Результат интеллектуальной деятельности: Способ и устройство для транспортировки и технологической обработки сыпучих материалов

Способ и устройство для транспортировки и технологической обработки сыпучих материалов относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ инфракрасной сушки растительных материалов, согласно которому материал загружают, перемещают по решетке, подвергают воздействию агента сушки и инфракрасного излучения и разгружают (А.С. Гинзбург, В.А. Резчиков. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. М.: «Пищевая промышленность», 1966. - С. 124-126).

Недостатком его является низкая эффективность сушки.

За прототип выбран способ сушки сыпучих материалов, преимущественно семян и зерна, заключающийся в том, что материал перемещают, воздействуют агентом сушки, ПК излучением, отлеживают, возвращают в сушильные камеры (Патент РФ №2479808, опубл. 20.04.2013 г.).

Недостатком его является низкая эффективность сушки и ограниченные функциональные возможности.

Известно устройство для инфракрасной сушки семян, содержащее установленные под отражателями инфракрасные трубчатые излучатели с керамической функциональной оболочкой и электронагреваемой спиралью внутри, которые распределенно закреплены на диэлектрических опорах каркаса над лотками, несущими слой семян, средство перегрузки обрабатываемых семян на лоток нисходящего яруса и вентилятор, закрытые термоизолированным кожухом, при этом инфракрасные излучатели с длиной волны 1,5-3,0 мкм распределены вдоль лотка, дно которого выполнено в виде тефлоновой ленты бесконечного транспортера с шагом, равным 1,1-1,3 расстояния до слоя семян подсолнечника на ленте высотой 2-3 см, а средство перегрузки, представляющее собой бункер, оснащенный шиберной заслонкой выпускного окна, установлено между ярусами в шахматном порядке у противных торцов их транспортеров. Угол конического сужения бункера перегрузки превышает угол естественного откоса насыпного материала (Патент РФ №2453782, опубл. 20.06.2012 г.).

Недостатком его является низкая эффективность сушки.

За прототип выбрано устройство для сушки зерна, содержащее загрузочный бункер, выгрузное окно, вентилятор, воздуховод, электроприводной транспортирующий рабочий орган и нагревательные элементы (Патент на изобретение №2532468, опубл. 10.11.2014 г.).

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении качества технологической обработки сыпучих материалов, преимущественно сушки или дегазации.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в поддержании заданного диапазона влажности в процессе технологической обработки.

Указанный технический результат обеспечивается способом транспортировки и технологической обработки сыпучих материалов, включающим перемещение обрабатываемого материала электроприводным рабочим органом с одновременным технологическим воздействием, например сушкой, при этом требуемые параметры технологической обработки, например влажность обрабатываемого материала, обеспечивают поддержанием постоянного крутящего момента в приводе перемещения сыпучих материалов, при этом скорость вращения вала электропривода задают выше, чем скорость вращения ведущего вала транспортера, требуемую для обеспечения выполнения технологического процесса.

Для реализации упомянутого способа заявляется устройство, включающее загрузочный бункер, выгрузное окно, вентилятор, воздуховод, электроприводной транспортирующий рабочий орган и нагревательные элементы, отличающееся тем, что электроприводной транспортирующий рабочий орган снабжен муфтой, размещенной на его ведущем валу, выполненной в виде пары радиально-упорных подшипников, наружные обоймы которых закреплены в цилиндрическом корпусе, размещенном на входном валу муфты, при этом внутренняя обойма одного из подшипников жестко связана с ведущим валом электроприводного транспортирующего рабочего органа, а внутренняя обойма второго подшипника установлена на упомянутом ведущем валу транспортирующего рабочего органа с возможностью осевого перемещения без вращения относительно этого вала.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для сушки зерна, а на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1.

