ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ПЛЮЩИЛКА ЗЕРНА Российский патент 2018 года по МПК B02C4/06 

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 в вертикальном и горизонтальном направлениях и установленные с регулируемыми зазорами, очищающие ножи, смонтированные под вальцами, под верхним основным вальцом и нижними вальцами установлена направляющая криволинейная пластина [1]. Недостатком конструкции данной плющилки является то, что взаиморасположение основных ее рабочих органов недостаточно оптимизировано, что приводит к снижению пропускной способности технологического процесса переработки фуражного зерна при двухступенчатом плющении. Кроме того, довольно часто происходит забивание предварительно расплющенным зерном пространства между криволинейной направляющей пластиной и основным вальцом, вследствие чего плющилку останавливают для устранения забивания, - процесс производства корма прерывается, следовательно, снижаются пропускная способность и производительность данной машины.

Известен вальцовый станок (плющилка) для плющения фуражного зерна, состоящий из установленных на раме трех вальцов для плющения, питательный бункер с установленным в нем питающим вальцем, очищающие ножи, криволинейный очищающий нож (пластина), установленный под верхним основным вальцом и нижними вальцами [2]. Вследствие установки на данной плющилке питающего вальца повышена пропускная способность плющилки, а для снижения забиваемости предварительно расплющенным зерном пространства между криволинейной направляющей пластиной и основным вальцом нижний валец и криволинейный очищающий нож смонтированы на раме плющилки с возможностью отвода от основного вальца, если влажность перерабатываемого зерна выше 28%. Основной недостаток данной плющилки - при отведенном нижнем вальце происходит одноступенчатое плющение зерна, что снижает качество получаемого корма и повышаются энергозатраты на единицу получаемой продукции, что ведет к ее удорожанию.

Наиболее близкой по технической и технологической сущности к предлагаемому изобретению и поэтому принимается за прототип двухступенчатая плющилка зерна для ресурсо-энергосберегающей технологии производства зерновых кормов [3], включающая привод и кинематически связанные с ним вальцы, выполненные с возможностью смещения и регулировки зазоров относительно друг друга и установленные на раме, питательный бункер с окном и регулировочной заслонкой, в котором установлен питающий валец, очищающие ножи, установленные под основным и нижним вальцами, под верхним основным вальцом и нижними вальцами установлена криволинейная направляющая пластина, за очищающим ножом нижнего вальца смонтирована пластина с форсунками.

Недостатком конструкции данной плющилки является то, что взаиморасположение ее вальцов для плющения не является оптимальным, вследствие чего происходит снижение производительности технологического процесса двухступенчатого плющения фуражного зерна, а конструктивное исполнение и установка криволинейной направляющей пластины, смонтированной между боковым и нижним вальцами, часто приводят к забиванию предварительно расплющенным зерном пространства между криволинейной направляющей пластиной и основным вальцом, вследствие чего для устранения забивания плющилку зерна необходимо останавливать, следовательно, снижаются пропускная способность и производительность машины.

Задачей изобретения является разработка двухступенчатой плющилки зерна, обеспечивающей за счет оптимального взаиморасположения ее вальцов для плющения повышение пропускной способности плющилки, а конструктивно-технического исполнения и правильной установки криволинейной направляющей пластины - стабильность протекания технологического процесса плющения зерна, что повышает производительность всего процесса кормоприготовления и приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

Поставленная задача решается за счет предлагаемой двухступенчатой плющилки зерна.

Двухступенчатая плющилка зерна, включающая привод и кинематически связанные с ним вальцы, выполненные с возможностью смещения и регулировки зазоров относительно друг друга и установленные на раме, питательный бункер с окном и регулировочной заслонкой, в котором установлен питающий валец, очищающие ножи, установленные под основным и нижним вальцами, за очищающим ножом нижнего вальца смонтирована пластина с форсунками, под основным вальцом и между боковым и нижним вальцами установлена криволинейная направляющая пластина, отличающаяся тем, что центры вращения бокового и нижнего вальцов для плющения находятся на прямых, проходящих через центры вращения бокового и нижнего вальцов и через центр вращения основного вальца и образующих угол α=60°+ϕ₀, где 5°≤ϕ₀≤15°, а направляющая криволинейная пластина имеет кривизну R_п=R+1,5h₁ с центром, совпадающим с центром вращения основного вальца, где R - радиус рабочих цилиндрических поверхностей вальцов для плющения, а h₁ - межвальцовый зазор первой ступени плющения, при этом верхняя кромка направляющей криволинейной пластины касается рабочей поверхности бокового вальца с зазором от рабочей поверхности основного вальца h_вх=1,5h₁, нижняя кромка пластины максимально приближена к рабочей поверхности нижнего вальца и имеет зазор от рабочей поверхности основного вальца h_вых=2h_вх=3h₁.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что наибольшая пропускная способность второй ступени плющения, определяющая производительность всей плющилки, в значительной мере достигается взаиморасположением вальцов для плющения: центры вращения бокового и нижнего вальцов для плющения должны находиться на прямых, проходящих через центры вращения бокового и нижнего вальцов и через центр вращения основного вальца и образующих угол α=60°+ϕ₀, где угол ϕ₀=ϕ₀₁+ϕ₀₂=5…15° - определяется из конструктивных соображений и должен стремиться к минимально возможному значению. Установка под верхним основным вальцом и между боковым и нижним вальцами криволинейной направляющей пластины, имеющей кривизну рабочей поверхности R_п=R+h_вх=R+1,5h₁ с центром, совпадающим с центром вращения основного вальца, таким образом, что верхняя ее кромка касается рабочей поверхности бокового вальца, при этом зазор от рабочей поверхности основного вальца составляет h_вх=2h₁, а нижняя кромка пластины максимально приближена к рабочей поверхности нижнего вальца, но не касается ее, и имеет зазор h_вых=h_вх=3h₁ от рабочей поверхности основного вальца, приводит к тому, что забивания предварительно расплющенным зерном пространства между криволинейной направляющей пластиной и рабочей поверхностью основного вальца практически не происходит, следовательно, технологический процесс двухступенчатого плющения фуражного зерна остается стабильно высоким, что повышает производительность всего процесса кормоприготовления, и, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

