Пропарювач зерна камінського в.д.

Изобретение относится к мукомольно-крупяной промышленности и может быть использовано для пропаривания зерна овса, гречихи, гороха, кукур узы,-кондиционирования пшеницы, а также в пищеконцентратной промышленности для варки круп. Наиболее близким к заявляемому техническому решению Является Пропариватель [1], который содержит рабочую камеру с вертикальным шнеком, размещенным в кожухе, закрепленном в верхней части камеры, и парораспределительный коллектор подачи пара высокого давления, установленный в конусной части и связанный с паропроводом центральной магистрали, подключенным к управляющему устройству, работающий от исполнительного механизма на открытие вентиля с одновременным отключением вертикального загрузочного шнека при срабатывании датчика верхнего уровня и на закрытие вентиля при достижении продуктом датчика нижнего уровня и включении в этот момент вертикального загрузочного шнека. При этом верхний и нижний датчики сблокированы с командным устройством электродвигателя периодического привода вертикального шнека, причем вертикальный шнек смонтирован между загрузочным бункером и сегментной частью корпуса пропаривателя, а его программное устройство реализует опережающий рост производительности вертикального шнека по сравнению с производительностью шлюзового затвора. К недостаткам прототипа следует отнести: при достижении внутри рабочей камеры пропаривателя давления пара до 0,15...0,20 МПа происходит противодействие движению зерна при загрузке вертикальным шнеком, вследствие давления шнека с одной стороны и противодействия давления пара с другой, зерно между лопастями шнека подпрессовывается. При этом зерно прокручивается между лопастями шнека, что приводит к снижению производительности загрузки, а, следовательно, и производительности работы пропаривателя. Дальнейший рост давления пара прекращает подачу зерна в рабочую камеру; постоянный диаметр лопастей вертикального шнека по его высоте не обеспечивает необходимую степень сжатия (прессования) зерна, что в сочетании с силой трения зерна о внутренние стенки кожуха шнека не позволяет преодолеть сопротивление давлению пара и осуществлять загрузку зерна; впускное устройство не обеспечивает достаточную герметичность, что связано с утечкой пара через загрузочный шнек при прокручивании зерна и низкой степенью его сжатия (уплотнения). Через выпускное устройство также наблюдается утечка до 12% пара из-за отсутствия самоуплотняющихся устройств сегментов шлюзового затвора. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции пропаривателя зерна за счет преодоления противодействия давления пара движению зерна при загрузке, чем достигается повышение производительности пропаривателя и снижение удельного расхода пара. Поставленная задача решается тем, что в пропаривателе зерна, содержащем рабочую камеру с вертикальным шнеком, размещенным в кожухе и закрепленном в верхней части камеры, согласно изобретению, лопасти шнека имеют уменьшающийся диаметр в нижней части шнека, а в окружающем эту часть участка кожуха изнутри выполнены продольные пазы трапецеидальной формы в поперечном сечении с выступами выпуклой формы между ними, причем сумма глубины пазов и высоты выступов меньше размеров зерновки. В результате решения задачи изобретения достигается повышение производительности и снижение удельного расхода пара. Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлены: на фиг. 1 - пропариватель зерна, общий вид; на фиг. 2 - вертикальный загрузочный шнек с кожухом; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2. Пропариватель зерна включает загрузочный бункер 1, через который проходит вертикальный вал 2 загрузочного шнека, закрепленный на опорных подшипниках 3. Шнек состоит из лопастей 4 большего диаметра /D/ и лопастей 5 уменьшающегося диаметра /d/, размещенных в кожухе 6 и 7 соответственно (фиг. 1). Привод вертикального загрузочного шнека осуществляется через муфту 8 и редуктор 9 от электродвигателя 10. Сегментная крышка 11, цилиндрическая часть 12 и конусная 13 образуют рабочую камеру пропаривателя со смотровым окном 14 для зачистки пропаривателя при его остановке. В цилиндрической камере 12 установлен парораспределительный коллектор 15 с отверстиями в стенках по периметру для выхода насыщенного водяного пара, подаваемого от паропровода 16 центральной магистрали через запорный вентиль 17. По всей внутренней конусной части 13 смонтирован пароотводящий коллектор 18 для сбора отработавшего пара. Для выгрузки зерна используется вертикальный шнек 19 с кожухом 20, а месте выхода из которого вал 21 закрыт уплотнителем 22 для исключения утечки пара из выпускного устройства (патрубка 23). При этом привод шнека 19 осуществляют через муфту 24 и редуктор 25 от электродвигателя 26, который для поддержания стабильной частоты вращения и исключения влияния давления пара и движущегося столба зерна оснащен устройством самоторможения. Уровень зерна контролируется верхним 27 и нижним 28 датчиками. Для открытия запорного вентиля 17 и подачи пара низкого и высокого давления используется исполнительный механизм 29 управляющего устройства. Для подачи электросигнала к электродвигателю 10 и его остановки, при работе в режиме периодической загрузки зерна, используют электропровод 30 и электропровод 31 для подачи электросигнала от датчика уровня зерна 28 к управляющему устройству электродвигателя 10 для его включения, от исполнительного механизма 29 к запорному вентилю 17 электросигнал подается через электропровод 32 и электропровод 33 к управляющему устройству электродвигателя 10 и от верхнего датчика уровня 27 через электропровод 34 электросигнал поступает на исполнительный механизм 29. На фиг. 2 показан вертикальный загрузочный шнек с кожухом 6 высотой H 1 и кожухом 7 высотой Н2, которая составляет не более 20% от высоты H1, что является достаточной высотой для уплотнения зерна при переходе диаметра D лопастей 4 в меньший диаметр d лопастей 5, чем обеспечивается необходимая