ГРАНУЛЯТОР
PELLETISER

Изобретение относится к устройствам для гранулирования сырья, в частности минерально-органического сырья, и может найти применение на предприятиях комбикормового производства и других отраслей.
Известны пресс-грануляторы с кольцевой матрицей, в частности пресс-гранулятор серии ОГМ-6 компании «Доза-Агро» (Россия), включающий кольцевую матрицу с калиброванными отверстиями и прессующие ролики.
Недостатком известного пресс-гранулятора является невысокая производительность (1,0-1,5 т/ч) при большой мощности электропривода (92,5-112,95 кВт), что соответствует удельной производительности от 10,8 до 13,3 кг/кВт·ч.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является измельчитель-кормоприготовитель, который может работать в трех режимах, одним из которых является режим гранулирования.
1
2
2
1
2
2
Измельчитель-кормоприготовитель, принятый в качестве прототипа, содержит корпус с цилиндрической камерой, снабженной окнами для загрузки сырьевого материала и отвода продукта, причем окно для загрузки расположено вверху цилиндрической камеры, а окно для выхода продукта расположено внизу цилиндрической камеры и закрыто сегментной решеткой, цилиндрическая камера закрыта с двух сторон крышками, а в ней установлены ведущий и ведомый рабочие элементы с измельчающими зубьями, образующие зубчатую передачу внутреннего зацепления, причем ведомый рабочий элемент установлен коаксиально, а ведущий установлен эксцентрично в нижней части цилиндрической камеры и выполнен в виде вала-шестерни с внешними зубьями в количестве Z, равном 4-6, вал установлен в двух подшипниковых узлах, расположенных вне корпуса на его опорной плите, а ведомый рабочий элемент выполнен в виде полого цилиндра с равномерно расположенными по его периметру окнами, снабжен зубьями, образованными боковыми поверхностями соседних окон, и смонтирован на опорных роликах, попарно установленных с обеих сторон цилиндра, при этом число зубьев ведомого рабочего элемента Z больше числа зубьев ведущего рабочего элемента с разницей Z-Z, равной 3-6, внутри ведомого рабочего элемента расположен цилиндрический вкладыш с выемкой под ведущий рабочий элемент, а окно для отвода продукта расположено с угловым отклонением от низа цилиндрической камеры в сторону, противоположную вращению ведомого рабочего элемента, и выполнено с угловым ограничением его размера в пределах значений углов от 0,3·180°/Z до 0,75·180°/Z. Кроме того, в цилиндрическом вкладыше и в корпусе выполнены каналы для теплоносителя системы стабилизации температуры, необходимой для расширения ассортимента производимых кормов (патент РФ №2424057 С1, дата приоритета 04.03.2010, дата публикации 20.07.2011, автор Титов В.А., RU, прототип).
Недостатком прототипа является его низкая эффективность из-за быстрого износа решетки, обусловленного малой площадью сегментной решетки, расположенной в окне для отвода гранул (продукта).
Задачей изобретения является повышение эффективности гранулятора путем уменьшения износа решетки за счет увеличения ее площади пропорционально числу зубьев ведомого рабочего элемента.
Для решения поставленной задачи гранулятор содержит корпус с цилиндрической камерой, закрытой с обеих сторон крышками, окно для загрузки сырья, окно для выгрузки гранул, расположенное снизу цилиндрической камеры и оснащенное решеткой-матрицей, в цилиндрической камере установлены ведущий и ведомый элементы с измельчающими зубьями, образующие зубчатую передачу внутреннего зацепления, причем ведомый элемент, выполненный в виде полого цилиндра с окнами, коаксиально установлен в цилиндрической камере на опорах вращения и снабжен зубьями внутреннего зацепления, образованными боковыми поверхностями соседних окон, а ведущий элемент, выполненный в виде вала-шестерни, или шестерни, смонтированной на валу, с внешними зубьями, расположен в нижней части цилиндрической камеры и эксцентрично установлен в двух подшипниковых узлах, расположенных на опорной плите. Согласно изобретению решетка-матрица выполнена кольцевой, установлена на ведомом элементе и закреплена на нем в местах расположения зубьев, при этом расположение отверстий в кольцевой решетке-матрице совмещено с расположением окон в ведомом элементе, цилиндрическая камера снабжена выполненной в корпусе кольцевой полостью, в которой установлен кольцевой вкладыш из антифрикционного материала с окном, расположенным напротив окна в корпусе для выгрузки гранул, а окно для загрузки сырья выполнено в верхней части крышки с наклоном.
