УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ К СКАРМЛИВАНИЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ ЖИВОТНЫМ
DEVICE TO PREPARE BREAD-IN RAW STOCK FOR FEEDING AGRICULTURAL ANIMALS

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и предназначено для подготовки неизмельченных вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) к стерилизации при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных.
Известно устройство для отделения посторонних включений из пульпообразных пищевых отходов, используемое для отделения твердых частиц из гидросмеси, которое может найти применение в химической, лесной, горнодобывающей и других отраслях промышленности, включающее горизонтально расположенный цилиндрический корпус, часть которого выполнена в виде колосниковой решетки с гребнеобразными лопастями с отогнутыми назад, относительно направления вращения, пальцами, заходящими в щели колосниковой решетки (см. патент №1577837 A1, B03B 5/62, опубликованный 15.07.90 г. Бюл. №25).
Приближенным к заявленному изобретению является устройство для обработки пищевых отходов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, включающее корпус с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен вертикальный приводной перфорированный конический барабан, обращенный большим основанием вверх (см. патент Российской Федерации №2102156, МПК А01С 3/00, опубликованный 20.01.98 г.).
Известные технические решения не обеспечивают отделение посторонних твердых включений из пищевых отходов.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для обработки пищевых отходов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, включающее корпус с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен перфорированный приводной конический барабан, обращенный большим основанием вверх, оборудованное питателем и магнитным сепаратором (см. патент Российской Федерации №2147409 С1, 7A23K 1/10, В04В 3/0, опубликованный 20.04.2000. Бюл. №11).
Однако данное устройство также не обеспечивает получение гомогенной кормовой массы необходимой влажности без предварительного ее дробления для последующей переработки на корм и не позволяет более полно отделить из этой массы объемные и мелкие включения, что приводит к снижению его эксплуатационной надежности.
Задачей изобретения является удаление ферромагнитных материалов из исходных вторичных сырьевых ресурсов, измельчение вторичных сырьевых ресурсов и получение гомогенной кормовой массы, отделение из измельченной массы посторонних включений при высокой степени гомогенизации кормовой суспензии при приготовлении корма.
Указанная задача решается устройством для обработки вторичных сырьевых ресурсов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, содержащим вертикальный конический безрешетный корпус, переходящий в нижней части в цилиндрический с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен вертикальный приводной вал с шарнирными молотками разной длины, соизмеримой с образующей конического корпуса, с одинаковым зазором между образующей корпуса и молотком в пределах 10…12 мм, увеличивающихся по длине сверху вниз и оканчивающихся угловым молотком-лопастью, установленным на вал перфорированным коническим барабаном, обращенным большим основанием вверх и имеющим углом конусности 34…38°. При этом диаметры нижнего и верхнего оснований барабана находятся в отношении 1:3…4. Молотки выполнены прямоугольными и установлены на валу по винтовой линии в пять рядов по четыре в каждом ряду с постепенным увеличением длины в соотношении 1:3…4. Отверстия перфорированного барабана выполнены круглыми с постепенным уменьшением их размера снизу вверх при соотношении нижних и верхних отверстий, равным 2:1, и расположены в шахматном порядке. Над верхним коническим основанием неподвижного корпуса дробилки установлен питатель и электромагнитный сепаратор для удаления ферромагнитных включений в виде прорезиненной ленты с ненамагничивающимися скребками, установленной над питателем, и электромагнит, равный ширине ленты, установленный над прорезиненной лентой.
При реализации заявленного изобретения может быть получено одновременное равномерное качественное дробление при высокой степени гомогенизации, очистка исходных вторичных сырьевых ресурсов от ферромагнитных материалов до измельчения и от других посторонних включений после измельчения массы. Кроме того, за счет использования заявленного изобретения расширяются технологические возможности и повышается эксплуатационная надежность работы устройства.
На чертеже приведена схема устройства для подготовки вторичных сырьевых ресурсов к скармливанию сельскохозяйственным животным.
Устройство содержит конический корпус 1, с углом конусности 38…40°, в котором смонтирована вертикальная безрешетная молотковая дробилка с шарнирными молотками 2 разной длины, постепенно увеличивающейся к нижнему основанию соизмеримо к образующей конического корпуса, и цилиндрический корпус 3, в котором смонтирован вращающийся вертикальный конический барабан 4. На внутренней поверхности корпуса дробилки 1 установлены криволинейные сегменты 5 с регулирующимся углом относительно горизонтальной оси в пределах 0…15°. Нижний молоток 6 выполнен в виде односторонней криволинейной стрелы, параллельной плоскости направляющей нижнего конусного бункера-питателя 7 корпуса. Электромагнитный сепаратор расположен над питателем установки 8 и приемным бункером 9 молотковой дробилки. Электромагнитный сепаратор выполнен в виде прорезиненной ленты 10 со скребками 11 из ненамагничивающегося материала с расположенным внутри контура ленты электромагнитом 12. Барабан 13 питателя 8 также выполнен из ненамагничивающегося материала. Корпус цилиндрический 3 имеет верхний 14 и нижний 15 разгрузочные окна. Вал 16 дробилки и барабана имеет электропривод 17. Верхнее основание 18 барабана 4 предпочтительно выполнено с диаметром 1,026 м, а нижнее 19 диаметром 0,282 м. Барабан выполнен перфорированным с равномерным уменьшением размера отверстий 20 снизу вверх, причем размер верхних отверстий меньше нижних в два раза, т.е. при диаметре нижних отверстий 60 мм верхние аналогичные отверстия имеют диаметр 30 мм. Угол конусности перфорированного вращающегося барабана составляет 34…38°. Отверстия могут иметь различную форму - круглую, эллиптическую с различной ориентацией осей, прямоугольную (квадратную) и т.п. На сплошном нижнем основании 19 закреплена лопасть 21.
