МАШИНА ДЛЯ МОЙКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL WASHING DEVICE

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 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 машине для мойки сыпучих материалов, содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, барабан с перфорированными стенками по периметру выполнен коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки барабана выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек этих сит повернуты по оси конической поверхности друг относительно друга на угол 0-360° и смонтированы под острым углом 10-90° не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения барабана, при этом по всей длине барабана смонтирована пружина конической 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 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 предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана и выполнение его коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки барабана выполнены в виде сит эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек этих сит повернуты по оси конической поверхности друг относительно друга на угол 0-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения барабана, нарушает стационарность движения сыпучих материалов и потоков воды, повышает производительность и эффективность мойки, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения барабана коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки барабана выполнены в виде сит эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек этих сит повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения барабана, сыпучие материалы совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан выполнен коническим, 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 пружина конической 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 пружина конической 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 возможности.
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.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление конического барабана и выполнение торцевых щек в виде сит и расположение их под острым углом одна к другой нарушает стационарность движения сыпучих материалов и потоков воды, повышает производительность и эффективность мойки, что расширяет технологические возможности, упрощает сборку.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения торцевых щек в виде сит эллиптической формы сыпучие материалы совершают движения по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана, что нарушает стационарность движение сыпучих материалов и потоков воды и обеспечивает не только самоочистку сит, но и повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что поверхность по периметру барабана выполнена конической, ось которой составляет с осью ее вращения острый угол, и поэтому положение центров симметрии барабана в виде эллипсов в процессе его вращения подвижно, что увеличивает смешиваемость сыпучих материалов и потоков воды, повышает эффективность и качество мойки.
Новизна заключается также в том, что большие диаметры эллипсов торцевых щек эллиптической формы повернуты относительно друг друга на некоторый угол, что нарушает стационарность движения потоков сыпучих материалов и воды. Поэтому размеры и расположения активного их взаимодействия заметно меняются за время одного оборота барабана, что обеспечивает не только самоочистку отверстий конической поверхности, барабана и торцевых щек, но и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что расположение торцевых щек под острым углом к оси вращения конической поверхности барабана обеспечивает не только разность давления на сыпучие материалы и потоки воды внутри барабана, но и перемещение этих масс от загрузки к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена машина для мойки сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1, на фиг.3 - пространственное изображение барабана.
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 имееются бункера 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 смонтировна цилиндрическая пружина конической 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.
1
1
2
2
1
2
Барабан 5 с перфорированными стенками по периметру выполнен коническим (фиг.1, фиг.3). Ось 0-0 барабана 5 составляет с осью его вращения 0-0 острый угол α. Торцевые щеки 20 и 21 барабана 5 выполнены перфорированными эллиптической формы (фиг.3), причем большие диаметры D и D эллипсов торцевых щек 20 и 21 повернуты по оси конической поверхности друг относительно друга на угол ω=0-360°. Торцевые щеки 20 и 21 барабана 5 смонтированы под разными углами φ, β к оси вращения барабана 5, т.е. под острым углом 10-90° одна к другой. По всей длине барабана 5 смонтирована пружина 19 конической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 5, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертеже не показано).
Машина для мойки сыпучих материалов работает следующим образом.
Сыпучие материалы (фиг.1, фиг.2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они совершает 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 коническим и наклонным, 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 пружиной 19 конической 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. Пружина 19 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 19 может производиться также в процессе мойки, т.е. в процессе работы машины 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 мойке, 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 материалов, 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 сыпучие 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.