Следовательно, предлагаемое изобретение - двухступенчатая плющилка зерна - решает поставленные перед ним задачи: обеспечивает за счет оптимального взаиморасположения вальцов для плющения повышение пропускной способности плющилки, а конструктивно-технического исполнения и правильной установки криволинейной направляющей пластины - стабильность протекания технологического процесса плющения зерна и, как следствие, производительности всего процесса кормоприготовления, что, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

На фиг. 1,а, представлена двухступенчатая плющилка зерна, на фиг 1,б - схема взаиморасположения плющильных вальцов и криволинейной направляющей пластины плющилки зерна.

Двухступенчатая плющилка зерна состоит из рамы 1, питательного бункера 2 с регулировочной заслонкой 3 и окном 21, подводящего канала 4, питающего вальца 5, основного 6, бокового 7, нижнего 8 вальцов. Вальцы 6, 7, 8, имеющие радиус R рабочих цилиндрических поверхностей, установлены на опорах 9, обеспечивающих изменение положения вальцов относительно друг друга. Очищающие ножи 10, 12 установлены у основного 6 и нижнего 8 вальцов. Между боковым 7 и нижним 8 вальцами, радиально к центру вращения основного вальца 6 смонтирована криволинейная направляющая пластина 11. За очищающим ножом 10 установлена пластина 13, за очищающим ножом 12 - пластина 14 с форсунками 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, питающего вальца 5 - от вальца 7 через клиноременную передачу 20.

Двухступенчатая плющилка зерна работает следующим образом. Подлежащий измельчению зерновой материал для плющения (фуражное зерно) 24 загружается в питательный бункер 2. При открытии регулировочной заслонки 3 зерно 24 захватывается лопастями питающего вальца 5 и через окно 21 и подводящий канал 4 подается в рабочую зону первой ступени плющения, имеющую межвальцовый зазор h₁, 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 23 попадает на криволинейную направляющую пластину 11, движется вдоль нее и направляется в рабочую зону второй ступени плющения, имеющую межвальцовый зазор h₂, образованный вальцами 6 и 8. После прохождения второй ступени плющения плющеное зерно 25 выводится из межвальцового зазора и подается в камеру смешивания 22, двигаясь вдоль направляющей пластины 13. На плющеное зерно 25 (если оно влажное), вылетающее из межвальцового зазора, распыляется консервант форсунками 15, смонтированными на пластине 14.

Сущность изобретения заключается в следующем. Экспериментально-теоретическими исследованиями установлено, что наибольшая пропускная способность второй ступени плющения, определяющая производительность всей плющилки, в значительной мере достигается взаиморасположением вальцов для плющения 6, 7 и 8: центры вращения бокового 7 и нижнего 8 вальцов для плющения находятся на прямых, проходящих через центры вращения бокового 7 и нижнего вальцов 8 и через центр вращения основного вальца 6, и при пересечении образующих угол α=60°+ϕ₀, где угол ϕ₀=ϕ₀₁+ϕ₀₂=5…15° определяется из конструктивных соображений и должен стремиться к минимально возможному значению. При этом межцентровое расстояние для вальцов 6 и 7 составляет 2R+h₁, для вальцов 6 и 8 - 2R+h₂. Криволинейная направляющая пластина 11 устанавливается под основным вальцом 6 и между боковым 7 и нижним 8 вальцами, имеет кривизну R_п=R+h_вх с центром, совпадающим с центром вращения основного вальца 6, таким образом, что верхняя ее кромка (точка А) касается рабочей поверхности бокового вальца 7 с зазором от рабочей поверхности основного вальца 6: h_вх=1,5h₁, нижняя кромка пластины 11 (точка В) максимально приближена к рабочей поверхности нижнего вальца 8, но не касается его и имеет зазор от рабочей поверхности основного вальца 6: h_вых=2h_вх=3h₁. Такая конструкция и установка пластины 11 практически исключают забивание предварительно расплющенным зерном 23 пространства между криволинейной направляющей пластиной 11 и основным вальцом 6, - технологический процесс двухступенчатого плющения фуражного зерна 24 не прерывается, поэтому пропускная способность и производительность машины остаются стабильными на оптимальном режиме. Следовательно, вышеуказанные технические изменения конструкции двухступенчатой плющилки зерна повышают ее производительность и стабилизируют исполняемый технологический процесс получения корма, что приведет к снижению стоимости произведенного продукта - плющеного зерна.

