Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ДОБАВОК В СУХИЕ КОРМА

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для приготовления кормов на животноводческих фермах и комплексах.

Известно устройство для увлажнения сыпучих кормов непрерывного действия (а.с. №2179801 МКИ А01К 5/02, G01F 11/24, БИ №6, 27.02.2002 г.), состоящее из дозатора сухого корма и смесительной камеры. Дозатор сухого корма, в свою очередь, состоит из горизонтального цилиндрического корпуса, внутри которого на валу, с возможностью вращения вокруг своей оси, установлен барабан. На валу радиально закреплены восемь прямоугольных лопастей. Выгрузное отверстие дозатора сухого корма выполнено в виде металлической сетки с круглыми отверстиями, расположенными в шахматном порядке. Смесительная камера образована установленными с двух сторон на корпусе дозатора сухих кормов ограничительными щитками. На корпусе закреплены распылители жидкости, соединенные с трубопроводом. К недостаткам можно отнести отсутствие регулировки подачи выгружаемого сухого корма.

Известна установка для приготовления комбикормов (а.с. СССР №1085585, МКИ A23N 17/00, БИ №14, 15.04.84 г.), содержащая бункер-дозатор с приемной горловиной и установленным в его нижней части дозирующим шнеком, под выгрузной горловиной которого установлен шнековый транспортер-смеситель, загрузочный шнековый транспортер с приемной горловиной и выгрузным окном, а над бункером-дозатором размещен распределительный шнековый транспортер. Кроме того, установка снабжена смесителем микродобавок с трубой-дефлектором, в которой установлен вертикальный шнек, причем в нижней части смесителя микродобавок установлены загрузочная горловина и тарельчатый микродозатор, включающий подвижный диск, над которым установлены нож и цилиндр. В верхней части тарельчатого микродозатора установлена задвижка, в нижней части расположена приемная горловина, посредством которой тарельчатый микродозатор связан со шнековым транспортером-смесителем. Загрузочный шнековый транспортер вмонтирован в бункер-дозатор. К недостаткам можно отнести низкую равномерность смешивания полученной смеси комбикормов, большую металлоемкость конструкции, узкую специализацию машины, предназначенной только для смешивания комбикорма и микродобавок.

Известен смеситель для приготовления кормов (а.с. СССР №1271485, МКИ A23N 17/00, B01F 7/24, БИ №43, 23.11.86 г.), содержащий воронкообразную смесительную камеру, имеющую вертикальный смешивающий шнек и разбрасывающую лопасть, загрузочную горловину, расположенную в нижней части камеры и соединенный с горловиной вертикальный шнековый погрузчик, состоящий из подающего патрубка и заключенного в него шнека с валом, смеситель снабжен плоскими кольцом и тарелкой для уменьшения обратной сыпи смешиваемых материалов в падающий патрубок. Смешиваемый материал подается в загрузочную горловину из дозаторов и с помощью вертикального шнекового погрузчика подается в смесительную камеру, где происходит окончательное смешивание компонентов смеси. К недостаткам можно отнести затруднение забора смешиваемых компонентов загрузочным шнеком, возможность заклинивания материала между кольцом и тарелкой, недостаточное качество смешивания компонентов.

Из наиболее близких по технической сущности является устройство для перемешивания сухих кормов и внесения добавок (а.с. №2422054, МКИ A23N 17/00, БИ №18, 27.06.2011 г.), состоящее из смесительной камеры, имеющей загрузочный люк и выгрузной шнековый конвейер, шарнирно установленную заслонку, однозаходного смешивающего шнека, заключенного в верхний и нижний кожухи, закрепленные в смесительной камере, в средней части смешивающего шнека установлены 8…10 отогнутых на 10…30° в шахматном порядке в вертикальной плоскости смесительных лопаток, а в нижней части 4…5 сводоразрушающих цилиндрических лопастей, одна из которых в два раза длиннее других. Кожух порционного смесителя в верхней части представляет собой вертикальный цилиндр, а в нижней - усеченный конус, с уменьшающимся диаметром в нижнем направлении. Кроме того, смесительная камера сверху соединена с транспортером-смесителем и с системами (от четырех до шести) подачи сухих компонентов, каждая из которых (кроме второй) состоит из бункера-накопителя с барабанным лопастным питателем, бункера-дозатора с барабанным лопастным дозатором, снабженным тензометрическим устройством с датчиками и поворотной заслонкой с электромагнитами. Вторая система подачи предназначена для добавок и выполнена из бункера, закрываемого крышкой и расположенной в нижней части бункера поворотной заслонки для выгрузки добавок в бункер-дозатор. Бункер-дозатор аналогичен другим устройствам подачи сухих компонентов.

