ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОМБИКОРМОВ
VIBRATIONAL DEVICE FOR FEEDSTUFFS MIXING

Изобретение относится к устройствам для смешивания, в частности к барабанным смесителям непрерывного действия, предназначенным для смешивания концентрированных комбикормов.
Известен барабанный смеситель кормов а.с. №1666173, кл. В01F 19/02, 1987, содержащий барабан с винтовыми поверхностями, состоящий из секций, каждая из которых выполнена из одинаковых по площади пластин, имеющих форму равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси, при этом секции соединены между собой свободными сторонами пластин и образуют разнонаправленные винтовые поверхности равного шага, а число пластин в секции является четным и, как минимум, равно шести.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность смешивания компонентов кормов из-за некоторой стационарности движения потоков кормов в многозаходном винтовом барабане с направленными навстречу друг другу винтовыми поверхностями равного шага и с одинаковым числом заходов, а также недостаточной интенсивностью смешивания в барабане, собранном из одинаковых по площади, размерам и конфигурации элементов в виде равносторонних треугольников, образующих в поперечном сечении соосные с осью вращения барабана плоские фигуры многогранники.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для смешивания кормов, патент №2372817, кл. А23N 17/00, 2006 г., содержащее станину, установленный на ней посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами с возможностью вращения барабан, состоящий из секций, при этом 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°.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с практически постоянным продольным и поперечным сечением барабана от загрузки к выгрузке и недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом, а также необходимостью наклона барабана или всей установки для обеспечения перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и обеспечения перемещения компонентов кормов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана вибрационного устройства для смешивания компонентов комбикормов.
Техническое решение достигается тем, что в вибрационном устройстве для смешивания комбикормов, содержащем станину, установленный на ней посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами с возможностью вращения барабан, барабан выполнен из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180° или на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне вибрационного устройства для смешивания комбикормов.
Новизна состоит в том, что вибрационное устройство для смешивания комбикормов снабжено трубопроводом с неподвижной винтовой насадкой для подачи жидких компонентов комбикормов на расстояние L от входного отверстия барабана, что обеспечивает активацию сухих сыпучих компонентов комбикормов путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии компонентов комбикормов производится процесс смешивания смеси сухих компонентов комбикормов с жидкими компонентами комбикормов, потоки которых закручены внутренними винтовыми поверхностями и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки большие объемы масс смешанных сухих компонентов комбикормов, активизируя таким образом процесс приготовления комбикормов, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при вращении барабана массы компонентов комбикормов поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками барабана навстречу друг другу и на наружную винтовую поверхность винтовой насадки, а так как направление винтовых поверхностей совпадает с направлением вращения барабана, то направление движение сухих масс компонентов комбикормов изменятся в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам комбикормов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс компонентов комбикормов в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической зигзагообразной формой барабана, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности барабана по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение компонентов комбикормов в барабане при горизонтальном расположении оси вращения барабана, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания и приготовления комбикормов за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности барабана зигзагообразных линий с переменным по длине барабана шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков компонентов комбикормов и повышает производительность приготовления комбикормов.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц компонентов комбикормов и расширяет технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции барабана, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность приготовления комбикормов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции компонентов комбикормов и, направляя их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность потоков их движения в барабане.
Новизна усматривается в том, что шаг зигзагообразных линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает осевое перемещение компонентов комбикормов, но и интенсифицирует пространственное зигзагообразное движение компонентов комбикормов, увеличивает дебаланс барабана.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения барабана по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания компонентов комбикормов, изменяя амплитуду колебаний их при перемещении их от загрузке к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено вибрационное устройство для смешивания комбикормов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - барабан вибрационного устройства для смешивания комбикормов, в котором каждая последующей секция повернута относительно квадрата предыдущей на угол 180°, аксонометрическая проекция; фиг.4 - барабан вибрационного устройства для смешивания комбикормов, в котором каждая последующей секция повернута относительно квадрата предыдущей на угол 90°, аксонометрическая проекция; фиг.5 - одна из секций барабана, аксонометрическая проекция; фиг.6 - первая (большая) равностороння трапеция; фиг.7 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг.8 - вторая (малая) равностороння трапеция, фиг.9 - неподвижная трехходовая винтовая насадка, общий вид; на фиг.10 - вид по стрелки А на фиг.9; фиг.11 - неподвижная четырехходовая винтовая насадка, общий вид; на фиг.12 - вид по стрелки Б на фиг.11.
Вибрационное устройство для смешивания комбикормов (фиг.1, фиг.2) состоит из вращающегося барабана 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабана 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 раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11. Вибрационное устройство для смешивания комбикормов снабжено трубопроводом с неподвижной винтовой насадкой 12 для подачи компонентов комбикормов на расстояние L от входного отверстия барабана 1, что обеспечивает активное смешивание компонентов комбикормов путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане 1, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии сухих компонентов комбикормов производится процесс их смешивания с жидкими компонентами комбикормов, которые под напором движутся по внутренней многоходовой поверхности винтовой насадки 12, приобретают вращательное движение и на выходе винтовой насадки 12 завихряются и, таким образом, увеличивается площадь контакта жидких компонентов комбикормов с смесью сухих компонентов комбикормов.
