Молотковая дробилка для фуражного зерна с разделительной камерой
Владельцы патента RU 2380159:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки" (ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки) (RU)
Изобретение относится к устройствам для измельчения фуражного зерна с последующим разделением продуктов размола на фракции и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве и комбикормовой промышленности. Молотковая дробилка для фуражного зерна включает камеру измельчения с ротором, загрузочными и разгрузочными окнами, разделительную камеру с усеченным перфорированным конусом, внутри которого размещен конусный бичевой барабан. Усеченный перфорированный конус имеет отверстия, диаметры которых выбираются по зависимости: Di=a1+a2·d-a3·ω·Ri+a4·d2+a5·ω·Ri·d, где Di - текущее значение диаметра отверстий конусной перфорированной поверхности, мм; d - требуемый размер частиц измельченного продукта, мм; ω - угловая скорость конусного бичевого барабана, с-1; Ri - текущий радиус перфорированного конуса, мм; a1, a2, а3, а4, a5 - эмпирические коэффициенты, a1=0,185 мм; a2=0,82; а3=7,46·10-6 с; а4=0,046 мм-1; а5=6,06·10-5 с/мм. Изобретение позволяет повысить производительность разделительной камеры и качество получаемого продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к устройствам для измельчения фуражного зерна с последующим разделением продуктов размола на фракции и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве и комбикормовой промышленности.
Известно устройство для измельчения кормов (Авторсокое свидетельство СССР №959681, В02С 13/00), включающее молотковую дробилку, соединенную замкнутым трубопроводом с разделительной камерой, в которой установлен пакет параллельно расположенных вертикальных пластин, под которыми смонтирована поворотная заслонка, образующая с нижними кромками пластин приемную воронку для отбора измельченных кормов. Пластины выполнены перфорированными с размером отверстий, превышающим максимальный размер частиц измельченных кормов, и размещены поперек направления их перемещения.
Недостатком известного устройства является невозможность получить выровненный гранулометрический состав, т.к. диаметры отверстий перфорированных пластин превышают максимальный размер частиц измельченного корма. В результате часть крупных частиц корма будет попадать в готовый продукт, а не поступать на повторное измельчение. Кроме того, не учитывается падение скорости движения корма по перфорированным пластинам по мере удаления от входа в разделительную камеру.
Наиболее близкой по технической сущности изобретением является дробилка кормов (Авторское свидетельство SU 1741903 A1, B02C 23/08, 23.06.92, Бюл. №23), содержащее камеру измельчения с ротором, загрузочным и разгрузочными окнами, разделительную камеру. Разделительная камера снабжена полым усеченным перфорированным конусом с делителем воздушно-продуктовой смеси, выполненным в виде конусной пружины с лопастями. Делитель воздушно-продуктовой смеси установлен внутри конуса с возможностью вращения соосно с ним по всей длине. К виткам пружины, начиная со второго, по ходу движения материала жестко присоединены направляющие пластины.
В известной дробилке измельченный продукт из камеры измельчения поступает по трубопроводу в делитель камеры разделения. Здесь в процессе движения происходит его распределение направляющими пластинами и витками пружины в каждый межвитковый зазор по длине делителя. При этом лопасти направляют отдельные воздушно-продуктовые потоки на конусную перфорированную поверхность. Крупные частицы сходом поступают в патрубок, где окончательно подвергаются сепарированию и далее по трубопроводу транспортируются в камеру измельчения, мелкие частицы проходом через перфорированную поверхность поступают в сборник и шлюзовым затвором выводятся наружу.
Недостатками известной дробилки кормов является низкая эффективность процесса разделения продукта перфорированной поверхностью. Это объясняется неодинаковой пропускной способностью конусной перфорированной поверхности с одинаковыми диаметрами отверстий по ее длине. С возрастанием радиуса конусной перфорированной поверхности с одинаковыми диаметрами отверстий пропускная способность единицы ее площади уменьшается, так как увеличивается окружная скорость движения продукта по ней, в результате чего сокращается время нахождения частицы над отверстием, что приводит к ухудшению условия попадания частицы в него. При этом снижается не только производительность, но и изменяется гранулометрический состав полученного продукта.
Кроме того, значительная часть продукта подается на разделение на небольшом расстоянии от выхода продукта с конусной перфорированной поверхности, в результате чего, во-первых, сокращается время нахождения продукта на сепарирующей поверхности, а, во-вторых, этот продукт попадает на перфорированную поверхность, заполненную крупными «сходовыми» частицами. «Сходовые» частицы под действием центробежных сил прижимаются к сепарирующей поверхности и препятствуют более мелким проходным частицам участвовать в процессе разделения. Следовательно, в известном устройстве перфорированная поверхность не может работать с наивысшей эффективностью.
