Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ 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 вращения 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 являются 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 концентрированных кормов сложного пространственного движения и поджатия потоков компонентов концентрированных кормов и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для приготовления концентрированных кормов, содержащем станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, барабан выполнен вогнутой формы из полос вогнутой криволинейной формы с боковыми кромками, описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на вогнутой оправке в продольно-поперечном направлении по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом один к другому с обеих сторон вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, с образованием граней криволинейной формы, при этом каждые смежные грани криволинейной формы расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон полос вогнутой криволинейной формы с боковыми кромками, описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, пересекаются между собой с образованием плавных винтовых линий основного направления по наружной поверхности и плавных винтовых канавок по внутренней поверхности барабана вогнутой формы, а также плавных винтовых линий по наружной поверхности противоположного направления и плавных винтовых канавок противоположного направления внутри барабана вогнутой формы, причем по всей длине барабана вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы с устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, при этом барабан, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления смонтированы на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине.

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

Новизна предложения заключается в том, что по длине барабана изменяются не только размеры проходного сечения барабана, но и форма проходного сечения барабана, которые сначала уменьшаются, а затем увеличиваются по мере перемещения компонентов концентрированных кормов по длине барабана, что обеспечивает поджатие потоков компонентов концентрированных кормов, повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения частиц компонентов концентрированных кормов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри барабана вогнутой формы со сложной внутренней поверхностью в виде сочетания двух криволинейных поверхностей в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине барабана вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы, которая не только обеспечивает движения частиц компонентов концентрированных кормов от загрузки к выгрузке, но и поджатие внутри барабана вогнутой формы потоков компонентов концентрированных кормов, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

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

Новизна заключается в том, что полосы свернуты на оправке вогнутой формы, что обеспечивает возможность создать плавность переходов от одного элемента стенки по периметру барабана к другому, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что полосы свернуты на оправке вогнутой формы, что обеспечивает создание по периметру барабана вогнутой формы стенок по периметру с криволинейной поверхностью и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что барабан вогнутой формы выполнен из полос вогнутой криволинейной формы, с боковыми кромками, описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, что обеспечивает создание плавных переходов от одной криволинейной грани барабана к другой и создание плавных винтовых линий по периметру барабана.

Новизна заключается в том, что барабан, загрузочный, разгрузочные цапфы и привод смонтированы на раме, подвешенной посредством резинокордных пневмобаллонов к станине, что усиливает влияние колебаний всего устройства на резинокордных пневмобаллонах на процесс приготовления концентрированных кормов и повышает эффективность взаимодействия стенок барабана с витками пружины и частицами компонентов концентрированных кормов, расширяет технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, которые расположены по периметру барабана, разные по площади, форме и размерам, поэтому производительность приготовления концентрированных кормов возрастает.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий переменный, что увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для приготовления концентрированных кормов, общий вид; на фиг. 2 - барабан вогнутой формы, смонтированный из шести винтовых вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из вогнутой полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезами со скошенными стенками; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезами со скошенными стенками после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси; на фиг. 7 - вид вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезами со скошенными стенками после изгиба ее на вогнутой оправке.

Устройство для приготовления концентрированных кормов состоит (фиг. 1) из барабана 1 вогнутой формы, 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 в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама 9 подвешена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11. Для увеличения скорости продольного перемещения компонентов концентрированных кормов от загрузки к выгрузке устройство для приготовления концентрированных кормов снабжено приспособлением (не показано) для придания наклона оси вращения барабана относительно горизонта.

Барабан 1 вогнутой формы (фиг. 2, фиг. 3) выполнен из вогнутых полос 12, 13, 14, 15, 16, 17 криволинейной формы различного порядка и степени кривизны (фиг. 4) с надрезами 18, 19 (фиг. 4, фиг. 5). Вогнутые полосы 12, 13, 14, 15, 16, 17 свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны (фиг. 6), изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении и согнуты (фиг. 7) по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом один к другому, с обеих сторон вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17.

Вогнутые полосы 12, 13, 14, 15, 16, 17 изготовлены вогнутыми с боковыми кромками 18 и 19 описанными кривыми различного порядка и степени кривизны, например линиями второго порядка кривизны:

- эллипсом x²/а²+y²/b²=1;

- параболой y²=2∗р∗х;

- гиперболой y=к/х;

Линиями третьего порядка кривизны и выше:

- Декартов лист x³+y³-3∗а∗х∗у=0;

- локон Аньези у=а³∗(а²+х²);

- строфоида y³=x²(а+х)/(а-х);

- улитка Паскаля (х²+y²-2R∗x)²-а²∗(х²+y²)=0 и т.д.;

и линиями n-го порядка кривизны - полиномами.

