УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКАЧИВАНИЯ И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НАВОЗА И ДРУГИХ ЖИДКИХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ЯМ Российский патент 2008 года по МПК A01C3/02 A01C23/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для откачивания и перемешивания навоза и других жидких удобрений из ям.

Известен насос для навозной жижи (заявка ФРГ №1528969, А01C 3/02, 13.09.1973 г., №37), имеющий рабочее колесо, к которому транспортируемый материал подводится через центральное всасывающее отверстие шнека, расположенного в осевом направлении рабочего колеса и приводимого во вращение этим колесом. Транспортирующий шнек окружен концентричной трубой, имеющей минимум одно боковое впускное отверстие. В трубе закреплены режущие элементы, взаимодействующие со шнеком. В зоне впускного отверстия на краю шнека предусмотрены изгибы, которые захватывают более крупные частицы густой массы по типу когтя и разделяют их на боковых режущих кромках впускного отверстия.

Недостатком указанной конструкции является отсутствие перемешивающего устройства и возможности реверсирования транспортирующего шнека.

Известно устройство для извлечения и перемешивания навоза (заявка Франции (FR) №2500989, А01С 3/00, 10.09.1982, №36), позволяющее легко добраться до навозохранилищ независимо от их формы и окружения и извлекать навоз с предварительной или одновременной гомогенизацией смеси порций со дна и стенок хранилища. На раме из двух частей смонтирован насосный блок, откидывающийся с помощью гидравлического цилиндра вокруг вертикальной оси. Насосный блок содержит цилиндрическую колонну большой длины, в которой вращается шнек. Нижняя часть оси шнека удлинена и несет винт, перемешивающий массу продукта или обеспечивающий его циркуляцию в нижней части колонны до люка. Через люк навоз вновь поступает в хранилище, что обеспечивает получение однородной смеси. Затем смесь поступает в верхнюю часть колонны и выгружается с помощью лотка. Устройство выполнено двухскоростным и реверсивным в зависимости от вязкости продукта и фазы операции. Применение: извлечение навоза из любых хранилищ независимо от его вязкости.

Недостатком указанной конструкции является выгрузка продукта из верхней части колонны с помощью лотка, что затрудняет загрузку продукта в транспортные емкости, а также затруднен выбор скорости вращения шнека обеспечивающей транспортировку продукта шнеком при пограничном значении вязкости продукта для скорости вращения шнека.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является насос шнековый НШ-50-II (Животноводческие машины. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1975, 328 с., с.174-175), имеющий привод от вала отбора мощности трактора, установленный на раме и включающий редуктор конический реверсивный, центробежный насос, к раструбу корпуса которого крепится выгрузной рукав, установленный в корпусе шнек, на валу которого смонтированы: колесо центробежного насоса, измельчитель, состоящий из подвижных и неподвижных штифтов квадратного сечения, мешалка в виде винта заключенная в ограждение, крепящееся к нижнему концу корпуса шнека.

Недостатком указанной конструкции является трудность выбора скорости вращения шнека обеспечивающей транспортировку продукта при пограничном значении вязкости продукта для скорости вращения шнека, а также неполное перемешивание винтом густой навозной массы расположенной на дне жижесборника.

Задача изобретения - обеспечение надежного перемешивания и измельчения продукта в хранилище, повышение производительности и надежности работы устройства с учетом вязкости продукта за счет создания непрерывного тела кольцеобразной формы, принудительно вовлеченного шнеком во вращательное движение продукта, находящегося помимо вращательного и в поступательном движении, а также подачи колесом центробежного насоса в транспортные емкости всего подаваемого шнеком продукта.

Для выполнения указанной задачи предлагается устройство для откачивания и перемешивания навоза и других жидких удобрений из ям, имеющее привод от вала отбора мощности трактора и включающее раму, редуктор конический реверсивный, центробежный насос, к раструбу корпуса которого закреплен выгрузной рукав, установленный в корпусе шнек, на валу которого смонтированы: колесо центробежного насоса, измельчитель, мешалка, и ограждение, крепящееся к нижнему концу корпуса шнека, при этом измельчитель и мешалка совмещены и представляют собой блок из трех дисков, закрепленных на ступице и имеющих форму квадрата со стороной, равной 1,5 диаметра шнека, причем углы квадрата отогнуты в одну сторону под углом 30° к плоскости диска, а на отогнутой части диска закреплены режущие сегменты, при этом диаметр описанной окружности по внешней части режущих сегментов не превышает 2,2 диаметра шнека, кроме того, на каждом диске, торцевой частью к нему, закреплены по четыре лопасти таким образом, что 1/4 часть длины лопасти расположена на диске радиально со смещением на 45° от диагонали диска и касается ступицы, а 3/4 длины - отклонены назад относительно направления вращения под углом 40° и не выступают за края диска, при этом колесо центробежного насоса имеет три лопасти, профиль рабочих поверхностей которых представляет собой логарифмическую спираль, а число оборотов шнека определяется выражением:

