Результат интеллектуальной деятельности: ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ПЛЮЩИЛКА ЗЕРНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано при производстве зерновых кормов для нужд животноводства.

Из уровня техники известно следующее.

Известна плющилка зерна (вальцовый станок), включающая привод и кинематически связанные с ним вальцы, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга и установленные с регулируемыми зазорами, питательный бункер с регулировочной заслонкой, установленный на верхнем основном вальце и снабженный криволинейной направляющей пластиной, в котором над верхним основным вальцом установлен питающий валец с канавками, очищающие ножи, смонтированные под вальцами, за очищающим ножом верхнего основного вальца смонтирована направляющая пластина с форсунками [1]. Недостатком данной плющилки является неэффективное конструктивное исполнение питающего вальца и питательного бункера, вследствие чего подаваемое питающим вальцом на первую ступень плющения зерно имеет технологические параметры, не обеспечивающие наибольшую производительность плющилки и надежность технологического процесса плющения зерна, что снижает производительность процесса плющения и, в конечном итоге, повышает стоимость производимого продукта.

Наиболее близка по технической и технологической сущности к предлагаемому изобретению и поэтому принимается за прототип двухступенчатая плющилка зерна [2], включающая привод и кинематически связанные с ним три вальца для плющения, установленные на раме с регулируемыми зазорами между ними, очищающие ножи, смонтированные под вальцами, направляющую пластину, пластину с форсунками за очищающим ножом нижнего вальца, питательный бункер с регулируемым по высоте окном, ширина которого равна длине вальцов для плющения, установленный над межвальцовым зазором первой ступени плющения и с питающим устройством, состоящим из питающего вальца с прямыми лопастями, смонтированного в питательном бункере, подводящего канала для направления зерна, сходящего с лопастей питающего вальца, в рабочую зону первой ступени плющения. Данная конструкция плющилки обеспечивает стабильность протекания технологического процесса плющения зерна, а питающее устройство придает его зерновкам некоторую неизменную по величине скорость при попадании в подводящий канал и через него на первую ступень плющения, также имеет и свои недостатки: конфигурация подводящего канала не обеспечивает необходимого выравнивания направлений скоростей движения зерновок при сходе их с лопастей питающего вальца, которое необходимо для образования равномерного однослойного потока зерна при входе его в рабочую зону первой ступени плющения, что, как следствие, снижает пропускную способность вальцового станка и приводит к удорожанию получаемого продукта. Кроме того, для обеспечения оптимальных условий плющения различных зерновых культур, имеющих разные коэффициенты воздушного сопротивления своих зерновок, для подвода зерна в зону плющения требуется придание им различных величин скорости на входе в подводящий канал, а конструкция питающего устройства прототипа этого сделать не позволяет.

Задачей изобретения является разработка двухступенчатой плющилки зерна, обеспечивающей за счет конструктивно-технологического исполнения элементов питающего устройства - вальца и подводящего канала - технологически необходимую выровненную по скорости и направлению однослойную подачу подлежащего плющению зерна в рабочую зону первой ступени плющения, что способствует увеличению пропускной способности двухступенчатой плющилки и, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

Поставленная задача решается за счет предлагаемой двухступенчатой плющилки зерна для производства зерновых кормов.

Двухступенчатая плющилка зерна для производства зерновых кормов, включающая привод и кинематически связанные с ним три вальца для плющения, установленные на раме с регулируемыми зазорами между ними, очищающие ножи, смонтированные под вальцами, криволинейную направляющую пластину, пластину с форсунками за очищающим ножом нижнего вальца, питательный бункер с регулируемым по высоте окном, установленный над межвальцовым зазором первой ступени плющения и имеющий питающее устройство, состоящее из питающего вальца с прямыми лопастями, смонтированного в питательном бункере над регулируемым окном, и подводящего канала для направления зерна, сходящего с лопастей питающего вальца, в рабочую зону первой ступени плющения, отличающаяся тем, что в подводящем канале питающего устройства смонтированы не менее трех направляющих пластин в верхней его части для выравнивания направлений скоростей движения зерновок при сходе их в подводящий канал с лопастей питающего вальца, а частота вращения питающего вальца изменяема за счет его привода через клиноременную передачу и бесступенчатый клиноременный вариатор, устанавливаемый на вал питающего вальца.

