Устройство для измельчения твердых органических удобрений и формования из них гряд

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к устройствам для измельчения твердых органических продуктов до размера частиц 10-30 мм, например навоза и помета, в процессе приготовления компоста, субстрата в процессе формования гряд при производстве биогумуса, а также измельчения корнеклубнеплодов в технологических линиях кормоцехов. Устройство для измельчения твердых органических удобрений содержит бункер, в котором расположены подающий горизонтальный транспортер, над которым со стороны выхода последовательно установлены измельчающий барабан и барабан-ускоритель, снабженные зубчатыми элементами. Зубчатые элементы барабана-ускорителя выполнены в форме лопаток и закреплены параллельно оси вращения барабана. Дробильная камера шарнирно соединена с бункером и имеет боковины и переднюю стенку, на которой установлены штифты. Дробильная камера снабжена формователем гряды. Зубчатые элементы измельчающего барабана и барабана-ускорителя расположены по винтовой линии. Зубчатые элементы измельчающего барабана выполнены в виде треугольных призм. Передняя стенка дробильной камеры выполнена из отдельных шарнирно соединенных между собой частей с возможностью изменения радиуса кривизны передней стенки. Это позволит повысить степень измельчения с одновременным распределением измельченного продукта по длине и ширине гряды при ее формовании. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к устройствам для измельчения твердых органических продуктов до размера частиц 10-30 мм, например навоза и помета, в процессе приготовления компоста, субстрата, в процессе формования гряд при производстве биогумуса, а также измельчения корнеклубнеплодов в технологических линиях кормоцехов.

Известен ряд устройств для разбрасывания органических и органоминеральных удобрений по поверхности поля, каждый из которых содержит расположенные на раме кузов, транспортер, служащий для подачи удобрений к разбрасывающим барабанам.

Например, известна машина РОУ-6М для транспортировки и разбрасывания навоза, торфа, компостов, содержащая раму на ходовых колесах, кузов на раме, цепочно-планчатый транспортер, разбрасывающее устройство и механизм передачи с редуктором. Разбрасывающее устройство состоит из шнековых барабанов - измельчающего и разбрасывающего. Транспортер снабжен кривошипно-шатунным и храповым механизмами. Из кузова транспортером удобрение подается к разбрасывающему устройству, которое дробит его и разбрасывает по поверхности поля (см.: Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. Под ред. В.М.Баутина. - М., «Колос». - 2000. - C.117-118).

Однако данное устройство не предназначено для формования гряд. Кроме того, конструктивное выполнение измельчающих элементов шнекового барабана в виде спирали не обеспечивает равномерности и требуемой степени измельчения твердых органических удобрений, необходимых для приготовления компостов.

Известен также разбрасыватель прицепной унифицированный РПТУ-2,0, содержащий раму, транспортер, разбрасывающие барабаны. Зубья барабанов имеют форму лопаток, установленных под углом к плоскости вращения, а сами барабаны имеют форму цилиндра, на котором расположены по винтовой линии зубья с правым и левым направлением. За счет размещения зубьев по винтовой линии сила удара каждым зубом происходит поочередно и легко уравновешивается инерционной силой вращающихся масс. Угол наклона зуба относительно оси вращения барабана - 45° (см.: Павловский И.В. Основы проектирования машин для внесения удобрений в почву. - М., «Машиностроение». - 1965. - С.24, 44-50).

Данное устройство также не обеспечивает формования гряд и необходимой равномерности и степени измельчения твердых органических удобрений.

Известно устройство для измельчения твердых органических удобрений (питатель-измельчитель), состоящее из расположенных в бункере подающего транспортера, подающего барабана, барабана-ускорителя и дробильной камеры с установленными штифтами на ее передней стенке. Дробильная камера снабжена скатной доской и выгрузным отверстием с магнитным улавливателем мелких металлических примесей. Форма передней стенки дробильной камеры определяется траекторией полета частиц органических отходов (см. патент РФ №2181709, МПК C 05 F 3/06).

