Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ВИБРАЦИОННАЯ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для смешивания, в частности к устройствам непрерывного действия и может быть использовано для смешивания грубых, сочных, водянистых и концентрированных кормов.

Известен барабанный смеситель кормов (а.с. СССР №1666173, кл. B01F 19/02, 1987), содержащий барабан с винтовыми поверхностями, состоящий из секций, каждая из которых выполнена из одинаковых по площади пластин, имеющих форму равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси, при этом секции соединены между собой свободными сторонами пластин и образуют разнонаправленные винтовые поверхности равного шага, а число пластин в секции является четным и, как минимум, равно шести.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом, а также необходимость создания наклона барабана для транспортировки их от загрузки к выгрузке.

Наиболее близким к изобретению является устройство для приготовления кормов (патент №2358620, кл. A23N 17/00, опубл. 20.06.2009, бюл. №17), содержащее станину, установленную на ней с приводом рабочую камеру тороидальной формы, выполненную из секций, выполненных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника расположены своими основаниями два одинаковых равнобедренных треугольника, с боковых сторон которых расположены два одинаковых равносторонних треугольника с расположенными к ним своими основаниями двумя одинаковыми равнобедренными треугольниками, на одном из которых расположен равносторонний треугольник, причем стороны меньших равносторонних треугольников отличаются от сторон больших равносторонних треугольников на одну и ту же линейную величину, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых треугольников с образованием по наружной и внутренней поверхностям тороидальной рабочей камеры направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и винтовых поверхностей, расположенных под углом друг к другу.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом на относительно небольшой длине (по окружности) рабочей камеры в виде тора.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения компонентов кормов в рабочей камере.

Техническое решение достигается тем, что в установке вибрационной для смешивания сыпучих материалов, содержащей упруго установленную на основании, снабженную приводом рабочую камеру, рабочая камера выполнена пустотелой, в виде квадрата, с образованием по ее внутреннему и наружному периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, смонтированы из подсекций, каждая из которых изготовлена из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под углом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу, и свернутой в кольцо в виде подсекций, а подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием пустотелого кругового сектора, с многозаходными винтовыми поверхностями треугольной формы и однонаправленными многозаходными винтовыми линиями, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по внутренней поверхности винтовых ломаных карманов треугольной формы, а по наружной поверхности - однонаправленных ломаных винтовых линий.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой установки вибрационной для смешивания сыпучих материалов.

Новизна заключается в том, что рабочая камера выполнена пустотелой в виде квадрата, с образованием по ее внутреннему и наружному периметрам многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многохзаходных винтовых линий, что расширяет технологические возможности при одних и тех же габаритах по занимаемой площади вибрационной установки с рабочей камерой, выполненной в виде тора, и увеличивается путь (длина) движения компонентов кормов в квадратной рабочей камере, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L₁=πD, а длина по периметру квадрата равна L₂=4D (L₂ > L₁).

Новизна обусловлена также тем, что рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах с рабочей камерой, выполненной в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения компонентов кормов в квадратной рабочей камере.

Новизна усматривается в том, что карманы рабочей камеры выполнены треугольной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение компонентов кормов в каждом сечении рабочей камеры, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии рабочей камеры, поэтому степень сжатия компонентов кормов возрастает, процесс приготовления кормов интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что рабочая камера изготовлена из секций и подсекций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения компонентов кормов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению рабочей камеры, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально, в отличии от аналога (патент №2358620, кл. A23N 17/00, опубл. 20.06.2009, Бюл. №17), у которого вибратор установлен вертикально, компоненты кормов, совершающие циркуляционное движение внутри рабочей камеры в плоскостях перпендикулярных оси симметрии рабочей камеры, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок карманов треугольной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления кормов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка вибрационная для смешивания сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг. 10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами треугольной формы, общий вид; на фиг. 11 - вид А на фиг. 10; на фиг. 12 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов треугольной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг. 10; на фиг. 13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг. 14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Установка вибрационная для смешивания сыпучих материалов (фиг. 1) состоит из рабочей камеры 1, установленной на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.

Рабочая камера 1 выполнена пустотелой, в виде квадрата (фиг.2), с образованием по ее внутреннему и наружному периметрам многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы, а также однонаправленных многозаходных винтовых линий, и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг.2).