Установка в подводящем канале питающего вальца направляющих пластин в количестве не менее 3 в верхней его части разделяет подводящий канал на несколько меньших по глубине каналов, попадая в которые сходящее с лопастей вращающегося питающего вальца зерно, чаще ударяясь о стенки каналов, более эффективно выравнивается по направлению скорости движения своих зерновок, при этом толщина движущегося зернового слоя уменьшается, и в конечном итоге в рабочую зону первой ступени плющения приходит однослойный выровненный по величине и направлению зерновой поток. Бесступенчатый клиноременный вариатор, устанавливаемый на вал питающего вальца, позволяет настраивать частоту вращения данного вальца на нужную величину для каждого вида перерабатываемого зерна и подвода его в точку захвата первой ступени плющения с технологически необходимой скоростью, равной окружной скорости вращения вальцов для плющения.

Следовательно, предлагаемое изобретение - двухступенчатая плющилка зерна для производства зерновых кормов - решает поставленные перед ним задачи: за счет конструктивно-технологического исполнения элементов питающего устройства - вальца и подводящего канала - обеспечивает технологически необходимую выровненную по скорости и направлению однослойную подачу подлежащего плющению зерна в рабочую зону первой ступени плющения, что способствует увеличению пропускной способности двухступенчатой плющилки и, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта -плющеного зерна.

На чертеже, а, представлена двухступенчатая плющилка зерна для производства зерновых кормов, на чертеже, б, - ее питающее устройство и питающий валец с установленным на нем бесступенчатым клиноременным вариатором.

Двухступенчатая плющилка зерна состоит из рамы 1, питательного бункера 2 с регулировочной заслонкой 3 и окном 21, подводящего канала 4 с установленными в его верхней части направляющими пластинами 25, питающего вальца 5 с прямыми лопастями 27, верхнего основного 6, бокового 7, нижнего 8 вальцов. Вальцы 6, 7, 8 установлены на опорах 9, обеспечивающих изменение положения вальцов относительно друг друга. Очищающие ножи 10, 11, 12 установлены у верхнего основного 6, бокового 7 и нижнего 8 вальцов. За очищающим ножом 10 смонтирована пластина 13, за очищающим ножом 12 - пластина 14, на которой установлены форсунки 15. Привод вальцов 7 и 8 осуществляется от электродвигателя 16 через клиноременные передачи 17, вальца 6 - через клиноременную передачу 18 с помощью натяжника 19 от вальцов 7 и 8, вальца 5 - от вальца 7 через клиноременную передачу 20 и бесступенчатый клиноременный вариатор 26.

Плющилка зерна может быть использована при проведении технологических операций по плющению и консервированию зерна восковой спелости, фуражного зерна полной спелости влажностью более 20%, и плющении сухого фуражного зерна для производства зерновых кормов для нужд животноводства.

Двухступенчатая плющилка зерна для производства зерновых кормов работает следующим образом. Подлежащий измельчению зерновой материал для плющения (зерно) 24 загружается в питательный бункер 2. При открытии регулировочной заслонки 3 зерно 24, находящееся в питательном бункере 2, захватывается лопастями 27 питающего вальца 5, вращающегося с некоторой частотой ω_п, сходит с лопастей с нужной величиной скорости зерновок, определяемой в том числе ω_п, и через окно 21 подается и подводящий канал 4, где скорости зерновок выравниваются по направлению с помощью направляющих пластин 25, способствующих также сужению зернового потока по толщине до однослойного, и таким образом подлежащее плющению зерно 24 с нужной скоростью и направлением своих зерновок однослойно подается в рабочую зону первой ступени плющения 25, где захватывается вращающимися навстречу друг другу вальцами 6 и 7, проходит первую ступень плющения (измельчения), затем выводится из рабочей зоны. Далее предварительно измельченный (плющеный) зерновой материал направляется очищающим ножом 11 в рабочую зону второй ступени плющения, образованную вальцами 6 и 8. После прохождения второй ступени плющения плющеное зерно 23 выводится из межвальцового зазора и подается в камеру смешивания 22, двигаясь вдоль направляющей пластины 13. На плющеное зерно 23 (если оно влажное), вылетающее из межвальцового зазора, распыляется консервант форсунками 15, смонтированными на пластине 14.

