Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ

Изобретение относится к устройствам для смешивания, в частности непрерывного действия для смешивания компонентов грубых, сочных, водянистых и концентрированных 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 ограниченные технологические возможности и необходимость создания наклона барабана для транспортировки компонентов кормов от загрузки к выгрузке.

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 и необходимость создания наклона барабана для транспортировки компонентов кормов от загрузки к выгрузке.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и обеспечение транспортировки компонентов кормов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана, повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что в установке для приготовления кормов, содержащей барабан, загрузочное и разгрузочное приспособления, закрепленные на станине, барабан жестко закреплен на платформе с вибратором, смонтированным горизонтально под платформой, и выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спиральной оси 0₁-0₁ вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального барабана, снабженного винтовыми канавками, расположенными внутри под углом к его спиральной оси в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными попеременно внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеций расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба, находящимися на расстояниях друг от друга, равных длине карманов волнообразной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спиральной формы, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций.

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

Новизна обусловлена тем, что барабан выполнен спиральным с многозаходной винтовой поверхностью, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что монтаж вибратора под основанием с барабаном обеспечивает траекторию колебаний барабана вместе с компонентами кормов в форме вертикального эллипса, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (E_n) и повышает производительность.

Новизна заключается в том, что спиральный барабан с многозаходной винтовой поверхностью по периметру снабжен винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к спиральной оси симметрии 0₁-0₁ пустотелого тоннеля спиральной формы с центральной прямолинейной осью 0₂-0₂, что повышает производительность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит в том, что винтовые канавки спирального барабана выполнены в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления кормов.

Новизна усматривается в том, что спиральный барабан собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеции расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба, находящимися на расстояниях друг от друга, равных длине карманов криволинейной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спирального барабана, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций, это повышает производительность приготовления кормов.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру спирального барабана проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременные сжатия и расширение потоков компонентов кормов в каждом сечении спирального барабана, повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что трапеции ромбовидных полос, из которых смонтированы секции разно наклонным не только друг к другу, но и к оси симметрии спирального барабана, поэтому степень сжатия частиц компонентов кормов возрастает и процесс приготовления кормов интенсифицируется.

Новизна заключается в том, что барабан изготовлен из секций, стенки которых разно наклонены не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков частиц компонентов кормов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению барабана, это усложняет траекторию их движения и увеличивает интенсивность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для приготовления кормов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального барабана с карманами волнообразной формы; на фиг. 4 - наглядное изображение взаимного положения спирали 0₁-0₁, по которой свернут пустотелый тоннель с многозаходной винтовой поверхностью вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂; на фиг. 5 - одна из полос ромбовидной формы, на которой размещены трапеции, верхние и нижние основания которых расположены под острым углом к оси симметрии полосы 0₃-0₃ в виде линий сгиба; на фиг. 6 - полоса ромбовидной формы, согнутая по линиям сгиба - верхним и нижним основаниям трапеций; на фиг. 7 - одна из ромбовидных полос, свернутая в кольцо.

Устройство для приготовления кормов (фиг. 1, фиг. 2) содержит барабан 1, жестко закрепленный на платформе 2, которая упруго с помощью четырех резинокордных баллонов 3 смонтирована на основании 4. На платформе 2 жестко закреплено загрузочное устройство 5, и снизу к платформе 2 жестко прикреплен вибратор 6 с горизонтальной осью вращения.

Установка для приготовления кормов снабжена разгрузочным устройством 7 для приема готовых кормов с помощью склиза 8.

Вибратор 6 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает движение частиц компонентов кормов внутри барабана 1 под воздействием вибратора 6 по эллиптическим траекториям.

Барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен спиральным. На фиг. 4 показано наглядное изображение взаимного расположения оси спирали - центра оси симметрии 0₁-0₁ пустотелого тоннеля спирального барабана 1 (на фиг. 4 спиральный барабан изображен поперечным сечением 9 пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью) и центральной прямолинейной осью 0₂-0₂ спирального барабана 1.

Таким образом, по периметру спиральный барабан 1 выполнен в виде тоннеля спиральной формы с многозаходной винтовой поверхностью по периметру и снабжен винтовыми канавками внутри и снаружи, расположенными под углом α к оси симметрии спирали 0₁-0₁ центра оси симметрии (фиг. 3) тоннеля спирального, свернутого по спирали 0₁-0₁ вокруг центральной оси 0₂-0₂ спирального барабана 1.

Винтовые канавки спирального барабана 1 выполнены в виде карманов 10, 11, 12, 13, 14, 15 по внутренней поверхности и карманов по наружной поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 тоннеля спиральной формы (фиг. 4) в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, и собран из секции в виде одинаковых по форме и размерам колец 22 (фиг. 7), соединенные друг с другом боковыми сторонами 23 и 24.

