Универсальное малогабаритное устройство для измельчения кормов Российский патент 2022 года по МПК A23N17/00 A01F29/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к измельчителям-смесителям кормов и может быть использовано для измельчения растительных кормов с широким диапазоном влажности и смешивания сыпучих кормов в условиях личных подсобных и крестьянских и фермерских хозяйств.

Уровень техники

Известны малогабаритные измельчители кормов - аналоги, например ДЗ-Т-1, ИЗМ-Т-1, ЭЗД-Т-1, КЛК-Т-1, ИКМ-Т-0,8, И7-КУ (см. Каталог. Средства малой механизации для животноводства и кормопроизводства. Минавтосельхозмаш СССР, Москва, 1989) и др. Недостатком их является низкая универсальность и производительность. Так, например, измельчитель ИЗМ-Т-1 может выполнять только измельчение зерна с производительностью всего 57 кг/ч. Изучение различных литературных источников и патентных материалов показало, что ни один известный малогабаритный измельчитель кормов не обладает требуемой высокой универсальностью, гибкостью, а по производительности не может одновременно удовлетворить личное подсобное хозяйство, фермерское хозяйство.

Измельчитель дисковый корнеклубнерезка типа КПИ-4, предназначенный для измельчения кормовой свеклы, моркови, картофеля и др. (см. Макаров А.П. Механизация приготовления и раздачи кормов на фермах. – М.: Колос, 1966, с. 147-152), который близок к нашей конструкции, выполняет всего одну операцию измельчение корнеклубнеплодов. В фермерском и подсобном хозяйствах, сельскохозяйственных кооперативах и арендных коллективах требуется такой универсальный измельчитель кормов, который бы обеспечивал измельчение зерна, стебельчатых кормов, корнеклубнеплодов, овощей, фруктов, початков кукурузы, стеблей кукурузы. Другими словами производил одновременно измельчение сочных и сухих концентрированных кормов.

К основному недостатку можно отнести низкую производительность при высоком энергопотреблении, а также непригодность для измельчения початков кукурузы различной спелости и концентрированных кормов влажностью до 15%.

Известны различные конструкции измельчителей-смесителей кормов, оборудованных различными рабочими органами, представляющими собой шарнирно закрепленные молотки, фрезы, штифты. Перечисленные рабочие органы надежны, долговечны и универсальны, но не отвечают современным требованиям энергосбережения (см. Кулаковский И.В. и др., Машины и оборудование для приготовления кормов. Справочник. Ч. 1. – М.: Россельхозиздат, 1987, с.57).

Известен измельчитель-смеситель кормов ИСК-3 для приготовления кормовых смесей и грубых кормов, содержащий рабочую камеру с приемным бункером и выгрузным патрубком, установленный в камере ротор, на котором смонтированы, поярусно закрепленные, радиально установленные ножи. Также режущие элементы установлены на внутренней поверхности вертикальной камеры (см. Коба В.Г. и др. Механизация и технологии производства продукции животноводства. – М.: Колос, 1999 – 24с., рис. 13.33).

Недостатком является относительно большая металлоемкость и энергоемкость, что не приемлемо для малых хозяйств, невозможность регулирования степени измельчения, а также чрезмерное соковыделение из измельчаемой массы в сравнении с рабочими органами, воздействующими на материал режущим лезвием (резание) или клином (строгание).

Наиболее близким по технической сущности и принимаемый авторами за прототип является конструкция малогабаритного ножевого измельчителя типа корморезка КР-01 производства ООО «Уралспецмаш» (г. Миасс Челябинской области), состоящая из загрузочного бункера, закрепленного на сварной раме и ножа, связанного с валом привода, под которыми в буккере расположена выгрузная горловина для прохода измельченного материала (см. Сельскохозяйственная техника и оборудование для фермерских хозяйств. Каталог. Т.1. – М.: Информагротех, 1994, с.212).

Недостатком его является невозможность регулирования степени измельчения, измельчения и смешивания концентрированных кормов, высокой энергоемкость при относительно небольшой производительности и невозможностью загрузки готового корма в хранилище или кормушку.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка универсального малогабаритного устройства для измельчения кормов обладающего: снижением энергозатрат за счет выполнения конструкции, обеспечивающей измельчение материалов в режиме скользящего резания, обеспечение высокой производительности за счет подачи готового корма к следующей технологической операции, варьированием степени измельчения путем регулировки высоты возвышения ножей над поверхностью диска, возможностью быстрой перенастройки измельчения-смесителя из режима работы измельчение на режим смешивания путем несложной перенастройки аппарата и возможностью загрузки готового корма в хранилище или кормушку.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к универсальности устройства и высокому качеству измельчения кормов с широким диапазоном влажности, смешиванию сыпучих кормов, низкой энергоемкости и возможности быстрой загрузки кормораздатчика или кормохранилища.

