СПОСОБ РАЗМОЛА ЗЕРНОВЫХ И ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD OF MILLING GRAINS AND GRANULAR MATERIALS

Изобретение относится к размолу зерновых и зернистых материалов и может быть использовано в агропромышленном комплексе.
Известен способ размола зерна и зернистых материалов, включающий подачу зерна в рабочий зазор между двумя движущимися поверхностями валков, имеющими наружный износостойкий слой порядка 25 мм, и разрушение зерен при их перемещении между этими поверхностями (Демский А.Б. Оборудование для производства муки, крупы и комбикормов: справочник. / А.Б.Демский, В.Ф.Веденьев. - М.: Дели принт, 2005. - С.231-268; Годен. A.M. Основы обогащения ископаемых. / А.М.Годен. - М.: Металлургиздат, 1946. - С.33-58).
Однако использование описанного способа приводит к повышенным энергозатратам, так как разрушение зерен на валках осуществляется за весьма короткое время, а потому требуется возврат продукта на последующее измельчение. Кроме того, оборудование, реализующее способ, является материалоемким и дорогостоящим, так как разрушение зерен посредством валков обуславливает изготовление последних массивными и больших размеров при достаточно быстром износе наружного слоя.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ определения энергозатрат в процессе формирования продуктов размола, заключающийся в том, что в процессе управляемой подачи зерен между двумя движущимися поверхностями, имеющими регулируемые шероховатость и скорость, с ориентацией и перемещением зерен по движущейся поверхности осуществляют ввод зерен в рабочее пространство, производят регулируемую деформацию, разрушение, измельчение и вывод при изменяющемся давлении. В качестве ограничивающих рабочее пространство движущихся поверхностей используют опорную вогнутую поверхность с регулируемыми перфорацией и колебаниями и выпуклую поверхность маятника с регулируемыми шероховатостью и кривизной, сообщая ему колебания над опорной вогнутой поверхностью. Энергозатраты находят по изменению потенциальной энергии в процессе затухающих колебаний маятника или по затратам энергии на поддержание незатухающих вынужденных колебаний маятника (патент RU 338593, МПК В02С 9/00 (2006.01)).
Основными недостатками описанного способа являются узкие технологические возможности, ограниченные лабораторными помолами, так как использование способа не позволяет совмещать по производительности регулируемые деформацию, разрушение и измельчение при изменяющемся давлении; повышенные энергозатраты, связанные с использованием в качестве ограничивающих рабочее пространство движущихся поверхностей опорную вогнутую поверхность с регулируемыми перфорацией, кривизной и колебаниями и выпуклую поверхность маятника с регулируемыми шероховатостью и кривизной. Производительность размола в данном способе ограничена условиями лабораторных помолов.
Предлагаемым изобретением решается задача расширения технологических возможностей размола зерновых и зернистых материалов, повышение производительности размола при снижении энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что в способе размола зерна и зернистых материалов, заключающемся в том, что в процессе управляемой подачи зерен с ориентацией и их перемещением по движущейся поверхности осуществляют ввод зерен в рабочее пространство, производят регулируемую деформацию, разрушение, измельчение и вывод при изменяющемся давлении, при этом в качестве ограничивающих рабочее пространство движущихся поверхностей используют опорную вогнутую поверхность с регулируемыми перфорацией, кривизной и колебаниями и выпуклую поверхность маятника с регулируемыми шероховатостью и кривизной, сообщая ему колебания над опорной вогнутой поверхностью, согласно изобретению ввод и дозирование зерен на опорную вогнутую поверхность осуществляют как в процессе ее подвода в зону движения выпуклой поверхности маятника, так и при фиксированной ее остановке в этой зоне, при этом ввод и дозирование зерен, регулируемую деформацию, разрушение и измельчение с регулируемым зазором между опорными вогнутыми поверхностями и выпуклыми поверхностями маятника и вывод измельченного материала осуществляют в последовательном дискретном режиме путем сообщения выпуклым поверхностям маятника колебаний в вертикальной плоскости с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой и сообщения опорным вогнутым поверхностям регулируемого прямолинейного возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости, или регулируемого вращательного движения в горизонтальной плоскости, или регулируемого вращательного движения в вертикальной плоскости. Используют N опорных вогнутых поверхностей и выпуклых поверхностей маятника.
Расширение технологических возможностей размола зерновых и зернистых материалов обусловлено тем, что ввод и дозирование зерен на опорную вогнутую подвижную поверхность, регулируемую деформацию, разрушение и измельчение с регулируемым зазором между опорными вогнутыми поверхностями и выпуклой поверхностью маятника и вывод измельченного материала осуществляют в последовательном дискретном режиме.
Снижение энергозатрат обусловлено сообщением выпуклым поверхностям маятника колебаний в вертикальной плоскости с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой и сообщения опорным вогнутым поверхностям регулируемого прямолинейного возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости или регулируемого вращательного движения в горизонтальной плоскости или регулируемого вращательного движения в вертикальной плоскости как с подводом опорной вогнутой поверхности в зону движения выпуклой поверхности маятника, так и при фиксированной ее остановке в этой зоне во время дозирования, деформации, разрушения, измельчения зерна и зернистых материалов и вывода измельченного материала.
Повышение производительности размола обусловлено использованием N опорных вогнутых поверхностей и выпуклых поверхностей маятника.
