Установка для мойки сыпучих материалов
INSTALLATION FOR WASHING BULK MATERIALS

Изобретение относится к оборудованию для мойки сельскохозяйственного сырья для пищевого производства, в том числе корнеклубнеплодов и овощей.
Известна машина для мойки корнеклубнеплодов (патент №2251362, кл. A23N 12/02, бюл. №13, опубл. 10.05.2005), содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, 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 разными размерами по ширине, с увеличением их по длине барабана от загрузки к выгрузке.
Недостатками известной машины являются ограниченные технологические возможности, низкая производительность и качество мойки, сложность изготовления.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является машина для мойки сыпучих предметов (патент №2305471, кл. A23N 12/02, бюл. №25, опубл. 10.09.2007), содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный в виде однонаправленной пустотелой винтовой колонны, выполненной по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине колонны винтовых одинаковых по ширине полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны вогнутой или выпуклой формы относительно оси вращения барабана с образованием по периметру барабана наружных перфорированных напусков.
Недостатками известной машины являются ограниченные технологические возможности, низкая производительность и качество мойки, сложность изготовления.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышения производительности и качества мойки, упрощение изготовления.
Техническое решение достигается тем, что установке для мойки сыпучих материалов содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, при этом приводной барабан выполнен в виде установленной под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения многогранной перфорированной призмы с плоскими перфорированными гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными щеками многоугольной формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы и под углом ω друг к другу, при этом наиболее длинные оси торцевых перфорированных щек многоугольной формы совпадают друг с другом или повернуты по оси вращения перфорированной призмы относительно друг друга на угол θ. кроме того приводной барабан снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами, к внутренней поверхности которых жестко прикреплены цилиндрические пружины с круглым сечением витков.
Но данным научно-технической литературы на обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции установки для мойки сыпучих материалов.
Новизна заключается в том, что изготовление приводного барабана в виде многогранной перфорированный призмы упрощает изготовление, повышает производительность.
Новизна заключается в том, что монтаж приводного барабана под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения позволяет активизировать циркуляцию масс сыпучих материалов, что приводит к увеличению их взаимных скоростей движения, повышению производительности мойки.
Новизна заключается в том, что наиболее длинные оси торцевых перфорированных щек многоугольной формы совпадают друг с другом или повернуты по оси вращения перфорированной призмы относительно друг друга на угол θ, что обеспечивает переменное не только поперечное, но и продольное сечение, интенсифицирует процесс смешивания и мойку сыпучих материалов, а значит, расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Новизна заключается также в том, что приводной барабан выполнен в виде установленной под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения многогранной перфорированной призмы с плоскими перфорированными гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными щеками многоугольной формы, обеспечивая переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление приводного барабана и выполнение его и виде установленной наклонно относительно горизонтальной оси призмы с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы и друг к другу под углом ω расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Новизна состоит также в том, что в результате выполнения барабана в виде установленной наклонно относительно горизонтальной оси призмы с торцевыми щеками, с размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, нарушается стационарность движения сыпучих материалов, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как по периметру барабан выполнен в виде наклонной призмы, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и качество мойки, расширяет технологические возможности и упрощает изготовление.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по всей длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает не только стационарность движения частиц сыпучих материалов, расширяет технологические возможности, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний частиц сыпучих материалов внутри приводного перфорированного барабана.
Новизна состоит в том, что большие оси торцевых щек многоугольной формы повернуты по оси вращения приводного перфорированного барабана друг относительно друга и, таким образом, ребра призмы по периметру барабана свернуты по винтовым линиям, что усложняет движение частиц сыпучих материалов, повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что расположение многогранных торцевых щек под острым углом к оси вращения многогранной поверхности приводного перфорированного барабана обеспечивает не только разность давления на частицы сыпучих материалов внутри барабана, но и перемещение их от загрузки к выгрузке.
Новизна заключается также в том, что к внутренней поверхности загрузочной и разгрузочной цапф жестко закреплены большим диаметром пружины трапециевидной формы, которые обеспечивают надежность загрузки и выгрузки сыпучих материалов, повышают производительность и расширяют технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для мойки сыпучих материалов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - приводной перфорированный барабан с цапфами; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - наглядное изображение приводного перфорированного барабана с загрузочной и разгрузочной цапфами, у которого наиболее длинные оси торцевых перфорированных щек повернуты по оси вращения.
Установка 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 приводной перфорированный 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. Приводной перфорированный 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. Перфорированный барабан 5 снабжен втулками с опорными кольцами 15, 16, смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 3 и 4. Непрерывное вращение приводного перфорированного барабана 5 осуществляется от мотор-редуктора 17 через ценную 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.
Приводной перфорированный барабан 5 (фиг. 3, фиг. 4) установлен под острым углом ψ к оси его вращения и выполнен в виде многогранной перфорированной призмы с плоскими перфорированными гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными щеками многоугольной формы 17 и 18, смонтированными под острым углом ω одна к другой и под разными углами к оси вращения приводного перфорированного барабана 5, при этом могут быть повернутыми относительно друг друга на угол θ (фиг. 5) и снабжен загрузочной 19 и разгрузочной 20 цапфами.
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
В загрузочной 19 и разгрузочной 20 цапфах жестко закреплены цилиндрические пружины 21 и 22 с круглым поперечным сечением Приводной перфорированный барабан 5 выполнен с возможностью вращения в роликовых опорах 3 и 4. Направление витков пружин 21 и 22 совпадает с направлением вращения приводного перфорированного барабана 5. На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг 4 наиболее длинные оси i-i и i-i торцевых перфорированных щек многоугольной формы 17 и 18 совпадают (i-i≡i-i). На фиг 5 показаны оси i-i и i-i торцевых перфорированных щек многоугольной формы 17 и 18, повернутые по оси вращения приводного перфорированного барабана 5 друг относительно друга па угол θ, при этом i-i≡i'-i'.
Такое конструктивное оформление приводного перфорированного барабана 5 создает дебаланс, что придает частицам сыпучих материалов и воде низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс мойки, но и обеспечивают надежность перемещения частиц сыпучих материалов внутри приводного перфорированного барабана, а также самоочистку его перфораций.
Устройство для мойки сыпучих материалов работает следующим образом.
Сыпучие материалы (фиг. 1, фиг. 2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося приводного перфорированного барабана 5, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 5 в каждом поперечном сечении, при этом сыпучие материалы совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан выполнен в виде наклонной призмы, 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 его торцевыми щеками 17 и 18, что обеспечивает очистку их перфорированных поверхностей и повышает эффективность мойки. Процесс нестационарности движения частиц сыпучих материалов усугубляется расположением торцевых щек 17 и 18 многоугольной формы, что существенно меняет направление движения частиц сыпучих материалов вдоль оси вращения барабана 5 и создает зоны различного давления торцевых щек 17 и 18 на частицы сыпучих материалов. Поэтому частицы сыпучих материалов имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 5 и разности давления торцевых щек многоугольной формы 17 и 18, расположенных под углом 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 щеки 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 корнеклубнеплодов, 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. Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну 1, омывая сыпучие материалы в барабане 5. Вода заполняет пространство между частицами сыпучих материалов, обеспечивая в процессе их движения от загрузки к выгрузке 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, через выгрузной лоток 8 выводятся за пределы установки.
Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации мойки частиц сыпучих материалов благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц сыпучих материалов и воды внутри приводного перфорированного барабана, выполненного в виде наклонной призмы, расширения технологических возможностей, повышения производительности и качества мойки, а также упрощение изготовления.