Барабана 1 зигзагообразной формы (фиг.3, фиг.4) выполнен из секций 13, смонтирован (фиг.5) из одной большой равносторонней трапеции (фиг.6), двух одинаковых неравносторонних трапеций (фиг.7) и одной малой равносторонней трапеции (фиг.8), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем по длине барабана 1 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции. Стороны N верхних оснований секций 13 больше сторон меньших оснований М. На фиг.3 показан барабана 1, у которого секции 13 соединены в барабан 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг.3). Для наглядности поворота секций 13 относительно друг друга на 180° малая равносторонняя трапеция с боковой стороной, равной S, на фиг.3 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный барабан 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением барабана 1 от загрузки к выгрузке.
На фиг.4 показан барабан 1, у которого секции 13 соединены в барабан 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 90° (фиг.4). Для наглядности поворота секций 13 относительно друг друга на 90° на фиг.4 малая равностороння трапеция с боковой стороной, равной S, показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный барабан 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 90°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением барабана 1 от загрузки к выгрузке.
1
2
Неподвижная винтовая насадка 12 для подачи жидких компонентов комбикормов внутрь барабана 1 изготовлена в виде однонаправленной пустотелой трубы, выполненной по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой винтовых полос одинаковой ширины (фиг.9, фиг.10, фиг.11, фиг.12). Линии соединения свернутых в винт полос образуют ясно выраженную как по наружному, так и по внутреннему периметру однонаправленную трехходовую и более винтовую трубу, например с шагом S (показана на фиг.9 утолщенной линией 13-14) для трехходовой винтовой насадки, или например с шагом S показана на фиг.11 утолщенной линией 15-16 для четырехходовой винтовой насадки. Направление винтовых поверхностей винтовых насадок совпадает с направлением вращения барабана 1. Неподвижная винтовая насадка 12 для подачи жидких компонентов комбикормов на расстояние L от входного отверстия барабана 1 обеспечивает своими наружными винтовыми поверхностями ускорение перемешивание и транспортировку в горизонтальном направлении сыпучих комбикормов сначала в сухом состоянии в барабане 1, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии сухих компонентов комбикормов и прохождение ими расстояния L от входного отверстия барабана 1 производится процесс их смешивания с жидкими компонентами комбикормов, потоки которой закручены внутренними винтовыми поверхностями винтовой насадки 12 и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки 12 большие объемы сухих масс компонентов комбикормов, активизируя таким образом процесс приготовления комбикормов.
Вибрационное устройство для смешивания комбикормов работает следующим образом.
При вращении барабана 1 массы сухих составляющих компонентов комбикормов непрерывным потоком загружаются посредством загрузочного устройства 2 внутрь вращающегося барабана 1, которые поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками барабана 1 навстречу друг другу и на наружную винтовую поверхность винтовой насадки 12, а так как направление винтовых поверхностей винтовой насадки 12 совпадает с направлением вращения барабана 1, то направление движение сухих масс компонентов комбикормов изменяется в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки 12.
При вращении барабана 1 компонентам комбикормов сообщается сложное пространственное зигзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при ассиметричном движении компонентов комбикормов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг к другу 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 комбикормов. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения компонентов комбикормов и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов комбикормов, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Масса компонентов комбикормов, смешиваясь в сухом состоянии, перемещаются внутри барабана 1 от загрузки к выгрузке на расстояние L. При вращении барабана 1 массы компонентов комбикормов поднимаются на определенное расстояние по ходу вращения и бросаются стенками барабана 1 навстречу друг другу и на винтовую поверхность насадки 12, что обеспечивает активное их перемешивание и транспортировку в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане 1, а лишь затем после смешивания их в сухом состоянии внутри барабана 1 на расстоянии L, производится процесс их смешивания с жидкими компонентами комбикормов, потоки которой закручены внутренними винтовыми поверхностями и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки большие объемы масс смешанных сухих компонентов комбикормов, активизируя, таким образом, процесс приготовления комбикормов, при этом так как направление наружных винтовых поверхностей винтовой насадки 12 совпадало с направлением вращения барабана 1, то направление движение сухих масс компонентов комбикормов изменялось в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки, что способствует движению масс компонентов комбикормов от загрузки к выгрузке. При дальнейшем перемещении компонентов комбикормов и прохождении ими расстояния L внутри барабана 1 от начала загрузки происходит процесс их смешивания и приготовления комбикормов. Готовые комбикорма через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам комбикормов сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия компонентов комбикормов между собой, со стенками барабана 1, расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения компонентов комбикормов комбикормов, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия компонентов, расширение технологических возможностей. Этому способствует и винтовая насадка, которая не только активизирует процесс смешивания компонентов комбикормов в сухом состоянии своими наружными винтовыми поверхностями, но и ускоряет процесс приготовления комбикормов за счет закручивания потоков жидких компонентов комбикормов внутренними винтовыми поверхностями.