Відцентрова бурякорізка

Реферат: Винахід належить до обладнання цукрової промисловості, а саме до відцентрових бурякорізок для отримання бурякової стружки із цукрових буряків. Відцентрова бурякорізка складається з циліндричного барабана з вирізами, в які встановлено ножові рами з розміщеними в них ножами, завитка, завантажувального та вивантажувального пристроїв, кожуха і приводу. Згідно з винаходом ножі виконані у вигляді пластин з двома ріжучими кромками, по торцях яких знаходяться кріпильні планки для встановлення ножів в ножові рами в два ряди послідовно один за другим з можливістю регулювання по висоті, причому поперечний переріз ножа є рівнобедреним трикутником з висотою 5…7 мм. Технічний результат від використання відцентрової бурякорізки з ножами нової конструкції, які встановлені в два ряди один за другим в ножові рами, полягає в збільшенні продуктивності бурякорізки, збільшенні довговічності роботи ножів та зменшенні їх металоємкості. Покращення якості бурякової стружки дозволить покращити роботу дифузійного апарата та збільшити вихід товарного цукру. UA 113585 C2 (12) UA 113585 C2 UA 113585 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до обладнання цукрової промисловості, а саме до відцентрових бурякорізок для отримання бурякової стружки із цукрових буряків. Найбільш близькою до запропонованої відцентрової бурякорізки є бурякорізка, яка складається з ротора (завитка), барабана з вирізами, в які вставляються ножові рами, завантажувального та вивантажувального пристроїв, кожуха і привода. В ножові рами встановлено два ножі в один ряд. [Белик В.Г. Справочник по технологическому оборудованию сахарных заводов. - Киев: "Техніка", 1982. - С. 48-51]. Буряки подаються з бункера до внутрішньої частини барабана, яким за допомогою завитка надається обертовий рух. Під дією відцентрової сили буряки притискаються до внутрішньої поверхні корпуса бурякорізки, потрапляють на ріжучу кромку ножів та зрізаються. Ножова рама має механізм регулювання положення ножів для забезпечення заданого профілю стружки. Недоліками такої відцентрової бурякорізки є: 1. Висока витрата високоякісного матеріалу на виготовлення ножів. Ніж бурякорізки являє собою виріб, що складається з ребристої (робочої), перехідної та кріпильної частин. В процесі різання приймає участь лише робоча ребриста частина ножа, а так як перехідна та кріпильна частина ножа виготовляється також з високоякісної інструментальної сталі, то витрата матеріалу на виготовлення ножа майже в два рази більша. 2. Малий час роботи ножів. Ніж має ріжучу кромку, яка заточується з одного боку. При затупленні ріжучої кромки ніж видаляється і замінюється на новий. 3. Низька якість бурякової стружки. Для отримання якісної стружки необхідно забезпечити точне взаємне регулювання пер ножів в сусідніх ножових рамах. Та навіть при точному регулюванні пер ножів при переміщенні буряка від одного ножа до наступного, під дією сил тяжіння та маси буряків, що потрапляє в бурякорізку через завантажувальний бункер, відбувається зміщення траєкторії руху. Це призводить до нарізання стружки неправильної форми та збільшення відсотку браку в стружці, тобто зниження її якості. 4. Низька продуктивність бурякорізки. В основу винаходу поставлена задача зменшення металоємкості та збільшення тривалості роботи ножів, підвищення якості бурякової стружки, збільшення продуктивності бурякорізки. Поставлена задача вирішується тим, що відцентрова бурякорізка складається з циліндричного барабана з вирізами, в які встановлено ножові рами з розміщеними в них ножами, завитка, завантажувального та вивантажувального пристроїв, кожуха і приводу. Згідно з винаходом ножі виконані у вигляді пластин з двома ріжучими кромками, по торцям яких знаходяться кріпильні планки для встановлення ножів в ножові рами в два ряди послідовно один за другим з можливістю регулювання по висоті, причому поперечний переріз ножа є рівнобедреним трикутником з висотою 5…7 мм. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Основній зміні в бурякорізці підлягає ножова рама, ножі та їх кріплення в ножовій рамі. В запропонованих ножах відсутня перехідна та кріпильна частини, тому їх металоємкість практично в два рази менша за типові ножі. Закріплення ножів в рамах відбувається по торцевих кріпильних планках, якими вони встановлюється в ножові рами та притискними планками кріпляться в них. Для забезпечення міцності та жорсткості, ніж виконаний з потовщенням середини профілю на 5…7 мм. Внаслідок цього результуюча сила, яка виникає від статичного тиску маси буряків в накопичувачі та відцентрової сили від обертання буряків разом з завитком, викликає прогин ножа на величину, що не перевищує прогин стандартного ножа, забезпечуючи отримання бурякової стружки заданого профілю та якості. Даний діапазон товщини ножа в потовщеній частині знайдений розрахунковим методом. При товщині ножа, меншій ніж 5 мм під дією тиску маси буряків він буде мати прогин, що перевищить прогин стандартного ножа більше ніж на 10 %. Прогин ножа по центру призводить до погіршення якості стружки, тобто стружка по краях кріплення ножа буде мати одну товщину, а по його центру - іншу. Нерівномірність товщини стружки при екстрагуванні в дифузійному апараті протягом однакового часу приводить до різної кінцевої концентрації цукрози в буряковій стружці та вмісту нецукрів в дифузійному соку. Також грає роль той фактор, що в процесі переміщення стружки вздовж дифузійного апарата, більш тонка стружка ламається, є джерелом утворення мезги, що негативно впливає на екстракційний процес цукрози. При товщині ножа, більшій ніж 7 мм прогин ножа по центру буде меншим, ніж в типовому ножі, якість стружки підвищується незначно, зате збільшуються затрати на виготовлення ножа. Запропонований профіль ножа має додаткову перевагу перед відомими в організації сходу стружки з ножа. В відомих конструкціях ножів після зрізання буряка на ножах стружинки 1 UA 113585 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фактично не змінюють свою траєкторію руху та ударяються в елементи ножової рами та додатково подрібнюються. В запропонованих ножах після проходу ножової кромки ножа утворені стружинки ковзають по задній поверхні ножа та змінюють свою траєкторію руху. Удару стружки з елементами ножової рами та додаткового подрібнення від таких ударів не відбувається. Запропоновані ножі мають дві ріжучі, протилежно розміщені ребристі робочі частини, які заточуються. При затупленні однієї ріжучої кромки достатньо повернути ніж на 180° і продовжувати роботу другою різальною кромкою. При ремонті заточуються обидві ріжучі кромки робочої частини. Це збільшує довговічність роботи ножів вдвічі. Оскільки ніж нової конструкції має ширину в два рази меншу типового, то в ножову раму існуючої конструкції можливо встановити послідовно два ряди ножів. Для цього змінюється їх кріплення в ножовій рамі. По торцях ребристих робочих частин ножів знаходяться кріпильні планки, які з'єднуються з відповідними кріпильними поверхнями на торцях ножових рам. Після встановлення ножів, вони фіксуються притискними планками. Встановлення ножів в два ряди послідовно один за одним в одній ножовій рамі забезпечує точне взаємне розміщення та запобігає вертикальному зміщенню цукрових буряків під час різання і сприяє отриманню бурякової стружки заданого профілю та високої якості. Встановлення двох рядів ножів в ножову раму приводить до збільшення кількості ножів у бурякорізці в два рази, тобто продуктивність бурякорізки теж збільшується в два рази. Таким чином, сукупність запропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному об'ємі очікуваний технічний результат. Запропоноване рішення пояснюється кресленням, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд бурякорізки, на фіг. 2 - ножова рама з ножами, на фіг. 3 - бурякорізальний ніж, фіг. 4 поздовжній переріз ножа Б-Б, фіг. 5 - поперечний переріз ножа А-А. Бурякорізка (фіг. 1) складається з корпусу у вигляді циліндричного барабана 1 з вирізами для ножових рам 2. В ножових рамах (фіг. 2) розміщені ножі 3 з двома ріжучими кромками та кріпильними планками 4. Ножі в ножових рамах фіксуються притискними планками 5. Регулювання висоти підняття ножів здійснюється за допомогою гвинтів 6 (фіг. 2). Ножова рама 2 встановлюється в вирізи корпусу 1 бурякорізки. Всередині бурякорізки на валу встановлений трилопатевий завиток 7, який приводиться в рух за допомогою конічного редуктора 8 та електродвигуна 9. Для завантаження буряків в циліндричний корпус бурякорізки передбачений завантажувальний бункер 10, в якому встановлений шиберний механізм 11. Бурякова стружка потрапляє в зазор між циліндричним корпусом 1 та кожухом 12 і через конічний вивантажувальний отвір 13 подається на виробництво. Буряковий ніж має дві ріжучі кромки 14 а в поперечному перерізі є рівнобедреним трикутником з висотою h. Працює бурякорізка наступним чином. Бурякорізальні ножі кріпильними планками 4 встановлюються в раму 2, фіксуються притискними планками 5 та регулюють висоту підйому гвинтами 6. Ножова рама з набраними в них ножами встановлюється в корпус відцентрової бурякорізки. Через завантажувальний бункер 10 зі встановленим в ньому шиберним механізмом 11 