МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к переработке зернопродуктов и производству комбикормов.
Уровень техники
Известна линия производства экструдированных продуктов, содержащая приготовительный участок, включающий бункер для сырья, дробилки, смеситель, циклон-осадитель и накопитель, участок экструзии, включающий накопители, пресс-экструдер и вытяжку, участок приготовления крупки, включающий дробилку, циклон-осадитель и бункер-накопитель, участок вспомогательных материалов, участок грануляции и участок упаковки и фасовки, включающий бункер-накопитель и мешкозагрузочный комплекс (см. патент RU 2443130, МПК: A23P 1/00, опуб. 27.02.2012 г).
Упомянутая линия обеспечивает полный комплекс переработки сырья, включая автоматическую упаковку готового продукта, при этом она относится к стационарным производственным комплексам большой мощности, для работы которых требуются большие объемы сырья, запасаемого вблизи комплекса.
Однако на сегодняшний момент существует проблема переработки зерна, которое начало преть (гореть), например, из-за большой атмосферной влажности или потому, что зерно не было надлежащим образом высушено перед засыпкой на хранение. Транспортировать такое сырье на дальнее расстояние к стационарному комплексу невозможно, при этом счет времени на его «спасение» идет на дни или даже часы. Зачастую производителю приходиться выбрасывать сопревший урожай.
Одним из путей решения подобной проблемы является создание мобильных комплексов для экструзионной переработки зерна, которые могут быть доставлены непосредственно к месту хранения сырья.
Известен мини-завод по производству комбикорма, включающий технологическую линию, смонтированную на металлической платформе, транспортируемой по рельсовому пути (см. патент RU 1604, МПК: A23N 17/00, опуб. 16.02.96). К недостаткам этого решения можно отнести ограниченные возможности использования, что обусловлено применением рельсового транспорта для перемещения линии.
Известно передвижное устройство, содержащее колесную транспортную платформу, на которую установлен вагончик контейнерного типа с размещенным в нем оборудованием (см. патент ЕР 0752464, МПК: C11B 1/00, опубл. 05.07.95). Однако упомянутое оборудование предназначено для получения масла из зерна подсолнечника и не может быть использовано для получения экструдированного продукта.
В качестве наиболее близкого аналога по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, принята передвижная установка, обеспечивающая переработку зерна и получение экструдированного продукта в «полевых условиях», раскрытая в патенте CN 101264670 МПК: B30B 11/22, опубл. 17.09.2008 г. Упомянутая установка содержит колесное транспортное средство с платформой, на которой установлены связанные в технологической последовательности транспортными средствами: бункер для сырья, экструдер, накопитель-охладитель стренгового продукта, устройство измельчения и средства выгрузки готового продукта.
Существенным недостатком ближайшего аналога является возможность использования установки лишь в теплое время года, поскольку все оборудование установлено на открытой платформе. В случае размещения оборудования в закрытом объеме потребуется существенная модернизация установки для обеспечения приемлемых условий работы оборудования и персонала и необходимой вентиляции, т.к. процесс экструдирования сопровождается высокой температурой и большим парообразованием.
Другим существенным недостатком ближайшего аналога является низкая маневренность используемой тракторной платформы, большие транспортные габариты которой обусловлены размерами промышленно-выпускаемых экструдеров и отсутствием возможности трансформации. Малые габариты платформы возможны только в случае использования нестандартного оборудования, однако это ведет к удорожанию установки.
Раскрытие полезной модели
Перед разработчиками стояла задача создания мобильной установки для производства экструдированных продуктов, имеющей возможность круглогодичного использования и обладающей высокой маневренностью при использовании стандартного промышленно-выпускаемого оборудования.
Достигаемые в результате использования предлагаемой полезной модели положительные технические результаты заключаются в расширении функциональных возможностей установки за счет обеспечения возможности ее всесезонного использования, повышении маневренности установки, повышении безопасности и надежности работы установки за счет улучшения условий работы оборудования и персонала.
Решение поставленной задачи и достижение вышеупомянутых технических результатов стало возможным в предлагаемой мобильной установке для производства экструдированных продуктов, содержащей колесное транспортное средство с платформой и связанные в технологической последовательности бункер для сырья, экструдер, емкость-накопитель выходящего из экструдера продукта, устройство измельчения и средства выгрузки готового продукта. Согласно заявляемой полезной модели установка снабжена модулем контейнерного типа (коротко - модулем), в котором размещено упомянутое производственное оборудование. Модуль выполнен с возможностью установки на платформе колесного транспортного средства и с возможностью увеличения полезного внутреннего объема при сохранении транспортных габаритов модуля, оснащен вытяжкой и технологическими люками для возможности соединения размещенного в нем оборудования с внешними устройствами.
