УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к оборудованию для приготовления различных многокомпонентных сыпучих продуктов, в частности, минеральных удобрений, комбикормов, витаминов, сухих строительных смесей и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства,
В известных устройствах для приготовления многокомпонентных смесей подача сыпучего продукта из производственных силосов в смеситель осуществляется, как правило, самотеком, пневмотранспортом или шнеком выгрузки в зависимости от их взаимного расположения (см., напр., «Мир измерений» №3 за 2003 г. стр. 26, рис 2, патент РФ №2058018, Мкл G01G 19/42, заявл. 01.07.92, А.Я. Соколов Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна, М., «Колос», 1975 г. стр. 483, рис ХХ1-26, Н.Ф.Гатилин Проектирование хлебозаводов, М., «Пищевая промышленность, 1975 г. стр. 86, рис 57-62). В частности, при одноэтажном производственном помещении подача муки из производственного силоса в бункер осуществляется при помощи наклонных шнеков (см., напр. Н.Ф.Гатилин Проектирование хлебозаводов, М., Пищевая промышленность, 1975 г., стр. 83, рис. 60).
Подаваемый из производственного силоса в смеситель продукт в зависимости от целого ряда условий (влажности, температуры, склонности к слеживанию, слипанию и т.д.) может в различной степени слипаться, комковаться.
Перемешивание ингридиентов в смесителе должно обеспечить однородность конечного продукта. Если массовая доля данного ингридиента в смеси достаточно велика, при работе смесителя легко обеспечивается однородность получаемого продукта, так как при достаточно интенсивном перемешивании неоднородность продукта по плотности устраняется - комки разрушаются. Однако, если продукты поступают в смеситель в различных объемных соотношениях, то обеспечение равномерного распределения ингридиентов по всей массе конечного продукта при наличии в хотя бы в одном ингридиенте с малой массовой долей (например, витаминной добавки или улучшителя в тесте или комбикорме) в смеси слипшихся комков становится трудноразрешимой проблемой, так как маленький комок, попадая в общую массу, плохо разрушается при перемешивании. Поэтому важной проблемой является обеспечение однородности по плотности ингридиента, поступающего в смеситель через питатель из силоса, которую нужно решать, чтобы обеспечить наилучшее качество конечного продукта.
Кроме того, важной задачей при создании оборудования для приготовления многокомпонентных сыпучих продуктов является обеспечение компактности и удобства обслуживания оборудования, особенно, если его приходится размещать на затесненной производственной площади среди действующего оборудования при модернизации производства.
Целью изобретения является повышение качества конечного продукта за счет повышения однородности смеси, повышение компактности устройства, удобства его обслуживания, повышение производительности и обеспечение универсальности использования как при производстве одной многокомпонентной смеси, так и при приготовлении одновременно нескольких смесей с меньшим числом ингридиентов.
