Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОРМОВОГО МАТЕРИАЛА НА ФРАКЦИИ - Патент РФ 2142858
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОРМОВОГО МАТЕРИАЛА НА ФРАКЦИИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОРМОВОГО МАТЕРИАЛА НА ФРАКЦИИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОРМОВОГО МАТЕРИАЛА НА ФРАКЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для разрыхления, вспушивания и сепарации предварительно измельченных кормовых продуктов, например, зерностержневой смеси, полученной из кукурузных початков. Устройство содержит перфорированный неподвижный барабан с регулируемым углом наклона и расположенный в барабане ротор с лопастями. Барабан выполнен в виде решета с квадратными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, с длиной сепарирующей поверхности, определяемой из математического выражения. Угол между горизонтальной плоскостью и осью барабана находится в пределах 0-10°, а рабочие плоскости лопастей и оси отверстий совпадают с направлением равнодействующих сил инерции. Изобретение расширяет технологические и функциональные возможности устройства. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142858
Класс(ы) патента: B07B1/20
Номер заявки: 98119015/03
Дата подачи заявки: 19.10.1998
Дата публикации: 20.12.1999
Заявитель(и): Агеев Юрий Дмитриевич; Богатырев Сергей Аркадьевич; Дворкин Борис Зямович; Рудик Феликс Яковлевич
Автор(ы): Агеев Ю.Д.; Богатырев С.А.; Дворкин Б.З.; Рудик Ф.Я.
Патентообладатель(и): Агеев Юрий Дмитриевич; Богатырев Сергей Аркадьевич; Дворкин Борис Зямович; Рудик Феликс Яковлевич
Описание изобретения: Изобретение относится к разделению на фракции зерностержневой смеси из кукурузных початков и других сыпучих материалов и продуктов с помощью неподвижных барабанов и перемещающихся внутри них мешалок и может быть использовано в кормопроизводстве, перерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известно устройство для выделения твердых частиц из суспензий, включающее наклонно установленный вращающийся перфорированный барабан, выполненный в виде усеченного конуса и установленный меньшим основанием в сторону выгрузки (А.с. N 780901, МКИ B 07 B 1/18, опубл. 23.11.80, бюл. N 43).
Недостатком данного устройства является низкая производительность и малая полезная площадь решета.
Применение грохота для разделения гидросмеси зернистых материалов на мелкие и крупные продукты с использованием лопастей и вращающегося цилиндрического сита (а.с. N 441043, МКИ B 07 B 1/16, опубл. 30.08.74, бюл. N 32) неприемлемо для зерностержневой смеси из-за быстрого износа деталей машины и вредного воздействия вибраций на организм человека.
Повторное же доизмельчение до 4 мм консервированной крупноизмельченной зерностержневой смеси перед скармливанием свиньям на линиях заготовки корнажа (Технология приготовления кормов из кукурузы/Под ред. Л.В. Погорелого. - М. : Агропромиздат, 1987, с. 114) экономически нецелесообразно из-за энергоемкости процесса.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для просеивания сыпучих материалов, например, муки, содержащее ситовый неподвижный барабан и расположенный в барабане ротор с лопастями, рабочие кромки которых выполнены закругленными. Устройство также снабжено приспособлением для регулирования угла наклона просеивающего барабана (а.с. N 1613200, МКИ B 07 B 1/20, опубл. 15.12.90, бюл. N 46 - прототип). Однако известное устройство невозможно использовать для разделения на фракции по размерам частиц материалов для приготовления кормосмесей из-за нежесткой конструкции барабана, состоящего из каркаса, обтянутого мелкоячеистой сеткой, а также отсутствия подтвержденных расчетами и экспериментами численных параметров устройства, влияющих на его работоспособность.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических и функциональных возможностей устройства за счет оптимизации угла наклона и длины сепарирующего барабана.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем перфорированный неподвижный барабан с регулируемым углом наклона и расположенный в барабане ротор с лопастями, барабан выполнен в виде решета с квадратными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, с длиной сепарирующей поверхности L, равной длине лопасти и определяемой по формуле

где Qн - масса сепарируемого материала, поступающая на входе барабана в единицу времени, кг/с;
Qк - масса частиц материала на сходе барабана в единицу времени, кг/с;
μ - коэффициент сепарации, м-1,
при этом угол между горизонтальной плоскостью и осью барабана находится в пределах 0 - 10o, а рабочие плоскости лопастей и оси отверстий совпадают с направлением равнодействующих сил инерции.
При превышении установленного экспериментальным путем верхнего предела изменения угла наклона оси барабана резко уменьшается сила трения между частицами кормового материала и внутренней поверхностью барабана, вследствие чего происходит увеличение скорости скольжения частиц, их непопадание в сепарирующие отверстия и недопустимый сход значительного количества мелких частиц в окно, предназначенное для выгрузки крупной фракции.
Наличие в предлагаемом устройстве изобретения доказывается тем, что отсутствуют подобные высокопроизводительные и доступные устройства для выделения из зерностержневой смеси, полученной после измельчения кукурузных початков, частиц с размером от 2 до 5 мм для скармливания свиньям, способствующих лучшей усваиваемости кормосмесей, выполненные с помощью предлагаемого устройства и обладающие более высокой универсальностью по сравнению с существующими устройствами за счет расширения функциональных возможностей и обеспечения зоотехнических требований к качеству кормов.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что длина сепарирующей части барабана задается в зависимости от предельно допустимого схода крупных частиц в конце барабана.
Устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, совмещенный со схемой распределения зерностержневой смеси по внутренней поверхности решета; на фиг. 3 - убывающая кривая, характеризующая процесс уменьшения количества частиц в сепарируемом слое по мере приближения к концу решета; на фиг. 4 представлены расположение и форма отверстий на сепарирующей поверхности.
Устройство для разделения кормового материала на фракции содержит горизонтально установленный цилиндрический перфорированный барабан 1 (фиг. 1), закрепленный в корпусе 2, с вращающимися внутри шнеком 3 и лопастным ротором 4, состоящего из вала 5 и лопастей 6, в стенках корпуса 2, снабженного воронкой 7, выполнены окно 8 для выгрузки мелкой фракции кормосмеси и окно 9 для выгрузки крупной фракции. Барабан 1, выполненный в виде решета, имеет сепарирующую часть длиной L с расположенными в шахматном порядке квадратными отверстиями 10 (фиг. 4). Угол наклона α (фиг. 1) оси барабана 1 по отношению к горизонтальной плоскости регулируется подкладками 11 и составляет 0 - 10o.
Устройство работает следующим образом.
Предварительно измельченная зерностержневая смесь подается в воронку 7, откуда шнеком 3 направляется в барабан 1. Разрыхление и вспушивание сепарируемого продукта производится лопастями 6. За счет центробежных сил инерции Fи (фиг. 2), многократно превышающих силу тяжести G кормового продукта, зерностержневая смесь разделяется по всему периметру решета. Мелкие частицы (менее 5 мм) продавливаются через квадратные отверстия 10 размером 5х5 мм и через окно 8 попадают на транспортирующее устройство. Более крупные частицы за счет наклона решета 1 идут на сход в окно 9.
Вероятность просеивания частиц через отверстия решета определяется по формуле

