Машина для мойки корнеклубнеплодов
WASHING MACHINE FOR 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 разгрузочный 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.
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, повреждаемость корнеклубнеплодов.
Техническим результатом изобретения является повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей, уменьшение повреждаемости корнеклубнеплодов.
Технический результат достигается тем, что в машине для мойки корнеклубнеплодов, содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной перфорированный барабан конической формы, барабан изготовлен из перфорированных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения барабана, с образованием по его периметру многозаходной винтовой перфорированной поверхности с плавными винтовыми линиями и винтовыми канавками с углом наклона относительно оси вращения внутри или снаружи барабана, с разными размерами по ширине перфорированных полос с увеличением их по длине барабана от входного к выходному отверстию, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, причем по наружному периметру винтового барабана образованы напуски в виде винтовых лопастей по всей его длине от входного до выходного отверстия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины для мойки корнеклубнеплодов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана и его изготовление - барабан из перфорированных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения барабана, с образованием по его периметру многозаходной винтовой перфорированной поверхности с плавными винтовыми линиями и винтовыми канавками с углом наклона относительно оси вращения внутри или снаружи барабана, с разными размерами по ширине перфорированных полос с увеличением их по длине барабана от входного к выходному отверстию, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, причем по наружному периметру винтового барабана образованы напуски в виде винтовых лопастей по всей его длине от входного до выходного отверстия, - обеспечивает повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей снижение повреждаемости корнеклубнеплодов.
Новизна заключается также в том, что напуски по внешнему периметру барабана могут быть перфорированными и без перфораций, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря наружным винтовым поверхностям двоякой кривизны гидравлическое сопротивление воды при вращении барабана снижается, это способствует снижению энергозатрат, что в совокупности с геометрическими элементами винтового конического барабана улучшает его кавитационные характеристики, расширяет технологические возможности, снижает повреждаемость корнеклубнеплодов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается также в том, что барабан по всей длине имеет переменное плавное не только поперечное, но и плавное продольное сечение, что обеспечивает уменьшение сопротивления воды при его вращении, расширяет технологические возможности, снижает повреждаемость корнеклубнеплодов.
Новизна усматривается также в том, что при вращении барабана контакт его с водой производится многозаходными каналами криволинейной формы, что обеспечивает уменьшение сопротивления воды при его вращении и энергозатрат, расширяет технологические возможности, снижает повреждаемость корнеклубнеплодов.
Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой криволинейной формы по его длине, что уменьшает сопротивление воды при вращении барабана, расширяет технологические возможности.
1
1
2
2
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена машина для мойки корнеклубнеплодов с барабаном с напусками в виде винтовых лопастей, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - барабан без напусков в виде винтовых лопастей, общий вид; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3 барабана без напусков в виде винтовых лопастей; на фиг. 5 - одна из перфорированных полос, общий вид; на фиг. 6 - вид перфорированной полосы после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси O-О; на фиг. 7 - вид перфорированной полосы после скручивания ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7; на фиг. 9 - барабан с напусками в виде винтовых лопастей, общий вид; на фиг. 10 - вид Б на фиг. 9 барабана с напусками в виде винтовых лопастей; на фиг. 11 - одна из перфорированных полос с напуском, общий вид; на фиг. 12 - вид перфорированной полосы с напуском после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси O-O; на фиг. 13 - вид перфорированной полосы с напуском после скручивания ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг. 14 - разрез В-В на фиг. 13.
Машина 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 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 корнеклубнеплодов, прошедших мойку. Барабан 5 снабжен приводной звездочкой 9. Внизу ванны 1 имеются бункеры 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.
Барабан 5 (фиг. 3, фиг. 4) с входным отверстием 18 и выходным отверстием 19 изготовлен с образованием по его периметру многозаходных винтовых поверхностей с плавными винтовыми линиями и винтовыми канавками вогнутой формы 20 с углом наклона относительно оси вращения наружными криволинейными поверхностями вогнутой формы 20 относительно оси симметрии барабана 5 с центрами кривизны снаружи барабана 5 или внутри (на чертежах не показано), описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, например линиями второго порядка кривизны:
2
2
2
2
- эллипсом х/а+y/b=1;
2
- параболой y=2*р*х;
- гиперболой y=к/х;
линиями третьего порядка кривизны и выше:
3
3
- Декартов лист х+y-3*а*х*y=0;
3
2
2
- локон Аньези y=а*(α+х);
3
2
- строфоида y=х(а+х)/(а-х);
2
2
2
2
2
2
- улитка Паскаля (х+y-2R*x)-а*(х+y)=0 и т.д.;
и линиями n-го порядка кривизны - полиномами.
1
1
1
Пустотелый конический барабан 5 (фиг. 3, фиг. 4) выполнен из перфорированных полос, например, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 с боковыми кромками 31 и 32 выпуклой криволинейной формы (фиг. 5), выполненными с разными размерами по ширине перфорированных полос, например, на фиг. 5 перфорированная полоса 17 изготовлена шириной 33 у выходного отверстия 19 конического винтового барабана 5, которая больше ширины 34 у входного отверстия 18 конического винтового барабана 5. Перфорированная полоса 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 с боковыми кромками 31 и 32 выпуклой криволинейной формы описанных кривыми различного порядка и степени кривизны с разными размерами по ширине перфорированных полос 33 и 34 с увеличением ширины перфорированных полос по длине конического винтового барабана 5 от входного отверстия 18 к выходному отверстию 19, скрученных по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 6) относительно продольной оси О-О и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения 35 (фиг. 7, фиг. 8), с образованием по периметру конического винтового барабана 5 винтовых линий 36 (фиг. 3, фиг. 4) и винтовых поверхностей 10 вогнутой формы в виде винтовых канавок 37 с центрами кривизны, например, снаружи пустотелого конического винтового барабана 5. Перфорированные полосы 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 после сгиба снимают с оправки 35 (фиг. 7, фиг. 8) и соединяют друг с другом боковыми сторонами (кромками 31 и 32) известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелого конического винтового барабана 5 плавных винтовых линий 36 и винтовых канавок - винтовых поверхностей 37 с переменным, увеличивающимся по длине пустотелого конического винтового барабана 5 с шагом S, Одна из винтовых линий 38-39 показана на фиг. 3 и фиг. 4 утолщенной линией.
Пустотелый конический винтовой барабан 40 (фиг. 9, фиг. 10) с входным отверстием 41 и выходным отверстием 42 изготовлен с наружными криволинейными поверхностями вогнутой формы 43 относительно оси симметрии конического винтового барабана 40, с центрами кривизны снаружи конического винтового барабана 40, а также напусков 56 (фиг. 11) снаружи винтового барабана 40 в виде винтовых лопастей, например, 65 по всему периметру (фиг. 9, фиг. 10) и по всей длине винтового барабана 40 от входного отверстия 41 до выходного отверстия 42.
2
2
Пустотелый конический винтовой барабан 40 (фиг. 9, фиг. 10) выполнен из перфорированных полос, например, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 60, 51, 52, 53, с боковыми кромками 54 и 55, включая напуск 56 с одной стороны перфорированных полос выпуклой криволинейной формы (фиг. 11). Напуск 56 показан на фиг. 11 отделенным от перфорированной полосы, например, 45 штрихпунктирной линией, с двумя точками 57. Перфорированная полоса, например 45, изготовлена с разными размерами по ширине перфорированной полосы, например, на фиг. 11 перфорированная полоса 45 изготовлена шириной 58 у выходного отверстия 42 конического винтового барабана 40, которая больше ширины 59 у входного отверстия 41 конического винтового барабана 40. Перфорированные полосы 44, 45, 46, 47, 48, 49, 60, 51, 52, 53 с напусками 56 и с боковыми кромками 54 и 55 выпуклой криволинейной формы описаны кривыми различного порядка и степени кривизны с разными размерами по ширине 58 и 59 перфорированных полос с увеличением ширины перфорированных полос по длине конического винтового барабана 40 от входного отверстия 41 к выходному отверстию 42, скрученных по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 12) относительно продольной оси O-O и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении, на оправке в виде параболоида вращения 60 (фиг. 13, фиг. 14) с образованием по периметру конического винтового барабана 40 плавных винтовых линий 61 (фиг. 9) и плавных винтовых перфорированных поверхностей 43 вогнутой формы в виде винтовых канавок 62 с центрами кривизны снаружи пустотелого конического винтового барабана 40 или внутри (на чертежах не показано).
