УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЕЛУШЕНИЯ ЗЕРНА
DEVICE FOR GRAIN HULLING

Изобретение относится к технике шелушения зерна и семян и предназначено для использования в мукомольно-крупяной, комбикормовой и пищевой промышленности.
В устройствах, применяемых для шелушения зерна (Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. М., Колос, 1967 г., 488 с.) для образования рабочей зоны шелушения используются вращающиеся абразивные диски и неподвижная металлическая сетчатая обечайка (с.396-398), абразивный барабан и сетчатая обечайка (с.398), абразивный барабан (голлендр) и сетчатый цилиндр (с.398-403). В вальцедековых станках зерно шелушится между абразивным барабаном и неподвижной абразивной или резиновой декой (Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учебник для вузов / С.Т. Антипов, И.Т.Кретов, А.Н.Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А.Панфилова. - М.: Высш.шк., 2001, 703 с.с.361-362).
Во всех приведенных выше устройствах и подобных им с абразивным диском, барабаном или декой необходимо регулярно насекать бороздки и восстанавливать шероховатую поверхность абразива, а также притирать деку, если она прорезиненная, что является трудоемкими операциями. Кроме того, к их недостаткам следует отнести сложность конструкции, материало- и энергоемкость, а также отсутствие универсальности, т.е. использования их для шелушения зерен различных культур, за исключением вальцедековых станков, позволяющих регулирование зазора между декой (резиновой или абразивной) и абразивным барабаном при шелушении гречихи и проса.
Наиболее близким техническим решением является устройство по патенту RU №2043154 для шелушения зерна, содержащее конические соосные корпус и абразивный ротор, обращенные вниз основаниями их конусных поверхностей, ребра, установленные на внутренней поверхности корпуса с возможностью регулирования глубины выступа и расположенные рядами, количество которых зависит от зернистости абразивного ротора, конусная поверхность которого выполнена с дискретной зернистостью. Данному устройству присущи недостатки, приведенные выше, несмотря на то, что абразивная поверхность выполнена с дискретной зернистостью, требует также частого восстановления, а расположение конусной рабочей зоны шелушения основанием вниз не обеспечивает равномерного перемещения шелушуемой массы, что снизит эффективность процесса шелушения.
Задача изобретения - создание универсального устройства для шелушения зерен различных крупяных культур с более прочным соединением оболочки зерна с ядром, повышающего производительность и качество шелушения зерна.
Устройство для шелушения зерна содержит вертикально и соосно установленные с зазором для прохода зерна конические элементы, внутренний из которых имеет абразивную рабочую поверхность, причем абразивная поверхность внутреннего конического элемента выполнена прерывистой. Прерывистая рабочая абразивная поверхность пуансона не требует частого восстановления шероховатости, т.к. меньше засаливается и обеспечивает более продолжительную работу устройства.
Конические элементы установлены так, что их основания обращены вверх. Внутренний конический элемент смонтирован с возможностью возвратно-поступательного перемещения с регулируемой частотой и амплитудой, выполнен полым и имеет в верхней части окна для прохода шелушуемого зерна, а в рабочей зоне шелушения - отверстия для подачи на зерно сжатого воздуха, при этом наружный конический элемент смонтирован с возможностью вращения, к нему прикреплена сменная сетчатая обечайка, диаметр отверстий которой зависит от размера шелушуемого зерна. Для шелушения крупяных культур с более прочной связью оболочки (пленки) с ядром предусмотрено смещение внутреннего конического элемента на величину эксцентриситета f и рабочая зона шелушения будет представлять собой несимметричную клинообразную форму в продольном сечении, и серпообразную в сечении, перпендикулярном оси конусов. В этом случае оболчки зерна будут испытывать давление не только в осевом направлении, но и в круговом движении, что легче освободит ядро от пленки.
Шелушуемые зерна, перемещаясь сверху вниз под действием собственного веса, подвергаются импульсным ударам внутреннего конического элемента, перетираются между собой и контактными поверхностями рабочих органов устройства: абразивной поверхностью внутреннего конического элемента и сетчатой обечайкой. Для качественного шелушения они должны находиться определенное время в рабочей зоне, что обеспечивается подачей сжатого воздуха через отверстия в рабочей зоне и конструкцией устройства, благодаря чему центробежные силы, действующие на зерна, прижимают верхние слои с большей силой, чем нижние, и способствуют плавному их перемещению вниз. В предлагаемом устройстве для зерен крупяных культур с невысокой прочностью соединения оболочки (пленки) с ядром зерна наружный и внутренний конические элементы устанавливаются соосно, создавая форму рабочей зоны шелушения в виде клина, т.к. угол конуса 2α внутреннего конического элемента меньше угла конуса 2β наружного конического элемента.
Наличие у внутреннего конического элемента прерывистой рабочей абразивной поверхности при установке внутреннего и наружного конического элемента с эксцентриситетом друг относительно друга, подборе оптимальных углов конуса, а также назначении оптимальных режимов работы установки обеспечивается повышение производительности и качества шелушения зерен различных крупяных культур.
Подбирая режимы работы устройства - число двойных ходов внутреннего конического элемента и амплитуды его перемещения, а также частоту вращения наружного конического элемента, диаметр отверстий сменной сетчатой обечайки, можно производить шелушение зерна различных крупяных культур.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство.
Оно состоит из полого внутреннего конического элемента 1, в верхней части которого выполнены окна 2 для подачи зерна и отверстия 3 для подачи сжатого воздуха, он получает возвратно-поступательное движение от электродвигателя 4 через кулачок 5, а наружный конический элемент 6 приводится во вращение от отдельного электродвигателя 7. Между внутренним и наружным коническими элементами установлена сменная сетчатая обечайка 8 с отверстиями, диаметр которых подбирается в зависимости от размера шелушуемого зерна. Шелушуемое зерно загружается в бункер 9, шелушенное зерно собирается в емкости 10.
На фиг.2 изображен вертикальный и горизонтальный разрез устройства, на котором показаны: углы конуса внутреннего и наружного конических элементов.
На фиг.3 показано смещение внутреннего конического элемента на величину эксцентриситета f.
Принцип работы устройства заключается в следующем.
Зерно из бункера, перемещаясь по патрубкам, подается в верхнюю часть полого внутреннего конического элемента, из которого через окна равномерно подается в рабочую зону. Зерна, подвергаясь ударам от возвратно-поступательного движения внутреннего конического элемента и перетираясь между собой, а также участвуя во вращательном движении от наружного конического элемента, с прикрепленной к ней сетчатой обечайкой, освобождаются от оболочек. Эффективность работы и качество шелушения повышается еще и тем, что в рабочую зону шелушения подается сжатый воздух через отверстия. Струя воздуха, проходящая через массу шелушуемого зерна, уменьшает скорость опускания зерна, что необходимо для более качественного завершения процесса шелушения.
В предлагаемом устройстве для шелушения зерна и семян внутренний и наружный конический элемент устанавливаются с эксцентриситетом, создавая форму рабочей зоны шелушения в виде клина, т.к. угол конуса 2α внутреннего конического элемента меньше угла конуса 2β наружного конического элемента. Наличие у внутреннего конического элемента прерывистой рабочей абразивной поверхности совместно со сменной сетчатой обечайкой при их установке друг относительно друга и подборе оптимальных углов конуса, а также назначении оптимальных режимов работы установки позволяет обеспечить повышение производительности и качества шелушения зерен различных крупяных культур.