Измельчитель-раздатчик грубых кормов из рулонов или тюков

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для измельчения и раздачи грубых кормов (рулонов или тюков соломы и сена), а также сырого и уплотненного материала в рулонах и блоках.
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована для измельчения, сформированного в цилиндрические рулоны или тюки сельскохозяйственного материала (сена, соломы, прессованной зеленой массы) и раздачи готового измельченного корма непосредственно скоту, а также для разбрасывания измельченной массы в качестве подстилки для крупного рогатого скота.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранный в качестве ближайшего аналога, является «Измельчитель-раздатчик рулонов или тюков» согласно патенту на полезную модель RU №63638, МПК A01F 29/00, дата подачи заявки 25.12.2006, содержащий бункер с задним приемным бортом для загрузки рулонов или тюков, расположенный в донной части бункера транспортер для перемещения рулонов или тюков, расположенные в передней части бункера измельчитель с упорной гребенкой и примыкающее к измельчителю устройство для выброса измельченного сельскохозяйственного материала, при этом измельчитель выполнен в виде цилиндрического барабана, на котором укреплены расположенные вдоль оси на некотором расстоянии друг от друга диски, каждый из которых выступает за пределы поверхности цилиндрического барабана и лежит, как правило, в радиальной плоскости, имеет поверхности для крепления ножей, отогнутые по оси барабана в противоположные стороны и равномерно расположенные по окружности диска, а ножи, установленные на этих поверхностях, взаимодействуют с ребрами упорной гребенки, образуя зону измельчения материала, при этом между каждой смежной парой дисков расположены средства для захвата материала, преимущественно, в виде косо выступающих скребков, в зоне измельчения материала между ребрами упорной гребенки установлены противорежущие ножи так, что между ними и средствами захвата измельчителя имеется некоторый зазор.
Основным недостатком ближайшего аналога является низкое качество измельчения, обусловленное невозможностью достижения однородной мелкой фракции материала размером менее 80 мм.
Это обусловлено следующим.
Во-первых, общая протяженность режущих кромок, включая ножи барабана измельчителя и пассивные противорежущие ножи гребенки, мала.
Во-вторых, устройство для выброса, которое представляет собой крыльчатку, выполняет только функцию выдувания (выброса) измельченного материала и в его полости не происходит доизмельчения продукта.
В-третьих, регулировка зазора между противорежущими ножами и средствами захвата барабана измельчителя не обеспечивает получение измельчения материала менее 80 мм. Диапазон регулирования величины фракции измельчения ограничен конструктивными особенностями противорежущих ножей.
Кроме того, жесткое крепление ножей и средств захвата на барабане измельчителя способствует быстрому износу и выходу из строя органов измельчения, повышает нагрузку на силовые элементы в случае попадания в область измельчения крупных твердых предметов.
К тому же, установка дополнительных противорежущих ножей для достижения мелкой фракции конструктивно сложна и требует установки дополнительных несущих и крепежных элементов, выступающие части которых могут способствовать задержке продвижения неизмельченного продукта в зону выдувания.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения качества измельчения сельскохозяйственной массы путем повышения однородности измельченных частиц и уменьшения их размеров до величины менее 80 мм за счет увеличения общей длины режущих кромок, участвующих в режущем процессе, а также за счет оптимального расположения противорежущих ножей в корпусе крыльчатки.
Сущность полезной модели заключается в том, что в измельчителе-раздатчике грубых кормов из рулонов или тюков, содержащем загрузочную камеру с задним приемным бортом, расположенный вдоль днища камеры загрузочной транспортер, расположенный в передней части загрузочной камеры измельчитель с режущими элементами, а также содержащий противорежущие ножи, гребенку с экраном и узел разгрузки с крыльчаткой, предлагается измельчитель выполнить в виде вала с шарнирно закрепленными на нем режущими элементами в виде V-образных бичей с широкими заточенными и закаленными режущими кромками, гребенку снабдить фильтрационной решеткой, ячейки которой выполнены с острой кромкой, при этом решетки выполнена в форме желоба, охватывающего измельчитель с заданным зазором, а в узле разгрузки сверху и снизу установить противорежущие ножи, при этом крыльчатку снабдить дополнительными режущими элементами, шарнирно закрепленными на вершинах лопастей крыльчатки.
