Способ измельчения зернового материала и устройство для его осуществления
Изобретение предназначено для измельчения зернового материала. Способ измельчения зернового материала включает загрузку зернового материала в загрузочный бункер, подачу зернового материла под ударные воздействия шарнирно подвешенных молотков последовательно, регламентированными порциями, после взаимодействия с молотком разрушенный зерновой материал разгоняется до скорости 60-70 м/с, веером сходит с рабочей грани молотка и направляется в верхний формирующий канал, разделяется в нем на фракции, мелкая фракция проходит через перфорированную стенку формирующего канала, под действием центробежной силы и воздушного потока направляется на сито, более удаленное от ротора, и выводится из рабочей камеры через выгрузное устройство, а сход в нем формируется в ровный слой, который через узкое отверстие канала снова направляется под ударное воздействие следующего молотка, после чего отбрасывается на ряд сит, где разделяется на фракции, последовательно проходя сита с разным диаметром отверстий, и каждая фракция выводится из рабочей камеры по выгрузным каналам через соответствующее выгрузное устройство, недоизмельченная фракция зернового материала направляется в нижний формирующий канал, при выходе из которого доизмельчается и выводится в выгрузное устройство. Устройство включает корпус в виде улитки центробежного вентилятора и с крышкой, в центральной части которой выполнено отверстие, ротор выполнен в форме двух дисков, соединенных между собой ребрами жесткости, между дисками закреплены призматические молотки с рифленой поверхностью, идущие по одному следу, в центральной части передней стенки ротора имеется отверстие, соосное отверстию в крышке корпуса и равное ему по диаметру, внутри корпуса установлены два формирующих канала, один формирующий канал, задняя стенка которого перфорирована, установлен в верхней части корпуса над ротором по ходу движения молотков и расположен таким образом, чтобы его задняя перфорированная стенка находилась между ситами, при этом диаметр ее перфорации равен диаметру отверстий сита, более удаленного от ротора, а другой - в нижней части корпуса между ротором и ситом, расположенным сразу за ротором, два сита расположены друг за другом в радиальном направлении с образованием между ними выгрузных каналов. Изобретение позволяет повысить качество измельченного зернового продукта и снизить энергозатраты на его измельчение. 2 c.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к измельчению зернового материала и может быть использовано в комбикормовой, пищевой и химической промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ дробления зернового материала /Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. Справочник ч.1 - М.: Россельхозиздат. - С. 125 - 158/, включающий загрузку зернового бункера, подачу зерна на измельчение, измельчение зерна за счет ударного воздействия шарнирно подвешенных молотков, разделение измельченного материала на фракции, выгрузку готовой продукции, возврат недоизмельченной фракции в дробильную камеру.
Недостатком способа измельчения зернового материала является низкое качество получаемого измельченного продукта, не соответствующее зоотехническим требованиям, высокая энергоемкость процесса измельчения.
Техническая задача изобретения - повышение качества измельченного зернового продукта и снижение энергозатрат на его измельчение.
Техническая задача достигается тем, что в способе измельчения зернового материала, включающем загрузку зернового материала в загрузочный бункер, подачу зернового материала в рабочую камеру дробилки, измельчение зерна за счет ударного воздействия шарнирно подвешенных молотков, разделение измельченного материала на фракции, возврат недоизмельченной фракции в рабочую камеру, выгрузку готового продукта из рабочей камеры, новым является то, что подачу зернового материала под ударные воздействия молотков осуществляют последовательно, регламентированными порциями, причем величина порции определяется пропускной способностью загрузки и скоростью движения лотков, после взаимодействия с молотком разрушенный зерновой материал разгоняется до скорости 60-70 м/с и за счет центробежной силы веером сходит с рабочей грани молотка и направляется в верхний формирующий канал, разделяется в нем на фракции, мелкая фракция проходит через перфорированную стенку формирующего канала, под действием центробежной силы и воздушного потока направляется на сито, более удаленное от ротора, и выводится из рабочей камеры через выгрузное устройство, а сход формируется в ровный слой, который через узкое отверстие канала снова направляется под ударное воздействие следующего молотка, после чего отбрасывается под действием центробежной силы и воздушного потока на ряд сит, где разделяется на фракции, последовательно проходя сита с разным диаметром отверстий, и каждая фракция выводится из рабочей камеры по выгрузным каналам через соответствующее выгрузное устройство, недоизмельченная фракция зернового материала направляется в нижний формирующий канал, при выходе из которого доизмельчается и выводится в выгрузное устройство.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измельчения зерна (молотковая дробилка) [Патент №787530 РФ, 1993 г.], содержащее корпус, в котором установлен ротор с пакетами молотков, вращающуюся рифленую деку, формирующий канал, решето, поворотную заслонку, загрузочное и выгрузное устройства, отсекатель.
Недостатком устройства для измельчения зернового продукта является низкое качество получаемого измельченного продукта, не соответствующее зоотехническим требованиям, высокая энергоемкость процесса измельчения.
