Способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе и смеситель кормов

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть использована в кормопроизводстве при механизации трудоемких процессов. Способ приготовления кормосмеси включает загрузку в бункер неоднородных по плотности стебельчатых и нестебельчатых компонентов при наклонном положении оси рабочего органа к вертикальной оси вращения приводного вала, перемешивание компонентов с измельчением стебельчатого компонента роторным рабочим органом. В процессе работы материал дополнительно перемешивают перемещением рабочего органа по нефиксированной траектории под действием неоднородности материала. Процесс перемешивания заканчивают после стабилизации оси вращения рабочего органа в вертикальном положении. Смеситель кормов включает установленный внутри бункера рабочий орган в виде в виде консольного шнекового транспортера для подъема материала. Рабочий орган имеет измельчающие элементы в виде пластин с зубчатой гранью и установлен на вертикальном приводном валу с возможностью наклона собственной оси вращения к оси вращения приводного вала. Свободный конец рабочего органа имеет указатель положения его оси вращения. Группа изобретений обеспечивает высокую однородность измельчения кормов по плотности и возможность визуального контроля окончания процесса смешения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства и может быть использована в кормопроизводстве при механизации трудоемких процессов на животноводческих фермах и комплексах для приготовления сбалансированных по питательной ценности кормосмесей путем перемешивания стебельчатых и нестебельчатых компонентов с измельчением стебельчатого компонента кормосмеси.

Известны способы приготовления кормосмеси в бункерном смесителе, включающие последовательную загрузку в бункер неоднородных по физико-механическим свойствам сыпучих и стебельчатых компонентов порций кормосмеси и продольно-поперечную циркуляцию материала с измельчением стебельчатого компонента под действием вращающегося рабочего органа (см., например, способ получение кормосмеси, реализуемый смесителем по патенту США №5356054, кл. 222-610, МПК А01K 5/00, 1994 г.).

В известных способах в активной зоне рабочего органа материал вдоль бункера перемещается двумя встречными горизонтальными потоками в придонной зоне пространства бункера с выдавливанием материала в центральной части бункера в верхнюю зону бункера и последующим обрушением материала под действием собственного веса, что обеспечивает циркуляцию материала преимущественно в вертикальной плоскости продольного сечения рабочего объема бункера при значительных энергозатратах, снижает вероятность вовлечения в движущийся поток материала, примыкающего к боковым стенкам бункера, а также не обеспечивает измельчающее воздействие рабочего органа на стебельчатый материал в объеме рабочего пространства бункера, что удлиняет рабочий процесс получения однородной по фракционному составу компонентов готовой кормосмеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе, включающий последовательную загрузку в бункер неоднородных по плотности рассыпных стебельчатых и нестебельчатых компонентов кормосмеси и их перемешивание с измельчением стеблей под действием вращающегося в бункере роторного рабочего органа с вертикальной приводной осью (см., например, способ получение кормосмеси, реализуемый вертикальным смесителем по патенту США №5553938, кл. 366-302, МПК В01F 7/24, 1996 г. - ближайший аналог-прототип способа).

В известном способе при зафиксированной в центральной части пространства бункера активной зоне рабочего органа ухудшаются условия равномерной загрузки бункера материалом, т.к. рабочий орган перекрывает собой центральную часть объема бункера, и поэтому не обеспечивается равномерное по объему бункера и в одинаковой степени интенсивное воздействие рабочего органа на материал. Перемещение материала в вертикальном направлении вверх производится с уменьшающейся по величине скоростью при уменьшении площади поверхности контакта материала с рабочим органом, что вызывает вращение материала под нагрузкой без перемешивания в нижней части бункера и застой малоподвижного материала без перемешивания в верхней центральной части бункера.

Из-за существенного несоответствия поперечного размера бункера и рабочего органа по известному способу процесс перемешивания материала производится малоэффективным методом обрушения материала, накапливаемого в верхней центральной зоне пространства бункера, под действием рабочего органа, закрепленного в центре бункера.

По известному способу затруднен процесс приготовления кормосмесей с использованием стебельчатых компонентов в рассыпном или прессованном виде (тюки, рулоны и т.п.) из-за снижения измельчающей способности рабочего органа вверх по вертикали и выполнения рабочим органом в основном функции транспортировании материала, а не его перемешивания.