Таким образом, использование предлагаемой двухступенчатой плющилки зерна, по сравнению с прототипом, решает поставленные перед изобретением задачи: обеспечивает за счет оптимального взаиморасположения вальцов для плющения повышение пропускной способности плющилки, а конструктивно-технического исполнения и правильной установки криволинейной направляющей пластины - стабильность протекания технологического процесса плющения зерна и, как следствие, повышение производительности всего процесса кормоприготовления, что, в конечном итоге, приводит к снижению стоимости получаемого продукта - плющеного зерна.

Литература

1. Патент на изобретение №2222380, МПК 7 В02С 4/02. / Вальцовый станок. / Сысуев В.А., Савиных П.А. и др. Бюл. №3, 2004 г.

2. Патент на изобретение №2477178 С2, МПК В02С 4/06. / Способ плющения фуражного зерна и устройство для его осуществления. / Сысуев В.А., Савиных П.А., Казаков В.А. и др. Бюл. №7, 2013 г.

3. Патент на изобретение №2557780 С2, МПК В02С 4/00. /Двухступенчатая плющилка зерна для ресурсо-энергосберегающей технологии производства зерновых кормов. / Сысуев В.А., Савиных П.А., Казаков В.А. и др. Бюл. №21, 2015 г.

Изобретение относится к плющилкам зерна, которые могут быть использованы при производстве сухих и влажных зерновых кормов. Двухступенчатая плющилка зерна содержит привод, установленные на раме 1 вальцы 6, 7 и 8, выполненные с возможностью смещения и регулировки зазоров относительно друг друга, питательный бункер 2 с окном 21 и регулировочной заслонкой 3, очищающие ножи 10 и 12, установленные под основным 6 и нижним 8 вальцами. За очищающим ножом нижнего вальца смонтирована пластина с форсунками. Под основным вальцом 6 и между боковым 7 и нижним 8 вальцами установлена криволинейная направляющая пластина 11. При этом центры вращения бокового 7 и нижнего 8 вальцов для плющения находятся на прямых, проходящих через центры вращения бокового 7 и нижнего 8 вальцов и через центр вращения основного 6 вальца. Вышеуказанные прямые образуют угол α = 60⁰ + ₀, где 5⁰ ≤ ₀ ≤ 15⁰, а направляющая криволинейная пластина имеет кривизну R_n= R + 1,5h₁ с центром, совпадающим с центром вращения основного вальца, где R – радиус рабочих цилиндрических поверхностей вальцов для плющения, а h₁ – межвальцовый зазор первой ступени плющения. Верхняя кромка направляющей криволинейной пластины 11 касается рабочей поверхности бокового вальца 7 с зазором от рабочей поверхности основного 6 вальца h_вх = 1,5h₁, а нижняя кромка направляющей криволинейной пластины 11 максимально приближена к рабочей поверхности нижнего вальца 8 и имеет зазор от рабочей поверхности основного вальца h_вых= 2h_вх = 3h₁. Плющилка обеспечивает повышение производительности и стабилизацию технологического процесса. 2 ил.

Двухступенчатая плющилка зерна, включающая привод и кинематически связанные с ним вальцы, выполненные с возможностью смещения и регулировки зазоров относительно друг друга и установленные на раме, питательный бункер с окном и регулировочной заслонкой, в котором установлен питающий валец, очищающие ножи, установленные под основным и нижним вальцами, за очищающим ножом нижнего вальца смонтирована пластина с форсунками, под основным вальцом и между боковым и нижним вальцами установлена криволинейная направляющая пластина, отличающаяся тем, что центры вращения бокового и нижнего вальцов для плющения находятся на прямых, проходящих через центры вращения бокового и нижнего вальцов и через центр вращения основного вальца и образующих угол α = 60⁰ + ₀, где 5⁰ ≤ ₀ ≤ 15⁰, а направляющая криволинейная пластина имеет кривизну R_n= R + 1,5h₁ с центром, совпадающим с центром вращения основного вальца, где R – радиус рабочих цилиндрических поверхностей вальцов для плющения, а h₁ – межвальцовый зазор первой ступени плющения, при этом верхняя кромка направляющей криволинейной пластины касается рабочей поверхности бокового вальца с зазором от рабочей поверхности основного вальца h_вх = 1,5h₁ , а нижняя кромка направляющей криволинейной пластины максимально приближена к рабочей поверхности нижнего вальца и имеет зазор от рабочей поверхности основного вальца h_вых= 2h_вх = 3h₁.