УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ МОЛОТКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
UNIVERSAL SMALL-SIZED HAMMER-TYPE GRINDER

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть использовано для измельчения грубых, сочных и концентрированных кормов при кормлении животных и птиц в частных подворьях, на малых животноводческих фермах с различными формами хозяйствования.
Кроме этого оно может найти применение в горнорудной, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Уже известны универсальные молотковые дробилки, выпускаемые в серийном производстве:.
1. Кормодробилка универсальная КДУ-2,0 «Украинка», описанная в учебнике Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. - Л.: Колос, Ленингр. отд-ние. 1987. - 560 с. (рис. 52, С. 108-111).
Это устройство содержит дробильный и режущий аппараты, питающий и подпрессовывающий транспортеры, загрузочный бункер, сменные решета, вентилятор, циклон с шлюзовым затвором, пневмопроводы.
2. Дробилка кормов универсальная ДКУ-1,0, описанная в справочнике по механизации работ на животноводческих фермах. Под ред. Н.И. Мжельского. Л.: Колос, Ленингр. отд-ние. 1972. - 519 с. (рис. 39, С. 69-72).
Дробилка состоит из рамы, бункера для сыпучих кормов, питающего транспортера для подачи грубых и сочных кормов, уплотнительных вальцов, измельчающей камеры с дисковым режущим аппаратом и пакетами молотков, сменных решет, циклона с шлюзовым затвором, пневмопроводов.
Недостатками данных молотковых дробилок, выпускаемых промышленностью, является высокая удельная энергоемкость процесса измельчения, большая металлоемкость конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому решению является устройство, выбранное нами в качестве прототипа, описанное в патенте №2478008 РФ и опубликованное 27.03.2013. Бюл. №9. «Монолитный молоток универсального измельчителя кормов».
Универсальный малогабаритный измельчитель кормов состоит из корпуса 1, измельчающей камеры 2, ротора 3, монолитных молотков 5, деки 6 и выгрузного патрубка 7, бункера 8, горловины 9 регулирующей заслонки 10, лотка 11 с направляющей горловиной 12, электродвигателя 13, трехлапчатой стойки 14 с двумя роликами 15.
Наряду с вышеописанными аналогами универсальный измельчитель имеет преимущества: конструкция измельчителя более компактна и менее металлоемкая.
Недостатком данного устройства является высокая удельная энергоемкость процесса, которая повышается за счет использования в процессе измельчения грубых и сочных кормов более энергозатратного способа измельчения - «рубящее» без учета угла скольжения τ.
Целью данного изобретения является снижение удельной энергоемкости процесса измельчения и повышение эффективности технологического процесса при измельчении грубых и сочных кормов путем использования в процессе измельчения «скользящее резание» с учетом угла скольжения τ.
Поставленная цель достигается тем, что в измельчающей камере измельчителя устанавливается неподвижная ребристая дека с определенным углом нарезки рифлей к горизонту, позволяющая установить необходимый угол скольжения τ, что позволяет использовать менее энергоемкий способ измельчения «скользящее резание» вместо существующего в прототипе способа «рубка», который является более энергозатратным.
Резание лезвием может быть «рубящим» при угле скольжения τ=0, когда лезвие (монолитный молоток 1) перемещается только в направлении разреза (Фиг. 2а), и «скользящее резание» при угле скольжения τ>ϕ, где ϕ - угол трения, когда лезвие одновременно перемещается и по направлению разреза, и перпендикулярно к нему (рифли деки 2) (Фиг. 2б).
n
τ
Скользящее резание менее энергоемко. Если лезвие ножа перемещается в разрезаемом материале по направлению скорости υ, то нормальная ее составляющая υ характеризует скорость проникновения ножа в материал, а касательная составляющая υ показывает, что резание происходит со скольжением и характеризует скорость протаскивания ножа при скользящем резании в материале. При определенных значениях углов скольжения τ затрачивается минимальная энергия на резание.
Универсальный малогабаритный молотковый измельчитель состоит из корпуса 1 с рабочей камерой 2, в которой расположен ротор 3 с шарнирно-подвешенными на его осях 4 монолитными молотками 5, деки 6 и выгрузного патрубка 7. Для подачи зерна в камеру измельчения на корпус устанавливается приемный бункер 8, который посредством горловины 9 соединен с измельчающей камерой. На входе в горловину установлена регулирующая заслонка 10 для дозирования зернового материала. Для подачи грубых и сочных кормов вместо приемного бункера 8 и направляющей горловины 9 устанавливается лоток 11 с направляющей горловиной 12. Привод вала измельчителя осуществляется от электродвигателя 13. Корпус измельчителя установлен на трехлапчатой стойке 14 с двумя роликами 15 для перемещения измельчителя (Фиг. 1).
Универсальный малогабаритный молотковый измельчитель работает по двум технологическим схемам:
а) при измельчении концентрированных кормов. Процесс измельчения осуществляется следующим образом: очищенное от посторонних и металлических примесей фуражное зерно загружается в приемный бункер 8 и через регулируемую заслонку 10 поступает в горловину 9. Далее самотеком тангенциально по ходу вращения ротора направляется в измельчающую камеру 2. В измельчающей камере зерно попадает под ударное воздействие монолитного молотка 5 (способ измельчения «удар влет») и получает частичное разрушение (микротрещины). Частично разрушенное зерно приобретает ускорение, направленное перпендикулярно к неподвижной грани деки 6, где происходит его полное разрушение между острыми режущими кромками монолитного молотка 5 и острыми горизонтально расположенными ребрами граней неподвижной деки 6 (способ измельчения «скалывание-срез»). Измельченная зерновая дерть выводится через окно выгрузного патрубка 7 из измельчающей камеры;
б) при измельчении грубых и сочных кормов. Процесс измельчения осуществляется следующим образом: при данной технологической схеме производится замена приемного бункера 8 и направляющей горловины 9 на лоток 11 и направляющую горловину 12. Также производится замена неподвижных ребристых дек в измельчающей камере измельчителя; неподвижной ребристой деки 6 с горизонтально нарезанными рифлями (выполняющей роль противорежущей пластины) на неподвижную ребристую деку с определенным углом нарезки рифлей к горизонту, позволяющей установить в процессе резания необходимый угол скольжения τ.
Исходные корма подаются на лоток 11 и направляющую горловину 12, далее с помощью деревянного толкателя направляются в зону измельчения, где попадают под воздействие монолитных молотков 5, на рабочей поверхности которых выполнены две острые режущие кромки, расположенные вдоль ударной рабочей поверхности по всей длине молотка, параллельно оси вращения ротора. Режущие кромки молотка выполняют роль лезвия. Измельчение происходит между двумя острыми режущими кромками, расположенными вдоль ударной рабочей поверхности монолитного молотка 5, и острыми ребрами граней неподвижной ребристой деки 6, причем рифли которой имеют нарезку к горизонту, позволяющую установить определенный угол скольжения τ (Фиг. 3), что дает возможность использовать в процессе измельчения способ «скользящее резание» вместо способа «рубка».
Таким образом, использование неподвижной ребристой деки с измененным углом нарезки рифлей к горизонту позволяет применить менее энергоемкий способ измельчения «скользящее резание», что значительно снижает удельную энергоемкость и повышает технологическую эффективность процесса измельчения грубых и сочных кормов универсального малогабаритного измельчителя кормов.