретения - повышение производительности за счет появляющейся возможности улучшения условий перехода измельченного продукта из средних поясов во внешние пояса, приводящее к более полному их заполнению.

Технический результат достигается тем, что в дисковой мельнице для измельчения зерна, включающей бункер, корпус с загрузочным и выгрузным отверстиями, внутри которого эксцентрично относительно друг друга установлены ведущий диск, консольно закрепленный на приводном валу и снабженный центральным отверстием для загрузки измельчаемого материала в междисковое пространство, и размещенный на валу, закрепленном на корпусе, пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения и изменения эксцентриситета относительно ведущего диска, мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего, среднего и внешнего поясов с рифлями, мелющие диски снабжены радиальными каналами постоянного диаметра, разной длины параллельно диаметральным осям диска, с выходом на мелющую поверхность среднего пояса дисков, шириной, равной диаметру канала, боковые и ближайшие к центру диска стороны которых выполнены перпендикулярно диаметральным осям дисков, а дальняя от центра дисков сторона выполнена под углом β ко дну канала, а между средним и внешним поясами дисков выполнены кольцевые пазы треугольного сечения шириной H, определяемой из выражения

$$H=\frac{h}{tg\beta }$$ ,

и глубиной h, равномерно уменьшающейся от среднего пояса до внешнего пояса с величины (2,5...3)h₂ до 0,

где h - глубина кольцевого паза, м;

h₂ - высота рифлей среднего пояса, м.

В пазах выбранной формы крупный продукт, во-первых, накапливается, а во-вторых, свободно выходит из них и попадает в зону внешних поясов в момент нахождения кольцевых пазов в зоне внешних поясов при вращении ведущего и пассивного дисков за счет их эксцентричного расположения. Таким образом, кольцевые пазы принудительно переносят продукт в зону внешних поясов.

Мелкая фракция, полученная при прохождении внутренних и средних поясов дисков и размеры которой соизмеримы с шагом и высотой рифлей внешнего пояса, постоянно выходит из кольцевых пазов и попадает в междисковое пространство внешних поясов. Все это увеличивает количество продукта, поступающего в зону внешних поясов, что приводит к возрастанию производительности дисковой мельницы.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами: на фиг.1 показана схема дисковой мельницы для измельчения зерновых культур; на фиг.2 показан ведущий диск; на фиг.3 показан пассивный диск; на фиг.4 показан разрез A-A фиг 2; на фиг.5 показана модель диска.

Дисковая мельница (фиг.1) включает в себя бункер 1, установленный на корпусе 2, имеющем загрузочное отверстие 3 и выгрузное отверстие 4. Внутри корпуса 2 размещены два мелющих диска, один из которых является ведущим диском 5, который консольно закреплен на приводном валу 6, имеет центральное отверстие 7 для загрузки измельчаемого продукта (зерна) в междисковое пространство, второй пассивный диск 8 установлен с возможностью свободного вращения. Диск 8 установлен эксцентрично относительно диска 5. Диск 8 может перед началом работы перемещаться в продольном направлении за счет пружинного механизма 10, который позволяет предварительно регулировать зазор между мелющими дисками 5 и 8 в зависимости от требуемого качества получаемого продукта. Диск 8 смонтирован с возможностью изменения эксцентриситета относительно диска 5 перед началом работы с помощью механизма 11. Мелющая поверхность каждого из дисков (фиг.2 и фиг.3) состоит из внутреннего пояса 12, среднего 13 и внешнего 14, снабженных рифлями в виде концентрических окружностей, имеющих различные шаг и глубину. Ведущий и пассивный диски фиг. 2 и фиг. 3 снабжены радиально расположенными каналами 15, имеющими различную длину. Каналы 15, имеющие одинаковую длину, выполнены симметрично относительно друг друга, что не требует балансировки дисков. Все каналы имеют окна 16 (фиг.2 и фиг.3) шириной, равной диаметру канала, боковые и ближайшие к центру стороны которых выполнены перпендикулярно диаметральным осям дисков, а дальняя от центра дисков сторона 18 выполнена под углом β ко дну канала.

Суммарная длина окон 16 в радиальном направлении ведущего 5 и пассивного 8 дисков равна двум ширинам среднего пояса 13. На длине внутреннего пояса каналы имеют выход на поверхность с образованием пазов 17, наибольшая ширина которых находится в начале канала и равна его диаметру, при этом канал не выходит за пределы внутреннего пояса 12 ведущего и пассивного дисков. Между средним поясом 13 и внешним 14 ведущего 5 и пассивного 8 дисков выполнен кольцевой паз 19 (фиг.4) в виде прямоугольного треугольника, один из катетов которого равен ширине Н кольцевого паза, а второй длиной h=(2,5…3)h₂, где h₂ - высота рифлей среднего пояса, равен максимальной глубине паза. При таком значении h глубина паза будет соизмерима с размерами зерновки. Гипотенуза этого прямоугольного треугольника, представляющая собой дно паза, наклонена к диаметральной оси диска под углом β, равном углу наклона дальней от центра диска стороны 18 канала 15 ко дну канала (диаметральной оси диска) и определяемом из выражения 2. Ширина паза H находится из прямоугольного треугольника ABC (фиг.4):

$$H=\frac{h}{tg\beta }$$ , откуда

$$H=\frac{\left(\mathrm{2,5}\dots 3\right)\cdot h_2\cdot \left(r\cdot f\cdot {\omega }_2+g\right)}{r\cdot {\omega }^2-f\cdot g}$$ ,