Технический результат достигается с помощью универсального малогабаритного устройства для измельчения кормов, включающее закрепленный на станине загрузочный бункер с установленными на валу привода ножевым диском, и размещенную в загрузочном бункере под ножевым диском выгрузную горловину, ножевой диск снабжен лопастями-швырялками, криволинейными ножами с окнами для прохода измельченного материала, которые установлены попарно и регулируются по высоте, а также закрепленными на приводном валу смешивающими пластинами с возможностью фиксации, при этом загрузочный бункер закрыт съемной крышкой, с выполненным в ней загрузочным окном, а выгрузная горловина снабжена гибким рукавом для отвода готового материала, кроме того на станине над электродвигателем закреплена роторная дробилка, в полости которой размещен зубчатый ротор в виде дисковой фрезы и регулируемая рифленая дека, причем дробилка снабжена загрузочной горловиной с регулируемой заслонкой и промежуточной горловиной, которая жестко соединена с загрузочным бункером.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема универсального малогабаритного устройства для измельчения кормов, общий вид.

На фиг. 2 - ножевой диск с криволинейными ножами.

На фиг. 3 - схема расположения роторной дробилки на измельчителе.

Осуществление изобретения

Универсальное малогабаритное устройство для измельчения кормов содержит загрузочный бункер 1, в котором расположен ножевой диск 2, смешивающие пластины верхняя 3 и нижняя 4, размещенные на приводном валу 5. На ножевом диске 2 расположены регулируемые по высоте криволинейные ножи 6 с окнами 7 под ними для прохода измельченного материала. Ножевой диск 2 выполнен в виде ротора, представляющего собой колесо с лопастями-швырялками 8, направленными под углом в сторону, обратную вращению ротора равную 70-80° и фиксируется осевым стопором 9 к приводному валу 5, либо наружным стопором 10 – к стенке бункера 1. Смешивающие пластины верхняя 3 и нижняя 4 фиксируются осевыми стопорами 11 и 12 соответственно к приводному валу 5 либо наружными стопорами 13 и 14 к стенке бункера 1. Такое крепление смешивающих пластин верхней 3, нижней 4 и ножевого диска 2 на приводном валу 5 обеспечивают три варианта работы: а) привод осуществляется на ножевой диск 2; б) привод передается на смешивающие пластины верхнюю 3 и нижнюю 4; в) привод передается на смешивающие пластины верхнюю 3 и нижнюю 4 и ножевой диск 2. Приводной вал 5 вращается в подшипниках 15. Вращение приводного вала 5 осуществляется от электродвигателя 16 через клиноременную передачу 17. Загрузочный бункер 1 закрыт съемной крышкой 18 с выполненной в ней загрузочным окном 19. Гибкий рукав 20 для отвода готовой продукции зафиксирован к выгрузной горловине 21 оснащенной регулировочной заслонкой 22. Названные узлы и элементы размещены на станине 23, представляющую собой сварную раму. На станине 23 над электродвигателем 16 закреплена роторная дробилка 24 для измельчения концентрированных кормов. В полости корпуса роторной дробилки 24 размещены зубчатый ротор 25 в виде дисковой фрезы приводимой в движение электродвигателем 26 и рифленая дека 27 с регулируемым винтом 28. Роторная дробилка 24 снабжена загрузочной горловиной 29 с регулировочной заслонкой 30 и промежуточная горловиной 31 жестко соединённой с загрузочным бункером 1, таким образом, что измельченные концентрированные корма попадают на нижнюю смешивающую пластину 4 и ножевой диск 2 при необходимости до измельчаются или смешиваются и выводится из универсального малогабаритного измельчителя кормов через гибкий рукав 20. Регулировка оборотов электродвигателя 16 для различных режимов работы приводного вала 5 осуществляется при помощи частотного регулятора 32.

Работа универсального малогабаритного измельчителя кормов осуществляется следующим образом:

1-я ступень измельчения. В роторной дробилке 24 зерно злаковых и бобовых культур влажностью до 15% (концентрированные корма) из загрузочной горловины 29 при открытии регулировочной заслонки 30 подаются между приводным зубчатым ротором 25 и рифленой декой 27, так происходит процесс измельчения материала. Зубчатый ротор 25 приводится в движение электродвигателем 26, а требуемая степень измельчения материла выбирается регулируемым винтом 28. Измельченный материал, через промежуточную горловину 31 попадает на ножевой диск 2, вращающийся на приводном валу 5 проходя в окна 7 под криволинейными ножами 6, откуда измельченная резка подается лопастями-швырялками 8 наружу через выгрузную горловину 21 потоком воздуха через гибкий рукав 20 создаваемый лопастями-швырялками 8. Поток воздуха регулируется регулировочной заслонкой 22. Ножевой диск 2 фиксируется осевым стопором 9 к приводному валу 5 и приводится в действие электродвигателем 16 через клиноременную передачу 17, а смешивающие пластины верхняя 3 и нижняя 4 неподвижны и зафиксированы наружными стопорами 13 и 14 к стенке бункера 1. Названные узлы и элементы размещены на станине 23, представляющую собой сварную раму.