Данное устройство предназначено для использования в поточных технологических линиях непрерывного действия по производству субстрата. В связи с этим данное устройство не обеспечивает формования гряд в процессе приготовления компоста, а также требуемой равномерности и степени измельчения твердого органического удобрения.

Известно устройство для измельчения твердых органических удобрений, использованное в линии для приготовления субстрата (Патент РФ №2130243, МПК А 01 С 3/02, C 05 F 3/06), содержащее бункер, в котором расположены цепочно-планчатый подающий транспортер, подающий барабан, барабан-ускоритель и дробильная камера со штифтами. Дробильная камера снабжена выгрузным окном, скатной доской. Подающий барабан расположен над подающим транспортером и предназначен для предварительного измельчения твердых органических отходов, захвата порций и подачи их на барабан-ускоритель. Барабан-ускоритель расположен над подающим барабаном и предназначен для направления порций отходов в дробильную камеру и увеличения их кинетической энергии. В дробильной камере на передней и боковой стенках установлены штифты, способствующие разрушению подаваемой массы твердых органических удобрений. Передняя стенка дробильной камеры выполнена округлой формы, которая обусловлена траекторией полета порции отходов. Штифты закреплены под углом 30-90° к касательным.

В данном техническом решении повторяются все недостатки, описанные выше.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для измельчения твердых органических удобрений, содержащее бункер, в котором расположены подающий горизонтальный транспортер, над которым со стороны выхода последовательно установлены подающий барабан и барабан-ускоритель, снабженные зубчатыми элементами, выполненными в форме лопаток, и шарнирно соединенную с бункером дробильную камеру, имеющую боковины и переднюю стенку, снабженную штифтами. Лопатки подающего барабана и барабана-ускорителя закреплены параллельно оси вращения барабана. Задняя стенка бункера выполнена с возможностью перемещения по направлению движения транспортера, которое обеспечивается за счет наличия роликового механизма с направляющими, расположенными на боковых стенках бункера, при этом роликовый механизм закреплен на верхнем торце задней стенки, шарнирно соединенной с транспортером. Штифты дробильной камеры выполнены ромбовидного сечения, режущий угол которого выбран в интервале 30-45°. Подающий транспортер снабжен храповым механизмом для обеспечения возврата транспортера и задней стенки бункера в исходное положение (Патент на полезную модель РФ №34845, МПК А 01 С 3/02).

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой степени измельчения твердых органических удобрений с одновременным формованием из них гряд, необходимых, например, при производстве компостов и вермикомпостов (биогумуса).

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении степени измельчения с одновременным распределением измельченного продукта по длине и ширине гряды при ее формовании.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для измельчения твердых органических удобрений, содержащем бункер, в котором расположены подающий горизонтальный транспортер, над которым со стороны выхода последовательно установлены измельчающий барабан и барабан-ускоритель, снабженные зубчатыми элементами, при этом зубчатые элементы барабана-ускорителя выполнены в форме лопаток и закреплены параллельно оси вращения барабана, дробильную камеру, шарнирно соединенную с бункером, имеющую боковины и переднюю стенку, на которой установлены штифты, согласно предлагаемому решению дробильная камера снабжена формователем гряды, зубчатые элементы измельчающего барабана и барабана-ускорителя расположены по винтовой линии, при этом зубчатые элементы измельчающего барабана выполнены в виде треугольных призм, а передняя стенка дробильной камеры выполнена из отдельных шарнирно соединенных между собой частей с возможностью изменения радиуса кривизны передней стенки.

Формователь гряды представляет собой две пластины, шарнирно соединенные с боковинами дробильной камеры, при этом передний край пластины отогнут наружу под углом 40-45°.

Формователь гряды снабжен фиксаторами положения пластин.

Режущий угол зубчатого элемента измельчающего барабана выбран в интервале 60-90°.

Шарнирно соединенные части передней стенки дробильной камеры закреплены в ее боковинах, при этом каждая часть передней стенки снабжена штырями с резьбой, а боковины - пазами для размещения в них штырей.

В устройство введен фиксирующий элемент для устойчивого закрепления задней стенки бункера на транспортере в вертикальном положении, выполненный в виде цепей.

