Устройство дозированной подачи порошкообразного консерванта при заготовке сенажа в упаковке
DEVICE FOR DOSED SUPPLY OF POWDERED PRESERVATIVE DURING HARVESTING OF HAYLAGE IN PACKAGE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оборудованию для консервирования сенажа, во время прессования зеленной массы в рулон, упакованный в пленку, и может быть использовано в кормопроизводстве.
Наличие надежной и качественной кормовой базы является приоритетной задачей на сегодняшний день и непременным условием ведения эффективного животноводства. Сенажирование – наиболее надежный, технологически совершенный способ консервирования сочных кормов, имеющий ряд преимуществ в сравнении с заготовкой сена и силоса. Соблюдение всех требований технологии сенажирования позволяет производить заготовку высококачественного корма в больших объёмах продолжительный период, начиная с весны до осени в различных климатических зонах. Для повышения эффективности процесса заготовки сенажа в упаковке необходимо внесения консервантов. Эта мера направлена на сохранения качества корма и предотвращения вторичной ферментации, характеризующейся развитием гнилостных бактерий и плесени на кормовой массе в случае попадания в неё воздуха. Для консервирования сенажа в настоящее время применяются преимущественно жидкие формы препаратов, предназначенные для внесения в корма – органические кислоты или водорастворимые соли этих кислот.
Внесение порошкообразных препаратов, например, молотой серы, бензойной кислоты и др., представляется наиболее технически сложной задачей, а необходимость их применения диктуется хорошим консервирующим действием и большей экологичностью таких препаратов. Имеющиеся на сегодня специальные устройства для их внесения пока ещё малочисленны и несовершенны.
Как известно, порошкообразная сера является наиболее дешёвым и эффективным отечественным средством для консервирования [4]. Равномерность распределения и дозировки консерванта в сенажной массе достигается при наличии в технологической цепочке устройства дозированной подачи консерванта. В соответствии со схемой технологического процесса заготовки сенажа консерванты вносят в момент подбора провяленной массы пресс-подборщиком.
Известны устройства дозированной подачи жидких химических или биологических консервантов такие как, например, вертикальные погружные насосы-дозаторы НР-5 и НР-20 производства фирмы «Kemira» (Финляндия) [1].
Для внесения жидких либо сухих гранулированных консервантов используются дозаторы Silamat Spezial 10, Silamat Spezial 60 производства фирмы «Schaumann GmbH» (Германия) [2], но они не предназначены для внесения порошкообразных консервантов.
Известно устройство, используемое в составе плющильной машины дозированной подачи (дозатор) порошкообразной серы в фуражное зерно перед закладкой его на хранение [3]. Дозатор включает емкость для консерванта (бункер), источник постоянного давления и систему трубопроводов, которая включает воздухопровод, снабженный регулятором давления и трубопровод для доставки консерванта, снабженный краном-регулятором давления и эжектором. Воздухопровод соединен с емкостью для консерванта посредством трубок, которые подходят под углом ко дну емкости. Недостатком указанного устройства является то, что:
- эти трубки не обеспечивают полноценного рассеивания воздуха. Проходя через толщу консерванта, воздух образует в ней сквозные каналы, а вокруг них создается зона застойного консервирующего порошка;
- эжектор расположен за пределами емкости для консерванта и соединен с ней посредством трубки, на которой установлен шаровой кран-регулятор. Такое его расположение не исключает забивания указанной трубки засасываемым из емкости консервантом;
- процесс загрузки консерванта является трудоемким и длительным по времени из-за малой площади загрузочного отверстия. Указанные недостатки аналога, обусловленные сложностью конструкции дозатора, связанной с необходимостью создания в емкости для консерванта зоны повышенного давления, и недостаточная эффективность создания взвешенного состояния консерванта в этой емкости, имеют следствием неравномерность расходования порошкообразного консерванта.
Известно устройство дозированной подачи порошкообразного консерванта для консервирования кормов, включающее емкость для консерванта с загрузочным отверстием, источник постоянного давления, систему трубопроводов, включающую воздухопровод, снабженный регулятором давления, и трубопровод для доставки консерванта, снабженный эжектором, отличающееся тем, что воздухопровод снабжен устройством рассеивания воздуха, емкость для консерванта имеет сужающуюся донную часть, эжектор размещен в донной части емкости для консерванта, устройство рассеивания воздуха расположено под эжектором, внутренний диаметр воздухопровода составляет не менее 5 мм, а рабочее давление на выходе воздухопровода составляет 0,15-0,95 бар [4].
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Недостатками прототипа является:
1. Отсутствие механизированного способа загрузки.
2. Требует ручного просева материала перед использованием.
3. Использование в качестве источника давления компрессора трактора приводит к попаданию конденсата в воздушный поток, комкованию материала и, следовательно, к уменьшению равномерности распределения препарата в консервируемой массе и снижению надежности работы устройства в целом.
4. Вследствие конусной формы накопительного бункера появляются зоны "застоя" материала.
