Способ смешивания кормов и устройства для его осуществления
Владельцы патента RU 2761635:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) (RU)
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и устройствам для смешивания кормов. Способ смешивания кормов заключается в одновременной подаче компонентов из нескольких бункеров, подающие и дозирующие устройства каждого из которых обеспечивают подачу компонентов радиально равномерно во вращающуюся емкость. Одновременная подача компонентов во вращающуюся емкость исключает необходимость использования вибраторов и перемешивающих органов, потребляющих большое количество энергии. При этом подача компонентов радиально равномерно обеспечивает высокую однородность смеси, а также возможность быстрого и точного настраивания состава готовой смеси. Использование группы изобретений позволит повысить качество смешивания, а также снизить энергопотребление процесса смешивания. 4 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к способам и устройствам смешивания кормов, и может быть использовано в животноводстве, в частности в процессе приготовления кормов.
Под смешиванием понимают процесс равномерного распределения частиц конкретного компонента в общем объеме с целью получения однородной смеси.
В сельском хозяйстве наибольшее распространение получили смесители периодического действия с неподвижной камерой, в которых используются вращающиеся вертикально или горизонтально установленные мешалочные рабочие органы. Однако перемещение мешалочных рабочих органов (шнеков, лопастей и т.д.) вместе со смешиваемыми компонентами требует больших затрат энергии.
Из уровня техники известен также способ смешивания комбикормов и установка для его осуществления (Патент RU № 2411883, A23N 17/00 (2006.01). Бюл. № 5, 2011 г.).
Способ смешивания комбикормов включает загрузку ингредиентов, подлежащих смешиванию, в расходные бункеры, одновременное истекание их из расходных бункеров на распределительное устройство и смешивание ингредиентов. Смешивание ингредиентов осуществляют путем многократного пересечения потоков ингредиентов, причем первичное пересечение потоков, представляющее собой предварительное смешивание, происходит в сообщенной с бункерами приемной емкости, имеющей распределительное устройство, которое выполнено в виде наклонной плоскости с закрепленным на ней электровибратором. А последующее пересечение потоков происходит в соединенном с приемной емкостью смесительном канале посредством закрепленных внутри него в шахматном порядке и с углом, большим угла естественного откоса комбикормов наклонных направляющих, которые образуют в поперечном сечении смесительного канала рабочую зону смешивания в виде квадрата.
Установка для смешивания комбикормов имеет транспортную линию, сообщенную с распределителем, установленные под распределителем расходные бункеры, нижняя узкая часть которых имеет регулировочные заслонки и расположена внутри приемной емкости, которая имеет непосредственно под бункерами распределительное устройство, выполненное в виде наклонной плоскости с закрепленным на ней электровибратором. Причем приемная емкость своей нижней частью соединена со смесительным каналом, внутри которого закреплены в шахматном порядке и с углом, большим угла естественного откоса комбикормов наклонные направляющие, образующие в поперечном сечении смесительного канала рабочую зону смешивания в виде квадрата. Кроме того, расходные бункеры снабжены датчиками верхнего и нижнего уровня.
Однако качество смешивания в данном случае зависит от множества как физико-механических свойств смешиваемых компонентов, так и конструкционных особенностей устройства, поэтому затруднительно обеспечить высокую однородность смеси при использовании компонентов, различных по физико-механическим свойствам. Кроме того, наличие электровибраторов усложняет настройку смесителя, а также повышает энергопотребление процесса смешивания.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение вышеуказанных недостатков, повышение качества смешивания и снижение энергопотребления процесса смешивания.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе емкость для смеси вращается, а компоненты подаются в емкость из каждого бункера радиально равномерно.
Изобретение поясняется схемой, где на фиг. 1(а) изображен смеситель, вид общий, на фиг. 1(б, в, г) изображен вид бункеров снизу (варианты изготовления дозирующих и подающих устройств).
Предлагаемый способ смешивания кормов может быть реализован при помощи смесителя (фиг.1 а, б), имеющего несколько бункеров 1 и цилиндрическую емкость 2 для смешивания, которая установлена на вращающемся основании 3. В днищах бункеров выполнены отверстия 4 в виде сектора кольца, радиус R внешней дуги которого менее внутреннего радиуса цилиндрической емкости 2, а радиус r внутренней дуги минимален с учетом конструкционных особенностей смесителя. Площадь отверстия 4 в виде сектора кольца удовлетворяет условию:
где α - угол сектора кольца. Количество подаваемых компонентов можно регулировать, изменяя угол сектора кольца подающего отверстия 4 при помощи шиберов.
Также предлагаемый способ смешивания может быть реализован при помощи смесителя (фиг.1 а,в), имеющего несколько бункеров 1 и цилиндрическую емкость 2 для смешивания, которая установлена на вращающемся основании 3, где в днищах бункеров выполнены подающие отверстия 5 в форме равнобедренной трапеции, верхним основанием направленной к оси вращения емкости. При этом отверстия закрыты дозирующими устройствами в виде вращающихся усеченных конусов с продольными сужающимися к оси вращения емкости канавками 6 на образующей поверхности, а объем канавок 6 удовлетворяет условию:
где α - угол сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности усеченного конуса, R - радиус внешней дуги сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности усеченного конуса, r - радиус внутренней дуги сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности усеченного конуса, h - глубина канавки внутри усеченного конуса.