где n - число оборотов шнека, об/мин;

D - наружный диаметр винта, м;

S - шаг витков, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с²;

f - коэффициент трения движения перемещаемого продукта о кожух;

ε - угол наклона истинного пути частиц перемещаемого продукта внутри шнека относительно образующей кожуха, град;

α - угол подъема наружной кромки винта, град;

ρ - угол трения перемещаемого продукта о кожух при движении, град.

На фиг.1 схематично изображено устройство для откачивания и перемешивания навоза и других удобрений из ям.

На фиг.2 схематично изображена измельчитель-мешалка.

На фиг.3 схематично изображено колесо центробежного насоса

Устройство для откачивания и перемешивания навоза и других жидких удобрений из ям включает в себя редуктор конический реверсивный 1 (фиг.1), центробежный насос 2 (фиг.1), к раструбу 3 (фиг.1) корпуса которого крепится выгрузной рукав, установленный в корпусе 4 (фиг.1) шнек 5 (фиг.1), на валу которого смонтированы: колесо 6 (фиг.3) центробежного насоса 2 (фиг.1), измельчитель-мешалка 7 (фиг.1, 2), заключенная в ограждение 8 (фиг.1), крепящееся к нижнему концу корпуса 4 (фиг.1) шнека 5 (фиг.1). Измельчитель-мешалка 7 (фиг.1, 2) представляет собой блок из трех дисков 9 (фиг.2), закрепленных на ступице 10 (фиг.2) и имеющих форму квадрата со стороной, равной 1,5 диаметра шнека 5 (фиг.1), а углы квадрата отогнуты в одну сторону под углом 30° к плоскости диска 9 (фиг.2) и на отогнутой части диска 9 (фиг.2) закреплены режущие сегменты 11 (фиг.2), при этом диаметр описанной окружности по внешней части режущих сегментов 11 (фиг.2) не превышает 2,2 диаметра шнека 5 (фиг.1), кроме того, на каждом диске 9 (фиг.2), торцевой частью к нему, закреплены по четыре лопасти 12 (фиг.2) таким образом, что 1/4 часть длины лопасти 12 (фиг.2) расположена на диске 9 (фиг.2) радиально со смещением на 45° от диагонали диска 9 (фиг.2) и касается ступицы 10 (фиг.2), а 3/4 длины лопасти 12 (фиг.2) отклонены назад относительно направления вращения под углом 40° и не выступают за края диска 9 (фиг.2); колесо 6 (фиг.3) центробежного насоса 2 (фиг.1) имеет три лопасти 13 (фиг.3), профиль рабочих поверхностей которых представляет собой логарифмическую спираль.

Надежное перемешивание и измельчение продукта в хранилище достигается тем, что измельчитель и мешалка совмещены в блок из трех дисков 9 (фиг.2) закрепленных на ступице 10 (фиг.2) и имеющих форму квадрата, а углы квадрата отогнуты в одну сторону и на отогнутой части диска 9 (фиг.2) закреплены режущие сегменты 11 (фиг.2), кроме того, на каждом диске 9 (фиг.2), торцевой частью к нему, закреплены по четыре лопасти 12 (фиг.2) со смещением от диагонали диска 9 (фиг.2), что дает возможность режущим сегментам 11 (фиг.2) измельчать продукт, не только находящийся в зоне вращения измельчителя-мешалки 7 (фиг.1, 2), но и сходящий с перемешивающих лопаток 12 (фиг.2). Процесс измельчения и перемешивания продукта происходит как при рабочем, так и реверсивном вращении. Этот процесс перемешивания и измельчения продукта происходит многократно, пока продукт не поступит на установленный в корпусе 4 (фиг.1) шнек 5 (фиг.1), число оборотов которого позволяет создать непрерывное тело кольцеобразной формы, принудительно вовлеченное шнеком 5 (фиг.1) во вращательное движение продукта, находящегося помимо вращательного и в поступательном движении, а затем и на колесо 6 (фиг.3) центробежного насоса 2 (фиг.1), имеющего три лопасти, профиль рабочих поверхностей которых представляет собой логарифмическую спираль. Такое сочетание рабочих органов позволяет повысить производительность и надежность работы устройства с учетом вязкости продукта и выдать всю его массу через выгрузной рукав 3 (фиг.1) в транспортные емкости.