Техническая задача изобретения - повышение качества измельченного зернового продукта и снижение энергозатрат на его измельчение.
В устройстве для измельчения зернового материала, включающем корпус с загрузочным бункером и выгрузным устройством, установленный в корпусе ротор с шарнирно подвешенными молотками, просеивающий элемент, привод, новым является то, что корпус выполнен в виде улитки центробежного вентилятора и снабжен крышкой, в центральной части которой выполнено отверстие для сквозной подачи воздуха в рабочую камеру, ротор выполнен в форме двух дисков, соединенных между собой ребрами жесткости, одновременно являющимися лопатками для перемещения воздушного потока, между дисками закреплены призматические молотки с рифленой поверхностью, идущие по одному следу, в центральной части передней стенки ротора также имеется отверстие для сквозной подачи воздуха в рабочую камеру, соосное отверстию в крышке корпуса и равное ему по диаметру, внутри корпуса установлены два формирующих канала, один формирующий канал, задняя стенка которого перфорирована, установлен в верхней части корпуса над ротором по ходу движения молотков и расположен таким образом, чтобы его задняя перфорированная стенка находилась между ситами, а диаметр ее перфорации был равен диаметру отверстий сита, более удаленного от ротора, а другой - в нижней части корпуса между ротором и ситом, расположенным сразу за ротором, причем сита расположены друг за другом в радиальном направлении с образованием между ними выгрузных каналов, заканчивающихся выгрузными устройствами, и имеют диаметр отверстий, уменьшающихся по мере удаления от ротора.
Технический результат заключается в повышении качества измельченного продукта и снижении энергозатрат на его измельчение за счет исключения циркулирования измельченного продукта в рабочей камере устройства и повышения эффективности ударного воздействия молотков и подачи регламентированных порций зернового материала на измельчение.
На фиг.1 представлена схема устройства для измельчения зернового материала, на фиг.2 - разрез по А-А.
Устройство для измельчения зернового материала состоит из корпуса 1, выполненного в виде улитки, центробежного вентилятора с загрузочным патрубком 8 и выгрузными устройствами 9,10,11, в корпусе установлен ротор, выполненный в форме двух дисков 5, 16, соединенных между собой ребрами жесткости, которые одновременно являются лопатками 13 для перемещения воздушного потока, между дисками закреплены призматические молотки с рифленой поверхностью 4, идущие по одному следу, внутри корпуса выполнены формирующие каналы 6 и 7, расположенные по ходу движения молотков, формирующий канал 6 установлен в верхней части корпуса над ротором и расположен таким образом, чтобы его задняя перфорированная стенка 17 находилась между ситами, а диаметр ее перфорации был равен диаметру отверстий сита, более удаленного от ротора, формирующий канал 7 расположен в нижней части корпуса между ротором и ситом, расположенным сразу за ротором, корпус снабжен крышкой 14, в центральной части которой выполнено отверстие 15 для сквозной подачи воздуха, в центральной части передней стенки ротора также выполнено отверстие, соосное отверстию в крышке и равное ему по диаметру для сквозной подачи воздуха, сита 2 и 3 имеют разный диаметр отверстий, уменьшающийся по мере удаления от ротора.
Способ измельчения зернового материала в устройстве осуществляется следующим образом.
Включением привода (условно не показан) ротор 5 с шарнирно подвешенными призматическими молотками и лопатками приводится в движение, начинает вращаться и перемещать воздушный поток от центрального отверстия 15 в крышке корпуса 14 через отверстие 12 в передней стенке ротора, через отверстия сит 2 и 3, отверстия формирующих каналов 6 и 7 к выгрузным устройствам 9,10,11.
При подходе одного из молотков 4 к загрузочному бункеру 8 происходит ударное воздействие молотка по вышедшей из загрузки порции измельчаемого материала (рифли молотка увеличивают эффективность удара), после взаимодействия с молотком разрушенная порция зернового материала разгоняется до скорости 60 - 70 м/с и за счет центробежной силы веером сходит с рабочей грани молотка и направляется в верхний формирующий канал 6, расположенный над ротором по ходу движения молотков, идущих по одному следу, задняя стенка которого перфорирована, т.е. представляет собой сито с диаметром отверстий, равным диаметру отверстий сита 3, более удаленного от ротора, в формирующем канале разрушенный зерновой материал просеивается, прошедший через перфорированную стенку 17 измельченный зерновой материал под действием центробежной силы и воздушного потока направляется на сито 3 и выводится через выгрузной канал и выгрузное устройство 11, а сход формируется в нем в ровный слой и через узкое нижнее отверстие направляется под ударное воздействие следующего молотка, после чего измельченный зерновой материал отбрасывается на решето 2, где образовавшаяся после двух ударов мелкая фракция (мелкий модуль) проходит через его отверстия, и под действием центробежной силы и сквозного потока воздуха, проходящего через отверстия формирующих каналов 6 и 7, решет 2 и 3, направляется в выгрузное устройство 11. Проход через решето 2 и сход с решета 3 направляются в выгрузное устройство 10 (средний модуль). Сход с решета 2, то есть недоизмельченная фракция зернового материала, направляется в формирующий канал 7, организуется в нем в ровный слой, выходит из него, подвергается следующему ударному воздействию одного из молотков 4 и выводится из выгрузного канала через выгрузное устройство 9 (крупный модуль) и процесс повторяется. Подача зернового материала последовательно, регламентированными порциями и устройство для его измельчения позволяют вывести уже измельченный зерновой продукт из рабочей камеры дробилки и исключить его рециркуляцию, что значительно улучшает гранулометрический состав и качество измельченного зернового продукта.
