МОЛОТКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК B02C13/284 

Изобретение относится к механическим устройствам для измельчения материалов невысокой прочности, например ячменя, пшеницы, кукурузы при приготовлении кормов в животноводстве и птицеводстве.

Известны молотковые измельчители кормов. Это машины марок КДУ-2.0, ДКМ-5, А1-ДДП (Малахов В.А., Макаренко А.П. Эксплуатация машин и оборудования свиноводческих ферм: Справочник. - М.: Росагропромиздат, 1989, стр.41. . . 59). Эти известные устройства характеризуются тем, что они имеют наборы сменных сит-классификаторов и могут измельчать различные виды кормов фуражное зерно, грубые и сочные корма. Недостатками этих устройств являются невысокая удельная производительность, значительная энергоемкость и трудоемкость замены классификаторов.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является принятая за прототип конструкция молоткового измельчителя кормов по патенту Российской Федерации N 2046661, МПК6 В 02 С 13/284, 1995, Бюл. N 30. Прототип содержит корпус с крышкой, загрузочным бункером и выгрузочным окном, привод, ротор с молотками, охватывающие его броневую плиту и классификатор, установленный с возможностью поворота и имеющий участки с отверстиями различных размеров, причем, корпус и классификатор выполнены в виде цилиндров, а броневая плита в виде кругового желоба и размещена внутри классификатора. Корпус, классификатор и круговой желоб расположены соосно, ротор смещен вниз относительно оси с образованием серповидного зазора между концами молотков и внутренней поверхностью желоба, причем, на последнем параллельно оси ротора смонтированы ребра различной высоты.

Для изменения размеров частиц получаемого продукта необходимо путем поворота цилиндрического классификатора на соответствующий угол разместить у выгрузочного окна участок классификатора с отверстиями нужного размера.

Подлежащее переработке сырье из бункера поступает в рабочую камеру, где измельчается в результате многократных ударов по нему молотками, ударов частиц о ребра, а также истирания частиц о поверхность броневой плиты и классификатора. Мелкие частицы из камеры через отверстия классификатора поступают в выгрузной парубок, а более крупные частицы доизмельчаются в камере.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого изобретения, являются наличие корпуса с выгрузочным окном, крышки с загрузочным бункером, классификатора, привода, ротора с молотками, ось которого смещена на S относительно оси корпуса с образованием серповидного зазора, в котором размещены ребра различной высоты.

Причинами, препятствующими достижению необходимого технического результата повышению удельной производительности измельчителя, увеличению однородности получаемых частиц, снижению удельного расхода энергии, материалоемкости устройства и трудоемкости его изготовления, повышению удобства и безопасности эксплуатации, в прототипе при его использовании являются следующие:
1. Отсутствие специального отверстия для всасывания воздуха в измельчительную камеру приводит к тому, что зерно в бункере, перекрывая отверстие в крышке и препятствуя образованию воздушного потока, ссыпается из бункера в нижнюю часть зоны измельчения. При этом не происходит равномерного распределения зерна в измельчительной камере и своевременного удаления потоком воздуха полученных при измельчении частиц, в связи с чем снижается удельная производительность измельчителя и однородность получаемых частиц, а также повышается удельный расход энергии.

2. Наличие броневого желоба и цилиндрического классификатора в виде подвижного соединения двух цилиндров, входящих один в другой, существенно увеличивает удельную материалоемкость измельчителя и трудоемкость его изготовления и ремонта. Наличие трех взаимно прилегающих цилиндрических деталей корпуса, классификатора и броневого желоба с необходимостью периодического поворота среднего элемента-классификатора при переналадках измельчителя для изменения крупности получаемого продукта, существенно повышает требования к точности изготовления и жесткости этих деталей, за счет чего увеличиваются затраты на изготовление устройства и усложняются условия его эксплуатации.

Проведенные нами исследования показали, что частицы продукта ударами молотков загоняются в зазор между классификатором и броневым желобом, в результате чего классификатор отжимается от броневого желоба и приближается к вращающимся молоткам, которые ударяют по классификатору и разрушают его.

3. Непосредственное соединение загрузочного бункера с камерой измельчения с помощью отверстия в крышке корпуса не позволяет визуально контролировать непрерывность поступления зерна в измельчительную камеру, что снижает производительность измельчителя, кроме того, такое непосредственное соединение бункера с камерой измельчения приводит к тому, что в случае задержек поступления зерна из бункера через отверстие возникает необходимость в очистке этого отверстия от инородных предметов, поступающих с зерном, и очистка его рукой или каким-либо предметом может привести к травмированию оператора в результате ударов молотков по руке или предмету. При этом возможно также повреждение самого измельчителя.