Устройство для сушки зерна включает загрузочный бункер 1 (фиг. 1), выгрузное окно 2, вентилятор 3, воздуховод 4, электроприводной транспортирующий рабочий орган 5 с ведущим валом 7, вращающий рабочий орган 5 и нагревательный элемент 6. Рабочий орган 5 может быть выполнен в виде транспортера или, например, шнека. На входном валу 8 муфты размещен цилиндрический корпус 9, содержащий жестко смонтированные наружные обоймы 10 и 11 двух радиально упорных подшипников с коническими роликами 12. Входной вал 8 муфты расположен соосно ведущему валу 7 и соединен с электродвигателем привода устройства (на чертеже не показан). Внутренняя обойма 13 одного из подшипников (на чертеже правый) неподвижно закреплена на ведущем валу 7, а внутренняя обойма 14 другого подшипника закреплена на валу 7 с возможностью осевого перемещения без вращения относительно упомянутого вала 7. Обойма 14 поджата в осевом направлении посредством регулировочной гайки 15, тарельчатой пружины 16 и распорной втулки 17.

Заявляемый способ осуществляется следующий образом.

Обрабатываемый сыпучий материал, например зерновая масса, загружают в бункер 1, направляющий его на электроприводной транспортирующий рабочий орган 5, приводимый звездочкой ведущего вала 7. Технологическая обработка, в частности сушка и/или дегазация, осуществляется в процессе перемещения массы на приводном рабочем органе 5 и реализуется нагревательным элементом 6, вентилятором 3 и воздуховодом 4.

Требуемые параметры технологической обработки, например влажность обрабатываемого материала, обеспечивают поддержанием постоянного крутящего момента, передаваемого муфтой от входного вала 8 на ведущий вал 7, через наружные обоймы 10 и 11 подшипников, конические ролики 12 и внутренние обоймы 13 и 14.

При передаче вращательного движения от входного вала 8 на ведущий вал 7 крутящий момент создается за счет сил трения между внутренними обоймами 13 и 14, коническими роликами 12 и наружными обоймами 10 и 11 подшипников, связанными с корпусом 9 входного вала 8. Величина максимального передаваемого крутящего момента задается положением регулировочной гайки 15, сжимающей тарельчатую пружину 16 для создания требуемого усилия.

Крутящий момент М_К на электроприводе транспортирующего рабочего органа 5 находится в прямой зависимости от вертикальной нагрузки от веса перемещаемого материала Q_B на его рабочий орган 5. В случае, если перемещаемый сыпучий материал, например зерновая масса, является влажным, то вертикальная нагрузка Q_B находится в прямой зависимости от этой влажности.

При требуемой влажности массы крутящего момента составляет М_Ο. Если на электроприводной транспортирующий рабочий орган 5 прикладывается момент больше, чем М_Ο, то влажность сходящего материала будет больше необходимой. Следовательно, в процессе работы транспортирующего рабочего органа 5 величина крутящего момента М_K не должна превосходить М_Ο.

Величина передаваемого крутящего момента муфтой М_K определится зависимостью:

Мк=2Poc⋅R⋅fт,

где Мкр - максимальный передаваемый крутящий момент, Н·м;

Рос - усилие на подшипниках, созданное за счет их регулируемого осевого поджатия, Н;

R - расстояние от оси ведущего вала до оси тел качения подшипников, м;

fт - коэффициент трения в подшипниках.

Скорость вращения входного вала 8 муфты задают выше, чем требуемую скорость вращения ведущего вала 7, из-за их взаимного проскальзывания в подшипниках.

При стремлении к увеличению нагрузки на транспортер за счет увеличения влажности нагрузка на транспортер также будет увеличиваться, а скорость транспортера - снижаться за счет проскальзывания в подшипниковом узле, вплоть до полной остановки транспортера.

Таким образом, перемещение обрабатываемого материала электроприводным рабочим органом с одновременным технологическим воздействием, например сушкой, при котором требуемые параметры технологической обработки, например влажность обрабатываемого материала, обеспечивают поддержанием постоянного крутящего момента в приводе перемещения рабочего органа, обеспечивается устройством для сушки зерна, включающим загрузочный бункер, выгрузное окно, вентилятор, воздуховод, электроприводной транспортирующий рабочий орган и нагревательные элементы. Электроприводной транспортирующий рабочий орган снабжен муфтой, размещенной на его ведущем валу, выполненной в виде пары радиально-упорных подшипников, наружные обоймы которых закреплены в цилиндрическом корпусе, размещенном на входном валу муфты, внутренняя обойма одного из подшипников жестко связана с ведущим валом электроприводного транспортирующего рабочего органа, а внутренняя обойма второго подшипника установлена на упомянутом ведущем валу с возможностью осевого перемещения без вращения относительно этого вала, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.