Центробежный шелушитель семян зерновых культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен центробежный шелушитель семян зерновых культур, содержащий средство для загрузки, состоящее из двух приемных бункеров и двух механизмов подачи семян, расположенных попарно и соосно над каждым бункером для шелушения, в котором концентрично и с зазором установлен конический элемент бункера. На наружной поверхности конического элемента бункера расположены два винтовых желоба п-образной формы с рабочей поверхностью из резины с абразивным наполнителем, при этом средство для загрузки и бункер для шелушения соединены соосно с полым валом колеса, находящегося в зубчатом зацеплении с центральным колесом. Вращение полого вала колеса вокруг центрального колеса осуществляется за счет вращения водила, которое установлено на ведущем валу, установленном внутри полого неподвижного вала центрального колеса и вращающимся от привода, состоящего из клиноременной передачи и электродвигателя. Устройства позволяет минимизировать количество битых зерен после процесса шелушения. 3 ил.

 

Изобретение относится к зерноперерабатывающей промышленности, в частности, к технике шелушения зерна и семян, а именно к устройствам для шелушения семян зерновых культур под действием центробежных сил, а также фрикционного действия тангенциальных сил и может использоваться на предприятиях пищевой промышленности.

Известно устройство ударно-фрикционного принципа действия на центробежном шелушителе ФС 400/2, содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, рабочими органами которого являются ротор, выполненный в виде лопастного диска с ударными лопастями и подвижная дека, имеющая собственный привод (Оборудование для производства муки и крупы: Справочник / Сост. Демский А.В., Борискин М.А., Веденеев В.Ф., Тамаров Е.В., Чернолихов А.С. - Санкт-Петербург: Профессия, 2000. С. 295-296).

Работает центробежный шелушитель ФС 400/2 следующим образом: семена, поступающие на обработку, через механизм регулирования подачи поступают на быстровращающийся диск ротора, где подхватываются лопастями и с центробежной силой отбрасываются на подвижную деку, имеющую собственный привод. В результате ударно-фрикционного действия оболочка семян отделяется от ядра. Весь продукт шелушения выводится из корпуса через выходной патрубок.

Недостатками данного центробежного шелушителя являются быстрый износ деки, низкий коэффициент использования рабочей поверхности деки, низкий процент эффективности шелушения.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является центробежный шелушитель семян зерновых культур (RU №191291, В02В 3/00, опубл. 01.08.2019).

Устройство для шелушения зерна содержит вертикально и соосно установленные с зазором для прохода зерна конические элементы, внутренняя и наружная поверхности которых имеют абразивные рабочие поверхности. Шелушитель работает следующим образом: семена зерновых культур поступают в средство для загрузки, далее из бункера семена поступают в пространство между внешним и внутренним коническими элементами. Под действием центробежных сил семена ударяются об абразивные рабочие поверхности конических элементов, в результате происходит очистка семян от шелухи (наружной оболочки).

Недостатками данного шелушителя являются увеличение сил трения семян о рабочие поверхности конических элементов, задержка выхода ядра и оболочки семян в емкость для сбора и снижение эффективности шелушения о рабочую поверхность внутреннего конического элемента вследствие возрастающих центробежных сил по мере скольжения семян по рабочим поверхностям конических элементов, установленных основаниями вниз.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании шелушителя зерна для крупяных культур с различным по прочности соединением оболочки зерна с ядром, повышающего производительность и эффективность шелушения семян с минимизацией битых зерен.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в центробежном шелушителе семян зерновых культур, содержащем средство для загрузки (приемный бункер и механизм подачи семян), расположенное сососно над бункером для шелушения, в котором концентрично и с зазором установлен конический элемент бункера, согласно изобретению на наружной поверхности конического элемента бункера расположены два винтовых желоба п-образной формы с рабочей поверхностью из резины с абразивным наполнителем. В центробежном шелушителе семян зерновых культур, согласно изобретению соосно расположены: средство для загрузки; бункер для шелушения соединен соосно с полым валом колеса (сателлита), находящегося в зубчатом зацеплении с другим центральным колесом (солнечной шестерней), при этом вращение сателлита вокруг неподвижной солнечной шестерни осуществляется за счет вращения водила, несущего подвижные оси сателлитов, причем водило установлено на ведущем валу, установленном внутри полого неподвижного вала центрального (солнечного) колеса и вращающимся от привода, состоящего из клиноременной передачи и электродвигателя.