Так как вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 имеют переменную ширину (фиг. 4), то вогнутый барабан 1 (фиг. 2, фиг. 3) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине вогнутого барабана 1. Кроме того, вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя чередующиеся грани криволинейной формы, например, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 для вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 13. При этом каждые две смежные грани криволинейной формы, например 20 и 21, 21 и 22 и т.д., расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны пересекаются между собой с образованием плавных винтовых линий основного направления, например 28-29-30-31-32-33-34-35-36, по наружной поверхности и плавных винтовых канавок по внутренней поверхности вогнутого барабана 1. На фиг. 2 и 3 плавная винтовая линия основного направления 28-29-30-31-32-33-34-35-36 показана утолщенной линией. На наружной поверхности вогнутого барабана 1 образуются также плавные винтовые канавки и плавные винтовые линии противоположного направления, например 37-38-39-40-41-31-42-43-44, которые на фиг. 2 и 3 показаны утолщенной линией. Плавные винтовые линии по наружной поверхности вогнутого барабана 1 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им плавными винтовыми канавками на внутренней поверхности, причем плавные винтовые канавки и плавные винтовые линии вогнутого барабана 1 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 перед свертыванием выполняют надрезы 18, 19 со скошенными стенками, расположенные попарно под углом один к другому, как, например, на фиг. 4 и 5 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов α, β, λ, φ, ψ, ω скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов плавных винтовых линий основного и противоположного направлений.

Надрезы 18, 19 создают (фиг. 4 и 5) попеременно с противоположных сторон каждой полосы вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17. Затем относительно продольной оси каждую из вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны. На фиг. 6 показана одна из вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 13, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 45 и 46.

Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу выпуклой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 13, помещают на оправку вогнутой формы 47 (фиг. 7) и изгибают так, чтобы кромки 45 и 46 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая вогнутая полоса криволинейной формы различного порядка и степени кривизны повернута относительно продольной оси оправки вогнутой формы так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы плавную винтовую линию с одинаковым шагом для всех вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны. После этого полосу выпуклой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 13, деформируют и снимают с оправки 47 либо фиксируют на оправке 47. Аналогичным образом обрабатывают остальные вогнутые полосы, например 12, 14, 15, 16, 17. Далее все деформированные таким образом вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны размещают на оправке 47, совмещают и соединяют известными методами, например сваркой.

Для придания дополнительных перемещений и регулировки скорости продольного движения частиц компонентов концентрированных кормов внутри вогнутого барабана 1 смонтирована пружина вогнутой формы 48, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (не показано). Регулировка скорости продольного движения внутри вогнутого барабана 1 с помощью пружины 48 может производиться в процессе движения частиц компонентов концентрированных кормов внутри вогнутого барабана 1 от загрузки к выгрузке.

Устройство для приготовления концентрированных кормов работает следующим образом.

Барабан 1 заполняется частицами компонентов концентрированных кормов. При вращении барабана частицы компонентов концентрированных кормов совершают сложное пространственное движение по винтовым линиям с перемещением масс компонентов концентрированных кормов вдоль винтовых линий от загрузки к выгрузке. Благодаря тому, что полосы имеют переменную ширину и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана 1 чередующих граней, осуществляется постепенное разрежение и уплотнение масс частиц компонентов концентрированных кормов, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Так как полосы, из которых смонтирован барабан 1, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру барабана образованы различные по шагу направленные навстречу друг другу винтовые внутренние поверхности и в местах их соединения - винтовые канавки. Образование сложной внутренней поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения компонентов концентрированных кормов, повышает производительность и расширяет технологические возможности устройства для приготовления концентрированных кормов.

Пружина вогнутой формы обеспечивает не только регулирование скорости перемещения частиц компонентов концентрированных кормов внутри вогнутого барабана, но и обеспечивает их поджатие по длине вогнутого барабана, интенсифицируя таким образом процесс приготовления концентрированных кормов, обеспечивает расширение технологических возможностей.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам концентрированных кормов сложного пространственного движения с поджатием масс частиц компонентов концентрированных кормов и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.