МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2019 года по МПК A23N17/00 

Изобретение относится к машинам для сельскохозяйственного производства и может быть использовано в технологических линиях приготовления кормов животным.

Динамика современных рыночных условий в сельскохозяйственной отрасли РФ требует интенсификации процессов производства мяса и молока, при сокращении расходов на составляющие компоненты кормления поголовья.

Существует острая необходимость в массовом производстве витаминно-кормовых добавок на основе природных ресурсов органического сырья, одним из которых является сапропель - донные отложения пресноводных водоемов, богатые витаминами и минеральными веществами.

Одним из наиболее эффективных методов применения сапропеля является проращивание на нем зеленой массы зерновых культур, в результате которого, поголовье получает целый спектр витаминов и минеральных веществ, а корм обладает вкусовыми свойствами. Такая витаминно-кормовая добавка на основе сапропеля дает возможность приблизить параметры зимнего содержания животных к летним.

В силу специфичности производства необходимо предусмотреть ряд пошаговых технических и технологических операций: дозированная подача зерна и сапропеля, с последующим перемешиванием перед проращиванием зеленой массы; проращивание побегов зерновых культур 6-7 дней до 10-12 см (период проращивания определяется максимальным содержанием в зеленой массе аскорбиновой кислоты и каротина), далее следует перемешивание и измельчение компонентов данного продукта (выращенной зеленой массы на сапропеле, связанной с ним корневой структурой), согласно зоотехнических норм для определенного типа животных.

Для выполнения всего цикла операций технологического процесса необходим надежный агрегат с широким набором функций и рабочими органами, приспособленными под физико-механические свойства как сапропелезернового (перемешивание зерна и сапропеля перед проращиванием), так и сапропелерастительного (выращенная зеленая масса, связанная с сапропелем корневой структурой) материала. Кроме того, для равномерной подачи зерна в конструкции должен быть предусмотрен бункер для зерна с дозатором регулирования нормы высева семян. Целесообразно предусмотреть ленточный транспортер для поточной подачи сапропеля и поддоны для проращивания сапропелезерновой смеси.

В связи с сезонностью производства витаминно-кормовой добавки (зимний период выращивания животных), в остальное время своего использования, предлагаемое нами изобретение должно быть пригодно для смешивания влажных кормовых смесей, комбикормов, то есть постоянно быть задействованным в различных технологических операциях.

Известен ряд конструкций смесителей-измельчителей: по авторскому свидетельству KZ 812 A01F 29/00, 15.06.1994 г.; патент РФ №43788 В02С 18/08, 10.02.2005 г.; патент РФ №2277836 С2, 10.10.2005 г.

Рассмотренные аналоги:

Конструкция по авторскому свидетельству KZ 812 A01F 29/00, 15.06.1994 г. предназначено для грубых кормов и силоса с дозированием комбикорма, микродобавок, жидких добавок. Технологический процесс устройства начинается с измельчения грубых кормов и силоса, дозирования в процессе перемещения материала добавками и смешивания перед выходом конечного продукта. В качестве рабочего органа дозатора используется эжекторная пластина.

Устройство, представленное патентом РФ №43788 В02С 18/08, 10.02.2005 г. имеет режущий и смесительный механизмы, форсунку-дозатор для внесения жидких компонентов. Сам смеситель-измельчитель может работать как в режиме смешивания-измельчения, так и в режиме только измельчения твердых органических продуктов, биогумуса. Рабочими органами при смешивании компонентов являются лопатки с возможностью изменения их поворота относительно оси штанги на угол 15-60°.

Преимуществами вышеуказанных устройств являются многофункциональность и возможность дозированной подачи нужных компонентов. В то же время, специфичность приготовления кормовых добавок на основе сапропеля, его физико-механические свойства определяют требования к конструктивным особенностям рабочих органов, режимам их работы.

Ни один из двух агрегатов (KZ 812 A01F 29/00; №43788 В02С 18/08) нельзя использовать для приготовления сапропелерастительного материала, так как будет происходить забивание режущего механизма, смешивание не даст нужной однородности продукта. Еще одним недостатком является сложность обслуживания и ремонта представленных выше конструкций. Представленные в конструкциях перечисленных аналогов дозаторы не предназначены для семян зерновых культур.

В качестве универсального устройства для приготовления витаминно-кормовой добавки на основе сапропеля в летний период выращивания животных и для смешивания влажных кормовых смесей, комбикормов в течение года разработана установка (патент РФ №2277836 С2, 10.10.2005 г.) - смеситель-измельчитель для приготовления кормов, которую мы принимаем за прототип.

Конструкция прототипа содержит корпус, в котором размещен шнек. На ступице шнека установлены двухлучевой нож и лопатки смешивания, которые поворачиваются относительно радиальной плоскости в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала. При этом смесь циркулирует вокруг лопатки, что способствует ее перемешиванию. Корпус снабжен загрузочной горловиной, выгрузной горловиной с заслонкой, которая располагается перед режущим аппаратом. На внутренней поверхности корпуса установлены направляющие ребра.

Преимуществами прототипа являются: применение лопаток смешивания с возможностью поворота, в зависимости от свойств корма; возможность работы устройства только как смесителя (открытие заслонки выгрузной горловины перед режущим аппаратом); выполнения шнеком не только функций транспортировки материала к режущему аппарату, но и перемешивания компонентов корма; адаптация параметров рабочих органов (лопаток, шнека, режущей пары) к физико-механическим свойствам сапропелерастительного материала (витаминно-кормовая добавка).

В тоже время существенным недостатком прототипа является отсутствие функции дозирования семян зерновых культур (устройства-дозатора), для их равномерного распределения в сапропеле и получения сапропелезерновой смеси для проращивания, то есть для производства витаминно-кормовой добавки (выращенной на сапропеле зеленой массы, связанной с ним корневой структурой).

Равномерность распределения зерна в сапропеле перед проращиванием будет зависеть от следующих факторов: от регулировки дозирования, скорости ленты транспортера подающего сапропель, от частоты вращения лопаток смешивания агрегата и шнека.

Поэтому предлагаемое нами изобретение позволит устранить недостатки прототипа и улучшить его функциональность.

Сущность патента - смеситель-измельчитель способен выполнять дополнительную функцию дозирования семян зерновых культур при распределении их в сапропеле и дальнейшем перемешивании рабочими органами (лопатками и шнеком). Таким образом, предлагаемое нами многофункциональное устройство будет задействовано во всех операциях технологического процесса производства кормовых добавок, а именно: 1 - в смешивании сапропелево-зерновой смеси перед проращиванием; 2 - в измельчении и смешивании проросшей зеленой массы и сапропеля. В частности, на первом этапе (получение сапропелезерновой смеси) сапропель поступает в камеру смешивания с ленты транспортера в чистом виде, а зерно дозированно поступает из бункера. Регулировка количества поступающего зерна производится в зависимости от скорости движения ленты транспортера. Затем сапропель и зерно смешивается с помощью лопаток и шнека и через выгрузное окно поступают на поддоны для дальнейшего проращивания. Затем (второй этап) пророщенный сапропелерастительный материал повторно поступает на ленточный транспортер и проходит через лопатки по шнеку до ножей, где измельчается и в виде витаминно-кормовой добавки поступает к животным.

Технический результат патента - регулируемое дозирование семян зерновых культур, в зависимости от нужной производительности смесителя-измельчителя и необходимой однородности сапропелезерновой смеси перед проращиванием, следствием чего является снижение трудоемкости при производстве витаминно-кормовой добавки.

На фиг. 1 изображен предлагаемый многофункциональный смеситель-измельчитель, который состоит из корпуса 2, в котором расположен шнек 3 и на его ступице нож 5. Для перемешивания компонентов сапропелерастительного материала на ступице шнека 3 установлены также лопатки 17. Направляющие ребра 18 прикреплены к внутренней стенке корпуса 2, вдоль оси шнека 3, только в той части устройства, где происходит уплотнение и измельчение корма. Сверху над ленточным транспортером 7 расположен дозатор 1, откуда поступают на перемешивание с сапропелем семена зерновых культур. Перемешанные зерна и сапропель попадают на поддоны 9, где идет проращивание, после чего данная витаминно-кормовая добавка опять поступает по ленточному транспортеру 7 в смеситель-измельчитель, где перемешивается лопатками 17 и шнеком 3, затем измельчается режущей парой нож 5 и противорежущая решетка 6. Выход сапропелезерновой смеси при проращивании осуществляется через выгрузную заслонку 19 выгрузной горловины 4, установленную перед режущей парой. При смешивании и измельчении витаминно-кормовой добавки, полученной после выращивания зеленой массы на сапропеле, выгрузная заслонка 19 закрыта.