2-я ступень измельчения. Неизмельченный материал в виде початков и стеблей кукурузы влажностью до 70% (сочные корма) через загрузочное окно 19 съемной крышки 18 подается в загрузочный бункер 1, в котором расположен ножевой диск 2, вращающийся на приводном валу 5, закрепленном в подшипниках 15. Неизмельченный материал попадает на криволинейные ножи 6, размещенные на ножевом диске 2 попарно в одном направлении, удовлетворяющие условиям минимального и максимального углов скольжения, по теории режущего аппарата, с криволинейными лезвием. Такое расположение ножей дает эффект «скользящего резания», обеспечивающего чистый срез материала и снижение энергозатрат в 1,4 – 2,5 раза по сравнению с резанием в режиме «рубка» (см. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. – Л.: Колос, 1978, с.178-189). Криволинейные ножи 6 отрезают стружку, которая через окна 7 ножевого диска 2 попадает в пространство под ним, откуда измельченная резка подается лопастями-швырялками 8 наружу через выгрузную горловину 21 потоком воздуха через гибкий рукав 20. Происходит измельчение сочных кормов.

Режим смешивания. Для выполнения смешивания сыпучего материала используемого при приготовлении кормов необходима перенастройка универсального малогабаритного устройства для измельчения кормов. Осевые стопоры 11 и 12 верхней 2 и нижней 3 смешивающих пластин фиксируют к приводному валу 5, а наружные стопоры 13 и 14 отпускают, переводя смешивающие пластины верхняя 3 и нижняя 4 из режима работы ограничителя в режим работы смешивания. Ножевой диск 2 наоборот, фиксируют наружным стопором 10 к стенке бункера 1, предварительно отпустив осевой стопор 9 и установив максимальную высоту возвышения наклонных криволинейных ножей 6.

Универсальное малогабаритное устройства для измельчения кормов на смешивании работает следующим образом. Через загрузочное окно 19 съемной крышки 18 продукт засыпают в загрузочный бункер 1. Смешивание кормовых смесей происходит при помощи вращения смешивающих пластин верхней 3 и нижней 4, жестко зафиксированных к приводному валу 5, осевыми стопорами 11 и 12. Приводной вал 5 работает от электродвигателя 16 через клиноременную передачу 17.

Для выполнения разгрузки смеси достигшей необходимой степени смешения и определенной однородности открывают регулировочную заслонку 22, наружный стопор 10 отпускают, а осевой стопор 9 фиксируют к приводному валу 5, переводя ножевой диск 2 с лопастями-швырялками 8 в режим работы. Готовый продукт выводится из бункера малогабаритного измельчителя-смесителя кормов аналогично процессу измельчения материала.

Регулировка степени однородности смеси осуществляется подбором режимов смешивания при помощи изменения оборотов электродвигателя 16, установленном на станине 23 частотным регулятором 32.

Изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- универсальность и пригодность для измельчения материалов с широким диапазоном влажности;

- возможностью смешивания сыпучего материала;

- высокая производительность при мгновенном удалении из зоны резания измельченных частиц;

- качественное измельчение за счет регулирования высоты возвышения ножей над поверхностью диска;

- низкие энергозатраты;

- простота в обслуживании и безопасность работы.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к измельчителям-смесителям кормов и может быть использовано для измельчения растительных кормов и смешивания сыпучих кормов. Устройство включает закрепленный на станине загрузочный бункер с установленным на валу привода ножевым диском, и размещенную в загрузочном бункере под ножевым диском выгрузную горловину. Ножевой диск снабжен лопастями-швырялками с криволинейными ножами и окнами для прохода измельченного материала, установленными попарно и регулируемыми по высоте. Ножевой диск имеет также закрепленные на приводном валу смешивающие пластины с возможностью их фиксации. Загрузочный бункер закрыт съемной крышкой, в которой выполнено загрузочное окно. Выгрузная горловина снабжена гибким рукавом для отвода готового материала. На станине над электродвигателем закреплена роторная дробилка, в полости которой размещен зубчатый ротор в виде дисковой фрезы и регулируемая рифленая дека. Дробилка снабжена загрузочной горловиной с регулируемой заслонкой и промежуточной горловиной, которая жестко соединена с загрузочным бункером. Использование изобретения позволит повысить качество готового продукта. 3 ил.

Универсальное малогабаритное устройство для измельчения кормов, включающее закрепленный на станине загрузочный бункер с установленным на валу привода ножевым диском, и размещенную в загрузочном бункере под ножевым диском выгрузную горловину, отличающееся тем, что ножевой диск снабжен лопастями-швырялками с криволинейными ножами и окнами для прохода измельченного материала, которые установлены попарно и регулируются по высоте, а также закрепленными на приводном валу смешивающими пластинами с возможностью их фиксации, при этом загрузочный бункер закрыт съемной крышкой, с выполненным в ней загрузочным окном, а выгрузная горловина снабжена гибким рукавом для отвода готового материала, кроме того на станине над электродвигателем закреплена роторная дробилка, в полости которой размещен зубчатый ротор в виде дисковой фрезы и регулируемая рифленая дека, причем дробилка снабжена загрузочной горловиной с регулируемой заслонкой и промежуточной горловиной, которая жестко соединена с загрузочным бункером.