Предлагаемый способ смешивания может быть реализован также при помощи смесителя (фиг.1 а,г), имеющего несколько бункеров 1 и цилиндрическую емкость 2 для смешивания, которая установлена на вращающемся основании 3, где в днищах бункеров выполнены прямоугольные подающие отверстия 5, которые закрыты цилиндрическими дозирующими устройствами с продольными сужающимися к оси вращения емкости канавками 6 на образующей поверхности, а объем канавок 6 удовлетворяет условию:
где α - угол сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности цилиндрического дозирующего устройства, R - радиус внешней дуги сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности цилиндрического дозирующего устройства, r - радиус внутренней дуги сектора кольца (в границах которого выполнена канавка) на развертке образующей поверхности цилиндрического дозирующего устройства, h - глубина канавки внутри цилиндрического дозирующего устройства.
Устройства работают следующим образом: каждый компонент смеси загружается в отдельный бункер 1, откуда при открытии шибера компоненты смеси самотеком (фиг.1 б) или при вращении дозирующего устройства (фиг. 1в,г) радиально равномерно ссыпаются внутрь цилиндрической емкости 2, установленной на вращающемся основании 3, где ссыпающиеся компоненты накладываются друг на друга, благодаря чему происходит постепенное послойное заполнение цилиндрической емкости 2. Когда емкость 2 окажется заполненной, подача компонентов из бункеров прекращается и основание 3 заканчивает вращаться. После чего готовую смесь из цилиндрической емкости 2 можно использовать по прямому назначению.
Количество бункеров 1 зависит от количества ингредиентов, соответствующих технологии и рецептам приготовления комбикормов.
Данное изобретение позволяет снизить энергопотребление процесса за счет отсутствия активных мешалочных рабочих органов и вибраторов. При этом повышается и качество смешивания за счет равномерного распределения компонентов смеси, различных по физико-механическим свойствам. Предлагаемые конструкции позволяют быстро и точно настраивать подачу каждого компонента, а также изменять ее в зависимости от требований к готовой смеси.
Технический результат - повышение качества смешивания, снижение энергопотребления процесса смешивания.
1. Способ смешивания кормов, заключающийся в одновременной подаче компонентов смеси кормов из нескольких бункеров, отличающийся тем, что подающие и дозирующие устройства каждого бункера обеспечивают регулируемую подачу компонентов смеси кормов радиально равномерно в цилиндрическую емкость для смешивания, установленную на вращающемся основании.
2. Устройство для осуществления способа смешивания кормов по п.1, характеризующееся тем, что оно имеет несколько бункеров с дозирующими и подающими устройствами и цилиндрическую емкость для смешивания, установленную на вращающемся основании, при этом в днищах бункеров выполнены отверстия в виде сектора кольца, радиус R внешней дуги которого менее радиуса цилиндрической емкости, а радиус r внутренней дуги минимален с учетом конструкционных особенностей смесителя, причем угол сектора кольца выполнен регулируемым при помощи шибера, а площадь отверстия S в виде сектора кольца определяется по следующей зависимости:
где α – угол сектора кольца;
R и r – радиусы дуги сектора кольца.
3. Устройство для осуществления способа смешивания кормов по п.1, характеризующееся тем, что оно имеет несколько бункеров с дозирующими и подающими устройствами и цилиндрическую емкость для смешивания, установленную на вращающемся основании, при этом в днищах бункеров выполнены отверстия в форме равнобедренной трапеции, верхним основанием направленной к оси вращения емкости, которые закрыты дозирующими устройствами в виде вращающихся усеченных конусов с продольными сужающимися к оси вращения емкости канавками на образующей поверхности, при этом каждая канавка выполнена в границах сектора кольца развертки образующей поверхности конуса, радиус R внешней дуги сектора кольца менее радиуса цилиндрической емкости, радиус r внутренней дуги минимален с учетом конструкционных особенностей смесителя, а объем канавок определяется по следующей зависимости:
α - угол сектора кольца, в границах которого выполнена канавка;
R и r – радиусы дуги сектора кольца, в границах которых выполнена канавка;
h – глубина канавки внутри усеченного конуса.
4. Устройство для осуществления способа смешивания кормов по п.1, характеризующееся тем, что оно имеет несколько бункеров с дозирующими и подающими устройствами и цилиндрическую емкость для смешивания, установленную на вращающемся основании, при этом в днищах бункеров выполнены прямоугольные подающие отверстия, которые закрыты вращающимися цилиндрическими дозирующими устройствами с продольными сужающимися к оси вращения емкости канавками на образующей поверхности, при этом каждая канавка выполнена в границах сектора кольца развертки образующей поверхности цилиндрического дозирующего устройства, радиус R внешней дуги сектора кольца менее радиуса r цилиндрической емкости, радиус внутренней дуги минимален с учетом конструкционных особенностей смесителя, а объем канавок определяется по следующей зависимости:
α - угол сектора кольца, в границах которого выполнена канавка;
R и r – радиусы дуги сектора кольца, в границах которых выполнена канавка;
h – глубина канавки внутри цилиндрического дозирующего устройства.
