УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛЮЩЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR GRAIN MATERIALS SPREADING

Изобретение относится к плющению зерновых материалов и может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой отраслях промышленности.
Известно устройство плющения зерновых материалов, содержащее цилиндрические рабочие поверхности одинакового диаметра и длины с установленной шероховатостью, имеющие возможность вращения навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Цилиндрические рабочие поверхности являются наружными поверхностями рабочих органов - полых валков, установленных в подшипниковых опорах, смонтированных в корпусе. При этом одна рабочая поверхность установлена неподвижно, а другая имеет возможность перемещения по горизонтали с образованием регулируемого зазора шириной, меньшей размера частиц исходного зернового материала, и длиной, соответствующей длине валка. Устройство также снабжено установленным в верхней части корпуса над валками питающим механизмом для подачи зернового материала равномерной струей, распределенной по длине рабочих поверхностей, в зону плющения между двумя валками, устройством очистки цилиндрических рабочих поверхностей и механизмом привала-отвала валков, электродвигателем, связанным с каждым валком, питающим механизмом и механизмом привала-отвала валков (Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой мощности. / А.Б.Демский. - М.: ДеЛи принт, 2004. - С.198-201, рис.115).
Устройство плющения зерновых материалов имеет следующие недостатки:
- повышенные энергозатраты, так как, во-первых, такое устройство является наиболее энергоемким оборудованием на мельницах, в котором привод от электродвигателя осуществляется не только к рабочим органам, но и к питающему механизму, а также механизму привала-отвала, а во-вторых, производительность устройства ограничена небольшим зазором между цилиндрическими рабочими поверхностями, то есть повышение производительности возможно только при увеличении количества однотипных устройств;
- трудоемкость эксплуатации, обусловленная сложностью конструкции с множеством регулируемых параметров, управление которыми требует наличие достаточного опыта у персонала, обслуживающего данное оборудование.
7
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является устройство получения промежуточных зерновых продуктов размола, содержащее нижнюю вогнутую рабочую поверхность и криволинейную вогнутую рабочую поверхность, расположенную с зазором над нижней вогнутой рабочей поверхностью, имеющие возможность принудительных регулируемых вибрационных колебаний относительно неподвижной оси подвеса с регулируемым кинематическим режимом качания. Эти движущиеся рабочие поверхности обладают регулируемыми встречной шероховатостью и кривизной, могут быть перфорированными или сплошными. Под нижней вогнутой рабочей поверхностью расположена движущаяся ситовая тканевая поверхность, также имеющая возможность принудительных регулируемых вибрационных колебаний относительно неподвижной оси подвеса с регулируемым кинематическим режимом качания. Подача, измельчение и просеивание зернового материала осуществляется при его транспортировании вдоль циклично сужающихся и расширяющихся зон между движущимися рабочими поверхностями, и поперек, и вдоль зон ситовых тканевых поверхностей (патент RU 2263544, МПК В02С 19/16).
Недостатком описанного устройства получения промежуточных зерновых продуктов размола является отсутствие возможности его эффективного использования для плющения зерновых материалов, так как механическое воздействие, оказываемое движущимися рабочими поверхностями на зерновой материал, вызывает деформации сжатия и сдвига с образованием отдельных частиц «раскрытого» эндосперма с оболочками и «отбитого» зародыша, в то время как для плющения механическое воздействие со стороны рабочих поверхностей на зерновой материал заключается в деформации сжатия, в результате чего образуются так называемые «хлопья» из цельных зерновок с незначительным количеством мелких частиц.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения эффективного формирования продуктов плющения зерновых материалов.
Эта задача решается тем, что в устройстве плющения зерновых материалов, содержащем имеющие регулируемые шероховатость и кривизну нижнюю вогнутую рабочую поверхность и принудительно колеблющуюся с зазором над ней относительно неподвижной оси подвеса с регулируемым кинематическим режимом качания криволинейную рабочую поверхность, согласно изобретению нижняя вогнутая рабочая поверхность установлена неподвижно, а верхняя криволинейная рабочая поверхность выполнена цилиндрической и установлена с возможностью вращения вокруг своей оси при контакте с зерном в направлении, обратном колебательному движению. Зазор между рабочими поверхностями выполнен регулируемым. Устройство снабжено охватывающим цилиндрическую рабочую поверхность двусторонним патрубком с каналами для подачи зерна в рабочую зону между рабочими поверхностями, снабженным перекидным клапаном, переключающимся в положении максимального отклонения цилиндрической рабочей поверхности, и щетками для вывода продуктов плющения с вогнутой рабочей поверхности, закрепленными на внешней стороне каналов двустороннего патрубка.
Обеспечение эффективного формирования продуктов плющения зерновых материалов обусловлено тем, что зерновой материал после подачи в рабочую зону распределяется по всей нижней вогнутой рабочей поверхности монослоем и подвергается плющению верхней цилиндрической рабочей поверхностью с установленными шероховатостью и массой, перемещающейся вдоль нижней вогнутой рабочей поверхности с необходимой скоростью и поворачивающейся вокруг своей оси при контакте с зерном в направлении, обратном колебательному движению. За счет этого суммарная линейная скорость в зоне плющения приближается к нулю и усилие, с которым цилиндрическая рабочая поверхность действует на зерна, сводится к усилиям сжатия, что приводит к плющению зерна. При этом площадь покрытия цилиндрической рабочей поверхностью за один проход равна площади вогнутой рабочей поверхности, которая определяет производительность устройства.
