Зерновая мельница сухого измельчения

 

Сущность изобретения: мельница содержит корпус, вращающуюся размольную чашу со спиральными канавками, сферический рабочий орган со спиральными канавками, лежащий на размольной чаше и имеющий возможность вертикального перемещения. Внутри рабочего органа выполнена дорожка качения, на которую опираются колеса ведомого вала с маховиками. Ведомый вал связан с ведущим посредством шарнира Гука, обеспечивающего качение ведомого вала относительно оси, перпендикулярной осям ведущего и ведомого валов. Между рабочим органом и корпусом установлен регулируемый сильфон, внутри которого размещен ведущий вал. Ведущий вал составлен двумя частями, соединенным посредством шлицевого соединения. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения зерна, может использовать в пищевых отраслях, а также в быту.

В книге Джемса Б.Скарборо (Гироскоп. Теория и применения. Издательство иностранной литературы. Москва, 1861 г.) описана жерновая мельница, представляющая собой гироскопическую дробилку, которая состоит из большого стального чана и тяжелых катков, называемых жерновами. Жернова катятся по дну чана и одновременно вращаются около вертикального вала, укрепленного в центре чана. Разрушение зерна достигается за счет давления, возникающего из-за веса катков и гироскопических сил, возникающих за счет участия катков в двух вращениях: вокруг вертикальной и горизонтальной осей вращения катков. Гироскопические силы обеспечиваются шарнирными соединениями осей катков с ведущим валом.

Недостатком данной мельницы является то, что катки находятся в зоне разрушения зерна, что ухудшает их эксплуатацию.

Известна центробежная мельница (а.с. СССР N 1428466, МКИ B 02 C 15/16, БИ N 37, 1968), в которой используется гироскопический момент для прижатия вращающихся роликов к стенкам корпуса. Мельница имеет выполненный с питателем вращающийся корпус с накладными стенками, внутри которого установлено размольное приспособление, выполненное в виде сообщаемого с воздуховодной системой пустотелого вертикального вала с перфорированным наконечником, при этом размольное приспособление выполнено с установленными на полом валу кронштейнами и роликами, закрепленными на каждом из них посредством продольной оси, шарнирно соединенной с концом кронштейна, ролики имеют яйцевидную форму.

Недостатком данного устройства является то, что ролики находятся в зоне разрушения зерна, что ухудшает условия эксплуатации за счет ухудшения смазки опор роликов и проникновения ее в готовый продукт.

Наиболее близким аналогом зерновой мельницы, принятым в качестве прототипа, является измельчительная установка (а.с. СССР N 1676652, МКИ B 02 C 7/06, БИ N 34, 1991), в которой измельчение достигается за счет перетирания зерна между рабочим органом и стенками корпуса. Рабочий орган этой установки выполнен в виде усеченного конуса с полусферой в его нижней части и имеет центрально расположенный вал привода. Стенки корпуса представляют собой размольную чашу, выполненную в форме цилиндра, также переходящего в полусфер, но большего радиуса, поэтому рабочая зона нуждается в направлении движения зерна. На внешней стороне рабочего органа выполнены спиральные канавки, они также выполнены и внутри размольной чаши. Измельченный продукт отводится через разгрузочный желоб.

Недостатком данного устройства является отсутствие регулировки размола зерна и недостаточно высокая производительность мельницы.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание зерновой мельницы, пригодной для использования в крестьянском хозяйстве. Это означает, что мельница имеет возможность подключения к сетевому напряжению 220 В, 50 Гц, имеет энергопотребление в пределах 1 кВт, обладает производительностью около 100-150 кг/час, удобна в эксплуатации.

Технический результат выражается в увеличении производительности мельницы и улучшении качества размола зерна, что достигается за счет придания размольной чаще вращательного, а рабочему органу колебательного движения путем соединения чаши с корпусом с помощью подшипников, а с электродвигателем с помощью редуктора, кроме того, за счет вращающихся в рабочем органе двух маховиков, создающих пару гироскопических сил, параллельных оси приводного вала и вращающихся вместе с ним. Вместе с силой веса и регулируемой силой прижатия сильфона создается более высокое измельчение и регулировка помола. При этом быстровращающиеся элементы изолированы от зерна, обеспечивая чистоту продукта.