Штифты дробильной камеры имеют ромбовидное сечение, режущий угол которых выбран в интервале 30-45°.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлено схематичное изображение заявляемого устройства, вид сбоку; на Фиг.2 представлено схематичное изображение заявляемого устройства, вид сверху; на Фиг.3 - измельчающий барабан; на Фиг.4 - барабан-ускоритель; на Фиг.5 - схема зубчатого элемента измельчающего барабана, вид сверху; на Фиг.6 - поперечное сечение штифта дробильной камеры; на фиг.7 представлен формирователь гряд, разрез А-А фиг.1.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - рама, 2 - ходовая часть, 3 - бункер, 4 - цепочно-планчатый подающий транспортер, 5 - измельчающий барабан, 6 - барабан-ускоритель, 7 - зубчатые элементы в виде треугольных призм, 8 - зубчатые элементы в форме лопаток, 9 - дробильная камера, 10 - задняя стенка, 11 - шарнирное крепление, 12 - направляющие, 13 - роликовый механизм, 14 - фиксирующие элементы, 15 - шарнирное соединение дробильной камеры, 16 - дополнительное крепление, 17 - боковины, 18 - передняя стенка, 19 - пластины, 20 - шарнирные соединения пластин передней стенки, 21 - штыри, 22 - штифты, 23 - формователь гряд (пластина), 24 - шарнирные соединения формирователя гряд с боковинами дробильной камеры, 25 - направляющие втулки, 26 - фиксаторы.

Устройство состоит из расположенного на раме 1 ходовой части 2 бункера 3, внутри которого размещены цепочно-планчатый подающий транспортер 4, снабженный храповым механизмом, измельчающий барабан 5 и барабан-ускоритель 6. Барабаны снабжены зубчатыми элементами, расположенными по винтовой линии. При этом зубчатые элементы 7 измельчающего барабана 5 выполнены в виде треугольных призм, режущий угол которых выбран в интервале 60-90°. Зубчатые элементы 8 барабана-ускорителя 6 выполнены в форме лопаток, которые закреплены на барабане параллельно его оси вращения. Расположение барабана-ускорителя 6 над измельчающим барабаном 5 и над транспортером 4 обеспечивает подачу твердых органических удобрений из бункера 3 в дробильную камеру 9. Задняя стенка 10 бункера 3 выполнена подвижной по направлению движения транспортера за счет ее шарнирного крепления 11 к тяговому механизму транспортера 4 в ее нижней торцевой части и наличия направляющих 12, установленных на боковых стенках бункера 3 и снабженных роликовым механизмом 13, закрепленным на верхней торцевой части задней стенки 10. В целях обеспечения устойчивого вертикального положения задней стенки 10 бункера 3 в процессе перемещения транспортера 4 она снабжена фиксирующими элементами 14, например, в виде цепей, концы которых закреплены на транспортере и задней стенке соответственно. Бункер имеет шарнирное соединение 15 с дробильной камерой 9 и дополнительное крепление 16 боковин 17 дробильной камеры 9 к бункеру 3 для обеспечения надежной работы устройства. Передняя стенка 18 дробильной камеры 9 выполнена из отдельных частей в виде пластин 19, соединенных между собой посредством шарниров 20. Каждая пластина 19 снабжена с противоположных сторон штырями 21, а боковины 17 дробильной камеры 9 - пазами для размещения в ней штырей. В зависимости от влажности органических удобрений штыри выполнены с возможностью перемещения в пазах и фиксации в нужном положении. Конструкция передней стенки 18 дробильной камеры 9 позволяет изменять геометрическую форму камеры под траекторию полета частиц органических удобрений в зависимости от их влажности. На передней стенке 18 дробильной камеры установлены штифты 22 для обеспечения разрушения подаваемой массы из бункера 3. Штифты 22 выполнены ромбовидного сечения, режущий угол которого выбран в интервале 30-45°. С целью улучшения процесса формования гряды и для обеспечения требуемой геометрии формуемой гряды на нижней части боковин 17 дробильной камеры 9 шарнирно закреплены формователи гряд 23 в виде пластин, передний конец которых отогнут на угол 40-45° для исключения зацепления их за материал гряды. В рабочем положении пластины 23 закрепляются с помощью направляющих втулок 25 и фиксаторов 26.

