УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОРМОВ

Полезная модель относится к устройствам для смешивания, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия, предназначенным для смешивания концентрированных, грубых и водянистых кормов.
Известны барабанные смесители кормов (аналоги) патенты РФ №:2385663 (барабанный смеситель сыпучих материалов), 2373809 (барабанный смеситель кормов), 2373810 (смеситель кормов), 2376913 (смеситель сыпучих материалов). Все они содержат станину и барабаны с винтовыми поверхностями, состоящими из секций, каждая из которых выполнена из двух прямоугольников. и двух параллелограммов или равносторонних треугольников, соединенных попарно своими боковыми сторонами (рис.), обеспечивая одновременное смешивание, транспортировку и выгрузку смешанных сыпучих материалов.
Недостатком известных устройств является слабая интенсивность смешивания компонентов кормов из-за некоторой стационарности движения потоков кормов в многозаходном винтовом барабане. Кроме того недостаточно интенсивно взаимодействует друг с другом компоненты кормов.
Более расширены технологические возможности винтовых барабанов в устройстве согласно патенту РФ №2372817 С1, принятом автором за прототип. В этом устройстве расширение технологических возможностей решено за счет придания компонентам кормов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
p
T
Недостатком прототипа является отсутствие возможности управления качеством смешивания компонентов за счет оптимальной длины винтового барабана и повышения его производительности. В результате наших исследований винтового барабана установлено, что качественная равномерная смесь компонентов обеспечивается на определенной длине барабана, а затем при последующем ее перемещении к месту выгрузки происходит расслоение распределения компонентов в смеси с ухудшением ее равномерности, и так процесс будет повторяться при бесконечной длине барабана. В этой связи необходима оптимальная длина барабана, когда равномерную смесь высокого качества можно выгружать без дальнейшего смешивания. Таким образом, повышается производительность барабана при высоком качестве смешивания различных компонентов. Качество смешивания осуществляется нами по критерию Кохрена. Его расчетное значение G должно быть меньшее табличного G (см. Бондарь А.Г., Статюха Г.А. Планирование эксперимента в химической технологии. - Киев: Изд. «Вища школа», 1976. - С.177 [2].
p
1
2
3
4
i
i
Рассмотрим расчетное значение G критерия Кохрена при смешивании в винтовом барабане следующих i-ых компонентов: пшеница (i), овес (i) кукуруза (i) и семена люцерны (i). Долевое количество каждого i-го компонента δ в общем объеме смеси составляло в нашем опыте 25% или 0,25 от 1. В конце процесса смешивания i-x компонентов (точка А на графике фиг.4) долевое количество δ, каждого компонента составляло примерно 0,25 от общего объема смеси
p
Расчетное значение критерия Кохрена G находится по формуле [2]:
imax
где δ - максимальное отклонение i-го компонента от среднего его значения для смеси;
i
ср
δ - отклонение каждого i-го компонента от среднего (δ, фиг.4).
p
T
p
p
При условии G<G качество смешивания компонентов удовлетворительное и чем меньше G, тем лучше. Следовательно, в т. А, соответствующей определенной длине винтового барабана, необходимо выгружать готовую равномерную смесь. Таким образом, винтовой барабан должен собираться из секций до оптимальной длины. Идеальный случай -при G=0.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для смешивания кормов, содержащем станину, установленный на ней с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, боковая поверхность каждой секции барабана выполнена из двух прямоугольников и двух параллелограммов, соединенных попарно своими боковыми сторонами друг с другом с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно предыдущего на угол 180°, причем барабан размещен на станине посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами, рама и станина снабжены верхним и нижним кронштейнами для крепления к ним подшипниковых опор барабана и пневмобаллонов в зависимости от числа секций барабана, при этом кронштейны с рамой и станиной скреплены между собой, например, стяжными болтами, с возможностью перемещения кронштейнов для регулировки оптимальной длины барабана.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне смесителя кормов.