Минимизация битых зерен после процесса шелушения согласно изобретению осуществляется за счет применения планетарной зубчатой передачи для вращения основных конструктивных элементов устройства без лобового удара семян, в котором применен только принцип фрикционного шелушения за счет увеличения радиальной и тангенциальной составляющих нормального давления семян зерновых культур на обрезиненную с абразивным наполнителем поверхность винтового желоба.

На приведенном чертеже (фиг. 1) представлен вертикальный разрез общего вида центробежного шелушителя для семян зерновых культур, состоящего из двух бункеров для шелушения; на фиг. 2 изображены вид и сечение одного бункера для шелушения с коническим элементом и двумя винтовыми желобами; на фиг. 3 изображен графоаналитический метод кинематического анализа планетарной зубчатой передач центробежного шелушителя.

Центробежный шелушитель семян зерновых культур, содержащий средство для загрузки, состоящее из двух приемных бункеров (1) и двух механизмов подачи семян (2), расположенных попарно и соосно над каждым бункером для шелушения (3), в котором концентрично и с зазором установлен конический элемент бункера (4), отличающийся тем, что на наружной поверхности конического элемента бункера (4) расположены два винтовых желоба п-образной формы с рабочей поверхностью из резины с абразивным наполнителем (5), при этом средство для загрузки и бункер для шелушения (3) соединены соосно с полым валом колеса (8), находящегося в зубчатом зацеплении с центральным колесом (9), при этом вращение полого вала колеса (8) вокруг центрального колеса (9) осуществляется за счет вращения водила (10), которое установлено на ведущем валу (11), установленном внутри полого неподвижного вала центрального колеса (12) и вращающимся от привода, состоящего из клиноременной передачи и электродвигателя (13).

Два винтовых желоба на наружной поверхности конического элемента бункера для шелушения покрыты резиной с абразивным наполнителем, что позволяет увеличить коэффициент трения семян при скольжении по желобу.

В результате применения планетарной зубчатой передачи возникают большие радиальные и тангенциальные составляющие скорости на внутренней поверхности бункера для шелушения, расположенного соосно с сателлитом, на стенках которого смонтированы два винтовых желоба, при этом семена подвергаются длительному фрикционному воздействию при прохождении к поддону для выгрузки по винтовому желобу с резино-абразивным покрытием. В зависимости от размера семян зерновых культур, изменяя размеры отверстий в коническом поддоне, расположенных над винтовыми желобами, можно регулировать подачу семян (производительность) и эффективность шелушения. Частоту вращения бункера для шелушения можно регулировать изменением передаточного отношения клиноременной передачи на ведущем валу.

Центробежный шелушитель семян зерновых культур работает следующим образом. В средство для загрузки, состоящее из приемного бункера 1 и механизма подачи семян 2, расположенного соосно над каждым бункером для шелушения 3, при помощи транспортера подаются семена зерновых культур. Электродвигатель 13 приводит во вращение ведущий вал 11 планетарной передачи с выбранным передаточным отношением зубчатой передачи: центральное (солнечное) колесо 9 и сателлит 8. Линейная скорость вращения ведущего вала - 11 регулируется диаметрами шкивов клиноременной передачи. Из бункера 1 семена поступают на конический поддон 6, где равномерно распределяются и попадают в отверстия 7. Из конического поддона 6 через отверстия 7 семена попадают в бункер для шелушения 3 и на винтовые желоба 5. Под действием центробежных и тангенциальных сил семена под большим давлением контактируют с резино-абразивной поверхностью винтовых желобов 5. Большие значения нормального давления и, как следствие большие силы трения между зерном и поверхностью желоба, приводят к разрушению (истиранию) оболочек семян уже в начале их длительного движения по винтовой поверхности желоба 5. Сбор очищенного зерна и шелухи (наружной оболочки) осуществляется в поддоне 14, а затем подача шелушенного зерна осуществляется через патрубок 15 в сепараторный аппарат для дальнейшего процесса переработки.

Эффективность предлагаемых технических решений, в частности использование планетарной зубчатой передачи для значительного увеличения окружной и линейной скоростей бункера для шелушения, подтверждается результатами примера кинематического анализа планетарной зубчатой передачи центробежного шелушителя, приведенного на фиг. 3.

Кинематический анализ выполняют графоаналитическим или аналитическим методами. Графоаналитический метод основывается на следующих положениях:

а) линейные скорости точек вращающегося звена пропорциональны угловой скорости звена и расстоянию точек до оси вращения;

б) определение скорости возможно по известной скорости двух точек звена любой точки этого звена.

