УСТАНОВКА СУШИЛЬНО-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНАЯ (УСИ)

Техническое решение относится к устройствам приготовления кормов для сельскохозяйственных животных посредством использования малогабаритных установок для измельчения с устройствами для сушки.
Известны устройства, предназначенные для раздельного измельчения [7-9] или сушки [11, 12]. В ряде случаев используются технологии и установки с последовательным [4, 10, 14, 15] или одновременными [1-3] операциями измельчения (перемешивания) и сушки различных материалов.
Установки для производства кормов имеют определенную специфику. В последнее время запатентован ряд технологических линий по приготовлению комбикормов [4, 6 - 8, 9]. Однако, сложные и громоздкие технологические линии [4, 6 - 8, 9], предназначенные для заводского производства большого количества кормовых продуктов (как и традиционные устройства крупных предприятий, например, на добывающе-перерабатывающих судах по производству рыбной муки [5]) не могут быть использованы непосредственно в мелком собственном (фермерском) хозяйстве.
Ряд известных устройств [1 - 3] лишены этого недостатка и являются малогабаритными. Они содержат узлы измельчения (перемешивания) и сушки, снабженные каналами загрузки и выгрузки.
Однако в установках [1 - 3] не предусмотрена адекватная дозировка различных видов сырья, не конкретизированы конструкция узлов
измельчения и сушки, а также режимы работы и операция контроля за сушильно-измельчительным процессом, что затрудняет их промышленную применимость.
Принятая за прототип установка [1] для производства кормов включает станину, на которой закреплены электродвигатель с приводом и цилиндрический рабочий корпус термокамеры с теплообменником, выполненным в виде спиральной трубки, причем рабочий корпус снабжен устройством загрузки сырья, устройством выгрузки готового продукта и размещенным внутри перемешивающим измельчающим устройством, а установка имеет узел управления и контроля сушильно-измельчительного процесса.
Являясь малогабаритным устройством, установка [1], как и аналоги [2, 3], однако не позволяет формировать сырьевую смесь с заданными характеристиками кондиционного корма, причем конструкция измельчителя и сушилки недостаточно детализированы для адекватного практического промышленного применения.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании установки сушильно-измельчительной (УСИ), которая при малых габаритах обеспечила бы возможность производства непосредственно в малых и средних (фермерских) хозяйствах кормов для сельскохозяйственных животных, удовлетворяющих заданному составу ингредиентов, а также определенной крупности, влажности и других характеристик готового кормового продукта.
Основной технический результат - реализация УСИ при повышении выхода готовой продукции с заданными кондиционными свойствами смеси ингредиентов (фракций рыбной муки и отходов растительного сырья) нужной пропорции посредством рациональной конструкции УСИ с синергией одновременного измельчения и сушки в одном цикле. При упрощении и модернизации конструкции предлагаемая УСИ по отношению к прототипу [1] и другим известным устройствам [2 - 8] обладает более
оптимальным комплексным критерием «сложность - стоимость -эффективность», т.е. достаточно высокой технологичностью и производительностью при приемлемых сложности и стоимости для малых и средних хозяйств (например, для птицефабрик и т.п.).
Технический результат достигается следующим образом.
Установка сушильно-измельчительная УСИ, предназначенная преимущественно для производства кормовых продуктов, включает станину, на которой закреплены электродвигатель с приводом и цилиндрический рабочий корпус термокамеры с теплообменником, выполненным в виде спиральной трубки, причем рабочий корпус снабжен устройством загрузки сырья, устройством выгрузки готового продукта и размещенным внутри перемешивающим измельчающим устройством, а установка имеет узел управления и контроля сушильно-измельчительного процесса.
Основным отличием установки является то, что перемешивающее измельчающее устройство выполнено в виде вертикального ротора, связанного с приводом электродвигателя и снабженного лопастями с измельчающими ножами, установка дополнительно включает многокомпонентный дозатор для различных видов сырья, связанный через смеситель с термокамерой и выполненный с возможностью смешивания фракций исходного сырья в соотношении, мас.%:
Фракция рыбной муки 40-60 (1)
Фракция отходов растительного сырья Остальное.
При этом установка выполнена с возможностью измельчения сырья до крупности фракций 0,5-1,0 мм и с возможностью сушки при температуре 120-150°С до влажности готового продукта выхода не более 12-14% в течение одного цикла работы установки продолжительностью 10-15 мин с производством в течение одного цикла от 20 до 40 кг кормового продукта, а в качестве отходов растительного сырья использованы соевый шрот, и/или отруби, и/или лузга подсолнечника.
Кроме того установка отличается тем, что устройство загрузки сырья представляет собой выполненный в крышке рабочего корпуса термокамеры и связанный с выходом смесителя загрузочный люк в виде воронки с заслонкой, причем заслонка снабжена выпускным клапаном пара, а устройство выгрузки в емкость готового продукта выполнено в виде наклонного разгрузочного патрубка с краном-заслонкой.