Согласно изобретению гранулятор дополнительно содержит нож для формирования и отрезки гранул по длине, установленный в окне для выгрузки гранул со стороны, обращенной навстречу вращению ведомого элемента
На фиг.1 схематично изображен гранулятор, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Гранулятор содержит корпус 1, состоящий из нижней и верхней частей, с цилиндрической камерой 2, снабженной расположенным снизу окном 3 для выгрузки гранул. Цилиндрическая камера 2 закрыта с двух сторон крышками 4 и 5. В цилиндрической камере установлены ведущий 6 и ведомый 7 рабочие элементы с измельчающими зубьями, образующие передачу внутреннего зацепления. Причем ведомый элемент 7 установлен коаксиально, а ведущий элемент 6 установлен эксцентрично в нижней части цилиндрической камеры 2. Ведущий элемент 6 выполнен в виде вала-шестерни или шестерни, смонтированной на валу, и установлен в двух подшипниковых узлах 8 и 9, расположенных вне корпуса на опорной плите 10.
Ведомый элемент 7 выполнен в виде полого цилиндра с равномерно расположенными по его периметру окнами 11, снабжен зубьями 12, образованными боковыми поверхностями соседних окон, и смонтирован на подшипниках 13 в корпусе 1. На ведомом элементе 7 установлена и закреплена кольцевая решетка-матрица 14 с отверстиями 15, для крепления которой использованы крепежные винты, утопленные в решетку-матрицу в местах расположения зубьев 12, а отверстия 15 расположены напротив окон 11 ведомого элемента 7. При этом выполнение и расположение отверстий 15 в решетке-матрице совмещено с расположением окон 11 в ведомом элементе 7. В цилиндрической камере 2 расточена кольцевая полость 16, в которой установлен кольцевой вкладыш 17 из антифрикционного материала с окном 18, расположенным напротив окна 3 для выгрузки гранул. Окно 19 для загрузки сырья выполнено в верхней части одной из крышек 4 или 5 с наклоном к ней. В окне 3 для выгрузки гранул установлен нож 20 для отрезки гранул и формирования их по длине, причем нож расположен со стороны, обращенной навстречу вращению ведомого элемента 7.
Для уменьшения износа решетки-матрицы и обеспечения эффективной работы гранулятора решетка-матрица с отверстиями выполнена кольцевой и установлена на ведомый рабочий элемент, при этом площадь отверстий, предназначенных для формирования гранул, увеличена пропорционально числу зубьев ведомого элемента, что свидетельствует об увеличении ее в число раз, соответствующее числу зубьев ведомого элемента.
Гранулятор работает следующим образом. Исходное сырье загружается в бункер устройства для подачи сырья и через окно 19 поступает в цилиндрическую камеру 2, а из нее попадает в окна 11 в ведомом элементе 7. При вращении ведущего 6 и ведомого 7 рабочих элементов зубья ведущего элемента 6 закрывают окна 11 ведомого элемента 7. Сырье при этом подвергается сжатию и вдавливается в отверстия 15 в кольцевой решетке-матрице 14. Процесс вдавливания завершается в нижнем положении ведущего 6 и ведомого 7 рабочих элементов, в котором зуб ведущего элемента 6 полностью вдавливает сырье в отверстия 15 в кольцевой решетке-матрице 14. При дальнейшем вращении ведомого элемента 7 под действием центробежных сил идет процесс уплотнения сырья и формирования гранул. Выходу гранул из отверстий 15 решетки-матрицы препятствует кольцевой вкладыш 17 из антифрикционного материалы, по поверхности которого гранулы скользят и не выходят из отверстий решетки-матрицы до тех пор, пока не займут положение против окна выгрузки 3. При следующем обороте идет загрузка новой порции сырья в окна 11 ведомого элемента 7, которые закрываются зубьями ведущего элемента 6. Сырье подвергается разрушению, сжатию и вдавливается в отверстия 15 кольцевой решетки-матрицы 14. Эта порция сырья выталкивает из отверстий 15 предыдущую порцию сырья в виде готового продукта - гранул. Нож 20 отрезает гранулы по длине, которые выходят через окно 3 в упаковочную тару.
Преимущество заявляемого гранулятора по сравнению с известным оборудованием заключается в повышении эффективности работы гранулятора, принцип действия которого основан на использовании ведущего и ведомого рабочих элементов с измельчающими зубьями, образующими передачу внутреннего зацепления, и кольцевой решетки-матрицы с отверстиями, формирующими гранулы, за счет использования которой увеличивается суммарная площадь этих отверстий пропорционально числу зубьев ведомого элемента, что способствует уменьшению износа решетки-матрицы в связи с увеличением площади кольцевой решетки-матрицы и соответственно с увеличением количества отверстий в ней.