УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И СЕПАРАЦИИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА
DEVICE FOR GRINDING AND SEPARATION OF FEED GRAINS

Изобретение относится к устройствам для измельчения фуражного зерна с последующей сепарацией продуктов измельчения и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности на животноводческих фермах и комбикормовых цехах.
Известно устройство для измельчения зерна (SU 1329818 А1, 1991 г.), содержащее дробильную камеру, с размещенным внутри нее молотковым ротором, и разделительную камеру, соединенную с дробильной камерой кормопроводом, выполненным криволинейным и сужающимся по всей его длине.
Однако данная конструкция не позволяет надежно контролировать степень разделения продуктов измельчения, т.к. решето сепаратора часто забивается, не обеспечивает реверсивную работу ротора дробилки, который измельчает продукт только на половине дробильной камеры, а другая половина занята «загрузкой» и «выгрузкой» продукта.
Наиболее близкой по технической сущности изобретения является «Установка для измельчения и сепарации фуражного зерна» (RU 2236294 С1, 2003 г.), включающая дробилку с вертикальным цилиндрическим корпусом, в котором последовательно расположены дробильная камера и камера сепарации, при этом верхняя и нижняя секции камеры сепарации сообщены соответственно с малой и основной пневмосистемами с циклонами, где циклон малой пневмосистемы сообщен с загрузочным бункером дробилки.
Недостатком данной установки является наличие двух пневмосистем с циклонами и электроприводами, которые усложняют конструкцию, делают ее громоздкой, что в свою очередь, требует больших производственных площадей для ее размещения, увеличивает металлоемкость и энергозатраты.
Задача изобретения заключается в создании установки для измельчения и сепарации фуражного зерна путем рассева измельчаемой массы (вороха) и транспортировки крупной части (схода) на повторное измельчение (рециркуляция) с помощью вакуума, создаваемого ротором дробильной камеры, исключив при этом две пневмосистемы, что позволяет уменьшить габариты установки, снизить металлоемкость и энергоемкость, обеспечить фракционный помол и удобство ее обслуживания.
Поставленная задача достигается тем, что установка для измельчения и сепарации фуражного зерна, включающая дробильную камеру с загрузочным бункером и вертикальным цилиндрическим корпусом, в котором расположен ротор, камеру сепарации с ситом, разделяющим ее на верхнюю и нижнюю секции, последняя из которых имеет наклонное днище, и разделительное устройство, расположенное между дробильной камерой и камерой сепарации с зазором относительно стенок камер 15-30 мм и выполненное в виде двух последовательно установленных по высоте экранов, верхний из которых расположен горизонтально, а нижний наклонно, с углом наклона 10-15°, и параллельно наклонному днищу нижней секции камеры сепарации, снабжена вакуумной системой, сообщающей верхнюю секцию камеры сепарации, через выгрузное окно, с верхней частью дробильной камерой и состоящей из сборника схода с поворотной вокруг своей оси на 90° заслонкой, кормопровода и лопастного диска со сменными лопастями и отверстиями, установленного на роторе непосредственно под крышкой дробильной камеры, при этом патрубок кормопровода встраивается в крышку дробильной камеры в зоне всасывания, которая ограничена 0,5 R от оси ротора дробильной камеры, а диски ротора имеют отверстия, соответствующие отверстиям лопастного диска и расположенные под ними в вертикальной плоскости.
Установка на роторе непосредственно под крышкой дробильной камеры лопастного диска со съемными лопастями и отверстиями, а также наличие в дисках ротора отверстий, соответствующих отверстиям лопастного диска, и расположение их строго под отверстиями лопастного диска в вертикальной плоскости, усиливает вакуум (разряженный воздух), создаваемый ротором в процессе работы, при этом встраивание патрубка кормопровода вакуумной системы в крышку дробильной камеры непосредственно в зоне всасывания, ограниченной 0,5 R от оси ротора (R - расстояние от оси ротора до решета), обеспечивает постоянный отсос не прошедшей через тканое сито фракции из сборника схода, куда она попадает из камеры сепарации через выгрузное окно, для повторного ее измельчения, что, в совокупности, позволяет исключить пневмосистемы с циклонами, при сохранении равномерности фракционного помола.
