DE2917191A1

DE2917191A1 - Der kurzzeitigen trocknung von landwirtschaftlichen, insbesondere als futter dienenden produkten

Info

Publication number: DE2917191A1
Application number: DE19792917191
Authority: DE
Inventors: Gary A Krutz
Original assignee: Purdue Research Foundation
Current assignee: Krutz Gary A Lafayette Ind Us
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2917191C2; ES480042A1; FR2423970A1; GB2019731A; FR2423970B1; CA1102143A; JPS54146777A; GB2019731B; ZA792040B

Description

PFENNING · MAAS

- 40-

MEINIG · SPOTT Patentanwälte - Kurfurstendamm 170, D 10O0 Bariin 15

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Pf/schu

PATENTANWÄLTE BERLIN · MÜNCHEN

J. Pfenning, DipWng. Bariin Or. I. Mau, Oipl.-Chem. München K. H. Mainig, Dipl.-Phys. - Berlin Dr. G. Spott, Oipl.-Chem. München

Zugelassene Vertreter beim Europaischen Patentamt

BÜRO BERLIN:

I Kurfürstendamm

I D 1000 Berlin 15

Telefon:

030/881 2008/881 2009

Telegramme: Seilwehrpatent

Telex: 5215880

Berlin Date

25. April 1979

PURDUE RESEARCH FOUNDATION Graduate House East, West Lafayette, Indiana 47907, U.S.A.

Der kurzzeitigen Trocknung von landwirtschaftlichen, insbesondere als Futter dienenden Produkten

$09845/0910

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur B ehandlung landwirtschaftlicher Produkte, und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Futterprodukten zum Zwecke einer beschleunigten Trocknung dieser Produkte in optimal geringer Zeit.

Bei manchen landwirtschaftlichen Produkten ist es notwendig, daß sie verschiedenen Behandlungen unterzogen werden, wozu auch das Trocknen gehören kann. Dies trifft insbesondere zu für Futterprodukte, beispielsweise Heu. Bisher war der Landwirt in weitestem Maße abhängig von dem während der Heuernte herrschenden Wetter da das Heu üblicherweise auf dem Feld trocknen gelassen wurde. Bei zu dieser Zeit herrschenden unfreundlichen Wetterbedingungen wird das Trocknen erschwert, wenn es nicht durch die Nässe unbrauchbar wird und damit verloren geht.

Man hat versucht, Vorrichtungen zu schaffen, um ein schnelles Trocknen der Futterprodukte zu erreichen. Derartige Vorrichtungen waren jedoch nicht befriedigend, da der gewünschte Trocknungsgrad nicht erreichbar war, unerwünscht lange Trocknungszeiten notwendig waren, so daß bisher keine geeignete Vorrichtung zur Verfügung stand, die mit Einrichtungen ausgestattet war, die in

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gewünschter kurzer Zeit eine Erreichung des gewünschten Trockengrades ermöglichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die das bestehende Bedürfnis nach schneller und einwandfreier Trocknung derartiger landwirtschaftlicher Produkte, insbesondere Futterprodukte, gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die im kennzeichnenden Teil unter Schutz gestellten Merkmale.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die zu trocknenden landwirtschaftlichen Produkte, insbesondere für Futterzwecke, zerkleinert, indem sie zwischen zwei bewegbare Vorrichtungen gegeben werden, von denen die eine sich schneller bewegt als die andere. Die so zerkleinerten Produkte werden dann zu einer Matte geformt, wobei der erwünschte Trocknungsgrad in einer optimal kurzen Zeit erreicht wird, da die Trocknung bereits mit der Zerkleineruna des Materials einsetzt.

90984 R/0910

Vorzugsweise werden hierbei drehbare Walzen verwendet, die das Material beim Durchgang zerkleinern. Die der Zerkleinerung dienenden Walzen werden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt, worauf aus den so zerkleinerten Produkten eine Matte gebildet wird. Auf diese Weise läßt sich eine optimal kurze Trockenzeit unter Einhaltung eines gewünschten Trockengrades erreichen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und die Zeichnungsbeschyeibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der

Vorrichtung zur Zerkleinerung der Produkt und zur Ausbildung einer Matte aus diesen

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der

Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der Teile der Gehäusewandung der Erläuterung wegen fortgelassen sind;

"S09845/0910

	3	j 2917191
		- yr-
Fig.		eine Seitenansicht in schematischer
	4	Darstellung einer abgewandelten
		Aus fiih rungs form;
Fig.		eine schematische Seitenansicht eines
		Teiles der Zerkleinerungsrollen mit
	5	auf der Umfangsfläche angeordneten
		Zähnen;
Fig.		schematische Seitenansicht gemäß
		Fig. 4 einer abgewandelten Ausführung
	6	form der auf der Umfangsfläche der
		Walzen befindlichen Zähne;
Fig.		eine graphische Darstellung der
		Trocknungszeit bezogen auf den
		Feuchtigkeitsgehalt bei verschiedenen
	7	Vorrichtungen einschließlich der
		erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.	8	Darstellung der Trocknungszeit bei
		einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad;
Fig.	eine graphische Darstellung der
	Wetterbedingungen.

008845/0910

Fig. 9, 10 und 11 Darstellung des Walzenabstandes und der Geschwindigkeitsverhältnisse der Walzen bezogen auf die Antriebskraft pro Stunde und Tonne.

Wie die Zeichnungen zeigen, besitzt die Vorrichtung 15 ein Paar von beweglichen Vorrichtungen 17 und 18, die in Form von drehbaren zylindrischen Walzen gezeigt sind, die am Eingangsende 20 der Vorrichtung angeordnet sind. Die Walzen 17, 18 sind, wie Fig. 1 zeigt, übereinander angeordnet, und werden in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt, wobei die obere Walze 15 entgegen dem Uhrzeigersinn, und die untere Walze 18 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um einen Strom des Produktes 22 zwischen die Walzen einzuziehen, und das Produkt 22 während des Durchganges durch die Walzen zu zerkleinern. Die Produkte 22 werden von den Zerkleinerungswalzen 17,18 zwischen Förderbänder 24 und 25 gegeben. Das obere Förder band 24 liegt hinter der oberen Rolle 17 und ist nach abwärts zum Ende der Vorrichtung gerichtet, wie Fig. 1 zeigt. Das untere Förderband 25 erstreckt sich von der unteren Walze 18 nach hinten und liegt horizontal.

909845/0910

Die Förderbänder 24, 25 können endlose Förderbänder sein die sich von der Vorderseite der Vorrichtung zur Rückseite bewegen.

Eine mattenbildende zylindrische Walze 27 ist oberhalb des rückwärtigen Teiles 28 des Förderbandes 25 ancreordne Die Walze 37 wird entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht und bildet mit dem rückwärtigen Teil des Förderbandes 25 eine Matte 30 aus den zerkleinerten Produkten.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Vorrichtung 15 vorzugsweise als Teil einer selbstfahrenden Maschine32 ausgebildet. Die Walze 17 ist auf einer Welle 34 aufgenommen, die ein Antriebsrad 35 besitzt, um die Welle 34 und die Walze 17 in Drehung zu versetzen. Die Walze 18 ist auf einer Welle 37 unterhalb der Walze 17 angeordnet, und die Welle 37 besitzt ein Antriebsrad 38 zur Drehung der Welle 37 und der Walze 18.

Ein Antriebsmotor 40, beispielsweise ein Dieselmotor oder dergleichen, liefert die Kraft zur Betätigung der Vorrichtung 15, es können natürlich auch andere Kraftquellen benutzt werden, beispielsweise kann als Spender der Antriebskraft ein Traktor oder dergleichen vorgesehen sein.

90884R/0910

Die Antriebswelle 42 treibt über einen nicht dargestellten Riemen das Antriebsrad 35 zur Drehung der Welle 34 und der Walze 17, und treibt ebenfalls das Antriebsrad 38 zur Drehung der Welle 37 und der Walze 18. Die Durchmesser der Antriebsräder 35, 38 sind so bemessen, daß gewünschte Unterschiede der Drehgeschwindigkeiten der Walzen 17, 18 erreicht werden. Es kann auch ein Differentialgetriebe zu diesem Zwecke Verwendung finden.

Ein endloses Förderband 25 ist auf den Wellen 50 und 51 aufgenommen, wobei die Welle 50 ein Antriebsrad 53 trägt. Die Antriebswelle 42 treibt das Antriebsrad 53 über einen nicht dargestellten Riemen, um das Förderband 25 zu betätigen. Ein endloses Förderband 24 ist auf den Wellen 56 und 57 aufgenommen, wobei die Welle 56 ein Antriebsrad 59 trägt. Auf der Antriebswelle 42 ist ein Antriebsrad 45 befestigt, und der Antriebsriemen 60 treibt das Antriebsrad 59 der Welle 56 und damit das Förderband 25 an.

Eine der Mattenbildung dienende Walze 27 ist auf einer Welle 62 aufgenommen, die ein Antriebsrad 63 trägt. Die Walze 27 wird ebenfalls durch die Antriebswelle 42 über einen nicht dargestellten Riemen angetrieben.

S0984S/091Ö

- J^r-

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung. Die Zerkleinerungswalzen 17, 18 sind im Eintrittsbereich der Vorrichtung angeordnet. Hier werden jedoch die Produkte getrennt und aufgelockert in das Eingangsende zwischen die Walzen 17 und 18 durch eine flügelartige Vorrichtung 67 geführt, die um eine Welle 68 drehbar ist und von dem Antriebsmotor 40 betätigt wir Die getrennten und aufgelockerten Produkten werden nach rückwärts zum Eingangsende geworfen und gelangen zwische die Walzen 17 und 18, wo sie gemäß Fig. 3 zerkleinert werden.

Die zerkleinerten oder mazerisierten Produkte werden nach rückwärts von den Walzen 17, 18 ausgeworfen und gelangen zu einem Paar von Flocken bildenden Bürsten 70, 71, die in entgegengesetzten Richtungen um die Wellen 73, 74 rotieren. Die Wellen 73, 74 werden von dem Antriebsmotor 40 betätigt, was in Fig. 3 nicht dargestellt ist. Das Förderband 24 ist hinter den Bürsten 70, 71 angeordnet, um die zerkleinerten Produkte 22 nach unten auf das Förderband 25 zu geben. Der rückwärtige Teil 28 des Förderbandes 25 und die Walze 27 bilden die Produkte zu einer Matte 30 aus, die aus der Vorrichtung ausgegeben wird.

009845/0910

Wie Fig. 3 zeigt, wirkt das Förderband 25 als Saftabscheider, wobei der Saft in einem Behälter 76 gesammelt wird, der unterhalb des Förderbandes 25 angeordnet ist.

Die Walzen 17, 18 sind vorzugsweise gerippt oder gekerbt, und zwar entweder zahnartig, wie in Fig. 4 gezeigt, oder vorzugsweise so, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In jedem Falle erstreckt sich die Zahnung über die gesamte ümfangsfläche 78 der zylindrischen Walzen. Gemäß Fig.4 sind die Zähne 79 in einem Winkelabstand von 5° angeordnet, die Zahntiefe beträgt ca. 3 mm. Die Verzahnung gemäß Fig. 4 wird gebildet durch die Zahnflanken 80, 81 jedes Zahnes, die rechtwinklig zueinander gerichtet sind.. Der Flankenwinkel kann jedoch auch anders gewählt werden, und die Walze kann vorstehende Rippen auf ihrer Ümfangsfläche tragen, die entweder parallel oder unter einem Winkel zur Walzenachse gerichtet sind. Wie Fig. 5 zeigt, beträgt die Zahntiefe ca. 1 mm, wobei die Zähne einen Winkelabstand von 5° besitzen. Bei der Verzahnung gemäß Fig. 5 wird ein großer glatter gebogener Bereich 83 auf dem Umfang 78 der Walze gebildet, wobei jeder Zahn 8 einen ersten radial zur Walze gerichteten Schenkel 85 und einen zweiten Schenkel 86 besitzt, der mit dem ersten Schenkel 85 einen sich zum Bereich 82 öffnenden

0086 45/09

spitzen Winkel bildet, so daß ein scharf gekerbter Zahn entsteht. Vorzugsweise besitzen beide Walzen 17, 18 eine Verzahnung, jedoch kann die eine Walze eine glatte Oberfläche bilden. Durch Vergrößerung des Umfangsbereich 78 wird eine Erhöhung der Zerkleinerungsrate erreicht.

Es wurden zwei Sätze von Walzen mit unterschiedlicher Verzahnung gemäß Fig. 4 und 5 benutzt. Beide Walzen eine Satzes benutzten eine einander identische Verzahnung , es wurden jedoch auch Kombinationen jedes Zahntyps mit einer glatten Walze zu Beobachtungszwecken verwendet. Jede Walze besaß einen Außendurchmesser von 320 mm, und die obere Walze wurde schneller gedreht als die untere, um das Material in die Vorrichtung einzuziehen. Die unterschiedlichen Umfangsges chwindigkeiten führen zu einer Scheraktion der Heustengel. Beim Anlauf wurde beobachtet, daß trockene Walzen zum Aufbau von Saft führen, der eine Selbstreinigung unterstützt, und es wurde ein Test der Proteinverluste aufgrund der Zerkleinerung durch die Walzen durchgeführt durch Sammlung des gesamten Durchganges mit dem Ergebnis, daß ein Unterschied von 0,7% zwischen dem eingegebenen Material mit 24,9% und dem ausgegebenen Material mit 24,2% bestand. Dieser Unterschied ist möglicherweise zurückzuführen auf den Aufbau von Saft an der Walze, wenn der

Θ08845/0910

Saft ein ständige Zustandsbedingung erreicht. Es wurde auch ein Paar von glatten Walzen benutzt; diese Walzen zerkleinern zwar das Heu» fördern aber kein Material, und dies führte zur Entwicklung der Walzen gemäß Fig. mit einem großen Oberflächenbereich an der Peripherie mit Förderkerben. Diese Kerben besitzen einen verhältnismäßig rechtwinkligen Scherrand, wobei die Scherränder einander entgegenwirken und eine ausgezeichnete Scherwirkung bei unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten erzeugen.

Die Vorrichtung besitzt einen Zerkleinerungsabschnitt, wo das Produkt zerkleinert wird, was für eine schnelle Trocknung erforderlich ist. Ein Abschnitt zur Mattenbildung ist ebenfalls vorgesehen zur Bildung einer Matte aus den zerkleinerten Produkten, und es kann ein Abschnit vorgesehen sein zum Sammeln der zerkleinerten Produkte vor der Mattenbildung.

Die Vorrichtung ist in erster Linie geeignet zur Verarbeitung landwirtschaftlicher Produkte, nämlich Futtermittel, und insbesondere zur Verarbeitung von Heu, wobei die Heuqualität durch Erhöhung der Trockengeschwindigkeit verbessert wird und eine schnelle Trockenernte erreicht wird.

908845/0919

Mit gekerbten, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufenden Walzen und bei einem engen Zwischenraum zwischen den Umfangsflächen der Walzen werden, wie später ausgeführt wird, die Futterstengel zerschert und bilden eine größere Oberfläche und bedingen damit schnelle Trockenzeiten, wie die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt, wo andere Arten der Seherung graphisch dargestellt sind. Für eine zylindrische Walze von 3,5 mm Breite beträgt die Fließgeschwindigkeit 100 Pfund/min oder 3 Tonnen/h Naßmaterial (75%);bei Walzen fünffacher Breite und bei einer Mähmaschine mit einer Schnittbreite von 3 m kann die Vorrichtung 15 Tonnen Material/h verarbeiten.

2 Ein Heuanfall von 2 t pro trockener Fläche von 4000 m (acre) oder von 6 t pro nasser Fläche kann mit einer Geschwindigkeit von 15 t/h bewegt werden, wobei 6 t pro Fläche 2,5 Flächen pro Stunde entsprechen. Die Geschwindi keit der Vorrichtung wurde wie folgt berechnet: 2_f5 acres _χ £^_25_ = ₂,2 mph. Bei doppelter Rollenbreite

Stunde (hr) 10 ft

verdoppelt sich die Grundgeschwindigkeit.

Die für die Walzen gemäß Fig. 4 erforderlichen Pferdestärken bei hohem Heuanfall und bei einer Maschinenkapazität von 5 Flächen pro Stunde errechnet sich folgt!

608845/0910

_χ 6jt_ _ 30_t ^ _{das heiBt;} 30t

hr Fläche hr hr

3..hp—hr _nn ,, ,

= 90 ps (hp).

Die für die Walzen gemäß Fig. 5 erforderlichen Pferdestärken bei höherer Zerkleinerung betragen :

30_t _χ 5 hp-hr . _{150 hp};
hr t

Die mit der Vorrichtung angestellten Versuche waren in vollem Umfange betriebsentsprechend, das heißt,von den Behandlungen wurden alle mit wenigstens einer Bestimmung bei allen Größen und allen anderen Aufbereitungen wiederholt. Die Versuche wurden auch bei vollständig zufälligen Anordnungen durchgeführt, und da das benutzte Alfalfa-Heu von gleichmäßiger Qualität war, das heißt von gleichmäßiger Größe, gleichmäßigem Feuchtigkeitsgehalt und gleichmäßigen anderen die Bestimmungen beeinflussenden Faktoren, war es nicht erforderlich, mit anderen zufälligen Mengen bei spezifischen Behandlungen zu arbeiten.

Eine Zwei-Weg-Differenzanalyse wurde berechnet. Zuerst wurde eine Zwei-Weg-Differenzanalyse berechnet zur Untersuchung der Einwirkung des Geschwindigkeitsverhältnisses

60884570910

und des Abstandes der Walzen auf den Wert hp-hr/t.

Es wurde auch eine Drei-Weg-Differenzanalyse berechnet, um zu prüfen, ob das Geschwindigkeitsverhältnis, der Abstand der Walzen und die Fördergeschwindigkeit wesentlich die Nettokraft (et.power) beeinflussen. Die Ergebniss dieser Differenzanalysen sind folgende:

1. Durch den Walzenabstand und die Fördergeschwindigkeiten des Materials wird sichtlich die Nettokraft beeinflußt; sie kann sicherlich 96,9% und 95.9% betragen. Das Geschwindigkeitsverhältnis der Walzen allein beeinflußt die Nettokraft nicht mit einer Sicherheit von 52,6%; das Walzenspiel und die Fördergeschwindigkeit allein beeinflussen die Nettokraft nicht.

2. Obwohl das Geschwtndigkeitsverhältnis allein die Nettokraft nicht beeinflußt, erfolgt eine Beeinflussung durch das Geschwindigkeitsverhältnis in Zusammenwirkung mit dem Walzenab stand, während alle anderen Wechselwirkungen unwichtig sind.

3. Das Geschwindigkeitsverhältnis und der Abstand der Walzen und die Fördergeschwindigkeit insgesamt

908845/0910

scheinen die Nettokraft nicht zu beeinflussen, so daß die Drei-Weg-Analyse nicht von Wichtigkei zu seien scheint.

Aus dieser Differenzanalyse kann folgendes geschlossen werden:

1. Der Walzenabstand und die Fördergeschwindigkeit beeinflussen die Nettokraft, während das Geschwindi^· keitsverhältnis dies nicht tut.

2. Das Geschwindigkeitsverhältnis allein beeinflusst die Nettokraft nicht; das Geschwindigkeitsverhältnis kombiniert sich mit der Wirkung des Walzenabstandes, um die Nettokraft zu beeinflussen.

3. Die Wirkung des Geschwindigkeitsverhältnisses zusammen mit der Wirkung des Walzenabstandes und der Fließgeschwindigkeit des Materials beeinflussen die Nettokraft nicht bei einer statistischen Drei-Weg-Analayse.

Die Kombination der Faktoren, die die Nettokraft steigern,

ist die Fördergeschwindigkeit und die Zusammenwirkung des

Geschwindigkeitsverhältnisses und des Abstandes der Walzen.

903845/0910

96-

vr-

Um den Werthp-hr/t zu steigern, wurde der Walzenabstand ausgewählt, der diesen Wert zu erhöhen scheint, und die Auswahl des Geschwindigkeitsverhältnisses ist für diesen Wert unwesentlich. Die Fig. 9, 10 und 11 sind Schaubilder des Walzenabstandes und des Geschwindigkeits Verhältnisses gegenüber dem Wert hp-hr/t und weisen die obigen Resultate der Differenzanalyse aus.

Die Bestimmung der optimalen Maschinenbedingungen für zerkleinertes Heu umfaßt die Bemessung der Pferdestärken und die aktuellen Beobachtungen. Die Fließgeschwindigkei des Materials wurde variiert durch Änderung der Eingabegeschwindigkeit. Andere geschätzte Variable umfaßten eine Mehrzahl von Geschwindigkeitsverhältnissen (2,5:1, 6:1 und 10:1), die Walzengeschwindigkeiten, die Walzenabstände und die Walzentypen.

Bei Benutzung der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wurden eine Zahl von Läufen durchgeführt, deren Ergebnisse nachstehend angegeben werden:

909845/0910

Date

Speed Run # Ratio

No i.o.id UPM

8/17 8]719 2.5:1 2000

Mass

Feed

liate

JJp/mi n_

43

Clea ι _nnce

.01 1

Net HP-HR/ Power/ TON/ Ft. ο Γ Fl . of Type Widt.lv W icl Lh Mate r _i

2.08 1.612403 (scco crop)

81720

69. 5

2.79 1.338129

	81721	Il	Il	74	Il	3.	2	1.441441	¹
Il	81722	Il	Il	50	11	2		1.333333	Il
ι;	81723	•1	ti	94	Il	4		1.433692	11
ft	8171	10:1	It	45	.013	7.	82	5.792593	Gras:
fl	8172	ti	M	35	Il	4.	83	4.83333

8173

2350

40.5

5,58 4.592593 (secoi

crop' Alfa:

8174

63

7.83 4.142857

8175

94

9.34 3.312057

8176

8177

_8173_ R170

55

!Π

29

3.28 1.987874- (secc crop) Al fall

Sec, t

3.12 3.586207 (scoor crop)

60

7 .Ί324.34 4j44 7.83 4.01 Γ» 1Η5 "

900845/Od10

Date

Run

I¹COiI

Speed No Load UaLo Ratio HPM lb/miii

Net HP-IIR/
Power/ TON/

Clear- Kt. of Ft. of Type
ancc Width Width Matcri

8/12	8121	10:	1	2000	71	.013	7.	76	3	.643198 crop)	(seco alfalf
Il	8124	Π		ti	42.5	Il	5.	02	3	.937255	Il
Il	8125	Il		11	48	Il	5.	32	3	.694444	• 1
8/18	8181	10:	1	2000	57	.013	8.	51	4	.976608	■ 1
8/17	81710	,1		1850	61	r.	3.	55	4	.672131	«I
It	81711	It			39.5	I	5.	08	4	.2S692	Il

81712

50.5

81713 6:1

2000

39.5

3.54 2.336634 (seco crop) alfalf

Sec, time

3.62 3.054852 (seco: crop) alfalf

Il	817.14	Il	fl	25	.5	1«	2.	22	2	.901961	Il	I,
fl	81715	Il	M	56	.5	It	4.	86	2	.867257	Il	Il
It	81716	ti	Il	39	.5	■ 1	3.	19	2	.691983	i:	ti
Il	81717	:,	41	80		It	7.	31	3	.045333	1*
Il	31718	II	Il	90		I»	8.	31	3	.077778	It
8/16	8161	10:1	1700	36		0.13	5.	81	5	.37963	:i
Il	8162	Il	ti	32	.5	:i	5.	4	5	.538462	It
η	8163	Il	11	19	.5	Il	2.	52	4	.307692	It
It	8.K) 4	If	Ii	37		t.	i..	34	5	.711712	tt
8/16	316 5	10:1	2300	51		.013	7.	64	5	.026144 (sect crop) alfalfc
Il	8166	I¹	I«	77		Il	9.	45	4	.090909
H	8167	Il	Il	49		1!	8.	42	5	.727891
Il	8168	Il	Il	26	.5	Il	3.	33	4	.927358

$09845/0910

Speed pJo Load "KnLe" Date Run # Ratio RPM lb/min

: Net HP-IIR/

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Clear- Kt. of Ft. of Type a nee width Width Materi

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2000

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Il	882	Il	:1	I!	33.5
Il	883	Il	•1	40
8/8	884	10	2000	52. ^rj . 0

.005 5.04 1.9S2301 (secc crop) alfalfi

J>oc_z t ijno

3.31 3.804 598 (socc

crop) alfalfa

4.61 4.537065 " 5.65 4.708333 "

" 8810

8/9 3910 8911

8/22 8221

8225 .00 5 6.76 4.29206 3 (sccon crop) alfalfa

Il	885	It	Il	59.5	ti	7.13	3.994398 ^:'
K	886	II	Il	59	Tl	7.35	4.152542 "
ti	887	If	Il	46	It	5.39	3.S05797 "
Il	389	·'	i:	52.5	It	8.53	5.415873 second time through

4 3.77 1.925926 "

60 .04 2

3.21 1.793333 (secon crop)alfalfa

4.74 2.273381 "

¹¹ 8912	ft	it	91	Il	5.	71	2	.091575	If
8913	ti	It	92	Il	5.	66	2	.050725	it
8914	il	Il	83	If	5.	84	2	.212121

2.5:1

35 .68 .647619 (secon crop) alfalfa

	8222	Il	ti	60	5-	"	1.	65	.9166667"
It	822 3	It	Il	78	11	2.	21	.9444444"
ti	8224	It	It	56.	ir	1.	3	.7669617 "

74.5 1.94

.8680039 "

Ma r.s

Speed No Load

8/23 8231

6:1

30

Net HP-HR/

Power/ TON/ Clear- pt. of Ft. of Type

1.75 1.944444 "

8232

45

3.84 2.844444

It	8233	Il	:·	60	5	II	5.	08	2.	8222222	·«
Il	8234	Il	Il	75		II	6.	36	2.	826667	•I
Il	8235	Il	Il	72.	5	Il	6.	31	2.	401149	ii
Il	8236	Il	Il	31		.005	4.	83	5.	1935466	ti
Il	8237	Il	Il	51.	Il	7.	4	4.	789644	Il
Il	8238	Il	.1	68	Il	7.	81	3.	82831	(I

8219

71.5

82310

68.5

8/23 82312 2.5:1 2000 50

82311

2.5:1

8.42 3.925403 (nccc

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82313

68.5 4.44 2.160584

82314

82315

41.5

3	.87	1.	595238	It
1	.98	1.	59 0 361

009845/0910

Es wurden auch unregelmäßige (plugged) Läufe gefahren mit folgendem Ergebnis:

Lauf Fördergeschwindigkeit RPM Walzenabstan

2 300	.005
2000	.005
2000	.042
2000	.013

8166 154

884 92

8123 105

8126 206

Ein Vergleich der Ernteenergie für verschiedene Arten von Zerkleinerung hatte folgendes Ergebnis:

Cutting Only

HP-HR

Com Silage (chopper) 1/4" cut .8 - 1.7·

Hay lage (chopper) 1/4 cut I - 2.8·

Wis. Extruder-macerated material 2-2.5

Purdue Macerator .7-5.9

Cardboard 1840

TON

HP - HR

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HP - HR TON

Es wurden Standard-Trocknungsversuche mit einem Drahtsieb

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von 0,16 m und einer Probe von 300 g eines Materials,

das dem Material von 2.7 t einer trockenen Fläche entsprach.

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Die Trocknungszeiten wurden in Fig. 7 eingetragen unter
täglichen Wetterbedingungen gemäß Fig. 8.

Aus dem Vorstehenden ergeben sich eine Reihe von Rückschlüssen:

Mit Zähnen gemäß Fig. 4 oder 5 ausgestattete Walzen
bei einem Geschwindigkeitsverhältnis von 2,5 : 1 oder
größer und einem Walzenabstand unter 1,3 mm zerkleinerter das Heu so, daß sich nahezu optimale Trockenzeiten
ergaben.

Ein Versuch von 6/29/77 mit einem ersten Ertrag erforderte eine Trocknungszeit von 2 1/2 Stunden, wobei ein
Feuchtigkeitsgehalt von 25% erreicht wurde bei einer
Luftfeuchtigkeit von 35, während eine höhere Luftfeuchtic keit von 53 eine Trockenzeit von 4 1/2 Stunden erforderlich machte.

Zusätzliche Energieeingabe kann die Trockenzeiten nur
leicht um ca. 15 Minuten verkürzen.

Bei einem Walzendurchmesser von 320 mm sollte die minimal Geschwindigkeit der oberen Rolle wenigstens 1500, Vorzugs weise wenigstens 1750 Umdrehungen/min wegen des anfänglicien

Massenmomentes des Systems betragen, um sicherzustellen, daß kein Reißen des nassen Materials erfolgt bei Fördergeschwindigkeiten von ungefähr 3 lb/min.

Das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Walzen hatte keinen nennenswerten Einfluß auf den HP-HR/ton-Wert, wie aus den Fig. 9 und 10 und aus der Drei-Wege-Analyse hervorgeht.

Der Abstand der Walzen hatte keinen Einfluß auf die Nettokraft, wie aus Fig. 11 und aus der Drei-Wege-Analyse hervorgeht.

Ein geringer Nährstoffverlust von 0,7% Protein wurde beobachtet bei Sammlung des gesamten Walzendurchganges.

Mit Zähnen gemäß Fig. 5 versehene Walzen mit großen gekrümmten Bereichen erzielten eine größere Zerkleinerung zu einem feinen faserförmigen Material, das sich in der Matte verwebte.

Eine schnellere Drehung der Walzen ließ keine größeren Fördergeschwindigkeiten des Materials zu.

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Ein höherer Massefluß erfordert mehr Pferdestärken.

Niedrigere Geschwindigkeitsverhältnisse ergaben geringere Nettokraft und geringere Scherwirkung.

Größeres Walzenspiel ließ einen größeren Materialdurchfluß zu bei geringerer Scherwirkung.

Ein enges Walzenspiel von 0,13 nun oder weniger ist am besten geeignet zur Erzielung einer Matte aus zerkleinertem Material; hierbei trat etwas Flüssigkeit auf den Walzen bei hochgradiger Zerkleinerung auf.

Nach einem bestimmten Grad der Zerkleinerung ergaben sich einwandfreie Trocknungszeiten.

Zweite Durchgänge durch die Vorrichtung erforderten lediglich die Hälfte der ursprünglichen Pferdestärken.

Die Verwendung gekerbter Walzen führt zu mehr zerrissenen Blättern und weißen Stengelteilen.

Walzen mit einer Verzahnung gemäß Fig. 4 besaßen eine 25% größere Kapazität bei einigen Einstellungen.

-25-

Gräser erfordern eine höhere Pferdekraft als Alfalfa.

VerWalzen mit einer Sahnung gemäß Fig. 4 und einem Geschwind^.gkeitsverhältnis von 2,5 : 1 und einem Abstand von 0,3 mm ergaben einen Durchsatz von 94 lb/m mit einer Eingangsenergie von 1,4 hp-hr/t/300 mm Breite.

Walzen mit einer Verzahnung gemäß Fig. 5 mit einem Abstand von 3 mm und einem Durchsatz von 94 lb/m jedoch mit einem Ges-chwindigkeitsverhältnis von 10 : 1 erforderten eine Leistung von 3,3 hp-hr/t/300 mm Breite.

Das Fördersystem erforderte ungefähr 0,1 hp/300 mm Breite beim Passieren des Materials durch die mattenbildende Walze.

Die Dichtigkeit der Matte über 300 g/0,16 m reduzierte die Trocknungsgeschwindigkeiten.

Walzen mit einer Verzahnung gemäß Fig. 4 scheinen besser zu sein für eine Kräuselung (crimping), während Walzen mit einer Verzahnung gemäß Fig. 5 zu einer guten Zerkleinerung führen.

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Walzen, die mit Geschwindigkeiten betrieben werden, wie sie in den Versuchen gezeigt sind, sind selbstreinigend.

Die für die erste Heuernte erforderliche Energie ist größer als die für die zweite Heuernte bei gleicher Förderung und gleichen Bedingungen.

Bei einer rauhen Mattenbildung von Hand klebt das Material zusammen an den Stoppeln des Feldes nach einem Regen und bei der Aufnahme in Ballenform.

Walzen mit Geschv/indigkeitsverhältnissen von 6:1 und 10 : 1 zeigen nur geringere Änderung im Grad der Zerkleinerung.

Bürsten zeigten gute Wirkungen bei allen Bedingunqen.

Zylindrische mit hohen unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufende Walzen zum Zwecke der Zerkleinerung und Trennung von Futtermaterialien und anderen landwirtschaftlichen Produkten können vielfache Anwendung finden. Diese Walzenanordnung kann beispielsweise Anwendung finden für eine mit Rollen ausgestattete Wind-Konditionie rungsmaschine und die Trocknungszeiten verbessern bei

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vernachlässigbarer Schädigung der Materialien, des Proteins und anderer Futterqualitäten der zerkleinerten Produkte. Bei Änderung des Ges chwindigkeitsverhältnisses der Walzengeschwindigkeiten, der Walzenzähne und der Fließgeschwindigkeit des Materials, der Materialtype und der Walzenabstände kann bei minimaler Energie der erforderliche Grad der Zerkleinerung erreicht werden.

kann
Die Vorrichtung für jede Art der Futterernte oder Futterbehandlung benutzt werden, wo eine Zerkleinerung nötig ist. Unterschiedliche Grade der Zerkleinerung erfordern spezifische Einstellungen, und für bestimmte Produkte können höhere Geschwindigkeitsverhältnisse von 10 : 1 vorteilhaft sein.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die gezeigte Ausführungsform. Beispielsweise können anstelle der Walzen .und der Förderbänder andere Anordnungen benutzt werden, beispielsweise andere Bürsten -Ausbildungen oder Flügelausbildungen, oder die Bürsten und die Flügel können auch fortgelassen werden.

Im Betrieb wird das Heu oder ein anderes Produkt zwischen die Walzen gefördert. Das Produkt geht durch die Walzen hindurch, die Stengel und Blatteile werden zerkleinert

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in kurze faserförmige Teile. Die so zerkleinerten Prodiakte werden dann zu einer Masse gesammelt, die erforderlichenfalls der mattenbildenden Walze zugeführt wird, wodurch eine Matte gebildet wird, die aus der Vorrichtung ausgestoßen wird. Da die Matte einen größere Teil an gebrochenen Pflanzenzellen besitzt, wird die Trocknungszeit der Oberfläche durch natürliche Sonnenbestrahlung und Konvektion erhöht, so daß das Heu in einer kurzen Zeit, beispielsweise von drei Stunden oder dergleichen, getrocknet werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert die Qualität des erzielten Produktes durch Reduzierung der Trocknungszeit. Wenn Heu verarbeitet wird, kann das Heu an einem Tag geschnitten, behandelt und getrocknet werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

Der kurzzeitigen Trocknung von landwirtschaftlichen, insbesondere als Futter dienenden Produkten, dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite bewegbare, einander benachbarte, die Produkte zwischen sich aufnehmende, ihrer Zerkleinerung dienende Vorrichtungen (17,18) vorgesehen sind, und daß die ersten beweglichen Vorrichtungen (17) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gegenüber den zweiten beweglichen Vorrichtungen bewegbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten beweglichen Vorrichtungen als drehbare zylindrische, mit ihren Umfangsflächen benachbart zueinander liegende Walzen (17,18) ausgebildet sind, und daß die eine Walze (17) mit einer höheren Geschwindigkeit als die andere Walze (18) drehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die eine der Walzen (17,18) eine unregelmäßige Oberfläche besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche durch Kerbungen gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche eine Mehrzahl von Zähnen (79) besitzt, deren Flanken (80,81) unter Bildung von praktisch rechten Winkeln aneinander anschließen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche eine Mehrzahl von praktisch glatten zylindrischen Teilflächen (83) besitzt, die voneinander durch Einkerbungen getrennt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen durch einen ersten, praktisch radial zu einer Walze (17,18) gerichteten Schenkel (85) und durch einen zweiten Schenkel (86) gebildet sind, der mit dem ersten Schenkel (85) einen spitzen, sich zur zylindrischen Oberfläche der Walze (17,18) öffnenden Winkel bildet.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ümfangsflächen beider Walzen (17,18) unregelmäßige Oberflächen besitzen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßigen Oberflächen der beiden Walzen (17,18) praktisch einander identisch sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Omfangsflächen der sich bewegenden Vorrichtungen (17,18) höchstens 1,3mm beträgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Umfangsflächen der beweglichen Vorrichtungen (17,18) ungefähr 0,13 mm beträgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Vorrichtungen (17,18) ein relatives Bewegungsverhältnis zwischen 1,5:1 und 10:1 besitzen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zylindrische Walzen (17,18) sind, und daß die erste Walze (17) eine Drehgeschwindigkeit von wenigstens 1500 Umdrehungen pro Minute