Вращение рабочего органа дозатора 15 осуществляется с помощью электродвигателя 8. На вал шнека 3 смесителя-измельчителя крутящий момент передается через ременную передачу 16 от электродвигателя 10. Перемещение ленты транспортера происходит при включении электродвигателя 20, который, в свою очередь, соединен втулочно-пальцевой муфтой 14 с червячным редуктором 12.

Многофункциональный смеситель-измельчитель работает следующим образом.

Для получения сапропелезерновой смеси и дальнейшего проращивания зеленой массы зерновых культур на сапропеле, зерно из бункера, через дозирующее устройство 15 высевается на сапропель, перемещаемый ленточным транспортером 7. После чего сапропелезерновой материал поступает через загрузочную горловину на лопатки смешивания 17 и шнек 3, где перемешивается, транспортируется шнеком к выгрузной горловине 4. В итоге через открытую заслонку 19 на поддоны падает однородная сапропелезерновая смесь, готовая к проращиванию.

Продолжительность проращивания побегов зерновых культур 6-7 дней, высота до 10-12 см. Полученная, в результате этого, витаминно-кормовая добавка снова подается ленточным транспортером 7 в многофункциональный смеситель-измельчитель на лопатки 17 и шнек 3, перемешивается, транспортируется к режущей паре (нож 5 и решетка 6) и выходит через отверстия решетки в виде готового к скармливанию продукта (соответствие по гранулометрическому составу и однородности). При этом выгрузная заслонка 19 закрыта.

Изготовлен опытный образец заявляемого устройства, проведены испытания, подтверждающие работоспособность конструкции (фиг. 2-6).

Изобретение относится к машинам для сельскохозяйственного производства, может быть использовано в технологических линиях приготовления кормов для животных. Многофункциональный смеситель-измельчитель включает корпус с загрузочной горловиной, на внутренней поверхности которого установлены направляющие ребра, шнек, режущий элемент и решетка, а также лопатки смешивания и выгрузную горловину. Смеситель-измельчитель дополнительно снабжен бункером для зерна с дозатором регулирования нормы высева семян, ленточным транспортером для сапропели и поддонами для проращивания сапропелезерновой смеси. Использование изобретения позволит получить витаминно-кормовую добавку повышенного качества. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многофункциональный смеситель-измельчитель для приготовления кормов, включающий корпус с загрузочной горловиной, на внутренней поверхности которого установлены направляющие ребра, шнек, размещенный внутри корпуса, режущий элемент и решетка, лопатки смешивания, установленные на ступице шнека с возможностью поворота относительно радиальной плоскости на угол, величина которого зависит от физико-механических свойств смешиваемого материала, выгрузную горловину с заслонкой при смешивании без измельчения, отличающийся тем, что он снабжен бункером для зерна с дозатором регулирования нормы высева семян, ленточным транспортером, перемещающим сапропель, и поддонами для проращивания сапропелезерновой смеси, причем дозатор установлен над ленточным транспортером, а ленточный транспортер сообщен с загрузочной горловиной для подачи сапропелезерновой смеси на перемешивание шнеком и лопатками с последующим поступлением ее на поддоны для проращивания, причем после проращивания сапропелерастительная смесь повторно поступает в смеситель-измельчитель на цикл переработки для получения готового к скармливанию продукта в виде витаминно-кормовой добавки.

2. Многофункциональный смеситель-измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что производительность шнекового питателя при транспортировании и смешивании сапропелезерновой смеси определяется по следующей формуле:

где - скорость подачи сапропелезерновой смеси шнеком; - площадь сечения рабочего канала шнека м²; q - коэффициент заполнения рабочего канала шнека, при полном заполнении q=1; ρ - плотность сапропелезерновой смеси, кг/м³.