Устройство для получения мезги из корнеклубнеплодов при лабораторных исследованиях
DEVICE FOR OBTAINING PULP FROM ROOT CROPS IN LABORATORY STUDIES

Изобретение относится к машинам для измельчения корнеклубнеплодов, а именно к устройствам для получения мезги из корнеклубнеплодов, например, при лабораторных исследованиях сахаристости сахарной свеклы в условиях сахарных заводов.
Известно устройство для получения мезги из корнеклубнеплодов при лабораторных исследованиях, содержащее раму, дисковую пилу, связанную с механизмом привода, и прикрепленные к раме с обеих сторон дисковой пилы направляющие с размещенной в них и имеющей возможность перемещения по ним пластины с вырезом, к которой шарнирно прикреплены рычаги-захваты с зубьями для удержания корнеклубнеплодов, пластина с вырезом снабжена приводом на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя и упругого накопителя механической энергии, установленного между пластиной с вырезом и рамой, упругий накопитель жестко соединен с пластиной и рамой, ход пластины в сторону дисковой пилы ограничен датчиком положения, а рычаги-захваты связаны друг с другом упругим элементом (Патент РФ №2502448 Устройство для получения мезги из корнеклубнеплодов при лабораторных исследованиях / А.Р. Абдулгазина, Р.С. Аипов, Г.В. Юхин, И.П. Юхин, - №2012112229/13; Заявлено 29.03.2012. опубл. 27.12.2013. бюлл. №36).
Недостатком данного устройства являются большие энергетические затраты и низкая эффективность получения мезги из корнеклубнеплодов.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности получения мезги из корнеклубнеплодов и снижение энергетических затрат.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для получения мезги из корнеклубнеплодов при лабораторных исследованиях, содержащем раму, дисковую пилу, связанную с механизмом привода, и прикрепленные к раме с обеих сторон дисковой пилы направляющие с размещенной в них и имеющей возможность перемещения по ним пластины с вырезом к которой шарнирно прикреплены рычаги-захваты с зубьями для удержания корнеклубнеплодов, пластина с вырезом снабжена приводом на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя и упругого накопителя механической энергии, установленного между пластиной с вырезом и рамой, упругий накопитель жестко соединен с пластиной и рамой, ход пластины в сторону дисковой пилы ограничен датчиком положения, а рычаги-захваты связаны друг с другом упругим элементом, цилиндрический линейный асинхронный двигатель имеет число пар полюсов равное трем, а ротор жестко соединен с пластиной с вырезом.
Выполнение индуктора с числом пар полюсов равным трем приводит к интенсивному появлению в линейном асинхронном двигателе (ЛАД) краевых эффектов (Веселовский О.Н. Линейные асинхронные двигатели / О.Н. Веселовский, А.Л. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - c. 38).
Краевой эффект выражается в изменении силы тяги ЛАД с частотой, равной двойной частоте переменного тока, подаваемой блоком питания на обмотки двигателя, что приводит к вибрации цилиндрического ротора и, как следствие, пластины с вырезом при их совместном движении, следовательно, и корнеклубнеплода. Высокочастотные колебания корнеклубнеплодов при их поступательном движении относительно дисковой пилы приведут к повышению эффекта получения мезги, дисковая пила будет испытывать меньшее сопротивление. Тем самым ускорится процесс получения мезги с каждого корнеклубнеплода.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 1 (крепление стола к раме); на фиг. 5 - узел I на фиг. 3 (размещение пластины с вырезом в направляющих).
Устройство состоит из рамы 1, на которой закреплен механизм привода 2, связанный с дисковой пилой 3, размещенной в прорези стола 4. С двух сторон дисковой пилы 3 установлена в направляющих 5 пластина 6 с вырезом 7. К пластине 6 шарнирно прикреплены рычаги захваты 8 с упругим элементом 9 и зубьями 10 для прочного закрепления корнеклубнеплодов. Под дисковой пилой 3 на раме 1 закреплен приемный бункер 11. Между пластиной 6 и рамой 1 установлен привод 12 на базе ЛАД с цилиндрическим ротором 13 и упругий накопитель механической энергии 14. Ротор 13 жестко соединен с пластиной 6. Упругий накопитель механической энергии 14 жестко соединен с пластиной 6 и рамой 1. Стол 4 установлен с возможностью регулирования высоты установки посредством болтов-барашков 15, размещенных в пазах 16 кронштейнов стола 4. Движение пластины 6 в сторону дисковой пилы 3 ограничивается датчиком положения 17.
