Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО 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 являются 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 устройстве для приготовления кормов, содержащем барабан, загрузочное и разгрузочное приспособления, закрепленные на станине, барабан 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 внутри и снаружи под углом к спиральной оси 0₁-0₁ пустотелого тоннеля в виде карманов с тремя и более боковыми сторонами, 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 полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба, находящимися на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов, при этом секции соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне устройства 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 с тремя и более боковыми сторонами, 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 секции 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, находящими на расстояниях друг от друга, равных длине боковых сторон карманов 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 расширения 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 наклонны 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 изображено устройство для приготовления кормов, общий вид; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального барабана; 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, согнутой по линиям сгиба - верхним и нижним основаниям трапеции; на фиг. 7 - наглядное изображение ромбовидной полосы, свернутой в кольцо, при соединении верхнего основания nn′ трапеции mnn′m с нижним основанием трапеции ΝΜΜ′Ν′.

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.

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 условно поперечным сечением 8 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, распложенными 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 9, 10, 11, 12, 13, 14 по внутренней поверхности и карманов - по наружной поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20 тоннеля спиральной формы (фиг 3 и фиг. 4) с тремя и более боковыми сторонами и смонтированы из секций в форме одинаковых колец 21 (фиг. 7), соединены друг с другом боковыми сторонами 22 и 23.

В результате образуется пустотелый тоннель спирального барабана 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) с осью спирали - центра 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 с внутренним диаметром D_min (фиг. 4).

При этом пустотелый спиральный барабан 1 с многозаходной винтовой поверхностью снабжен винтовыми канавками в виде карманов 9-14 по внутренней поверхности и карманами 15-20 по наружной поверхности спирального корпуса 1 (фиг. 4).

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

Секция 21 изготовлена в виде кольца (фиг. 7), смонтирована из ромбовидной полосы 24 (фиг. 5), на которой размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы 24, 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 и фиг. 6), расположенными на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов спирального барабана 1, выполненного в форме спирального пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапеции:

ΝΜΜ′Ν′ - первая трапеция,

MFF′M′ - вторая трапеция,

FEE′F′ - третья трапеция,

ΕΤΤ′E′ - четвертая трапеция,

ТНН′Т′ - пятая трапеция,

HRR′H′ - шестая трапеция,

RSS′R′ - седьмая трапеция,

SLL′S′ - восьмая трапеция,

LGG′L′ - девятая трапеция,

GJJ′G′ - десятая трапеция,

JZZ′J′ - одиннадцатая трапеция,

ZWW′Z′ - двенадцатая трапеция.

При этом ΝΝ′ является наименьшей из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24, ниже линии сгиба WW′′, a WW′ - наибольшая из всех нижних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24, ниже линии сгиба WW′ и вышеперечисленных двенадцати трапеций.

На фиг. 5 показаны также трапеции:

WPP′W′ - тринадцатая трапеция,

Pjj′P′ - четырнадцатая трапеция,

jgg′j′ - пятнадцатая трапеция,

gkk′g′ - шестнадцатая трапеция,

kss′k′ - семнадцатая трапеция,

srr′s′ - восемнадцатая трапеция,

rhh′r′ - девятнадцатая трапеция,

htt′h′ - двадцатая трапеция,

tee′t′ - двадцать первая трапеция,

eff′е′ - двадцать вторая трапеция,

fmm′f′ - двадцать третья трапеция,

mnn′m′ - двадцать четвертая трапеция.

При этом nn′ является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24 выше линии сгиба WW′, которая для всех трапеций в свою очередь является наибольшей из всех нижних оснований с тринадцатой по двадцать четвертую трапеций.

Таким образом, линия сгиба WW′ является не только нижним основанием трапеции ZWW′Z′, но и одновременно верхним основанием трапеции PWW′P′ и самой длинной линией сгиба кольца 21 и ромбовидной полосы 24.

При этом линии сгиба ΝΝ′ и nn′ являются самими короткими из всех линий сгиба ромбовидной полосы 24 и кольца 21.

Соотношение длины линии сгиба WW′ и NN′(nn′) определяет величину шага S, спирали 0₁-0₁, а значит, и шаг навивки пустотелого тоннеля вокруг прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального барабана 1.

Ромбовидная полоса 24 сгибается по прямым линиям сгиба, которые и являются основаниями двадцати четырех трапеций, как показано на фиг. 6, параллельных друг другу, и затем сворачиваются в кольцо 21 (виг. 7) с многогранной поверхностью.

Кромки nn′ и ΝΝ′ соединяются известными методами, например сваркой, спайкой и т.д., с образованием секции в виде колец 21 (фиг. 7).

Секции в виде одинаковых колец 21 соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 22 и 23 так, чтобы все линии сгиба являлись продолжением одноименных линий сгиба предыдущего кольца.

В результате такой сборки по периметру пустотелого спирального тоннеля образуются винтовые линии, показанные на фиг. 3, например, утолщенной линией 25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35.

Таким образом, спиральный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой спиральной поверхности с винтовыми линиями по периметру спирального барабана 1 (одна из винтовых линий показана на фиг. 3 утолщенной линией 25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35 и винтовыми канавками внутри и снаружи спирального барабана 1 в виде карманов многоугольной формы 9, 10, 11, 12, 13, 14 по внутренней поверхности и 15, 16, 17, 18, 19, 20 по наружной поверхности в виде карманов многоугольной формы под углом α к спиральной оси пустотелого тоннеля спиральной формы спирального барабана 1.

Спиральный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) в виде спирального пустотелого тоннеля с винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов многоугольной формы может быть изготовлен и иным способом.

Устройство для приготовления кормов работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора через стенки спирального барабана 1 передается частицам компонентов кормов, находящихся внутри спирального барабана 1 и поступающих внутрь спирального барабана 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление 5. Частицы компонентов кормов совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс 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 спирального барабана 1. Так как у спирального барабана 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов кормов, которые при этом взаимодействуют с карманами многоугольной формы внутренних стенок спирального барабана 1, т.е. имеет место повышение интенсивности приготовления кормов. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру спирального барабана 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц компонентов кормов, но и их перемещению по проходному сечению спирального барабана 1 в сторону выгрузки и разгрузочного устройства 7.

При движении частиц компонентов кормов по проходному сечению спирального барабана 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разрежения в каждом сечении спирального барабана 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет того, что спиральный барабан выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спирали, что обеспечивает повышение производительности и расширение технологических возможностей, а также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой со спиральным барабаном, что обеспечивает увеличение удельной плотности кинетической энергии в 1,3-1,5 раза и повышает производительность.