В известном способе отсутствует возможность контроля момента образования в бункере однородной по плотности кормосмеси, что приводит к снижению степени однородности готовой кормосмеси при недостаточном времени перемешивания неоднородного по плотности компонентов исходного материала или к необоснованному удлинению процесса перемешивания материала с перерасходом энергии.

Задачей предлагаемого способа приготовления является повышение однородности получаемой кормосмеси с достижением такого технического результата, при котором за счет перемещения в объеме бункера активной зоны рабочего органа улучшается заполняемость бункера исходным материалом, достигается равномерное по интенсивности воздействие рабочего органа на материал по всему объему бункера и обеспечивается возможность визуального контроля окончания процесса смешивания материала по расположению рабочего органа относительно бункера.

Решение поставленной для способа технической задачи достигается тем, что в способе приготовления кормосмеси в бункерном смесителе, включающем загрузку в бункер неоднородных по плотности стебельчатых и нестебельчатых компонентов кормосмеси и их перемешивание с измельчением стебельчатого компонента роторным рабочим органом с вертикальной осью вращения приводного вала, загрузку компонентов производят при наклонном положении оси собственного вращения рабочего органа к оси вращения приводного вала, а в процессе работы материал дополнительно перемешивают перемещением рабочего органа в полости бункера по не фиксированной траектории относительно оси вращения приводного вала, при этом процесс перемешивания заканчивают после стабилизации оси собственного вращения рабочего органа в вертикальном положении.

Осуществление загрузки материала в бункер при расположении рабочего органа своей осью вращения под углом к приводной оси со смещением к периферии бункера расширяет зону пространства бункера между рабочим органом и стенками бункера, что обеспечивает возможность прохода при загрузке материала в центральную и нижнюю часть бункера и его вовлечение в процесс перемешивания под действием рабочего органа с измельчением стебельчатого компонента.

Дополнительное перемешивание материала перемещением под действием неоднородной плотности материала рабочего органа в полости бункера по не фиксированной траектории относительно оси вращения приводного вала в режиме переменного во времени и пространстве наклона собственной оси вращения рабочего органа смещает в пространстве бункера активную зону рабочего органа, что увеличивает поверхность контакта рабочего органа с материалом и препятствует образование мертвых зон при самостоятельном выборе рабочим органом положения в пространстве, соответствующего минимальному градиенту плотности материала в окружающей рабочий орган активной зоне при большем разрыхляющем воздействии рабочего органа на более плотный материал.

Стабилизация оси собственного вращения рабочего органа в вертикальном положении с переходом рабочего органа в положение вращения вокруг вертикальной оси, которое является признаком отсутствия градиента плотности материала в бункере при достижении максимальной однородности смешивания равномерной по плотности готовой кормосмеси, гарантирует завершение перемешивания материала после образования в бункере однородной по плотности массы кормосмеси, т.к. при наличии неоднородной плотности материала рабочий орган в загруженном пространстве бункера всегда располагается с наклоном к оси приводного вала, а в однородном по свойствам материале рабочий орган при вращении самостоятельно переходит в вертикальное устойчивое положение, соответствующее минимуму потребления энергии на вращение рабочего органа от его привода, поскольку приводу с помощью вертикального приводного вала значительно легче вращать рабочий орган в однородном по плотности материале вокруг вертикальной оси, чем вокруг оси, наклонной к приводному валу.

Способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе может быть осуществлен с использованием известных технических средств и систем, в частности бункера, роторного рабочего органа с измельчающими элементами, механизма передачи вращения к наклонному рабочему органу и принудительного перемещения рабочего органа в объеме пространства бункера по нефиксированной траектории, изменяемой в пространстве с учетом плотности материала в активной зоне рабочего органа на основании управляющего сигнала датчика однородности смешиваемого материала в рабочем пространстве бункера, взаимодействующего с механизмом изменения углового положения рабочего органа.

Предлагаемый способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе осуществляется следующим образом.

Исходные стебельчатые и нестебельчатые компоненты кормосмеси загружаются в бункер при наклонном расположении вращающегося роторного рабочего органа к вертикальной оси вращения приводного вала с максимальным смещением ротора в сторону стенки бункера, благодаря чему материал заполняет большую часть пространства бункера при контакте с рабочим органом по глубине бункера.