где h₂ - высота рифлей среднего пояса, м;

r - текущее значение радиуса, м;

f - коэффициент трения скольжения;

ω - угловая скорость вращения диска, рад/с;

g - ускорение свободного падения, м/с², и глубиной h, равномерно уменьшающейся от среднего пояса до внешнего пояса с величины (2,5... 3)h₀ до 0.

Дисковая мельница работает следующим образом. Зерно из бункера 1 через загрузочное отверстие 3 поступает в мелющий дворик, где захватывается рифлями внутреннего пояса 12 ведущего и пассивного дисков и увлекается во вращательное движение. При взаимодействии рифлей внутренних поясов 12 продукт предварительно измельчается, в дальнейшем часть его под действием центробежных сил, а также давления, создаваемого вновь поступающим продуктом, движется в междисковом пространстве внутреннего 12 и среднего 13 поясов, а часть по каналам 15 сразу поступает в зону средних 13 поясов через окна 16. Продукт, прошедший средние пояса 13, попадает в кольцевые пазы 19, где накапливается. Крупная фракция выходит из них в момент совпадения кольцевых пазов ведущего 5 и пассивного 8 дисков с мелющей зоной внешних поясов 14 ввиду эксцентричного расположения дисков. Мелкая фракция, размеры которой соизмеримы с шагом и глубиной рифлей внешнего пояса, непрерывно выходит из пазов 19 и попадает в зону измельчения внешних поясов. Все это способствует, в сравнении с прототипом, улучшению заполнения междискового пространства в зоне внешних поясов и, как следствие этого, увеличению производительности дисковой мельницы. Измельченный продукт удаляется через выгрузное отверстие 4.

Дисковая мельница для измельчения зерна может быть использована в фермерских хозяйствах, на предприятиях пищевой и комбикормовой промышленности. Мельница содержит бункер, корпус с загрузочным и выгрузным отверстиями. Внутри корпуса эксцентрично установлены ведущий и пассивный диски. Ведущий диск консольно закреплен на приводном валу и снабжен центральным отверстием для загрузки измельчаемого материала в междисковое пространство. Пассивный диск, размещенный на закрепленном на корпусе валу, установлен с возможностью свободного вращения и изменения эксцентриситета относительно ведущего диска. Мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего (12), среднего (13) и внешнего (14) поясов с рифлями. Мелющие диски снабжены радиальными каналами (15) постоянного диаметра разной длины параллельно диаметральным осям диска, с выходом на мелющую поверхность среднего пояса дисков. Каналы имеют окна (16) шириной, равной диаметру канала. Боковые и ближайшие к центру диска стороны каналов выполнены перпендикулярно диаметральным осям дисков. Дальняя от центра дисков сторона (18) канала выполнена под углом ко дну канала. Между средним и внешним поясами дисков выполнены кольцевые пазы треугольного сечения (19). Улучшение условий перехода измельченного продукта из средних поясов во внешние пояса дисков приводит к более полному их заполнению и повышает производительность мельницы. 5 ил.

Дисковая мельница для измельчения зерна, включающая бункер, корпус с загрузочным и выгрузным отверстиями, внутри которого эксцентрично относительно друг друга установлены ведущий диск, консольно закрепленный на приводном валу и снабженный центральным отверстием для загрузки измельчаемого материала в междисковое пространство, и размещенный на валу, закрепленном на корпусе, пассивный диск, установленный с возможностью свободного вращения и изменения эксцентриситета относительно ведущего диска, мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего, среднего и внешнего поясов с рифлями, мелющие диски снабжены радиальными каналами постоянного диаметра разной длины параллельно диаметральным осям диска, с выходом на мелющую поверхность среднего пояса дисков, шириной, равной диаметру канала, боковые и ближайшие к центру диска стороны которых выполнены перпендикулярно диаметральным осям дисков, а дальняя от центра дисков сторона выполнена под углом β ко дну канала, отличающаяся тем, что между средним и внешним поясами дисков выполнены кольцевые пазы треугольного сечения шириной H, определяемой из выражения $$\text{H}=\frac{\text{h}}{\text{tgβ}}$$ , и глубиной h, равномерно уменьшающейся от среднего пояса до внешнего пояса с величины (2,5-3) h₂ до 0, где h - глубина кольцевого паза, h₂ - высота рифлей среднего пояса.