Задача изобретения - повышение производительности разделительной камеры и качества получаемого продукта. Технический результат - достижение одинаковой пропускной способности конусной перфорированной поверхности по ее длине и подачи воздушно-продуктовой смеси на сепарирующую поверхность в начале разделительной камеры.
Указанный технический результат достигается тем, что в молотковой дробилке для фуражного зерна, содержащей камеру измельчения с ротором, загрузочное и разгрузочное окна, разделительную камеру с полым усеченным перфорированным конусом и конусным бичевым барабаном, полый усеченный перфорированный конус имеет отверстия, диаметры которых выбираются по зависимости:
где Di - текущее значение диаметра отверстий конусной перфорированной
поверхности, мм;
d - требуемый размер частиц измельченного продукта, мм;
ω - угловая скорость конусного бичевого барабана, с-1;
Ri - текущий радиус перфорированного конуса, мм;
a1, а2, а3, а4, а5 - эмпирические коэффициенты, a1=0,185 мм; а2=0,82; а3=7,46·10-6 с; а4=0,046 мм-1; a5=6,06·10-5 с/мм.
Выполнение конусной перфорированной поверхности с диаметрами отверстий, увеличивающимися по мере увеличения радиуса перфорированного конуса, по зависимости (1) позволит создать одинаковые условия попадания частиц в отверстия по длине конусной перфорированной поверхности, что приведет к улучшению гранулометрического состава получаемого продукта и увеличению производительности разделительной камеры. Действительно, с увеличением радиуса конусной перфорированной поверхности возрастает окружная скорость движения продукта по ней, вместе с этим пропорционально увеличиваются диаметры отверстий перфорированной поверхности, что приводит к выравниванию времени нахождения частиц над отверстиями, и, как следствие этого, становится одинаковой пропускная способность перфорированной поверхности по длине конуса.
При измельчении фуражного зерна на корм животным, когда необходимо получать продукт крупного, среднего или мелкого помола, в разделительную камеру поочередно устанавливают полые усеченные перфорированные конусы, поверхность которых на наименьшем радиусе конуса имеет отверстия с минимальным диаметром, позволяющим получать готовый продукт требуемого качества в соответствии с ГОСТ 8770-58 при окружной скорости движения продукта по сепарирующей поверхности в пределах 0,5-10,0 м/с.
Повышению производительности разделительной камеры и улучшению гранулометрического состава будет способствовать увеличение времени нахождения продукта на сепарирующей поверхности за счет подачи воздушно-продуктовой смеси на сепарирующую поверхность в начале разделительной камеры. Для этого внутри усеченного перфорированного конуса вращается бичевой барабан, на котором со стороны входа измельченного продукта в разделительную камеру жестко закреплен разбрасывающий конус с лопастями.
На чертеже представлен общий вид молотковой дробилки для фуражного зерна с разделительной камерой.
Молотковая дробилка с разделительной камерой включает в себя бункер 1, установленный на корпусе 2, трубопроводы 3 и 4, разделительную камеру 5. В корпусе 2 расположена камера измельчения 6 с ротором 7, загрузочным 8 и разгрузочным 9 окнами. Внутри камеры 5 горизонтально размещен конус с перфорированной поверхностью 10. Диаметры отверстий конусной перфорированной поверхности увеличиваются по мере возрастания радиуса Ri. Это обеспечивает одинаковые условия выхода частиц равного размера через перфорированную поверхность по длине конуса. Внутри усеченного перфорированного конуса вращается бичевой барабан 11, на котором со стороны входа измельченного продукта в разделительную камеру 5 жестко закреплен разбрасывающий конус 12 с лопастями, а со стороны выхода диск 13. Измельченный продукт подается в разделительную камеру по трубопроводу 3, а крупная фракция выводится по трубопроводу 4.
Для дополнительного выделения проходовой фракции нижняя часть трубопровода 4 выполнена перфорированной.
Для удаления избыточного воздуха из камеры 5 часть ее выполнена из фильтрующего материала 14 и соединена патрубком 15 с трубопроводом 4. Это позволяет направлять избыток воздуха, а также крупные непроходовые частицы в камеру 6.
Нижняя часть камеры 5 разделения образует со шлюзовым затвором 16 сборник готового продукта 17.
