RU2039753C1

RU2039753C1 - Device for comminuting raw material containing starch

Info

Publication number: RU2039753C1
Application number: RU93028164A
Authority: RU
Inventors: Н.Р. Андреев; Р.М. Адикаев; Г.М. Певзнер
Original assignee: Научно-производственное объединение по крахмалопродуктам
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has casing, casing cover with leading bin, means for preliminarily crushing raw materials, fixed cylindric grill, perforated cylinder mounted on the rotor in concentric relation to the grill, the cylinder having projections on the outer surface for dispersing coarse crushed mass, calico shell, fixed in the casing coaxially with the cylinder used to filter liquid fraction, means for comminuting the mass having dispersing members mounted on the rotor and comminuting members mounted on the stator with radial ring-shaped clearance between them. Comminuting members are rubbing the lining made of corundum and spaced between guiding ribs with clearance left. Each lining member is provided with a radial movement mechanism to measure clearance value between the lining and dispersing members. EFFECT: enhanced production output, better quality of the end product. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию крахмалопаточного производства, в частности к устройствам для тонкого измельчения клубней картофеля, а также других крахмалсодержащих клубнекорнеплодов. The invention relates to equipment for starch production, in particular to devices for the fine grinding of potato tubers, as well as other starch-containing tubers.

Известно устройство для тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья, состоящее из корпуса с разгрузочным окном, установленного на валу разгонного диска, укрепленных на последнем ударных элементов, молотков, перфорированного разгонного цилиндра и пластинчатых ножей, укрепленных на крышке загрузочного бункера, решетки и ситчатой обечайки. На наружной поверхности перфорированного разгонного цилиндра выполнены выступы, причем угол наклона каждого выступа относительно оси цилиндра составляет 30-75^о [1]
Недостатком известного устройства является неоправданно высокая энергоемкость, обусловленная тем, что для обеспечения требуемой степени тонкого ударного измельчения крахмалсодержащего сырья необходимы высокие окружные скорости разгонного диска.A device for fine grinding of starch-containing raw materials is known, consisting of a body with a discharge window mounted on the shaft of the accelerating disk, shock elements mounted on the latter, hammers, a perforated accelerating cylinder and plate knives mounted on the cover of the loading hopper, grate and screen shell. On the outer surface of the perforated accelerating cylinder protrusions are made, and the inclination angle of each protrusion relative to the axis of the cylinder is 30-75 ^about [1]
A disadvantage of the known device is unreasonably high energy consumption, due to the fact that to ensure the required degree of fine impact grinding of starch-containing raw materials, high peripheral speeds of the accelerating disk are required.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья, состоящего из корпуса, имеющего загрузочный бункер и разгрузочное окно для отвода измельченной массы, установленного на валу дискового ротора с ударными элементами для тонкого измельчения сырья, размещенного в корпусе статора с отражательными элементами, средства для предварительного измельчения сырья, расположенного на выходе из загрузочного бункера, средства для грубого измельчения сырья, состоящего из установленных на дисковом роторе молотков и расположенной вокруг них цилиндрической решетки, укрепленного на роторе концентрично цилиндрической решетке перфорированного цилиндра для разгона грубоизмельченной массы и расположенной неподвижно в корпусе ситчатой обечайки для отвода крахмальной суспензии, образованной рядом планок, расположенных радиально с зазором одна относительно другой, при этом внутренние кромки планок, обращенные к оси ротора, имеют зубчатую насечку для дополнительного измельчения грубоизмельченной массы [2]
Недостатками известного устройства являются недостаточная эффективность измельчения, высокая энергоемкость и металлоемкость, обусловленные высокими окружными скоростями ротора и сложностью конструкции, предусматривающей четырехкратное измельчение, а также трудности отбора аэрированной пеносодержащей измельченной массы.The closest in technical essence to the claimed device is a device for fine grinding of starch-containing raw materials, consisting of a housing having a loading hopper and an unloading window for removing the ground mass mounted on the shaft of a disk rotor with shock elements for fine grinding of raw materials located in the stator housing with reflective elements, means for preliminary grinding of raw materials located at the outlet of the loading hopper, means for rough grinding of raw materials, consisting consisting of hammers mounted on a disk rotor and a cylindrical grating around them, mounted on a rotor concentric cylindrical grating of a perforated cylinder to disperse the coarsely ground mass and located motionless in the casing of the screen shell to discharge starch suspension formed by a number of planks located radially with a gap relative to one another, the inner edges of the slats facing the axis of the rotor have a serrated notch for additional grinding of coarsely ground ma sy [2]
The disadvantages of the known device are insufficient grinding efficiency, high energy consumption and metal consumption, due to the high peripheral rotor speeds and the complexity of the design, providing four-fold grinding, as well as the difficulty of selecting an aerated foam-containing ground mass.