С этой целью предлагается устройство для приготовления многокомпонентных смесей, содержащее цилиндрические производственные силосы, шнековые питатели, несущую раму, выполненную из ряда прямоугольных ячеек, в которых установлены производственные силосы, измеритель количества продукта, входные отверстия шнековых питателей соединены с производственными силосами, пространственную опорную раму, весоизмерительные датчики, патрубки, отсекатели потока продукта, по меньшей мере, один дополнительный измеритель количества продукта, по числу измерителей количества продукта - жесткие экраны, затворы и эластичные манжеты, несущая рама снабжена по меньшей мере одним дополнительным
рядом прямоугольных ячеек, в которых установлены производственные силосы, измеритель количества продукта и дополнительный измеритель количества продукта через весоизмерительные датчики закреплены с возможностью переустановки на пространственной опорной раме, установлены один под другим, выходные отверстия вышерасположенных измерителей количества продукта и дополнительных измерителей количества продукта соединены эластичными манжетами с жесткими экранами нижерасположенных измерителей количества продукта, снабжены затворами с возможностью открытия в нижерасположенные измерители количества продукта, входное отверстие каждого нижерасположенного измерителя количества продукта больше выходного отверстия вышерасположенного измерителя количества продукта, патрубки выполнены цилиндрическими, каждый жесткий экран соединен эластичной манжетой с верхним краем соответствующего измерителя количества продукта, производственные силосы закреплены на несущей раме через весоизмерительные датчики с возможностью переустановки, снабжены каждый шнековыми питателями по числу сообщенных с ним измерителей количества продукта, на выходных отверстиях шнековых питателей закреплены верхним концом цилиндрические патрубки, на других концах цилиндрических патрубков установлены отсекатели потока продукта, закрепленные на жестких экранах с возможностью сообщения с соответствующим измерителем количества продукта. В устройстве по меньшей мере в один шнековый питатель может быть введена винтовая спираль и индивидуальный дополнительный привод винтовой спирали, которая выполнена из упругого материала, размещена внутри шнековой трубы по длине шнекового питателя соосно со шнеком с возможностью вращения и охватывает шнек, направление навивки винтовой спирали противоположно направлению навивки лопасти шнека, а также контрольные люки, основание производственных силосов выполнено в форме треугольной в поперечном сечении призмы, шнековые питатели расположены в плоскости продольной оси симметрии основания, контрольные люки расположены на боковой поверхности основания.
Проведенные патентные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, а совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает,
что заявляемый питатель сыпучих продуктов соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого питателя сыпучих продуктов, на фиг.2 - вид сбоку на устройство, в котором измерители количества продукта установлены один над другим, на фиг.3 -более подробное изображение измерителей количества продукта предлагаемого устройства, на фиг.4 - вид сверху на устройство, на фиг.5 - сечение шнековой трубы шнекового питателя, в которой расположен шнек и винтовая спираль, выполненная из упругого материала и размещена внутри по длине шнекового питателя соосно со шнеком с возможностью вращения.
Устройство для приготовления многокомпонентных смесей содержит цилиндрические производственные силосы 1, шнековые питатели 2, несущую раму 3, выполненную из ряда прямоугольных ячеек 4, в которых установлены производственные силосы 1, измеритель 5 количества продукта, входные отверстия шнековых питателей 2 соединены с производственными силосами 1, пространственную опорную раму 6, весоизмерительные датчики 7, патрубки 8, отсекатели 9 потока продукта, по меньшей мере, один дополнительный измеритель 10 количества продукта, по числу измерителей 5 и дополнительных 10 количества продукта - жесткие экраны 11, затворы 12 и эластичные манжеты 13, несущая рама 3 снабжена по меньшей мере одним дополнительным рядом прямоугольных ячеек 14, в которых установлены производственные силосы 1, измеритель 5 количества продукта и дополнительный измеритель 10 количества продукта через весоизмерительные датчики 7 закреплены с возможностью переустановки на пространственной опорной раме 6 и установлены один под другим, выходное отверстие 15 измерителя количества продукта 5 соединено эластичной манжетой 13 с жестким экраном 11 нижерасположенного измерителя 10 количества продукта, измеритель 5 количества продукта и дополнительный измеритель 10 количества продукта снабжены затворами 12, входное отверстие каждого нижерасположенного измерителя 10 количества продукта больше выходного отверстия вышерасположенного измерителя 5 количества продукта, патрубки 8 выполнены цилиндрическими, производственные силосы 1 закреплены на несущей раме 3 через весоизмерительные датчики 7 с возможностью переустановки, снабжены каждый шнековыми питателями 2 по числу сообщенных с ним измерителей количества продукта 5, 10, на выходных
отверстиях шнековых питателей 2 закреплены верхним концом цилиндрические патрубки 8, на других концах цилиндрических патрубков 8 установлены отсекатели 9 потока продукта, закрепленные на жестких экранах 11 с возможностью сообщения с соответствующим измерителем 5, 10 количества продукта.