Предлагаемое устройство состоит из бункера крупной фракции 1, бункера мелкой фракции 2 и насоса 3. Бункер крупной фракции 1 представляет из себя коническую емкость с установленным в верхней части циклонным фильтром крупной фракции 4 и окном для выгрузки 5 в нижней части. На вход циклонного фильтра крупной фракции 4 подключен пневмопровод 6 через который осуществляется загрузка материала из транспортной емкости (на схеме не изображена). Выход циклонного фильтра крупной фракции 4 соединен посредством пневмопровода 7 со входом циклонного фильтра мелкой фракции 8, установленного в верхней части бункера мелкой фракции 2. В нижней части бункер 2 соединен с рабочим патрубком эжектор 9. Выход циклонного фильтра мелкой фракции 8 посредством пневмопровода 10 соединен с входом насоса 3. Выход насоса 3 соединен пневмопроводом 11 с входом эжектора 9. В разрыв пневмопроводов 10 и 11 установлены трехходовые краны 12 и 13 предназначенные для перевода устройства в режим работы и загрузки.  К выходу эжектора 9 подсоединен патрубок 14, через которой производится распыление материала.
Устройство работает следующим образом: при включении насоса 3, запитанного от бортовой сети трактора, в пневмопроводе 11 создается избыточное давление, а в пневмопроводе 10 – разряжение. Для перевода устройства в режим загрузки трехходовой кран 12 переводится в положение, при котором вход насоса 3 соединяется с выходом циклонного фильтра мелкой фракции 2, а трехходовой кран 13 соединяет выход насоса 3 в окружающую среду. При данном положение трехходовых кранов 12 и 13 разряжение, созданное насосом 3, через пневмопровод 10, трехходовой кран 12, циклонный фильтр мелкой фракции 8, пневмопровод 7 и циклонный фильтр крупной фракции 4 передается в пневмопровод 6. За счет образовавшегося разряжения в пневмопроводе 6, размещенном в транспортной емкости с материалом, его частицы увлекаются воздушным потоком и через пневмопровод 6 поступают в циклонный фильтр крупной фракции 4, где за счет центробежной силы, частицы размером более 1 мм падают в коническую емкость бункера крупной фракции. Крупные частицы в основном представлены инородными включениями (части грязи, камни и т.д.) и слипшимися частицами материала.  Мелкие частицы (размером менее 1 мм) под действием воздушного потока через пневмопровод 7 поступают в циклонный фильтр мелкой фракции 2. За счет центобежной силы частицы материала падают в коническую емкость бункера мелкой фракции 2. Воздушный поток, уже без частиц материала,  через пневмопровод 10, трехходовой кран 12, насос 3, патрубок 11 и трехходовой кран 13 попадает в окружающую среду. Загрузка осуществляется до заполнения бункера мелкой фракции.
Для перевода устройства в режим распыления, трехходовой кран 12 переводится в положение, при котором вход насоса 3 соединен с окружающей средой, а трехходовой кран 13 в положение, при котором выход насоса 3 соединен со входом эжектора 9. В данном режиме воздух засасываемый за счет разряжения из окружающей среды, проходит через трехходовой кран 12, пневмопровод 10, насос 3, пневмопровод 11 и трехходовой кран 13 попадает на вход эжектора 9. Проходя через эжектор 9 воздушный поток за счет разности давлений увлекает за собой частицы материала из бункера мелкой фракции 9 подавая его в патрубок 14, а затем непосредственно в зону распыла. Распыл производится до окончания материала в бункере мелкой фракции 2 или обработки. Регулировка количества подаваемого материала может осуществляться либо за счет изменения частоты вращения насоса, либо за счет частичного открытия крана 13. После окончания работ необходимо очистить бункер крупной фракции 1, открыв окно для выгрузки 5.
В качестве консерванта используется порошкообразная сера, например, по авторскому свидетельству RU 1099937. Возможно использование и других порошкообразных консервантов с аналогичными свойствами.
В качестве технологического оборудования, на которое монтируется предложенное устройство, помимо пресс-подборщика, возможно его использование на плющильных машинах и различного рода смесителях кормов, дробилках и др.
Добавление в устройство вакуумной части пневмопровода позволило механизировать процесс загрузки тем самым минимизировать контакт оператора с консервантом и снизить физическую нагрузку на него.
Повышение надежности устройства достигается за счет осуществления фильтрации материала, что позволяет избежать попадания инородных тел и комков порошкообразного консерванта в эжектор.
Вследствие отказа от использования сжатого воздуха из пневматической системы трактора отсутствует вероятность попадания конденсата из пневмосистемы в устройство, что предотвращает формирование комков материала.
Повышение равномерности распределения порошкообразного консерванта достигается за счет отсутствия в бункере застойных зон и сводообразований.
Техническим результатом является механизация процесса загрузки за счет добавления вакуумной части пневмопровода, повышение надежности устройства и равномерности распределения за счет фильтрации материала и отказа от использования сжатого воздуха из пневматической системы трактора.
Источники информации:
1. Отрошко С.А., Ахламов Ю.Д., Шевцов А.В. Современные способы внесения консервантов // Техника и оборудование для села. 2011. №3. с. 14-15. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15634590 (дата обращения: 27.03.2020).
2. Электронный ресурс: URL: http://www.schaumann.at/cps/schaumann-at/ds_doc/de-AT/Dosiergeraete_Beschreibung.pdf (дата обращения 27.03.2020).
3. Жужин М.С. Обоснование необходимости разработки дозатора для внесения в плющеное фуражное зерно порошкообразной серы в качестве консерванта // Вестник НГИЭИ.2015. №4 (47). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/obosnovanie-neobhodimosti-razrabotki-dozatora-dlya-vneseniya-v-plyuschenoe-furazhnoe-zerno-poroshkoobraznoy-sery-v-kachestve (дата обращения: 27.03.2020).
4. Патент РФ № 2615581, 16.02.2016г. Жужин М.С., Кучин Н.Н.