Сущность изобретения заключается в следующем. Установка в подводящем канале 4 питающего устройства направляющих пластин 25 в количестве не менее 3 в верхней его части разделяет подводящий канал 4 на несколько меньших по глубине каналов, попадая в которые сходящее с лопастей 27 вращающегося питающего вальца 5 зерно 24, ударяясь о стенки каналов 25, более эффективно выравнивает направление движения своих зерновок - к точке их захвата на первую ступень плющения (в рабочую зону первой ступени плющения). Пластины 25 также способствуют сужению зернового потока, движущегося в подводящем канале 4, по толщине до однослойного, и в конечном итоге в рабочую зону 25 первой ступени плющения подходит однослойный выровненный по направлению зерновой поток. Из уровня техники известно, что максимальная пропускная способность плющения зерна вращающимися навстречу друг другу вальцами достигается в случае подвода подлежащего плющению зерна всех зерновых культур в зону плющения со скоростью, равной окружной скорости вальцов для плющения. А так как каждая зерновая культура имеет различное воздушное сопротивление своих зерновок, поэтому, при движении по подводящему каналу 4, скорость зерновок данных культур будет замедляться от действующих на них сил воздушного сопротивления, причем на разные величины: замедление более плотных и имеющих меньший коэффициент воздушного сопротивления незначительно (например, зерен пшеницы), более легкое зерно (например, овес) замедляется на большую величину, поэтому в случае неизменных параметров питающего устройства не все используемые для получения плющеного корма зерновые культуры подведутся на первую ступень плющения со скоростью, равной окружной скорости вращения вальцов, что приведет к снижению пропускной способности плющения. Бесступенчатый клиноременный вариатор 26, устанавливаемый на вал питающего вальца 5, позволяет настраивать частоту вращения ω_п данного вальца на нужную величину для каждого вида перерабатываемого зерна и подвода его на первую ступень плющения 25 с технологически необходимой величиной скорости, равной окружной скорости вращения вальцов для плющения. Таким образом, установка в подводящем канале 4 питающего устройства направляющих пластин 25 в количестве не менее 3 в верхней его части и привод питающего вальца через бесступенчатый клиноременный вариатор 26 на его валу обеспечивают подвод однослойного, выровненного по направлению потока зерна любой культуры в рабочую зону первой ступени плющения 25 со скоростью, равной скорости плющения вальцов, за счет чего повышается производительность двухступенчатой плющилки, и, как следствие, снижается себестоимость получаемого продукта.

Таким образом, использование предлагаемой двухступенчатой плющилки зерна для производства зерновых кормов, по сравнению с прототипом, решает поставленные перед изобретением задачи: за счет конструктивно-технологического исполнения элементов питающего устройства - вальца и подводящего канала - обеспечивает технологически необходимую выровненную по скорости и направлению однослойную подачу подлежащего плющению зерна в рабочую зону первой ступени плющения, что способствует увеличению пропускной способности двухступенчатой плющилки и, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

Литература

1. Патент на полезную модель №48817 МПК 7 В02С 4/00. Вальцовый станок / Сысуев В.А., Савиных П.А. и др. Бюл. №31, 2005 г.

2. Сысуев В.А., Савиных П.А., Казаков В.А. Исследования технологических параметров движения зерновки в двухступенчатой плющилке зерна // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Часть 3. Энергосберегающие технологии в животноводстве и стационарной энергетике. Труды 9-й научно-технической конференции (21-22 мая 2014 г. М., ГНУ ВИЭСХ). - С. 136-142