Зона всасывания 0,5 R от оси ротора установлена экспериментально для данной конструкции лопастного диска со сменными лопастями, которая выбрана из теории и расчетов вентиляторов (Шерстюк А.Н. «Насосы, вентиляторы, компрессоры». М.: «Высшая школа», 1972 г., стр.83-84; Калинушкин М.П. «Насосы и вентиляторы». М.: «Высшая школа», 1987 г., стр.23-25). Согласно теории зона всасывания начинается от оси ротора вентилятора, а зона нагнетания расположена на периферии колеса (в нашем случае лопастного диска). Экспериментальные данные показали, что раздел между двумя зонами находится в пределах (0,5-0,6) R. Для более надежной работы дробильной камеры принята величина 0,5 R. Геометрические параметры и число оборотов выбирают в зависимости от заданной производительности установки, а основные аэродинамические размеры определяют на основе статистического анализа. Использование съемных лопастей минимизирует время переналадки установки.
Наличие в сборнике схода регулировочной заслонки позволяет регулировать скорость истечения и величину потока схода, направляемого на повторное измельчение, путем поворота ее вокруг своей оси на 90° в зависимости от заданной производительности (2-10 т/ч), что обеспечивает более широкое применение установки для измельчения и сепарации фуражного зерна в любых хозяйствах. Конструкция вакуумной системы, сообщенной с верхней секцией камеры сепарации и дробильной камерой, позволяет уменьшить габариты установки, снизить металлоемкость, энергозатраты и обеспечить удобство обслуживания установки.
На фиг.1 представлен общий вид установки для измельчения фуражного зерна, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1, на фиг.4 - вид В фиг.1.
Установка для измельчения и сепарации фуражного зерна содержит дробильную камеру с цилиндрическим корпусом 1 (фиг.1), на крышке 2 которого установлен электродвигатель 3 и загрузочный бункер 4. В корпусе 1 размещается вертикальный ротор, включающий вал 5 с жестко посаженным на нем лопастным диском 6 (фиг.1, 2), снабженным съемными лопастями 7 и отверстиями 8, диски ротора 9 (фиг.1, 3), имеющие отверстия 10, соответствующие отверстиям 8 лопастного диска 6, молотки 11 (фиг.1), свободно вращающиеся на осях 12, и цилиндрическое решето 13.
Установка имеет разделительное устройство, расположенное между дробильной камерой и камерой сепарации, установленное с зазором, относительно стенок камер, 15-30 мм и выполненное в виде последовательно установленных по высоте двух экранов, один из которых 14 выполнен круглым и расположен горизонтально, а второй 15 выполнен квадратным и расположен наклонно, с углом наклона 10-15°. Разделительное устройство сообщает дробильную камеру с верхней секцией камеры сепарации. Верхняя и нижняя секции камеры сепарации разделены тканым ситом 16, установленным наклонно в направлении, противоположном наклону экрана 15 и наклонному днищу 17 камеры сепарации, при этом экран 15 и наклонное днище 17 параллельны.
К выгрузному окну 18, расположенному в квадратном корпусе 19 камеры сепарации, присоединен сборник схода 20 (фиг.1, 4) вакуумной системы, снабженный регулировочной заслонкой 21, поворачивающейся вокруг своей оси 22 на 90°. Сборник схода 20 сообщает верхнюю секцию камеры сепарации посредством кормопровода 23, снабженного эластичным патрубком 24 (фиг.1) и патрубком 25, с дробильной камерой, в крышку 2 которой встраивается патрубок 25 кормопровода 23 непосредственно в зону всасывания, ограниченную 0,5 R от оси ротора. На корпусе 19 камеры сепарации установлен электровибратор 26. Сама установка для измельчения и сепарации фуражного зерна смонтирована на раме 27.
