машина для мойки сыпучих материалов

Формула изобретения

Машина для мойки сыпучих материалов, содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос, отличающаяся тем, что барабан выполнен вогнутой, или выпуклой, или волнообразной формы, а полосы, его составляющие, имеют переменную ширину, выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении с образованием чередующихся перфорированных граней, а также имеют надрезы со скошенными стенками, при этом полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий и ломанных винтовых поверхностей с переменным шагом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов, в том числе корнеклубнеплодов, овощей, деталей, строительных материалов, и может быть использовано в пищевой, сахарной, спиртовой, консервной, строительной и других отраслях народного хозяйства.

Известна машина для мойки корнеклубнеплодов (патент РФ № 2251362, кл. A23N 12/02, опубл. бюл. № 13, 10.05.2005), содержащая загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, выполненный из направляющих элементов в виде скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении перфорированных полос трапециевидной формы, с увеличением их ширины по длине барабана от загрузки к выгрузке.

Недостатками известной машины являются недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивность смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является машина для мойки сыпучих предметов (патент РФ № 2305471, кл. A23N 12/02, опубл. бюл. № 25, 10.09.2007), содержащая загрузочный и разгрузочные лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос.

Недостатком известной машины является недостаточная интенсивность и качество мойки, ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что мойка сыпучих материалов производится при недостаточной интенсивности смешивания и переориентации частиц сыпучих материалов.

Техническим решением задачи является повышение интенсивности и качества мойки, расширение технологических возможностей за счет последовательного постепенного уплотнения и разрежения потоков сыпучих материалов, увеличения диапазона изменений векторов перемещений и переориентации частиц сыпучих материалов, что интенсифицирует также и их смешивание.

Поставленная задача достигается тем, что в машине для мойки сыпучих материалов, содержащей загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной барабан, изготовленный по периметру из последовательно соединенных между собой по длине перфорированных полос, согласно изобретению барабан выполнен вогнутой, или выпуклой, или волнообразной формы, а полосы, его составляющие, имеют переменную ширину, выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении с образованием чередующихся перфорированных граней, а также имеют надрезы со скошенными стенками, при этом полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий и ломанных винтовых поверхностей с переменным шагом.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины для мойки сыпучих материалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс смешивания и мойку сыпучих материалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет ни только обеспечить возможность последовательного постепенного уплотнения и разряжение потоков сыпучих материалов, а также потоков воды по мере продвижения сыпучих материалов от загрузки к выгрузке, но и повысить эффективность мойки и смешивания частиц сыпучих материалов.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма сечения поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине барабана многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц сыпучих материалов, расширяет технологические возможности машины для мойки, повышает качество мойки.

Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу друг другу ломанные винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой, выпуклой криволинейной формы по длине барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков не только частиц сыпучих материалов, но и потоков воды внутри барабана.

Новизна заключатся также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу не только друг другу под углом, но и к оси вращения барабана плоские перфорированные грани, что обеспечивает нарушение стационарности потоков не только частиц сыпучих материалов, но и потоков воды внутри барабана, при этом скорость воды и ее давление в каждой точке потока хаотически пульсируют, и частицы воды совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, а именно турбулентное течение.

Новизна заключается в том, что по периметру барабана образованы ломаные винтовые линии, направленные навстречу друг другу.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Новизна заключается в том, что скручивание каждой перфорированной полосы по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос, обеспечивает дополнительное искривление поверхности по периметру барабана, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения частиц сыпучих материалов в соседних участках барабана, поэтому частицы движутся по сложным траекториям, увеличивая число столкновений друг с другом и с перфорированными стенками барабана, что интенсифицирует процесс не только смешивания, но и мойки.

Новизна обусловлена также тем, что перфорированные полосы имеют криволинейную выпуклую, вогнутую, волнообразную форму переменной ширины и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана чередующихся перфорированных граней, что обеспечивает постепенное разряжение и уплотнение потоков частиц и интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-17, где на фиг.1 схематично изображена машина для мойки сыпучих предметов, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - барабан вогнутой формы, вид спереди; на фиг.5 - вид А на фиг.4; на фиг.6 - барабан выпуклой формы, вид спереди; на фиг.7 вид Б на фиг.6.