Под действием вращения рабочего органа материал перемешивают с измельчением стебельчатого компонента за счет окружного смещения материала в активной зоне рабочего органа с подъемом материала в верхнюю часть бункера, при этом при контакте с неоднородным по плотности материалом обеспечивают дополнительное перемешивание материала путем перемещения рабочего органа по не фиксированной траектории относительно оси вращения приводного вала в объеме пространства бункера с переменным углом наклона рабочего органа к вертикали, обусловленным степенью неоднородности плотности материала по одну и другую сторону от рабочего органа, за счет неодинакового силового воздействия рабочего органа в поперечном направлении (радиальном к оси вращения рабочего органа) на окружающий его неоднородный по плотности материал.

С повышением однородности материала при перемешивании рабочий орган перемещается в центральную часть бункера с уменьшением отклонения оси вращения рабочего органа от вертикали, а при образовании в бункере однородной по плотности массы рабочий орган переходит по спиралевидной траектории в устойчивое вертикальное положение, при котором ось вращения рабочего органа стабилизируется в вертикальном положении, т.к. вращение в однородном по плотности материале рабочего органа в вертикальном положении требует значительно меньшего энергопотреблении, чем на его вращение вокруг оси, наклонной к вертикали, поэтому устойчивое вертикальное положение вращающегося в материале рабочего органа свидетельствует об уравновешивании рабочего органа под действием одинаковой со всех сторон радиальной силы воздействия на рабочий орган однородного по плотности материала.

После указанной стабилизации оси собственного вращения рабочего органа в вертикальном положении процесс перемешивания завершают, т.к. дальнейшее вращение рабочего органа не оказывает существенного влияние на повышение однородности распределения по плотности материала в объеме бункера. После завершения перемешивания равномерная по плотности, а значит, и по содержанию компонентов готовая кормосмесь выгружается из бункера и отправляется потребителю.

В технике известны конструкции бункерных смесителей кормов, включающих бункер, внутри которого вдоль днища установлен рабочий орган в виде шнекового транспортера с измельчающими элементами на витках для измельчения стеблей с двумя зонами витков, у которых рабочий ход направлен к центру бункера (см., например, бункерный смеситель по патенту США №5356054, кл. 222-610, МПК А01K 5/00, 1994 г.).

В устройствах такого типа у рабочего органа отсутствует возможность принудительного перемещения материала вверх по вертикали, что реализует энергоемкий процесс выдавливания материала вверх под действием встречных горизонтальных потоков материала, повышает силовую нагрузку на смесительный шнек и вызывает под действием него переменную деформацию материала в вертикальном направлении с энергоемким уплотнением материала в нижней центральной части бункера и разрыхлением материала в верхней части бункера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является бункерный смеситель кормов, включающий бункер, внутри которого на вертикальном приводном валу установлен рабочий орган в виде консольного шнекового транспортера для подъема материала с измельчающими элементами в виде режущих пластин с зубчатой гранью, своей плоскостью закрепленных на поверхности витков транспортера вдоль контура витков для измельчения стеблей (см., например, вертикальный смеситель по патенту США №5553937, кл. 366-302, МПК В01F 7/24, 1996 г. - ближайший аналог-прототип устройства).

В известном устройстве рабочий орган в виде сужающегося кверху конического транспортера жестко закреплен в вертикальном направлении в центральной зоне бункера, при этом зазор между кромками витков шнека и стенками бункера увеличивается вверх по вертикали бункера. При таком конструктивном исполнении большая часть смешиваемого материала в верхней части объема бункера не попадает под активное воздействие рабочего органа, что приводит к образованию застойных зон материала в рабочем пространстве бункера, ухудшает качество смешивания материала и удлиняет процесс приготовления кормосмеси. Кроме того, в этом случае затруднен процесс проникновения стебельчатого компонента в перемешиваемую массу, т.к. под действием шнекового рабочего органа, закрывающего в центральной части бункера проход неизмельченной стебельчатой массе к днищу бункера, стебельчатый материал как наиболее легкий компонент накапливается в верхней части, занимая положение, при котором стебельчатая масса располагается над сыпучей массой материала, что исключает вовлечение в циркуляцию стебельчатого компонента и этим не обеспечивает получение однородной по составу кормовой смеси.

