Результат интеллектуальной деятельности: КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к устройствам для смешивания, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия, предназначенных для смешивания компонентов кормов.

Известен барабанный смеситель кормов а.с. №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 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 смешивания кормов, патент №2372817, кл. A23N 17/00, 2006 г., содержащее станину, установленной на ней посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами, с возможностью вращения барабана, состоящего из секций, при этом боковая поверхность каждой секции барабана выполнена из двух прямоугольников и двух параллелограммов, соединенных попарно своими боковыми сторонами друг с другом, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно предыдущего на угол 180°.

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

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что в кормоприготовительной машине, содержащей станину, установлен на ней посредством упругих элементов введенной в устройство рамы барабан, барабан выполнен в виде контейнера, изготовлен из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления для перемещения компонентов кормов, а также двух ломаных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления для перемещения компонентов кормов от выгрузки к загрузке, причем по наружному диаметру контейнера образуются три ломаные винтовые линии основного направления с шагом и две ломаные винтовые линии противоположного направления с шагом 0,25S в точках излома винтовых линий, в которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, при этом по всей длине контейнера смонтирована для перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемых конструкции кормоприготовительной машины.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что элементы ломаной криволинейной, винтовой поверхности контейнера разно наклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии контейнера, поэтому при работе вибратора частицы компонентов кормов, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу элементов ломаной криволинейной винтовой поверхности контейнера и так как количество канавок (три) основного направления больше, чем количество винтовых канавок противоположного направления (два), то обеспечивается продольное перемещение частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузке, увеличивается интенсивность их взаимодействия, повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление с закрепленной внутри цилиндрической пружиной позволяет не только создать противопотоки движения компонентов кормов, но и обеспечить продольное перемещение компонентов кормов от загрузки к выгрузке, обеспечить интенсивное их перемешивание, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что внутри по всей длине контейнера смонтирована цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении компонентов кормов от выгрузки к загрузке в радикальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления кормов. Такое радикальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов кормов, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии контейнера, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от загрузки к выгрузке, что создает противопотоки масс загрузки, увеличивает интенсивность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри по всей длине контейнера цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения компонентов кормов при изменении производительности кормоприготовительной машины, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия частиц компонентов кормов, увеличивает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что скручивание каждой полосы в продольном и поперечном направлениях обеспечивает дополнительное искривление поверхности контейнера, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещений частиц компонентов кормов в соседних участках поверхности контейнера, при этом частицы компонентов кормов движутся по сложным траекториям, увеличивая частоту столкновений или иным образом интенсифицируя процесс приготовления кормов, что увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

На фиг. 1 изображен продольный разрез кормпоприготовительных машин, вид спереди; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг 1; на фиг. 3 - контейнер, общий вид; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 3; фиг. 6 - вид полосы, из которой изготовлен контейнер, с ослабленными сечениями в плане; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - вид полосы после скручивания в вертикальной плоскости; на фиг. 9 - вид полосы после изгиба на оправке, изогнутой по винтовой линии в поперечном направлении и согнутой по надрезам со скошенными стенками; на фиг. 10 - сечение Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - выносной элемент 1 на фиг. 12 - сечение E-Ε на фиг. 3; на фиг. 13 - сечение Ж-Ж на фиг. 3; на фиг. 14 - сечение 3-3 на фиг. 3; на фиг. 15 - сечение К-К на фиг. 3.

Кормоприготовительная машина (фиг. 1, фиг. 2) содержит контейнер 1, смонтированный горизонтально на раме 2, которая жестко с помощью упругих элементов 3, 4, 5 закреплена на станине 6. Контейнер 1 снабжен вибратором 7, который прикреплен к раме 2. Продольное перемещение от загрузки к выгрузке в контейнере 1 обеспечивается тем, что количество винтовых поверхностей и винтовых канавок основного направления (три) превышает количество винтовых канавок противоположного направления (два). Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц компонентов кормов внутри контейнера 1 смонтирована цилиндрическая пружина 8, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 6 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 8 может производиться также в процессе приготовления кормов, т.е. в процессе работы кормоприготовительных машин.