Используемый в установке модуль контейнерного типа, подобен известным вагончикам и фургонам контейнерного типа, размещаемым на платформе транспортного средства для перевозки к месту эксплуатации. Он имеет металлический каркас и обшитые теплоизоляционным материалом стенки. Образованное внутри такого модуля помещение защищено от ветра, осадков и холодной температуры.
Благодаря размещению производственного оборудования в таком закрытом модуле стало возможным всесезонное использование установки, независимо от температуры окружающей среды и погодных условий: дождя, снега и т.п.
Однако только «закрытого», защищенного от непогоды объема недостаточно для надежной и бесперебойной работы установки, т.к. осуществляемые ею процессы сопровождаются высокими температурами и повышенным парообразованием в силу высокой влажности зерна. Эти проблемы наиболее сильно возрастают в осенне-зимний холодный период, сопровождающийся повышением влажности окружающей среды.
Вместе с тем в установке предполагается использование стандартного промышленно-выпускаемого оборудования, в частности экструдера, который, как известно имеет существенные габариты. В этом случае встает вторая проблема: обеспечить компактность установки при транспортировании и приемлемые условия размещения оборудования в рабочем положении.
Для решения вышеупомянутых проблем и обеспечения комфортных условий работы оборудования и обслуживающего персонала модуль оснащен хорошей системой вентиляции и выполнен с возможностью увеличения полезного внутреннего объема за счет его оснащения специальным механизмом трансформации.
Благодаря возможности трансформации увеличивают полезный объем модуля в рабочем (стационарном) положении установки. Это позволяет улучшить условия вентиляции, более просторно расположить оборудование, за счет чего улучшить условия его охлаждения и обслуживания, что особенно существенно, если учесть, что на ограниченном пространстве необходимо разместить 7-8 приводов.
В то же время возможность трансформации позволяет сохранить транспортные габариты модуля, что необходимо для возможности перемещения установки на колесном транспорте, соблюдению установленных правилами движения «транспортных габаритов». В результате обеспечивается высокая маневренность установки.
Наличие в модуле технологических люков позволяет осуществить подключение к установке дополнительного (внешнего) оборудования, например устройства для первичной обработки сырья, устройства для фасовки и упаковки готового продукта, что дополнительно расширяет возможности использования установки.
Через технологические люки пропускают трубопроводы, соединяющие размещенное в модуле оборудование с внешними устройствами.
Благодаря возможности увеличения полезного объема модуля в рабочем состоянии, стало возможным формирование подсобного отсека, изолированного от производственной части глухой перегородкой с дверным проемом. Такой отсек может быть использован для создания места отдыха персонала, улучшение условий труда которого положительно скажется на качестве и безопасности его работы.
Здесь же может быть размещен щит управления электроприводами оборудования. Вынос управляющей аппаратуры из производственного помещения с высокой влажностью в более сухое изолированное помещение способствует повышению безопасности и надежности работы установки.
В конкретном примере реализации установки механизм трансформации размещен за задними распашными дверями модуля и включает шарнирно соединенные с крышей и основанием корпуса откидные панели, образующие крышу и пол дополнительного объема, и выдвижные панели, соединяемые с упомянутыми откидными панелями посредством быстроразъемных соединений с образованием боковых и задней стенок дополнительного объема. Такое решение отличается простотой и технологичностью монтажных работ.
Для доступа внутрь модуля служит, по меньшей мере, одна дверь в его боковой стенке.
В предпочтительном случае реализации предлагаемой установки модуль контейнерного типа оснащен выносными опорами-аутригерами: выдвижными, поворотными или съемными. Наличие таких опор позволяет без применения подъемных средств осуществить перевод модуля из транспортного положения в рабочее и наоборот.
После доставки к месту эксплуатации модуль устанавливают на опоры, что способствует стабильности положения модуля, а также позволяет вывести транспортную платформу из-под модуля и использовать ее для дополнительных целей.
Конструкция вытяжки, предпочтительно, включает подъемную трубу-крышку, установленную в технологическом отверстии крыши, и вытяжной вентилятор, закрепленный на поворотной рамке с возможностью перемещения между двумя фиксированными положениями: рабочим с размещением в технологическом отверстии крыши и транспортным - с размещением вентилятора внутри модуля. Такая конструкция вытяжки способствует сохранению транспортных габаритов модуля.
В предпочтительном примере осуществления полезной модели устройство измельчения выполнено в виде безмолотковой роторной дробилки, вход которой соединен емкостью-накопителем выходящего из экструдера продукта, а средства выгрузки готового продукта выполнены в виде пневмотранспортной системы, связанной с выходом упомянутой дробилки.
Внешние устройства могут включать средства для подготовки сырья и мешкозагрузочный комплекс для упаковки готового продукта, которые размещают на втором транспортном средстве для доставки к месту эксплуатации установки.
Средства для подготовки сырья обычно включают бункер для подготовки сырья, оборудованный смесителем и/или измельчителем.
