Инъектор для обработки сенажа углекислым газом
Владельцы патента RU 2771780:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен инъектор для обработки сенажа углекислым газом, включающий пневмоцилиндр, полую иглу с отверстиями, поршень, соединенный жестко с иглой. Отверстия на рабочей поверхности полой иглы расположены на ее острие и месте соединения с поршнем, а поршневая и штоковая полости пневмоцилиндра сообщаются трубопроводом, оснащенным регулирующим вентилем для смены режимов работы иньектора без перерасхода и потерь газового консерванта при постоянной подаче углекислого газа из баллона в пневмоцилиндр. Штоковая полость пневмоцилиндра снабжена возвратной пружиной. Изобретение позволяет повысить равномерность и точность дозирования вносимого консерванта в сенажную массу, а также предотвращать перерасход и потери углекислого газа при внесении его в неоднородную структуру прессованного корма. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве для механизации процесса внесения газовых консервантов в сенаж при его закладке в хранилище.
Известен агрегат для внесения жидких и газообразных препаратов в пористое растительное сырье, включающий транспортное средство, на механизме навески которого установлена рама с кареткой, к которой при помощи упругого гибкого элемента присоединен инъектор с перфорированным наконечником, снабженным попарно расположенными в осевом направлении пластинами и с расположенными отверстиями в зазоре между пластинами каждой пары, и систему подвода препарата [А.с. 1143380 СССР, МКИ А23 К3/03. Агрегат для внесения жидких и газообразных препаратов в пористое растительное сырье / С.И. Назаров, А.В. Кузьмицкий, Н.В. Захаров, В.А. Шаршунов (СССР). - № 3666669/30-15; заявл. 25.11.83; опубл.07.03.85, Бюл. № 9].
Навесная конструкция данного агрегата предназначена для внесения жидких и газообразных препаратов в сенажную массу большого объема, уложенную в траншею силосохранилища. Применение этого агрегата для обработки сенажной массы углекислым газом спрессованных и обернутых в полимерную пленку отдельных рулонов экономически не выгодно.
Кроме того, в инъекторе попарно расположенные в осевом направлении пластины будут разрушать структуру сенажной массы спрессованных и обернутых в полимерную пленку отдельных рулонов. В результате этого в сенажной массе рулона образуются большие воздушные карманы, в которых могут происходить процессы развития грибков и плесени. Это обстоятельство приводит к ухудшению качества корма для сельскохозяйственных животных.
Другим недостатком данного агрегата является высокая неравномерность внесения жидких и газообразных препаратов в сенажную массу по его внутреннему объему из-за стационарного положения инъектора только на определенной глубине силосохранилища.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является инъектор, включающий иглу с расположенными на рабочей поверхности отверстиями по винтовой линии с постоянным шагом, поршень с обратным клапаном, раму с закрепленным на ней цилиндром с обратным клапаном и гильзой, на винтовой поверхности которой выполнен винтовой паз, в котором расположен выступ иглы [А.с. 1102558 СССР, МКИ А23 К3/03. Инъектор / С.И. Назаров, А.В. Кузьмицкий, В.Р. Петровец, А.С. Добышев, В.А. Шаршунов (СССР). - № 3556802/30-15; заявл. 28.02.83; опубл.15.07.84, Бюл. № 26].
Наличие по длине рабочей поверхности иглы отверстий, расположенных по винтовой линии с постоянным шагом, может приводить к тому, что при значительно высокой плотности спрессованной сенажной массы ее сопротивление превысит давление обратного клапана поршня при неполном заглублении иглы инъектора в консервируемый корм сельскохозяйственным животным. В этом случае подача консерванта будет происходить также через не заглубленные в сенажную массу отверстия иглы инъектора, что приводит к значительному перерасходу жидкого консерванта и соответственно увеличению удельной себестоимости технологического процесса.
Кроме того, применение в конструкции инъектора обратных клапанов и винтового паза на внутренней поверхности гильзы значительно усложняет его конструктивное исполнение, что увеличивает удельные затраты энергии при его изготовлении.
Техническим результатом изобретения является повышение равномерности и точности дозирования вносимого консерванта в сенажную массу, а также предотвращение перерасхода и потерь углекислого газа при внесении его в неоднородную структуру прессованного корма.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного инъектора для обработки сенажа углекислым газом, включающем пневмоцилиндр, полую иглу с отверстиями, поршень, соединенный жестко с иглой, отверстия на рабочей поверхности полой иглы расположены на ее острие и месте соединения с поршнем, а поршневая и штоковая полости пневмоцилиндра сообщаются трубопроводом, оснащенный регулирующим вентилем, причем штоковая полость пневмоцилиндра снабжена возвратной пружиной.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Полая игла иньектора, имеющая отверстия только на рабочей поверхности ее острия и месте соединения с поршнем, позволяет проводить обработку сенажной массы рулона без потерь углекислого газа, что значительно уменьшает удельную себестоимость технологического процесса.
Сообщение поршневой и штоковой полости пневмоцилиндра трубопроводом обусловливает без применения сложных по устройству пружинных клапанов переток углекислого газа из поршневой полости пневмоцилиндра в его штоковую для последующего внесения данного консерванта через иглу в сенажную массу рулона согласно расчетной дозы. Это обстоятельство упрощает конструктивное исполнение инъектора для обработки сенажа углекислым газом, обусловливающее в конечном итоге снижение удельных затрат энергии при его изготовлении.