Отличием системы также является то, что узел управления и контроля включает устройство запуска и выключения двигателя и термокамеры, а также дополнительно установленные устройства контроля температуры, давления, крупности фракций и других характеристик сушильно-измельчительного процесса, причем для визуального контроля в боковой стенке рабочего корпуса термокамеры выполнено застекленное смотровое окно.
В конкретных случаях использования УСИ выполнена малогабаритной: при массе не более 500 кг она имеет габаритные размеры 1200×700×1450 мм, а мощность привода ротора составляет 35-40 кВт.
В частных случаях УСИ может быть выполнена мобильной при установке, например, на дополнительно смонтированную колесную тягу.
На чертеже приведена общая конструктивная схема предлагаемой установки сушильно-измельчительной УСИ.
Установка содержит станину 1, электродвигатель 2 с приводом 3, корпус 4 термокамеры, теплообменник 5, устройство 6 загрузки сырья (загрузочный люк), устройство 7 выгрузки (патрубок с краном-заслонкой), перемешивающее измельчающее устройство 8 с вертикальным ротором 9 и лопастями 10 с измельчающими ножами, выпускной клапан 11 пара, а также узел 12 управления и контроля, многокомпонентный дозатор 13 и смеситель 14.
Установка работает следующим образом.
По заданному составу ингредиентов (фракций рыбной муки и отходов растительного сырья) в соответствии с соотношением (1)
многокомпонентный дозатор 13 формирует для смесителя 14 исходную смесь, которая подается внутрь корпуса 4 термокамеры через загрузочный люк 6 при работающем электродвигателе 2. Внутри термокамеры 4 продукт попадает на лопасти 10 с измельчающими ножами (числом от 4 до 8), установленными на валу ротора 9 перемешивающего измельчающего устройства 8, вращающегося посредством связи с приводом 3 электродвигателя 2. Происходит измельчение сырья с одновременным его нагреванием посредством теплообменника 5. Для одного цикла работы УСИ продолжительностью 10-15 мин из смесителя 14 загружается от 20 до 50 кг сырья согласно соотношению (1). При этом в качестве отходов растительного сырья использованы соевый шрот, и/или отруби, и/или лузга подсолнечника. Измельчение сырья в термокамере 4 посредством устройства 8 осуществляется до крупности фракций 0,5-1,0 мм при температуре 120-150°С, обеспечиваемой теплообменником 5. При этом пар из термокамеры 4 удаляется через выпускной клапан 11, а влажность готового продукта выхода составляет после завершения цикла работы 12 - 14%. Узел 12 позволяет управлять работой УСИ и контролировать характеристики сушильно-измерительного процесса (аналогично, например [13]): запуск и выключение электродвигателя 2 для реализации заданного цикла работы, температуру в термокамере 4, крупность фракций кормового продукта, его влажность, а также массу смешиваемых в смесителе 14 фракций. По готовности кормовой продукции она выгружается через патрубок 7, снабженный краном-заслонкой. При необходимости цикл работы УСИ повторяется.
Для визуального контроля в боковой стенке рабочего корпуса 4 термокамеры может быть выполнено застекленное смотровое окно.
Габариты УСИ (без дозатора 13 и смесителя 14) при массе не более 500 кг и мощности привода 3 ротора 35-40 кВт составляют 1200×700×1450 мм, что реализует малогабаритность установки при достаточной производительности готового кормового продукта 80-120 кг (с содержанием белка 48-56%) в час.
В необходимых случаях станина 1 может быть установлена на дополнительно смонтированную колесную тягу, что реализует мобильность УСИ.
Таким образом, новые признаки установки: рациональная конструкция с синергией одновременного измельчения и сушки в одном цикле и с возможностью формирования заданного состава ингредиентов продукта обеспечивают повышение выхода готовой продукции с заданными (необходимыми) кондиционными свойствами, а малогабаритность и мобильность УСИ при достаточной производительности позволяет эффективно использовать предложенную установку в малых и средних хозяйствах по выращиванию сельскохозяйственных животных.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 46681 U1, 27.07.2005 (прототип).
2. RU11728 U1, 16.11.1999 (аналог).
3. RU 66232 U1, 10.09.2007 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
4. RU 2083132 C1, 10.07.1997.
5. Морской энциклопедический справочник: В двух томах
Том 2/Под ред. Н.Н.Исанина.-Л.: Судостроение, 1987, 520 с.(с.140-141).
6. RU 45597 U1, 27.05.2005.
7. RU 14881 U1, 10.09.2000.
8. RU 47626 U1, 10.09.2005.
9. RU 2223013 C2, 10.02.2004.
10. RU 67239 U1, 10.10.2007.
11.RU 67690 U1, 27.10.2007.
12. RU 2309343 C2, 27.10.2007.
13. RU 2204438 C1, 20.05.2003.
14. RU 35956 U1, 20.02.2003.
15. RU 35957 U1, 20.05.2003.