Установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелетів (брикетів)

Реферат: Установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелетів (брикетів), яка включає раму, у верхній частині якої нерухомо закріплено бильну машину, що містить корпус із завантажувальним люком з розміщеним в нижній його частині живильним вальцем, а в центрі на валу закріплено ротор з пластинами, зліва в корпусі рухомо кріпиться дека з механізмом регулювання зазору, причому в нижній частині корпуса є рукав, а у середині рами рухомо вмонтовано два очисні пристрої, кожний з яких складається із сита і піддона, що приводяться у зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипно-шатунними механізмами, а також установка містить шнековий транспортер для переміщення лузги, крім того шнековий транспортер виконаний у вигляді циліндро-конічного шнека, розміщеного у відповідному циліндро-конічному корпусі, на кінці якого встановлена фільєра, яка виконана у вигляді нерухомого диска з декількома отворами, сумарна площа яких занадто менша, ніж площа перерізу (отвору) кінця конічної частини циліндро-конічного корпусу, та які разом утворюють шнековий екструдер, на виході якого встановлено обертовий ніж для відрізання готових паливних пелетів (брикетів). UA 81263 U (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРУШУВАННЯ НАСІННЯ ТА ВИГОТОВЛЕННЯ ПАЛИВНИХ ПЕЛЕТІВ (БРИКЕТІВ) UA 81263 U UA 81263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема до області переробки насіння сільськогосподарських культур, та може бути використана для обрушування насіння з одночасним виготовленням паливних екологічно чистих пелетів (брикетів) для застосування їх як твердого органічного палива в побуті чи промисловості. Відома установка для первинної переробки насіння, що включає раму, у верхній частині якої нерухомо закріплена бильна машина, яка складається з корпуса, зверху якого міститься завантажувальний люк. В нижній частині люка є живильний валець, а в центрі корпуса на валу кріпиться ротор з пластинами. Причому зліва в корпусі рухомо закріплена дека з механізмом регулювання зазору, а в середині рами рухомо закріплено сито з піддоном, які приводяться в зворотно-поступальний рух за допомогою кривошипно-шатунного механізму [див. книгу Дацишин О.В. Машини та обладнання переробних виробництв. Підручник. - К.: "Вища школа", 2005 p.-159 с.]. Основним суттєвим недоліком відомої установки є значні енергетичні втрати при постійних пуско-гальмівних режимах руху сита і піддона, які задає їм кривошипно-шатунний механізм. Найбільш близькою за своєю суттю та ефекту, що досягається, і яка приймається за прототип, є установка для первинної переробки насіння соняшнику, зокрема для обрушування насіння, що включає раму, у верхній частині якої нерухомо закріплено бильну машину, яка містить корпус із завантажувальним люком з розміщеним в нижній його частині живильним вальцем, а в центрі на валу закріплено ротор з пластинами, зліва в корпусі рухомо кріпиться дека з механізмом регулювання зазору, причому в нижній частині корпуса є рукав, а у середині рами рухомо вмонтовано два очисні пристрої, кожний з яких складається із сита і піддона, що приводяться у зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипношатунними механізмами, крім того, до нижніх частин сита і піддона прикріплені лотки, а також установка містить барабани для зминання лузги і шнековий конвеєр-транспортер для переміщення лузги у жаровні, де вона спалюється [див. пат. України № 88734 з класів A01F 12/00, В30В 9/02 опублікований 10.11.2009 року в Бюл. № 21]. Основним суттєвим недоліком відомої установки є обмеження її техніко-функціональних можливостей. Наявність вказаного недоліку пояснюється тим, що у процесі обрушування насіння соняшника, відокремлена лузга (лушпиння) зминається барабаном і шнековим конвеєром-транспортером подається в жаровні, де просто спалюється без будь-якої користі. Таке ставлення до лушпиння насіння соняшнику дуже нерозумне, адже ці непотрібні на перший погляд відходи можна використовувати як пресоване органічне паливо, спалюючи його, наприклад у котлах, печах чи камінах, щонайменше, на тому ж підприємстві по переробці насіння рослинних культур та отримувати таким чином, тепло для обігріву приміщень підприємства взимку. В основу корисної моделі поставлено задачу розширення функціонально можливостей і технічних властивостей установки для обрушування насіння, а також спрощення її конструкції за рахунок надання їй можливості переробки лузги у паливні пелети (брикети) шляхом внесення відповідних змін до шнекового конвеєра-транспортера. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в установці для обрушування насіння та виготовлення паливних пелет (брикетів), яка включає раму, у верхній частині якої нерухомо закріплено бильну машину, що містить корпус із завантажувальним люком з розміщеним в нижній його частині живильним вальцем, а в центрі на валу закріплено ротор з пластинами, зліва в корпусі рухомо кріпиться дека з механізмом регулювання зазору, причому в нижній частині корпуса є рукав, а всередині рами рухомо вмонтовано два очисні пристрої, кожний з яких складається із сита і піддона, що приводяться у зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипно-шатунними механізмами, крім того, до нижніх частин сита і піддона прикріплені лотки, а також установка містить шнековий транспортер для переміщення лузги, згідно з корисною моделлю, шнековий транспортер виконаний у вигляді циліндроконічного шнека, розміщеного у відповідному циліндро-конічному корпусі, на кінці якого встановлена фільєра, яка виконана у вигляді нерухомого диска з декількома отворами сумарна площа яких занадто менша ніж площа перерізу (отвору) кінця конічної частини циліндроконічного корпусу, та які разом утворюють шнековий екструдер, на виході якого встановлено обертовий ніж для відрізання готових паливних пелет (брикетів). Завдяки оснащенню установки пристроєм для брикетування лузги (лушпиння, насіннєвих оболонок), відокремленої від насіння рослинних культур, з'являється можливість не тільки знизити ризик забруднення навколишнього середовища відходами, а й зменшити витрати коштів на опалення, у порівнянні з витратами за газ, кам'яне вугілля, дрова тощо. Завдяки наявності шнекового екструдера, що пресує лузгу у паливні пелети, взагалі відпадає необхідність у зминальних барабанах та жаровні для спалювання тощо. Це значно 1 UA 81263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 спрощує конструкцію установки та розширює її можливості, адже тепер вона не тільки обрушує насіння, а й виготовляє тверде екологічно чисте органічне паливо. Завдяки розташуванню на виході фільєри обертового ножа, отримані пелети чи брикети, які виходять з фільєри у вигляді безперервного напівфабрикату, відрізаються на окремі пелети чи брикети певної довжини. Це досить зручно, адже регулювання довжини пелет має значення, наприклад при їх транспортуванні або використанні в установках для спалювання твердого органічного палива. Запропоновані вдосконалення дозволяють отримати безвідходну технологію переробки, адже після обрушування насіння лузга (лушпиння) повністю переробляється та пресується у паливні пелети (брикети). Отримані пелети є досить теплоємними, у зрівнянні, наприклад, з дровами, екологічно чистими, легкими при транспортуванні, а також можуть використовуватися на теплоелектростанціях, у печах, промислових чи побутових котлах, або ж у звичайних камінах для обігріву приміщення. Таким чином, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення через перетворення звичайного шнекового транспортера у шнековий екструдер, забезпечує досягненню певного технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: фіг. 1 - установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелет, вигляд збоку; фіг. 2 - шнековий екструдер, вигляд збоку; фіг. 3 фільєра з обертовим ножем, вигляд спереду. Установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелетів (брикетів) включає раму 1, у верхній частині якої нерухомо закріплена бильна машина 2, яка містить корпус 3 із завантажувальним люком 4 та з розміщеним в нижній частині люка 4 живильним вальцем 5. В центрі корпуса 3 на валу закріплено ротор 6 з пластинами 7. Зліва в корпусі 3 рухомо кріпиться дека 8 з механізмом регулювання зазору, в нижній частині корпуса 3 кріпляться два рукава 9, а у середині рами 1 рухомо вмонтовано два очисні пристрої, кожний з яких складається із сита 10, 11 і піддона 12, 13, що приводяться у зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипно-шатунними механізмами 14 і 15. Установка також містить два шнекових екструдера 16, кожний з яких складається з циліндро-конічного корпусу 17, в якому розміщений відповідно циліндро-конічний шнек 18, на кінці якого встановлена фільєра 19, яка виконана у вигляді нерухомого диска 20 з декількома отворами, 21 за діаметром занадто меншими, ніж діаметр кінця конічної частини корпусу 17, або, інакше кажучи, сумарна площа отворів 21 занадто менша за площу отвору у циліндро-конічному корпусі 17, який перекриває фільєра 19. Різниця між вказаними діаметрами дозволяє збільшити тиск на при кінці циліндро-конічного корпусу 17, завдяки якому відбувається ущільнення та розігрів лушпиння (лузги), та саме так пресувати сировину для подальшого отримання паливних пелет чи брикетів. На виході зі шнекового екструдера 16 встановлено обертовий ніж 22 для відрізання готових паливних пелет (брикетів), який, обертаючись, ковзає по поверхні фільєри 19 та, проходячи над отворами 21, відокремлює від виходячих з них суцільних безперервних напівфабрикатів, мірні пелети. Запропонована установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелет (брикетів) працює на такий спосіб. Насіння сільськогосподарських культур подається у завантажувальний люк 4 бильної машини 2, а живильний валець 5, обертаючись на валу, подає насіння на пластини 7, працюючого ротора 6. Пластини 7 ротора 6, захоплюючи насіння, спрямовують його на деку 8, де внаслідок удару об робочі органи деки 8 відбувається звільнення ядра насіння від лузги (лушпиння). Потім самопливно через два рукави 9, ядро і лузга попадають на сита 10, яке здійснює зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипно-шатунними механізмами 14 і 15. На ситах 10 ядро насіння проходить через отвори і потрапляє на піддони 12, і далі спрямовується, наприклад, на подальшу переробку або зсипається у бункери. Лузга по ситах 11 потрапляє до шнекових екструдерів 16. При обертанні шнекового екструдера 16 лузга наштовхується у циліндричну частину корпусу 17, підпресовується, спрямовується та пересувається шнеком 18 до конічної частини корпуса 17. Далі біомаса з лузги потрапляє у фільєру 19, де вона розігрівається і пресується під впливом тиску, тобто відбувається процес звичайного екструзійного пресування. При цьому, як в'яжучої лушпиння речовини виступає масло, що з нього виділяється під час розігріву та ущільнення. Отриманий ущільнений та склеєний продукт виходить через отвори 21 нерухомого диску 20 фільєри 19 у вигляді безперервних продуктів, кількість яких дорівнює кількості отворів 20. Ці напівфабрикати, виходячи з фільєри 19, зовні відрізаються на окремі пелети (брикети) певної довжини обертовим ножем 22. 2 UA 81263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Запропонованим пристроєм, а саме шнековим екструдером для пресування лузги насіннєвого матеріалу, може бути оснащена будь-яка відома установка, машина, устаткування або лінія для обрушування чи переробки насіннєвого матеріалу будь-якого походження. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення, від раніше відомих, полягає в тому, що установка додатково оснащена універсальним пристроєм для перетворення відходів лушпиння (обрушення) у екологічно чисті паливні пелети (брикети), виконаним у вигляді циліндро-конічного екструдера із засобом для відрізання мірних пелетів, виконаним у вигляді обертового ножа, встановленого поза екструдером. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють додати установці нову корисну функцію та одночасно спростити її конструкцію шляхом відмови від окремих енергоємних вузлів, зокрема жаровні, до того ж спростити технологію безперервного отримання високоякісних пелет. Жодна з відомих установок для очищення від лузги насіння не може володіти вказаними властивостями через відсутність у їх складі технічних засобів, здатних обертати біологічні відходи на користь, отримуючи без додаткових витрат екологічно чисте паливо, у вигляді пелет (брикетів) однакових розмірів. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: розширення функціональних можливостей за рахунок переробляння лузги (лушпиння) у паливні брикети на одній установці; безвідходність технології обрушення насіння з тієї ж причини; спрощення конструкції установки за рахунок відсутності у її складі енергонасиченої жаровні з нагрівальною для неї системою; зниження енергоємності процесу отримання паливних пелет за рахунок використання для пресування шнекового екструдера; висока ремонтопридатність за рахунок виконання пресуючого засобу у вигляді самостійного знімного вузла; універсальність за рахунок того, що шнековим екструдером може бути оснащена будь яка установка для очищення насіння; можливість здрібнення деревної сировини за рахунок розміщення у корпусі обертового ножа та нерухомого диску - досить ефективного, надійного, простого, добре відомого та розповсюдженого механічного вузла; можливість реалізації екструзійного процесу пресування за рахунок різниці кількості та діаметрів отворів у нерухомому диску та фільєрі; можливість отримання пелетів певної однакової довжини за рахунок наявності обертового ножа поза фільєрою. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження вартості установки, зниження енергоємності та вартості процесу виготовлення паливних пелет. Соціальний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок отримання без додаткових затрат енергоносія у вигляді паливних пелет. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Установка для обрушування насіння та виготовлення паливних пелетів (брикетів), яка включає раму, у верхній частині якої нерухомо закріплено бильну машину, що містить корпус із завантажувальним люком з розміщеним в нижній його частині живильним вальцем, а в центрі на валу закріплено ротор з пластинами, зліва в корпусі рухомо кріпиться дека з механізмом регулювання зазору, причому в нижній частині корпуса є рукав, а усередині рами рухомо вмонтовано два очисні пристрої, кожний з яких складається із сита і піддона, що приводяться у зворотно-поступальний рух від спільного приводу з двома кривошипно-шатунними механізмами, а також установка містить шнековий транспортер для переміщення лузги, яка відрізняється тим, що шнековий транспортер виконаний у вигляді циліндро-конічного шнека, розміщеного у відповідному циліндро-конічному корпусі, на кінці якого встановлена фільєра, яка виконана у вигляді нерухомого диска з декількома отворами, сумарна площа яких занадто менша, ніж площа перерізу (отвору) кінця конічної частини циліндро-конічного корпусу, та які разом утворюють шнековий екструдер, на виході якого встановлено обертовий ніж для відрізання готових паливних пелетів (брикетів). 3 UA 81263 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4