Работает устройство следующим образом.
Загружаемая в устройство питателем 8 масса вторичных сырьевых ресурсов подается под электромагнитный сепаратор 12. Ферромагнитные посторонние включения (предметы из черного металла) притягиваются электромагнитом к ленте и выносятся из общего потока лентой в бункер, после прекращения действия электромагнита 12. Ферромагнитные включения сбрасываются лентой 10 со скребками 11 в бункер отходов. Очищенная от ферромагнитных материалов масса вторичных сырьевых ресурсов поступает через приемный бункер 9 в коническую вертикальную дробилку 1. При вращении вала 16 с молотками 2 на массу действуют силы тяжести, центробежная сила и ударные силы. Под действием указанных сил происходит многократное воздействие молотков на массу с постепенным изменением силы удара по высоте, центробежных сил и сил тяжести (вследствие изменения массы частиц и их концентрации в воздушном потоке при дроблении), разности длины молотков и их массы. В нижней части безрешетной дробилки вследствие дробления массы и образования новых частиц масса их будет меньше, а концентрация выше. Под воздействием силы тяжести частицы падают вниз, а под воздействием инерционных сил и силы удара они отбрасываются к стенке корпуса, таким образом, частицы постоянно находятся в состоянии кипящего слоя до тех пор, пока не попадут на поверхность нижнего конусного бункера-питателя 7, где подхватываются односторонней криволинейной стрелой нижнего ножа дробилки и подаются на середину нижнего основания вращающегося перфорированного барабана, при этом более крупные частицы располагаются на основании ближе к стенке перфорированного барабана, а более мелкие ближе к центру вращения, что объясняется разностью масс и сообщением им большей кинетической энергии под воздействием на них молотков дробилки и вращения воздушного потока. В результате такой динамики движения частицы в камере дробления достигается необходимая степень измельчения вторичных сырьевых ресурсов, а так как отсутствует решето, то попавшие с измельченной массой посторонние включения беспрепятственно попадают через рабочую камеру вниз. При этом не наблюдается поломок молотков, так как при встрече с твердыми посторонними включениями (кирпич, дерево, и т.д.) они отклоняются в сторону, обратную направлению вращения. Установка сегментов 5 под углом относительно горизонтальной плоскости изменяет траекторию полета частицы в камере дробления. Масса за счет сегментов при этом не только изменяет скорость полета, но и может изменить направление траектории полета, даже в обратном направлении. Это явление заложено в принципе регулировки степени дробления и производительности установки. Измельченная масса вместе с посторонними включениями под действием сил тяжести и вращения криволинейной стрелы нижнего молотка подается на нижнее основание 19 конического перфорированного барабана 4. При вращении барабана 4 на массу, находящуюся на нижнем вращающемся основании 19, действуют силы тяжести, центробежная сила, силы сопротивления движению массы по перфорированной поверхности барабана, давление и силы сопротивления воздушного потока. Под действием указанных сил и давлений кормовая масса (суспензия) успевает пройти через отверстия 20 боковой поверхности конического барабана 4, а посторонние включения (бумага, пленка, камни, текстиль, древесина, резина, и т.п.), которые не проходят через отверстия, перемещаются вместе с оставшейся кормовой суспензией под действием центробежных касательных сил инерции, превышающих силы сопротивления, по образующей перфорированной поверхности конического барабана 4 к верхнему основанию 18. По пути движения оставшаяся на внутренней поверхности барабана кормовая суспензия проходит через отверстия 20, а оставшиеся посторонние включения после схода с поверхности барабана в верхней части выбрасываются через разгрузочное окно 14 в бункер посторонних включений. Лопасти 21 способствуют удалению очищенной от посторонних включений кормовой суспензии через нижнее выгрузное окно 15.
2
Проведенные эксперименты показали, что при расположении четырех шарнирных молотков разной длины, соизмеримой с конической поверхностью корпуса 1 дробилки, в каждых пяти рядах по вертикали по винтовой линии, при частоте вращения в зависимости от длины молотков, соответствующей центростремительному ускорению 1230…1241 м/с, получают наиболее гомогенный продукт наибольшей степени очистки от посторонних включений. Использование электромагнитного сепаратора, смонтированного на установке для очистки вторичных сырьевых ресурсов от черного металла перед дроблением, позволяет полностью исключить попадание ферромагнитных материалов в дробилку и барабан для очистки суспензии, тем самым повысить эксплуатационную надежность установки, повысить степень очистки, качество получаемой кормовой суспензии при подготовке ее к стерилизации для приготовления кормов сельскохозяйственным животным.