Недостатком данного изобретения является невозможность непрерывного приготовления смеси, а также сложность настройки подачи компонентов на заданную рецептуру смеси.

Заявленное изобретение направлено на устранение отмеченных выше недостатков известного устройства. От его использования может быть получен следующий результат: возможность одновременного смешивания большого (N-го) числа компонентов смеси при соблюдении рецептуры смеси и высокого качества смешивания, а при доле меньшего компонента более 7…10% возможность значительного снижения энергоемкости перемешивания за счет приготовления смеси при работе в непрерывном режиме.

Указанный технический результат достигается за счет применения устройства для внесения добавок в сухие корма, включающего смесительную камеру, загрузочный люк, смешивающий шнек, заключенный в кожух, причем кожух разделен на верхний и нижний, между которыми на валу смешивающего шнека установлены смесительные лопасти круглого сечения, а в нижней части смесительной камеры - сводоразрушающие лопасти. В смесительной камере установлен смешивающий шнек, нижняя часть которого выполнена двухзаходной, а верхняя - однозаходной, 6…10 радиальных смесительных лопастей круглого сечения в средней части смешивающего шнека выполнены Г-образными и их четные номера длиной 2/3 радиуса смесительной камеры и края, отогнутые вниз, а у нечетных лопастей длиной 1/3 радиуса смесительной камеры и края отогнуты вверх, у 4…6 сводоразрушающих цилиндрических лопастей в нижней части смесительного шнека четные лопасти соответствуют конусной части смесительной камеры и в 2 раза длиннее нечетных, у 2…6 Г-образных смесительных лопастей круглого сечения в верхней части смешивающего шнека длиной 1/3 радиуса смесительной камеры края отогнуты вниз. Над смесительной камерой располагается смесительная камера предварительного смешивания прямоугольного сечения, внутри которой крепятся плоские жалюзи шевронообразной формы с внутренним углом в горизонтальной плоскости 120…160° и установленные под углом 5…30° от вертикали в вертикальной плоскости, над которыми установлен на оси двуплечий пластинчатый отсекатель с разделительными пластинами, под жалюзями установлена на оси распределительная заслонка. Под смесительной камерой предварительного смешивания дополнительно установлен выгрузной шнековый смеситель непрерывного действия, выполненный в виде спирально-лопастного конвейера, имеющего три конструктивно-технологические зоны, из которых первая выполнена в виде однозаходного шнека с увеличивающимся шагом спирали, вторая - из прутковой спирали круглого сечения, имеющей шаг, составляющий долю i=0,55…1,8 от внутреннего диаметра кожуха с диаметром прутка, составляющего долю i₁=0,05…0,08 от внутреннего диаметра кожуха, и крепящаяся к трем рядам плоских лопастей, размещенных через 120° в поперечной плоскости и установленных на продольном валу вдоль витка спирали, третья зона оборудована дополнительно отбойным диском с радиальными плоскими лопастями. Над смесительной камерой предварительного смешивания размещена система (от четырех до шести) бункеров-дозаторов с установленными на общем для всех бункеров-дозаторов валу лопастными барабанами, имеющими от 8 до 30 плоских радиальных лопастей, и кожуха с прямоугольными щелеобразными выгрузными отверстиями, перекрытыми сменными накладками с различной площадью прямоугольных отверстий, и расположенными выше лопастных барабанов на дополнительном валу ворошилками из 2…4 радиальных прутков, крепящихся к втулкам дополнительного вала.

Остальные признаки заявляемого устройства частные, поскольку характеризуют лишь конкретное выполнение той или иной детали.

На Фиг.1 изображена схема продольного разреза устройства для внесения добавок в сухие корма в режиме порционного (дискретного) смешивания; на Фиг.2 - устройство для внесения добавок в сухие корма в режиме непрерывного смешивания; на Фиг.3 изображена схема продольного разреза системы бункеров-накопителей и смесительной камеры предварительного смешивания.

