Краткий анализ многокомпонентных дозаторов сыпучих кормов

Выводы

По результатам проведенных исследований были обоснованы параметры и режимы работы пневматического высевающего аппарата:

- высевающий диск состоит из соединенных между собой дисков с установленной между ними для исключения проскакивания семян в вакуумную камеру сеткой с ячейками меньше размера семян (0,4 х 0,4 мм).

- диски различные по толщине: внутренний диск имеют толщину, равную приведенному диаметру семян высеваемых мелкосеменных культур;

- отверстия (ячейки) расположены по окружности диска и имеет форму усеченного конуса для люцерны (0тт = 3 мм).

Необходимое количество семян, выносимых одной ячейкой (от 3 до 5 штук), обеспечивалось при разрежении в вакуумной камере 0,155 МПа.

Список литературы

1. Кем, А.А. Обоснование параметров и режимов работы высевающего аппарата для высева мелкосеменных культур : автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.А. Кем. - Омск, 1992. - 16 с.

2. Домрачев, В.А. Модернизация сеялки точного высева для мелкосеменных культур / В.А. Домрачев, А.А. Кем, В.Л. Миклашевич // Вестн. Рос. академии сельскохозяйственных наук. - 2013. - № 5. - С. 71-73.

3. Патент на полезную модель № 154985 РФ МПК 01 С 7/04 «Пневматический высевающий аппарат» от 20.09.15 / А.А. Кем, В.Л. Миклашевич, М.С. Чекусов, Д.А. Голованов.

4. Гончаров, П.Л. Биологические аспекты возделывания люцерны / П.Л. Гончаров, П.А. Лубенец. -Новосибирск : Наука, 1985. - 255 с.

5. Олешко, В.П. Семеноводство люцерны на Юге Западной Сибири : монография / В.П. Олешко. - Барнаул : Изд-во Алтайского НИИСХ, 2006. - 108 с.

Кем Александр Александрович, кандидат техн. наук, Сибирский НИИ сельского хозяйства; Миклашевич Владимир Львович, кандидат техн. наук, Сибирский НИИ сельского хозяйства, sibniish@bk.ru.

References

1. Kem A.A. Obosnovanie parametrov i rezhimov rabotyi vyisevayuschego apparata dlya vyiseva melkosemennyih kultur: avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk / A.A. Kem. - Omsk, 1992. - 16 s.

2. Domrachev V.A. Modernizatsiya seyalki tochnogo vyiseva dlya melkosemennyih kultur / V.A. Domrachev, A.A. Kem, V.L. Miklashevich // Vestn. Ros. akademii selskohozyaystvennyih nauk. - 2013. - № 5. - S. 71-73.

3. Patent na poleznuyu model № 154985 RF MPK 01 S 7/04 ot 20.09.15 «Pnevmaticheskiy vyisevayuschiy apparat» / A.A. Kem, V.L. Miklashevich, M.S. Chekusov, D.A. Golovanov.

4. Goncharov P.L. Biologicheskie aspektyi vozde-lyivaniya lyutsernyi / P.L. Goncharov, P.A. Lubenets. -Novosibirsk: Nauka. 1985. - 255 s.

5. Oleshko V.P. Semenovodstvo lyutsernyi na Yuge Zapadnoy Sibiri: monografiya / V.P. Oleshko - Barnaul: Izd-vo Altayskiy NIISH. - 2006. - 108 s.

Kem Aleksandr Aleksandrovich, Candidate of Technical Sciences, Siberian SRIA, sibniish@bk.ru; Miklashevich Vladimir L'vovich, Candidate of Technical Sciences, Siberian SRIA.

Статья поступила в редакцию 20 января 2016 г.

УДК 631.363.2.:636.085.6 ГРНТИ 68.85.35

У.К. Сабиев, Р.Н. Амрин, А.Н. Кушнерик

КРАТКИЙ АНАЛИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ДОЗАТОРОВ

СЫПУЧИХ КОРМОВ

Поднимается проблема отсутствия дозирующей машины, которая обеспечивала бы большую производительность и меньший расход энергии и отвечала бы зоотехническим и технологическим требованиям современного производства кормовых смесей. Описаны блоки многокомпонентного дозирования известных и серийно выпускаемых установок для приготовления комбикормов. Точность многокомпонентного дозирования сыпучих кормов существенно повышается при вибрационном воздействии на дозируемый материал. Вибрационное воздействие приводит сыпучий кормовой материал в состояние

© Сабиев У.К., Амрин Р.Н., Кушнерик А.Н., 2016

«псевдоожижения», что позволяет за счет снижения сил трения получить равномерное истечение, легко поддающееся управлению. При этом скорость движения сыпучего корма в среднем остается постоянной, а это является технологической основой для получения малой погрешности дозирования. Высокая точность вибрационного ввода ингредиентов позволяет достичь высокого качества кормовой смеси.

