ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ ВОЛОКНИСТЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, в частности к оборудованию для измельчения растительных материалов при приготовлении кормов.
Из уровня техники известны молотковые дробилки с вертикальным валом ротора. Они включают установленный на валу дисковый ротор с закрепленными на нем молотками в форме прямоугольных пластин. Ротор помещен в камеру измельчения, представляющую собой корзину, образованную цилиндрическим вертикальным и плоским горизонтальным решетами. В процессе работы такой дробилки частицы сыпучего сырья, например зерна пшеницы, поступают сверху в камеру измельчения, где в своем движении пересекаются с рядами молотков вращающегося ротора, многократно подвергаются их ударам и отбрасываются на решета. Разрушение частиц сырья происходит в результате многократных ударов по ним молотков и истирания о поверхность решет. При достижении частицами сырья размера, меньшего, чем диаметр отверстий решет, они выводятся из камеры измельчения дробилки.
В частности, известна молотковая дробилка с вертикальным валом ротора (патент на полезную модель RU 110660, заявл. 29.06.2011, опубл. 27.11.2011), включающая раму, корпус приемного бункера, электродвигатель, камеру измельчения с цилиндрическим и плоским решетами и крышкой.
Недостатком вертикальных молотковых дробилок и, в частности данной полезной модели, является то, что в них возможно эффективно измельчать только твердые сыпучие растительные материалы, например фуражное зерно. При этом в них невозможно эффективно измельчать растительные волокнистые материалы кондиционной влажности (не более 14%), в частности листья и стебли кормовых трав. Обусловлено это тем, что силы удара молотков не достаточно, чтобы привести к измельчению гибких частиц листостебельной массы и разорвать содержащиеся в них волокна. Помимо этого, недоизмельченные волокна растений налипают на боковую поверхность молотков, снижая силу их удара, а недоизмельченные листья и стебли засоряют отверстия решет, препятствуя выводу из камеры измельчения уже измельченного продукта. Это приводит к излишнему накоплению в камере измельчения дробилки уже измельченных и недоизмельченных частиц растений, что фактически останавливает процесс измельчения сырья.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является вертикальная молотковая дробилка (патент на полезную модель RU 33877, заявл. 20.05.2003, опубл. 20.11.2003), включающая загрузочные патрубки, дробильную камеру с ситом, внутри которого расположен ротор, состоящий из вала, стальных дисков, осей, распорных втулок и молотков, представляющих собой прямоугольные металлические пластинки с двумя осевыми отверстиями по торцам, отличающаяся тем, что число загрузочных патрубков равно двум, а боковые грани молотка выполнены острыми за счет среза верхней боковой кромки молотка под углом 45°, причем длина острой грани равна расстоянию между центрами осевых отверстий.
Достоинством данного технического решения является то, что острая грань молотка выполняет роль ножа, в результате чего измельчаемые частицы сырья подвергаются не только удару, но и резанию, что повышает эффективность измельчения.
Недостатком данной полезной модели является то, что в этой вертикальной молотковой дробилке затруднено эффективное измельчение растительных волокнистых материалов кондиционной влажности, в частности листьев и стеблей кормовых трав. Обусловлено это тем, что в ней не решена проблема налипания волокон растений на боковые поверхности молотков и поверхности решет, забивания отверстий решет. Кроме того, односторонний срез боковой кромки молока под углом 45° не обеспечивает эффективного резания гибких растительных частиц и разрезания их волокон.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение возможности эффективного измельчения в дробилках с вертикальным валом ротора как твердых сыпучих, так и волокнистых растительных материалов, высушенных до кондиционной влажности.
Поставленная задача решается путем использования технического решения, включающего образованную цилиндрическим вертикальным и плоским горизонтальным решетами камеру измельчения, в которой на вертикальном валу установлен ротор с закрепленными на нем наборами молотков, представляющих собой прямоугольные пластины с двумя осевыми отверстиями по торцам, боковые грани которых срезаны под углом 45°, причем половина наборов молотков заменена наборами ножей, таким образом, что молотки и ножи чередуются вдоль окружности диска ротора, а боковые грани молотков срезаны под углом 45° с верхней и нижней сторон по направлению к середине грани и образуют треугольный в сечении вырез.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид измельчителя волокнистых растительных материалов.
