УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ
INSTALLATION FOR FODDERS PREPARATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для приготовления жидких кормов, в основном для кормления молодняка свиней и крупного рогатого скота. К жидким кормам для кормления молодняка предъявляются особые требования, а именно измельчение зерна и частиц сухой кормовой питательной смеси до крупности не более 500 микрон при одновременном нагреве до 52…56 С°, т.е. до образования кормовой пасты, свободной от болезнетворных бактерий.
Известна установка для приготовления жидких питательных смесей согласно патенту на изобретение №2322162, МПК7 A23N 17/00, В02С 23/26. Установка предназначена для измельчения, смешивания, нагрева исходного сырья и получения жидких питательных смесей. Установка содержит теплогенератор-измельчитель, включающий в себя вихреобразователь жидкости в виде циклона с входным каналом, расположенным тангенциально с углом к оси корпуса 90°, а также корпус, снабженный вставкой в виде секций, на внутренней поверхности которых выполнены кольцевые проточки и наклонные пазы, образующие шевронное соединение. Установка также включает в себя рабочий насос с электроприводом, соединенный с теплогенератором посредством инжекционного патрубка, подающий (напорный) и обратный (всасывающий) трубопроводы, обеспечивающие взаимосвязь теплогенератора с теплообменником. В корпусе установлен расширитель потока по оси гильзы, выполненной из двух и более конусов (пирамид), направленных навстречу потоку, с образованием одного кольцевого рабочего канала.
Существенным недостатком известного устройства является несколько сниженная, но все-таки весьма значительная продолжительность технологического цикла измельчения и нагревания питательной смеси (иногда до двух часов - по трудно измельчаемым смесям) и это в основном обусловлено наличием в секциях кольцевых проточек и наклонных (до 30°) пазов шевронного соединения, что повышает количество вихревых зон (по сравнению с ранее известными конструкциями теплогенераторов), но практически не является достаточно эффективным устройством. К снижению производительности данного генератора приводят также и следующие недостатки конструкции. Во-первых, это резкий переход от диаметра циклона к значительно меньшему диаметру рабочей зоны вставки, что приводит к торможению потока. Во-вторых, твердые частицы смеси, проходя путь от входа вставки до выхода, существенно измельчаются и, очевидно, нецелесообразно затруднять выход смеси расширителем потока с конусом, направленным вершиной навстречу в последней секции, т.к. эффективнее будет работать обратное расположение последнего конуса вследствие необходимости скорейшего выпуска смеси на следующий цикл теплообмена. Таким образом, очевидно, что рабочая зона одна - это секции вставки и чем меньше нерабочих зон, гидравлических сопротивлений и зон резких торможений потока, тем больше циклов по пути «насос - теплогенератор - теплообменник» пройдет смесь в единицу времени, а это существенно повышает производительность установки.
Следующим значительным недостатком известного устройства является низкий уровень ремонтопригодности, а также ограниченность диапазона регулирования режима кормоприготовления. Это обусловлено тем, что, во-первых, цилиндрические с наружной стороны рабочие секции практически трудно демонтировать после износа из трубообразного корпуса без специального гидросъемника, тем более что применение пазов шевронного направления требует точного расположения соседних рабочих секций. В описании изобретения (см. Фиг.3), например, применена длинная шпонка (без позиции). Во-вторых, отражатель потока в циклоне, имеющий возможность изменения угла наклона, практически работает в очень ограниченном диапазоне, т.к. занимает всего половину площадки узкого, но довольно значительного по диаметру циклона. Далее очевидно, что этот круговой сегмент - отражатель (см. поз.15 на Фиг.3) при увеличении угла наклона образует наружную полукольцевую щель, куда попадает под рабочим давлением входящая смесь, что существенно нарушает радиальное вихреобразование в циклоне и создает значительное гидравлическое сопротивление потоку смеси, падение скорости на входе и, как следствие, снижение общей производительности теплогенератора. Таким образом, предложенный отражатель потока малоэффективен и даже вреден для работы устройства, что косвенно подтверждают и сами авторы изобретения, приводя данные о наибольшей производительности генератора при нулевом угле отражения потока.
Основной целью предлагаемого технического решения установки являются повышение ремонтопригодности, сокращение времени технологического цикла, повышение экономичности и расширение диапазона регулирования кормоприготовления. Все это достигается только при соблюдении основных требований, предъявляемых к жидким кормовым смесям: крупность частиц, температура и вязкость готовой смеси, строгое соблюдение рецептуры и другие параметры, соответствующие техническим условиям.
Сущность устройства заключается в том, что в установке для приготовления жидких кормов, включающей закрепленный на раме бак-теплообменник, установленный на баке теплогенератор-измельчитель, содержащий ускоритель потока жидкости в виде циклона с инжектором, расширитель потока, насос, соединенный с теплогенератором посредством напорного трубопровода, люк с сеткой для загрузки сыпучих продуктов на входном отверстии бака и устройство для удаления готовой смеси, предлагается циклон выполнить сферическим с инжектором активного входа и вихревым сепаратором потока, вставку конического корпуса теплогенератора-измельчителя выполнить не менее чем из трех секций, содержащих наружные и внутренние кольцевые элементы с многозаходными винтовыми канавками левого и правого направления, а расширитель потока выполнить в виде конического регулятора, содержащего винтовую нарезку, встречного потоку смеси направления.