Ключевые слова: дозирование, компоненты, вибрация, погрешность, силы трения.

U.K. Sabiev, R.N. Amrin, A.NKushnerik

A BRIEF ANALYSIS OF MULTI-COMPONENT FREE-RUNNING FEED DISPENSERS

The article raises the problem of lack of metering machines, which would provide greater performance and lower power consumption and meet the zootechnic and technological requirements of modern production of feed mixtures. The description of multi-component metering units of some known and commercially available systems for the preparation of animal feed is given. The accuracy of multi-component dispensing of free-running feedsw substantially increases when the dosed material is being exposed to vibration. The effect of vibration results in free-flowing feed material transition into a state of "fluidization", which allows to achieve an even flowing due to the reduction of friction forces, that will be easily manageable. In this case the velocity of the bulk feed remains constant in average, which is a technological basis for achieving low error rate in dosage. High precision of vibration input of the components allows to achieve higher quality feed mixture.

Keywords: dosing, components, vibration, error, friction forces.

Введение

Основой интенсивного развития отрасли животноводства являются концентрированные корма. Научными исследованиями и практикой доказано, что от качества комбикормов во многом зависит повышение продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы. Скармливание зернофуража в виде дерти малоэффективно и экономически нецелесообразно. Простые кормовые смеси из нескольких видов зернофуража, сбалансированные по составу, дают значительно больший эффект, чем простая дерть, приготовленная из одной культуры [1].

Поэтому совершенствование технических средств механизации дозирования в кормопри-готовлении являются важной и актуальной задачей.

Обсуждение

В настоящее время технологический процесс производства комбикормов включает следующие операции: прием и хранение сырья; очистку сырья от посторонних примесей; измельчение зерна и других ингредиентов; дозирование и смешивание компонентов; учет и выдачу комбикормов [2].

В технологии приготовления комбикормов одним из наиболее важных звеньев является процесс дозирования, подчиненный особым требованиям к точности ввода компонентов для получения однородной кормовой смеси. Отклонения процентного содержания отдельных ингредиентов от заданной рецептом величины снижает кормовую и биологическую питательную ценность комбикорма, приводит к нарушению баланса минеральных элементов в организме животного, что неудовлетворительно сказывается на его продуктивности, росте и здоровье.

В данной статье представлен краткий анализ многокомпонентных дозаторов сыпучих кормов.

На сегодняшний день в условиях сельскохозяйственных предприятий при приготовлении комбикормов обычно используется батарея объемных дозаторов непрерывного действия (в оборудовании типа ОКЦ). Исключением является оборудование цехов типа ОЦК, где в основу технологического процесса положено весовое дозирование. Такие кормоцеха занимают большие площади, требуют огромных капитальных вложений, имеют высокую энерго- и металлоемкость и при этом не обеспечивают высокого качества приготовляемого комбикорма.

В последнее время многие акционерные общества нуждаются в наличии сравнительно недорогих, простых по конструкции и в эксплуатации установках для приготовления комбикормов из сырья местного производства. Особенно остро эта проблема стоит в связи с развитием фермерских и крестьянских хозяйств, где требуется надежная и доступная по цене кормо-приготовительная техника. Ниже описаны блоки многокомпонентного дозирования известных и серийно выпускаемых установок для приготовления комбикормов.

Блок многокомпонентного дозирования «Харковчанка» конструкции НПО ВНИИживмаш состоит из корпуса и пяти шнеков, размещенных параллельно и изолированных друг от друга стенками. Привод дозирующих шнеков осуществляется от электродвигателя через коробку передач. Данный блок дозирования отличается сложностью привода рабочих органов, ступенчатостью изменения подачи и сводообразованием в бункере. Кроме того, известно, что шнековые дозаторы обладают высокой неравномерностью дозирования [3].