На фиг. 2 показан разрез ротора измельчителя волокнистых растительных материалов.
На фиг. 3 показан вид сверху ротора измельчителя волокнистых растительных материалов.
На фиг. 4 показан молоток ротора измельчителя волокнистых растительных материалов.
На фиг. 5 показан нож ротора измельчителя волокнистых растительных материалов.
На фиг. 6 показан загрузочный узел измельчителя волокнистых растительных материалов.
Измельчитель волокнистых растительных материалов включает электродвигатель 1, привод 2, корпус 3 (фиг. 1) и загрузочный узел (фиг. 6). В корпусе 3 находится камера измельчения 4, образованная цилиндрическим вертикальным 5 и плоским горизонтальным 6 решетами (фиг. 1). Внутри нее на вертикальном валу 7, соединенном с приводом 2, размещен ротор 8. В корпусе 3 под камерой измельчения 4 имеется конусообразная наклонная камера 9 с выпускным отверстием 10.
Ротор 8 (фиг. 2) состоит из установленной на вертикальном валу 7 ступицы 11 и закрепленных на ней параллельных дисков 12. Молотки 13 и ножи 14 шарнирно закреплены в несколько ярусов посредством осей 15, продетых сквозь имеющиеся в молотках и ножах отверстия 16 и отверстия в дисках 12.
Ротор включает по два набора молотков 13 и ножей 14. Молотки 13 и ножи 14 размещены под углом в 90° друг к другу, таким образом, что они чередуются вдоль окружности диска 12 (фиг. 3).
Молоток 13 (фиг. 4) представляет собой прямоугольную пластину, боковые грани 17 которой срезаны под углом 45° с верхней и нижней сторон по направлению к середине грани и образуют треугольный в сечении вырез. В молотке имеются два сквозных отверстия 16 для крепления на осях 15.
Нож 14 (фиг. 5) представляет собой прямоугольную пластину, торцовая поверхность которой выполнена в форме кругового сегмента и имеет двустороннюю режущую кромку 18. В ноже имеется сквозное отверстие 16 для крепления на оси 15.
Измельчитель волокнистых растительных материалов включает также загрузочный узел (фиг. 6). Он состоит из загрузочного бункера 19, сообщающегося с винтовым питателем 20. Винтовой питатель 20 включает размещенный в трубе 21 винт 22, представляющий собой вал с винтовой навивкой. Винт 22 соединен с приводом 23 и электродвигателем 24. В боковой поверхности трубы 21 имеется загрузочное отверстие 25, соединяющее ее с загрузочным бункером 19. В торце трубы 21 имеется выгрузное отверстие 26, соединяющее ее с камерой измельчения 4.
Измельчитель волокнистых растительных материалов работает следующим образом. Вал 7 ротора 8 приводится во вращение приводом 2 и электродвигателем 1 (фиг. 1). Сырье загружают в загрузочный бункер 19, откуда оно под действием силы тяжести через загрузочное отверстие 21 поступает в винтовой питатель 20, приводимый во вращение собственными приводом 23 и электродвигателем 24 (фиг. 6). Винтовой питатель 20 перемещает сырье к выгрузному отверстию 26, через которое оно поступает в камеру измельчения 4.