Машина для мойки сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2, фиг.3) состоит из моечной ванны 1, на которой смонтированы лоток 2 для загрузки частиц сыпучих материалов, роликовые опоры 3 и 4, на которых установлен барабан 5, электромагнитный клапан 6 для подачи воды (фиг.3), система 7 управления сигнализацией для регулировки уровня воды (фиг.3), выгрузной лоток 9 для выгрузки частиц сыпучих материалов, прошедших мойку. Барабан 5 снабжен приводной звездочкой 9. Внизу ванны 1 имеются бункера 10 для сбора грязи и песка, к которым прикреплены однооборотные механизмы 11 для слива воды, сливные патрубки 12. Для ручного открывания заслонок 13 (фиг.2, фиг.3) при необходимости слива воды из ванн 1 однооборотные механизмы 11 снабжены штурвалами 14. Барабан 5 снабжен опорными кольцами 15, 16, смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 3 и 4. Непрерывное вращение барабана 5 осуществляется от мотор-редуктора 17 через цепную передачу 18 и приводную звездочку 9. Для уменьшения расхода воды и повышения качества мойки уровень воды в барабане регулируется системой управления сигнализацией 7 и обновляется в зависимости от степени ее загрязнения в автоматическом режиме.

Барабан 5 может быть выполнен вогнутой формы (фиг.4, фиг.5), выпуклой формы (фиг.6, фиг.7) или волнообразной формы (не показан).

Барабан 5 вогнутой формы (фиг.4, фиг.5) выполнен из полос 19, 20, 21, 22, 23, 24 переменной ширины (фиг.8) с надрезами (фиг.9), полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы (фиг.10), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты (фиг.11, фиг.12) по надрезам со скошенными стенками (фиг.9) в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос (фиг.8).

Так как полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24 имеют переменную ширину (фиг.8), то барабан 5 (фиг.4, фиг.5) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине барабана 5. Кроме того, полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя на фиг.4 чередующие перфорированные грани, например, 25, 26, 27, 28 для полосы 19. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например 25 и 26, 26 и 27, 27 и 28 и т.д., расположенные под тупым углом одна к другой, с наружной и внутренней сторон полос пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления например 29-30-31-32-33-34-35-36-37, на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности барабана 5. На фиг.4, фиг.5 одна из винтовых линий основного направления 29-30-31-32-33-34-35-36-37 показана утолщенной линией. На наружной поверхности барабана 5 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например 38-39-40-41-42-32-43-44-45 (на фиг.4, фиг.5), показанные утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии барабанов 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах 19, 20, 21, 22, 23, 24 перед свертыванием выполняют надрезы 46, 47 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.8, фиг.9 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов , , , , , скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 46, 47 создают (фиг.8, фиг.9) попеременно с противоположных сторон каждой полосы 19, 20, 21, 22, 23, 24. Затем относительно продольной оси каждую из полос 19, 20, 21, 22, 23, 24 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы. На фиг.10 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 48 и 49. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 19, помещают на оправку 50 (фиг.11, фиг.12) и изгибают так, чтобы кромки 48 и 49 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая полоса повернута относительно продольной оси барабана 5 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы винтовую линию с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу 19 деформируют и снимают с оправки 50 либо фиксируют на оправке 50. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 20, 21, 22, 23, 24. Далее все деформированные, таким образом, полосы размещают на оправке 50, совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Барабан 5 выпуклой формы (фиг.6, фиг.7) выполнен из полос 51, 52, 53, 54, 56, 57 переменной ширины (фиг.13) с надрезами (фиг.14) свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы (фиг.15), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты (фиг.16, фиг.17) по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому, с обеих сторон полос.

