УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОНИЗАЦИИ ЗЕРНА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к кормопроизводству.
Известно устройство для микронизации зерновых продуктов, содержащее рабочую камеру, бункер-дозатор, ленточный транспортер, полотно которого выполнено из прозрачных для ИК-излучения стержней. Над и под полотном транспортера установлены источники ИК-излучения. Транспортировка продукта по транспортеру обеспечивается его возвратно-поступательным движением через подвески с помощью кривошипно-шатунной системы. Обработанный ИК-излучением готовый продукт поступает с транспортера в бункер. (Патент РФ №1666035, МПК A23L 1/18, A23L 1/025, A23L 1/10, заявл. 07.08.1989, опубл. 30.07.91, бюл. №28).
Известное устройство для микронизации зерновых продуктов имеет недостатки.
Устройство для микронизации зерновых продуктов допускает потери тепловой энергии за счет нагрева элементов ленточного конвейера, отражателей ИК-излучателей. Через неплотности между камерой облучения и ленточным транспортером допускаются конвективные потери.
Так же известна устройство для микронизации зерна, содержащее корпус, загрузочный бункер, выгрузное устройство, камеру облучения с ИК-излучателями, выполненную в виде двух расположенных цилиндров, образующих между собой полость для перемещения зерна, ИК-излучатели, размещенные в полости закрытого сверху направляющим конусом внутреннего цилиндра, выгрузное устройство, установленное ниже цилиндров и выполненное в виде диска с выгрузными отверстиями, бункер для обработанного зерна, расположенный ниже выгрузного устройства, внутренний цилиндр камеры облучения, выполненный из кварцевого стекла. Наружный цилиндр выполнен в виде усеченного конуса и установлен с зазором между наружным и внутренним цилиндрами, выгрузной диск выполнен с регулирующими заслонками. (Патент на полезную модель РФ №117268, МПК A23L 1/025, заявл. 30.01.2012, опубл. 27.06.2012.).
Устройство для микронизации зерна работает следующим образом. В приемный бункер засыпают предварительно очищенное от примесей и пыли зерно, которое под собственным весом ссыпается в полость между внутренним и внешним цилиндрами до нижнего выгрузного диска, выгрузные отверстия которого закрыты. После заполнения полости включают блок ИК-излучателей и при достижении требуемой экспозиции, в зависимости от вида обрабатываемого зерна, включают электропривод выгрузных дисков, предварительно открыв выгрузные отверстия на величину необходимой производительности. Обработанное зерно через выгрузные отверстия ссыпается в приемный бункер. После опустошения бункера и полости между цилиндрами отключается электропривод и ИК-излучатели.
Известное устройство для микронизации зерна имеет недостатки.
Увеличение зазора между внутренним цилиндром и кожухом-отражателем приводит к утолщению слоя зерна и неравномерности его прогрева в средней части микронизатора.
При температуре зерна 100°C в нижней зоне микронизатора происходит резкое увеличение объема зерна. При использовании известного устройства между внутренним и внешним цилиндрами, хотя внешний цилиндр выполнен в виде усеченного конуса, в средней части появляется зона недомикронизации зерна, а в нижней части зона зависания зерна, что может привести к его возгоранию.
Задачей полезной модели является повышение качества микронизации, надежности и безопасности работы микронизатора зерна.
Техническое решение заключается в том, что повышение качества микронизации, надежности и безопасности работы устройства для микронизации зерна, осуществляется путем незначительного увеличения зазора в средней части микронизатора и резкого увеличения зазора в нижней части микронизатора между внутренним цилиндром устройства и наружным кожухом-отражателем.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для микронизации зерна, содержащем корпус, загрузочный бункер, камеру облучения с ИК-излучателями, выполненную в виде образующих между собой полость геометрических фигур, внутренняя - в виде цилиндра из кварцевого стекла и наружная - кожух-отражатель, расширяющийся книзу, ИК-излучатели, размещенные в полости закрытого сверху направляющим конусом внутреннего цилиндра, выгрузное устройство, установленное ниже камеры облучения, бункер для обработанного зерна, расположенный ниже выгрузного устройства, а наружный кожух-отражатель выполнен в форме вогнутого гиперболоида, расширяющегося книзу, текущий радиус наружного кожуха-отражателя сверху вниз рассчитан по формуле:
,
где R - внешний радиус внутреннего цилиндра,
L - высота микронизатора,
Y - текущая высота микронизатора,
0
ρ - начальная объемная масса зерна,
K
ρ - текущая объемная масса зерна,
0
r - начальный внутренний радиус верхней окружности наружного кожуха-отражателя.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для микронизации зерна соответствует критерию “новизна”, так как имеются существенные отличия от прототипа.
1. Наружный кожух-отражатель выполнен в форме вогнутого гиперболоида, расширяющегося книзу, при этом обеспечивается лучший прогрев зерна в средней части микронизатора и независание его в нижней части.
2. Текущий радиус наружного кожуха-отражателя сверху вниз может быть рассчитан по формуле:
,
где R - внешний радиус внутреннего цилиндра,
L - высота микронизатора,
Y - текущая высота микронизатора,
0
ρ - начальная объемная масса зерна,
K
ρ - текущая объемная масса зерна,
0
r - начальный внутренний радиус верхней окружности наружного кожуха-отражателя.
При работе микронизатора вначале зерно, которое перемещается в верхней части микронизатора между внутренним цилиндром и наружным кожухом-отражателем нагревается до 100°C и расширяется медленно, а при достижении температур 90-100°C и выше оно расширяется значительнее. При этом влага, которая находится внутри зерна, испаряется и приводит к резкому расширению зерна и растрескиванию, что ведет к увеличению его объема и возможному зависанию зерна между внутренним цилиндром и наружным кожухом-отражателем.
С целью предотвращения зависания микронизированного зерна, которое изменило свою форму и объем в нижней части микронизатора, внутренняя поверхность наружного кожуха-отражателя выполнена в виде вогнутого гиперболоида, расширяющегося книзу.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для микронизации зерна; на фиг. 2 - схема зон микронизации зерна.
Устройство для микронизации зерна состоит из рамы 1, загрузочного бункера 2, устройства 3 для выгрузки, камеры облучения 4 с ИК-излучателями 5. Камера облучения 4 выполнена в виде внутреннего цилиндра 6 и наружного кожуха-отражателя 7, выполненного в форме вогнутого гиперболоида, который расширяется книзу. Внутренний цилиндр 6 и наружный кожух-отражатель 7 между собой образуют полость 8 для перемещения зерна. ИК-излучатели 5 размещены в камере облучения 4 внутреннего цилиндра 6 закрытого сверху направляющим конусом 9. ИК-излучатели 5 размещены на расстоянии увеличивающимся от центра внутреннего цилиндра 6 к его торцам. Устройство выгрузки 3 расположено ниже внутреннего цилиндра 6 и выполнено в виде диска 10, у которого имеются отверстия 11 с заслонками 12. Заслонки 12 предназначены для регулирования сечения отверстия 11 для выгрузки микронизированного зерна. В нижней части рамы 1 под устройством 3 для выгрузки микронизированного зерна установлен бункер 13. Диск 10 устройства 3 для выгрузки вращается с помощью электродвигателя 14. Текущий радиус наружного кожуха-отражателя 7 выполнен с радиусом рассчитанным по формуле:
.
Устройство для микронизации зерна работает следующим образом.
В бункер 2 загружается предварительно очищенное от примесей и пыли зерно, которое под собственным весом перемещается по направляющему конусу 9 и ссыпается в полость 8 между, внутренним цилиндром 6 и наружным кожухом-отражателем 7, выполненным в форме вогнутого гиперболоида до диска 10 устройства выгрузки 3 микронизированного зерна. Отверстия 11 диска 10 устройства 3 выгрузки закрыты. При заполнении полости 8 включают ИК-излучатели 5 и при достижении требуемой экспозиции, зависящей от вида обрабатываемого зерна, включают электродвигатель 14, предварительно открыв отверстия 11 диска 10 для выгрузки микронизированного зерна на величину необходимой производительности. Зерно перемещается в полости 8 сверху вниз нагревается и при температуре 100°C и более резко увеличивается в объеме. Зерно, которое увеличивает свой объем, не зависает, так как наружная поверхность кожуха-отражателя 7 выполнена в форме гиперболоида, расширяющегося книзу с радиусом r, определяемым по формуле:
.
При работе устройства зерно, перемещается в зоне микронизации и нагревается до температур 90-100°C. В зоне микронизации зазор между внутренним цилиндром 6 и наружным кожухом-отражателем 7 изменяется незначительно, так как поверхность выполнена в форме гиперболоида. За счет этого зерно нагревается равномернее, чем у устройства, применяемого за прототип. В зоне полной микронизации зерно резко увеличивает свой объем, так как температура внутри зерна больше, чем на поверхности зерна. Вследствие этого зерно не только увеличивается, а даже растрескивается, что приводит к увеличению объема зерна. В зоне возможного зависания зерна, где зазор между внутренним цилиндром 6 и поверхностью наружного кожуха-отражателя 7 резко увеличивается, так как поверхность выполнена в форме гиперболоида, расширяющегося книзу, зерно не зависает. При этом предотвращается возгорание микронизированного зерна. Обработанное, то есть микронизированное зерно через отверстия 11 диска 10 ссыпается в бункер 13.
При использовании заявляемого устройства для микронизации зерна, выполненного с изменяющимся зазором между внутренним цилиндром и наружным кожухом-отражателем за счет наружного кожуха-отражателя, выполненного в форме вогнутого гиперболоида, предотвращается зависание зерна внутри полости, при этом предотвращается возгорание зерна и повышается безопасность работы устройства.