Суть графоаналитического метода показана на примере кинематического анализа планетарного механизма заявленного центробежного шелушителя (см. фиг. 3) по исходным данным: частота вращения двигателя и водила - nH = 1500 об/мин, модуль зацепления m = 5 мм, число зубьев z1 = 200, z2 = 200, длина водила - lH = 1000 мм, тогда радиус центрального колеса - r1 = 500 мм и радиус сателлита - r2 = 500 мм, передаточное число клиноременной передачи - i = 1.

Последовательность анализа:

1. В заданном масштабе К1 (масштабный коэффициент см. фиг. 3а) строят кинематическую схему механизма.

2. Вычисляют угловую скорость водила- wH = π⋅nH /30 = 117 рад/с.

3. Определяют линейную скорость водила - VH = nH⋅lH = 157 м/с.

4. Выбирают длину отрезка О2О2' = 20 мм и определяют масштаб КV плана скоростей - KV = VH / O2O2' = 157/20 = 7,85 (м/с)/мм.

5. От точки О2 откладывают отрезок О2О2' вправо согласно направлению вращения сателлита.

6. Соединяют точки О2' и P1 (точка P1 соответствует линейной скорости неподвижного центрального колеса - солнечной шестерни) и проводят данную линию до пересечения с вспомогательной линией, проведенной перпендикулярно осевой линии О1О2. Таким образом, полученный отрезок Р1Р2' соответствует распределению линейных скоростей точек по диаметру сателлита. Отрезок О2О2', проведенный из точки О2 до пересечения с прямой Р1Р2', соответствует линейной скорости центра сателлита - Vr и одновременно водила - VH, отрезок О1О2' - распределению линейных скоростей водила.

7. Строят план частоты вращения звеньев, для чего по заданной длине отрезка РН, соответствующей частоте вращения водила - nH, вычисляют масштаб плана частоты вращения звеньев - Кn = nH / РН = 1500/10 = 150 (об/мин)/мм. На оси х-х от точки Р откладывают вправо отрезок РН. Через точку Н проводят луч, параллельный линии О1О2' плана линейных скоростей, до пересечения с осью у-у в точке S. Через точку S проводят лучи, параллельные линиям P1P2' плана линейных скоростей. Лучи пересекают ось х-х в точках Н и 2. Отрезки РН и Р2 на оси х-х пропорциональны частоте вращения соответствующих звеньев.

8. Вычисляют частоту вращения сателлита - n2 = Р2⋅Кn = 17⋅150=2550 об/мин.

Как видно из рисунков б) и в) на фиг. 3, использование предлагаемого устройства позволяет значительно увеличить линейную скорость и частоту вращения бункера для шелушения (сателлита), необходимых для создания требуемой силы нормального давления зерна на резино-абразивную поверхность желоба, согласно данным, приведенным в таблице 1 [3], составляют для радиальной и тангенциальной составляющих скоростей семян от 24.28 (м/с) до 47,55 (м/с).

В примере на рисунке 3 при частоте вращения сателлита (бункера для шелушения) - 2550 (об/мин) и максимальном значении радиуса бункера для шелушения равного - r2 = 0,5 (м) значение начальной линейной скорости зерна при попадании на винтовой желоб составит по данным плана скоростей около - 133,45 (м/с).

Центробежный шелушитель семян зерновых культур позволяет увеличить коэффициент шелушения зерна и минимизировать количество битых (разрушенных) зерен в процессе фрикционного шелушения путем поверхностного распределения энергии удара об упругую поверхность желоба; повысить производительность и эффективность шелушения в начальный момент данного процесса. Предлагаемый центробежный шелушитель можно использовать при переработке различных зерновых культур, например, овса, проса, ячменя. Экспериментально установлено, что при частоте вращения электродвигателя и водила - nH = 1500 об/мин в течение первой минуты процесса шелушения на предлагаемом центробежном шелушителе эффективность процесса (в процентах % - объем полученного ядра от общего объема зерна или семян) составляет: для овса - 79%; для ячменя - 88%; для проса - 75%.

Список литературы:

1. Оборудование для производства муки и крупы: Справочник / Сост. Демский А.В., Борискин М.А., Веденеев В.Ф., Тамаров Е.В., Чернолихов А.С. - СПБ, Изд-во «Профессия», 2000. - 624 с., ил. С. 295…296.

