Способ измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями Российский патент 2018 года по МПК B02C9/00 

Изобретение относится к измельчению и просеиванию зерновых материалов и может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности.

Известен способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающий подачу зерна к поверхностям с циклично изменяемыми кривизной и состоянием нескольких движущихся верхних и нижнего рабочих элементов, сообщая им регулируемые качания и вибрационные колебания, причем в качестве одной из поверхностей верхнего рабочего элемента и в качестве поверхности нижнего рабочего элемента используют ситовые тканевые поверхности, а в качестве других поверхностей верхних рабочих элементов используют вогнутые или выпуклые, перфорированные или сплошные со встречной регулируемой шероховатостью поверхности, транспортирование зернового материала поперек и вдоль зон ситовых тканевых поверхностей и вдоль циклично сужающихся и расширяющихся объемов между другими поверхностями, сообщая всем поверхностям регулируемые качания и вибрационные колебания, как и при подаче зерна, с дозированием, распределением тонким слоем, разрушением и образованием сходовых и проходовых фракций зернового материала в период их дифференцированной рециркуляции на поверхности верхних и нижнего рабочих элементов как в плоскости их качания, так и в поперечной плоскости. При этом можно изменять размеры отверстий, состояние, кривизну и кинематические режимы движения рабочих элементов (патент RU 2263544 C1, МПК В02С 19/16 (2000.01)).

Описанный способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями имеет следующие недостатки:

- отсутствие возможности автоматизации, что приводит к увеличению числа рабочего персонала, а, следовательно, к увеличению экономических потерь;

- повышенная трудоемкость реализации в связи с необходимостью использования большого количества различных рабочих элементов с заранее заданными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающий управляемую подачу зерна к сплошной выпуклой поверхности движущегося верхнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной, состоянием поверхности и амплитудно-частотными характеристиками, в качестве которого используют маятник, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, и опорной вогнутой поверхности нижнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной, состоянием поверхности и амплитудно-частотными характеристиками, также сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, транспортирование зернового материала в изменяемом объеме между этими поверхностями с захватом зерновок, последующими их разрушением и сепарацией при изменяющемся давлении, вывод полученных продуктов через отверстия опорной вогнутой поверхности. При этом управляемую подачу зерна производят на опорную вогнутую поверхность со сквозным участком, а маятнику сообщают регулируемые качания и вибрационные колебания относительно подвеса над опорной вогнутой поверхностью (патент RU 2338593 C2, МПК В02С 9/00 (2006.01)).

Основными недостатками описанного способа являются узкие возможности использования, ограниченные лабораторными условиями, так как применение способа не позволяет получать большую производительность; отсутствие возможности автоматизации, что приводит к увеличению числа рабочего персонала и трудозатрат, а, следовательно, к увеличению экономических потерь.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в расширении возможностей использования способа при увеличении производительности и обеспечении автоматизации предлагаемого процесса.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в способе измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающем управляемую подачу зерна к поверхностям движущегося верхнего рабочего элемента, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, и нижнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной и состоянием поверхностей, транспортирование зернового материала в изменяемом объеме между этими поверхностями с захватом зерновок и последующим их разрушением, вывод полученных продуктов через отверстия, согласно изобретению используют систему синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей верхнего рабочего элемента, подводя к ней вынужденные регулируемые колебания, транспортирование зернового материала производят в уменьшающемся клиновидном зазоре между поверхностями верхнего рабочего элемента и нижнего неподвижного рабочего элемента, в качестве которого используют систему оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей, а управляемую подачу зерна производят на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента.

Управляемую подачу зерна можно производить в шахматном порядке на поверхности нижних рабочих элементов при увеличении количества рабочих элементов по вертикали.

Расширение возможностей использования способа при увеличении производительности размола обусловлено увеличением количества измельчающих и опорных поверхностей с одновременной поступательной подачей к ним зернового материала.

Автоматизация процесса измельчения зерновых материалов обусловлена синхронизацией колебаний поверхностей верхнего рабочего элемента посредством реализации подвода энергии электродвигателем непосредственно к этим поверхностям, что также приводит к повышению производительности.

На приведенном чертеже схематично представлена схема осуществления способа измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями.

Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:

- ω - частота вращения питателя;

- (А, ω) - амплитудно-частотная характеристика колебательного движения верхнего рабочего элемента;

вертикальными линиями со стрелками показаны направления подачи и вывода зернового материала;

- штриховыми линиями показаны направления движения зернового материала после питателя;

- штрихпунктирными линиями со стрелками показаны направления движения зернового материала после измельчения.

Способ измельчения зернового материала колеблющимися поверхностями реализуется посредством подачи зерна через бункер 1 с задвижкой 2 к питателю 3, к движущемуся верхнему рабочему элементу 4 с электродвигателем 5, к неподвижному нижнему рабочему элементу 6 и к устройствам 7 вывода зернового материала.

Способ измельчения зернового материала колеблющимися поверхностями осуществляется следующим образом.

Зерно направляют в бункер 1 и при ручном или автоматическом выдвижении задвижки 2 разделяют с регулируемой частотой посредством питателя 3 с направлением к системам синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей, то есть поверхностей с изменяемыми кривизной и состоянием, движущегося верхнего рабочего элемента 4, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой (А, ω), и оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей, то есть поверхностей с изменяемыми кривизной и состоянием, нижнего неподвижного рабочего элемента 6.

Производят управляемую подачу зерна на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента 6 и транспортирование зернового материала в последовательном дискретном режиме в изменяемом объеме, являющемся уменьшающимся клиновидным зазором, между поверхностями верхнего рабочего элемента 4 с подводом к нему электроэнергии посредством электродвигателя 5 и поверхностями нижнего неподвижного рабочего элемента 6, с ориентацией, захватом зерновок, регулируемой деформацией и последующим их разрушением.

После размола дозированной порции зернового материала полученный измельченный материал выводят через устройства 7 при изменяющемся давлении.

Таким образом, при встрече верхнего рабочего элемента 4 с нижним рабочим элементом 6 на определенном промежутке времени создают изменяемый объем, являющийся уменьшающимся клиновидным зазором, между этими поверхностями, с захватом зерновок и последующим их разрушением, и выводят продукты измельчения через отверстия, то есть создание изменяемого объема производят дискретно.

Управляемую подачу зерна можно производить в шахматном порядке на поверхности нижних рабочих элементов при увеличении количества верхних рабочих элементов 4 и нижних рабочих элементов 6 по вертикали для придания устойчивости всей системе.

Применение предложенного способа позволяет расширить возможности использования способа и обеспечить автоматизацию процесса измельчения зерновых материалов при увеличении производительности.

Способ может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности. Осуществляют управляемую подачу зерна к поверхностям движущегося верхнего 4 и нижнего 6 рабочих элементов с изменяемыми кривизной и состоянием поверхностей. Верхнему 4 рабочему элементу сообщают регулируемые качания и вибрационные колебания. Зерновой материал транспортируют в изменяемом объеме, а именно в уменьшающемся клиновидном зазоре между этими поверхностями с захватом зерновок и последующим их разрушением. Вывод полученных продуктов осуществляют через отверстия. В качестве верхнего 4 рабочего элемента используют систему синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей, к которой подводят вынужденные регулируемые колебания. В качестве нижнего 6 неподвижного рабочего элемента используют систему оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей. Управляемую подачу зерна производят на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента. Способ позволяет автоматизировать процесс измельчения зерновых материалов при увеличении производительности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающий управляемую подачу зерна к поверхностям движущегося верхнего рабочего элемента, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, и нижнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной и состоянием поверхностей, транспортирование зернового материала в изменяемом объеме между этими поверхностями с захватом зерновок и последующим их разрушением, вывод полученных продуктов через отверстия, отличающийся тем, что используют систему синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей верхнего рабочего элемента, подводя к ней вынужденные регулируемые колебания, транспортирование зернового материала производят в уменьшающемся клиновидном зазоре между поверхностями верхнего рабочего элемента и нижнего неподвижного рабочего элемента, в качестве которого используют систему оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей, а управляемую подачу зерна производят на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управляемую подачу зерна производят в шахматном порядке на поверхности нижних рабочих элементов при увеличении количества рабочих элементов по вертикали.