ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ МЯСОКОСТНЫХ КОРМОВ Российский патент 1995 года по МПК A23N17/00 A22C17/00 

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к устройствам для измельчения мясокостного сырья при приготовлении кормов для пушных зверей в кормоцехах звероводческих хозяйств.

Известно устройство для измельчения замороженного эндокринноферментного сырья [1] включающее установленный на валу барабан с ножами, смонтированными на его поверхности, имеющими прижимные элементы, а также приспособление для прижатия сырья к барабану, режущая кромка ножа состоит из трапециевидных зубьев, а соотношение длины наружной кромки зуба к зазору между зубьями составляет 1:4-5.

Устройство не лишено недостатков: повышенная энергоемкость, недостаточная степень измельчения из-за уменьшения режущей способности ножей, поскольку часть лезвия ножа приходится на междузубье, по этой причине сырье, попадающее между активным ножом и неподвижным, находящееся в зазоре между зубьями ножа не измельчается и проникает в готовый продукт, ухудшая тем самым его качество. И так как уменьшается длина режущей кромки, то частично снижается производительность, что при прежних затратах энергии негативно влияет на энергоемкость процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дробилка твердых конфискатов ДТК 20М3, состоящая из загрузочного бункера, корпуса с установленным на валу барабаном, собранным из дисков, на каждом из которых в шахматном порядке размещены активные ножи [2] Дробление по принципу фугования. На каждом диске диаметрально расположены вырезные карманы под углом α= 40^о к радиусу, предназначенные для накопления срезанной стружки. В этом же кармане и под этим же углом крепится резец.

К недостаткам данного измельчителя следует отнести следующие:
фактическая производительность измельчителя ниже в 5-6 раз, чем расчетная, теоретическая.

Отсутствует надежная фиксация измельчаемого сырья непосредственно в процессе измельчения.

Наблюдается выброс измельчаемого сырья из загрузочной камеры.

Повышенная трудоемкость обслуживания устройства за счет того, что высота загрузочной горловины бункера расположена на высоте Н 1,52 м.

Цель изобретения повышение производительности и надежности работы измельчителя за счет обеспечения оптимальных условий для измельчения сырья, а также снижения трудоемкости на выполнение операции загрузки.

Указанная цель достигается тем, что в измельчителе мясокостных кормов, содержащем загрузочный бункер, корпус с установленным на валу барабаном, собранном из дисков, на наружной поверхности в шахматном порядке размещены активные ножи, при этом загрузочный бункер располагается со стороны зоны измельчения, а его направляющая плоскость расположена под углом 36-37^о к горизонтальной поверхности, проходящей через ось ножевого барабана.

Новые существенные признаки:
загрузочный бункер располагается со стороны зоны измельчения ножевого барабана;
направляющая плоскость загрузочного бункера расположена под углом 36-37^о к горизонтальной поверхности, проходящей через ось ножевого барабана.

Применение предлагаемого устройства дает возможность осуществить надежную фиксацию сырья в процессе измельчения мясокостного сырья.

Рассмотрим процесс встречи активного ножа с измельчаемым сырьем (фиг. 2). Рассмотрим три положения подаваемого сырья: верхнее 3, когда кинематический угол встречи больше угла резания θ> δ, среднее 2, когда θ= δ и нижнее 1, когда θ< δ. В положении 3 происходит удар и смятие материала передней плоской гранью ВС активного ножа. Но с этого момента нож до положения 2 внедряется в массу измельчаемого сырья, как молоток или пуансон, что затрудняет стружкообразование и увеличивает усилие на перемещение. Это ударно-сминающий процесс, который предшествует внедрению лезвия активного ножа в материал. Переходя через положение 2, в котором активный нож начинает контактировать с материалом не плоской гранью, а лезвием. Таким образом, условием нормального резания и стружкообразования является: δ< θ_m: Поскольку угол резания δ= 40^о, то условие нормального резания выглядит, как θ> 40^о (фиг. 3), т.е. собственно нормальное резание и стружкообразование происходит в секторе KL ножевого барабана, куда и предлагается подавать подлежащее измельчению мясокостное сырье, которое не будет иметь возможность перемещаться перед измельчением и собственно, измельчением, как ранее, что снизит энергозатраты процесса измельчения и повысит производительность измельчителя.

Снизить затраты труда на выполнение операции подачи мясокостного сырья на измельчение.

Наклонная плоскость, по которой должен скатываться подлежащий измельчению материал, образуют угол α(угол наклона направляющей загрузочного бункера) с горизонтальной поверхностью (фиг. 2).

Считая измельчаемый материал (конина, рубец говяжий, минтай) материальной точкой, можно принять, что все действующие на материал силы и сила тяжести G и сила реакции наклонной поверхности θ, приложены в одной точке. Для исследования спроектируем известные силы на два взаимно перпендикулярных направления X и Y, вдоль наклонной плоскости и перпендикулярно ей. При этом учтем, что проекция силы Q на направление нормали к плоскости есть нормальная сила реакции N, а проекция Q на направление вдоль плоскости, есть сила скольжения F_тр.