В зависимости от требуемого времени приготовления кормов устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям приготовления кормов. Например, если требуется малое время обработки, то увеличивается шаг пружины 8 и, таким образом, увеличивается скорость потоков частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузке. При приготовлении кормов, требующем длительное время пребывания в контейнере 1, шаг витков пружины 8 уменьшается и таким образом уменьшается скорость потоков кормов от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 8 фиксируют известными приспособлениями (не показаны). Регулировка величины шага пружины 6 может быть осуществлена также и в процессе приготовления кормов. Кормоприготовительная машина (фиг. 1, фиг. 2) снабжена средством для загрузки 9, закрепленным на основании 6, и средством для разгрузки 10. Контейнер 1 (фиг. 3,фиг. 4) изготовлен из трех прямоугольных полос 11, 12, 13 с образованием по периметру по наружному диаметру контейнера 1 трех винтовых линий 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30, а по внутреннему диаметру трех ломаных винтовых канавок К₁ - 14-15-16-17-18-19; К₂ - 21-22-23-24-25; К₃ - 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° (фиг. 5). На всех полосах 11, 12, 13 (фиг. 6, фиг. 7) под углом 60° к продольным кромкам 31 и 32 выполнены попеременно с противоположных сторон надрезы 33, 34 со скошенными стенками (фиг. 7), расположенными попарно под углом один к другому посредством фрезерования, обработкой давлением и т.п. с образованием равносторонних треугольников 35.

Геометрия и величины углов λ, φ, ω, ψ, α, β скосов надрезов 33,34 (фиг. 6, фиг. 7) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 35 друг к другу по периметру контейнера 1. Полосы 11, 12, 13 свернуты в вертикальной плоскости (фиг. 8) в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы, а затем изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении (фиг. 9) и согнуты по надрезам 33, 34 со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос, как, например, полосы 11 на фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9. На фиг. 8 показана одна из полос, например 11, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси с боковыми кромками 31 и 32. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 11, помещают на отправку 36 (фиг. 9, фиг. 10) и изгибают так, чтобы кромки 31 и 32 разместились по винтовым линиям в поперечном направлении. После изгиба в поперечном направлении каждая из полос 11, 12, 13 повернута относительно продольной оси контейнера 1 так, что их кромки образуют и в поперечном направлении полос винтовые линии с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу снимают с отправки 36, либо фиксируют на отправке 36. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 12 и 13. После сгиба полосы, например полосы 11 (фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9) надрезы 14-21, 21-15, 15-22, 22-16, 16-23, 23-17, 17-24, 24-18, 18-25 сваривают, в результате образуются ребра жесткости. Полосы 11, 12, 13 после сгиба соединяются одна с другой по продольным кромкам 31 и 32 под углом 70° (фиг. 5). Такое соединение трех полос 11, 12, 13 становится возможным, так как после сгиба полос 11, 12, 13 по прямым линиям сгиба 33 и 34 (фиг. 6, фиг. 7) под углом 140° попеременно друг к другу в противоположные стороны (фиг. 3) на полосе образуются грани в виде равносторонних треугольников 35, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, с образованием по продольным кромкам полос 11, 12, 13, точнее по периметру наружного диаметра контейнера 1 трех ломаных винтовых линий основного направления 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30 с шагом S (фиг. 3), одна из которых утолщенной линией 14-15-16-17-18-19 показана на фиг. 3 и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, одна из которых на фиг. 3 показана утолщенной линией 29-17-23-27-15 с шагом 0,25 S. На фиг 3 показана утолщенной линией 14-15-16-17-18-19 одна из трех ломаных винтовых линий основного направления с шагом S, в каждой из точек излома которой в вершинах ломаных винтовых линий основного направления (фиг. 11) расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников Т₁, Т₂, Т₃, Т₄, Т₅, Т₆. Например в точке 17 (фиг. 11) сходятся стороны 37, 38, 39, 40, 41, 42 шести равносторонних треугольников Т₁, Т₂, Т₃, Т₄, Т₅, Т₆. Соединение полос 11,12,13 может быть осуществлено известными методами, например сваркой.