В результате образуется пустотелый тоннель спирального барабана 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 ) с осью спирали - центр оси симметрии 0₁-0₁ спирального барабана 1, скрученного вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального барабана 1 по диаметру D_cp с образованием спирального барабана 1 с наружным диаметром D_max и внутренним диаметром D_min (фиг. 4).

При этом пустотелый спиральный барабан 1 с многозаходной винтовой поверхностью снабжен винтовыми канавками в виде карманов волнообразной формы 10, 11, 12, 13, 14, 15 и карманами волнообразной формы 16, 17, 18, 19, 20 по наружной поверхности спирального барабана 1 (фиг. 4).

Таким образом, пустотелый перфорированный тоннель с собственной спиральной осью симметрии 0₁-0₁ свернут по этой спирали 0₁-0₁ вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ и образует спиральный барабан 1 (фиг. 4).

Секция 22 изготовлена в виде кольца (фиг. 7), смонтированого из ромбовидной полосы 25 (фиг. 5).

На ромбовидной полосе 25 размещены трапеции 26, 27, 28, 29, 30, 31 боковые стороны, которых расположены по боковых сторонах ромбовидной полосы 25, а верхние и нижние основания этих трапеций (фиг. 5) расположены под острым углом β к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба (фиг. 5, фиг. 6), расположенных на расстояниях друг от друга равных длине развертки периметра волнообразных карманов (фиг. 7), спирального барабана 1, выполненного в виде пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапеции:

АБВГ - первая трапеция 26;

ВДЕГ - вторая трапеция 27;

ДЖЗЕ - третья трапеция 28.

При этом АБ является наименьшей из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 25 ниже линии сгиба ЖЗ, а именно, вышеперечисленных трех трапеций (первой 26, второй 27, третий 28).

На фиг. 5 показаны также трапеции:

ЖНКЗ - четвертая трапеция 29;

НЛМК - пятая трапеция 30;

ЛNПМ - шестая трапеция 31.

При этом NП является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 25 выше линии сгиба ЖЗ, а именно четвертой трапеции 29, пятой трапеции 30, шестой трапеции 31. Причем ЖЗ является наибольшей из всех нижних оснований с четвертой трапеций по шестую трапецию.

Таким образом, линия сгиба ЖЗ является не только нижним основанием трапеции ДЖЗЕ, но и одновременно самым длинным основанием трапеции ДЖЗЕ и самой длинной из всех нижних линий сгиба ромбовидной полосы 25 и кольца 22 (фиг. 7).

При этом линии сгиба АБ и NП являются самым коротким из всех линий сгиба ромбовидной полосы 25 и кольца 22, причем АБ=NП.

Соотношение длины линии сгиба ЖЗ и АБ(NП) определяет величину шага S₁ спирали 0₁-0₁, а значит, и шаг навивки пустотелого тоннеля вокруг прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального барабана 1. Например, на фиг. 5 линии сгиба L₆<L₅<L₄<L₃ и L₀<L₁<L₂<L₃. Ромбовидная полоса 25 сгибается по прямым линиям сгиба, которые и являются основанием всех шести трапеций и параллельными друг другу (фиг. 5).

Затем полоса 25 сгибается по линиям сгиба волнообразно (фиг. 6) и сворачивается в кольцо 22 (фиг. 7) с карманами волнообразной формы. Секции в виде одинаковых колец 22, соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 23 и 24, так, чтобы все линии сгиба являлись продолжением одноименных линий сгиба предыдущего кольца.

Таким образом, спиральный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой спиральной поверхности по периметру спирального барабана 1 с винтовыми канавками внутри и снаружи спирального барабана 1 в виде карманов волнообразной формы 10, 11, 12, 13, 14, 15 по внутренней поверхности и винтовых канавок по наружной поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 под углом α (фиг. 3) к спиральной оси пустотелого тоннеля спиральной формы спирального барабана 1.

Установка для приготовления кормов работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 6 через стенки платформы 2 и барабана 1 передается частицам компонентов кормов, находящимся внутри барабана 1 и поступающим внутрь барабана 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление 5. Частицы компонентов кормов совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит приготовления кормов. При этом частицы компонентов кормов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению барабана 1. Так как по длине барабана 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов кормов, которые при этом, взаимодействуя с стенками барабана 1, перемещаются от загрузки к выгрузке. Наличие в барабане 1 винтовых поверхностей по периметру барабана 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц компонентов кормов, но и перемещению по проходному сечению барабана 1 в сторону выгрузки.

При движении частиц компонентов кормов по проходному сечению барабана 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечение барабана 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности. Готовые корма через разгрузочное окно 32 выводятся с помощью склиза 8 в емкость 7 (фиг. 1).

Технико-экономические преимущества установки для приготовления кормов возникают за счет выполнения барабана спиральной формы с винтовыми поверхностями, в виде карманов волнообразной формы, что обеспечивает сокращения габаритов по длине, расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения частиц компонентов кормов, а также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой с барабаном и придания движения частицам компонентов кормов в виде вертикального эллипса, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (E_n) и повышает производительность приготовления кормов.