Устройство работает следующим образом.

В транспортном положении для исключения деформации формователи гряд 23 поднимаются и фиксируются на боковой поверхности дробильной камеры 9 с помощью фиксаторов 26. Заднюю стенку 10 бункера 3 устанавливают в крайнее левое положение за счет храпового механизма. Затем твердые органические удобрения с помощью погрузчика загружают в бункер 3 и транспортируют на площадку для приготовления компоста. Формователи гряд 23 опускают в рабочее положение и закрепляют фиксаторами 26. От вала отбора мощности трактора вращение передается на рабочие органы устройства, одновременно обеспечивая его перемещение. Транспортер 4 и задняя стенка 10 подают материал к измельчающему барабану 5, обеспечивающему предварительное измельчение и подачу материала на барабан-ускоритель 6, который лопатками 8 захватывает его и с большой скоростью подает в дробильную камеру на штифты 22, где и происходит окончательное измельчение твердых органических удобрений. Измельченный материал попадает на поверхность площадки между пластинами 26, обеспечивая формование гряды заданной формы. При подходе ролика 13 к шарниру 15 дробильной камеры вал отбора мощности отключают и с помощью храпового механизма транспортер 4 и задняя стенка 10 возвращаются в исходное положение и процесс повторяется.

Ввиду различных погодных условий в период производства компостов твердые органические удобрения имеют различную влажность. При низкой влажности компонентов передняя стенка 18 дробильной камеры 9 с помощью шарниров 20 и пластин 19 устанавливается с меньшим радиусом кривизны, а с увеличением влажности радиус кривизны увеличивают.

Заявляемое устройство обеспечивает в одном технологическом цикле измельчение твердых органических удобрений, их распределение по поверхности и формование гряды заданной геометрии. Устройство с заявляемой совокупностью конструктивных элементов обеспечивает при производстве компостов равномерность и необходимую степень измельчения компонентов, равномерность их распределения по ширине и длине гряды, что обеспечивает высокое качество приготавливаемого компоста. Кроме того, наличие формователя гряд в заявляемом решении позволяет высвободить из широко используемых технологий приготовления компостов отдельный механизм для формования граничных валиков гряды, а при производстве биогумуса механизировать технологический процесс формования гряд.

1. Устройство для измельчения твердых органических удобрений, содержащее бункер, в котором расположены подающий горизонтальный транспортер, над которым со стороны выхода последовательно установлены измельчающий барабан и барабан-ускоритель, снабженные зубчатыми элементами, при этом зубчатые элементы барабана-ускорителя выполнены в форме лопаток и закреплены параллельно оси вращения барабана, дробильную камеру, шарнирно соединенную с бункером, имеющую боковины и переднюю стенку, на которой установлены штифты, отличающееся тем, что дробильная камера снабжена формователем гряды, зубчатые элементы измельчающего барабана и барабана-ускорителя расположены по винтовой линии, при этом зубчатые элементы измельчающего барабана выполнены в виде треугольных призм, а передняя стенка дробильной камеры выполнена из отдельных шарнирно соединенных между собой частей с возможностью изменения радиуса кривизны передней стенки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формователь гряды представляет собой две пластины, шарнирно соединенные с боковинами дробильной камеры, при этом передний край пластины отогнут наружу под углом 40-45°.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что формователь гряды снабжен фиксаторами положения пластин.

4. Устройство по п.1, отличающийся тем, что режущий угол зубчатого элемента измельчающего барабана выбран в интервале 60-90°.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарнирно соединенные части передней стенки дробильной камеры закреплены в ее боковинах, при этом каждая часть передней стенки снабжена штырями с резьбой, а боковины - пазами для размещения в них штырей.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен фиксирующий элемент для устойчивого закрепления задней стенки бункера на транспортере в вертикальном положении, выполненный в виде цепей.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что штифты дробильной камеры имеют ромбовидное сечение, режущий угол которых выбран в интервале 30-45°.