Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ

Изобретение относится к устройствам для приготовления концентрированных, грубых, сочных и водянистых кормов.

Известен барабанный смеситель кормов (а.с. №1666173, кл. A23N 17/00, 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 недостаточная интенсивность смешивания компонентов кормов из-за некоторой стационарности движения потоков кормов в многозаходном винтовом барабане с направленными навстречу друг другу винтовыми поверхностями равного шага и с одинаковым числом заходов, а также недостаточной интенсивностью смешивания в барабане, собранном из одинаковых по площади, размерам и конфигурации элементов в виде равносторонних треугольников, образующих в поперечном сечении соосные с осью вращения барабана плоские фигуры, многогранники.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления кормов (патент №2028070, кл. A23N 17/00, 1995 г.), содержащее станину, установленный на ней с возможностью барабан, состоящий из секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали, причем одноименные ребра соседних секций соединены под прямым углом.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что приготовление кормов производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной производительностью и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом.

Техническим решением задачи является повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также поджатие потоков компонентов кормов в процессе их приготовления.

Техническое решение достигается тем, что в установке для непрерывного приготовления кормов, содержащей станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, барабан смонтирован из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового барабана, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломаных правых и левых винтовых линий и снабженного внутренними четырьмя, пятью, шестью и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом, причем внутри по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая снабжена устройством для изменения шага витков, а барабан со станиной смонтирован на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобалонов к станине.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне установки для непрерывного приготовления кормов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление вращающегося барабана позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжением потоков компонентов кормов продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение винтового барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине винтового барабана многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие потоков частиц компонентов кормов, что увеличивает интенсивность приготовления кормов и энергоемкость соударений частиц, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что за счет многозаходной винтовой поверхности по периметру барабана с направленными навстречу друг другу ломаными винтовыми линиями вращающегося барабана увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает без вибрактиватора возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся барабаном, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузке компонентам кормов, что обеспечивает повышение производительности приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения барабана вместе с расположенными в них компонентами кормов меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс потоков компонентов кормов относительно оси вращения барабана, то имеет место интенсификация приготовления кормов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения барабана из секций, элементы которых при монтаже барабана смонтированы под некоторыми углами не только друг к другу, но и к оси вращения и поэтому они, работая как полки, захватывают порции частиц компонентов кормов и направляют их навстречу не только друг другу, но противоположным стенкам вращающегося барабана. Поэтому интенсивность приготовления кормов возрастает, увеличиваются технологические возможности установки для непрерывного приготовления кормов.

Новизна заключается в том, что барабан смонтирован на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобалонов к станине, что усиливает влияние колебаний всей установки на резинокордных пневмобалоннах на процесс приготовления кормов и повышает эффективность взаимодействия стенок барабана с витками пружины и частицами компонентов кормов, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что элементы, из которых собран вращающийся барабан, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси вращения барабана, поэтому интенсивность приготовления кормов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции кормов и направляют их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность их движения, повышают их интенсивность взаимодействия, расширяют технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что, так как площадь, форма и размеры проходного сечения барабана по его длине меняется от загрузки к выгрузке сначала в сторону увеличения, а затем уменьшения, то интенсифицируется процесс приготовления кормов, увеличивается не только активность взаимодействия частиц компонентов кормов друг с другом и со стенками барабана, но и изменяется частота их взаимодействия и амплитуда движения относительно друг друга, в результате увеличиваются технологические возможности устройства для непрерывного приготовления кормов.

Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая не только обеспечивает движение частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузке, но и поджатие внутри барабана потоков кормов, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри барабана цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц компонентов кормов внутри барабана и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана по периметру винтовыми линиями и винтовыми поверхностями позволяет обеспечить не только продольное каскадное перемещение компонентов кормов по всей длине барабана, но и обеспечить повышение производительности приготовления кормов, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения барабана - многоугольник, который по его длине меняет не только форму и размеры сторон многоугольника, но и их расположение относительно оси, придавая частицам компонентов кормов водопадный режим движения и способствует повышению производительности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения барабана по длине увеличивается от загрузки к выгрузке за счет формы барабана, что не только интенсифицирует процесс приготовления кормов, так как нарушает стационарность их движения, изменяя амплитуду колебаний по мере их перемещения, но и обеспечивает их движение в осевом направлении, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц компонентов кормов в предлагаемой конструкции определяется не только частотой вращения барабана, но и количеством плоских элементов по ее периметру, то такое конструктивное оформление барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот барабана частоту соударений частиц компонентов кормов между собой и со стенками барабана, повышает производительность приготовления кормов, увеличивает технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что барабан снабжен четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми ломаными линиями равного шага, направленными навстречу друг к другу по периметру и соответственно четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри барабана, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков компонентов кормов с максимальной энергоемкостью соударений частиц друг с другом и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия частиц компонентов кормов друг с другом и со стенками барабана, увеличивает производительность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц компонентов кормов, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения частиц компонентов кормов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру барабана образованы ломаные винтовые поверхности по его длине, что обеспечивает нарушение стационарности их потоков внутри барабана, повышение производительности приготовления кормов, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков частиц приготовления кормов и расширяет технологические возможности устройства.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения частиц компонентов кормов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу четырех и более ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков частиц компонентов кормов с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для непрерывного приготовления кормов, общий вид; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1; на фиг. 3 - барабан установки для непрерывного приготовления кормов, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 10 треугольников; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - барабан установки для непрерывного приготовления кормов, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 8 треугольников; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5, на фиг. 7 - барабан установки для непрерывного приготовления кормов, общий вид, вид спереди с секциями, собранными из 12 треугольников; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 7.

Установка для непрерывного приготовления кормов состоит (фиг. 1, 2) из барабана 1, загрузочного приспособления 2, разгрузочного приспособления 3 и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит внутрь барабана 1. Загрузочное приспособление 2, разгрузочное приспособление 3 и подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама 9 подвешена на двух парах пневмобаллонов 10 и 11, которые закреплены на станине 12. Для увеличения скорости продольного перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке установки для непрерывного приготовления кормов снабжено приспособлением (не показано) для придания наклона оси вращения барабана относительно горизонта, а также внутри барабана 1 по всей его длине смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков 13, которая снабжена устройством для изменения шага витков (не показано). Со стороны загрузки пружина прикреплена к носку 8 загрузочного приспособления 2, а со стороны выгрузки - к стойке 14, закрепленной на раме 9.

Барабан 1, например, собран из секций 15 (фиг. 3), каждая из которых образована из последовательно соединенных между собой одинаковых по площади десяти равносторонних треугольников 16 (один из которых показан на фиг. 3 двойной линией), соединенных между собой двумя боковыми сторонами 17 и 18, при этом секции 15 соединены между собой третьими свободными сторонами 19 треугольников 16.

Вершины треугольников образуют по периметру барабана 1 пять правых и пять левых ломаных винтовых линий (фиг. 3, фиг. 4) с одинаковым шагом S₁ и S₂. Одна из пяти левых ломаных винтовых линий с шагом S₁ показана на фиг. 3 утолщенной линией 20-21-22-23-24-25-26-27-28. Одна из пяти правых ломаных винтовых линий с шагом S₂ показана на фиг. 3 утолщенной линией 29-27-30-31-32-33-22-34-35.

На фиг. 5 показан винтовой барабан, секции которого собраны из восьми одинаковых равносторонних треугольников 36 (на фиг. 5 треугольник 36 показан двойной линией) с образованием по периметру барабана 1 направленных навстречу друг другу четырех правых и четырех левых ломаных винтовых линий с одинаковым шагом. На фиг. 5 показаны утолщенными линиями 37-38-39-40-41-42 одна из четырех правых ломаных винтовых линий с шагом S3 и 43-44-40-45-46-47, одна из четырех левых ломаных винтовых линий с шагом S₄.

