УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕНСИВНОГО УВЛАЖНЕНИЯ ЗЕРНА
DEVICE FOR INTENSE MOISTENING OF GRAINS

Изобретение относится к технике увлажнения зерна различных культур и семян и предназначено для использования в мукомольно-крупяной и комбикормовой промышленности.
Известны увлажнительные машины, содержащие неподвижный цилиндрический корпус, расположенный горизонтально, связанный с приемным и выпускным патрубками, ротор, размещенный в корпусе и связанный с приводом. Ротор выполнен в виде трубы, оборудованной бичами и гонками. Зерно увлажняется путем интенсивного перемешивания с водой при перемещении от приемного патрубка к выпускному патрубку с помощью быстровращающегося ротора (Птушкина Г.Е., Товбин Л.И. Высокопроизводительное оборудование мукомольных заводов / Г.Е. Птушкина, Л.И. Товбин. - М.: Агропромиздат, 1987. - С.109-112).
Недостатками данных устройств являются: отсутствие возможности обеспечения глубокого проникновения влаги внутрь зерна, так как интенсивно захватывают влагу только поверхностные слои зерна, потому что воздух, содержащийся в капиллярах, препятствует более глубокому проникновению влаги во внутренние части зерна, вследствие чего требуется последующее длительное отволаживание для обеспечения распределения влаги внутри зерновок; неравномерность увлажнения отдельных зерновок.
Известно устройство для интенсивного увлажнения зерна, содержащее трубчатый корпус, установленный под углом к горизонтали, связанный с приемным и выпускным патрубками, а также с водоразбрызгивающим устройством, ротор, размещенный в корпусе и связанный с приводом. Ротор выполнен в виде пружины с консольным концом с возможностью перемещения, перемешивания и равномерного распределения влаги по каждому зерну путем осуществления сжатия зерна в процессе перемешивания (патент RU 2235593 С2, опубл. 10.09.2002 г.).
Описанное устройство имеет ряд недостатков: отсутствие возможности обеспечения глубокого проникновения влаги внутрь зерна, так как увлажняются только поверхностные слои зерна, потому что воздух при атмосферном давлении из капилляров не удаляется; травмирование зерна при обработке, что отрицательно сказывается на его технологических свойствах.
Известна также увлажнительная машина для зерна, содержащая корпус с установ-ленным в его полости вертикальным валом с закрепленными на нижнем конце водораспылительным и зерноотбрасывающим дисками с приводом от электродвигателя, заслонку в загрузочной воронке подачи зерна, соединенный с ней игольчатый клапан в линии подачи воды на водораспылительный диск и смесительный шнек под выгрузной горловиной корпуса увлажнителя с приводом от электродвигателя, сблокированного с электродвигателем привода вертикального вала. В загрузочной воронке подачи зерна в корпус и на выходном патрубке шнека-смесителя установлены шлюзовые затворы, образующие внутри корпуса и шнека -смесителя герметичную полость, сообщающуюся с источником вакуума - ротационным вакуумным насосом, причем под шлюзовым затвором шнека-смесителя на выходе установлен влагосниматель в виде шнека-смесителя и на выходе из влагоснимателя также установлен шлюзовой затвор, а внутренняя полость влагоснимателя сообщается с источником подогретого воздуха избыточного давления - с выхлопным патрубком ротационного вакуумного насоса, а воздуховод соединен с насосом (патент RU 2471557 С1, авторы Краснов И.Н., Удовкин А.И., Кравченко И.А., Перекрест Ф.О., опубл. 10.01.2013).
Описанная увлажнительная машина имеет ряд недостатков: замедление процесса проникновения влаги вглубь зерна и увеличение времени его отволаживания после ув-лажнения вследствие того, что шлюзовые затворы, установленные в загрузочной воронке подачи зерна в корпус и на выходном патрубке шнека-смесителя, из-за небольшого объема камер между лопастями крыльчатки не обеспечивают высокую скорость вакуумирования зерна при подаче его в корпус и высокую скорость создания избыточного давления воздуха во влагоснимателе; повышенные энергозатраты на привод, удорожание изготов-ления машины, усложнение ее эксплуатации из-за наличия влагоснимателя, необходимость использования которого отпадает при регулировании количества подаваемой для увлажнения зерна воды.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническим свойствам и достигаемому результату (прототипом) является машина для увлажнения зерна, содержащая корпус, установленный под углом к горизонтали, связанный с приемным и выпускным патрубками, а также с устройством для подачи воды, ротор с лопастями, образующими винтовую поверхность, и бичами, размещенный в корпусе и связанный с приводом. Зерно через приемный патрубок, а вода через штуцер поступают в зону корпуса, где ротор, оборудованный лопастями, разрыхляет поток, закручивает его и в таком состоянии перемещает зерно по корпусу к выходному патрубку. Расположение корпуса под углом к гори-зонтали дополнительно способствует захвату влаги зерном (Демский Д.Б., Веденьев В.Ф. Оборудование для производства муки, крупы и комбикормов / Д.Б. Демский, В.Ф. Веденьев. - М.: ДеЛи принт, 2005. - С. 125).