Целью изобретения является повышение эффекта тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья, повышение эксплуатационной надежности рабочих элементов тонкого измельчения, стабилизация отвода из корпуса устройства аэрированной и пеносодержащей массы тонкоизмельченного продукта при одновременном уменьшении металлоемкости и энергоемкости устройства. The aim of the invention is to increase the effect of fine grinding of starch-containing raw materials, increase the operational reliability of the working elements of fine grinding, stabilizing the removal of aerated and foam-containing mass of finely ground product from the device’s body while reducing the metal consumption and energy consumption of the device.

Цель осуществляется следующим образом. Заявляемое устройство включает корпус с коническим днищем, имеющим отводящий патрубок измельченной массы, крышку корпуса с загрузочным бункером, средство предварительного измельчения сырья, установленный на валу ротор, средство грубого измельчения сырья, содержащее молотки, укрепленные на роторе, расположенную вокруг них в корпусе неподвижную цилиндрическую решетку, установленный на роторе концентрично решетке перфорированный цилиндр с выступами на наружной поверхности для разгона грубоизмельченной массы, и ситчатую обечайку, размещенную неподвижно в корпусе концентрично цилиндру и служащую для отцеживания жидкой фракции, средство тонкого измельчения массы, содержащее разгонные элементы, укрепленные на роторе, и измельчающие элементы, установленные в статоре с радиальным кольцевым зазором между ними и разгонными элементами, причем на статоре укреплены направляющие ребра, а измельчающие элементы представляют собой истирающие вкладыши, выполненные из корунда и расположенные между направляющими ребрами с зазором, при этом каждый вкладыш снабжен механизмом его радиального перемещения для изменения величины зазора между ним и разгонными элементами. The goal is as follows. The inventive device includes a housing with a conical bottom having a discharge pipe of ground mass, a housing cover with a loading hopper, a means of preliminary grinding of raw materials mounted on the shaft of the rotor, means of coarse grinding of raw materials containing hammers mounted on the rotor, a stationary cylindrical grate located around them in the housing a perforated cylinder mounted on a rotor concentric to the grating with protrusions on the outer surface to disperse the coarsely ground mass, and a sieve shell, sized still motionless in the housing concentric with the cylinder and used to filter out the liquid fraction, means for fine grinding of the mass containing accelerating elements mounted on the rotor, and grinding elements installed in the stator with a radial annular gap between them and the accelerating elements, and guiding ribs are mounted on the stator, and the grinding elements are abrasive inserts made of corundum and located between the guide ribs with a gap, while each insert is equipped with its p adial movement to change the gap between it and the accelerating elements.

Для обеспечения отвода активно аэрированной и пеносодержащей измельченной массы необходимо снабдить устройство центробежным насосом, при этом входной патрубок корпуса насоса связать с отводящим патрубком конического днища корпуса, а рабочее колесо насоса установить на валу ротора устройства, причем напорный патрубок корпуса насоса целесообразно снабдить запорным устройством с исполнительным механизмом и датчиком глубины затопления измельченной массой рабочего колеса насоса, связанным с исполнительным механизмом. Средство предварительного измельчения включает ребра загрузочного бункера и пластинчатые ножи, установленные на роторе. Молотки ротора установлены на осях и разделены дистанционными шайбами. Устройство снабжено механизмом привода ротора. To ensure the removal of actively aerated and foam-containing crushed mass, it is necessary to equip the device with a centrifugal pump, at the same time, connect the inlet pipe of the pump casing with the outlet pipe of the conical bottom of the casing, and install the pump impeller on the rotor shaft of the device, and it is advisable to equip the discharge pipe of the pump casing with a locking device with an actuator a mechanism and a sensor for the depth of flooding by the ground mass of the pump impeller associated with the actuator. The pre-grinding means includes the edges of the feed hopper and plate blades mounted on the rotor. The rotor hammers are mounted on axles and separated by distance washers. The device is equipped with a rotor drive mechanism.

На фиг. 1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 показаны измельчающие элементы истирающие вкладыши в поперечном сечении устройства. In FIG. 1 shows a device, a cross section; in FIG. 2 shows grinding elements of abrasive inserts in the cross section of the device.