В известном устройстве измельчающие элементы в виде ножевых пластин своей плоскостью закреплены на рабочей поверхности витков шнекового рабочего органа, что при вращении рабочего органа принуждает ножевые пластины своей плоскостью вращаться под углом к оси вращения рабочего органа. В этом случае не обеспечивается условие резанья стеблей рабочими гранями пластин, при котором стебли должны перемещаться по рабочей грани пластины в направлении плоскости пластины, а не под углом к ней, что вызывает энергоемкий процесс разрывания стеблей ножевыми элементами, а не разрезки стеблей режущими гранями пластин.

Задачей предлагаемого смесителя кормов является повышение однородности смешивания материала за счет увеличения поверхности контакта рабочего органа с материалом при перемешивании и достижение такого технического результата, при котором за счет одинаковой степени интенсивного перемешивания материала во всех зонах пространства бункера при пространственной ориентации плоскости режущих пластин, допускающей разрезку стеблей в указанных условиях, обеспечивается сокращение времени получения готовой кормосмеси при контролируемой длительности цикла перемешивания компонентов, зависящей от времени снижения неоднородной плотности перемешиваемого материала до получения однородной по плотности массы кормосмеси.

Решение поставленной для устройства технической задачи достигается тем, что в смесителе кормов, содержащем бункер, внутри которого на вертикальном приводном валу установлен рабочий орган в виде консольного шнекового транспортера для подъема материала с измельчающими элементами в виде режущих пластин с зубчатой гранью, закрепленными на витках шнека, транспортер установлен с возможностью наклона собственной оси вращения к оси вращения приводного вала и кинематически связан с валом посредством карданного механизма, а свободный конец транспортера снабжен указателем пространственного положения его оси вращения, при этом режущая пластина своей плоскостью установлена перпендикулярно к оси вращения транспортера.

У смесителя также зубчатая грань пластины расположена тангенциально к окружности, огибающей виток в плоскости пластины, при этом длина зубчатой грани l выбрана из условия l≤r·tgα_p, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а α_р - предельный угол резанья грани; образующая зубчатой грани пластины изогнута по логарифмической спирали, у которой касательная в произвольной точке расположена к радиусу вращения этой точки под углом α, определяемым из условия α≥π/2-α_р; приводной вал верхней частью размещен в придонной зоне бункера и снабжен винтовой лопастью для подачи материала к шнековому транспортеру, расположенной над днищем бункера; лопасть снабжена режущими пластинами; указатель положения выполнен в виде штыря, закрепленного на свободном конце транспортера и выступающего над бункером в вертикальном положении транспортера; штырь снабжен сигнальным источником света.

В смесителе кинематическая связь шнекового транспортера с приводным валом посредством карданного механизма обеспечивает возможность вращения транспортера в неоднородном по плотности материале бункера при изменяемом наклоне собственной оси вращения к оси приводного вала в любом положении транспортера относительно стенок бункера без использования средств для принудительной регулировки этого наклона.

Оснащение свободного конца транспортера указателем его пространственного положения обеспечивает возможность визуального контроля вертикального положения шнека, сигнализирующего о моменте образования в бункере однородного по физико-механическим свойствам материала и возможности остановки работы привода транспортера для прекращения работы смесителя.

Установка режущих пластин своей плоскостью перпендикулярно к оси вращения транспортера обеспечивает необходимое для разрезки стеблей условие относительного движения стебельчатого компонента вдоль зубчатой грани пластины в режиме угловых смещений оси вращения шнекового транспортера при любом его пространственном положении в бункере относительно приводного вала.

Расположение зубчатой грани пластины длиной l тангенциально к окружности, огибающей виток в плоскости пластины с соблюдением условия l≤r·tgα_p, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а α_р - предельный угол резанья грани, обеспечивает наименее энергоемкий процесс распиливания стеблей зубцами грани.

Форма логарифмической спирали образующей зубчатой грани, у которой касательная в произвольной точке расположена к радиусу вращения этой точки под углом α, определяемым из условия α≥π/2-α_р, обеспечивает скольжение стебля по грани при неизменном угле между тангенциальным к грани направлением движения стебля и радиусом вращения произвольной точки образующей зубчатой грани, что увеличивает рабочую длину грани, а значит, и производительность процесса распиливания стеблей зубцами грани.