Устройство для откачивания и перемешивания навоза и других жидких удобрений из ям работает следующим образом.

Устройство вертикально устанавливается в жижесборнике, рычаг включения редуктора устанавливается в положение «реверс», включается ВОМ трактора и 3-5 минут производится перемешивание, за это время выгрузной рукав подается в транспортную емкость. Затем, не выключая ВОМ трактора, рычаг включения редуктора устанавливается в положение «работа» и происходит закачка продукта в транспортную емкость. Для перемешивания густой навозной массы, расположенной на дне жижесборника, операция перемешивания с переводом рычага включения редуктора в положение «реверс» может занимать до 10-15 минут.

Устройство содержит привод от вала отбора мощности трактора и включает раму, редуктор конический реверсивный, центробежный насос, к раструбу корпуса которого закреплен выгрузной рукав, установленный в корпусе шнек. На валу шнека смонтированы: колесо центробежного насоса, измельчитель, мешалка и ограждение, крепящееся к нижнему концу корпуса шнека. Измельчитель и мешалка совмещены и представляют собой блок из трех дисков, закрепленных на ступице и имеющих форму квадрата со стороной, равной 1,5 диаметра шнека. Углы квадрата отогнуты в одну сторону под углом 30° к плоскости диска. На отогнутой части диска закреплены режущие сегменты. Диаметр описанной окружности по внешней части режущих сегментов не превышает 2,2 диаметра шнека. На каждом диске, торцевой частью к нему, закреплены по четыре лопасти таким образом, что 1/4 часть длины лопасти расположена на диске радиально со смещением на 45° от диагонали диска и касается ступицы, а 3/4 длины - отклонены назад относительно направления вращения под углом 40° и не выступают за края диска. Колесо центробежного насоса имеет три лопасти, профиль рабочих поверхностей которых представляет собой логарифмическую спираль, а число оборотов шнека определяется выражением:

где n - число оборотов шнека, об/мин;

D - наружный диаметр винта, м;

S - шаг витков, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с²;

f - коэффициент трения движения перемещаемого продукта о кожух;

ε - угол наклона истинного пути частиц перемещаемого продукта внутри шнека относительно образующей кожуха, град;

α - угол подъема наружной кромки винта, град;

ρ - угол трения перемещаемого продукта о кожух при движении, град.

Устройство обеспечивает надежное перемещение и измельчение продукта в хранилище, повышение производительности и надежности работы устройства с учетом вязкости продукта, подачу колесом центробежного насоса в транспортные емкости всего подаваемого шнеком продукта. 3 ил.

Устройство для откачивания и перемешивания навоза и других жидких удобрений из ям, имеющее привод от вала отбора мощности трактора, и включающее раму, редуктор конический реверсивный, центробежный насос, к раструбу корпуса которого закреплен выгрузной рукав, установленный в корпусе шнек, на валу которого смонтированы: колесо центробежного насоса, измельчитель, мешалка и ограждение, крепящееся к нижнему концу корпуса шнека, отличающееся тем, что измельчитель и мешалка совмещены и представляют собой блок из трех дисков, закрепленных на ступице, и имеющих форму квадрата со стороной равной 1,5 диаметра шнека, причем углы квадрата отогнуты в одну сторону под углом 30° к плоскости диска, а на отогнутой части диска закреплены режущие сегменты, при этом диаметр описанной окружности по внешней части режущих сегментов не превышает 2,2 диаметра шнека, кроме того, на каждом диске, торцевой частью к нему, закреплены по четыре лопасти таким образом, что 1/4 часть длины лопасти расположена на диске радиально со смещением на 45° от диагонали диска и касается ступицы, а 3/4 длины - отклонены назад относительно направления вращения под углом 40° и не выступают за края диска, при этом колесо центробежного насоса имеет три лопасти, профиль рабочих поверхностей которых представляет собой логарифмическую спираль, а число оборотов шнека определяется выражением

где n - число оборотов шнека, об/мин;

D - наружный диаметр винта, м;

S - шаг витков, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с²;

f - коэффициент трения движения перемещаемого продукта о кожух;

ε - угол наклона истинного пути частиц перемещаемого продукта внутри шнека относительно образующей кожуха, град;

α - угол подъема наружной кромки винта, град;

ρ - угол трения перемещаемого продукта о кожух при движении, град.