Устройство для внесения добавок в сухие корма состоит из смесительной камеры 1, имеющей загрузочный люк 2 и выгрузной шнековый конвейер 3, смешивающий шнек 4, шарнирно установленную заслонку 5 смешивающего шнека 6 с однозаходным и двухзаходным участками, заключенного в верхний 7 и нижний 8 кожухи, закрепленные в смесительной камере 1, в средней части смешивающего шнека 6 установлены 6…10 радиальных Г-образных смесительных лопаток круглого сечения 9, у которых четные лопатки имеют длину 2/3 радиуса смесительной камеры и края отогнуты вниз, а у нечетных длиной 1/3 радиуса смесительной камеры края Г-образных лопаток отогнуты вверх, а в нижней части смесительной камеры 1 имеются 4…6 сводоразрушающих цилиндрических лопастей 10, четные номера которых в 2 раза длиннее нечетных, а в верхней части смесительной камеры 1 установлены 2…6 Г-образных смесительных лопастей круглого сечения 11, края которых отогнуты вниз. Кожух смесительной камеры 1 в верхней части представляет собой вертикальный цилиндр, а в нижней - усеченный конус с уменьшающимся диаметром в нижнем направлении, где установлен привод параллелограмного механизма 12 открытия заслонки 5, образующей отверстие 13, через которое смесь выгружается на выгрузной шнековый конвейер 3. Для облегчения разгрузки выгрузного шнекового конвейера 3 в его верхней части установлен отбойный диск 14 с радиальными плоскими лопастями 75. Кроме того, смесительная камера 1 сверху соединена с камерой предварительного смешивания 16 и с системами (от четырех до шести) подачи сухих компонентов, каждая из которых состоит из бункера-накопителя 17 и бункера-дозатора 18 с лопастным барабаном 19, установленным на общем для всех систем подачи валу и имеющим от 8 до 30 радиальных лопаток 20, и кожуха 21 с прямоугольным щелеобразным выгрузным отверстием, перекрытым сменной накладкой 22 с различной площадью прямоугольных отверстий. Над лопастными барабанами установлен дополнительный вал 23 привода ворошилок 24, выполненных из радиальных лопастей, крепящихся к втулкам 25, установленным на дополнительном валу 23.

Смесительная камера предварительного смешивания 26 выполняет роль первичного транспортирующе-смешивающего органа и представляет собой прямоугольную вертикальную камеру, внутри которой на боковых стенках крепятся плоские жалюзи 27, имеющие шевронообразную форму с внутренним углом в горизонтальной плоскости 120…160° и установленные под углом от 5…30° от вертикали в вертикальной плоскости. Над жалюзями установлен на оси двуплечий пластинчатый отсекатель 28 с разделительными пластинами, позволяющий для отбора проб перекрывать потоки компонентов смеси, сходящих с барабанного дозатора и направлять компоненты в приемные емкости 29 компонентов. Под жалюзями установлена на оси распределительная заслонка 30, направляющая поток отдозированных компонентов смеси в сторону смесительной камеры 1 (работающей как смеситель порционного - дискретного действия) или же в сторону зоны приема компонентов 31 выгрузного смешивающего шнека непрерывного действия 32, выполняющего роль основного смесителя непрерывного действия при приготовлении комбикормов на основе белково-витаминных добавок.

Смешивающий шнек непрерывного действия 32 (транспортер-смеситель) выполнен в виде спирально-лопастного конвейера, состоящего из привода 33, опор 34, цилиндрического кожуха 35 и рабочего органа, включающего три конструктивно-технологические зоны (приема компонентов А, транспортировки В и выгрузки С), первая зона выполнена в виде однозаходного шнека 36 с увеличивающимся шагом спирали; вторая состоит из прутковой спирали 37, плоских лопастей 38, установленных вдоль витка прутковой спирали и продольного вала 39; третья зона оборудована кроме прутковой спирали отбойным диском 40 с радиальными плоскими лопастями 41, направляющие поток смеси в зону выгрузки 42.

Спираль 43 имеет шаг, составляющий долю i=0,55…1,8 от внутреннего диаметра кожуха и выполнена из прутка круглого сечения, диаметр которого составляет долю i₁=0,05…0,08 от внутреннего диаметра кожуха, крепящаяся к трем рядам плоских лопастей, размещенных через 120° в поперечной плоскости и установленных на продольном валу вдоль витка спирали.