Величина зазора может быть задана такой, чтобы при вращении измельчителя расстояние между фильтрационной решеткой и режущей кромкой бичей измельчителя составляло 5 мм - 15 мм,
Ширина режущей кромки V-образных бичей может составлять 50 мм - 70 мм.
Противорежущие ножи могут быть установлены в узле разгрузки с возможностью регулировки зазора между противорежущими ножами и режущими элементами крыльчатки, шарнирно закрепленными на вершинах лопастей крыльчатки.
Размеры прямоугольных ячеек фильтрационной решетки могут составлять 110 мм × 80 мм.
В заявляемом измельчителе-раздатчике грубых кормов из рулонов или тюков выполнение измельчителя в виде вала, а режущих элементов измельчителя в виде V-образных бичей с заточенными и закаленными режущими кромками шириной 60 мм, шарнирно закрепленными на валу измельчителя, позволяет повысить качество измельчения, а именно достичь степени измельчения материала до однородной мелкой фракции размером менее 80 мм.
Режущие элементы измельчителя в виде V-образных бичей обладают собственной инерционной ударной массой, что способствует интенсивному отделению более мелких фрагментов от измельчаемого рулона или тюка при ударном контакте. При этом шарнирное крепление V-образных бичей на валу измельчителя обеспечивает надежную работу измельчителя за счет снижения вероятности поломки, заклинивания и перегрузки механизмов. Кроме того, выполнение режущих элементов измельчителя в виде V-образных бичей, у которых первые по направлению движения режущие кромки являются активными и подвергаются износу, в случае которого производится переустановка бичей другой режущей кромкой с минимальными потерями, что способствует повышению их долговечности и качеству измельчения материала.
Введение фильтрационной решетки предотвращает попадание слишком крупных, скомковавшихся фрагментов продукта измельчения, а также крупных инородных предметов в полость корпуса узла разгрузки.
Выполнение кромок ячеек фильтрационной решетки с острыми гранями, выполняющих функцию противорежущих ножей, и выполнение фильтрационной решетки в форме желоба, охватывающего измельчитель по контуру вращения режущих кромок бичей с заданным зазором, создает эффект ножниц для дополнительного измельчения материала, разрубает его на еще более мелкие фрагменты. За счет увеличения общей протяженности кромок резания увеличивается интенсивность измельчения, за один и тот же промежуток времени, при прочих равных условиях, то же количество продукта будет измельчено более мелко. Все это способствует повышению качества измельчения.
Величина зазора между измельчителем и фильтрационной решеткой задается такой, чтобы при вращении измельчителя расстояние между фильтрационной решеткой и режущей кромкой бичей измельчителя находилось в пределах ≥5 мм, но ≤15 мм, что обеспечивает оптимальный режим прохождения измельчаемого материала без заторов и поломок.
Установка в узле разгрузки противорежущих ножей в верхней и нижней частях и выполнение крыльчатки с дополнительными режущими элементами, шарнирно закрепленными на вершинах лопастей крыльчатки, обеспечивает более мелкие размеры частиц и их однородность.
При этом регулирование зазора между противорежущими ножами и режущими элементами крыльчатки, шарнирно закрепленными на вершинах лопастей крыльчатки, обеспечивает возможность выбора оптимальных параметров измельчения в зависимости, например, от вида измельчаемого материала и желаемой фракции на выходе.
Выбор размеров ячеек фильтрационной решетки 110×80 мм является оптимальным и обеспечивает, во-первых, свободное и беспрепятственное прохождение измельченного продукта через ячейки, во-вторых, удерживает крупные спрессованные фрагменты продукта для дальнейшего измельчения до прохождения в зону разгрузки и выдувания, в-третьих, ширина ячейки является минимально-достаточной для создания дополнительного режущего эффекта в области прохождения бичей мимо нижних граней ячеек.
На фиг. 1 приведен заявляемый измельчитель-раздатчик грубых кормов из рулонов или тюков, вид сбоку в разрезе. На фиг. 2 приведен измельчитель с гребенкой, вид сбоку. На фиг. 3 приведен измельчитель, общий вид. На фиг. 4 приведена гребенка с решеткой, общий вид. На фиг. 5 приведен режущий элемент (бич) измельчителя. На Фиг. 6 приведен измельчитель-раздатчик с рулоном, вид сбоку в разрезе.