Многокомпонентный блок дозирования комбикормового агрегата КА-4, разработанного ОПКТБ СИБНИИПТИЖА включает двенадцать шнеков, расположенных под шестью бункерами (по два шнека на каждый компонент) [4]. Использование двух шнеков на отсек вызвано желанием устранить зависание материала, однако это привело к резкому увеличению передаточных звеньев и металлоемкости блока. Как видно, и этот блок дозирования довольно сложен, энергоемок при высокой металлоемкости. Ступенчатость изменения подачи создает сложность при настройке на заданный рецепт, а большой шаг навивки шнеков, при малой частоте их вращения, приводит к значительной погрешности дозирования. Все вышеизложенное свидетельствует о том, что данный блок многокомпонентного дозирования далек от совершенства.

Все блоки многокомпонентного дозирования обладают рядом существенных недостатков и не в полной мере отвечают зоотехническим требованиям многокомпонентного дозирования.

То же самое можно отметить для блоков дозирования зарубежных комбикормовых установок. Как правило, блок дозирования включает электронно-взвешивающий узел, который состоит из тензометрического преобразователя, аналогового цифрового модуля, ЭВМ с печатающим устройством и микропроцессора с клавиатурой. Все это довольно дорогостоящее оборудование, и его применение в сельскохозяйственном производстве на данном этапе вряд ли целесообразно и своевременно [5].

Обзор и анализ наиболее распространенных типов дозаторов и комбикормовых агрегатов для приготовления сыпучих кормовых смесей показывает, что одним из перспективных направлений является полезное использование вибраций.

Доказано, что применение вибрации позволяет повысить сыпучесть и однородность потока сыпучего корма, уменьшить сводообразование в бункере, снизить энергоемкость процесса.

Известен многокомпонентный дозатор сыпучих кормов, разработанный в Алтайском ГАУ, позволяющий дозировать одновременно несколько компонентов одним рабочим органом с единым приводом [6]. В основу данного дозатора заложен принцип связного дозирования, что значительно повышает качество его работы. Многокомпонентный дозатор содержит бункер, разделенный вертикальными перегородками на четыре равных отсека (по числу компонентов). Система возбуждения включает в себя тросовые подвески и вибровозбудитель. Побудительный конус и прикрепленные к нему лопатки служат для создания требуемого динамического состояния сыпучей среды, отделяемой от общей ее массы, находящейся в бункере.

Технологический процесс дозирования протекает следующим образом. Исходные компоненты заполняются в отсеки бункера. При включении вибровозбудителя дебалансы генерируют вынуждающую силу, которая вызывает колебания побудительного конуса и виброднища. Лопатки побудительного конуса воздействуют на дозируемые материалы, вызывая их виброожижение. При отключении вибровозбудителя виброднище выполняет функцию затвора, предотвращающего самопроизвольное истечение материала из бункера. Подача каждого отсека имеет независимую регулировку и осуществляется перемещением заслонок относительно виброднища. Недостатком данного многокомпонентного вибродозатора является сложность регулировки подачи дозируемого материала, что отрицательно сказывается на равномерности подачи.

В Челябинской ГАА разработали многокомпонентный вибрационный дозатор сыпучих кормов [7]. Многокомпонентный дозатор состоит из бункера с секциями, установленного посредством пружин на опорах рамы. На скошенном дне бункера с наружной стороны прикреплен вибровозбудитель, а с внутренней - активаторы в виде пружин. На передней части бункера имеются выгрузной лоток и регулируемые заслонки.

Предлагаемый многокомпонентный вибрационный дозатор работает следующим образом. Секции бункера заполняются сыпучими компонентами в требуемом соотношении. До загрузки бункера устанавливается величина открытия выпускных окон с помощью заслонок. При включении вибровозбудителя создаются колебательные движения упругого дна каждой секции

бункера. От вибрирующей поверхности упругого дна передаются колебательные движения активаторам. Активаторы приводят сыпучие компоненты в секциях бункера в состояние «псевдоожижения», исключается сводообразование и повышается сыпучесть корма. Все это положительно влияет на снижение неравномерности дозирования компонентов.

К недостаткам многокомпонентного вибродозатора следует отнести недостаточно высокую точность дозирования, обусловленную осыпанием корма по всей высоте слоя корма в секциях бункера до достижения флуктуирующей поверхности угла естественного откоса. Особенно существенно это проявляется в случае отключения вибровозбудителя.