В основу изобретения поставлена задача создания молоткового измельчителя, который отличается высокой удельной производительностью (большим численным значением отношения производительности измельчителя к его массе), повышенной однородностью получаемых частиц, снижением удельного расхода энергии, материалоемкости устройства и трудоемкости его изготовления, повышением удобства и безопасности эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в молотковом измельчителе, содержащем корпус с выгрузочным окном, крышку с загрузочным бункером, классификатор, привод, ротор с молотками, ось которого смещена относительно оси корпуса с образованием серповидного зазора, в котором размещены ребра различной высоты, согласно заявляемому изобретению в нижней части загрузочного бункера имеется отверстие, под которым находится наклонный желоб, примыкающий к отверстию в крышке, причем классификатор выполнен в виде желоба и расположен в корпусе между двумя нижними соседними ребрами, а ребра различной высоты закреплены на внутренней поверхности корпуса. Возможен вариант, когда в этих ребрах имеются пазы для фиксирования классификатора и для его легкой сменяемости.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и техническими результатами, которые они обеспечивают, проявляются следующие причинно-следственные связи:
1. Наличие отверстия в крышке, к которому примыкает наклонный желоб придает измельчителю дополнительную функцию, присущую центробежному вентилятору и проявляющуюся в том, что через это отверстие в крышке в результате вращения ротора всасывается воздух, который поступает в корпус измельчителя в измельчительную камеру. Поток этого воздуха захватывает находящиеся в наклонном желобе зерна, транспортирует их в зону измельчения и равномерно распределяет в этой зоне. При этом подача зерен в корпус измельчителя и их распределение в рабочем объеме камеры происходит подобно действию форсунки, эжектора. Вследствие равномерного распределения зерен в рабочей камере измельчителя увеличивается вероятность попадания каждого зерна под удары молотков, что сокращает продолжительность процесса измельчения и повышает производительность измельчителя. Кроме того, поступающий в измельчитель воздух своевременно удаляет получаемые при измельчении частицы зерна, выдувая их через перфорированный желоб-классификатор. При этом не происходит образования слоя измельченных частиц на классификаторе, закупорки его отверстий и переизмельчения зерна, что повышает однородность получаемой массы и сокращает удельный расход энергии.

2. В результате того, что классификатор в виде желоба расположен в корпусе между двумя нижними соседними ребрами, а ребра различной высоты закреплены на внутренней поверхности корпуса, уменьшается количество изготовляемых деталей, материалоемкость измельчителя, снижаются требования к точности изготовления и жесткости классификатора, что позволяет уменьшить трудоемкость изготовления измельчителя, его себестоимость и затраты на ремонт.

Устройство в нижних соседних ребрах пазов для фиксирования классификатора обеспечивает его легкую сменяемость в случаях необходимости изменения степени крупности получаемого продукта или для возможного ремонта классификатора.

3. Наличие в нижней части загрузочного бункера отверстия, под которым находится наклонный желоб, примыкающий к отверстию в крышке, позволяет визуально контролировать непрерывность поступления зерен вдоль желоба к отверстию в крышке и далее в измельчительную камеру, это исключает снижение производительности измельчителя и возможность засорения отверстия в крышке и, следовательно, необходимость его очистки. Возможная необходимость очистки иного отверстия в нижней части бункера над желобом вследствие попадания посторонних предметов, поступающих с зерном, не создает опасности травмирования персонала, поскольку отверстие бункера находится в стороне от ротора и в этом случае соприкосновение с вращающимися деталями ротора измельчителя полностью исключено.

Из изложенного видно, что достижение полезных технических результатов предлагаемого изобретения обеспечивается. Заявляемое изобретение иллюстрируется графическими материалами на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 показан измельчитель в продольном разрезе, на фиг.2 в поперечном разрезе.

К фланцу электродвигателя 1, являющегося основным элементом привода измельчителя, прикреплен корпус 2 с размещенным в нем ротором 3. Ось ротора 3, являющаяся также геометрической осью вала электродвигателя 1, смещена относительно оси корпуса 2 на расстояние S с образованием серповидного зазора. Молотки 4 закреплены на пальцах 5 ротора 3. Внутри корпуса 2 на его внутренней поверхности закреплены ребра различной высоты: ребра 6 и 7 имеют наибольшую высоту, ребра 8 и 9 меньшей высоты, ребра 10 и 11 еще меньше. Все ребра располагаются параллельно оси вращения ротора 3 в серповидном зазоре между внутренней поверхностью корпуса 2 и окружностью, описываемой внешними концами молотков 4. Классификатор 12 в виде перфорированного желоба расположен в корпусе 2 между двумя нижними соседними ребрами 10 и 11, закрепленными на внутренней поверхности корпуса 2. В ребрах 10 и 11 имеются пазы 13 и 14, фиксирующие этот легкосменный классификатор 12. Корпус 2 закрыт крышкой 15 с прикрепленным к ней загрузочным бункером 16. В нижней части корпуса 2 имеется выгрузочное окно 17. В нижней части загрузочного бункера 16 имеется отверстие 18, перекрываемое подвижным шибером 19, изменяющим сечение этого отверстия. Под отверстием 18 находится наклонный желоб 20, примыкающий к отверстию 21 в крышке 15.

Измельчитель работает следующим образом.

