RU2063268C1 - Grain mill - Google Patents

Abstract

FIELD: milling. SUBSTANCE: mill comprises two axially alined disks. The bottom disk is mounted for permitting rotation and provided with knives. The top disk is locked against rotation and provided with through supply passageways eccentrically arranged over periphery. The bottom part of each passageway is made up as a wedge- shaped milling chamber oriented tangentially. The bottom surface of the chamber is at the level of the bottom surface of the disk. The top part is inclined to the bottom one and is rough. The cutting edges of the knives are arranged across the chamber and parallel to the bottom surface of the top disk. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измельчителям гранулированного материала (продукта) и предназначено для использования в качестве мельницы для помола зерна. The invention relates to grinders of granular material (product) and is intended for use as a mill for grinding grain.

Традиционно помол зерна ведется истиранием, когда в зазор между двумя дисками-жерновами засыпается зерно, и один из жерновов вращается относительно другого. Traditionally, grinding is carried out by abrasion, when grain is poured into the gap between two mill disks, and one of the millstones rotates relative to the other.

Эти мельницы громоздки, имеют малую производительность, критичны к выбору материала для жерновов и требуют высоких энергозатрат. These mills are bulky, have low productivity, are critical to the choice of material for millstones and require high energy consumption.

Ряд недостатков, присущих указанным мельницам, устраняется в центробежных мельницах [1, 2] В отличие от описанных выше в последних зерно дробится, для чего в них предусмотрены била, которые, вращаясь на большой скорости, разбивают зерна. A number of drawbacks inherent in these mills are eliminated in centrifugal mills [1, 2] In contrast to the grains described above, the grain is crushed, for which they are equipped with beats that rotate at high speed and break the grains.

Недостатком этих мельниц являются высокие центробежные нагрузки, воздействующие на узлы и детали конструкции, необходимость применения высокооборотных приводов, что усложняет и удорожает изготовление мельниц и их эксплуатации. The disadvantage of these mills is the high centrifugal loads acting on the nodes and structural parts, the need for high-speed drives, which complicates and increases the cost of manufacturing mills and their operation.

Известен также еще один процесс помола, когда вместо описанных выше истирания или дробления применяют резание. Another grinding process is also known when cutting is used instead of abrasion or crushing described above.

Например, известно устройство [3] в котором для измельчения материала применяют вращающиеся ножи. For example, a device [3] is known in which rotating knives are used to grind material.

Однако известное устройство по ряду причин не может обеспечить требуемую тонкость помола, в связи с чем вращающиеся ножи производят только первичное измельчение, после чего материал поступает в зону вторичного измельчения, где он обрабатывается жерновами. Все это усложняет конструкцию, она становится громоздкой, трудоемкой, сложной и надежной в эксплуатации. However, the known device for a number of reasons cannot provide the required fineness of grinding, in connection with which the rotating knives produce only primary grinding, after which the material enters the secondary grinding zone, where it is processed by millstones. All this complicates the design, it becomes cumbersome, time-consuming, complex and reliable in operation.