Так как полосы 51, 52, 53, 54, 55, 56 имеют переменную ширину (фиг.13), то барабан 5 (фиг.6, фиг.7) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине барабана 5. Кроме того, полосы 51, 52, 53, 54, 55, 56 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя на фиг.6 чередующие перфорированные грани, например, 57, 58, 59, 60 для полосы 51. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например 58 и 59, 59 и 60 и т.д., расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон полос пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления, например, 61-62-63-64-65-66-67 на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности барабана 5. На фиг.6, фиг.7 одна из винтовых линий основного направления 61-62-63-64-65-66-67 показана утолщенной линией. На наружной поверхности барабана 5 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления, например, 68-69-70-64-71-72-73 (на фиг.6, фиг.7) показаны утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии барабанов 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах 51, 52, 53, 54, 56, 57 перед свертыванием выполняют надрезы 58, 59 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.13, фиг.14 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов , , , , , скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 58, 59 создают (фиг.13, фиг.14) попеременно с противоположных сторон каждой полосы 51, 52, 53, 54, 56, 57. Затем относительно продольной оси каждую из полос 51, 52, 53, 54, 56, 57 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы. На фиг.15 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 60 и 61. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 51, помещают на оправку 63 (фиг.11, фиг.12) и изгибают так, чтобы кромки 60 и 61 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая полоса повернута относительно продольной оси барабана 5 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы винтовую линию с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу 19 деформируют и снимают с оправки 50 либо фиксируют на оправке 50. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 20, 21, 22, 23, 24. Далее все деформированные, таким образом, полосы размещают на оправке 50, совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Барабан 5 может быть снабжен, в случае необходимости, по наружной поверхности (не показаны) карманами ромбовидной формы для создания дополнительных потоков воды по наружной и внутренней поверхностям барабана и карманами по внутренней винтовой поверхности для интенсификации движения частиц сыпучих материалов внутри барабана.

Машина для мойки работает следующим образом.

Сыпучие материалы (фиг.1, фиг.2, фиг.3) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь вращающегося барабана 5, где они захватываются, как лопатами, гранями, например 25, 26, 27, 28 и т.д., и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса сыпучие материалы в зависимости от собственной массы отделяются от стенок барабана 5 и с разных высот падают в воду барабана 5 с последующим одновременным перемещением винтовыми канавками барабана 5 в сторону выгрузки. Процесс движения последующих порций сыпучих материалов, которые поднимаются вверх и падают в воду, непрерывен. Поскольку внутренние стенки барабана 5 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана, то в каждой порции каждая частица сыпучих материалов, например корнеклубнеплод, перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и перетирания друг с другом и со стенками барабана 5, повышает качество мойки и расширяет технологические возможности. Процесс мойки также интенсифицируется перфорированными напусками, которыми могут быть снабжены винтовые линии барабана 5 при необходимости (не показаны). Вода подается электромагнитным клапаном 6 и поступает в ванну, омывая сыпучие материалы в барабане 5. Вода заполняет пространство между частицами сыпучих материалов, обеспечивая в процессе их движения от загрузки к выгрузке и их мойку без повреждений. Грязь и песок оседают в бункер 10 ванны 1 и через сливной патрубок 12 сливаются в водоприемное устройство. На выходе барабана 5 очищенные и вымытые частицы сыпучих материалов поднимаются вверх и через выгрузной лоток 8 выводятся за пределы машины.

Так как полосы, из которых смонтирован барабан, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру барабана образованы различные по шагу направленные навстречу друг другу винтовые внутренние поверхности и соответствующие их пересечениям ломанные винтовые канавки. Образование сложной внутренней поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, усиливают эффект смешивания и мойки, благодаря наличию разнонаправленных векторов. Таким образом, кривизна поверхности обеспечивает усиление технологического и транспортного эффекта, благодаря наличию разнонаправленных векторов в каждой точке внутренней поверхности барабана. Благодаря тому, что полосы, из которых смонтирован барабан 5, имеют переменную ширину вогнутой, выпуклой или волнистой формы и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана чередующих перфорированных граней осуществляется постепенное разрежение и уплотнение масс сыпучих материалов, что интенсифицирует процесс смешивания и мойки.

Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации мойки частиц сыпучих материалов, благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц сыпучих материалов и воды внутри барабана из-за взаимного расположения под наклоном друг другу и к оси вращения перфорированных элементов-граней, расположенных по периметру барабана.