Подлежащие измельчению материалы невысокой прочности, например фуражные ячмень, пшеница, кукуруза, поступают в загрузочный бункер 16, откуда под действием сил тяжести через отверстие 18, перекрываемое подвижным шибером 19, который регулирует расход зерна, оно высыпается в наклонный желоб 20. По этому желобу 20 зерна соскальзывают к отверстию 21 в крышке 25 и, увлекаемые потоком воздуха, поступают через это отверстие 21 внутрь корпуса 2 в рабочую зону измельчителя. Свободное падение зерен из отверстия 18 на наклонный желоб 20 и их движение по этому желобу 20 позволяют легко визуально контролировать непрерывное поступление зерен внутрь корпуса 2. При необходимости, очистка отверстия 18 в бункере 16 осуществляется легко и в безопасных условиях, поскольку это отверстие 18 находится вне зоны вращения ротора с молотками 4. В корпусе 2 вращается ротор 3 с молотками 4 и, подобно ротору вентилятора воздуходувки, засасывает воздух через отверстие 21. Поток засасываемого воздуха захватывает находящиеся в наклонном желобе 20 зерна, транспортирует их через отверстие 21 и, подобно форсунке, забрасывает зерна в зону измельчения, равномерно распределяя и распыляя их в рабочем объеме корпуса 2. Измельчение зерен происходит в результате соударения их с молотками 4, а также с ребрами 6; 7; 8; 9; 10 и 11, с внутренними поверхностями корпуса 2 и классификатора 12. Поскольку воздушный поток создает равномерное распределение зерен в рабочей зоне измельчителя, то увеличивается вероятность многократных соударений этих зерен с вращающимися молотками 4, что сокращает продолжительность нахождения зерен внутри корпуса 2 измельчителя, тем самым повышая производительность измельчителя и снижая удельный расход энергии. Упомянутые ребра 6-11 различной высоты препятствуют вращательному движению зерна вместе с ротором 3 вокруг оси его вращения, что увеличивает частоту и скорость соударений зерен с молотками 4. Образовавшиеся мелкие частицы зерен захватываются воздушным потоком, засасываемым в измельчитель через отверстие 21, и выдуваются через перфорированный желоб-классификатор 12 и далее через выгрузное окно 17. Наличие непрерывного воздушного потока внутри рабочей камеры измельчителя позволяет своевременно выдувать мелкие частицы через перфорацию классификатора 12, не переизмельчая их. Вследствие этого исключается неоправданное завышение расхода энергии и снижение производительности измельчителя. Более крупные частицы, не прошедшие через классификатор 12, подвергаются дополнительному измельчению. Если нужно изменить крупность получаемого продукта, то оператор выключает электродвигатель 1, после остановки ротора 3 открывает крышку 25 и выдвигает классификатор 12 из пазов 13 и 14. После чего в пазы 13 и 14 устанавливается классификатор с иной перфорацией. Таким образом, процесс переналадки измельчителя весьма прост.

За счет описанных особенностей конструкции устройства и создается положительный эффект, заключающийся в повышении удельной производительности, улучшении однородности получаемых частиц, снижении удельного расхода энергии, материалоемкости устройства и трудоемкости его изготовления, повышении удобства и безопасности эксплуатации.

Техническая реализация изобретения путем изготовления описанного измельчителя легко осуществима, так как этот измельчитель представляет собой простую конструкцию, состоящую из корпуса с выгрузочным окном, крышки с загрузочным бункером, имеющим отверстие и наклонный желоб классификатора в виде желоба, электродвигателя, ротора с молотками, свободно подвешенными на осях, ребер различной высоты внутри корпуса, и представляет собой конструкцию, состоящую из набора простых технологических деталей. Этот набор простых и технологичных деталей легко изготовляется с применением общедоступного металлообрабатывающего оборудования. В настоящее время изготавливается партия малогабаритных измельчителей для фермерских хозяйств. Результаты проведенных исследований экспериментального образца подтвердили высокую эффективность работы измельчителя при переработке различных видов зерна, а также возможность изготовления измельчителя на небольшом металлообрабатывающем предприятии.

Измельчитель содержит корпус с выгрузочным окном, крышку с загрузочным бункером, классификатор, электродвигатель, ротор с молотками, ось которого смещена относительно оси корпуса с образованием серповидного зазора, в котором размещены ребра различной высоты. В нижней части загрузочного бункера выполнено отверстие, под которым расположен наклонный желоб, примыкающий к отверстию в крышке. Классификатор выполнен с виде желоба и расположен в корпусе между двумя нижними соседними ребрами, а ребра закреплены на внутренней поверхности корпуса. Повышается производительность, однородность получаемых частиц, снижается удельный расход энергии и повышается удобство и безопасность эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Молотковый измельчитель, содержащий корпус с выгрузочным окном, крышку с загрузочным бункером, классификатор, электродвигатель, ротор с молотками, ось которого смещена относительно оси корпуса с образованием серповидного зазора, в котором размещены ребра различной высоты, отличающийся тем, что в нижней части загрузочного бункера выполнено отверстие, под которым расположен наклонный желоб, примыкающий к отверстию в крышке, причем классификатор выполнен в виде желоба и расположен в корпусе между двумя нижними соседними ребрами, а ребра закреплены на внутренней поверхности корпуса. 2. Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что в двух нижних соседних ребрах выполнены пазы для фиксирования классификатора и для его легкой сменяемости.