По совокупности конструктивных признаков, компоновке и принципу работы наиболее близким к изобретению может быть устройство [4] содержащее горизонтально вращательно смонтированный нижний паз, на торце которого выполнены радиальные пазы. В пазах диска подобно режущим зубьям известной металлообрабатывающей фрезы вертикально установлены ножи для помола зерна, которые сгруппированы по нескольким концентрическим окружностям ("окружности выступов"). Устройство содержит также второй, верхний диск, концентрично противолежащий первому и аналогичный по конструкции, ножи которого обращены к нижнему диску. При этом, окружности выступов верхнего диска расположены против окружностей впадин нижнего, режущие кромки ножей верхнего и нижнего дисков направлены навстречу друг другу, диски соответственно вращаются в разные стороны. Во время работы зерно засыпается через пустотелую ступицу верхнего диска, центробежной силой отбрасывается к периферии и, попадая между встречно движущимися ножами (эффект ножниц), ими разрезается. Поскольку по мере удаления от оси вращения дисков расстояние между встречно движущимися ножами в каждой паре соседних окружностей последовательно уменьшается, то соответственно увеличивается тонкость помола. According to the combination of design features, layout and operation principle, the closest to the invention may be a device [4] containing a horizontally rotationally mounted lower groove, at the end of which radial grooves are made. In the grooves of the disk, like the cutting teeth of a well-known metal-working mill, vertically mounted knives for grinding grain, which are grouped in several concentric circles ("circumference of the protrusions"). The device also contains a second, upper disk concentrically opposed to the first and similar in design, the blades of which are facing the lower disk. Moreover, the circles of the protrusions of the upper disk are located against the circles of the lower troughs, the cutting edges of the knives of the upper and lower disks are directed towards each other, the disks respectively rotate in different directions. During operation, the grain is poured through the hollow hub of the upper disc, centrifugal force is thrown to the periphery and, falling between oncoming moving knives (scissors effect), they are cut. Since with distance from the axis of rotation of the disks, the distance between counter-moving knives in each pair of adjacent circles gradually decreases, the grinding fineness increases accordingly.

Известное устройство имеет следующие недостатки. The known device has the following disadvantages.

Во-первых, при разрезании каждое отдельное зерно необходимо удерживать относительно режущих кромок. Специальных средств для удержания зерен известное устройство не имеет, зерна подаются к ножам и удерживаются у них под действием центробежной силы. Поэтому, чтобы происходил процесс резания, соотношение размера зерна и зазора между кромками пары взаимодействующих ножей должно выдерживаться в достаточно узком диапазоне, поскольку если зазор большой, то зерно проскочит между режущими кромками неповрежденным, если маленький, то из-за криволинейности своей поверхности и достаточно большой твердости и гладкости высока вероятность, что зерно будет выскальзывать из зазора между зубьями. Этим объясняется наличие нескольких концентрических окружностей с последовательно уменьшающимися зазорами между ножами, что увеличивает металлоемкость и габариты устройства. First, when cutting, each individual grain must be held relative to the cutting edges. The known device does not have special means for holding grains, the grains are fed to the knives and held by them under the action of centrifugal force. Therefore, for the cutting process to take place, the ratio of grain size and the gap between the edges of a pair of interacting knives must be kept in a fairly narrow range, because if the gap is large, the grain will slip between the cutting edges intact, if small, then due to the curvature of its surface and large enough hardness and smoothness, it is highly likely that the grain will slip out of the gap between the teeth. This explains the presence of several concentric circles with successively decreasing gaps between the knives, which increases the intensity and dimensions of the device.

Во-вторых, поскольку единственным средством удержания зерна относительно режущих кромок ножей является центробежная сила, а вес каждого отдельно взятого зерна мал, то число оборотов вращающегося диска должно быть достаточно большим. Анализ конструкции показывает, что авторам известного устройства не удалось решить эту задачу, т. е. уложить скорость вращения диска в разумные пределы, и поэтому вместо абсолютного увеличения числа оборотов одного диска они пошли по пути увеличения относительной скорости встречных режущих кромок, придав двум дискам противоположное вращение. Secondly, since the only means of holding the grain relative to the cutting edges of the knives is centrifugal force, and the weight of each individual grain is small, the number of revolutions of the rotating disk must be sufficiently large. Analysis of the design shows that the authors of the known device were not able to solve this problem, i.e., to put the rotational speed of the disc in reasonable limits, and therefore, instead of an absolute increase in the number of revolutions of one disc, they took the path of increasing the relative speed of the oncoming cutting edges, giving the two discs the opposite rotation.

Такое решение усложняет и удорожает устройство, поскольку требуется применение или двух отдельных приводов для нижнего и верхнего дисков, или достаточно сложного дифференциального устройства, делящего вращение единого привода на два противоположных вращения нижнего и верхнего дисков. This solution complicates and increases the cost of the device, since it requires the use of either two separate drives for the lower and upper disks, or a rather complex differential device that divides the rotation of a single drive into two opposite rotations of the lower and upper disks.