2. Патент RU 191291, В02В 3/00, Заявка 2019100474, 2017 г.

3. Патент RU 2621988 С1, В02В 3/00, Заявка 2016118513, 2017 г.

Центробежный шелушитель семян зерновых культур, содержащий средство для загрузки, состоящее из двух приемных бункеров и двух механизмов подачи семян, расположенных попарно и соосно над каждым бункером для шелушения, в котором концентрично и с зазором установлен конический элемент бункера, отличающийся тем, что на наружной поверхности конического элемента бункера расположены два винтовых желоба п-образной формы с рабочей поверхностью из резины с абразивным наполнителем, при этом средство для загрузки и бункер для шелушения соединены соосно с полым валом колеса, находящегося в зубчатом зацеплении с центральным колесом, при этом вращение полого вала колеса вокруг центрального колеса осуществляется за счет вращения водила, которое установлено на ведущем валу, установленном внутри полого неподвижного вала центрального колеса и вращающимся от привода, состоящего из клиноременной передачи и электродвигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к зерноперерабатывающему оборудованию, предназначенному для отделения оболочки семян рапса в процессе воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Установка содержит поярусно расположенные модули, первый из которых представлен в виде загрузочного бункера 2 с заслонкой над вертикально расположенным цилиндрическим корпусом 1, имеющим мелкоячеистое ситовое основание 4, под которым закреплено сплошное основание 5 со сливным патрубком.

Изобретение относится к устройствам для изготовления кормовых круп путем дробления зерна с отделением шелухи. Дробильно-шелушильная машина содержит дробильную камеру, расположенный в ней ротор с молотками и приводом, имеющим электродвигатель с передачей, цилиндрическое решето, аспирационный канал с вентилятором, циклон для мучки и частиц оболочки, выпускной патрубок для крупы.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу производства ароматизированного риса. Способ включает очистку зерновой массы, шелушение, разделение продуктов шелушения, сортировку шелушеного риса, его обработку предварительно подготовленной функциональной смесью.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к технике, предназначенной для шелушения зерна и семян гречихи. Шелушитель содержит вертикально и соосно установленные с зазором для прохода зерна внутренний рабочий орган в виде вращающейся полусферы и внешний рабочий орган в виде усеченной полусферы.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложена вибрационная машина для обрезки и шлифования поверхности сыпучих продуктов, состоящая из приемного устройства, платформы, опор и приводного механизма, сборников для обработанных продуктов и сора.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен центробежный шелушитель, содержащий разъемный корпус, состоящий из верхней части с загрузочным и выгрузочным патрубками и нижней части, размещенную в корпусе кольцевую деку, закрепленный на валу ротор, выполненный из двух дисков с выфрезерованными пазами.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к зерноперерабатывающему оборудованию, предназначенному для шелушения зерна. Установка содержит горизонтально расположенный цилиндрический корпус 2, имеющий прорезь вдоль боковой поверхности, загрузочную емкость 1 с заслонкой и с распылителем 11, соосно установлен барабан шлифовальный с регулируемой частотой вращения.

Изобретение относится к зерноперерабатывающей промышленности, в частности к переработке зерна овса, пшеницы и других пленчатых культур. Машина для шелушения зерна пленчатых культур содержит отверстие для подачи зерна, корпус пропаривателя с парораспределительной рубашкой, корпус шелушителя с подачей воздуха и вибрационный стол для очистки зерна.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложена шелушильная машина для семян кунжута, содержащая основную часть в качестве основной конструкции, средний шнек, обеспечивающий перемешивание семян кунжута, подлежащих шелушению, и верхний перемешивающий шнек.

Группа изобретений относится к конструктивным элементам размалывающей машины, которая может быть использована в пищевой промышленности. Ротор содержит множество, по существу, цилиндрических, в частности полых цилиндрических, размалывающих элементов.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен шелушитель для зерна, который содержит приемный бункер, закрепленный сверху цилиндрического корпуса, и разгрузочный патрубок, расположенный в нижней части корпуса, внутри корпуса установлены неподвижные шелушители, равноудаленные друг от друга и покрытые перфорированным эластичным материалом, а между ними размещены подвижные шелушители, покрытые перфорированным эластичным материалом. Причем подвижные шелушители приводятся в возвратно-поступательное движение через шатуны от коленчатого вала, шейки крепления шатунов которого выполнены под разным углом относительно оси коленчатого вала. Устройство обеспечивает высокую эффективность в процессе использования. 5 ил.
Наркология
Наверх