В зависимости от качества сырья, подлежащего переработке, для его перемещения используют либо шнековый транспортер, либо пневмотранспортную систему, включающую источник сжатого воздуха, пневмотранспортер и циклон-осадитель, соединенный с бункером для сырья, питающим экструдер.
Соединение установки с мешкозагрузочным комплексом обеспечивает возможность осуществления полного цикла переработки сырья с автоматической расфасовкой и упаковкой конечного продукта.
Мешкозагрузочный комплекс, предпочтительно, имеет пневматическую распределительную систему расфасовки готового продукта. Использование пневмотранспорта при расфасовке готового продукта способствует высокой производительности упаковочных работ и позволяет исключить из состава комплекса специальные устройства-охладители, которые имеют место в прототипе и известных аналогичных установках. Готовый продукт, уже частично остывший и подсушенный в емкости-накопителе выходящего из экструдера продукта, хорошо просыхает, охлаждается и измельчается в процессе его перемещения в потоке воздуха. В результате в мешки упаковывается хорошо просушенный продукт, что способствует его сохранности до момента использования.
Краткое описание чертежей
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером и чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - установка, общий вид в транспортном положении на платформе прицепа;
на фиг. 2 - тоже, на платформе грузового автомобиля;
на фиг. 3 - показана установка модуля в рабочее положение на опоры;
на фиг. 4 - вид сзади на модуль с открытыми задними дверями, механизм трансформации находится в сложенном виде;
на фиг. 5 - фрагмент модуля после трансформации, изометрия;
на фиг. 6 - функциональная схема установки, рабочее положение, показана возможность соединения оборудования установки с внешним оборудованием;
на фиг. 7 - сечение А-А с фиг. 3, показано внутреннее устройство модуля;
на фиг. 8 - вытяжка, вентилятор в рабочем положении;
на фиг. 9 - тоже, вентилятор в нерабочем транспортном положении;
на фиг. 10 - вид C с фиг. 8.
Осуществление полезной модели
Мобильная установка для производства экструдированных продуктов содержит (см. фиг. 1, 2) колесное транспортное средство с платформой 1 и модуль 2 контейнерного типа (далее - модуль 2) с размещенным в нем производственным оборудованием.
Модуль 2 выполнен с возможностью установки и закрепления на платформе 1 колесного транспортного средства и с возможностью увеличения полезного внутреннего объема при сохранении транспортных габаритов модуля.
Модуль 2 оборудован вытяжкой 3, технологическими люками 4, съемными опорами-аутригерами 5, оконными 6 и дверными проемами 7 и задними распашными дверями 8, за которыми размещен механизм трансформации, обеспечивающий создание дополнительного полезного объема модуля.
В качестве колесного транспортного средства, осуществляющего перемещение установки к месту ее эксплуатации, может быть использован прицеп (см. фиг. 1), или полуприцеп, сцепляемые с тяговым средством, либо самоходное устройство, например, грузовой автомобиль (см. фиг. 2).
После прибытия к месту назначения осуществляют разворачивание установки и перевод модуля 2 в рабочее положение. Для этого модуль 2 устанавливают на опоры-аутригеры 5 и выводят из-под него платформу 1 (см. фиг. 3), после чего осуществляют трансформацию модуля.
Открывают задние распашные двери 8, за которыми в транспортном положении скрыты элементы механизма трансформации, включающего стеновые панели, соединяемые между собой с образованием дополнительного объема (см. фиг. 4).
Поворачивают откидные панели 9 и 10, шарнирно закрепленные, соответственно на крыше и основании модуля 2. Под нижнюю панель 10 устанавливают поддерживающие опорные элементы 11 (см. фиг. 5). Последовательно устанавливают боковые раскладные панели 12 и 13, соединяя их с панелями 9 и 10 посредством быстроразъемных соединений. При этом панели 9 и 10 образуют, соответственно крышу и пол дополнительного объема 14, а панели 12 и 13 формируют боковые и заднюю стенки этого объема. Выполнение панелей 12 и 13 из двух шарнирно сочлененных между собой частей способствует сокращению монтажных работ.
Приведенный пример выполнения механизма трансформации является предпочтительным, но не исключает возможности его реализации иным образом.
Внутренний объем модуля 2 разделен перегородкой 15 на два помещения: производственный отсек 16, в котором размещено оборудование, и отсек 17, в котором организовано место для отдыха персонала и размещен щит 18 управления электроприводами оборудования (см. фиг. 6, 7).
Размещенное в модуле 2 оборудование включает бункер для сырья 19, экструдер 20, емкость-накопитель 21 выходящего из экструдера продукта, устройство измельчения в виде безмолотковой роторной дробилки 22 и средства выгрузки готового продукта.
