РЕАКТОР БАРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ
REACTOR OF BAROTHERMAL TREATMENT OF CONCENTRATED FODDERS

Изобретение относится к оборудованию для баротермомеханической обработки рассыпных кормов и может быть использовано на животноводческих фермах, перерабатывающих сельскохозяйственных предприятиях и комбикормовых цехах.
Известна установка для обработки корма (а.с. SU 212738 А23k 1/00, 05.05.1968 г.), содержащая приемный бункер, гидролизный и бродильный чаны, где с целью проведения гидролиза под избыточным давлением гидролизный чан соединен с приемным бункером посредством шнекового питателя, а бродильный чан снабжен мешалкой, внутренняя часть которой выполнена полой для подвода воздуха.
Такой шнековый питатель может создать 0,01-0,02 МПа избыточного давления, что недостаточно для обработки концентрированных кормов, которые необходимо прогревать от 100°С до 300°С, при этом минимальное давление должно быть 10-15 МПа, а максимальное 12-20 МПа (Н.П.Мишуров «Перспективные технологии тепловой обработки комбикормов», ФГНУ «Росинформагротех», 2006 г., стр.23).
Известен продувочный котел-запарник (пат. RU 2 249 419 А23N 17/00, 10.04.2005 г.), содержащий горизонтально расположенную емкость, загрузочную горловину, выгрузной люк с крышкой, выгрузной патрубок с эжектором и запорным устройством.
Данный котел-запарник работает циклично, что приводит к потере производительности и теплоты при загрузке и выгрузке, а все операции по управлению устройством выполняются вручную.
Наиболее близким по техническому решению является запарник-очиститель пищевых отходов (а.с. SU 1583070 А23N 17/00, 07.08.1990 г.) - взят за прототип, включающий горизонтально расположенную наружную емкость, имеющую загрузочную горловину, выгрузные люки и патрубок, в котором соосно расположен перфорированный барабан, при этом наружная емкость и перфорированный барабан выполнены в форме усеченных конусов.
Запарник-очиститель также работает циклично в режиме: загрузка-запаривание-выгрузка, что характеризуется низкой производительностью, большими потерями теплоты при выгрузке корма и нестабильностью режима работы, причем конструкция узлов загрузки сырья и выгрузки готовых кормов очень неудобная, т.к. при загрузке каждой порции сырья надо устанавливать загрузочную горловину.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение заданных режимов баротермической обработки концентрированных кормов в непрерывном потоке за счет создания устройств загрузки и выгрузки в виде тепловых затворов, обеспечивающих непрерывную загрузку сырья и выгрузку готовых после обработки кормов (при высоком давлении и температуре), что позволяет исключить простой реактора при загрузке и выгрузке, повысить КПД реактора и его производительность, при этом снизить потери энергии.
1
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в реакторе баротермической обработки концентрированных кормов, содержащем горизонтально расположенную емкость, загрузочную горловину и выгрузной люк, новым является то, что реактор снабжен тепловыми затворами загрузки и выгрузки, выполненными в виде цилиндрического корпуса, внутри которого на одном валу последовательно установлен двухступенчатый шнек, имеющий ленточную навивку, и лопасти квадратной формы, при этом двухступенчатый шнек установлен с зазором 1,0-1,5 мм к корпусу затвора, отношение шага навивки первой ступени шнека S к шагу навивки второй ступени S равно 2, а лопасти установлены под углом 30° к оси вала и имеют рабочие кромки, заточенные под углом 15-20°.
1
Конструктивное выполнение тепловых затворов загрузки и выгрузки в виде последовательно установленных на валу двухступенчатого шнека и лопастей позволяет за счет исполнения шнека, имеющего ленточную навивку: навивка первой ступени с шагом S, большим шага навивки второй ступени S в 2 раза, принимать рассыпной концентрированный корм (сырье) первой ступенью, перемещать его вдоль оси вала ко второй ступени, в которой происходит уплотнение, за счет изменения шага навивки, и дальнейшее продвижение до встречи с лопастями, которые в свою очередь измельчают уплотненную массу. Так как одним из основных условий работы реактора, при баротермической обработке кормов, является поддержание постоянного давления и температуры, то уплотненный во второй ступени шнека корм не дает возможности выхода, находящегося под давлением пара и, соответственно, потери теплоты, причем достигается это за счет зазора между шнеком и корпусом, равным 1,0-1,5 мм и являющимся оптимальным. Если зазор будет менее 1,0 мм, то затвор будет работать как экструдер, а при зазоре более 1,5 мм уплотнение будет недостаточно и возможен прорыв пара из реактора. Измельчение уплотненной массы необходимо для равномерной дальнейшей баротермической обработки корма, что достигается установкой лопастей под углом 30°, как наиболее приемлемым в коротком временном режиме работы теплового затвора (постоянно подается сырье), а заточенные под углом 15-20° рабочие кромки позволяют этот процесс осуществлять более экономично и надежно, при этом, если угол заточки будет меньше 15°, измельчение будет происходить мелким помолом, что повлечет за собой, при наличии высокого давления в реакторе, обратный эффект, т.е. сырье не будет попадать в реактор, а задерживаться в затворе; при угле заточки больше 20° измельченные куски будут слишком крупными и сырье не получит необходимую по технологии баротермическую обработку.