Механизм привода выполнен с регулируемым числом оборотов посредством изменения диаметра шкива на валу двигателя 2 или на валу шкива дисковой пилы 3. Регулирование необходимо для получения мезги из разных корнеклубнеплодов.
В предложенном устройстве возможна реализация упругого накопления механической энергии 14 на базе одного или нескольких одинаковых упругих элементов. Жесткость отдельного упругого элемента может быть постоянной или с возрастающей в функции его растяжения.
Цилиндрический ЛАД должен иметь максимальную электромагнитную силу в момент его включения. А также число равное трем для обеспечения большей интенсивности проявления краевых эффектов.
Устройство работает следующим образом.
Стол 4 устанавливают на определенную высоту в зависимости от размера корнеклубнеплода относительно верхнего края дисковой пилы 3.
Корнеклубнеплод укладывают на стол 4, размещая его в вырезе 7 пластины 6, и ориентируют относительно плоскости реза пилы 3. Затем посредством рычагов-захватов 8, зубьями 10 и упругим элементом 9 зажимают корнеклубнеплод. После этого оператор нажимает кнопку включения блока питания (на фиг. не показан). Блок питания подает переменное напряжение на обмотки двигателей 2 и 12. Дисковая пила 3 начинает вращаться, одновременно с этим при подаче питания на ЛАД начинает перемещаться ротор 13, с одновременной вибрацией равной двойной частоте источника питания, вместе с ним и пластина 6 с корнеклубнеплодом в направлении дисковой пилы 3. Получаемая при этом мезга центробежными силами отбрасывается в приемный бункер 11. При движении ротора 13 упругие накопители механической энергии 14 растягиваются. Когда пластина 6 достигает датчика положения 17, на блок питания поступает сигнал на его отключение. Переменное напряжение снимается с обмоток двигателей 2 и 12. Прекращается вращение дисковой пилы 3, одновременно прекращается действие электромагнитной силы на ротор 13. Под действием потенциальной энергии растянутых упругих накопителей механической энергии 14 пластина 6 вместе с рычагами-захватами 8 и остатками корнеклубнеплода возвращается в исходное положение. Из приемного бункера 11 мезга извлекается и передается на анализ. При необходимости следующего включения устройства, остатки корнеклубнеплода убираются со стола, а на его место помещается следующий корнеклубнеплод. Описанный процесс повторяется.
В предлагаемом устройстве исключается возможность травмы оператора вращающейся дисковой пилой 3, так как перемещение корнеклубнеплода при вращении дисковой пилы 3 осуществляется без участия оператора.
Точность анализа определяется равномерностью получения мезги из различных зон корнеклубнеплода. При ручном перемещении добиться равномерности невозможно. При перемещении корнеклубнеплода приводом 12 на базе ЛАД с упругим накопителем механической энергии 14 возможно обеспечить максимальную равномерность получения мезги. Равномерность получения мезги определяется тем, что корнеклубнеплод, установленный на столе 4, имеет каплеобразную форму с утолщением со стороны выреза пластины 6, следовательно, при перемещении корнеклубнеплода дисковая пила 3 по мере подачи будет испытывать большее сопротивление. Одновременно с этим по мере растягивания упругий накопитель механической энергии 14 будет оказывать большее сопротивление пластине 6. Вследствие чего по мере взаимодействия дисковой пилы 3 с участком большего диаметра корнеклубнеплода скорость подачи корнеклубнеплода линейным асинхронным двигателем 12 будет уменьшаться, тем самым обеспечиваться равномерность получения мезги из различных участков корнеклубнеплода.
Корнеклубнеплоды имеют разную форму, в связи с этим для обеспечения большей равномерности получения мезги, необходимо устанавливать в устройстве упругий элемент с жесткостью, выбранной по форме корнеклубнеплода.
Так как двигатели 2 и 12 устройства подключаются к блоку питания только на время получения мезги с одного корнеклубнеплода, уменьшается и потребление устройством электрической энергии. Дополнительно к этому использование краевого эффекта ЛАД в техническом решении для ускорения процесса резки и повышения эффекта получения мезги из корнеклубнеплода способствует повышению суммарного коэффициента полезного действия привода с ЛАД, что приводит к дополнительной экономии электрической энергии.