На фиг. 7 показан винтовой барабан, секции которого собраны из 24 одинаковых равносторонних треугольников 48 (один из которых показан на фиг. 7 двойными линиями) с образованием по периметру барабана 1 двенадцати правых и левых ломаных винтовых линий, направленных навстречу друг другу. Одна из 12 правых ломаных винтовых линий с шагом S₅ показана на фиг. 7 утолщенной линией 49-50-51-52-53-54-55-56-57-58-59-60. Одна из 12 левых ломаных винтовых линий с шагом S₆ показана на фиг. 7 утолщенной линией 61-62-63-64-65-66-54-67-68-69-70-71.

Установка для непрерывного приготовления кормов работает следующим образом.

В барабан 1 посредством загрузочного средства 2 загружаются непрерывным потоком компоненты кормов, подлежащие приготовлению. При вращении барабана 1 попадают таким образом частицы компонентов кормов внутрь барабана 1. В барабане 1 происходит перемещение компонентов кормов по всей длине барабана 1 по его винтовым линиям основного направления, при этом, так как треугольники расположены по периметру барабана 1 по ломаным винтовым линиям одного направления и ломаным винтовым линиям противоположного направления и под разными углами друг к другу и к оси вращения, то частицы компонентов кормов захватываются и перемещаются треугольниками при вращении барабана 1 под разными углами друг к другу, что интенсифицирует процесс приготовления кормов. Так как по длине барабана 1 форма поперечного сечения барабана 1 - многоугольник, который по длине барабана 1 меняет размеры сторон многоугольника и их расположение относительно оси вращения барабана 1, то нарушается стационарность движения частиц компонентов кормов, что способствует интенсификации процесса приготовления кормов. Наличие ломаных винтовых канавок внутри барабана 1 с различным числом заходов создает встречные потоки частиц компонентов кормов и сообщает водопадный характер движения этих масс. Этому способствуют и различные углы боковых сторон канавок внутренней полости барабана 1. Таким образом, частицам компонентов кормов сообщается водопадный режим движения, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Таким образом, барабан 1 заполняется компонентами кормов. При вращении барабана 1 плоские элементы - равносторонние треугольники, смонтированные по периметру барабана 1 разнонаклоненными к оси вращения барабана 1 и друг к другу, работая как ковши (полки) захватывают различные по объему порции компонентов кормов, поднимают их по направлению вращения барабана 1 несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции частиц компонентов кормов в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам) под некоторым углом не только к оси вращения барабана 1, но и к другим потокам частиц компонентов кормов движущихся внутри барабана 1 под другими углами и с другими скоростями. Длина траектории движения (амплитуда) частиц компонентов кормов в значительной степени зависит от диаметра барабана 1, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений частиц компонентов кормов определяется не только частотой вращения барабана 1, но и количеством плоских элементов по периметру барабана 1. Поэтому в предлагаемой конструкции установки для непрерывного приготовления кормов обеспечивается повышение частотных характеристик в десятки раз, расширяются технологические возможности. Так как по длине барабана 1 от загрузки к выгрузке меняется многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается многократное периодическое поджатие потоков частиц компонентов кормов, что увеличивает интенсивность и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности. Таким образом, при вращении барабана 1 частицы компонентов кормов совершает сложно-пространственное движение по винтовым траекториям и осуществляется процесс приготовления кормов. Цилиндрическая пружина с плоским сечением витков 13 может быть выполнена с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 1. В этом случае процесс перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке ускоряется. Цилиндрическая пружина с плоским сечением витков 13 может быть выполнена с направлением витков, противоположным направлению вращения барабана 1. В этом случае процесс перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке замедляется, так как части потоков частиц компонентов кормов сообщается возвратное движение витками пружины 13 с плоским сечением витков.

Технико-экономические преимущества возникают за счет увеличения частоты взаимодействия частиц компонентов кормов не только друг с другом, но и со стенками вращающегося барабана, что повышает производительность приготовления кормов, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц компонентов кормов за счет придания компонентам кормов сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также поджатие потоков компонентов кормов в процессе их приготовления.