2
Перфорированные полосы 44, 45, 46, 47, 48, 49, 60, 51, 52, 53 с напусками 56 после сгиба снимают с оправки 60 (фиг. 13, фиг. 14) и соединяют друг с другом боковой стороной 54 одной перфорированной полосы с штрихпунктирной линией с двумя точками 57 другой перфорированной полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелого конического винтового барабана 40 плавных винтовых линий 61 и винтовых поверхностей 43 в виде винтовых канавок с переменным, увеличивающимся по длине пустотелого конического винтового барабана 40 шагом S. Одна из винтовых линий 63-64 показана на фиг. 10 и фиг. 11 утолщенной линией. Например, перфорированная полоса 44 своей боковой винтовой кромкой 54 соединена с перфорированной полосой 45 по штрихпунктирной линии с двумя точками линии 57 с выпуклой ее стороны, например, сваркой, в свою очередь, перфорированная полоса 45 соединена своей винтовой кромкой 54 с перфорированной полосой 46 по ее штрихпунктирной линии с двумя точками 57 и т.д. с образованием винтового конического барабана 40 с напусками 56 снаружи винтового конического барабана 40 в виде винтовых лопастей, например, 65 по всему периметру (фиг. 9, фиг. 10) и по всей длине винтового барабана 40 от входного отверстия 41 до выходного отверстия 42.
Машина для мойки корнеклубнеплодов работает следующим образом.
Корнеклубнеплоды (фиг. 1, фиг. 2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они захватываются внутренней винтовой поверхностью и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса они падают в воду с последующим одновременным перемещением винтовыми канавками барабана 5 в сторону выгрузки. Так как криволинейные поверхности по периметру барабана 5 непрерывны, то и непрерывен процесс движения последующих порций корнеклубнеплодов, которые поднимаются вверх и падают снова в воду. Поскольку поверхность барабана 5 криволинейна, то каждая порция корнеклубнеплодов перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания, перетирания корнеклубнеплодов друг с другом и со стенками барабана 5, повышает качество мойки и расширяет технологические возможности. Так как из-за криволинейности конической поверхности барабана 5 значительно расширен диапазон изменения результирующих векторов перемещений корнеклубнеплодов и они падают по разным векторам направления, что обеспечивает меньшую вероятность столкновения в начальный момент их отрыва от стенок барабана 5, где они обладают большим запасом кинетической энергии, то повреждаемость корнеклубнеплодов значительно снижается. Заполнение барабана корнеклубнеплодами производится равномерно. Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну, омывая корнеклубнеплоды в барабане 5 или в барабане 40. Вода заполняет пространство между корнеклубнеплодами, обеспечивая, в процессе их движения от загрузки к выгрузке, их мойку без повреждений. Имеет место интенсификация смешиваемости, повышения частоты взаимодействия корнеклубнеплодов, при этом повышается интенсивность мойки, расширяются технологические возможности и обеспечивается самоочистка отверстий перфорированной поверхности секций перфорированного барабана 5 или 40. Повышению качества и интенсивности мойки способствует также полив водой сверху вращающегося барабана, порции которой захватываются винтовыми лопастями и винтовыми канавками. Порции воды, таким образом, поднимаются вверх и поливают сверху винтовой барабан и через перфорации барабана сверху дополнительно также поливают движущиеся в барабане корнеклубнеплоды. Грязь и песок оседают в бункер 10 ванны 1 и через сливной патрубок 12 сливаются в водоприемное устройство. На выходе барабана 5 или 40 очищенные и вымытые корнеклубнеплоды 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, а также полива сверху барабана с помощью напусков в виде винтовых лопастей.