МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель применяется для многофункциональной обработки сыпучих материалов, в процессе их смешивания в одном смесителе и может быть использована на малых семейных фермах, в небольших крестьянских (фермерских) хозяйствах и частных кооперативах для получения высококачественных комбикормов животным в сельскохозяйственном производстве и в других отраслях промышленности (пищевой, формацевтической, лакокрасочной и пр.) при получении высокооднородных смесей.
Известны устройства для смешивания сыпучих материалов с использованием горизонтального винтового шнека выполненного в виде спирали с установленными регулируемыми лопастями, которые расположены на радиальных лучах прикрепленных к горизонтальному валу, вращающемуся в подшипниках качения. Так например смеситель МАИ фирмы «Amandus Kahl» Германия [Webster M. Controlling Variation of ingredients, manufacturing processes and products // Fed inerational. - 1995 vol.16. №10, p.30-38], a устройства в смесителях типа « Шуга» фирмы «Lodig» Германия имеют рабочие органы, выполненные в виде вертикальной ножевой головки, которые обеспечивают дополнительное послойное смешивание компонентов.
Недостатком конструкции рабочих органов таких смесителей является сложность в обслуживании такой конструкции, большая металлоемкость и энергоемкость процесса при смешивании.
Известно устройство для смешивания сыпучих материалов включающая вертикальный цилиндрический корпус, в котором расположен вал из круглого металла с лопастями, смещенными относительно друг друга и наклонными под углом к горизонтальной плоскости и вертикального шнека. Лопасть, прилегающая к днищу, выполнена в виде ножа, нижняя грань которого установлена под углом к днищу корпуса смесителя. Для загрузки и выгрузки в смесителе имеется вертикальный шнек, разделенный горизонтальной перегородкой [Класс 45е, 29/20 а.с. СССР №242565 МПК А01f (122222/30-15 от 1 марта 1968 г.)]
Недостатком такого устройства является невозможность осуществления по очередной загрузки и выгрузки продукта при необходимости работы (по циклограмме) на малых фермах, нет устройства для подачи добавок в жидком виде (жир, меласса, премиксы и пр.), завышена потребляемая мощность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению модели относится устройство, включающее дозированный ввод сыпучих компонентов, жидких добавок, воды (или пара в смеситель /кондициионер/), который имеет цилиндрический вертикальный корпус, внутри его расположен консольный вал из круглого металла и устройства для подачи обработанных паром и смешивания продукта в питателе-выдерживателе для равномерного влагооохлаждения частиц корма по всему объему [Патент Ru №2262243 C1 МПК А23К 1/14]
Недостатком таких устройств является наличие вспомогательных технических средств в виде питателя-выдерживателя, а это требует дополнительных капиталовложений, увеличивает металлоемкость оборудования и в целом повышает энергоемкость всего процесса.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности процесса многофункционального смесителя, что позволяет снизить металлоемкость и энергоемкость процесса обработки материалов (продуктов) в смесителе, особенно это важно при использовании его на малых фермах, для получения высококачественных обеззараженных комбикормов для требуемого вида животных.
В результате использования полезной модели повышается равномерность обработки сыпучих материалов в многофункциональном смесителе, снижается металлоемкость и энергоемкость процесса, повышается питательная ценность полученных высококачественных комбикормов.
Вышеуказанный заданный технический результат достигается тем, что в многофункциональном устройстве смешивания сыпучих материалов включающем смеситель с вертикальным валом и установленным на нем ступиц с приваренными лопастями, левая и правая лопасть нижнего яруса выполнена с горизонтальными вырезами, не менее трех, для монтажа на валу трех дисков с шестью отверстиями, для перераспределения центробежных сил по дискам, что обеспечивает непосредственную подачу пара через соответствующие штуцера в зону активного смешивания частиц материала, которые перед этим предварительно нагреваются с использованием термостойкого электрического провода, намотанного на стенки корпуса смесителя по винтовой линии с шагом равным диаметру провода и закрепленного на нем не менее чем четырьмя стойками, которые имеют на внутренней стороне полукруглые прорези равные ½ диаметра провода, а также в смесителе осуществляется охлаждение воздухом смешиваемого материала и подача жидких добавок через соответствующие штуцера, при чем каждая лопасть приварена к ступице под углом 45° по ходу вращения, а их нижние грани заточены под углом 30° к днищу корпуса смесителя. На (Фиг 1) представлен вырез в корпусе смесителя с лопастями. На (Фиг 2) изображены лопасти нижнего яруса, диски, штуцера. На (Фиг 3) показан разрез лопастей по А-А. На (Фиг 4) показан вид лопастей и дисков по Б-Б. На (Фиг 5) показан фрагмент электрического провода закрепленного по винтовой линии на наружной стенки корпуса смесителя. На (Фиг 6) показаны пластины для крепления электрического провода.
Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 (Фиг 1) смесителя с конусом 2, и электродвигатель 3, которые установлены на раме 4 и соединены через клиноременную передачу 5 и шкив 6 с валом 7. Внутри корпуса 1 смесителя на валу 7 закреплены ступицы нижняя 8 и верхняя 9 соответственно с лопастями 10, 11 нижнего и верхнего яруса. На нижнем днище корпуса 2 закреплены (Фиг 2) не менее трех 12,13,14 специальных дисков, разных по диаметру и равных по толщине, которые выполнены с соответствующими отверстиями для закрепления в них не менее шести штуцеров 15, 16, 17, 18, 19, 20, из которых 15, 16, 19, 20 для подачи пара или воздуха и 17, 18 для импульсного дозирования добавок в жидком виде. Корпус 1 (Фиг1) смесителя имеет открывающуюся крышку 21, а на наружной поверхности его цилиндра намотан специальный электрический провод 22, который закреплен не менее чем четырьмя вертикальными стойками 23 с полукруглыми прорезями на их внутренней стороне для укладки провода и который уложен в них со смещением каждого витка по кожуху на один шаг по толщине провода. Цилиндрический корпус 1 смесителя и крышка 21 сверху закрыты специальным термостойким утеплителем 24. Внутри корпуса 1 установлены термопары 25, для контроля нагрева корпуса и 26 для смешиваемого материала, а на конусной части корпуса 1, установлен электрический исполнительный механизм 27 для открытия или закрытия заслонки 28 при высыпании готового продукта в горловину 29. Установленные на днище корпуса смесителя диски не менее трех 12, 13, 14 (Фиг 2) имеют специальные отверстия с фасками не менее четырех для крепления их болтами 30 к раме 4 и резьбовые отверстия для ввинчивания не менее шести штуцеров соответственно 15, 16, 19, 20 для подачи пара или воздуха, а 17, 18 для импульсного дозирования и ввода добавок в жидком виде. Верхняя ступица 9, а также нижняя ступица 8 (Фиг 3, 4) на вертикальном валу установлена на шпонке 32 (Фиг 2) и закреплена болтом на валу с приваренными к ней левой и правой лопастью смещенными относительно друг друга и направленными под углом 45° по ходу вращения, нижние грани их заточены под углом 30° к днищу корпуса смесителя. Также левая и правая лопасть нижнего яруса имеют, горизонтальные вырезы, не менее трех, для монтажа на днище конуса смесителя не менее трех дисков со штуцерами для подачи пара, воздуха и импульсного ввода добавок в жидком виде в смеситель. Вся система управления работой многофункционального смесителя обеспечивается контроллером по специальной заданной программе с использованием микропроцессора в зависимости от условий протекания процесса.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Наполнитель засыпают в корпус 1 смесителя (Фиг 1). Включается электродвигатель 3 и через клиноременную передачу 5 и шкив 6 начинает вращаться вал в вертикальной плоскости. Вал 7 вращается с закрепленными на нем ступицами 8, 9 с приваренными к ним левой и правой 10.11 лопастью под углом 45° по походу вращения в горизонтальной плоскости. При этом нижние лопасти 10 (левая, правая) выполнены в виде плоских пластин, а их нижние грани заточены пол углом 30°. На нижней грани лопастей 10 имеются горизонтальные вырезы для дисков 12, 13, 14 (не менее трех), которые разные по размеру, но равные по толщине. Диски имеют сквозные, не менее четырех, отверстия с фасками для крепления дисков болтами 30 (Фиг 2) через дно корпуса смесителя к раме 4. В дисках 12, 13 также имеются сквозные отверстия с резьбой для ввертывания в них штуцеров 15, 16, 17, 18, 19, 20 для подачи пара или воздуха 15, 16, 19, 20 и 17, 18 для импульсного дозирования добавок в жидком виде. В этом случаи обеспечивается одновременная подача пара для быстрого кондиционирования, последующее выдерживание смеси и ее охлаждения.
Нагрев наружных стенок корпуса 1 смесителя и соответственно нагрев, смешиваемых сыпучих материалов обеспечивается за счет специального электрического провода 22 (Фиг 1, 5, 6). Провод намотан на наружную стенку корпуса 1 смесителя со смещением шага витков, равным толщине провода, который закреплен на корпусе специальными стойками 23 (не менее четырех) с полукруглыми прорезями равными ½ диаметр провода, для равномерного прижатия провода к корпусу 1. В стойке 23 имеются отверстия 31 для прикрепления болтами их к корпусу. Контроль нагрева смешиваемого материала обеспечивается наличием термодатчиков 25 на корпусе и 26 в смесителе. Для обеспечения быстрого прогрева, корпус 1 смесителя обмотан утеплителем 24. Конструкция предлагаемой модели обеспечивает равномерную баротермическую обработку в одном смесителе и позволяет обеспечить получение однородной массы высококачественных смесей.