Размещение приводного вала верхней частью в придонной зоне бункера и оснащение вала винтовой лопастью, расположенной над днищем бункера, обеспечивает захват материала лопастью с днища бункера и его подачу вверх к шнековому транспортеру, что препятствует образованию застойных зон материала в районе днища бункера.

Оснащение лопасти режущими пластинами интенсифицирует процесс измельчения стебельчатого компонента при вращении рабочего органа смесителя и ускоряет этим распределение измельченного стебельчатого компонента по объему массы перемешиваемого материала для образования однородной по составу компонентов кормосмеси.

Выполнение указателя положения транспортера в виде штыря, закрепленного на свободном конце транспортера, выступающего над бункером в вертикальном положении транспортера, обеспечивает визуальный контроль вертикального положения шнекового транспортера при полностью загруженном бункере.

Оснащение штыря сигнальным источником света облегчает визуальный контроль вертикального положения транспортера в условиях пониженной освещенности в помещении кормохранилища или на открытой площадке в вечернее время.

Сущность предлагаемых решений поясняется графическими материалами, где представлены:

на фиг.1 - общий вид бункерного смесителя в продольном разрезе;

на фиг.2 - вид на смеситель в плане;

на фиг.3 - вид с неприводного торца на рабочий орган смесителя в виде шнекового транспортера (первый пример конструктивного исполнения);

на фиг 4 - вид в плане на этот же шнековый транспортер;

на фиг.5 - вид с неприводного торца на рабочий орган смесителя в виде шнекового транспортера (второй пример конструктивного исполнения) со схемой для обоснования параметра α;

на фиг.6 - второй пример конструктивного исполнения смесителя.

Смеситель кормов для осуществления способа приготовления кормосмесей в бункерном смесителе содержит вертикальный бункер 1, в днище которого вмонтирован приводной вал 2, кинематически связанный с электродвигателем, валом отбора мощности трактора или любым другим источником механической энергии.

Внутри бункера 1 установлен рабочий орган в виде цилиндрического или конического шнекового транспортера 3 со спиральными витками 4 для подъема материала в верхнюю часть бункера, кинематически связанного с приводным валом 2 посредством карданного механизма 5 (например, серьга с двумя взаимно перпендикулярными скрещивающимися осями шарниров или любой другой известный в технике вариант конструкции механизма) для возможности передачи вращения от зафиксированного относительно бункера приводного вала 2 к транспортеру 3, поворотному в пространстве бункера 1 относительно вала 2 с возможностью движения по нефиксированной траектории.

На витках 4 с нерабочей стороны размещены режущие пластины 6 с зубчатой рабочей гранью 7, которые установлены на кронштейнах 8, закрепленных на нерабочей поверхности витков 4, с расположением плоскости пластины 6 перпендикулярно к оси вращения транспортера 3, при котором зубчатая грань 7 расположена тангенциально к окружности, огибающей виток 4 в плоскости пластины 6, и выходит за габарит витка 4.

В первом примере конструктивного исполнения шнекового транспортера (фиг.3) образующая АВ зубчатой грани 7 выполнена прямолинейной длиной l, выбранной из условия l≤r·tgα_p, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а α_р - предельный угол резанья грани.

Во втором примере конструктивного выполнения транспортера (фиг.5) образующая зубчатой грани 7 изогнута по линии, имеющей форму логарифмической спирали, у которой касательная в произвольной точке (т. С) расположена к радиусу вращения этой точки R_C под углом α, определяемым из условия α≥π/2-α_р.

Во втором примере конструктивного выполнения смесителя приводной вал 2 верхней частью размещен в придонной зоне бункера 1 и снабжен винтовой лопастью 9 для подачи материала к коническому шнековому транспортеру 3, расположенному над днищем бункера 1, при этом лопасть 9 также снабжена режущими пластинами 6.

Смеситель снабжен также указателем пространственного положения транспортера 3 в виде штыря 10, закрепленного на свободном конце транспортера 3 и выступающего над бункером 1 в вертикальном положении транспортера 3. На конце штыря 10 может быть установлен сигнальный источник света 11 с прерывателем, отключающим питание от источника 11 при угловом отклонении от вертикали оси вращения транспортера 3.