Измельчитель-раздатчик грубых кормов из рулонов или тюков, изображенный на фиг. 1 и 2, содержит загрузочную камеру 1 с задним приемным бортом 2, предназначенным для загрузки измельчителя-раздатчика измельчаемым материалом (рулоны или тюки сена, соломы). Транспортер 3 расположен вдоль днища камеры 1 и служит для перемещения измельчаемого материала. В передней части загрузочной камеры 1 к боковым ее стенкам крепится измельчитель 4, вращающийся вокруг оси, параллельной оси вращения транспортера 3.
Над измельчителем 4 расположена гребенка 5 с экраном 6.
Гребенка 5 удерживает рулон или тюк сена на измельчителе 4.
К измельчителю 4 примыкает узел разгрузки 7 с крыльчаткой 8. Узел 7 разгрузки предназначен для окончательного измельчения материала и его раздачи на кормовой стол и разбрасывания подстилки для крупного рогатого скота и мульчи по полю.
Измельчитель 4, изображенный на фиг. 3, выполнен в виде вала 9, на котором шарнирно закреплены режущие элементы 10. Режущие элементы 10, как показано на фиг. 5, выполнены в виде V-образных бичей с заточенными и закаленными режущими кромками шириной 60 мм.
Гребенка 5, изображенная на фиг. 4, содержит экран 6, регулируемый козырек 11, ребра 12, нижние ограничители 13, стойки 14, кронштейны 15 крепления и снабжена фильтрационной решеткой 16. Кромки сквозных ячеек 17 фильтрационной решетки 16 выполнены с острыми гранями, с возможностью выполнения функции противорежущих ножей, при этом решетка 16 имеет форму желоба, охватывающего измельчитель 4 по контуру вращения режущих кромок бичей с заданным зазором (10 мм). Размеры ячеек 17 фильтрационной решетки 16 составляют 110×80 мм.
Нижние ограничители 13 служат для предотвращения чрезмерного приближения измельчаемого материала (рулона, тюка) в зону первичного измельчения (измельчитель 4). Верхний ограничитель - регулируемый козырек 11, служит для предотвращения выброса крупных отделенных масс измельчаемого продукта за пределы камеры 1.
Экран 6 препятствует попаданию не измельченного материала в узел разгрузки 7, так как зона выброса не измельченного материала перекрывается экраном 6. Выброс недоизмельченного материала обусловлен тем, что незначительная часть материала минует зону измельчения снизу, под гребенкой, в зоне прохождения планок транспортера под гребенкой.
Крыльчатка 8 выполнена в виде диска с лопастями, к вершинам которых шарнирно закреплены дополнительные режущие элементы 18.
В узле 7 разгрузки вдоль поверхности корпуса (на фигурах не обозначен), поперек вращения крыльчатки 8 установлены в верхней и нижней частях и заглублены в корпус противорежущие пластины (ножи) 19. Противорежущие ножи 19 установлены с возможностью регулировки зазора между противорежущими ножами 19 и режущими элементами 18 крыльчатки 8, что позволяет добиться разной по величине фракции в зависимости от требований к продукту измельчения.
Для начала работы необходимо соединить сцепные устройства измельчителя-раздатчика грубых кормов из рулонов или тюков и трактора (на фигурах не показан).
Процесс измельчения начинается с погрузки сырья (материала) для измельчения в загрузочную камеру 1. В качестве сырья (материала) для измельчения используются спрессованные, цилиндрические рулоны или тюки сена, соломы, либо другого материала растительного происхождения, предназначенного для раздачи скоту в качестве корма или подстилки. Загрузка рулонов в камеру 1 измельчителя-раздатчика осуществляется механизированным погрузчиком сверху либо самопогрузкой.
Самозагрузка осуществляется следующим образом: оператор (тракторист) опускает задний приемный борт 2, а трактор (на фигуре 1 не показан), двигаясь задним ходом, толкает измельчитель-раздатчик с опущенным задним приемным бортом 2 на рулон или тюк, и, таким образом, подцепляет его снизу захватывающими элементами и загружает его на внутреннюю поверхность заднего борта 2. Затем задний приемный борт 2, с погруженным на него рулоном, поднимается (закрывается), перемещая рулон в загрузочную камеру 1 для последующего измельчения.
Далее транспортер 3 перемещает загруженный рулон (тюк) в сторону вращающегося измельчителя 4.