Из изложенного видно, что, поскольку этот путь приводит не к увеличению центробежной силы, а только к росту ударных нагрузок на зерно, то процесс помола в известном устройстве также не является чистым резанием, а представляет собой комбинацию из резания и дробления. It can be seen from the foregoing that, since this path does not lead to an increase in centrifugal force, but only to an increase in impact loads on the grain, the grinding process in the known device is also not pure cutting, but is a combination of cutting and crushing.

В целом, известное устройство является конструктивно сложным, усложняются и удорожаются его производство и эксплуатация. In General, the known device is structurally complex, its production and operation are complicated and expensive.

Перед изобретением была поставлена задача: создать малогабаритную мельницу достаточно высокой производительности, простую как конструктивно, так и в эксплуатации. При решении задачи были учтены социально-экономические факторы в стране: развитие мелких индивидуальных и коллективных фермерских хозяйств при децентрализации производства, слабости и ограниченном количестве предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. The task was set before the invention: to create a small-sized mill of sufficiently high productivity, simple both structurally and in operation. When solving the problem, socio-economic factors in the country were taken into account: the development of small individual and collective farms with decentralization of production, weakness and a limited number of agricultural processing enterprises.

Поставленная задача решается тем, что предложена мельница для зерна, содержащая горизонтально вращательно смонтированный нижний диск, несущий на верхнем торце ножи, и противолежащий нижнему верхний диск. The problem is solved in that a grain mill is proposed, comprising a horizontally rotationally mounted lower disk carrying knives on the upper end face and an opposite upper lower disk.

Новым в изобретении является то, что верхний диск зафиксирован от вращения и имеет эксцентрично расположенные по окружности питающие каналы, каждый из которых заканчивается тангенциально ориентированной клиноподобной помольной камерой, нижняя поверхность которой представлена нижним торцом диска, а верхняя, наклонная к нижней, выполнена в теле диска и имеет шероховатости, при этом режущие кромки ножей направлены поперек и параллельны нижней поверхности камеры. What is new in the invention is that the upper disk is fixed from rotation and has feed channels eccentrically located around the circle, each of which ends with a tangentially oriented wedge-shaped grinding chamber, the lower surface of which is represented by the lower end of the disk, and the upper, inclined to the lower, is made in the body of the disk and has a roughness, while the cutting edges of the knives are directed across and parallel to the lower surface of the chamber.

На фиг. 1 схематически показан общий вид мельницы (вид сбоку с частичным разрезом); на фиг. 2 схема взаимного расположения ножей и помольных камер, вид в плане. In FIG. 1 schematically shows a general view of a mill (side view in partial section); in FIG. 2 diagram of the mutual arrangement of knives and grinding chambers, plan view.

Мельница содержит горизонтально вращательно смонтированный нижний диск 1, ступица 2 которого вращательно проходит сквозь противолежащей нижнему концентрично смонтированный верхний диск 3, зафиксированный от вращения, но при необходимости не исключающий возможности аксиального (вертикального) наладочного перемещения. В пазах 4 диска 1 размещены прямоугольные ножи 5, режущие кромки 6 которых параллельны нижней торцовой поверхности 7 верхнего диска 3. Равномерно по окружности верхнего диска 3 эксцентрично выполнены сквозные питающие каналы 8, каждый из которых заканчивается клиноподобной помольной камерой 9, ориентированной тангенциально оси "О" вращения нижнего диска 1. Нижняя граничная поверхность 10 помольной камеры 9 представлена торцовой поверхностью 7 верхнего диска 3, т. е. камера 9 открыта в сторону нижнего диска 1. Наклонная к нижней верхняя поверхность 11 камеры 9 выполнена в теле диска 3 и имеет шероховатости, например, в виде специально нанесенных насечек, или, если полость камеры получена не механической обработкой, а отливкой, то она в последующем механически не обрабатывается, т. е. шероховатости образуются естественным путем. The mill contains a horizontally rotationally mounted lower disk 1, the hub 2 of which rotationally passes through an opposite concentrically mounted upper disk 3, fixed from rotation, but if necessary not excluding the possibility of axial (vertical) adjustment movement. Rectangular knives 5 are placed in the grooves 4 of the disk 1, the cutting edges 6 of which are parallel to the lower end surface 7 of the upper disk 3. The feed channels 8 are eccentrically uniform along the circumference of the upper disk 3, each of which ends with a wedge-shaped grinding chamber 9 oriented tangentially to the O axis "rotation of the lower disk 1. The lower boundary surface 10 of the grinding chamber 9 is represented by the end surface 7 of the upper disk 3, that is, the chamber 9 is open towards the lower disk 1. The upper surface inclined to the lower 11 of the chamber 9 is formed in the body of the disk 3 and has a surface roughness, for example in the form of specially applied notches or if the cavity chamber is obtained not by machining and casting, it is subsequently mechanically processed, ie. E. Surface roughness formed by natural means.