Секции 6, 7, 8, 9 (например, на фиг.4 показана секция 6) выполнены в виде пустотелого кругового сектора и смонтированы из подсекций 14 (одна из подсекций 14 на фиг.4 выделена сплошными утолщенными линиями). соединенными между собой известными методами, например сваркой клейкой и т.п., с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.4 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовых поверхностей треугольной формы (фиг.5) в виде карманов треугольной формы по внутренней поверхности и наружной поверхности.

Каждая из подсекций 14 изготовлена в виде кругового сектора (фиг.4 и 5) и смонтирована из полосы 32, на которой размечены прямоугольники 33, по диагоналям которых расположены линии сгиба 34 на равных расстояниях друг от друга, эти диагонали - линия сгиба полосы 32 показана на фиг.6 утолщенной линией 33. На полосе 32 размечены также линии обрезки 35 кромок полосы 32, показанных на фиг.6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 35 участки полосы 32 (на фиг.6 эти участки полосы 32 заштрихованы) отрезаются, и полоса 32 приобретает вид, показанный на фиг.7, у которой линии сгиба 34 полосы 32 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆. Полоса 32 (фиг.8) после обрезки кромок прямоугольников 33 по линии обрезки 35 сгибается попеременно в разные стороны по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы 32 с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, т.е. по диагоналям 34 квадратов 33, параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 14, как показано на фиг.9. Кромки 36 и 37 полосы 32 после сворачивания в кольцо 14 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием подсекции 14 в виде кругового сектора.

Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг.2, 4) выполнены по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру (одна из винтовых линий показана фиг.4 утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31) и винтовыми канавками внутри секций в виде карманов треугольной формы под углом к оси секций.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг.2) пустотелые с образованием по их наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг.10-11) с карманами треугольной формы, например секция 10, изготовлены, по крайней мере, из одной полосы 38, согнутой по прямым линиям 59, размещенным на равном расстоянии «L» друг от друга и под одинаковыми углами α к кромкам полос 39, 40 с образованием одинаковых параллелограммов 41 и 42, расположенных попеременно в противоположные стороны (фиг.12 и 13).

Полоса 38 после сгиба по прямым линиям 59 свернута в цилиндрические витки (фиг.14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 39 (фиг.10) известными методами, например сваркой. На фиг.10 линия соединения продольных кромок витков полосы 38 показана штрихпунктирной линией с двумя точками 39, с образованием по наружной поверхности однонаправленных, ломаных винтовых линий, а по внутренней поверхности карманов треугольной формы (на фиг.10 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 40-41-42-43-44-45-46-47-48-49-50-51) и винтовых поверхностей (фиг.11) треугольной формы в виде карманов внутренней поверхности 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58.

Пустотелые прямолинейные секции, например, 10, 11, 12, 13 с карманами треугольной формы жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6, 7, 8, 9 с карманами треугольной формы (фиг.2) по линиям стыковки I-I, II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII с образованием непрерывной пустотелой рабочей камеры 1 в виде квадрата с карманами треугольной формы по его внутреннему периметру.

Установка вибрационная для смешивания сыпучих материалов работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки рабочей камеры 1 передается частицам компонентов кормов, находящимся внутри рабочей камеры 1. Частицы компонентов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры 1 и карманов треугольной формы по ее периметру. Наличие криволинейных разнонаправленных элементов, в том числе карманов треугольной формы по внутреннему периметру рабочей камеры 1, изменяет направление движения компонентов кормов, в результате чего компоненты кормов не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути компонентов кормов внутри рабочей камеры 1, повышается производительность приготовления кормов, расширяются технологические возможности.

Частицы компонентов кормов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению рабочей камеры 1. Так как по длине рабочей камеры 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов кормов, т.е. имеет место повышение производительности приготовления кормов. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру рабочей камеры обеспечивает движение компонентов кормов не только в пустотелых прямолинейных секциях рабочей камеры 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению рабочей камеры 1 от загрузки к выгрузке. При движении компонентов кормов по проходному сечению рабочей камеры 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении рабочей камеры 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения рабочей камеры установки вибрационной для смешивания сыпучих материалов в виде квадрата, внутренняя поверхность которой снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов треугольной формы, а также за счет того, что частицы компонентов кормов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры и карманов треугольной формы по ее периметру, а также за счет того, что при движении компонентов кормов по проходному сечению рабочей камеры из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечение рабочей камеры по всему его объему, что интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности.