УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ Российский патент 2008 года по МПК A23N17/00 

Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для приготовления жидких кормов, в основном, для кормления молодняка крупного рогатого скота. К жидким кормам для кормления молодняка предъявляются особые требования, а именно измельчение частиц сухой кормовой питательной смеси производится до частиц размером не более 500 микрон при одновременном нагреве до 50-55°С до образования киселеобразной кормовой пасты.

Известна установка для приготовления жидких питательных смесей согласно свидетельству на полезную модель №39255, МПК7 А23N 17/00, В02С 23/26. Установка предназначена для измельчения, смешивания, нагрева исходного сырья и получения жидких питательных смесей. Установка для приготовления жидких питательных смесей содержит теплогенератор-измельчитель, включающий в себя ускоритель движения жидкости в виде циклона с входным каналом, изготовленным тангенциально с углом наклона к оси корпуса от 80 до 89°, и корпус, снабженный вставкой в виде гильзы, на внутренней поверхности которой выполнены продольные шлицы и нарезана резьба. Установка также включает в себя рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенный с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, подающий (напорный) и обратный (всасывающий) трубопроводы, обеспечивающие взаимосвязь теплогенератора с теплообменником. В корпусе может быть установлен расширитель потока по оси гильзы, выполненный из двух конусов, причем на конусах может быть нарезана резьба.

Первым недостатком известного устройства является низкая износоустойчивость рабочих гильз, обусловленная тем, что интенсивность воздействия потока на их внутреннюю поверхность неодинакова и повышается в зоне, приближенной к циклону. Вторым недостатком является большая продолжительность технологического цикла измельчения и нагревания питательной смеси, обусловленная расположением шлиц параллельно оси гильзы, что уменьшает количество вихревых зон. Кроме того, отсутствует возможность выбора оптимального режима измельчения и нагрева кормовых смесей в зависимости от состава сырья, что обусловлено постоянным значением угла подачи потока.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока службы установки, повышение ремонтопригодности и сокращение времени технологического цикла приготовления кормов. При этом должны соблюдаться основные требования, предъявляемые к жидким кормам, - измельчение до частиц размером не более 500 микрон при одновременном нагреве до 50-52°С. Поскольку состав смеси, из которой приготавливают жидкий корм, варьируется в зависимости от различных факторов (вида и возраста животных, времени года и т.п.), то варьируется и твердость компонентов.

Сущность изобретения заключается в том, что в установке для приготовления кормов, включающей закрепленный на раме теплообменник в виде бака, установленный на баке теплогенератор-измельчитель, содержащий ускоритель движения жидкости в виде циклона с инжектором и корпуса, в котором размещена вставка, имеющая пазы на внутренней поверхности и расширитель потока в виде конических элементов, насос, соединенный с теплогенератором-измельчителем посредством напорного трубопровода с запорным устройством и инжектором, а с теплообменником посредством напорного трубопровода - средство для загрузки сыпучих продуктов, установленное на входном отверстии бака, и устройство для удаления готовой смеси, предлагается вставку корпуса теплогенератора измельчителя выполнить из не менее, чем трех последовательно соединенных секций в форме полых цилиндров, на внутренней поверхности которых имеются кольцевые проточки, а пазы разместить под острым углом к продольной оси.

Расширитель может быть выполнен не менее, чем из двух последовательно расположенных конических элементов так, что их вершины направлены навстречу потоку.

Циклон может быть снабжен отражателем потока, установленным в его глухом торце с возможностью изменения угла наклона.

Пазы могут быть выполнены в виде прямых или цилиндрических канавок.

Секции вставки могут быть соединены между собой так, что пазы соседних секций образуют шевронное соединение.

В предлагаемой установке введение в циклон отражателя потока создает предпосылки для регулировки угла закручивания потока в зависимости от состава кормовой смеси.

Выполнение вставки в виде набора секций, включающих не менее трех секций, выполненных преимущественно в форме полых цилиндров, обеспечивает возможность изменения местоположения секций или замены изношенных секций, что повышает срок службы установки и ее ремонтопригодность.

Выполнение внутренней поверхности секций так, что она образована телом переменного сечения, преимущественно конусом, позволяет интенсифицировать процесс нагревания и измельчения кормовой смеси за счет образования большего количества завихрений потока, что обусловлено изменением площади сечения.

Выполнение расширителя так, что он состоит из последовательно расположенных пирамидальных или конических элементов, вершины которых расположены навстречу потоку, позволяет отбрасывать поток к внутренней поверхности вставки более эффективно и тем самым создавать большее завихрение потока.

Выполнение пазов в виде канавок, расположенных под острым углом к оси, позволяет создавать большее число вихревых зон за счет увеличения длины пазов по сравнению с продольным расположением пазов. Выполнение кольцевых проточек увеличивает количество соударений твердых частиц о внутреннюю поверхность секций. Конкретное значение угла к оси определяется экспериментальным путем и может составлять, например, 10°.

Соединение секций вставки так, что пазы соседних секций образуют шевронное соединение способствует образованию большего количества завихрений потока, что позволяет интенсифицировать процесс приготовления кормовой смеси.

На фиг.1 приведен вид сверху заявляемой установки для приготовления кормов. На фиг.2 приведен вид спереди заявляемой установки для приготовления кормов. На фиг.3 приведен теплогенератор-измельчитель, продольный разрез на виде сверху. На фиг.4 приведены продольный и поперечный разрезы одной секции вставки.

Заявляемая установка для приготовления корма содержит теплогенератор-измельчитель 1, установленный на теплообменнике, выполненном в виде бака 2, который закреплен на первой раме 3. Бак 2 соединен с электрическим насосом через всасывающий трубопровод 5. Насос 4 установлен на второй раме и соединен с теплогенератором-измельчителем 1 через напорный трубопровод 7 и первое запорное устройство 8. Напорный трубопровод 7 снабжен вторым запорным устройством 9 для удаления готовой смеси, а также манометром 10 для контроля давления, а теплообменник в виде бака 2 снабжен термометром 11 для контроля температуры. Входное отверстие бака 2 снабжено решетом 12 для загрузки сыпучих продуктов.

Теплогенератор-измельчитель 1 включает в себя циклон 13, снабженный инжектром 14 и отражателем 15 потока, корпус 16, в котором размещены секции 17, образующие вставку, и расширитель потока, образованный пирамидальными или коническими элементами 18. На внутренней поверхности секций 17 выполнены пазы 19 под острым углом к продольной оси и кольцевые проточки 20. Вставка выполнена из не менее, чем трех, последовательно соединенных секций в форме полых цилиндров. При этом количество секций определяется соотношением длины всей вставки и оптимальной, с точки зрения технологичности изготовления, длиной одной секции вставки. Длина вставки обычно находится в пределах от 180 до 600 мм, а оптимальная длина одной секции вставки находится в пределах от 50 до 80 мм. Так, при выполнении вставки длиной 180 мм и при выполнении одной секции длиной 60 мм количество секций составит 3. При выполнении вставки длиной 240 мм и при выполнении одной секции длиной 60 мм количество секций составит 4. При выполнении вставки длиной 420 мм и при выполнении одной секции длиной 70 мм количество секций составит 6, а при выполнении вставки длиной 560 мм и при выполнении одной секции длиной 70 мм количество секций составит 8. На фиг.3, например, приведен вариант выполнения вставки из четырех секций, что позволяет три раза менять местами секции в процессе эксплуатации и, таким образом, увеличить в четыре раза срок службы вставки, так как интенсивный износ внутренней поверхности вставки, граней ее пазов и колец происходит особенно интенсивно на первой секции вставки. Перемена секций местами обеспечивает в данном случае увеличение срока службы в четыре раза, при этом конструкция вставки более технологична, проста в изготовлении и более ремонтопригодна. С другой стороны, выполнение вставки сборной из секций открывает широкие возможности для управления параметрами потока и подбора их оптимального соотношения.

Для сокращения времени приготовления смеси из тех или иных компонентов с той или иной начальной температурой подбирают оптимальные параметры потока (скорость и направление движения частиц смеси в потоке, в частности, шаг винтовой линии движения, количество соударений частиц о препятствия) так, чтобы процессы нагревания и измельчения протекали одновременно и при этом в кратчайшие сроки достигались заданные размер частиц не более 500 микрон и температура 50-55°С. Возможны различные варианты технических средств, используемых для управления параметрами потока и подбора их оптимального соотношения. Выбор того или другого варианта или их сочетания производится экспериментально методом подбора. Внутренняя поверхность секций 17 цилиндрическая, как показано на чертежах. Однако возможно выполнение внутренней поверхности секций 17 так, что она образована телом переменного сечения, преимущественно конусом (не показано), что приводит к изменению площади сечения и образованию большего количества завихрений, следовательно, интенсифицирует процесс нагревания и измельчения кормовой смеси

Как показано на чертежах, пазы 19 соседних секций 17 образуют шевронное соединение, что способствует образованию большего количества завихрений потока и позволяет интенсифицировать процесс приготовления кормовой смеси.

При шевронном расположении секций в процессе измельчения участвуют противоположные грани продольных и кольцевых пазов секций. Так, при приготовлении смеси из воды 480 л, пшеницы 68 кг, ячменя 51 кг, овса 34 кг и гороха 17 кг паста была получена за 85 минут с размером частиц 480 микрон и температурой 51.5°С. Износоустойчивость повышается, однако процесс приготовления корма идет более медленно.

Расширитель потока состоит из не менее, чем двух, в данном случае из четырех последовательно расположенных конических элементов 18, вершины которых расположены навстречу потоку, что позволяет отбрасывать поток к внутренней поверхности вставки более эффективно и, тем самым, создавать большее завихрение потока. Форма элементов 18 может быть пирамидальной (не показана). Такое расположение элементов 18 расширителя обеспечивает неоднократное изменение скорости потока по длине вставки, что позволяет более эффективно использовать рабочую поверхность вставки, создавать больше завихрений потока.

Отражатель 15 потока позволяет задавать шаг винтовой линии движения потока вдоль вставки, а значит, время нахождения частиц в рабочей зоне чем больше угол, тем меньше время истирания и тем медленнее приготовляется смесь при неизменных других параметрах. Возможен не показанный на чертежах вариант устройства, в котором отсутствует отражатель 15 потока.

Установка работает следующим образом. Перед началом работы в теплообменник 2 наливают необходимое количество воды и включают насос 4. При этом запорное устройство 8 открыто, а запорное устройство 9 закрыто. В соответствии с рецептурой приготовления того или иного вида кормовой смеси через загрузочное окно с ситом 12 засыпают в бак 2 необходимые сыпучие ингредиенты (пшеницу, ячмень, горох и т.д.). Кормовая смесь через всасывающий трубопровод 5 попадает в насос 4 и далее - в напорный трубопровод 7. Затем через запорное устройство 8, инжектор 14, подается в циклон 13, где попадает на отбойник 15. В зависимости от состава смеси угол наклона отбойника 15 выбирают таким, чтобы процесс вихреобразования потока происходил наиболее интенсивно. Увеличение угла отражения может быть полезным в процессе загрузки компонентов, особенно если загрузка производится в ускоренном темпе. Однако в ряде случаев для достижения оптимальных параметров потока необходимо устанавливать угол отражения, равный нулю, или не использовать отражатель вовсе. Так, при нулевом значении угла отражения из набора компонентов 350 кг, где воды 260 л, пшеницы 37 кг, ячменя 28 кг, овса 18 кг и гороха 9 кг была приготовлена паста с размером частиц до 460 микрон, и температуре 51°С 37 минут, при величине угла отражения 5° из того же набора компонентов была приготовлена паста с размером частиц до 450 микрон и температурой 51,5°С за 42 минуты при температуре в помещения плюс 20°С.

Поток из циклона 13 поступает в корпус 16, снабженный секциями 17. Внутри секции 17 поток закручивается и отражается от пазов 19 и проточек 20, попадает на расширитель потока 18. За счет ударения потока о поверхность расширителя 18, пазы 19 и проточки 20 происходят многократное завихрение потока, дробление твердых частиц смеси и нагревание последней.

Чем выше прочностные свойства сухой кормовой смеси, тем больший угол наклона продольных пазов необходим для достижения одновременного измельчения и нагрева. Так, при приготовлении жидкого корма из компонентов, где воды 480 л, пшеницы 68 кг, ячменя 51 кг, овса 34 кг и гороха 17 кг, при наклоне продольных пазов к оси секции 5° масса была измельчена до размера частиц не более 400 микрон и нагрета до 51°С при начальной температуре 15°С за 81 минуту. Приготовление кормовой пасты из того же набора компонентов при постоянном размере угла отражения, при вставке, где угол наклона пазов к оси 10°, паста была приготовлена с частицами 430 микрон за 70 минут при нагреве ее до 53°С, т.е. на 10 минут быстрее.

После чего смесь поступает в бак 2, и цикл заканчивается. Вышеописанные циклы повторяются до получения нужной степени измельчения продукта и температуры нагрева смеси. Скорость приготовления смеси зависит от угла наклона отражателя, а также от положения и количества секций и количества элементов расширителя потока. Удаление готовой смеси осуществляется следующим образом. Открывают запорное устройство 9 с присоединенным к нему рукавом (не показан), после чего закрывают запирающее устройство 8.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет увеличить срок службы установки для приготовления кормов и повысить ее ремонтопригодность за счет выполнения вставки секционной, а также сократить время технологического цикла приготовления кормов за счет интенсификации процесса образования завихрений потока.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для приготовления жидких кормов. Установка включает закрепленный на раме теплообменник в виде бака, установленный на баке теплогенератор-измельчитель, содержащий ускоритель движения жидкости в виде циклона с инжектором и корпуса, в котором размещена вставка, имеющая пазы на внутренней поверхности и расширитель потока в виде конических элементов, насос, соединенный с теплогенератором-измельчителем посредством напорного трубопровода с запорным устройством и инжектором, а с теплообменником - посредством напорного трубопровода, средство для загрузки сыпучих продуктов, установленное на входном отверстии бака, и устройство для удаления готовой смеси. Вставка корпуса теплогенератора-измельчителя выполнена из не менее чем трех последовательно соединенных секций в форме полых цилиндров, на внутренней поверхности которых имеются кольцевые проточки, а пазы размещены под острым углом к продольной оси. Секции вставки соединены между собой таким образом, что пазы соседних секций образуют шевронное соединение. Расширитель потока выполнен не менее чем из двух последовательно расположенных конических элементов так, что их вершины направлены навстречу потоку. Циклон снабжен отражателем потока, установленным в его глухом торце с возможностью изменения угла наклона. Пазы выполнены в виде прямых или цилиндрических канавок. Секции вставки соединены между собой так, что пазы соседних секций образуют шевронное соединение. Использование изобретения позволит сократить время технологического цикла приготовления кормов. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для приготовления кормов, включающая закрепленный на раме теплообменник в виде бака, установленный на баке теплогенератор-измельчитель, содержащий ускоритель движения жидкости в виде циклона с инжектором и корпуса, в котором размещена вставка, имеющая пазы на внутренней поверхности и расширитель потока в виде конических элементов, насос, соединенный с теплогенератором-измельчителем посредством напорного трубопровода с запорным устройством и инжектором, а с теплообменником посредством напорного трубопровода, средство для загрузки сыпучих продуктов, установленное на входном отверстии бака, и устройство для удаления готовой смеси, отличающееся тем, что вставка корпуса теплогенератора-измельчителя выполнена из не менее чем трех последовательно соединенных секций в форме полых цилиндров, на внутренней поверхности которых имеются кольцевые проточки, а пазы размещены под острым углом к продольной оси.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что расширитель выполнен не менее чем из двух последовательно расположенных конических элементов так, что их вершины направлены навстречу потоку.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что циклон снабжен отражателем потока, установленным в его глухом торце с возможностью изменения угла наклона.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пазы выполнены в виде прямых или цилиндрических канавок.5. Установка по п.5, отличающаяся тем, что секции вставки соединены между собой так, что пазы соседних секций образуют шевронное соединение.