F_тр Gsin α= 0 на ось X (1)
N Gcos α= 0 на ось Y (2)
На основании закона Кулона-Амонтона
F_тр μN (3)
Условие, при котором материал без внешнего воздействия будет скользить по наклонной поверхности:
Gsin α> F_тр. (4)
Окончательно
Gsin α> μGcos α (5)
α> arctgμ (6)
Зная численные значения величины μ- коэффициента трения покоя для основных видов мясокостных и рыбных кормов (см. таблицу) можно определить углы, при которых произойдет скольжение без приложения внешнего воздействия.

Коэффициенты трения покоя мясорыбных кормов и величины углов наклона, при котором осуществляется скольжение материала по стальной поверхности.

Поскольку подача мясокостного сырья осуществляется в сектор KL (фиг. 1), то высота загрузки уменьшится (в прототипе подача в сектор DL сверху и справа) и это дает возможность подавать мясокостное сырье в измельчитель к ножевому барабану, используя данные таблицы, а именно, величины углов скольжения. Поскольку конина имеет максимальный коэффициент трения покоя по сравнению с другими видами мясокостных и рыбных кормов, то принимаем угол наклона направляющей плоскости загрузочного бункера, равной 36-37^о. Следовательно, установка направляющей загрузочного бункера под углом 36-37^о к горизонтальной поверхности, проходящей через ось ножевого барабана измельчителя, позволяет всем компонентам мясокостного и рыбного сырья поступать на измельчение самостоятельно, так как они имеют угол скольжения меньше 36-37^о.

Подъем оператором компонентов сырья в результате загрузки измельчителя осуществляется на высоту h 1,3 м.

Наклонная часть 11 (фиг. 4) загрузочного бункера является препятствием на пути возможной траектории выброса мясокостного сырья. Включение в загрузочный бункер предохранительного фартука 3 исключает вылет измельченного корма за пределы внутренней зоны измельчителя, тем самым, исключается попадание частиц измельченного корма на оператора.

На фиг. 1 изображена схема определения угла скольжения компонентов измельчаемого сырья; на фиг. 2 схема для определения угла встречи ножа с сырьем в зависимости от подачи сырья; на фиг. 3 схема определения зоны измельчения измельчителя; на фиг. 4 общий вид измельчителя; на фиг. 5 то же, вид сзади.

Устройство для измельчения мясокостного сырья содержит корпус 1, в котором расположен приемный бункер 2 с предохранительным фартуком 3, а также ножевой барабан 4, состоящий из сваренных друг с другом дисков, закрепленный на сварной раме 5, где крепится также транспортирующий шнек 6, приводящийся в движение через привод 7 от электродвигателя 8. На наружной поверхности ножевого барабана 4 крепятся в шахматном порядке активные ножи 9, вдоль внутренних поверхностей карманов 10. Бункер 2 имеет наклонную поверхность, направляющую плоскость, расположенную под углом α= 36.37^о к оси ножевого барабана. Транспортирующий шнек 6 подает срезанную стружку на вторую ступень измельчения 12.

Измельчитель работает следующим образом.

Мясокостное сырье подается в загрузочный бункер измельчителя, откуда по наклонной поверхности 11 поступает на вращающийся ножевой барабан 3. Куски сырья под действием силы тяжести и затягивающей силы, возникающей в результате воздействия активных ножей 9 на сырье путем многократного ударного воздействия активными ножами, образуют стружку. Активные ножи 9 внедряются в куски поступающего сырья, расклинивают его, вызывая контактные разрушительные напряжения. Срезнная стружка накапливается в карманах 10 ножевого барабана 4 и затем освобождается из этих карманов после прекращения резания. Измельченное сырье в виде стружки попадает на шнек и транспортируется ко второй ступени измельчения 12, проходя которую получается мясокостный фарш.

Использование: в кормопроизводстве, изобретение позволяет увеличить производительность и надежность работы измельчителя, снизить энергоемкость процесса измельчения, а также снизить трудоемкость операции загрузки. Сущность изобретения: мясокостное сырье подается в загрузочное окно бункера 2 корпуса, откуда оно по наклонной направляющей поверхности 11 поступает на вращающийся ножевой барабан 4, состоящий из сваренных друг с другом дисков. При этом направляющая поверхность 11 расположена под углом 56...37° к горизонтальной поверхности, проходящей через ось барабана. На наружной поверхности ножевого барабана 4 в шахматном порядке закреплены активные ножи 9 вдоль внутренних поверхностей карманов 10. Куски сырья под действием силы тяжести и затягивающей силы, возникающей в результате воздействия активных ножей 9 на сырье путем многократного ударного воздействия активными ножами, образуют стружку. Срезанная стружка накапливается в карманах 10 ножевого барабана 4 и затем освобождается из этих карманов после прекращения резания. Измельченное сырье в виде стружки попадает на транспортирующий шнек 6 и поступает на вторую ступень измельчения, при проходе через которую получается мясокостный фарш. 5 ил., 1 табл.

ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ МЯСОКОСТНЫХ КОРМОВ, содержащий загрузочный бункер, корпус с установленным на валу барабаном, собранным из дисков, на наружной поверхности которых в шахматном порядке размещены активные ножи, отличающийся тем, что загрузочный бункер расположен со стороны зоны измельчителя, а его направляющая плоскость расположена под углом 36 37^o к горизонтальной поверхности, проходящей через ось барабана.