Способ шелушения зерна и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: способ шелушения зерна включает воздействие на зерно сил сжатия и сдвига в пространстве, образованном двумя поверхностями вращения, расположенными одна в другой, из которых внутренней придают колебания круговыми вращениями дебаланса относительно одного центра в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем в вертикальной плоскости с большей частотой, чем в горизонтальной. Устройство для осуществления способа содержит выполенные в виде поверхностей вращения деку и размещенный в ней соосно шелушитель с дебалансом, вал которого соединен с приводым валом посредством планетарной конической передачи. Устройство имеет также механизм изменения частоты вращения природного вала, при этом последний выполнен полым, и в его полости, перпендикулярно оси его вращения, установлен вал дебаланса. 2 с. п. ф - лы, 7 ил.

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

Известный способ выработки гречневой крупы 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. Зоны комбинированного воздействия валков на зерновку сравнительно недостаточная, что отражается на производительности и эффективности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является машина для шелушения зерна, имеющая станину, в которой размещены два вертикальных коаксиально расположенные с рифлями наружный и внутренний цилиндры, установленные на гибких подвесках, каждый из которых снабжен вибровозбудителем кругового колебания в горизонтальной плоскости, при этом наружный цилиндр имеет три пары гидравлических амортизаторов, а внутренний цилиндр установлен на пружине. Обработка достигается в рифленой рабочей зоне под действием сил сжатия и сдвига.

Недостатком упомянутых способов и устройств, кроме указанных, является недостаточная эффективность, они работают с постоянной частотой колебания или окружной скоростью вращения в одной плоскости.

Целью изобретения является повышение эффективности шелушения зерна за счет увеличения производительности.

Указанная цель достигается тем, что круговые вращения дебаланса осуществляют в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом в вертикальной плоскости с большей частотой, чем в горизонтальной и тем, что устройство снабжено механизмом изменения частоты вращения приводного вала, приводной вал выполнен полым и в его полости перпендикулярно оси его вращения установлен вал дебаланса, при этом кинематическое соединение вала дебаланса с приводным валом осуществлено посредством планетарной конической передачи.

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

Предлагаемый способ шелушения зерна и устройство для его осуществления позволяет повысить эффективность шелушения зерна за счет увеличения производительности по сравнению с известными, что доказывает соответствие технического решения критерию "существенного отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид устройства шелушения зерна; на фиг. 2 и 3 разрезы в проекциях; на фиг. 4 и 5 варианты шелушителей; на фиг. 6 принципиальная схема; на фиг. 7 форма перемещения шелушителя, условно обозначенного точкой M.

Устройство для шелушения зерна состоит из корпуса 1, фланца 2, наружной неподвижной деки 3, шелушителя 4, жестко скрепленного с вибровозбудителем 5, установленном на пружинах 6 и сопряженным с помощью ременной передачи 7 и вариатора 8 с двигателем 9.

Вибровозбудитель имеет корпус 10 с лотком 11, опорные подшипники 12 и 13 приводного вала 14, в полости которого перпендикулярно оси его вращения в опорах 15 и 16 установлен вал 17 с дебалансом 18, и планетарную коническую передачу 19, соединяющую эти валы. Сателлит 20 закреплен на вале 17, а центральное колесо 21 жестко скреплено с корпусом 10.

Дебаланс 18 имеет массу m с центром тяжести на расстоянии R от оси вращения вала 17. Изменение частоты вращения приводного вала 14 осуществляется изменением величины расстояния L ременной передачи 7 путем изменения диаметра шкива вариатора 8. Рабочие поверхности деки 3 и шелушителя 4 покрыты резиной. При смене шелушителя соответственно заменяется дека.

Центральное колесо 21 планетарной передачи имеет число зубьев Z₁, а сателлит 20 Z₂.

Передаточное число i Крутящий момент двигателя 9 через вариатор 8 и ременную передачу 7 передается приводному валу 14 с угловой скоростью w где n число оборотов приводного вала.

Сателлит 20, обкатываясь относительно центрального колеса 21, вращает вал 17 с дебалансом 18 с угловой скоростью.

w₁= где n₁=in число оборотов дебаланса 18.

В результате генерируются силы в горизонтальной и вертикальной плоскостях ±P=mw²R; ±P₁=mw₁²R, где R расстояние от центра тяжести массы m до центра координат xoyz точки O.