В предлагаемой конструкции установки выполнение циклона-ускорителя потока со сферической рабочей поверхностью и с инжектором активного входа потока, т.е. подающего смесь по касательной к вершине сферы, а также использование сепаратора-разделителя (стабилизатора) потока смеси вихревого типа, способствуют снижению гидравлических сопротивлений и равномерному входу смеси под рабочим давлением в секции вставки теплогенератора. Исполнение корпуса теплогенератора коническим, содержащим секции вставки в виде наружных и внутренних кольцевых элементов, образует не один (как в известном устройстве), а два рабочих канала, что вдвое повышает пропускную способность (производительность) активной части теплогенератора. Кроме того, выполнение на кольцевых элементах многозаходных винтовых канавок встречного (левого и правого) направления (например, прямоугольного профиля) создает ромбическую рабочую поверхность, что значительно повышает общее число вихревых зон (по сравнению с известной конструкцией) и существенно ускоряет процесс измельчения твердых частиц смеси. Совокупность названных конструктивных признаков и их взаимосвязь позволяют значительно сократить время технологического цикла кормоприготовления, а также и время работы электропривода насоса, что повышает производительность и экономичность установки в целом. Далее ремонтопригодность предлагаемой конструкции, а именно монтаж-демонтаж изношенных кольцевых элементов секций вставки намного проще (по сравнению с известной установкой), т.к. коническое соединение внешних элементов с корпусом является легкоразборным, а внутренние рабочие элементы (например запрессованные друг в друга) свободно извлекаются вместе с сепаратором. В конструкции теплогенератора предложен расширитель потока конического типа, содержащий на рабочей части винтовую нарезку (например, прямоугольного профиля), встречный потоку смеси направления (для дополнительного вихреобразования в центральной рабочей зоне) и имеющий гладкий конус в рабочей зоне циклона, а также резьбовую регулируемую часть с фиксацией осевого положения контргайкой.
Перемещая расширитель потока внутри рабочих зон циклона и секций вставки, достаточно просто, даже в процессе работы установки, настроить оптимальный по качеству смеси и скорости протекания процесс кормоприготовления в широком диапазоне разнообразных смесей, с учетом также возможности замены (подбора) как самого расширителя потока, так и наружных и внутренних кольцевых элементов с различными технологическими параметрами.
На фиг.1 приведен общий вид заявляемой установки в изометрии. На фиг.2 - продольный разрез теплогенератора-измельчителя. На фиг.3 изображены сепаратор вихревого типа со стороны входа смеси, а также вид А на один из вариантов ромбической нарезки рабочих поверхностей кольцевых элементов секций.
Заявляемая установка (см. фиг.1) для приготовления жидких кормов содержит раму 1, на которой установлен бак-теплообменник 2 с размещенным на нем генератором-измельчителем 3. Бак 2 соединен всасывающим патрубком с центробежным насосом 4, приводимым в движение электродвигателем 5, установленных на раме 1. Теплогенератор 3 соединен с насосом 4 напорным трубопроводом, который имеет запорное устройство 6, манометр 8 и патрубок для удаления готовой смеси с запорным устройством 7. Для контроля температуры в процессе приготовления смеси на баке 2 установлен термометр 9. Бак имеет люк с сеткой для загрузки сыпучих продуктов. Теплогенератор-измельчитель (см. фиг.2) включает в себя конический корпус 1, сферический циклон 2 с инжектором 3, расположенным под углом α° к вершине сферы, а также расширителем потока 4, фиксируемого контргайкой 5. Внутри корпуса расположен вихревой сепаратор 6 (вид со стороны потока изображен на фиг.3), а также три секции вставки, содержащие внутренние 7 и наружные 8 кольцевые элементы с рабочей поверхностью ромбического типа (см. Вид А на фиг.3, где В - ширина канавки; t - шаг нарезки и β° - угол подъема).
Установка работает следующим образом (см. фиг.1). Перед началом работы в бак-теплообменник 2 наливают необходимое количество воды и включают насос 4. При этом запорное устройство 6 открыто, а устройство 7 - закрыто. Согласно рецептуры кормовой смеси через люк бака 2 загружают требуемые продукты (пшеницу, горох, ячмень и кормовые добавки). Далее кормовая смесь через всасывающий патрубок поступает в насос 4, а затем через напорный трубопровод подается (см. фиг.2) в инжектор 3 циклона 2, где, разгоняясь по сфере тангенциально, поступает равномерно в вихревой сепаратор 6 и далее в два рабочих кольцевых канала секций вставки. После этого твердые частицы смеси, многократно соударяясь и нагреваясь, проходят рабочую зону теплогенератора, измельчаются и возвращаются в бак-теплообменник. При работе насоса циклы многократно повторяются до получения готовой смеси, удаление которой производится открытием запорного устройства 7 при закрытом устройстве 6 (см. фиг.1).
Таким образом, заявляемое изобретение в связи с вышеизложенным позволяет повысить ремонтопригодность и экономичность устройства, а также сократить время технологического цикла кормоприготовления и расширить диапазон регулирования параметров смеси.