Условия для определения параметров l и α получены из следующих соображений.

Наименее энергоемкий процесс распиливания стебля зубчатой гранью 7 режущей пластины 6 обеспечивается, как известно, при относительном перемещении стебля и зубчатой грани под углом в пределах от нуля до величины предельного угла резанья грани α_р. При вращательном движении режущей пластины (см. фиг.3) это условие выполняется при предельной длине зубчатой грани АВ, определяемой из прямоугольного треугольника ОАВ:

АВ=OAtg∠AOB=r·tgα_p,

где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины 6.

Лежащая на радиусе ОВ точка В грани АВ от начала грани (т. А) является последней точкой, которая вращается под углом α_р к грани АВ (угол между направлением окружной скорости V_B точки В и образующей зубчатой грани АВ) при вращении пластины 6 вместе с витком шнека 4, т.к. любая последующая точка (на продолжении грани 7) вращается под углом к грани АВ, превышающим угол α_р, что исключает распиливание стебля зубчатой гранью 7 в этой точке и приводит к энергоемкому процессу разрывания стебля гранью режущей пластины 6. Таким образом, т. B вместе с т. А ограничивают искомую длину l зубчатой грани АВ в соответствии с геометрическим условием при ОА=r

l≤r·tgα_p.

При использовании зубчатой грани, у которой образующая изогнута по логарифмической спирали (фиг.5), для возможности распиливания стебля зубчатой гранью необходимо, чтобы в любой произвольной точке С длины образующей зубчатой грани 7 пластины 6 стебель скользил по грани 7 в направлении касательной к образующей в т. С при обозначенном угле α между указанной касательной и радиусом R_C, проведенным в точку С. Распиливание стебля возможно при расположении касательной к грани в т. С по отношению к направлению вращения т. С с окружной скоростью V_C в пределах угла резанья грани α_р.

Но т.к. угол между направлением окружной скорости V_C и радиусом R_C является прямым и равен π/2 (90°), то для распиливания стебля зубчатой гранью в каждой ее произвольной точке С необходимо, чтобы выполнялось условие α≥π/2-α_р и не выполнялось условие α<π/2-α_р, при котором процесс распиливания стебля зубчатой гранью прекращается.

Работа смесителя кормов для осуществления предлагаемого способа приготовления кормосмеси в бункерном смесителе производится следующим образом.

В исходном положении шнековый транспортер 3 располагается внутри бункера 1 у его стенки с максимальным наклоном своей оси вращения к оси вращения приводного вала 2, определяемым кинематической возможностью карданного механизма 5. При вращении приводного вала 2 шнековый транспортер 3 под действием карданного механизма 5 приводится во вращение вокруг собственной оси, наклонной к оси вращения приводного вала 2, одновременно исходные компоненты кормосмеси (сыпучие - силос, комбикорм, минеральные добавки и т.п. и несыпучие - неизмельченное сено, солома в рассыпном виде или в тюках или рулонах) последовательно загружаются в бункер в свободное пространство между транспортером 3 и противоположной стенкой бункера 1.

При контакте витков 4 транспортера 3 с материалом начинается процесс разрыхления материала с измельчением стебельчатого компонента режущими пластинами 6 и подъемом материала вверх витками 4. Под действием неоднородной в радиальном направлении плотности материала кормосмеси вращающийся транспортер 3 начинает поворачиваться в пространстве бункера своей осью относительно вертикальной оси вращения приводного вала 2 по нефиксированной траектории с переменным угловым смещением указанных осей, зависящим от степени неоднородности плотности материала по одну и другую сторону от витков 4 транспортера 3, при этом в любом положении транспортера 3 зубчатые грани 7 режущих пластин 6 благодаря перпендикулярному к оси вращения транспортера 3 расположению плоскости пластин 6 осуществляют распиливание стеблей при их скольжении вдоль образующей зубчатой грани 7.

В процессе поворота наклонного шнека 3 в пространстве бункера 1 вокруг вертикальной оси вращения приводного вала 2 под разрыхляющим воздействием на материал витков 4 и их транспортирующем вверх воздействии на материал производится разрыхление уплотненных зон материала и продольно-поперечная циркуляция материала внутри бункера с повышением однородности фракционного состава и физико-механических свойств у приготавливаемой кормосмеси.