Сущность изобретения заключается в том, что в мельницу, содержащую электродвигатель, размольную чашу, выполненную внутри нижней ее части в виде полусферы с нанесенными на ней сферическими канавками и отводными отверстиями, лежащий на размольной чаше рабочий орган, имеющий на внешней поверхности нижней сферической части спиральные канавки, центрально расположенный вал привода, а также загрузочный бункер и разгрузочный желоб, дополнительно введены два маховика, опирающиеся через ведомый вал на пару колес, шарнир Гука, редуктор, опоры подвеса размольной чаши, сильфон, причем внутри рабочего органа выполнена дорожка качения в виде уступа на кругло стенке, на которую опираются два колеса с ребордами, одно из которых жестко, а другое через подшипник связаны с ведомым валом привода, на котором жестко закреплены два маховика, в свою очередь, ведомый вал связан с помощью шарнира Гука, обеспечивающего возможность прокачки ведомого вала относительно вокруг оси, перпендикулярной осям ведущего и ведомого валов и проходящей через центр сферы рабочего органа, при этом между рабочим органом и корпусом закреплен сильфон, внутри которого расположен вал привода, размольная чаша соединена с корпусом с помощью шарикоподшипников, а с электродвигателем через посредство редуктора, с торца сильфона подпирается гайкой шестеpней, соединенной с шестерней, закрепленной на оси с ключом, а ведущий вал состоит из верхней и нижней частей, связанных между собой шлицевым соединением, обеспечивающим свободу вертикального перемещения рабочего органа.

Данная мельница отличается от прототипа тем, что внутри рабочего органа выполнена дорожка качения в виде уступа на круглой стенке, на которую опираются два колеса с ребордами, одно из которых жестко, а другое через подшипник связаны с ведомым валом привода, на котором жестко закреплены маховики.

На фиг. 1 представлена зерновая мельница в разрезе; на фиг. 2 зерновая мельница, вид сверху, без крышки; на фиг. 3 пояснения к принципу действия.

Зерновая мельница состоит из электропривода 1, зубоременного редуктора 2, ведущего вала 3, ведомого вала 4, узла 5 соединения валов, выполненного в виде шарнира Гука, обеспечивающего свободу качания рабочего органа 6 вокруг оси ОУ (фиг.2). При этом центр сферы рабочего органа 6 лежит на оси шарнира Гука. На валу 4 закреплены два маховика 7 и 8, причем маховик 7 выполнен с валом как единое целое, а маховик 8 соединен с валом шпоночным соединением. Со стороны маховика 7 выполнено колесо 9 с ребордой, которое жестко соединено с валом 4. С другой стороны вала 4 колесо 10 с ребордой соединено с валом 4 через подшипник 11. Подшипник 11 обеспечивает возможность вращения ведомого вала 4 с маховиками 7 и 8 в ту же сторону, что и колесо 9. Колеса 9 и 10 опираются на рабочий орган 6, снаружи выполненный в виде полусферы, а внутри имеющий круговой цилиндрический выступ 12, представляющий собой круговую дорожку качения колес 9 и 10.

Рабочий орган 6 размещен внутри размольной чаши 13 сферической формы, которая закреплена в корпусе 14 при помощи шарикоподшипника 15 и приводится во вращение с помощью редуктора 16 в виде, например, зубоременной передачи. Электропривод 1 смонтирован на опоре 17, которая закреплена на крестовине 18, установленной на крышке 19 корпуса 14. На внешней стороне рабочего органа расположены спиральные канавки 20, выполнены также спиральные канавки 21 внутри размольной чаши. Бункер 22 мельницы выполнен объемно и крепится на крышке 19, подача зерна в рабочую зону регулируется задвижкой 23. В нижней части мельницы крепится лоток 24. Сильфон 25 крепится на крышке рабочего органа 6, упирается в гайку шестерню 26. Ключ 27 крепится на оси шестерни.