Устройство для тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья включает корпус 1 с коническим днищем 2, имеющим отводящий патрубок 3 измельченной массы, крышку 4 корпуса с загрузочным бункером 5, средство 6 предварительного измельчения сырья, установленный на валу 7 ротор 8, средство грубого измельчения сырья, содержащее молотки 9, укрепленные на роторе, расположенную вокруг них в корпусе неподвижную цилиндрическую решетку 10, установленный на роторе концентрично решетке 10 перфорированный цилиндр 11 с выступами 12 на наружной поверхности для разгона грубоизмельченной массы, ситчатую обечайку 13, размещенную неподвижно в корпусе 1 концентрично цилиндру 11 и служащую для отцеживания жидкой фракции, средство тонкого измельчения массы, содержащее разгонные элементы 14, укрепленные на роторе 8, и измельчающие элементы 15, установленные в статоре 16 с радиальным кольцевым зазором δ между ними. На статоре укреплены направляющие ребра 17, а измельчающие элементы 15 представляют собой истирающие вкладыши, выполненные из корунда и расположенные между направляющими ребрами 17 с зазором, при этом каждый вкладыш 15 снабжен механизмом 18 его радиального перемещения для изменения величины зазора δ между ними и разгонными элементами. A device for fine grinding of starch-containing raw materials includes a housing 1 with a conical bottom 2 having a discharge pipe 3 of ground mass, a cover 4 of the housing with a feed hopper 5, a means for preliminary grinding of raw materials mounted on the shaft 7 of the rotor 8, a means for rough grinding of raw materials containing hammers 9 mounted on the rotor, a stationary cylindrical grating 10 located around them in the housing, a perforated cylinder 11 mounted on the rotor concentric to the grating 10 with protrusions 12 on the outer surface for the drive of the coarsely ground mass, a sieve shell 13, which is fixedly mounted in the housing 1 concentrically to the cylinder 11 and serves to filter out the liquid fraction, means for fine grinding of the mass, containing accelerating elements 14 mounted on the rotor 8, and grinding elements 15 installed in the stator 16 with a radial ring the gap δ between them. Guide ribs 17 are mounted on the stator, and the grinding elements 15 are abrasive inserts made of corundum and located between the guide ribs 17 with a gap, each insert 15 being provided with a mechanism 18 for its radial movement to change the size of the gap δ between them and the accelerating elements.

Для обеспечения отвода активно аэрированной и пеносодержащей измельченной массы необходимо снабдить устройство центробежным насосом, при этом входной патрубок 19 корпуса 20 насоса связать с отводящим патрубком 3 измельченной массы днища 2 корпуса 1, а рабочее колесо 21 насоса установить на валу 7 ротора 8 устройства, причем напорный патрубок 22 корпуса 20 насоса снабдить запорным устройством 23 с исполнительным механизмом 24 и датчиком 25 глубины h затопления измельченной массой рабочего колеса насоса, связанный с исполнительным механизмом 24. Средство предварительного измельчения сырья включает ребра 26 загрузочного бункера 5 и пластинчатые ножи 27, установленные на роторе 8. Молотки 9 установлены на осях 28 и разделены дистанционными шайбами 29. Устройство снабжено механизмом 30 привода ротора. To ensure the removal of actively aerated and foam-containing crushed mass, it is necessary to provide the device with a centrifugal pump, while the inlet pipe 19 of the pump housing 20 is connected to the discharge pipe 3 of the crushed mass of the bottom 2 of the housing 1, and the impeller 21 of the pump is installed on the shaft 7 of the device rotor 8, and the pressure head the pipe 22 of the pump housing 20 to provide a locking device 23 with an actuator 24 and a sensor 25 of the depth h of flooding with the ground mass of the impeller of the pump associated with the actuator 24. pre-grinding raw dstvo includes ribs 26 hopper 5 and plate knives 27 mounted on the rotor 8. The hammers mounted on axes 9 and 28 are separated by spacers 29. The apparatus 30 is provided with a rotor drive mechanism.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходное сырье, например картофель, поступает в загрузочный бункер 5 и попадает на средство 6 предварительного измельчения сырья, включающее пластинчатые ножи 27 и ребра 26, под действием которых клубни картофеля превращаются в грубо раздробленную массу, поступающую на средство грубого измельчения сырья, где она в зоне действия молотков 9 интенсивно грубо измельчается, продавливается через цилиндрическую решетку 10 и попадает на вращающийся с ротором 8 перфорированный цилиндр 11 для разгона грубоизмельченной массы и через его перфорацию выбрасывается на ситчатую обечайку 13 с окружной скоростью, близкой к окружной скорости перфорированного цилиндра 11. The feedstock, for example, potato, enters the feed hopper 5 and enters the means 6 for preliminary grinding of raw materials, including plate knives 27 and ribs 26, under the action of which the potato tubers turn into a coarsely crushed mass supplied to the means for coarse grinding of raw materials, where it is in the zone the action of the hammers 9 is intensively roughly chopped, forced through a cylindrical grate 10 and gets on a perforated cylinder 11 rotating with a rotor 8 to disperse the coarsely ground mass and through its perforation splits into a sieve shell 13 with a peripheral speed close to the peripheral speed of the perforated cylinder 11.