После образования однородной по плотности массы кормосмеси по окружности бункера 1 в результате взаимодействия витков 4 наклонно вращающегося шнека 3 с однородным материалом происходит смещение материала по окружности витков с его уплотнением снизу под транспортером в сторону стенки и днища бункера и разрежением сверху над транспортером в сторону центральной части бункера, в результате чего транспортер 3, «всплывая» в материале, переходит по спиральной траектории в устойчивое вертикальное положение, при котором ось вращения транспортера 3 стабилизируется в вертикальном положении при совпадении с осью вращения приводного вала 2, что соответствует условию минимального энергопотреблении на вращение в устойчивом положении транспортера 3, погруженного в однородный по плотности (фрикционным и другим физико-механическим свойствам) материал.

В вертикальном положении вращающегося транспортера 3 указатель 10, выступающий своим концом над монолитом материала в бункере 1, дистанционно сигнализирует оператору об окончании процесса образования однородной кормосмеси и возможности завершения процесса перемешивания материала при остановке вращения приводного вала 2. При плохой видимости в условиях работы в затемненном помещении или в вечернее время о вертикальном положении рабочего органа сигнализирует источник света 11 на верхнем конце указателя 10. После завершения процесса перемешивания готовая однородная по физико-механическим свойствам кормосмесь направляется потребителю (кормушка, кормовой стол и т.п.).

Предлагаемые технические решения обеспечивают адаптивный процесс приготовления кормосмеси с измельчением стебельчатого компонента в бункерном смесителе при смешивании неоднородных по плотности и физико-механическим свойствам компонентов с учетом возможных колебаний указанных параметров материала, что оптимизирует рабочий процесс бункерного смесителя по степени завершенности получения однородной по массе и фракционному составу кормосмеси.

1. Способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе, включающий загрузку в бункер неоднородных по плотности стебельчатых и нестебельчатых компонентов кормосмеси и их перемешивание с измельчением стебельчатого компонента роторным рабочим органом с вертикальной осью вращения приводного вала, отличающийся тем, что загрузку компонентов производят при наклонном положении оси собственного вращения рабочего органа к оси вращения приводного вала, а в процессе работы материал дополнительно перемешивают перемещением рабочего органа в полости бункера по нефиксированной траектории относительно оси вращения приводного вала, при этом процесс перемешивания заканчивают после стабилизации оси собственного вращения рабочего органа в вертикальном положении.

2. Смеситель кормов, содержащий бункер, внутри которого на вертикальном приводном валу установлен рабочий орган в виде консольного шнекового транспортера для подъема материала с измельчающими элементами в виде режущих пластин с зубчатой гранью, закрепленными на витках шнека, отличающийся тем, что транспортер установлен с возможностью наклона собственной оси вращения к оси вращения приводного вала и кинематически связан с валом посредством карданного механизма, а свободный конец транспортера снабжен указателем пространственного положения его оси вращения, при этом режущая пластина своей плоскостью установлена перпендикулярно к оси вращения транспортера.

3. Смеситель по п.2, отличающийся тем, что у режущей пластины зубчатая грань расположена тангенциально к окружности, огибающей виток в плоскости пластины, при этом длина зубчатой грани l выбрана из условия

l≤r·tgα_p,

где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины;

α_р - предельный угол резанья грани.

4. Смеситель по п.2, отличающийся тем, что образующая зубчатой грани пластины изогнута по логарифмической спирали, у которой касательная в произвольной точке расположена к радиусу вращения этой точки под углом α, определяемым из условия

α≥π/2-α_р.

5. Смеситель по п.2, отличающийся тем, что приводной вал верхней частью размещен в придонной зоне бункера и снабжен винтовой лопастью для подачи материала к шнековому транспортеру, расположенной над днищем бункера.

6. Смеситель по п.5, отличающийся тем, что лопасть снабжена режущими пластинами.

7. Смеситель по п.2, отличающийся тем, что указатель положения выполнен в виде штыря, закрепленного на свободном конце транспортера и выступающего над бункером в вертикальном положении транспортера.

8. Смеситель по п.7, отличающийся тем, что штырь снабжен сигнальным источником света.