Предложенное изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен процесс взаимодействия поверхностей маятника, колеблющихся в вертикальной плоскости, и опорных вогнутых поверхностей, совершающих регулируемые движения в горизонтальной плоскости, при реализации способа измельчения зерновых и зернистых материалов; на фиг.2 схематично представлен процесс взаимодействия поверхностей маятника, колеблющихся в вертикальной плоскости, и опорных вогнутых поверхностей, совершающих регулируемое вращательное движение в вертикальной плоскости, при реализации способа размола зерновых и зернистых материалов.
Кроме этого, на чертежах дополнительно обозначено следующее:
0
0
- А, ω - амплитудно-частотная характеристика прямолинейного возвратно-поступательного движения опорной вогнутой поверхности в горизонтальной плоскости;
1
1
- А, ω - амплитудно-частотная характеристика колебательного движения поверхности маятника;
2
- ω - изменяемая частота вращения опорной вогнутой поверхности в горизонтальной или вертикальной плоскости;
- О - точка подвеса маятника;
1
- O - точка опоры вогнутых поверхностей;
- горизонтальной линией со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показано возвратно-поступательное прямолинейное движение опорной вогнутой поверхности в горизонтальной плоскости;
- дугообразной линией со стрелками, обращенными в противоположные стороны, показано колебательное движение поверхности маятника;
- дугообразной линией со стрелкой показано направление вращения опорной вогнутой поверхности в горизонтальной или вертикальной плоскости;
- пунктирной линией со стрелкой показано направление ввода и дозирования зернового или зернистого материала на опорную вогнутую поверхность;
- штриховой линией с кружком и стрелкой показано направление вывода измельченного материала с опорной вогнутой поверхности.
1
1
1
Способ размола зерновых и зернистых материалов реализуется посредством выпуклых поверхностей 1 маятника, совершающих колебания в вертикальной плоскости относительно точки подвеса О с регулируемой с амплитудно-частотной характеристикой А, ω, опорных вогнутых поверхностей 2 или 3, расположенных под выпуклыми поверхностями 1 маятника с заданной величиной зазора и с возможностью совершения движения относительно точки опоры О в горизонтальной 4 или вертикальной плоскости соответственно. Зерна 5 зернового или зернистого материала помещаются на опорные вогнутые поверхности 2 или 3.
Способ размола зерновых или зернистых материалов осуществляется следующим образом. В процессе управляемой подачи зерен 5 зернового или зернистого материала с ориентацией и их перемещением по движущейся поверхности осуществляют в последовательном дискретном режиме ввод и дозирование зерен 5 в рабочее пространство, производят регулируемую деформацию, разрушение, измельчение и вывод измельченного материала при изменяющемся давлении. В качестве ограничивающих рабочее пространство движущихся поверхностей используют опорные вогнутые поверхности 2 или 3 с регулируемыми перфорацией, кривизной и колебаниями и выпуклые поверхности 1 маятника с регулируемыми шероховатостью и кривизной, сообщая ему колебания над опорными вогнутыми поверхностями 2 или 3. При этом используют N опорных вогнутых поверхностей 2 или 3 и выпуклых поверхностей 1 маятника.
1
1
0
0
1
2
1
2
Ввод и дозирование зерен 5 на опорную поверхность 2 в горизонтальной плоскости (Фиг.1) или на опорную поверхность 3 в вертикальной плоскости (Фиг.2) осуществляют как в процессе ее подвода в зону движения поверхности 1 маятника, так и при фиксированной остановке опорной поверхности в зоне движения поверхности 1 маятника. Регулируемую деформацию, разрушение и измельчение с регулируемым зазором между опорными вогнутыми поверхностями 2 или 3 и выпуклыми поверхностями 1 маятника и вывод измельченного материала осуществляют в последовательном дискретном режиме путем сообщения выпуклым поверхностям 1 маятника колебаний в вертикальной плоскости относительно точки подвеса О с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой А, ω, и сообщения опорным вогнутым поверхностям 2 или 3 регулируемого прямолинейного возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости 4 относительно точки опоры О с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой А, ω, или регулируемого вращательного движения в горизонтальной плоскости 4 относительно точки опоры O с регулируемой частотой вращения ω, или регулируемого вращательного движения в вертикальной плоскости относительно точки опоры O с регулируемой частотой ω с подводом их в зону движения поверхностей 1 маятника, и с возможностью фиксированной их остановки во время дозирования, деформации, разрушения, измельчения зерна 5 и вывода измельченного материала.
Таким образом, при встрече поверхности 1 маятника с опорной вогнутой поверхностью 2 или 3 на определенном промежутке времени создают рабочее пространство, то есть создание рабочего пространства производят дискретно. Наряду с этим осуществляют возможность фиксированной остановки опорной вогнутой поверхности 2 или 3 в зоне движения поверхности 1 маятника с обеспечением ввода на нее и дозирования зерна 5 с дальнейшим проведением в рабочем пространстве деформации, разрушения, измельчения зерна и вывода измельченного материала.
Вывод измельченного материала с опорной вогнутой поверхности 3 или 4 производят после размола дозированной порции зернового или зернистого материала.
Применение предложенного способа позволяет осуществить расширение технологических возможностей размола зерновых и зернистых материалов, повысить производительность размола при одновременном снижении энергозатрат.