В массе грубоизмельченного молотками 9 сырья содержится значительное количество картофельного сока и свободного крахмала, составляющих высвобожденную жидкую фазу измельчаемого продукта. При поступлении на ситчатую обечайку 13 и движении по ней часть жидкой фазы под воздействием центробежных сил процеживается и направляется к отводящему патрубку 3 конического днища 2 корпуса 1. The mass of coarsely ground by hammers 9 raw materials contains a significant amount of potato juice and free starch, constituting the released liquid phase of the crushed product. Upon receipt of the sieve shell 13 and moving along it, part of the liquid phase under the influence of centrifugal forces is filtered and sent to the outlet pipe 3 of the conical bottom 2 of the housing 1.

Частично обезвоженная грубоизмельченная масса под воздействием вентиляционного эффекта, создаваемого ротором 8 и выступами 12 перфорированного цилиндра 11, поступает на средство тонкого измельчения, где с окружной скоростью, сообщенной измельчаемым частицам разгонными элементами 14, проходит кольцевой (окружностью 360^о) радиальный зазор δ между рабочими истирающими поверхностями неподвижно установленных корундовых истирающих вкладышей 15 и разгонных элементов 14, взаимодействуя с мелкозернистой абразивной поверхностью истирающих вкладышей 15. Наличие контактных нагрузок от радиальных составляющих сил инерции измельчаемых в кольцевом вращательном потоке твердых частиц в сочетании с большими окружными скоростями движения этих частиц относительно рабочих поверхностей истирающих вкладышей 15 обеспечивает высокие показатели тонкого измельчения.Partially dehydrated gruboizmelchennaya mass under the influence of the ventilation effect caused by the rotor 8 and the projections 12 of the perforated cylinder 11 is supplied to a means of fine grinding, wherein a circumferential velocity communicated milled particles overclocking elements 14 extends roundabout (circle 360 ^of) the radial clearance δ between the working abradable surfaces of fixed corundum abrasive liners 15 and accelerating elements 14, interacting with a fine-grained abrasive surface of abrasive contributions yshey 15. Having contact loads of the radial components of the forces of inertia in the annular rotary comminuted solids flow in combination with high peripheral speeds of movement of the particles relative to the working surfaces of the abrasive inserts 15 provides high performance micronization.

Несопоставимо более высокая абразивостойкость рабочих поверхностей корундовых истирающих вкладышей 15 по сравнению с абразивостойкостью твердых частиц измельчаемого крахмалсодержащего сырья обеспечивает стабилизацию показателей тонкого измельчения в условиях длительной эксплуатации. The incomparably higher abrasion resistance of the working surfaces of corundum abrasive inserts 15 compared with the abrasion resistance of the solid particles of crushed starch-containing raw materials ensures the stabilization of fine grinding in long-term operation.

Частичное обезвоживание измельчаемого продукта перед разгонными элементами 14 и истирающими вкладышами 15 средства тонкого измельчения способствует улучшению показателей тонкого измельчения и снижению энергозатрат на измельчение. Partial dewatering of the crushed product before the accelerating elements 14 and the abrasive inserts 15 of the fine grinding means improves the performance of fine grinding and reduces the energy consumption for grinding.

Необходимая величина радиального зазора δ устанавливается и поддерживается в процессе эксплуатации устройства с помощью механизма 18 радиального перемещения, установленного на каждом вкладыше 15, обеспечивающего перемещение в радиальном направлении каждого вкладыша 15 и закрепление его в требуемом положении. The required value of the radial clearance δ is set and maintained during operation of the device using the mechanism 18 of the radial movement mounted on each liner 15, providing movement in the radial direction of each liner 15 and securing it in the desired position.