Генерируемые силы являются геометрическими составляющими суммарного вектора.

± + Вращение суммарного вектора P_о относительно центра координат XOYZ позволяет колебать шелушитель в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях XOY и XOZ на величины амплитуд: X= ±a; Y= ±b; Z= ±c.

Шелушитель перемещается со скоростью V и ускорением j по осям X, Y, Z: V_x= ±aw₁; j_x= ±aw₁²; V_y= ±bw₁; j_y= ±bw₁²; V_z= ±cw₁; j_z= ±cw₁².

Материальная точка М, вращаясь относительно центра координат, описывает сложную форму перемещения. Такое движение состоит из переносной скорости w_e и относительной скорости w₁₂ и ускорений, а также ускорения кориолиса a_e= ±aw_e²; a₁₂= ±cw₁₂²; a_c=2w_ew₁₂R_o, где R_o расстояние от точки О координат до приведенного центра тяжести точки М.

Все эти ускорения являются геометрическими составляющими абсолютного ускорения узла шелушителя массой m' воздействующего на обрушаемое зерно
+ +
В основное уравнение динамики F=ma вместо абсолютного ускорения, в данном случае массы узла шелушителя, запишем его ускорение
m mʹ(+ +)=
m= m-m
Величина -m является переносной кориолисовой силой;
= -m является поворотной кориолисовой силой.

Режим работы устройства шелушения зерна может быть например, 470 об./мин приводного вала, что соответствует n.

Соотношение частот:
n₁=ni; n₁=470 ·5,55=2608 об./мин
Параметры работы устройства обеспечивают работу в широком диапазоне получения амплитуд, скорости перемещения и ускорений шелушителя по осям координат xoyz.

Вибрационное движение шелушителя по сложной форме траектории в пространстве, образованном двумя поверхностями вращения, создает условия для последовательного шелушения зерна. Это увеличивает зону комбинированного воздействия на зерно, что повышает эффективность работы устройства.

Величина зазора δ между рабочими поверхностями деки и шелушителя регулируется в зависимости от параметров обрабатываемой культуры и амплитуд колебания шелушителя, который не должен соприкасаться с поверхностью деки. Регулировка осуществляется поворотом деки относительно оси по резьбе фланца 2.

При работе устройства зерно с лотка 22 подается в деку, где по мере продвижения к выходу, шелушителем по всему периметру подвергается воздействию за один цикл многократному трению друг об друга, усилиям сжатия и деформациям сдвига (i раз), последние приводят к шелушению. За i, равному 5,55 раз воздействий, больше вероятностей очистить ядрицу.

Отличительной особенностью способа шелушения зерна является то, что круговые вращения дебаланса осуществляют в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом в вертикальной плоскости с большей частотой, чем в горизонтальной и тем, что устройство снабжено механизмом изменения частоты вращения приводного вала, приводной вал выполнен полым и в его полости перпендикулярно оси его вращения установлен вал дебаланса, при этом кинематическое соединение вала дебаланса с приводным валом осуществлено посредством планетарной конической передачи.

Использование предлагаемого изобретения в хозяйствах обеспечивает повышение эффективности и производительности за счет последовательного многократного воздействия. При этом повышается универсальность использования устройства, возможность вышелушивания зерен гречихи, проса, риса, овса, ячменя, гороха.

Возможно широкое использование данного устройства благодаря его универсальности и компактности в небольших хозяйствах.

Формула изобретения

1. Способ шелушения зерна, включающий воздействие на зерно сил сжатия и сдвига в пространстве, образованном двумя поверхностями вращения, расположенными одна в другой, из которых внутренней придают колебания круговыми вращениями дебаланса относительно одного центра, отличающийся тем, что круговые вращения дебаланса осуществляют в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом в вертикальной плоскости с большей частотой, чем в горизонтальной.

2. Устройство для шелушения зерна, содержащее деку и размещенный в ней соосно шелушитель, выполненные в виде поверхностей вращения, вибровозбудитель шелушителя с дебалансом, вал которого кинематически соединен с приводным валом, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом изменений частоты вращения приводного вала, приводной вал выполнен полым и в его полости перпендикулярно к оси его вращения установлен вал дебаланса, при этом кинематическое соединение вала дебаланса с приводным валом осуществлено посредством планетарной конической передачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7