В такой конструкции по длине контейнера 1 каждое поперечное сечение - проходное сечение отличается от предыдущего не только формой сечения (фиг. 12, фиг. 13, фиг. 14, фиг. 15), но и их расположением относительно друг друга, при этом меняется и площадь проходного сечения, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов, увеличивает интенсивность их взаимодействия, расширяет технологические возможности. В такой конструкции контейнера 1 образованы по внутреннему периметру три ломаные винтовые канавки основного направления Κ₁ - 14-15-16-17-18-19; К₂ - 21-22-23-24-25; К₃ - 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° и шагом S (фиг. 3) и две ломаные винтовые канавки противоположного направления с шагом 0,25 S, одна из которых показана на фиг. 3 утолщенной линией 29-17-23-27-15. Эти канавки не только способствуют перемещению частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузке, но и обеспечивают интенсивное их перемещение, увеличивают интенсивность их взаимодействия, расширяют технологические возможности.

Кормоприготовительная машина работает следующим образом. Возмущающая сила вращающегося вибратора 7 через плиту 2 и стенки контейнера 1 передается частицам компонентов кормов (фиг. 1, фиг. 2), которые непрерывным потоком загружаются с помощью средства для загрузки 9. Под влиянием вибрации частицы компонентов кормов совершают вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1. Радиальное движение частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузки обеспечивается за счет ломаных винтовых канавок основного направления 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° и шагом S и ломаными винтовыми поверхностями основного направления, точнее свернутыми и изогнутыми полосами 11, 12, 13, треугольные грани в виде равносторонних треугольников 35 которых, встречаясь с частицами компонентов кормов, совершающих под воздействием вибрации вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1, направляют их в сторону выгрузки. Радиальное движение частиц компонентов кормов от загрузки к выгрузке, обеспечивается за счет того, что частицы масс загрузки, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера 1 в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии контейнера, встречаясь с витками неподвижно закрепленной пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от загрузки к выгрузке. При этом массы загрузки движутся вдоль винтовых навивок пружины 8, обеспечивая их перемещение в обратном направлении. Частота соударений частиц компонентов кормов определяется не только частотой виброактиватора и количеством граней 35 по периметру контейнера 1, но и наличием витков и шагом цилиндрической пружины 8, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри контейнера 1. Поэтому в предлагаемой конструкции кормоприготовительной машины обеспечивается повышение не только частотных характеристик, но частот и амплитуд движения масс загрузки, обеспечивается также активная циркуляция и перемешивание частиц компонентов кормов. Процесс смешивания интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри контейнера 1 цилиндрической пружины, которые изменяют направление движения частиц масс загрузки, что увеличивает частоту взаимодействия частиц компонентов кормов, создает противопотоки масс загрузки, повышает производительность приготовления кормов, расширяет технологические возможности. Таким образом, корма совершают сложное пространственное движение и выгружаются из контейнера в средство для разгрузки 10.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет сообщения под влиянием вибрации компонентов кормов вращательного, циркулярного движения в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера, и обеспечения продольного перемещения масс загрузки, и создания их встречных потоков стенками - гранями пространственной формы контейнера в виде равносторонних треугольников, расположенных под углом не только друг к другу, но и к продольной оси контейнера, за счет того, что внутри по всей длине контейнера смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина, которая обеспечивает перемещение в радиальном направлении и способствует интенсификации осуществления взаимодействия частиц компонентов кормов за счет того, что цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения масс загрузки при изменении производительности устройства, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия частиц компонентов кормов, повышает производительность, расширяет технологические возможности.