Экспериментально установлено, что предлагаемый способ измельчения зернового материала и устройство для его осуществлении позволяют использовать меньшие рабочие скорости молотков (60-70 м/с) за счет их жестких ударных воздействий на подаваемый последовательно, регламентируемыми порциями измельчаемый зерновой материал, что приводит к уменьшению затрат электроэнергии на 5-10%.
Размер порции зернового материала, захватываемого молотками, количество молотков, расстояние между ними, а также диаметр отверстий ситовых поверхностей определяются производительностью установки, скоростью вращения ротора и физико-механическими свойствами измельчаемого материала.
Важную роль в молотковых дробилках при измельчении зернового материала играет воздушный поток, и форма корпуса в виде улитки центробежного вентилятора позволяет полнее использовать воздушный поток, создаваемый ротором дробилки.
Предлагаемый способ измельчения зернового материала и установка для его осуществления дают возможность:
- повысить равномерность гранулометрического состава измельченного зернового продукта на 30%;
- уменьшить рабочие скорости молотков до 60 - 70 м/с;
- уменьшить затраты электроэнергии на измельчение зернового продукта на 5-10%;
- уменьшить износ молотков;
- повысить качество измельчаемого зернового продукта.
1. Способ измельчения зернового материала, включающий загрузку зернового материала в загрузочный бункер, подачу зернового материала в рабочую камеру дробилки, его измельчение за счет ударного воздействия шарнирно подвешенных молотков, разделение измельченного материала на фракции, возврат недоизмельченной фракции в рабочую камеру, выгрузку готового продукта из рабочей камеры, отличающийся тем, что подачу зернового материла под ударные воздействия молотков осуществляют последовательно, регламентированными порциями, причем величина порций определяется пропускной способностью загрузки и скоростью движения молотков, после взаимодействия с молотком разрушенный зерновой материал разгоняется до скорости 60-70 м/с и за счет центробежной силы веером сходит с рабочей грани молотка и направляется в верхний формирующий канал, разделяется в нем на фракции, мелкая фракция проходит через перфорированную стенку формирующего канала, под действием центробежной силы и воздушного потока направляется на сито, более удаленное от ротора, и выводится из рабочей камеры через выгрузное устройство, а сход в нем формируется в ровный слой, который через узкое отверстие канала снова направляется под ударное воздействия следующего молотка, после чего отбрасывается под действием центробежной силы и воздушного потока на ряд сит, где разделяется на фракции, последовательно проходя сита с разным диаметром отверстий, и каждая фракция выводится из рабочей камеры по выгрузным каналам через соответствующее выгрузное устройство, недоизмельченная фракция зернового материала направляется в нижний формирующий канал, при выходе из которого доизмельчается и выводится в выгрузное устройство.
2. Устройство для измельчения зернового материала, включающее корпус с загрузочным бункером и выгрузным устройством, установленный в корпусе ротор с шарнирно подвешенными молотками, просеивающий элемент, привод, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде улитки центробежного вентилятора и снабжен крышкой, в центральной части которой выполнено отверстие для сквозной подачи воздуха в рабочую камеру, ротор выполнен в форме двух дисков, соединенных между собой ребрами жесткости, одновременно являющимися лопатками для перемещения воздушного потока, между дисками закреплены призматические молотки с рифленой поверхностью, идущие по одному следу, в центральной части передней стенки ротора также имеется отверстие для сквозной подачи воздуха в рабочую камеру, соосное отверстию в крышке корпуса и равное ему по диаметру, внутри корпуса установлены два формирующих канала, один формирующий канал, задняя стенка которого перфорирована, установлен в верхней части корпуса над ротором по ходу движения молотков и расположен таким образом, чтобы его задняя перфорированная стенка находилась между ситами, а диаметр ее перфорации равен диаметру отверстий сита, более удаленного от ротора, а другой - в нижней части корпуса между ротором и ситом, расположенным сразу за ротором, причем сита расположены друг за другом в радиальном направлении с образованием между ними выгрузных каналов, заканчивающихся выгрузными устройствами, и имеют диаметр отверстий, уменьшающихся по мере удаления от ротора.
