СТАНОК ДЛЯ МОЙКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ
MACHINE FOR WASHING TUBEROUS ROOTS

Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов, в том числе корнеклубнеплодов, овощей, строительных материалов, деталей, и может быть использовано в строительной, пищевой, сахарной, спиртовой, консервной 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.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является машина 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 перфорированный 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 корнеклубнеплодов производится при недостаточной интенсивность их мойки и переориентации.
Техническим решением задачи является повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей за счет увеличения интенсивности переориентации корнеклубнеплодов за счет увеличения диапазона изменений их векторов перемещений и переориентации, упрощение изготовления.
Поставленная задача достигается тем, что в станке для мойки корнеклубнеплодов, содержащем загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной перфорированный барабан, перфорированный барабан смонтирован из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа (не менее четырех) одинаковых перфорированных равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми перфорированными равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом в секцию две подсекции соединяются друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине перфорированными барабанами своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходной винтовой перфорированной поверхности с направленными навстречу друг другу ломаными винтовыми линиями, причем внутри перфорированного барабана смонтирована пружина конусообразной формы с круглым сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, при этом уклон конусообразной формы пружины противоположен направлению движения корнеклубнеплодов от загрузки к выгрузке.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции станка для мойки корнеклубнеплодов.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного барабана по периметру винтовыми линиями и винтовыми перфорированными поверхностями позволяет не только обеспечить продольное каскадное перемещение потоков корнеклубнеплодов по всей его длине, но и обеспечить повышение производительности мойки, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения перфорированного барабана - многоугольник, который по его длине меняет не только форму и размеры сторон многоугольника, но и их расположение относительно оси перфорированного барабана, придавая потоком корнеклубнеплодов водопадный режим движения, и способствует повышению производительности.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного барабана по длине увеличивается от загрузке к выгрузке за счет условно волнообразной формы перфорированного барабана, что не только интенсифицирует процесс мойки, так как нарушает стационарность движения потоков корнеклубнеплодов, изменяя амплитуду колебаний по мере их перемещения, но и обеспечивает их движение в осевом направлении, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц потоков корнеклубнеплодов в предлагаемой конструкций определяется не только частотой вращения перфорированного барабана, но и количеством плоских элементов по его периметру, то такое конструктивное оформление перфорированного барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот перфорированного барабана частоту соударений потоков корнеклубнеплодов между собой и со стенками перфорированного барабана, повышает производительность мойки, увеличивает технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран перфорированный барабан, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность взаимодействия потоков корнеклубнеплодов возрастает, так как эти элементы, работая, как полки, захватывают порции корнеклубнеплодов, направляют их навстречу друг другу и на перфорированные стенки на противоположной стороне движущегося перфорированного барабана, нарушая, таким образом, не только стационарность их движения, но и обеспечивая самоочистку отверстий перфорированной поверхности, что расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного барабана изменяется в каждом поперечном сечении от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс мойки, увеличивает энергоемкость взаимодействия корнеклубнеплодов друг с другом и со стенками перфорированного барабана, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение перфорированного барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине перфорированного барабана многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс потоков корнеклубнеплодов, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что перфорированный барабан снабжен четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми ломаными линиями равного шага, направленными навстречу друг другу по периметру, и соответственно четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри перфорированного барабана, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков корнеклубнеплодов с максимальной энергоемкостью их соударений друг с другом и со стенками перфорированного барабана под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия корнеклубнеплодов друг с другом и со стенками перфорированного барабана, увеличивает производительность мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений перфорированного барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения потоков корнеклубнеплодов, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря направленным навстречу друг другу ломаным винтовым линиям векторы скорости движения корнеклубнеплодов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру перфорированного барабана образованы ломаные винтовые поверхности по его длине, что обеспечивает повышение интенсивности мойки, расширение технологических возможностей.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного барабана позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но и сжатие масс потоков корнеклубнеплодов по мере продвижения от загрузки к выгрузке и повысить эффективность мойки.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков корнеклубнеплодов от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря направленным навстречу друг другу ломаным винтовым линиям векторы скорости движения корнеклубнеплодов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, поверхность перфорированного барабана изготовлена с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу четырех и более ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков корнеклубнеплодов с максимальной энергоемкостьюю соударений их друг с другом и со стенками перфорированного барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и с его стенками, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине перфорированного барабана смонтирована пружина конусообразной формы с круглым сечением витков, которая придает дополнительное изменение направления движения корнеклубнеплодов, в том числе в радиальном направлении, за счет того, что корнеклубнеплоды, совершающие циркуляционное движение внутри перфорированного барабана в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии перфорированного барабана, встречаясь с витками круглой формы цилиндрической пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии перфорированного барабана,  что увеличивает интенсивность мойки, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине перфорированного барабана пружина конической формы с витками круглой формы, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения корнеклубнеплодов, расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен станок для мойки корнеклубнеплодов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - перфорированный барабан, вид спереди; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид А на фиг. 4; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 5; на фиг. 7 - одна из подсекций, наглядное изображение; на фиг. 8 - схема сборки секции из двух подсекций, наглядное изображение.
Станок для мойки корнеклубнеплодов (фиг. 1, фиг. 2) состоит из моечной ванны 1, на которой смонтированы лоток 2 для загрузки корнеклубнеплодов, роликовые опоры 3 и 4, на которых установлен перфорированный барабан 5, электромагнитный клапан 6 для подачи воды (фиг. 2), система 7 управления сигнализацией для регулировки уровня воды (фиг. 2), выгрузной лоток 8 для корнеклубнеплодов, прошедших мойку. Перфорированный барабан 5 снабжен приводной звездочкой 9. Внизу ванны 1 имеется два 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. Перфорированный барабан 5 снабжен опорными кольцами 15, 16, смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 3 и 4. Непрерывное вращение перфорированного 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 перфорированном барабане регулируется системой управления сигнализацией 7 и обновляется в зависимости от степени ее загрязнения в автоматическом режиме. Станок для мойки корнеклубнеплодов снабжен приспособлением для изменения угла наклона к горизонту (на чертежах не показано). Поэтому в случае необходимости можно изменять скорость перемещения клубнеплодов от загрузки к выгрузке путем создания уклона в сторону выгрузки. Для обеспечения дополнительного продольного и радиального перемещения корнеклубнеплодов и интенсификации процесса мойки внутри перфорированного барабана 5 смонтирована пружина 19 конусообразной формы с круглым сечением витков и направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлению вращения перфорированного барабана, при этом уклон конусообразной формы пружины противоположен направлению движения корнеклубнеплодов от загрузки к выгрузке. Пружина 19 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 19 может производиться в процессе мойки.
Перфорированный барабан 5 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) смонтирован из секций 20, смонтированных из двух одинаковых подсекций 21 и 22.
Подсекции изготовлены (например, подсекция 16) из четного числа (не менее четырех) одинаковых перфорированных равнобедренных треугольников, например на фиг. 7 - четырех равнобедренных перфорированных треугольников 23, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними перфорированными треугольниками, например (фиг. 7) четырьмя одинаковыми равносторонними перфорированными треугольниками 24, с образованием малого торцевого отверстия в виде многоугольника 25 и большого торцевого отверстия в виде многоугольника 26. В секцию 20 одинаковые подсекции 21 и 22 соединяются друг с другом (фиг. 8) сторонами больших торцевых отверстий 26.
Одинаковые секции 20 затем соединяют друг с другом по длине перфорированного барабана 5 своими сторонами малых торцевых отверстий 25 с образованием многозаходной перфорированной поверхности перфорированного барабана 5 с направленными навстречу друг другу ломаными винтовыми линиями.
Например, на фиг. 3 одна из правых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 27-28-29-30-31-32-33 и одна из левых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 34-35-36-37-38-39-40. На чертеже позиции невидимых точек ломаных линий взяты в скобки, например 31, 32, 33, 38, 39, 40.
Ломаные винтовые линии образуют по периметру перфорированного барабана 5 ломаные винтовые перфорированные поверхности, состоящие из граней в виде перфорированных равносторонних треугольников 24 и перфорированных равнобедренных треугольников 23.
Винтовые линии по наружной поверхности перфорированного барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками по внутренней поверхности перфорированного барабана 5.
Так как подсекции 21 и 22 имеют малые торцевые отверстия 25 и большие торцевые отверстия 26, то секции 20 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине перфорированного барабана 5.
Станок для мойки корнеклубнеплодов оборудован устройством для регулирования наклона (на чертеже не показано). Изменение угла наклона осуществляется с целью регулирования скорости перемещения потоков корнеклубнеплодов от загрузки к выгрузке.
Станок для мойки корнеклубнеплодов работает следующим образом. Корнеклубнеплоды (фиг. 1, фиг. 2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они захватываются, как лопатами, перфорированными стенками барабана 5 и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса корнеклубнеплоды в зависимости от собственной массы отделяются от перфорированных стенок барабана 5 и с разных высот падают в воду, находящуюся внутри барабана 5, с последующим одновременным перемещением витками пружины 19 в сторону выгрузки. Процесс движения последующих порций корнеклубнеплодов, 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 каждый корнеклубнеплод перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс отделения грязи, мойки и перетирания друг с другом и со стенками барабана 5, повышает качество мойки и расширяет технологические возможности. Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну, омывая корнеклубнеплодами в барабане 5. Вода заполняет пространство между корнеклубнеплодами, обеспечивая в процессе их движения от загрузки к выгрузке их мойку. Грязь и мелкие частицы оседают в бункер 10 ванны 1 и через сливной патрубок 12 сливаются в водоприемное устройство. На выходе барабана 5 очищенные и вымытые корнеклубнеплоды поднимаются вверх и через выгрузной лоток 8 выводятся за пределы установки.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет повышения интенсивности смешивания, увеличения энергоемкости и частоты взаимодействия корнеклубнеплодов не только друг с другом, но и со стенками перфорированного барабана, совершающих не только вращательное, но и колебательное движение, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.