Способ шелушения зерна и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: способ шелушения зерна включает воздействие на зерно сил сжатия и сдвига двумя поверхностями вращения, размещенными одна в другой и колеблющимися в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Направления колебаний внутренней поверхности противоположны направлениям колебаний наружной поверхности. В вертикальной плоскости внутренней поверхности сообщают колебания с большей частотой, чем в горизонтальной. Наружная поверхность колеблется с частотой, отличной или равной частоте колебаний внутренней поверхности. Устройство для осуществления способа содержит две конические деки, снабженные вибровозбудителями, представляющими собой планетарные передачи, приводимые одним валом и симметричные относительно его центра. 2 с. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано предприятиями зерноперерабатывающей и комбикормовой промышленности, преимущественно арендными.

Способ выработки гречневого зерна по авт.св. СССР N 343405, кл. В 02 В 1/00 основан на многократном последовательном шелушении несортированного по размерам зерна. Шелушение осуществляется в рабочем зазоре между двумя вращающимися с различной окружной скоростью обрезиненными валками с последующими сортировками и крупоотделением. Очистка зерна осуществляется направленным давлением со сдвигом, при этом зона комбинированного воздействия валков на зерновку сравнительно недостаточная, что отражается на эффективности и производительности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является машина для шелушения зерна (авт.св. СССР N 1472121, кл. В 02 В 3/00), имеющая станину, в которой размещены два вертикальных коаксиально расположенных с рифлями (наружный и внутренний) цилиндра, установленных на гибких подвесках, каждый из которых снабжен вибровозбудителем кругового колебания в горизонтальной плоскости.

Обработка зерна осуществляется в рифленой зоне под воздействием усилия сжатия и сдвига в плоскости.

Недостатком упомянутых способа и устройства является отсутствие двустороннего воздействия на зерно, а также недостаточное разрыхление по сравнению с истечением. Шелуха из трех лепестков свободно охватывает ядро и соединена с ним в одной точке. Зерна в рабочем пространстве не ориентируются точкой соединения к поверхности обжатия, сдвига и трения, рабочие органы имеют постоянную частоту колебания в плоскости или окружную скорость, что отражается на эффективности и производительности.

Целью изобретения является повышение эффективности и производительности шелушения зерна за счет двухстороннего воздействия и разрыхления в объеме, т.е. по трем осям пространственных координат.

Это достигается тем, что обеим поверхностям вращения сообщают колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, направления которых для внутренней поверхности противоположны направлениям колебаний наружной поверхности, при этом в вертикальной плоскости внутренней поверхности сообщают колебания с большей частотой, чем в горизонтальной, а наружной поверхности колебания, частота которых отличается или равна частоте колебаний внутренней поверхности, и тем, что деки выполнены коническими, а вибровозбудители представляют собой планетарные передачи, приводимые одним валом и симметричные относительно его центра.

При анализе известных решений не обнаружено признаков, сходных с аналогичными признаками предлагаемого изобретения.

Предлагаемый способ шелушения зерна и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность и производительность очистки по сравнению с известными решениями за счет того, что обеим поверхностям вращения сообщают колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, направления которых для внутренней поверхности противоположны направлениям колебаний наружной поверхности, при этом в вертикальной плоскости внутренней поверхности сообщают колебания с большей частотой, чем в горизонтальной, а наружной поверхности колебания, частота которых отличается или равна частоте колебаний внутренней поверхности, и тем, что деки выполнены коническими, а вибровозбудители представляют собой планетарные передачи, приводимые одним валом и симметричные относительно его центра.

На фиг. 1 изображено устройство шелушения зерна; на фиг.2 и 3 разрезы в проекциях; на фиг. 4 разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 формы перемещения дек, условно обозначенных точками М и М₁; на фиг.6 принципиальная схема; на фиг. 7, 8, 9 и 10 то же самое.

Устройство шелушения зерна состоит из рамы 1, двигателя 2, вариатора 3, корпуса 4 с двумя заслонками 5 и патрубками 6, фланца 7, установленного на пружинах 8 и сопряженного с помощью резьбы с декой 9, крышки 10 с загрузочными патрубками 11, вибровозбудителя 12, карданного вала 13, вибровозбудителя 14 с лотком 15 и деки 16. Между поверхностями дек 9 и 16 образовано технологическое пространство, характеризуемое величинами α,βγ и l. Рабочие поверхности дек покрыты эластичным материалом, например резиной. Величина α устанавливается поворотом деки 9 относительно фланца 7 и проверяется щупом через отверстия корпуса 4, закрытые заслонками 5. Низ деки выполнен с поддечником 17, т.к. эта часть наиболее нагружена.

Вибровозбудитель 12 состоит из корпуса 18, приводного вала 19, вала 20, планетарной зубчатой передачи 21, центрального колеса 22, которое скреплено с корпусом 18, а сателлит 23 размещен на валу 20 с дебалансами 24 и 25, один закреплен, а другой поворотный.

Вибровозбудитель 14 состоит из корпуса 26, приводного вала 27, выполненного с дебалансом 29, планетарной передачи 30, состоящей из центрального колеса 31 и сателлита 32. Вибровозбудитель 14 установлен на пружинах 33.