При измельчении волокнистых растительных материалов они поступают в камеру измельчения 4, где при движении сверху вниз поочередно подвергаются действию молотков 13 и ножей 14 вращающегося ротора 8 (фиг. 2, 3). При столкновении с передней при вращении ротора 8 боковой гранью 17 молотка 13 либо его торцовой гранью (фиг. 4) частицы растений подвергаются ударному воздействию, под действием которого они перемещаются к поверхности цилиндрического вертикального решета 5. При дальнейшем движении молотка 13 треугольный вырез его задней боковой грани 17 создает область пониженного давления воздуха, под действием которого происходит отрыв растительных частиц от поверхности цилиндрического вертикального решета 5 и их перемещение в область действия ножей 14. Нож 14 разрезает растительные частицы и содержащиеся в них волокна своей режущей кромкой 18 (фиг. 5). После этого процесс воздействия на них молотков 13 и ножей 14 многократно повторяется то тех пор, пока растительные частицы не приобретут размер меньший, чем диаметр отверстий цилиндрического вертикального 5 и плоского горизонтального решет 6, и будут выведены из камеры измельчения 4 (фиг. 2).
При измельчении твердых сыпучих растительных материалов они поступают в камеру измельчения 4, где при движении сверху вниз поочередно подвергаются действию молотков 13 и ножей 14 вращающегося ротора 8 (фиг. 2, 3). При столкновении с передней при вращении ротора 8 боковой гранью 17 молотка 13 либо его торцовой гранью частицы сыпучего сырья подвергаются ударному воздействию, под действием которого частично разрушаются (фиг. 4). Ножи 14 не играют существенной роли в измельчении твердых сыпучих растительных материалов. Тем не менее, при столкновении с незаточенной боковой поверхностью ножа 14 частицы подвергаются разрушающему ударному воздействию, а при взаимодействии с режущей кромкой 18 ножа происходит отсечение от них более мелких частиц (фиг. 5). После этого процесс воздействия на них молотков 13 и ножей 14 многократно повторяется то тех пор, пока частицы сырья не приобретут размер меньший, чем диаметр отверстий цилиндрического вертикального 5 и плоского горизонтального решет 6, и будут выведены из камеры измельчения 4 (фиг. 2).
После прохождения измельченных частиц сырья через отверстия решет 5 и 6 они поступают в наклонную камеру 9 и под действием силы тяжести через выпускное отверстие 10 выводятся из измельчителя растительных материалов (фиг. 1).
Наличие в молотках двух сквозных отверстий обосновано тем, что по мере износа рабочей поверхности производят перестановку молотков, что вдвое увеличивает срок их эксплуатации.
Исполнение боковых граней молотков таким образом, что они срезаны под углом 45° с верхней и нижней сторон по направлению к середине грани и образуют треугольный в сечении вырез обосновано тем, что наличие выреза в задней по направлению вращения ротора грани молотка вызывает образование за ним области пониженного давления воздуха, что необходимо для эффективного измельчения волокнистых растительных материалов. Наличие выреза в передней по направлению вращения ротора боковой грани молотка не препятствует ее ударному действию на частицы твердых сыпучих или волокнистых растительных материалов, но препятствует налипанию волокон растительных материалов на боковую поверхность молотка, что повышает эффективность их измельчения.
Эффективное измельчение в дробилке с вертикальным валом ротора не только твердых сыпучих, но и волокнистых растительных материалов достигается заменой половины наборов молотков на наборы ножей, что обеспечивает частичную замену ударного воздействия на растительные частицы и содержащиеся в них волокна на их резание, благодаря чему и становится возможным измельчение волокнистых растительных материалов на частицы требуемого размера.
Эффективное измельчение волокнистых растительных материалов достигается также благодаря созданию при движении молотка вырезом его задней боковой грани области пониженного давления воздуха, в результате чего происходит отрыв растительных частиц от поверхности цилиндрического вертикального решета, что препятствует засорению ими отверстий решета. Благодаря тому, что отверстия решет остаются свободными, не возникает препятствий для своевременного вывода измельченного продукта из камеры измельчения. Под действием пониженного давления воздуха происходит перемещение растительных частиц в область действия ножей, что способствует их эффективному резанию.
Применение предлагаемой полезной модели позволит обеспечить возможность измельчения в дробилках с вертикальным валом ротора как твердых сыпучих, так и волокнистых растительных материалов кондиционной влажности, что повысит эффективность приготовления кормов.