где Sотв - площадь отверстий решета, м2;
S - общая площадь решета, м2.
Коэффициент сепарации, являющийся вероятностью просеивания частиц на 1 м пути осевого перемещения, определяется по формуле

где K - вероятность прохождения частиц через кольцевой слой смеси за один оборот лопатки;
v - скорость перемещения смеси в осевом направлении, м/с;
t - период оборота мешалки, с.
Графически процесс уменьшения количества частиц в слое по мере приближения к концу решета можно изобразить в виде экспоненты (фиг. 3). По оси ординат откладываются масса частиц, поступающая в единицу времени на входе решетки от шнека Qн, и сход частиц в конце барабана Qк. По оси абсцисс - длина сепаратора L.
За бесконечно малый промежуток времени dt смесь переместится по решету в осевом направлении на расстояние dl. За это время вероятность просеивания частиц составит μdl, так как μ есть вероятность просеивания, отнесенная к единице осевого перемещения продукта. Учитывая, что вероятность просеивания частиц на пути dl будет также равна , получим
После интегрирования и преобразований имеем

Откуда

Задавая исходя из зоотехнических требований к структуре кормосмеси предельно допустимый сход крупных частиц в конце барабана Qк, получим численное значение длины цилиндрического решета L.
Длину цилиндрического решета можно уменьшить за счет уменьшения подачи кормосмеси на входе Qн или увеличения вероятности просеивания частиц μ через кольцевой слой за счет интенсивного перемешивания, разрыхления смеси и очистки от забивания отверстий.
При частоте вращения ротора 360 мин-1, подаче исходной зерностержневой смеси 10 кг/с, сходе крупных частиц в конце решета 1 кг/с, диаметре решета 0,6 м, скорости перемещения смеси в осевом направлении 0,1 м/с, периоде оборота мешалки 0,16 с, коэффициенте сепарации 1,56 м-1 длина сепарирующей поверхности решета должна составлять 1,5 м.
Как показали результаты испытаний опытного образца устройства, максимальный угол наклона α оси ротора к горизонту для зерна и стержней кукурузы, находящейся на стадии восковой спелости, должен составлять 10o. Величина угла α зависит от влажности зерностержневой смеси, составляющей 30 - 40%, и регулируется с помощью набора подкладок.
Таким образом, использование изобретения позволяет достичь следующих результатов:
1. Устройство для разделения кормового материала на фракции, благодаря выявленной аналитической зависимости длины сепарирующей поверхности решета от подачи исходного продукта на входе и сходе крупных частиц на выходе, позволяет просеивать не только сыпучие материалы, но и получать высококачественный корм для свиней и крупного рогатого скота в соответствии с зоотехническими требованиями к силосной массе, в которой должно быть не менее 80% частиц размером от 2 до 5 мм.
2. Устройство за счет наличия ротора с лопастями обеспечивает расслоение исходного вороха, состоящего из измельченного зерна, стержней, кусочков обертки кукурузы.
3. Наличие регулируемого угла наклона оси ротора и решета, а также расположение лопастей и сепарирующих отверстий заданной формы в строгом соответствии с направлением действия сил инерции позволяет использовать устройство для сортирования кормовых культур, обладающих недостаточной сыпучестью и влажностью более 15%.
Реализация потенций предлагаемого изобретения благодаря обоснованной длине сепарирующей поверхности позволит использовать устройство для разделения измельченной кормосмеси на две фракции соответственно свиньям и крупному рогатому скоту без повторного энергоемкого доизмельчения.
Формула изобретения: Устройство для разделения кормового материала на фракции, содержащее перфорированный неподвижный барабан с регулируемым углом наклона и расположенный в барабане ротор с лопастями, отличающееся тем, что барабан выполнен в виде решета с квадратными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, с длиной сепарирующей поверхности L, равной длине лопасти и определяемой по формуле

где Qн - масса сепарируемого материала, поступающая на входе барабана в единицу времени, кг/с;
Qк - масса частиц материала на сходе барабана в единицу времени, кг/с;
μ - коэффициент сепарации, м-1,
при этом угол между горизонтальной плоскостью и осью барабана находится в пределах 0 - 10o, а рабочие плоскости лопастей и оси отверстий совпадают с направлением равнодействующих сил инерции.