Конструктивное отличие возбудителей 12 и 14, кроме указанных, состоит в том, что их планетарные передачи имеют различные передаточные числа, а у вибровозбудителей 12 и 34 одинаковые. У обеих пар вибровозбудителей сателлит сопрягается с соответствующим центральным колесом противо- положной стороной, т.е. они выполнены в зеркальном изображении. Это позволяет осуществить встречные колебания в вертикальной плоскости дек 9 и 16 при одинаковом направлении вращения их приводных валов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Центральные колеса 22 и 31 имеют число зубьев Z₁ и Z₂, а сателлиты 23 и 32 Z₃ и Z₄ Передаточные числа: вибровозбудителей 12 и 34 i₁= вибровозбудителя 14 i₂= Крутящий момент двигателя 2 через вариатор 3 передается приводному валу 27, карданному валу 13 и приводному валу 19 с угловой скоростью ω где n число оборотов валов 19, 27.

Сателлиты 23 и 32, вращаясь относительно колес 22 и 31, вращают валы 20 и 28 в противоположных направлениях с угловыми скоростями ω₁ ; ω₂ где n₁ i₁n число оборотов дебалансов 24, 25; n₂ i₂n число оборотов дебаланса 29.

В результате генерируются силы в горизонтальной и вертикальной плоскостях координат xOyz.

Вибровозбудителя 14 ± P₁ m ω²R; ± P₁ m ω²₁ R; Вибровозбудителей 12 ∓ P¹ m₁ω²R₁; ∓ P¹₁ m₁ω²₂ R₁;
34 ± P¹= m₁ ω²R₁; ± P¹₁ m₁ ω²₂ R₁ где R, R₁ расстояния центра тяжести дебалансных масс до их осей вращения.

Поворотом дебаланса 25 относительно дебаланса 24 можно изменять величину R₁ и этим регулировать величины амплитуд колебаний.

Генерируемые силы каждого вибровозбудителя являются геометрическими составляющими суммарного вектора
± =+;
∓ =+
Вращение суммарных векторов Р_о и Р_о¹ относительно центров координат xOyz и xOyz позволяет навстречу колебать в двух взаимно перпендикулярных плоскостях xOy, xOz и x, O, z на величины амплитуд
деки 16 х ±а; у ±b; z ±с;
деки 9 х₁= ∓а₁; у₁= ∓b₁; z ∓с₁.

В первом случае (фиг. 5) деки перемещаются с различной скоростью V и ускорением j по осям х, у, z, х₁ у₁ z
дека 16 V_x ±a ω₁; j_x ±a ω₁²;
дека 9 V ∓a₁ ω₂; j ∓a₁ ω₂².

Во втором случае (фиг.9) деки перемещаются с одинаковой скоростью V и ускорениямj по осям x, y, z, x₁, y₁, z, при условии равенства амплитуд, достигаемого величиной R₁.

В результате таких воздействий деки колеблются одна навстречу другой относительно трех осей координат xOyz. Материальные точках М и М₁, вращаясь относительно xOyz, описывают пространственные формы траекторий, состоящих из переносных скоростей ω_e и ω_2е, относительно скоростей ω_1r и ω_2r и ускорений
а_е ±а ω_е²; а_1r ±с ω_2r²;
а_2е ∓a₁ ω_2е²; а_2r ∓с ω_2r², а также ускорений Кориолиса а_с 2 ω_е ω_1rR_o; а 2ω_2е ω_2rR₁₀, где R_o R₁₀ расстояния от центров координат О и О₁ до центра тяжести М и М₁
Все ускорения являются геометрическими составляющими абсолютного ускорения дек массами М и М₁, воздействующими на обрушаемое зерно
а а_1r + а_е + а_с;
-а а_2r + а_1е + а_с1.

Зерно через патрубки 11 подается в устройство, где слой зерна, находящийся между колеблющимися поверхностями дек, подвергается интенсивному разрыхлению и последовательному шелушению по наиболее слабому направлению прочности лепестковой оболочки. Это повышает эффективность и производительность устройства. Очищенное зерно попадает на лоток 15 и выводится через патрубок 6 для сепарации.

Отличительной особенностью способа шелушения зерна и устройства для его осуществления является то, что обеим поверхностям вращения сообщают колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, направления которых для внутренней поверхности противоположны направлениям колебаний наружной поверхности, при этом в вертикальной плоскости внутренней поверхности сообщают колебания с большей частотой, чем в горизонтальной, а наружной поверхности колебания, частота которых отличается или равна частоте колебаний внутренней поверхности, и тем, что деки выполнены коническими, а вибровозбудители представляют собой планетарные передачи, приводимые одним валом и симметричные относительно его центра.

Использование способа шелушения зерна и устройства в хозяйствах обеспечивает повышение эффективности и производительности за счет двухсторонних многократных воздействий. При этом повышается универсальность использования устройства, возможность вышелушивания зерен гречихи, проса, риса, ячменя, гороха и пшеницы.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования выход годного продукта до 80%

Формула изобретения

1. Способ шелушения зерна, включающий воздействие на зерно сил сжатия и сдвига двумя поверхностями вращения, размещенными одна в другой, сообщая им колебания дебалансами, отличающийся тем, что обеим поверхностям вращения сообщают колебания в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, направления которых для внутренней поверхности противоположны направлениям колебаний наружной поверхности, при этом в вертикальной плоскости внутренней поверхности сообщают колебания с большей частотой, чем в горизонтальной, а наружной поверхности колебания, частота которых отличается или равна частоте колебаний внутренней поверхности.

2. Устройство для шелушения зерна, содержащее две деки в виде поверхностей вращения, размещенные одна в другой и снабженные вибровозбудителями с дебалансами, отличающееся тем, что деки выполнены коническими, а вибровозбудители представляют собой планетарные передачи, приводимые одним валом и симметричные относительно его центра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10