Вышеописанная машина для увлажнения зерна не позволяет обеспечить глубокое проникновение влаги внутрь зерна, так как интенсифицируется увлажнение только поверхностных слоев зерна, в эндосперм при увлажнении влага почти не проникает из-за воздуха, содержащегося в капиллярах, поэтому для распределения влаги внутри зерновок и достижения зерном наилучших технологических свойств требуется его длительное отволаживание после увлажнения.
Задачей изобретения является создание устройства для интенсивного увлажнения зерна, обеспечивающего более глубокое проникновение влаги внутрь зерна путем скоростного удаления воздуха из капилляров оболочек и наружных слоев эндосперма и последующей их пропитки водой при скоростном создании избыточного давления воздуха, что позволяет сократить время последующего отволаживания зерна.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для интенсивного увлажнения зерна, содержащее корпус, установленный под углом к горизонтали, связанный с приемным и выпускным патрубками, а также с устройством для подачи воды, ротор с лопастями, образующими винтовую поверхность, размещенный в корпусе и связанный с приводом, согласно изобретению снабжено электроклапаном, соединяющим корпус с вакуумным насосом через баллон-ресивер, и вторым электроклапаном, связывающим корпус с воздухом помещения.
Более глубокое проникновение влаги внутрь зерна обусловлено увлажнением зерна в разреженной среде вследствие того, что под действием вакуума капилляры на всей поверхности зерна частично освобождаются от воздуха, в том числе от воздуха, защемленного в капиллярах, при скоростном снижении давления воздуха и становятся более доступными для проникновения в них воды, равномерно смачивающей поверхность зерен. Смачивающая способность воды увеличивается также вследствие ее дегазации при вакуумировании. При последующей скоростной подаче воздуха в корпус устройства влагоперенос, направленный внутрь зерна, резко усиливается, что интенсифицирует увлажнение и позволяет влаге проникнуть в наружные слои эндосперма при равномерном захвате влаги каждой зерновкой.
Устройство для интенсивного увлажнения зерна поясняется чертежом, на котором приведена его схема.
Устройство содержит полый цилиндрический корпус 1, внутри которого образована рабочая камера. Корпус 1 расположен под углом к горизонтали. Внутри корпуса 1 установлен ротор. Ротор выполнен в виде вала 2, на котором закреплены лопасти, образующие винтовую поверхность, и связан с приводом. Таким образом, вал 2 установлен в корпусе 1 с возможностью вращения с помощью привода, в качестве которого использован электродвигатель 3, через ременную передачу 4, закрытую в кожухе.
Вакуумный насос 5 устройства подключен к электродвигателю 6 и баллону-ресиверу 7, имеющему объем, превышающий внутренний объем корпуса как минимум в 10 раз, и предназначен для создания разрежения в баллоне-ресивере 7. Баллон-ресивер 7, в свою очередь, подключен к вакуумметру 8, определяющему степень разрежения воздуха, и связан с электроклапаном 9, обеспечивающим при включении скоростное создание раз-режения в рабочей камере корпуса 1.
Водяной насос 11 устройства связан с корпусом 1 через электроклапан 10, обеспечивающий при включении подачу воды внутрь рабочей камеры корпуса 1.
Последовательно с электроклапаном 9 установлен электроклапан 12, обеспечивающий при включении скоростную подачу атмосферного воздуха из помещения в рабочую камеру. Таким образом, баллон-ресивер 7 и вакуумметр 8 связаны с корпусом 1 через электроклапаны 9 и 12, обеспечивающие скоростное соединение баллона-ресивера и кор-пуса устройства, корпуса устройства и воздуха помещения.
Корпус 1 также снабжен приемным патрубком 13, предназначенным для подачи зерна, подлежащего увлажнению, в рабочую камеру, и выпускным патрубком 14, предназначенным для отвода увлажненного зерна.
Устройство для интенсивного увлажнения зерна работает следующим образом.
Зерно подается в рабочую камеру корпуса 1 через приемный патрубок 13, после чего она герметично закрывается. Далее в ресивере 7 с помощью вакуумного насоса 5 создается вакуум, глубина которого определяется при помощи вакуумметра 8. В рабочую камеру посредством водяного насоса 11 через электроклапан 10 подается вода. Далее посредством включения электроклапана 9 в рабочей камере корпуса 1 резко создается разрежение, вследствие чего поданная для увлажнения вода и поверхностные слои зерна дегазируются. Одновременно приводится в рабочее состояние вал 2. В рабочей камере происходит интенсивное перемешивание зерна, что способствует равномерному распределению влаги. Так как корпус 1 установлен под углом к горизонтали, происходит несколько подъемов зерна вверх в рабочей камере. По истечении заданного времени в рабочую камеру открытием электроклапана 12 резко подается воздух, интенсифицирующий проникновение влаги вглубь зерна. Увлажненное зерно выгружается из рабочей камеры через выпускной патрубок 14.
Подбирая степень разрежения воздуха, количество подаваемой воды и время обработки зерна, можно производить увлажнение различных зерновых культур.
Предложенное устройство по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать увлажнение зерна, обеспечивая более глубокое проникновение влаги внутрь зерна, включая частичное проникновение влаги в эндосперм и равномерный захват влаги каждой зерновкой непосредственно в данном устройстве, что приводит к сокращению времени последующего отволаживания зерна.