Выгрузка из корпуса 1 устройства тонко измельченной массы совместно с крахмальной суспензией, отцеженной на ситчатой обечайке 13, осуществляется через отводящий патрубок 3 конического днища 2 корпуса 1 посредством центробежного насоса, входной патрубок 19 которого связан с отводящим патрубком 3 днища 2 корпуса 1, а рабочее колесо 21 установлено на валу 7 устройства. Напорный патрубок 22 корпуса 20 центробежного насоса снабжен запорным устройством 23, с исполнительным механизмом 24 и функционально связанным с исполнительным механизмом датчиком 25 глубины h затопления в корпусе 1 рабочего колеса 21 насоса измельчаемой массой, что обеспечивает при ручном или автоматическом управлении постоянством затопления измельченной массой рабочего колеса насоса независимо от колебаний загрузки исходным сырьем в пределах от величины h_min, необходимой для стабилизации режима работы насоса в условиях подачи аэрированной, пеносодержащей тонкоизмельченной массы, до величины h_max, при которой предотвращено затопление продуктом ротора 8 и истирающих вкладышей 15. Привод ротора осуществляется посредством механизма 30.Unloading of the finely ground mass from the housing 1 of the device together with the starch suspension filtered on the sieve shell 13 is carried out through the outlet pipe 3 of the conical bottom 2 of the housing 1 by means of a centrifugal pump, the inlet pipe 19 of which is connected to the outlet pipe 3 of the bottom 2 of the housing 1, and the impeller 21 is installed on the shaft 7 of the device. The pressure pipe 22 of the centrifugal pump housing 20 is equipped with a locking device 23, with an actuator 24 and a sensor 25 of flooding depth h in the housing 1 of the impeller 21 of the pump with a ground mass that is functionally connected to the actuator, which provides for manual or automatic control of the constancy of flooding with the ground ground impeller mass pump regardless of fluctuations in the load of feedstock in the range of h _min required to stabilize the pump in aerated conditions oh, foam containing finely ground mass, up to the value of h _max , at which the product is prevented from flooding the rotor 8 and abrasive liners 15. The rotor is driven by a mechanism 30.

Основные технические преимущества предлагаемого устройства следующие. За счет применения на последней ступени измельчения метода истирания обрабатываемой массы вместо ударного измельчения ее у прототипа повышен эффект тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья при одновременном уменьшении энергоемкости устройства. За счет уменьшения числа ступеней последовательного измельчения от четырех у прототипа до трех у предлагаемого устройства упрощена конструкция и соответственно уменьшена металлоемкость. За счет конструктивно встроенного центробежного насоса с автоматически регулируемой глубиной затопления его рабочего колеса измельченной массой стабилизирован отвод пеносодержащего продукта из корпуса устройства. The main technical advantages of the proposed device are as follows. Due to the use of the method of abrasion of the treated mass at the last grinding stage, instead of impact grinding, the prototype has an effect of fine grinding of starch-containing raw materials while reducing the energy consumption of the device. By reducing the number of stages of sequential grinding from four in the prototype to three, the proposed device has a simplified design and accordingly reduced metal consumption. Due to the structurally built-in centrifugal pump with an automatically controlled depth of flooding of its impeller with ground mass, the removal of the foam-containing product from the device casing is stabilized.

Claims

1. A DEVICE FOR FINE GRINDING OF STARCH-CONTAINING RAW MATERIALS, including a housing with a conical bottom having a discharge pipe of ground mass, a housing cover with a feed hopper, a means of preliminary grinding of raw materials mounted on the shaft of the rotor, a means of coarse grinding of raw materials containing hammers mounted on the rotor around them in the casing there is a fixed cylindrical grating, a perforated cylinder mounted on the rotor concentric to the grating with protrusions on the outer surface for acceleration roughly ground mass, a screened shell fixed motionlessly in the housing concentric with the cylinder and used to filter out the liquid fraction, and means for fine grinding of the mass containing accelerating elements mounted on the rotor, and grinding elements installed in the stator with a radial annular gap between them, characterized in that that guide ribs are fixed on the stator, and the grinding elements are abrasive inserts made of corundum and located between the guide ribs with a gap, each minutes liner is provided with its radial displacement mechanism for changing the gap between it and the acceleration elements.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a centrifugal pump for discharging the crushed mass, while the inlet pipe of the pump housing is connected to the discharge pipe of the crushed mass of the bottom of the housing, and the impeller of the pump is mounted on the rotor shaft of the device, and the discharge pipe of the housing the pump is equipped with a locking device with an actuator and a sensor for the depth of flooding with the ground mass of the pump impeller associated with the actuator.