Поскольку вал 9 измельчителя 4 вращается с высокой скоростью, режущие элементы (бичи) 10, под действием центробежной силы, принимают положение, при котором их режущие кромки находятся на максимальном удалении от оси вращения измельчителя 4. Таким образом, по мере движения измельчаемого материала, например, рулона (смотри фиг. 6) в сторону измельчителя 4, режущие элементы (бичи) 10 начинают срезать верхний слой рулона, одновременно измельчая его. Отделенные, первично измельченные фрагменты, под действием захватывающего действия режущих элементов (бичей) 10 и разрежения воздуха, вызванного вращением крыльчатки 8, попадают за измельчитель 4, где установлена фильтрационная решетка 16, являющаяся частью гребенки 5 (см. фиг. 2 и 4). Функция фильтра решетки 16 заключается, во-первых, в предотвращении попадания слишком крупных фрагментов в полость корпуса узла 7 разгрузки, а во-вторых, кромки ячеек 17 выполняют функцию противорежущих ножей, создавая эффект ножниц для дополнительного измельчения сырья. Происходит это следующим образом: поскольку во время вращения измельчителя 4 зазор между режущими кромками режущих элементов (бичей) 10 и поверхностью фильтрационной решетки 16 мал (10 мм), то фрагменты сырья, находящиеся в момент прохождения бича 10 вдоль ячейки 17 фильтрационной решетки 16 между кромкой ячейки 17 и кромкой бича 10, разрубаются на еще более мелкие фрагменты, которые затем через ячейки 17 фильтра попадают в полость корпуса узла 7 разгрузки на крыльчатку 8 для дальнейшего измельчения и выдувания. При вращении, крыльчатка 8 своими лопастями создает турбулентный поток воздуха в корпусе, захватывает полуизмельченный материал, прошедший через фильтрационную решетку 16, и происходит хаотичное доизмельчение внутри корпуса. Наиболее интенсивно доизмельчение происходит в зонах корпуса, в которых установлены противорежущие пластины (ножи) 19, так как там образуется массовое скопление продукта при работе. Таким образом, чем больше противорежущие пластины (ножи) 19 заглублены, тем меньше получается фракция продукта измельчения на выходе. Измельченный готовый продукт под действием потоков воздуха, покидает корпус узла разгрузки 7 через выдуватель (на фигурах не показан).
Конструкция измельчителя 4 за счет вращения инерционной массы шарнирно подвешенных режущих элементов (бичей) 10 и их острых закаленных режущих кромок, обеспечивает интенсивное, равномерное отделение фрагментов сырья от поверхности рулона (тюка) и их первичное измельчение.
Также шарнирный способ закрепления режущих элементов (бичей) 10 предотвращает поломку и перегрузку механизмов измельчителя-раздатчика при попадании в зону измельчения твердых инородных предметов.
Форма фильтрационной решетки 16 в виде желоба позволяет добиться равномерного режущего эффекта и проникания первично измельченного продукта по всей его поверхности. Ячейки 17 фильтрационной решетки 16 имеют оптимальные размеры 110×80 мм для предотвращения попадания в зону доизмельчения (полость корпуса узла7 разгрузки крыльчатки) слишком крупных фрагментов и фракций сырья, одновременно обеспечивая свободный поток первично измельченного продукта сквозь ячейки 17.
Массивная конструкция крыльчатки 8 за счет инерции вращающихся масс, кроме основных функций (доизмельчение и выдувание), выполняет роль маховика и способствует стабильной работе механизмов измельчителя-раздатчика. Конструкция лопастей крыльчатки 8, ширина которых ближе к центру сужается в сторону основания (диска), эродинамически обоснована и выбрана для создания разрежения в центре крыльчатки 8 и лучшего захвата первично измельченного продукта с дальнейшим продвижением его к внешней цилиндрической части корпуса узла 7 разгрузки (крыльчатки), по периметру которого установлены противорежущие пластины (ножи) 19. На конце каждой лопасти крыльчатки 8 шарнирно установлены режущие элементы 18. Лезвия режущих элементов 18 ориентированы по направлению вращения крыльчатки 8. Шарнирное соединение, так же, как и в измельчителе 4, предотвращает поломку и перегрузку механизмов измельчителя-раздатчика при ударных нагрузках и обеспечивает рубящий эффект.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение качества измельчения сельскохозяйственной массы за счет повышения качества измельчения сельскохозяйственной массы путем повышения однородности измельченных частиц и уменьшения их размеров до величины менее 80 мм за счет увеличения общей длины режущих кромок, участвующих в режущем процессе, а также за счет оптимального расположения противорежущих ножей в корпусе крыльчатки.