Ведущий вал 3 состоит из верхней 3' и нижней 3'' частей, связанных между собой шлицевым соединением так, что между торцами верхней 3' и нижней 3'' частей вала имеется зазор такой величины, что он обеспечивает вертикальное перемещение рабочего органа 6 в случае попадания между ним и размольной чашей 13 твердых включений (камешков и др.). Вертикальное перемещение и передача вращения от верхней 3' к нижней части вала производится через посредство шлицов 28.

Мельница работает следующим образом.

Зерно загружается в бункер 22, открывается задвижка 23, после чего оно попадает в пространство между размольной чашей 13 и рабочим органом 6. Включают электродвигатель 1, смонтированный на опоре 17, которая закреплена на крестовине 18, установленной на крышке 19 корпуса 14. Редуктор 2 начинает вращать ведущий вал 3 с угловой скоростью, который посредством узла 5 и ведомого вала 4 вращает маховики 7 и 8 вокруг оси ОХ. В связи с тем, что колесо 9 жестко связано с валом 4, а колесо 10 через подшипник 11, имеющий малы момент сил трения, младший, чем в паре трения колесо 9 направляющие, вал 4 вместе с маховиками 7 и 8 начинает вращаться с угловой скоростью вокруг оси вала 4. За счет участия маховиков 7 и 8 в двух движениях: переносном с угловой скоростью ω и относительном с угловой скоростью W возникает гироскопический момент, равный M_r= Hω = IΩω, где H = IΩ, и стремящий совместить вектор кинетического момента Н с вектором угловой скорости w. За счет действия момента возникает пара сил P₁ с плечом l.

M P₁l M_r.

При вращении колес 9 и 100 происходит вращение пары сил, в силу чего появляются переменные силы для рабочего органа 6, наряду с постоянной силой P₁ раскачивающие его.

Одновременно электродвигатель 1 через редуктор 16 вращает размольную чашу 13, которая закреплена в корпусе 14 при помощи шарикоподшипников 15.

В результате зерно увлекается рабочим органом 6, канавки 20, выполненные на его внешней стороне, способствуют захвату зерна, спиральные канавки 21, выполненные на размольной чаше внутри, также способствуют захвату зерна. За счет сужения рабочего пространства зерно измельчается и перетирается. Измельченный продукт отводится через отверстие в чаше в лоток 24.

Степень измельчения зерна можно регулировать, изменяя силу прижатия рабочего органа к размольной чаше, посредством сжатия сильфона 25 гайкой - шестерней 26, выполненной в виде зубчатого колеса, которое вращается с помощью шестерни, закрепленной на одной оси с ключом 27.

Данная зерновая мельница предназначена для тонкого помола зерна, имеет сравнительно небольшие габариты (500 x 500 x 500) мм и массу около 40 кг, мощность около 1 кВт и производительность около 120-150 кг/час, что делает возможным ее применение не только на производстве, но и в крестьянских индивидуальных хозяйствах.

Формула изобретения

Зерновая мельница сухого измельчения, содержащая электродвигатель, корпус, размольную чашу с отводным отверстием, выполненную внутри нижней ее части в виде полусферы с нанесенными на ней спиральными канавками, лежащий на размольной чаше рабочий орган, имеющий на внешней нижней сферической части спиральные канавки, центрально расположенный в корпусе ведущий вал, загрузочный бункер и разгрузочный желоб, отличающаяся тем, что она снабжена ведомым валом, парой колес, одно из которых смонтировано на ведомом валу жестко, а другое посредством подшипника, двумя маховиками, закрепленными на ведомом валу, шарниром Гука, связывающим ведомый вал с ведущим и обеспечивающим возможность качания ведомого вала относительно оси, перпендикулярной осям ведущего и ведомого валов, сильфоном, закрепленным между рабочим органом и корпусом, внутри которого размещен ведущий вал, при этом внутри рабочего органа выполнена дорожка качения, на которую опираются колеса, размольная чаша выполнена с возможностью вращения относительно ее продольной оси, сильфон снабжен приспособлением регулировки степени его сжатия, а ведущий вал составлен верхней и нижней частями, соединенными между собой посредством шлицевого соединения для обеспечения вертикального перемещения рабочего органа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3