Молотковая дробилка для фуражного зерна с разделительной камерой работает следующим образом. Фуражное зерно поступает из бункера 1 через загрузочное окно 8 в камеру 6 измельчения, где ударами молотков ротора 7 разрушается. Под действием ударов молотков и воздушного напора, создаваемого ротором, измельченный продукт перемещается к разгрузочному окну 9 и далее по трубопроводу 3 на лопасти разбрасывающего конуса 12 бичевого барабана 11. Лопасти разбрасывающего конуса 12 увлекают измельченный продукт во вращательное движение, разгоняют его и равномерно подают на перфорированную поверхность, где он подхватывается бичами барабана 11 и перемещается по перфорированной поверхности, имеющей одинаковую севкость по длине конуса, из-за одновременного изменения диаметров отверстий и окружной скорости движения продукта.
Частицы, не прошедшие через перфорированную поверхность 10, поступают в трубопровод 4, по которому транспортируются в бункер 1 для повторного измельчения. Частицы, прошедшие через перфорированную поверхность 10, поступают в сборник 17, откуда шлюзовым затвором 16 выводятся наружу.
Использование предлагаемой молотковой дробилки с разделительной камерой позволит достичь одинаковой пропускной способности конусной перфорированной поверхности по длине конуса, что повысит производительность разделительной камеры на 10-12% по сравнению с известной и улучшит гранулометрический состав полученного продукта.
В таблице приведены значения диаметров отверстий D перфорированной конусной поверхности разделителя при получении мелкого d1=1 мм, среднего d2=1,8 мм и крупного d3=2,6 мм помола при изменении окружной скорости движения продукта по сепарирующей поверхности от 0,5 до 10 м/с. Такие значения скоростей движения продукта по сепарирующей поверхности как частный случай можно получить, если минимальный радиус конусной перфорированной поверхности принять равным Rmin=100 мм, а максимальный Rmax=2000 мм.
При проектировании значения Rmin и Rmax выбираются из условия движения продукта по сепарирующей поверхности с окружной скоростью в пределах 0,5-10 м/с. При таких скоростях работают большинство просеивающих устройств.
| Таблица | |||||
| d1=1 мм | d2=1,8 мм | d3=2,6 мм | |||
| Rmin=100 мм | Rmax=2000 мм | Rmin=100 мм | Rmax=2000 мм | Rmin=100 мм | Rmax=2000 мм |
| (V=0,5 м/с) | (V=10 м/с) | (V=0,5 м/с) | (V=10 м/с) | (V=0,5 м/с) | (V=10 м/с) |
| Dmin=1,07 мм | Dmax=1,6 мм | Dmin=l,87 мм | Dmax=2,8 мм | Dmin=2,7 мм | Dmax=4,15 мм |
Данные, представленные в таблице, получены на основании зависимости (1). Как видно из таблицы, диаметры отверстий D перфорированной конусной поверхности разделителя при изменении ее радиуса R от Rmin=100 мм до Rmax=2000 мм должны изменяться для мелкого помола (d1=1 мм) от 1,07 до 1,6 мм, для среднего помола (d2=1,8 мм) от 1,87 до 2,8 мм, для крупного помола (d3=2,6 мм) от 2,7 до 4,15 мм. Промежуточные значения диаметров отверстий Di будут равномерно возрастать от Dmin до Dmax согласно зависимости (1).
1. Молотковая дробилка для фуражного зерна, содержащая камеру измельчения с ротором, загрузочными и разгрузочными окнами, разделительную камеру с усеченным перфорированным конусом, внутри которого размещен конусный бичевой барабан, отличающаяся тем, что усеченный перфорированный конус имеет отверстия, диаметры которых выбираются по зависимости
Di=а1+а2·d-a3·ω·Ri+а4·d2+а5·ω·Ri·d,
где Di - текущее значение диаметра отверстий конусной перфорированной поверхности, мм;
d - требуемый размер частиц измельченного продукта, мм;
ω - угловая скорость конусного бичевого барабана, с-1;
Ri - текущий радиус перфорированного конуса, мм;
a1, а2, а3, а4, a5 - эмпирические коэффициенты, a1=0,185 мм; а2=0,82; а3=7,46·10-6 с; а4=0,046 мм-1; a5=6,06·10-5 с/мм.
2. Молотковая дробилка по п.1, отличающаяся тем, что бичевой барабан со стороны входа измельченного продукта в разделительную камеру снабжен разбрасывающим конусом с лопастями.