По меньшей мере в один шнековый питатель 2 введена винтовая спираль 16 с индивидуальным дополнительным приводом (на чертежах не обозначен) винтовой спирали 16, которая выполнена из упругого материала, размещена внутри шнековой трубы 17 по длине шнекового питателя 2 соосно со шнеком 18 с возможностью вращения и охватывает шнек 18, направление навивки винтовой спирали 16 противоположно направлению навивки лопасти 19 шнека 18, а также контрольные люки 20, основание 21 производственных силосов 1 выполнено в форме треугольной в поперечном сечении призмы, шнековые питатели 2 расположены в плоскости продольной оси симметрии основания 21, контрольные люки 20 расположены на боковой поверхности 22 основания 21.
Устройство работает следующим образом:
Перед началом работы ранжируют подлежащие взвешиванию и смешению сыпучие компоненты по степени их сыпучести и используют производственные силосы 1 с наибольшим удалением от измерителей 5, 10 количества продукта для загрузки ингридиентов, обладающих наихудшими показателями сыпучести (наиболее склонных к комкованию). Методика ранжирования не входит в объем притязаний по данной заявке, следует отметить только, что, например, при использовании максимального числа производственных силосов 1 шнековые питатели 2 имеют различную длину. Для обеспечения требуемой длины шнековых питателей 2 используется возможность переустановки измерителей 5 количества продукта и дополнительных измерителей 10 количества продукта на пространственной опорной раме 6.
В производственные силосы 1 загружают ингридиенты, подлежащие поочередному взвешиванию, затем предварительному и окончательному смешиванию. Число используемых производственных силосов 1 соответствует числу ингридиентов смеси. Рассмотрим работу одного шнекового питателя 2. Если шнековый питатель 2 содержит только шнек 18, при вращении шнека 18 обеспечивается поступательное перемещение сыпучего продукта из производственного силоса 1 в соответствующий измеритель 5 или 10 количества
продукта. Регулировка скорости вращения шнека 18 позволяет регулировать скорость поступления сыпучего продукта в соответствующий измеритель 5 или 10 количества продукта. Однако не исключается наличие комков ингредиента, что затрудняет точное измерение количества продукта, последующее смешивание ингредиентов может привести к снижению качества конечного продукта. Если же шнековый питатель 2 снабжен винтовой спиралью 16, то при ее вращении одновременно со шнеком 18 в противоположных направлениях обеспечивается поступательное движение ингредиента от соответствующего производственного силоса 1 к соответствующему измерителю 5 или 10 количества продукта, так как направление навивки лопасти 19 шнека 18 противоположно направлению навивки винтовой спирали 16. Шнек 18, расположенный соосно с винтовой спиралью 16 внутри нее, исключает возможность скручивания винтовой спирали 16 и слеживание сыпучего продукта. Вибрация винтовой спирали 16 обеспечивает обрушение комков, образующихся в сыпучем продукте, на шнек 18 и эффективную работу шнекового питателя 2. При остановке шнека 18 шнековый питатель 2 с вращающейся винтовой спиралью 16 продолжает работать с минимальной производительностью, что обеспечивает точную дозировку подачи ингредиента и полное удаление остатков ингридиента из шнековой трубы 17 при окончании работы устройства. Использование шнековых питателей 2 с винтовой спиралью 16, выполнение основания 21 производственных силосов 1 в форме треугольной в поперечном сечении призмы и расположения шнековых питателей 2 в плоскости продольной оси симметрии основания 21, позволяет отказаться от введения ворошителей в производственные силосы 1.
Наличие в устройстве жестких экранов 11, каждый из которых соединен эластичной манжетой 13 с верхним краем соответствующего измерителя 5, 10 количества продукта и цилиндрических патрубков 8, которые закреплены одним концом на выходных отверстиях шнековых питателей 2, на других концах цилиндрических патрубков 8 установлены отсекатели 9 потока продукта, закрепленные соответственно на жестких экранах 11 с возможностью сообщения с соответствующим измерителем 5 или 10 количества продукта обеспечивает защиту от пыления дозируемых ингредиентов и повышает точность и скорость взвешивания ингредиентов, так как включение отсекателя 9 потока продукта в момент подачи сигнала на остановку шнекового питателя 2 исключает досыпку остатков продукта, находящихся в этот момент в цилиндрическом патрубке 8
шнекового питателя 2 в соответствующий измеритель 5 или 10 количества продукта.
Закрепление производственных силосов 1 на несущей раме 3 через весоизмерительные датчики 7 позволяет оперативно контролировать наличие ингридиентов продукта в силосах 1 и своевременно производить их пополнение. Шнековые питатели 2, соединяющие производственные силосы 1 с одним измерителем 5 или 10 количества продукта, работают по программе поочередно и включаются каждый раз после окончания процесса взвешивания очередного компонента, что обеспечивает высокую точность работы устройства. (Алгоритм взвешивания находится вне рамок данной заявки). Так как устройство имеет по меньшей мере два измерителя 5, 10 количества продукта, обеспечивается одновременное заполнение имеющихся измерителей 5, 10 количества продукта. Выбор числа и мест расположения производственных силосов 1 и измерителей 5, 10 количества продукта обусловлен составом конечного продукта. Это обеспечивает уменьшение времени взвешивания всех ингридиентов конечного продукта в соответствующее числу измерителей 5, 10 количества продукта раз и, кроме того, большую однородность предварительного смешивания ингридиентов конечного продукта при последующем высыпании содержимого всех измерителей 5, 10 количества продукта в смеситель, который является самостоятельным агрегатом и на чертежах не показан.
Аналогичным образом, если необходимо приготовлять различные смеси с небольшим числом ингридиентов, предлагаемое устройство позволяет это делать одновременно, необходимо только соединить соответствующее число производственных силосов 1 с соответствующим измерителем 5 или 10 количества продукта, например, измерителем 5 количества продукта, а другие производственные силосы 1 с измерителем 10 количества продукта, а затем полученные смеси использовать раздельно. Следует заметить также, что, если один производственный силос 1 соединен двумя раздельно управляемыми шнековыми питателями 2 с двумя измерителями 5 и 10 количества продукта, можно подавать один и тот же компонент для получения одновременно двух смесей. Аналогично, если процентное содержание какого-либо ингридиента значительно превосходит содержание других ингридиентов смеси, он может быть загружен в несколько производственных силосов 1. Выбор производственного силоса 1, расположенного в той или иной ячейке несущей рамы 3 для загрузки определенного компонента определяется свойствами этого компонента -
склонностью к слипанию, комкованию и т.п., так как продукт из различных силосов поступает по шнековым питателям 2, имеющим различную длину и, соответственно, различные возможности размельчения слипшихся комков продукта, подаваемого из соответствующего силоса в смеситель. Это упрощает обслуживание устройства и обеспечивает возможность унификации производства устройств с учетом конкретных технических требований потребителя.
Эффективность размельчения (придания однородности) продукта дополнительно может быть повышена выбором жесткости винтовой спирали 16 и скоростью ее вращения. Однако, выбор оптимального режима работы устройства выходит за рамки данной заявки. Таким образом, шнековые питатели 2 обеспечивают, кроме подачи компонента из производственных силосов 1 в измерители 5, 10 количества продукта, дозирование и оптимальное размельчение (однородность) подаваемых ингридиентов. Расположение производственных силосов 1 и измерителей 5, 10 количества продукта в несущей раме 3 и возможность выбора шнекового питателя 2 из числа шнековых питателей различной длины и, соответственно, различной эффективности размельчения в зависимости от свойств конкретного ингридиента, обеспечивает компактность и удобство обслуживания устройства. Это особенно существенно, если оборудование необходимо размещать среди действующего оборудования при модернизации и переналадке производства.