ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ ДЛЯ ЗЕРНА И АКТИВНЫЙ РОТОР ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для измельчения зерна и может быть использовано на мельницах зерноперерабатывающих предприятий агропромышленного комплекса.
Наиболее близким по выполнению и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является измельчитель зубчато-роликовый (патент на полезную модель РФ №30626, МПК B02C 15/00, 2003 г.). Прототип содержит пассивный ротор, снабженный цилиндрическими впадинами, равномерно расположенными по окружности, и активный ротор с принудительным приводом, снабженный гладкими цилиндрическими роликами, установленными на осях с возможностью их зацепления с впадинами пассивного ротора и плотной посадки на оси.
Недостатком прототипа, является плохое качество измельчения зерновых продуктов за счет их интенсивного сжатия в зоне измельчения и при этом слабо выраженных сдвиговых деформациях. Тем самым происходит преимущественно плющение продукта, а не его дробление. Это объясняется отсутствием рифлей на поверхности рабочих органов измельчителя и свободным вращением мелющих роликов, посаженных на осях, что способствует свободной прокатке продукта измельчения в мелющем зазоре рабочей пары валец-ротор.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества измельчения за один проход продуктом зоны размола и, как следствие, снижение энергоемкости процесса измельчения.
Технический результат достигается тем, что измельчитель для зерна включает пассивный ротор с цилиндрическими впадинами, равномерно расположенными по окружности, установленный на ось, с возможностью свободного вращения и смещения по направляющей этой оси, а также активный ротор, установленный на валу с принудительным приводом, снабженный цилиндрическими рифлеными роликами, крутящий момент которых регулируется торцовыми шайбами, установленными на осях роликов, с возможностью их зацепления с впадинами пассивного ротора.
Смещение пассивного ротора по направляющей оси, обеспечивающее требуемый зазор между активным и пассивным роторами может регулироваться винтами.
Усилие, возникающее в межроторном зазоре, воздействующее на продукт размола, может регулироваться пружинами, размещенными и зафиксированными в корпусе измельчителя, например, с помощью упорной планки, перемещаемой по направляющим и регулирующей их натяжение с помощью винтов, с одной стороны, и упирающиеся в направляющую оси пассивного ротора, с другой стороны.
Активный ротор с принудительным приводом может состоять из двух несущих дисков, жестко связанных осями.
Отличием является то, что ролики выполнены рифлеными, и на осях роликов установлены торцовые шайбы с возможностью регулирования их крутящего момента.
Технический результат достигается также тем, что активный ротор, снабжен цилиндрическими рифлеными роликами, крутящий момент которых регулируется торцовыми шайбами, установленными на осях роликов.
На фиг. 1 представлен общий вид измельчителя, где 1 - входной патрубок, 2 - заслонка, 3 - корпус измельчителя, 4 - пассивный ротор, 5 - ось пассивного ротора, 6 - пружины, за счет которых регулируется усилие сжатия продукта размола, 7 - упорная планка, 8 - винты, регулирующие натяжение пружин, 9 - направляющие для пружин и упорной планки, 10 - направляющая оси пассивного ротора, 11 - винты, регулирующие зазор, 12 - впадины пассивного ротора, 13 - выпускной патрубок, 14 - ось ролика, 15 - ролик, 16 - торцовая шайба, 17 - вал активного ротора, 18 - активным ротор.
Измельчитель работает следующим образом.
Исходный продукт из патрубка 1, служащего для его подачи дозировано заслонкой 2 подается во впадину пассивного ротора 12, приводимого во вращение роликами 15 через слой измельченного продукта. Степень измельчения регулируется установкой зазора l винтами 11 и затяжкой пружин 6 винтами 8 через упорную планку 7, перемещаемую по направляющим 9.
В момент входа ролика 15 в зацепление с впадиной 12, заполненной продуктом, происходит постепенное сжатие зерновок и их ориентирование в клиновидном зазоре измельчителя. Длина зоны измельчения, в данном случае, составляет длину полуокружности впадины 12 пассивного ротора 4, что значительно превышает аналогичный показатель парноработающих вальцов [Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М: Колос, 1984 (стр. 245)].
Силы сдвига возникают вследствие торможения роликов 15 торцовыми шайбами 16. Так что в зерне, в особенности в эндосперме, возникают деформации сдвига. Это означает, что увлажненное зерно по гладкой впадине 12 пассивного ротора 4 с трудом проскальзывает из-за своей резиноподобной оболочки, а мелющим роликом 15 с рифлями, как известно перемещается. По мере роста нагрузки измельчения и в момент прохода оси 14 роликом 15 линии, соединяющей центры роторов, зерно со стороны гладкой впадины пассивного ротора почти не перемещается, а со стороны активного ротора преодолевает усилие торможения рефленого ролика 15 торцовыми шайбами 16, что при максимальных нагрузках приводит к его провороту на оси 14.
Это способствует интенсивной прокатке продукта, наличию оптимальных сдвиговых деформаций, необходимых для качественного измельчения зернового материала во впадине валец-ротор зубчато-роликового измельчителя и дает возможность регулировать момент вращения роликов расположенных на активном роторе машины.
Этим и достигается повышение качества измельчения за один проход продуктом зоны размола, и, как следствие снижение энергоемкости процесса измельчения в целом.
Ниже приведен пример осуществления полезной модели.
При проведении исследований применялось сходное зерно ГОСТ
cp.
29143-91 со средним размером зерен пшеницы D=0,0038 м. и влажностью 14%. В опытах применялся блок из трех сит следующих размеров: верхнее сито №09, среднее сито №06, нижнее сито №028.
Для первого пропуска продукта рифленые вальцы установили с параметрами: количество рифлей на 1 см - 4,0; уклон рифлей - 5%.
Для второго пропуска продуктов размола через измельчитель: количество рифлей на 1 см - 6,5; уклон рифлей - 5%.
Для последнего пропуска продуктов размола через измельчитель: количество рифлей на 1 см - 8,5; уклон рифлей - 5%.
-1
Процесс измельчения проводили при вращении роторов машины с постоянной угловой скоростью: ω=15,1 с, в диапазоне установки мелющих зазоров: 1,0 мм; 0,5 мм; 0,25 мм.
1
2
3
Получен продукт размола, расчетные значения модулей помола которого, определяемые по общепринятым методикам комбикормового и мукомольного производства, составили: M=0,8 мм; M=0,51 мм; M=0,34 мм., что соответствует ГОСТу 8770-58 при трехкратном пропуске продуктов измельчения через машину.
-1
4
-1
Энергозатраты на измельчение составили от 520 до 390 Дж·кг, в зависимости от технологического зазора в паре валец-ротор машины и повторных проходов продуктов размола зоны измельчения. В соответствие с литературными данными /Чеботарев О.Н., Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф. Технология муки, крупы и комбикормов. - Москва. ИКЦ «Март», Ростов-н/Д, 2004/ энергозатраты на измельчение 1 килограмма зернового материала, на жерновых и вальцовых размольных станках с учетом заданных степени и качества измельчения, составляют порядка 5,9*10÷116 Дж·кг.
Таким образом, процесс разрушения зернового материала при помощи зубчато-роликового измельчителя позволяет получить при меньшем количестве размолов продукт качества, соответствующего ГОСТу 8770-58, и в связи с сокращением количества размолов является менее энергозатратным.