Работа устройства для перемешивания сухих кормов и внесения добавок происходит следующим образом. В секции подачи сухих кормов (первую, третью и четвертую) засыпают измельченные компоненты смеси в бункеры-накопители 17. Во вторую секцию подачи засыпают добавки. С помощью имеющихся в нижней части бункеров-дозаторов ворошителей 24 осуществляются разрушение сводов и подача компонентов к бункерам-дозаторам 18. При вращении лопастного барабана 19 бункера-дозатора осуществляются захват радиальными лопастями 20 указанного барабана компонентов и их подача к выгрузному отверстию 22. Часть материала компонента, находящегося между лопастями, высыпается через отверстие 22, а оставшаяся часть материала остается между радиальными лопастями 20 и поступает на новый круг вращения лопастей. Неполная выгрузка материала компонента из межлопастного пространства обеспечивает непрерывный поток истечения материала. Малый зазор (1…2 мм) между радиальными лопастями 20 и стенками бункера-дозатора 18, а также запас центрального угла α, приходящегося на зону транспортировки материала, по сравнению с угловым шагом лопастей β, предотвращает самопроизвольное истечение корма из бункера-дозатора 18.

Поток выходящего компонента движется в смесительной камере предварительного смешивания 12 непрерывным расширяющимся потоком под углом к горизонту до жалюзей 22, ударяется о них, отражается и движется в сторону нижней центральной части смесительной камеры предварительного смешивания 16, группируясь и частично перемешиваясь с потоками других компонентов. Получившаяся предварительная смесь ударяется о шарнирно установленную распределительную заслонку 30, скатывается по ней и поступает на дальнейшее смешивание. Переключение подачи предварительной смеси с режима порционного (дискретного) смешивания на режим непрерывного смешивания осуществляется поворотом распределительной заслонки 30.

Для определения рецептуры смеси имеется двуплечий пластинчатый отсекатель с разделительными пластинами 28. При заборе проб шарнирно установленный двуплечий пластинчатый отсекатель с разделительными пластинами поворачивается в сторону движущегося потока компонентов, перекрывая траекторию их движения. В результате поток материала ударяется о пластинчатый отсекатель с разделительными пластинами и скользит по нему в сторону приемных емкостей 29 компонентов. Наличие разделительных пластин позволяет разделить потоки разных компонентов и собрать их в различные емкости. При нарушении пропорций массы компонентов осуществляется замена сменных накладок 22.

Смеситель работает в двух режимах: 1) при доле меньшего (контролируемого) компонента в составе смеси менее 7…10% используется порционное (дискретное) смешивание; 2) при доле меньшего (контролируемого) компонента в составе смеси более 7…10% используется непрерывное смешивание.

В первом режиме предварительная смесь из камеры предварительного смешивания поступает в смесительную камеру 1. Предварительная смесь в смесительной камере 1 одновременно перемешивается Г-образными лопастями 9 и в нижней части смесительной камеры сводоразрушающими цилиндрическими лопастями 10. Длинные лопасти разрушают своды и перемешивают материал смеси. Короткие лопасти дополнительно перемешивают смесь и подают ее к выгрузному шнековому конвейеру 3 или конвейеру непрерывного действия 32.

Шнек 6 своим нижним двухзаходным участком захватывает смесь, поднимает вверх, одновременно перемешивая. Часть смеси выходит из шнека между верхним 7 и нижним 8 его кожухами, а часть смеси (над Г-образными лопастями 9) поступает дополнительно в верхнюю однозаходную часть шнека 6.

Смесь, транспортируемая шнеком 6, высыпается через его верхнюю однозаходную часть 4 кожуха 7, рассыпается слоем сверху загруженной смеси, дополнительно перемешиваясь и отбрасываясь к корпусу смесительной камеры 1 Г-образными смесительными лопастями круглого сечения 11. Постепенно смесь оседает вниз, доходит до Г-образных лопастей 9 и перемешивается ими. Часть смеси поступает вновь в шнек, а основная часть опускается вниз к лопастям 10, и вновь в шнек.

После окончания времени смешивания осуществляется поворот рычага привода параллелограмного механизма 12 открытия заслонки 5 и через образовавшееся отверстие 13 смесь выгружается на выгрузной шнековый конвейер 3. Для облегчения разгрузки выгрузного шнекового конвейера 3 в его верхней части установлен отбойный диск 14 с радиальными плоскими лопастями 75.

Во втором режиме предварительная смесь из камеры предварительного смешивания 16 поступает в смешивающий шнек непрерывного действия 32 (транспортер-смеситель). В зоне приема компонентов 31 поступающая предварительная смесь захватывается спиралью 36 однозаходного шнека и разгоняется в направлении зоны транспортировки, где интенсифицируется перемешивание компонентов смеси за счет воздействия на нее прутковой спирали 37 и плоских лопастей 38. При подаче смеси в зону выгрузки 42 осуществляются как ее самопроизвольная выгрузка, так и принудительная выгрузка за счет воздействия радиальных плоских лопастей 41 отбойного диска 40.