На приведенном чертеже изображена схема устройства для плющения зерновых материалов.
Кроме того, на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- тонкими круговыми линиями с двумя противоположными стрелками показаны направления движения маятника относительно неподвижной оси подвеса и движения криволинейной рабочей поверхности, выполненной цилиндрической;
- утолщенными вертикальными линиями со стрелками показаны направления подачи зернового материала в зону плющения;
- штрихпунктирными линиями со стрелками показано направление перемещения зернового материала в зоне плющения и вывода продуктов плющения при движении маятника с криволинейной рабочей поверхностью, выполненной цилиндрической;
0
0
- А, ω - амплитудно-частотная характеристика регулируемых качаний маятника;
1
- ω - частотная характеристика регулируемого вращательного движения цилиндрической рабочей поверхности.
Устройство для плющения зерновых материалов содержит имеющие регулируемые шероховатость и кривизну неподвижную нижнюю вогнутую рабочую поверхность 3, предназначенную для размещения зернового материала 4, и принудительно колеблющуюся относительно неподвижной оси подвеса маятника 5 верхнюю криволинейную рабочую поверхность 6, выполненную цилиндрической, с регулируемым кинематическим режимом качания и имеющую возможность вращения вокруг своей оси при контакте с зерном в направлении, обратном колебательному движению. Между рабочими поверхностями 3 и 6 имеется регулируемый зазор.
0
0
0
0
1
Таким образом, верхняя криволинейная рабочая поверхность 6, выполненная цилиндрической, закреплена на маятнике 5 и подвешена над неподвижной нижней вогнутой рабочей поверхностью 3, то есть криволинейная рабочая поверхность 6 соединена с маятником 5 подвижной связью. Маятник 5 имеет возможность совершать качания с амплитудно-частотной характеристикой А, ω, а криволинейная рабочая поверхность 6 совершать одновременно колебания с амплитудно-частотной характеристикой маятника А, ω и вращение вокруг своей оси с частотной характеристикой ω.
Над криволинейной рабочей поверхностью 6, выполненной цилиндрической, установлен охватывающим названную поверхность двусторонний патрубок 7 с каналами для подачи зерна в рабочую зону между рабочими поверхностями 3 и 6. На внешней стороне этих каналов закреплены щетки 8 для вывода продуктов плющения с нижней вогнутой рабочей поверхности 3 через выходные патрубки 9. Внутри патрубка 7 установлен перекидной клапан 10, переключающийся посредством механической связи в положении максимального отклонения рабочей поверхности 6 для регулирования направления подачи зернового материала 4.
Предлагаемое устройство для плющения зерновых материалов работает следующим образом. Зерновой материал 4 через двусторонний патрубок 7 посредством перекидного клапана 10 подается через один из каналов патрубка 7 на неподвижную нижнюю вогнутую рабочую поверхность 3 непосредственно в рабочую зону плющения между рабочими поверхностями 3 и 6 равномерной струей по всей ширине поверхности 3.
По ходу движения верхней криволинейной рабочей поверхности 6, выполненной цилиндрической, вправо зерновой материал поступает на неподвижную нижнюю вогнутую рабочую поверхность 3 по направлению 1. При этом зерновой материал 4 ориентируется между рабочими поверхностями 3 и 6. Верхняя криволинейная рабочая поверхность 6, выполненная цилиндрической, проходя над зерновым материалом 4, воздействует на него с усилием и за счет возникающих между ними сил трения поворачивается вокруг своей оси в сторону, противоположную своему колебательному движению. Таким образом, в зоне контакта верхней криволинейной рабочей поверхности 6 с зерновым материалом 4 суммарная линейная скорость движения поверхности 6 относительно неподвижной нижней вогнутой поверхности 3 приближается к нулю, и усилие, с которым поверхность 6 воздействует на зерновой материал 4, сводится к усилиям сжатия. Продукты плющения выводятся по направлению 1 при помощи щеток 8, закрепленных на канале двустороннего патрубка 7, противоположном другому каналу патрубка 7, через который поступает исходный зерновой материал 4, через выходной патрубок 9.
При движении верхней криволинейной рабочей поверхности 6, выполненной цилиндрической, влево зерновой материал 4 поступает и выводится по направлению 2, противоположному его аналогичному движению по направлению 1. Это осуществляется благодаря тому, что в момент достижения маятником 5 с поверхностью 6 максимального отклонения при колебательном движении за счет механической связи происходит переключение перекидного клапана 10 с одного канала двустороннего патрубка 7 на другой канал двустороннего патрубка 7, и зерновой материал 4 начинает подаваться в противоположный канал двустороннего патрубка 7.
Регулирование формирования продуктов плющения различных зерновых материалов осуществляется изменением кинематических параметров движения маятника с верхней криволинейной рабочей поверхностью 6, выполненной цилиндрической, зазора между рабочими поверхностями 3 и 6, а также шероховатости и кривизны этих поверхностей.
Таким образом, обеспечивается эффективное плющение различных зерновых материалов при высокой производительности устройства.