Оснащение трубопровода регулирующим вентилем обеспечивает смену режимов работы иньектора без перерасхода и потерь газового консерванта при постоянной подаче углекислого газа из баллона в пневмоцилиндр, что также снижает удельную себестоимость технологического процесса.
Снабжение штоковой полости пневмоцилиндра возвратной пружиной обеспечивает автоматическое перемещение поршня с иглой, внедренной в сенажную массу рулона под действием избыточного давления газа в поршневой полости пневмоцилиндра, в исходное положение. При этом осуществляется плавное выведение иглы из сенажной массы рулона, при котором углекислый газ, выходящий из штоковой полости пневмоцилиндра через отверстие на острие иглы, равномерно распределяется по внутреннему объему рулона, заполняя воздушные карманы, в которых могли бы происходить процессы окисления с развитием грибков и плесени. Это обстоятельство приводит к сохранению качества корма для сельскохозяйственных животных, а автоматическое перемещение поршня с иглой в исходное положение значительно снижает трудоемкость технологического процесса.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На фигуре 1 представлен инъектор для обработки сенажа углекислым газом, а на фигуре 2 приведены положения его регулирующего вентиля.
Инъектор для обработки сенажа углекислым газом состоит из пневмоцилиндра 1, полой иглы 2, выполняющая роль штока пневмоцилиндра 1, поршня 5, соединенного жестко с иглой 2, трубопровода 3, сообщающего поршневую полость пневмоцилиндра 1 с его штоковым и оснащенного регулирующим вентилем 4. Штоковая полость пневмоцилиндра 1 снабжена возвратной пружиной 6. Отверстия 7 на рабочей поверхности полой иглы 2 расположены на ее острие и месте соединения с поршнем 5. Регулирующий вентиль 4 может находиться в трех положениях:
- подача углекислого газа в поршневую полость пневмоцилиндра 1 (положение А);
- переход углекислого газа из поршневой полости пневмоцилиндра 1 в его штоковое под силой избыточного давления и возвратной пружины 6 (положение Б);
- перекрытие подачи углекислого газа для фиксации состояний инъектора в процессе смены рулона сенажа для обработки консервантом (положение С).
Обработка рулонов сенажа с помощью инъектора углекислым газом производится следующим образом.
В пневмоцилиндр 1 через регулирующий вентиль 4 производится постоянная подача углекислого газа со стандартного газового баллона. При первом положении регулирующего вентиля 4 (положение А) происходит закачка углекислого газа в поршневую полость пневмоцилиндра 1. По мере роста давления углекислого газа в поршневой полости пневмоцилиндра 1 начинает двигаться поршень 5 вместе с полой иглой 2, которая начинает входить в сенажную массу рулона. По мере движения поршня 5 вместе с полой иглой 2 и вхождения ее в сенажную массу рулона происходит сжатие в штоковой полости пневмоцилиндра 1 возвратной пружины 6. После полного вхождения иглы 2 в сенажную массу рулона и, соответственно, полного сжатия возвратной пружины 6, упругость которой рассчитана с учетом дозы подаваемого газового консерванта, регулирующий вентиль 4 переводится во второе положение (положение Б). Тогда углекислый газ под действием силы избыточного давления из поршневой полости пневмоцилиндра 1 по соединительному трубопроводу 3 перетекает в штоковую полость пневмоцилиндра 1. Углекислый газ из штоковой полости пневмоцилиндра 1 через отверстие 7, расположенное на месте соединения иглы 2 с поршнем 5, по полому внутреннему пространству иглы 2 и отверстие 7 на ее острие начинает переходить внутрь сенажной массы рулона. По мере падения давления углекислого газа в поршневой полости пневмоцилиндра 1 происходит выпрямление пружины 6, под действием которого поршень 5 вместе с иглой 2 перемещаются в направлении исходного положения. При этом происходит плавное выведение иглы 2 из сенажной массы рулона, при котором углекислый газ, выходящий из штоковой полости пневмоцилиндра 1 через отверстие 7 на ее острие иглы 2, равномерно распределяется по внутреннему объему рулона, заполняя из-за его неравномерного прессования воздушные карманы, в которых могли бы происходить процессы окисления с развитием грибков и плесени. После полного возвращения поршня 5 в исходное положение регулирующий вентиль 4 переводится в третье положение (положение С) и инъектор можно использовать для обработки углекислым газом сенажной массы другого рулона.
Инъектор для обработки сенажа углекислым газом, включающий пневмоцилиндр, полую иглу с отверстиями, поршень, соединенный жестко с иглой, отличающийся тем, что отверстия на рабочей поверхности полой иглы расположены на ее острие и месте соединения с поршнем, а поршневая и штоковая полости пневмоцилиндра сообщаются трубопроводом, оснащенным регулирующим вентилем для смены режимов работы иньектора без перерасхода и потерь газового консерванта при постоянной подаче углекислого газа из баллона в пневмоцилиндр, при этом штоковая полость пневмоцилиндра снабжена возвратной пружиной.