буряки потрапляють в циліндричний корпус 1 бурякорізки, в якому вони за допомогою трилопатевого завитка розкручуються. Під дією відцентрової сили коренеплоди буряка притискаються до внутрішньої поверхні корпуса бурякорізки та потрапляють в клиновидний зазор між завитком та корпусом бурякорізки і зрізуються ріжучою кромкою послідовно встановлених ножів. Отримана таким чином бурякова стружка буде мати той оптимальний переріз, що очікувався від відповідного встановлення ножів і буде вивантажуватись через отвір 13. Завиток приводиться в рух за допомогою конічного редуктора 8 та електродвигуна 9. Основним елементом бурякорізки, що може забезпечити високу якість зрізання буряка на стружку є конструкція самого ножа. Виконання ножа без кріпильної та перехідної частин знижує жорсткість ножа. Величина сил, що виникають від дії відцентрової сили на буряки при їх обертанні разом з завитком та тиску буряків в накопичувальному бункері становить біля 30 кПа. Це викликає прогин ножа по центру біля 0,2 мм. Такий значний прогин ножа викликає зменшення товщини стружки близько 10 %, тобто відбувається зниження якості стружки, що отримується на таких ножах. В запропонованій конструкції ножів враховано цей фактор і новий профіль поперечного перерізу ножів представлений на фіг. 4, розріз Б-Б. Поперечний переріз ножа являє собою рівнобедрений трикутник з висотою h мм, а основа та сторони утворюють різальні кромки ножа. Товщина ножа h=5…7 мм обумовлена тим фактором, що при такій товщині прогин ножа від сил, що діють на нього, згідно з розрахунками не перевищить значення величини прогину ножа, 2 UA 113585 C2 5 10 15 20 25 30 що виготовлений традиційним способом з різальною, перехідною та кріпильною частинами. Крім того, такий профіль ножів забезпечує плавний схід зрізаної стружки без можливих ударів її по елементах бурякорізальної рами. Якщо товщина ножа перевищує 7 мм, то прогин такого ножа хоча і буде трохи меншим, та покращення якості стружки (більш рівномірної її товщини) не приводить до помітного покращення роботи дифузійного апарата, зате витрата матеріалу на його виготовлення буде вища, тобто вартість такого ножа теж є більшою. З урахуванням кількості ножів, що необхідні для однієї бурякорізки та кількості запасних ножів експлуатаційна вартість бурякорізки значно збільшується. При товщині ножа, меншій ніж h=5 мм, згідно з розрахунками прогин ножа буде більший, ніж стандартного, що негативно впливає на якість стружки: так, наприклад при збільшенні прогину ножа на ОД мм стружка стає тоншою на 10 %, що негативно вплине на роботу дифузійного апарата. Виконання ножа товщиною 5…7 мм в середній частині по жорсткості відповідає нормальному прогину стандартного ножа, що виконаний з кріпильною частиною. Бурякова стружка буде отримуватись однакової товщини по всій робочій довжині ножа. Практика роботи на такій стружці сприяє отриманню дифузійного соку задовільної якості. При затупленні однієї різальної кромки ножів (нормативний час роботи ножів до переточки 4 год.) ніж перевертається на 180°, закріплюється в ножовій рамі та продовжується його робота другою ріжучою кромкою. Якщо нормативний час роботи ножа з однією ріжучою кромкою складає 32 год., то запропонований ніж має вдвічі більший ресурс роботи. Таким чином, при виконанні відцентрової бурякорізки з двохрядними ножовими рамами, в яких встановлено в два рази більше двосторонніх ножів запропонованої конструкції, досягається двократне збільшення продуктивності бурякорізки та покращення якості бурякової стружки. Технічний результат від використання відцентрової бурякорізки з ножами нової конструкції, які встановлені в два ряди один за другим в ножові рами, полягає в збільшенні продуктивності бурякорізки, збільшенні довговічності роботи ножів та зменшенні їх металоємкості. Покращення якості бурякової стружки дозволить покращити роботу дифузійного апарата та збільшити вихід товарного цукру. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Відцентрова бурякорізка, що складається з циліндричного барабана з вирізами, в які встановлено ножові рами з розміщеними в них ножами, завитка, завантажувального та вивантажувального пристроїв, кожуха і приводу, яка відрізняється тим, що ножі виконані у вигляді пластин з двома ріжучими кромками, по торцях яких знаходяться кріпильні планки для встановлення ножів в ножові рами в два ряди послідовно один за другим з можливістю регулювання по висоті, причому поперечний переріз ножа є рівнобедреним трикутником з висотою 5…7 мм. 3 UA 113585 C2 4 UA 113585 C2 5 UA 113585 C2 Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6