Как видно из фиг. 2, при наложении плоскости вращения режущих кромок 6 на плоскость 7 торца верхнего диска 3 расположение ножей 5 и ориентация камер 9 должны быть такими, чтобы при совмещении камер 9 и ножей 5 (их проекций) режущие кромки 6 ножей были направлены поперек камер. As can be seen from FIG. 2, when the plane of rotation of the cutting edges 6 is superimposed on the plane 7 of the end face of the upper disk 3, the location of the knives 5 and the orientation of the chambers 9 should be such that when the chambers 9 and the knives 5 (their projections) are combined, the cutting edges of the 6 knives are directed across the chambers.

На фиг. 2 в позициях А, Б и В показаны варианты ориентации ножей с камерами и варианты формы камер в плане. In FIG. 2, positions A, B and C show the orientation options of the knives with cameras and the shape options of the cameras in plan.

Ввиду общеизвестности и несущественности для заявленного изобретения в материалах заявки не описываются такие сопутствующие и вспомогательные узлы и механизмы, как загрузочный бункер для зерна, приемный для муки, средства крепления ножей 5 к диску 1 и т. д. Due to the well-known and insignificant nature of the claimed invention, the application materials do not describe such accompanying and auxiliary units and mechanisms as a grain feed hopper receiving for flour, means for fastening knives 5 to disk 1, etc.

Мельница работает следующим образом. С началом вращения нижнего диска 1 (по стрелке "Г") сверху в мельницу засыпается зерно, которое через питающие каналы 8 неподвижного диска 3 попадает в камеры 9. Попав в камеру, зерно увлекается вращающимся диском 1 в узкую часть камеры и заклинивается подобно телу вращения в известной обгонной муфте. Шероховатости на поверхности 11 предотвращают проворачивание зерна, способствуя его заклиниванию. При подходе режущей кромки 6 ножа к зерну с последнего снимается стружка соответствующей толщины, которая определяется зазором "К" между дисками 1 и 3 и соответствующим этому зазору вылетом режущей кромки 6 над торцовой поверхностью диска 1. Поскольку тонкость помола зависит от величины этого зазора, то мельница снабжена соответствующим механизмом регулировки, с помощью которого один из дисков (для сущности изобретения безразлично какой) аксиально наладочно перемещается относительно другого перед началом или в процессе работы. В простейшем виде эти средства могут быть выполнены в виде аксиально наладочно подвижных упорных подшипников. Ввиду общеизвестности их конструкция в данном описании не раскрывается. The mill operates as follows. With the beginning of rotation of the lower disk 1 (along the arrow "G"), grain is poured into the mill from above, which through the supply channels 8 of the fixed disk 3 enters the chambers 9. Once in the chamber, the grain is carried away by the rotating disk 1 into a narrow part of the chamber and wedged like a body of revolution in a known freewheel. Roughnesses on the surface 11 prevent the rotation of the grain, contributing to its jamming. When approaching the cutting edge 6 of the knife to the grain, chips of the corresponding thickness are removed from the latter, which is determined by the clearance "K" between the disks 1 and 3 and the corresponding offset of the cutting edge 6 above the end surface of the disk 1. Since the fineness of grinding depends on the size of this gap, the mill is equipped with an appropriate adjustment mechanism, with the help of which one of the disks (for the essence of the invention doesn’t care which one) is axially adjusted relative to the other before or during operation. In the simplest form, these tools can be made in the form of axially commissioning movable thrust bearings. Due to their common knowledge, their design is not disclosed in this description.

