Устройство для мойки сыпучих материалов
Владельцы патента RU 2535942:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой, строительной и других отраслях народного хозяйства. Устройство содержит загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан. Барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы. Торцевая стенка у загрузочного лотка смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской. Торцевая стенка у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы. По всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Использование изобретения позволит повысить интенсивность и качество мойки. 4ил.
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 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, выполненный по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой одинаковых по ширине перфорированных полос с образованием по периметру барабана наружных перфорированных напусков.
Недостатком известной машины является недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивность смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов, сложность изготовления.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является 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 конической формы, 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.
Недостатком известной машины является недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивность смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов, сложность изготовления.
Техническим решением задачи является повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей за счет увеличения интенсивности смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов за счет увеличения диапазона изменений векторов перемещений и переориентации частиц сыпучих материалов, увеличения энергоемкости их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками барабана, упрощение изготовления.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для мойки сыпучих материалов, содержащем загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного лотка смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской, а торцевая стенка у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства 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 и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного лотка смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской, а торцевая стенка у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, нарушает стационарность движения сыпучих материалов, повышает производительность и эффективность мойки, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного лотка смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской, а торцевая стенка у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, сыпучие материалы совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность мойки, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине просеивающей поверхности смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая обеспечивает не только перемещение частиц сыпучих материалов в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса мойки за счет того, что частицы материалов, совершающих циркуляционное движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии барабана, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками барабана, расширяют технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана цилиндрическая пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц сыпучих материалов и изменять скорости перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.
Новизна заключается также в том, что направление витков, цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения барабана, что обеспечивает транспортировку частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для мойки сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, пространственное изображение; фиг.4 - торцевая стенка конической формы.
Устройство для мойки сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2) 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.2), система 7 управления сигнализацией для регулировки уровня воды (фиг.2), выгрузной лоток 8 для выгрузки частиц сыпучих материалов, прошедших мойку. Барабан 5 снабжен приводной звездочкой 9. Внизу ванны 1 имеется бункер 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) при необходимости слива воды из ванн 1 однооборотные механизмы 11 снабжены штурвалами 14. Барабан 5 снабжен втулками с 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. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц сыпучих материалов материала внутри барабана 5 смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы 19 с плоским сечением витков, с направлением витков, совпадающих с направлением вращения барабана 5. Пружина 19 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 19 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 19 может производиться в процессе отделения мойки сыпучих материалов.
Барабан 5 (фиг.1, фиг.2, фиг.3) выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка 20 у загрузочного лотка смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской, а торцевая стенка 21 у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы (фиг.4).
Устройство для мойки сыпучих материалов работает следующим образом.
Сыпучие материалы (фиг.1, фиг.2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана в каждом поперечном сечении, при этом сыпучие материалы совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате поток движущихся масс сыпучих материалов нестационарен, а размеры и расположение активного движения и мойки сыпучих материалов заметно меняются за время одного оборота барабана 5. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц сыпучих материалов движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц сыпучих материалов между собой и со стенками барабана 5, а также с торцевыми стенками 20 и 21, что обеспечивает очистку их перфорированных поверхностей и повышает эффективность мойки. Процесс нестационарности движения частиц сыпучих материалов усугубляется расположением торцевых стенок 20 и 21 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц сыпучих материалов вдоль оси вращения барабана 5 и создает зоны различного давления торцевых стенок 20 и 21 на частицы сыпучих материалов. Поэтому частицы сыпучих материалов имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 5 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 20 и 21, расположенных друг к другу и к оси вращения барабана 5, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки воды и частиц сыпучих материалов.
Процесс движения сыпучих материалов, которые поднимаются вверх и падают в воду, непрерывен. Поскольку внутренние перфорированные стенки барабана 5 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 5, 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 смонтированной внутри барабана 5 цилиндрической пружиной 19 выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 5, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение сыпучих материалов внутри барабана 5, которая оборудована устройством для изменения шага витков пружины 19 путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины 19 может производиться также в процессе мойки, т.е. в процессе работы устройство для мойки сыпучих материалов. В зависимости от характеристик сыпучих материалов требуемого времени мойки, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса мойки. Например, если требуется высокая скорость продольного перемещения сыпучих материалов, то увеличивается шаг пружины 19 и, таким образом, изменяется поток движения сыпучих материалов, а значит соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При обработке, требующей длительное время пребывания сыпучих материалов в барабане 5, шаг витков пружины 19 уменьшается и, таким образом, изменяется скорость движения сыпучих материалов, а значит соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. Направление витков пружины 9 может совпадать или быть против направления вращения барабана 5. В нужном положении пружину 9 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). Регулировка величины шага пружины 9 может быть осуществлена также и в процессе мойки. Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну, омывая сыпучие материалы в барабане 5. Вода заполняет пространство между частицами сыпучих материалы, 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.
Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации мойки частиц сыпучих материалов благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц сыпучих материалов и воды внутри барабана.
Устройство для мойки сыпучих материалов, содержащее загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, отличающееся тем, что барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного лотка выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка у разгрузочного лотка размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