Новизна предлагаемой полезной модели заключается в том, что расширяются технологические возможности устройства за счет
кронштейнов на раме, что повышает его производительность и качество смешивания, зависящие от оптимальной длины барабана.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство для смешивания кормов, общий вид; на фиг.2 - верхний и нижний кронштейны; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - график к нахождению критерия Кохрена.
Устройство для смешивания кормов состоит (фиг.1, фиг.2) из барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на верхнем кронштейне 9, прикрепленном к раме 10 и нижнем 11 с четырьмя пневмобаллонами 12, закрепленным на станине 13. Кронштейны 9 и 11 соединены с рамой 10 и станиной 13, например, стяжными болтами 14, используя систему отверстий на них.
Станина 13 является главным неподвижным основанием, к которому крепятся, например, болтами 14 с нижний кронштейн 11, а к нему пневмобаллоны 12. На последние опирается рама 10, также неподвижная и скрепленная болтами 14 с верхним кронштейном 9. К верхнему кронштейну 9 крепятся подшипниковые опоры 6 и 7 барабана 1. Верхний кронштейн 9 можно перемещать по раме 10, сняв болты 14 и после установки оптимальной длины барабана 1 удалением или прибавлением секций 15, снова закрепить кронштейн 9 к раме 10 через отверстия в ней, выполненные на определенном расстоянии друг от друга для возможности регулировки оптимальной длины барабана. Вместе с кронштейном 11 на то же расстояние перемещаются пневмобаллоны 12, также после рассоединения болтов 14, кронштейна 11 и станины 13 и вновь скрепляются болтами 14 через отверстия в станине 13, кронштейне 11 и пневмобаллонах 12.
Поскольку секции 15 барабана 1 соединены попарно, их количество при сборке барабана оптимальной длины можно изменять, закрепляя опоры 6 и 7 через отверстия кронштейна 9, рамы 10, кронштейна 11, пневмобаллонов 12 и станины 13. При этом рама 10 и станина 13 неподвижны, а кронштейны 9 и 11 могут передвигаться по ним до стягивания болтами.
Барабан 1 (фиг.3) выполнен из секций 15, смонтированных из двух прямоугольников и двух параллелограммов, соединенных попарно своими боковыми сторонами друг с другом с образованием по торцам секций квадрата. Каждая последующая секция 15 присоединяется к предыдущей секции 15 после поворота на 180° своими свободными сторонами в виде квадрата. Таким образом, создается зигзагообразный барабан, у которого ось каждой секции расположена попеременно под углом к оси вращения, т.е. к линии транспортирования компонентов кормов от загрузки к выгрузке.
Станина 13 снабжена устройством для регулирования наклона (не показано) с целью регулирования скорости движения компонентов кормов от загрузки к выгрузке.
Устройство для смешивания кормов работает следующим образом. Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется частицами компонентов кормов, которые, находясь внутри вращающегося барабана 1, увлекаясь плоскими элементами прямоугольников и параллелограммов, поднимаются и, поднявшись по направлению вращения винтового барабана 1 несколько выше угла своего естественного откоса, скатываются лавинообразно вниз. При скатывании верхние слои частиц компонентов кормов вращаются вокруг собственных осей, втягивая близлежащие слои частиц компонентов кормов и интенсивно перемешиваются. Таким образом, при вращении барабана 1 компонентам кормов сообщается сложное пространственное зигзагообразное движение с наложением колебаний рамы 10, размещенной на станине 13 посредством кронштейнов 9.и 11 и пневмобаллонов 12, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении внутри барабана 1 частиц компонентов кормов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоков компонентов кормов геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов кормов и возбуждает низкочастотные колебания рамы 10 с закрепленным на ней кронштейнами 9 и барабаном 1. Созданные колебания рамы 10, размещенной на станине 13 посредством введенных в устройство кронштейнов 11 с пневмобаллонами 12, передаются через кронштейны 9 стенками барабана 1 частицам компонентов кормов. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения компонентов кормов и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов кормов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Частицы компонентов кормов, смешиваясь, перемещаются от загрузки к выгрузке и через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам кормов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия компонентов кормов между собой, со стенками барабана и расширяет технологические возможности.