При экспериментальной проверке заявленной мельницы было установлено, что размер фракции, получаемой после помола зерна, может быть изменен по желанию в широких пределах только измельчением величины зазора "К" без изменения ранее установленного оптимального вылета режущих кромок 6, что упрощает регулировку мельницы в эксплуатации. During the experimental verification of the claimed mill, it was found that the size of the fraction obtained after grinding the grain can be changed at will over a wide range only by grinding the clearance “K” without changing the previously established optimal reach of the cutting edges 6, which simplifies the adjustment of the mill in operation.

На фиг. 2 в позиции А показан радиальный паз 4 для размещения ножа 5, в позиции Б тангенциальный паз. In FIG. 2 in position A shows a radial groove 4 for placing the knife 5, in position B a tangential groove.

Тангенциальный паз предпочтителен тогда, когда диск 1, несущий нож 5, вращается с небольшой скоростью, например вручную. В этом случае нож 5 будет работать подобно скребку, выдавливая муку к периферии диска, для чего угол наклона ножа к диаметральной плоскости диска по отношению к направлению его вращения должен быть отрицательным. Если же диск 1 имеет достаточно большое число оборотов, например от бытового электродвигателя, то пазы 4 в целях упрощения технологии изготовления могут быть выполнены (ориентированы) и радиально, поскольку ножи будут работать подобно лопастям центробежного вентилятора. A tangential groove is preferred when the disk 1 carrying the knife 5 rotates at low speed, for example manually. In this case, the knife 5 will work like a scraper, squeezing flour to the periphery of the disk, for which the angle of inclination of the knife to the diametrical plane of the disk with respect to the direction of its rotation should be negative. If the disk 1 has a sufficiently large number of revolutions, for example, from a domestic electric motor, then the grooves 4 can be made (oriented) radially, in order to simplify the manufacturing technology, since the knives will work like centrifugal fan blades.

Количество ножей на диске 1 и питающих каналов на диске 3 для сущности изобретения не имеет значения и определяется конкретным вариантом конструктивного исполнения. The number of knives on the disk 1 and the supply channels on the disk 3 for the essence of the invention does not matter and is determined by a specific embodiment.

Claims (1)

Мельница для зерна, содержащая два горизонтальных коаксиально расположенных диска, нижний из которых установлен с возможностью вращения, и укрепленные на нижнем диске ножи, отличающаяся тем, что верхний диск зафиксирован от вращения и имеет эксцентрично расположенные по окружности сквозные питающие каналы, нижняя часть каждого из которых выполнена в виде тангенциально ориентированной клиновидной помольной камеры, нижняя поверхность которой расположена на уровне нижней поверхности диска, верхняя наклонена к нижней и имеет шероховатости, а режущие кромки ножей направлены поперек камеры и расположены параллельно нижней поверхности верхнего диска. A grain mill containing two horizontal coaxially located disks, the lower of which is mounted for rotation, and knives mounted on the lower disk, characterized in that the upper disk is fixed from rotation and has through feed channels eccentrically located around the circumference, the lower part of each of which made in the form of a tangentially oriented wedge-shaped grinding chamber, the lower surface of which is located at the level of the lower surface of the disk, the upper is inclined to the lower and has a rough minute, and the cutting edges of the blades are directed across the chamber and are arranged parallel to the bottom surface of the top disc.

Images