Установка для измельчения и сепарации фуражного зерна работает следующим образом. Запускаются электродвигатель 3, установленный на крышке 2, цилиндрического корпуса 1 дробильной камеры, и электровибратор 26, установленный на квадратном корпусе 19 камеры сепарации. Фуражное зерно поступает из загрузочного бункера 4 в дробильную камеру, оказывается между лопастями 7 лопастного диска 6, отбрасывается лопастями на цилиндрическое решето 13, отражается от него, попадает под удар молотков 11, свободно вращающихся на осях 12, и возвращается к цилиндрическому решету 13, при этом частично разрушаясь. Частицы, размер которых меньше диаметра отверстия в решете, под действием молотков и воздуха выводятся за решето. Чем выше коэффициент живого сечения решета (сумма площадей отверстий в нем), тем лучше просеиваемость и выше однородность продукта помола. При установившемся режиме измельчаемый материал равномерным слоем распределяется по высоте и всему решету и накапливается в дробильной камере. Под действием ударов молотков 11, собственного веса, воздушного напора, создаваемого жестко посаженным на вал 5 ротора лопастным диском 6, снабженным съемными лопастями 7, и дисками ротора 9 измельчаемое зерно находится в псевдожиженном состоянии, причем по центральной части ротора (у оси вала 5) образуется вакуум, который усиливается лопастями 7 и отверстиями 8 лопастного диска 6 и отверстиями 10 в дисках 9 ротора, выполненных соответственно и расположенных соосно друг под другом в вертикальной плоскости, при этом у поверхности решета создается давление. Таким образом объем дробильной камеры разделяется на зону вакуума (всасывания) и зону давления (нагнетания).
Находясь в псевдожиженном состоянии и от постоянного подпора непрерывно поступающего в дробильную камеру частично измельченный материал - ворох проходит через кольцевой зазор между решетом 13 и экраном 14 и попадает на расположенный наклонно экран 15. Экраны 14 и 15 отделяют воздушный режим дробильной камеры от камеры сепарации, гасят продуктово-воздушный слой и препятствует засосу вороха вакуумной системой через выгрузное окно 18. Ворох концентрируется в верхней части тканного сита 16, с помощью которого под действием вибрации, создаваемой электровибратором 26, установленным на квадратном корпусе 19 камеры сепарации, осуществляется разделение его фракции, сход - что осталось на сите 16 и проход - что прошло через него. Сход через выгрузное окно 18, расположенное в корпусе 19 камеры сепарации, ссыпается в сборник схода 20, который является составной частью вакуумной системы, при этом регулировочной заслонкой 21, которой снабжен сборник схода 20, за счет поворота ее вокруг своей оси 22, регулируется скорость истечения и величина потока схода. Под действием вакуума, образовавшегося между лопастным диском 6 со съемными лопастями 7 и крышкой 2 цилиндрического корпуса 1 дробильной камеры поток схода перемещается по кормопроводу 23, содержащему эластичный патрубок 24 и патрубок 25, и попадает в дробильную камеру в зону всасывания на повторное измельчение (рецикл). Наличие эластичного патрубка 24, при постоянной вибрации квадратного корпуса 19 камеры сепарации, обеспечивает вакуумной системе устойчивую работу, а надежность всей установки обусловлено размещением ее на раме 27.
Проход - готовая продукция по наклонному днищу 17 нижней секции камеры сепарации поступает в тару или транспортные средства. Частота и сила вибрации регулируется электровибратором 26. При необходимости (регулирование степени измельчения) молотки 11, тканое сито 16 и цилиндрическое решето 13 заменяются.
Данная установка за счет наличия вакуумной системы для возврата схода позволяет исключить две пневмосистемы с циклонами, уменьшить габариты установки, снизить металлоемкость, энергоемкость, обеспечить равномерный помол и удобство обслуживания.