Способ измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями
METHOD FOR GRINDING GRAIN MATERIALS BY OSCILLATING SURFACES

Изобретение относится к измельчению и просеиванию зерновых материалов и может найти применение в агропромышленном комплексе зерноперерабатывающей и пищевой промышленности.
Известен способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающий подачу зерна к поверхностям с циклично изменяемыми кривизной и состоянием нескольких движущихся верхних и нижнего рабочих элементов, сообщая им регулируемые качания и вибрационные колебания, причем в качестве одной из поверхностей верхнего рабочего элемента и в качестве поверхности нижнего рабочего элемента используют ситовые тканевые поверхности, а в качестве других поверхностей верхних рабочих элементов используют вогнутые или выпуклые, перфорированные или сплошные со встречной регулируемой шероховатостью поверхности, транспортирование зернового материала поперек и вдоль зон ситовых тканевых поверхностей и вдоль циклично сужающихся и расширяющихся объемов между другими поверхностями, сообщая всем поверхностям регулируемые качания и вибрационные колебания, как и при подаче зерна, с дозированием, распределением тонким слоем, разрушением и образованием сходовых и проходовых фракций зернового материала в период их дифференцированной рециркуляции на поверхности верхних и нижнего рабочих элементов как в плоскости их качания, так и в поперечной плоскости. При этом можно изменять размеры отверстий, состояние, кривизну и кинематические режимы движения рабочих элементов (патент RU 2263544 C1, МПК В02С 19/16 (2000.01)).
Описанный способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями имеет следующие недостатки:
- отсутствие возможности автоматизации, что приводит к увеличению числа рабочего персонала, а, следовательно, к увеличению экономических потерь;
- повышенная трудоемкость реализации в связи с необходимостью использования большого количества различных рабочих элементов с заранее заданными свойствами.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ измельчения и просеивания зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающий управляемую подачу зерна к сплошной выпуклой поверхности движущегося верхнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной, состоянием поверхности и амплитудно-частотными характеристиками, в качестве которого используют маятник, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, и опорной вогнутой поверхности нижнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной, состоянием поверхности и амплитудно-частотными характеристиками, также сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, транспортирование зернового материала в изменяемом объеме между этими поверхностями с захватом зерновок, последующими их разрушением и сепарацией при изменяющемся давлении, вывод полученных продуктов через отверстия опорной вогнутой поверхности. При этом управляемую подачу зерна производят на опорную вогнутую поверхность со сквозным участком, а маятнику сообщают регулируемые качания и вибрационные колебания относительно подвеса над опорной вогнутой поверхностью (патент RU 2338593 C2, МПК В02С 9/00 (2006.01)).
Основными недостатками описанного способа являются узкие возможности использования, ограниченные лабораторными условиями, так как применение способа не позволяет получать большую производительность; отсутствие возможности автоматизации, что приводит к увеличению числа рабочего персонала и трудозатрат, а, следовательно, к увеличению экономических потерь.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в расширении возможностей использования способа при увеличении производительности и обеспечении автоматизации предлагаемого процесса.
Решение этой технической проблемы достигается тем, что в способе измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями, включающем управляемую подачу зерна к поверхностям движущегося верхнего рабочего элемента, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания, и нижнего рабочего элемента с изменяемыми кривизной и состоянием поверхностей, транспортирование зернового материала в изменяемом объеме между этими поверхностями с захватом зерновок и последующим их разрушением, вывод полученных продуктов через отверстия, согласно изобретению используют систему синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей верхнего рабочего элемента, подводя к ней вынужденные регулируемые колебания, транспортирование зернового материала производят в уменьшающемся клиновидном зазоре между поверхностями верхнего рабочего элемента и нижнего неподвижного рабочего элемента, в качестве которого используют систему оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей, а управляемую подачу зерна производят на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента.
Управляемую подачу зерна можно производить в шахматном порядке на поверхности нижних рабочих элементов при увеличении количества рабочих элементов по вертикали.
Расширение возможностей использования способа при увеличении производительности размола обусловлено увеличением количества измельчающих и опорных поверхностей с одновременной поступательной подачей к ним зернового материала.
Автоматизация процесса измельчения зерновых материалов обусловлена синхронизацией колебаний поверхностей верхнего рабочего элемента посредством реализации подвода энергии электродвигателем непосредственно к этим поверхностям, что также приводит к повышению производительности.
На приведенном чертеже схематично представлена схема осуществления способа измельчения зерновых материалов колеблющимися поверхностями.
Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- ω - частота вращения питателя;
- (А, ω) - амплитудно-частотная характеристика колебательного движения верхнего рабочего элемента;
вертикальными линиями со стрелками показаны направления подачи и вывода зернового материала;
- штриховыми линиями показаны направления движения зернового материала после питателя;
- штрихпунктирными линиями со стрелками показаны направления движения зернового материала после измельчения.
Способ измельчения зернового материала колеблющимися поверхностями реализуется посредством подачи зерна через бункер 1 с задвижкой 2 к питателю 3, к движущемуся верхнему рабочему элементу 4 с электродвигателем 5, к неподвижному нижнему рабочему элементу 6 и к устройствам 7 вывода зернового материала.
Способ измельчения зернового материала колеблющимися поверхностями осуществляется следующим образом.
Зерно направляют в бункер 1 и при ручном или автоматическом выдвижении задвижки 2 разделяют с регулируемой частотой посредством питателя 3 с направлением к системам синхронно колеблющихся оппозитно расположенных относительно оси подвеса клиновидных или криволинейных поверхностей, то есть поверхностей с изменяемыми кривизной и состоянием, движущегося верхнего рабочего элемента 4, сообщая ему регулируемые качания и вибрационные колебания с регулируемой амплитудно-частотной характеристикой (А, ω), и оппозитно расположенных относительно оси подвеса криволинейных или плоских поверхностей, то есть поверхностей с изменяемыми кривизной и состоянием, нижнего неподвижного рабочего элемента 6.
Производят управляемую подачу зерна на оппозитно расположенные относительно оси подвеса поверхности нижнего рабочего элемента 6 и транспортирование зернового материала в последовательном дискретном режиме в изменяемом объеме, являющемся уменьшающимся клиновидным зазором, между поверхностями верхнего рабочего элемента 4 с подводом к нему электроэнергии посредством электродвигателя 5 и поверхностями нижнего неподвижного рабочего элемента 6, с ориентацией, захватом зерновок, регулируемой деформацией и последующим их разрушением.
После размола дозированной порции зернового материала полученный измельченный материал выводят через устройства 7 при изменяющемся давлении.
Таким образом, при встрече верхнего рабочего элемента 4 с нижним рабочим элементом 6 на определенном промежутке времени создают изменяемый объем, являющийся уменьшающимся клиновидным зазором, между этими поверхностями, с захватом зерновок и последующим их разрушением, и выводят продукты измельчения через отверстия, то есть создание изменяемого объема производят дискретно.
Управляемую подачу зерна можно производить в шахматном порядке на поверхности нижних рабочих элементов при увеличении количества верхних рабочих элементов 4 и нижних рабочих элементов 6 по вертикали для придания устойчивости всей системе.
Применение предложенного способа позволяет расширить возможности использования способа и обеспечить автоматизацию процесса измельчения зерновых материалов при увеличении производительности.