После трансформирования модуля 2 осуществляют подготовку оборудования к работе, для чего размещают его в технологической последовательности, соединяя при необходимости транспортными трубопроводами. Роторную дробилку 22 выносят и размещают в дополнительном объеме 14 модуля 2. Вход дробилки 22 соединяют с емкостью-накопителем 21, а выход - с пневмотранспортной системой выгрузки готового продукта.
Наличие в стенках и крыше модуля 2 технологических люков 4 обеспечивает возможность соединения размещенного в модуле оборудования с внешними, размещаемыми вне стен модуля устройствами, которые могут потребоваться для подготовки сырья или для расфасовки готового продукта.
В процессе транспортировки установки внешнее оборудование размещают на втором транспортном средстве, например в кузове грузового автомобиля, осуществляющего перемещение прицепа с модулем 2.
При этом не исключена возможность использования в качестве внешнего оборудования имеющихся местных резервов, не требующих транспортировки.
В конкретном примере осуществления (см. фиг. 6) снаружи модуля 2 установлен бункер 23 для подготовки сырья, оборудованный смесителем и/или измельчителем.
В зависимости от качества сырья, для его перемещения от бункера 23 к бункеру 19 используют либо шнековый транспортер (не показано), либо пневмотранспортную систему, включающую источник сжатого воздуха 24, пневмотранспортер 25 и циклон-осадитель 26, соединенный с бункером для сырья 19 трубопроводом 27, пропущенным через отверстие технологического люка 4 в крыше модуля 2.
Снаружи модуля 2 размещают и мешкозагрузочный комплекс 28 с пневмораспределительной системой расфасовки готового продукта.
Работа комплекса осуществляется следующим образом.
Исходное сырье засыпают в бункер 23 для подготовки сырья. В качестве исходного сырья могут быть использованы различные виды зерновых культур, а также зерно, пораженное грибком в смеси с хорошим сырьем.
Под действием давления сжатого воздуха, создаваемого источником 24, сырье из бункера 23 поднимается по пневмотранспортеру 25 и попадает в циклон 26, где осаждается и опускается по трубопроводу 27 в бункер для сырья 19, обеспечивающий питание экструдера 20.
Экструдирование производится при температуре 110-170° и давлении в зоне головки 40-60 атмосфер. При выходе сырья из головки экструдера в результате резкого спада наружного давления, происходит взрыв на клеточном уровне. Пар, имеющийся в расплаве сырья, мгновенно испаряется и отсасывается с помощью вытяжки 3. Образовавшийся пористый продукт претерпевает преобразование структуры (деструкцию, гидролиз) При такой переработке начавшее портиться зерно преобразуется в новый продукт с полезными свойствами, имеющий возможность длительного хранения. Ножевое устройство головки экструдера 20 обеспечивает разрезание выходящих стренговых полос на гранулы заданной длины, которые падают в емкость 21, где происходит их частичное охлаждение и стабилизация под действием более прохладного воздуха окружающей среды.
За процессом наблюдает рабочий. Когда происходит заполнение емкости 21, он включает привод дробилки 22, которая одновременно выполняет функции центробежного насоса пневмотранспортной системы выгрузки готового продукта. Под действием разряжения воздуха продукт из емкости 21 затягивается через центральное отверстие в дробилку 22, где измельчается под действием ее лопастей и выбрасывается через выходной патрубок в трубопровод 29, соединенный с распределительным коллектором 30 мешкозагрузочного комплекса 28. В процессе перемещения под действием воздушных потоков измельченный продукт дополнительно охлаждается и подсушивается. В результате в мешки упаковывается хорошо высушенный и измельченный кормовой продукт.
Использование пневмотранспорта способствует высокой производительности работ.
На фиг. 8-10 показана используемая в модуле 2 конструкция вытяжки 3, которая включает установленную в технологическом отверстии 31 крыши 32 модуля 2 подъемную трубу-крышку 33, и вытяжной вентилятор 34, закрепленный посредством поворотной рамки 35 с возможностью перемещения между двумя фиксированными положениями: рабочим и транспортным. В рабочем положении (см. фиг. 8) труба-крышка 33 поднята, вентилятор 34 размещен в технологическом отверстии 31 крыши 32. По окончании работ для перевода в транспортное положение поворачивают рамку 35 и заводят вентилятор 34 внутрь объема модуля 2, трубу-крышку 33 опускают, закрывая вентиляционное отверстие 31 (см. фиг. 9).
Конструкция вытяжки обеспечивает компактность модуля в транспортном положении и защищенность внутреннего пространства с оборудованием при перевозке.
Предлагаемая мобильная установка отличается возможностью всесезонного использования и обеспечивает полный цикл переработки сырья с упаковкой конечного продукта.
Транспортные габариты установки соответствуют габаритам автодорожных перевозок, что способствует ее высокой маневренности и возможности перемещения по любым автодорогам.