Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ

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

Известен барабанный смеситель кормов а.с. №1666173, Кл. А23N 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. А23N 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 являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что приготовления 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 одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также поджатие потоков компонентов концентрированных кормов в процессе их приготовления.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для непрерывного приготовления концентрированных кормов, содержащем станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, барабан выполнен расширяющимся по длине к его центру бочкообразной формы из секций, смонтированных по длине барабана по периметру, сначала от загрузочного приспособления до середины барабана из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, а после середины барабана до разгрузочного приспособления из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, причем по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с 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 устройства для непрерывного приготовления концентрированных кормов.

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

Новизна заключается также в том, что за счет бочкообразной формы 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 концентрированных кормов, что обеспечивает повышение производительности приготовления концентрированных кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц компонентов концентрированных кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что оси секций барабана - пересекающиеся прямые, и они расположены не только к оси вращения барабана под углом, но и друг к другу, что нарушает стационарность движения компонентов концентрированных кормов и интенсифицирует процесс их приготовления.

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

Новизна усматривается также в том, что элементы, из которых собран вращающийся барабан, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому интенсивность приготовления концентрированных кормов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции концентрированных кормов и направляют их навстречу друг другу, нарушая таким образом стационарность их движения, повышают их интенсивность взаимодействия, расширяют технологические возможности.

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 концентрированных кормов и направляют их навстречу не только друг другу, но противоположным стенкам вращающегося барабана. Поэтому интенсивность и активность смешивания частиц компонентов концентрированных кормов возрастает, увеличиваются технологические возможности устройства для непрерывного приготовления концентрированных кормов.

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

Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина, которая не только обеспечивает движения частиц компонентов концентрированных кормов от загрузки к выгрузке, но и поджатие внутри барабана потоков компонентов концентрированных 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 концентрированных кормов внутри барабана и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для непрерывного приготовления концентрированных кормов, общий вид; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1 (на чертеже цилиндрическая пружина не показана); на фиг. 3 - барабан устройства для непрерывного приготовления концентрированных кормов, вид спереди; фиг. 4 - барабан устройства для непрерывного приготовления концентрированных кормов, вид сверху; фиг. 5 - барабан устройства для непрерывного приготовления концентрированных кормов, аксонометрическая проекция; фиг. 6 - одна из секций барабана, аксонометрическая проекция; фиг. 7 - первая (большая) равносторонняя трапеция; фиг. 8 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг. 9 - вторая (малая) равностороння трапеция.

Устройство для непрерывного приготовления концентрированных кормов (фиг. 1, фиг. 2) состоит из барабана 1, загрузочного 2, разгрузочного 3 приспособлений 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 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11. Для придания дополнительных перемещений и регулировки скорости продольного движения частиц компонентов концентрированных кормов внутри барабана 1 смонтирована пружина 12, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка скорости продольного движения внутри барабана 1 с помощью пружины 12 может производиться в процессе движения частиц компонентов концентрированных кормов внутри барабана 1 от загрузки к выгрузке.

Зигзагообразный барабан 1 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен расширяющимся по длине к его середине (центру) бочкообразной формы из секций 13 и 14, смонтированных по длине барабана по периметру, сначала от загрузочного приспособления до середины барабана из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 15 (фиг. 7), двух одинаковых неравносторонних трапеций 16 (фиг. 8) и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 17 (фиг. 9), нижние основания M которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, а после середины (центра) барабан 1 смонтирован из секций 14 до разгрузочного приспособления, которые смонтированы так же, как и секции 13, но развернуты и присоединены друг к другу в обратном порядке, т.е. из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 15, двух одинаковых неравносторонних трапеций 16 и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 17, нижние основания M которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180° (фиг.5), причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции.

Таким образом барабан 1 бочкообразной формы (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен из секций 13 и секций 14, которые смонтированы (фиг. 6) из одной большой равносторонней трапеции 15 (фиг.7), двух одинаковых неравносторонних трапеций 16 (фиг. 8) и одной малой равносторонней трапеции 17 (фиг.9), нижние основания M которых равны друг другу у каждой их трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем сначала от загрузки по длине барабана 1 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции.

Стороны N верхних оснований секций 13 больше сторон меньших оснований М. Секции 13 соединены в барабан 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Τ и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг. 5). А затем от середины барабана 1 каждая присоединенная секция 14 выполнена в виде секций 13, но развернутых и присоединяемых друг к другу в обратном порядке, т.е. каждая присоединенная секция 14 имеет стороны верхних оснований Ν, равные стороне M нижних предыдущей секции 14. Для наглядности поворота секций 13 относительно друг друга на 180° малая равностороння трапеция с боковой стороной, равной S на фиг. 5, показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный барабан 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением барабана 1 бочкообразной формы от загрузки к выгрузке. Оси секций, в том числе: ось i₁-i₁ первой секции (фиг 3), к которой присоединена вторая секция с осью i₂-i₂, затем присоединена третья секция с осью i₃-i₃, потом присоединена четвертая секция с осью i₄-i₄, затем присоединена пятая секция с осью i₅-i₅ и так далее, пересекаются друг с другом и расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1.

Устройство для непрерывного приготовления концентрированных кормов работает следующим образом.

Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком компонентами концентрированных кормов. При вращении барабана 1 компонентам концентрированных кормов сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении масс потоков компонентов концентрированных кормов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоками компонентов концентрированных кормов геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения, что нарушает стационарность движения частиц компонентов концентрированных кормов. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения компонентов концентрированных кормов и низкочастотным их колебаниям повышается производительность приготовления концентрированных кормов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Массы компонентов концентрированных кормов перемещаются внутри барабана 1 от загрузки к выгрузке. При этом происходит их приготовления.

Такое конструктивное оформление вращающегося барабана 1 позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжение потоков компонентов концентрированных кормов по мере продвижения их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает производительность и, так как барабан 1 выполнен бочкообразной формы, то увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает, без вибрактиватора, возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся барабаном 1, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузки компонентам концентрированных кормов, что обеспечивает повышение производительности их приготовления и расширяет технологические возможности. Причем, так как центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по длине смещены относительно оси вращения, а оси секций барабана 1 - пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения барабана 1 под углом, но и друг к другу, то нарушается стационарность движения частиц компонентов концентрированных кормов и расширяются технологические возможности. Элементы, из которых собран вращающийся барабан 1, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому производительность приготовления компонентов концентрированных кормов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции компонентов концентрированных кормов и направляют их навстречу друг другу, нарушая таким образом стационарность их движения, повышая интенсивность их взаимодействия, расширяют технологические возможности. При дальнейшем перемещении компонентов концентрированных кормов и прохождении ими расстояния от начала загрузки к выгрузке происходит процесс их приготовления. Пружина 12 обеспечивает не только регулирование скорости перемещения частиц компонентов концентрированных кормов внутри барабана 1, но и обеспечивает их поджатие по его длине, интенсифицируя, таким образом, процесс приготовления концентрированных кормов и расширение технологических возможностей. Готовые концентрированные корма через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам концентрированных кормов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает производительность приготовления концентрированных кормов, увеличивает энергоемкость их взаимодействия между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана 1 бочкообразной формы размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения компонентов концентрированных кормов, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия компонентов концентрированных кормов, расширение технологических возможностей. Этому способствует и бочкообразная форма барабана, обеспечивающая последовательное уплотнение и разряжение потоков компонентов концентрированных кормов по мере продвижения их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.