Заключение

Многообразие предлагаемых машин, применяемых для многокомпонентного дозирования, свидетельствует о том, что продолжаются поиски наиболее рационального типа дозирующей машины, которая обеспечила бы большую производительность и меньший расход энергии, отвечала бы в полной мере зоотехническим и технологическим требованиям современного производства кормовых смесей. Однако в сельском хозяйстве на сегодняшний день таких машин нет. Это является одной из основных причин, сдерживающих производство комбикормов непосредственно в хозяйствах из собственного зернового сырья и промышленных добавок. Появление данных машин могло бы стать условием рентабельного ведения отрасли животноводства. Поэтому исследования по разработке компактного, надежного в работе, простого в обслуживании многокомпонентного вибродозатора сыпучих кормов являются актуальными.

Пути совершенствования технологий и технических средств, в том числе блоков многокомпонентного дозирования, должны идти путем разработок дозирующих систем с интенсифицирующими рабочими органами вибрационного действия.

Список литературы

1. Сабиев, У.К. Интенсификация технологических процессов приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / У.К. Сабиев. - Барнаул, 2012. - 43 с.

2. Федоренко, И.Я. Технологические процессы и оборудование для приготовления кормов : учеб. пособие / И.Я. Федоренко. - Барнаул : Изд-во АГАУ, 2004. -180 с.

3. Применение оборудования УМК-Ф-2 (АКМ-1) для производства комбикормов в хозяйствах : рекомендации / Л.И. Кропп [и др.]. - М. : Агропромиздат, 1989. - 25 с.

4. Агрегат комбикормовый КА-4 : проспект / сост. Б.И. Изаак [и др.]. - Новосибирск, 1988. - 4 с.

5. Машины и оборудование для фермерского производства комбикормов за рубежом : обзорная информация. - М. : ЦНИИТЭИ, 1971. - 54 с.

6. Федоренко, И.Я. Вибрируемый зернистый слой в сельскохозяйственной технологии : монография / И.Я. Федоренко, Д.Н. Пирожков. - Барнаул : Изд-во АГАУ, 2006. - 166 с.

7. Сергеев, Н.С. Многокомпонентный вибрационный дозатор сыпучих кормов / Н.С. Сергеев, В.Н. Николаев, А.В. Литаш // Аграрный вестник Урала. -2015. - № 1. - С. 66-69.

Сабиев Уахит Калижанович, доктор техн. наук, профессор, Омский ГАУ, uk.sabiev@omgau.org; Амрин Рустамбек Нурланович, аспирант, Омский ГАУ; Кушнерик Андрей Николаевич, студент, Омский ГАУ.

References

1. Sabiev U.K. Intensifikatsiya tehnologicheskih protsessov prigotovleniya kombikormov v usloviyah selskohozyaystvennyih predpriyatiy : avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk. - Barnaul, 2012.- 43 s.

2. Fedorenko I.Ya. Tehnologicheskie protsessyi i oborudovanie dlya prigotovleniya kormov: uchebnoe posobie. - Barnaul: Izd-vo AGAU, 2004. - 180 s.

3. Kropp L.I. i dr. Primenenie oborudovaniya UMK-F-2(AKM-1) dlya proizvodstva kombikormov v hozyaystvah (rekomendatsii). - M.: Agropromizdat, 1989. - 25 s.

4. Agregat kombikormovyiy KA-4: prospekt / sost. B.I. Izaak [i dr.]. - Novosibirsk, 1988. - 4 s.

5. Mashinyi i oborudovanie dlya fermerskogo pro-izvodstva kombikormov za rubezhom: obzornaya infor-matsiya. - M.: TsNIITEI, 1971. - 54 s.

6. Fedorenko I.Ya. Vibriruemyiy zernistyiy sloy v selskohozyaystvennoy tehnologii: monografiya / I.Ya. Fedorenko, D.N. Pirozhkov. - Barnaul: Izd-vo AGAU, 2006. -166 s.

7. Sergeev N.S. Mnogokomponentnyiy vi-bratsionnyiy dozator syipuchih kormov/ N.S. Sergeev, V.N. Nikolaev, A.V. Litash // Agrarnyiy vestnik Urala. -2015. - № 1. - S. 66-69.

Sabiev Uakhit Kalizhanovich, Dr. Eng. Sci., Prof., Omsk SAU, uk.sabiev@omgau.org; Amrin Rustambek Nurlanovich, Postgraduate, Omsk SAU, Kushnerik An-drey Nikolaevich, Student, Omsk SAU.

Статья поступила в редакцию 26 февраля 2016 г.