сила трения зерна о стенки кожуха 7, по вн утреннему периметру которого выполнены продольные пазы трапецеидальной формы 35. На фиг. 3 показан разрез вертикального загрузочного шнека в нижней его части, размещенной в кожухе 7, где выполнены продольные пазы 35 в поперечном сечении глубиной l1 не более одного из наименьших линейных размеров зерновки, что исключает дробление зерновки при попадании в пазы 35. При этом трапецеидальная форма пазов 35 исключает скольжение зерновки при их перемещении лопастями 5, увеличивает силу трения как зерновок о стенки кожуха 7, так и слоя зерна между лопастями 5 о зерновки, попадающие в пазы 35. В промежутках между пазами 35 расположены выступы 36 выпуклой формы, что уменьшает деформацию зерновок, при этом высота l2 меньше линейных размеров зерновок, что исключает попадание зерновок между лопастями 5 и телом стенок кожуха 7, одновременно увеличивая силу внешнего и внутреннего трения зерновок, за счет чего получают связанный поток вертикального перемещения зерновой массы, что позволяет преодолеть давление пара при подаче зерна в рабочую камеру пропаривателя. Работа пропаривателя заключается в следующем. Зерно загружают в бункер 1, откуда вертикальным загрузочным шнеком подают в рабочую зону пропаривателя до достижения датчика верхнего уровня 27, после чего по электропроводу 30 поступает сигнал к электродвигателю 10 для отключения вертикального загрузочного шнека. В этот же момент подают электросигнал по электропроводу 33 к исполнительному механизму 29 для открытия запорного вентиля 17 и подачи пара от центральной магистрали в парораспределительный коллектор 15 для набора в рабочей камере давления пара в пределах 0,1 ... 0,2 МПа (низкого давления). По истечении установленного времени пропаривания зерна включают электродвигатель 26 вертикального разгрузочного шнека 19 и через патрубок 23 начинают непрерывную выгрузку пропаренного зерна, с этого момента заканчивают пусковой цикл выхода на рабочий режим работы. По мере выгрузки зерна из пропаривателя и достижения датчика нижнего уровня зерна 28 по электропроводу 31 подают сигнал на электродвигатель 10 для включения в работу загрузочного шнека. В процессе эксплуатации устройства предусмотрена опережающая производительность загрузочного шнека в сравнении с производительностью разгрузочного вертикального шнека 19, которая соответствует паспортной производительности работы пропаривателя. Опережающая производительность загрузочного шнека обеспечивается за счет изменения частоты его вращения при заданных конструктивных параметрах. Вертикальный загрузочный шнек, благодаря опережающей производительности, заполняет рабочую зону пропаривателя до достижения верхнего датчика уровня зерна 27, при непрерывной подаче через парораспределительный коллектор 15 пара низкого давления. От датчика 27 электросигнал поступает по электропроводу 30 для остановки электродвигателя 10 и вертикального загрузочного шнека 4. Одновременно в этот же момент от датчика 27 по электропроводу 34 подают сигнал к исполнительному механизму 29 для открытия запорного вентиля 17 и подачи от центральной магистрали пара высокого давления (0,25 ... 0,30) МПа. Продолжительность подачи пара высокого давления регламентируется расстоянием между датчиками уровня зерна 27 и 28, что соответствует продолжительности прохождения зерна между ними. В момент подачи пара высокого давления загрузочный шнек отключен, разгрузочный шнек 19 непрерывно производит выгрузку зерна. Зерно в бункере 1, а также зерно, находящееся между лопастями загрузочного шнека, уплотняется за счет переменного шага лопастей и уменьшающегося их диаметра, что создает гидравлический затвор и исключает утечку пара. При этом за счет частичной конденсации пара на поверхности зерна осуществляется предварительный подогрев зерна перед подачей в рабочую камеру на пропаривание, что интенсифицирует процесс пропаривания и сокращает удельный расход пара. При достижении зерном датчика нижнего уровня 28 по электропроводу 31 подают сигнал для включения Загрузочного шнека. Одновременно по электропроводу 32 подают сигнал через исполнительный механизм 29 на запорный вентиль 17 для закрытия подачи пара высокого давления, при этом сохраняется подача низкого давления. Для тех видов зерновых культур, где предусматривается давление пара менее 0.2 МПа (овес» горох, кукуруза и др), пропариватель может работать в режиме непрерывной подачи пара заданного давления с непрерывной загрузкой и выгрузкой зерна. В дальнейшем цикл работы пропаривателя повторяется. Таким образом из вышеизложенного описания работы устройства следует, что достижение повышения производительности и снижение удельного расхода пара достигается следующей совокупностью существенных признаков. Лопасти загрузочного шнека имеют уменьшающийся диаметр, что способствует уплотнению зерна при вертикальном перемещении, так как захватываемый объем между лопастями шнека уменьшается. Вследствие уплотнения зерна и нахождения в нижней части шнека на внутренней стенке тела пазов трапецеидальной формы повышаются коэффициенты внутреннего и внешнего трения зерна, что способствуе т преодолению силы сопротивления давлению пара в рабочей камере пропаривателя и позволяет вести загрузку зерна с заданной производительностью. Повышение плотности слоя зерна между лопастями загрузочного шнека повышает гидравлический затвор загрузочного шнека, что уменьшает утечку пара в бункер над пропаривателем и сокращает удельный расход пара, этому также способствует конструкция выпускного автономного шнека при разгрузке зерна. Предлагаемая конструкция пропаривателя обеспечивает не только повышение производительности его работы и снижение удельного расхода пара, но и является универсальной для воднотепловой обработки любого вида зерновых культур, при этом повышается надежность в эксплуатации, упрощается обслуживание и управление в работе, что и предопределяет рациональность использования данной конструкции пропаривателя в промышленности.