Тепловой затвор выгрузки конструктивно аналогичен тепловому затвору загрузки и функционально действует в той же последовательности - принимает обработанный корм, уплотняет его (позволяя тем самым избежать потерь давления и теплоты) и измельчает готовый продукт.
За счет наличия двух затворов одинаковой конструкции упрощается конструкция самого реактора и его обслуживание; так как реактор работает в непрерывном режиме.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 - схема реактора баротермической обработки концентрированных кормов, фиг.2 - выносной элемент I по фиг.1, фиг.3 - выносной элемент II по фиг.2, фиг.4 - разрез А-А по фиг.3.
1
1
Реактор баротермической обработки концентрированных кормов включает горизонтально расположенную емкость (далее корпус) 1 (см. фиг.1) с загрузочной горловиной 2, выгрузным люком 3 и рабочим органом 4. На загрузочной горловине 2 установлен тепловой затвор загрузки, состоящий из цилиндрического корпуса 5 внутри которого на валу 6 последовательно расположены: двухступенчатый шнек с зазором 1,0-1,5 мм к корпусу затвора (см. фиг.2), имеющий ленточную навивку с отношением шага навивки первой ступени 7 - S к шагу навивки второй ступени 8 - S, равным 2, и лопасти квадратной формы 9 (см. фиг.1, 3, 4), установленные под углом 30° к оси вала, имеющие рабочие кромки, заточенные под углом 15-20°. К выгрузному люку 3 присоединен тепловой затвор выгрузки (см. фиг.1), состоящий из цилиндрического корпуса 10, внутри которого на валу 11 последовательно расположены: двухступенчатый шнек с зазором 1,0-1,5 мм к корпусу затвора, имеющий ленточную навивку с отношением шага навивки первой ступени 12 - S к шагу навивки второй ступени 13 - S, равным 2, и лопасти квадратной формы 14, установленные под углом 30° к оси вала, имеющие рабочие кромки, заточенные под углом 15-20°.
Реактор баротермической обработки концентрированных кормов работает следующим образом. Концентрированный рассыпной корм (комбикорм или его компоненты) непрерывным потоком поступает в корпус 5 теплового затвора загрузки, непосредственно на первую ступень 7 двухступенчатого шнека, расположенного на валу 6, имеющего ленточную навивку и установленного с зазором 1,0-1,5 мм к корпусу 5 теплового затвора, которая перемещает его вдоль оси вала ко второй ступени 8, при этом на второй ступени 8 сыпучий корм уплотняется, частично разрушается, одновременно (уплотняясь) перекрывает зазор и не пропускает пар, поданный в корпус 1 реактора, далее в спрессованном виде он передается к лопастям 9, имеющим заточенные рабочие кромки, которыми измельчается и принудительно самими лопастями передают в загрузочную горловину 2 корпуса 1 реактора, в котором под воздействием высокой температуры и давления происходит баротермическая обработка корма, при этом рабочий орган 4 реактора производит рыхление, смешивание и перемещение его вдоль корпуса 1 к выгрузному люку 3, под которым расположен тепловой затвор выгрузки. Выгрузка из реактора происходит принудительно рабочим органом 4 реактора в корпус 10 теплового затвора выгрузки непосредственно на первую ступень 12 двухступенчатого шнека, расположенного на валу 11, имеющего ленточную навивку и установленного с зазором 1,0-1,5 мм к корпусу 10 теплового затвора, которая перемещает его вдоль оси вала ко второй ступени 13, при этом на второй ступени 13 сыпучий корм уплотняется, частично разрушается, одновременно (уплотняясь) перекрывает зазор и не пропускает пар, находящийся в корпусе 1 реактора, далее в спрессованном виде он передается к лопастям 14, имеющим заточенные рабочие кромки, которыми измельчается и принудительно самими лопастями выталкивается наружу.
Использование данного реактора при баротермической обработке рассыпных концентрированных кормов позволяет исключить остановку реактора на загрузку и выгрузку, за счет надежной конструкции тепловых затворов загрузки и выгрузки, что дает возможность обеспечить непрерывную (поточную) работу реактора под рабочим давлением пара, ускорить время обработки, повысить производительность, сократить потери теплоты, а следовательно, энергии, при гарантированном выполнении процесса декстринизации крахмала и санитарной обработки концентрированных кормов.