МАШИНА ДЛЯ МОЙКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL WASHING MACHINE

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. А23N 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 интенсивности смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является машина для мойки 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 интенсивности смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.
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, что интенсифицирует также и их смешивание.
Поставленная задача достигается тем, что в машине для мойки сыпучих материалов, содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, выполненный конической формы, барабан смонтирован из последовательно установленных секций, каждая из которых изготовлена в виде смонтированных двух пар перфорированных треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух равнобедренных перфорированных треугольников, а вторая пара из равнобедренного перфорированного треугольника, равного равнобедренному перфорированному треугольнику первой пары, и равностороннего перфорированного треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного перфорированного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно предыдущей на угол 120° с образованием по наружному и внутреннему периметру барабана трех ломаных винтовых линий основного направления и одной ломаной винтовой линии противоположного направления и образованием по внутреннему периметру барабана трех ломаных винтовых канавок основного направления и одной ломаной винтовой канавки противоположного направлении.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины 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 обусловлена тем, что барабан выполнен многозаходным, с тремя ломаными винтовыми канавками по внутреннему периметру корпуса, что не только обеспечивает транспортировку сыпучих материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана, но и интенсифицирует процесс их смешивания.
Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения барабана - неправильный четырехугольник, который по длине барабана меняет не только свою форму и размеры сторон, но и их расположение относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения сыпучих материалов и способствует интенсификации их смешивания и мойки, при этом векторы скорости движения частиц сыпучих материалов и потоков воды при транспортировке их от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации их смешивания и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что площадь поперечного сечения барабана в виде неправильного четырехугольника меняется по длине барабана, что обеспечивает сжатие и разжижение потоков частиц сыпучих материалов и воды при их движении от загрузки к выгрузке, что обеспечивает интенсификацию процессов смешивания и мойки, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что направленные навстречу друг другу ломаные винтовые канавки основного направления и направленная им навстречу одна винтовая канавка противоположного направления обеспечивают внутри барабана создание встречных потоков движения и смешивания частиц сыпучих материалов и воды, расширяются технологические возможности.
Новизна заключатся также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу не только друг другу под углом, но и к оси вращения барабана плоские перфорированные грани, что обеспечивает нарушение стационарности потоков не только частиц сыпучих материалов, но и потоков воды внутри барабана, при этом скорость воды и ее давление в каждой точке потока хаотически пульсируют и частицы воды совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, а именно турбулентное течение, что обеспечивает интенсификацию мойки сыпучих материалов.
Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания и мойки.
Новизна обусловлена также тем, что перфорированные грани имеют разные форму и размеры с образованием по периметру барабана чередующихся перфорированных граней разных размеров, что обеспечивает постепенное разрежение и уплотнение потоков частиц и интенсифицирует процесс смешивания и мойки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена машина для мойки сыпучих предметов, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - часть барабана, вид спереди; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - секция барабана; на фиг.6 - схема сборки барабана.
Машина 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 имеются бункеры 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 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 8. 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.
1
2
Барабан 5 (фиг.3, фиг.4) выполнен конусообразным с образованием по периметру и внутри корпуса трех ломаных винтовых линий и винтовых канавок основного направления внутри корпуса с переменным по длине барабана 5 шагом S, которые показаны на фиг.3 и фиг.4 утолщенными линиями 19-20-21-22-23, 24-25-26-27, 28-29-30-31-32 и одной ломаной винтовой линией и винтовой канавки противоположного направления с шагом S, показанной на фиг.3 линиями 27-22-30-25-20-28.
Барабан 5 выполнен из последовательно установленных секций (фиг.5), каждая из которых изготовлена в виде смонтированных двух пар перфорированных треугольников «А» и «В», соединенных боковыми сторонами. Первая пара перфорированных треугольников «А» выполнена из двух одинаковых равнобедренных перфорированных треугольников 33 и 34. Вторая пара перфорированных треугольников «Б» смонтирована из равнобедренного перфорированного треугольника 35, равного перфорированным треугольникам 33 и 34 первой пары «А», и равностороннего перфорированного треугольника 36, стороны которого равны боковым сторонам перфорированных треугольников 33, 34, 35.
Каждая последующая секция (фиг.6), при сборке барабана 5, повернута относительно предыдущей секции на 120°.
1
2
3
Например, на фиг.6 показаны секции 37, 38, 39, при этом секция 38 повернута относительно предыдущей секции 37 на 120° против часовой стрелки, секция 39 повернута относительно предыдущей секции 38, в свою очередь, тоже на 120° и т.д. Поворот секций 37, 38, 39 для наглядности показан на фиг.6 положениями точек-вершинами Д, Д, Д.
1
1
2
3
Барабан 5 (фиг.3 и фиг.4) выполнен конусообразным с тремя по периметру барабана 5 ломаными винтовыми линиями с переменным по длине барабана 5 шагом S, которые показаны на фиг.3 и фиг.4 утолщенными линиями 19-20-21-22-23, 24-25-26-27, 28-29-30-31-32 и соответственно им винтовыми канавками К, К, К внутри барабана 5 (фиг.4).
1
При повороте секций относительно друг друга по часовой стрелке образуются винтовые поверхности барабана 5 с правыми винтовыми линиями и винтовыми канавками внутри барабана 5 основного направления с шагом S (фиг.3 и фиг.4).
1
При повороте секций относительно друг друга против часовой стрелки образуются винтовые поверхности барабана 5 с левыми винтовыми линиями и винтовыми канавками основного направления S (на чертежах не показаны).
1
2
3
Из-за наличия по внутренней поверхности барабана 5 трех винтовых линий и соответственно винтовых канавок К, К, К обеспечивается при вращении барабана 5 не только осевое перемещение частиц сыпучих материалов и потоков воды от загрузки к выгрузке, но и повышается интенсивность, энергоемкость и частота взаимодействия частиц сыпучих материалов друг с другом и потоками воды, что интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности.
Барабан 5 может быть снабжен, в случае необходимости, по наружной поверхности (на чертеже не показаны) карманами ромбовидной формы для создания дополнительных потоков воды по наружной и внутренней поверхностей барабана и для интенсификации процесса мойки
Машина для мойки работает следующим образом.
1
2
3
Сыпучие материалы (фиг.1, фиг.2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они захватываются, как лопатами, перфорированными стенками барабана 5 - треугольниками, из которых смонтированы секции, например треугольниками 29, 30, 31, 32 и т.д., и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса сыпучие материалы в зависимости от собственной массы отделяются от стенок барабана 5 и с разных высот падают в воду, находящуюся внутри барабана 5, с последующим одновременным перемещением винтовыми канавками К, К, К барабана 5 в сторону выгрузки. Процесс движения последующих порций 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 может интенсифицируется перфорированным напусками, которыми могут быть снабжены винтовые линии барабана 5 при необходимости (на чертежах не показаны). 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 из-за взаимного расположения под наклоном друг другу и к оси вращения перфорированных элементов - граней, расположенных по периметру барабана.