- 4 besitzt und einen Durchmesser von 320 mm aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (17,18) in entgegengesetzten Richtunge zueinander drehbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) Bearbeitungselemente (24,25, 27) besitzt, die die aus den Vorrichtungen (17,18) austretenden zerkleinerten Produkte (22) aufnehmen und aus ihnen eine Matte (30) bilden.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungselemente (24,25,27) aus einer der Bildung der Matte (30) dienenden Walze (27) und aus ersten und zweiten Fördervorrichtungen (24,25) bestehen, die die zerkleinerten Produkte (22) von den Vorrichtungen (17,18) der die Matte (30) bildenden Walze (27) zuführen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (30) der Begünstigung der Trocknung der in ihr aufgenommenen Produkte (22) dient.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einer ersten, mit einer unregelmäßigen Umfangsfläche ausgestatteten Walze (17), aus einer zweiten zylindrischen Walze (18) mit regelmäßiger Umfangsfläche, aus Vorrichtungen zur Einstellung eines höchstens 1,3mm betragenden Abstandes zwischen den Walzen (17,18) und aus Antriebs vorrichtungen (35,38,40) zur Drehbewegung der Walzen (17,18) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einem Verhältnis zwischen 2,5 : 1 und 10 : 1.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Walzen (17,18) mit Kerbungen versehene Oberflächen aufweisen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (17) über der zweiten Walze

(18) angeordnet ist, und daß die Vorrichtung (15) eine der Mattenbildung dienende Walze (27) besitzt, die im Abstand von den Walzen (17,18) angeordnet ist, und daß eine erste, benachbart zur ersten Walze (17) liegende, nach abwärts zur mattenbildenden Walze (27) geneigte Fördervorrichtung (26) und eine zweite Fördervorrichtung (25) vorgesehen sind, die sich unterhalb der zweiten Walze (18) und der mattenbildenden Walze (27) erstreckt und das aus den Walzen (17,18

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austretende zerkleinerte Produkt (22) der mattenbildenden Walze (27) zuführt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Behandlung von als Futter dienenden landwirtschaftlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste mit einer unregelmäßigen bewegbaren Oberfläche ausgestattete Vorrichtung (17) und eine zweite mit einer bewegbaren Oberfläche ausgestattete Vorrichtung (18) vorgesehen sind, wobei die zweite Vorrichtung (18) derart angeordnet ist, daß die bewegbaren Oberflächen der ersten und der zweiten Vorrichtung (17,18) übereinander und eng benachbart zueinander angeordnet sind, daß Vorrichtungen (24, 25) vorgesehen sind zur Aufnahme der aus den ersten und zweiten Vorrichtungen (17,18) austretenden zerkleinerten Futterprodukte, und daß mattenbildende Vorrichtungen (27) vorgesehen sind zur Bildung einer der beschleunigten Trocknung dienenden Matte (30) aus den von den Vorrichtungen (24,25) geförderten zerkleinerten Futter-Produkten.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Vorrichtungen (17,18) als zylindrische Walzen ausgebildet sind, daß die Vorrichtungen (24,25) aus einem ersten und einem

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zweiten Förderband bestehen, von denen das erste Förderband (24) oberhalb des zweiten Förderbandes (25) angeordnet ist, und daß die mattenbildende Vorrichtung (27) als dritte oberhalb des zweiten Förderbandes (25) angeordnete Walze (27) ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Vorrichtungen (17,18)

zum Zwecke der Zerkleinerung der Futterprodukte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegbar sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Vorrichtungen (17,18) relativ zueinander in einem Verhältnis zwischen 2,5:1 und 10:1 bewegbar sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Förderrolle (17,18) einen Durchmesser von 320 mm besitzen, und daß die eine Walze mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 1500 Umdrehungen pro Minute und die andere Walze mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 750 Umdrehungen pro Minute drehbar sind, und daß die Fördervorrichtungen (24,25) mit einer Geschwindigkeit bewegbar

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sind, die wesentlich kleiner ist als die Geschwindigkeiten der Walzen (17,18).
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtungen (24,25) mit einer
Geschwindigkeit von ca. 5 mp bewegbar sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergeschwindigkeit zu den Walzen (17,18)
wenigstens 3 lb/min. beträgt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fördervorrichtung (25) einen Saftsanunler (76) besitzt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Walze (17,18)
und der ersten Fördervorrichtung (24) ein Paar von
Lockerungsbürsten (73,74) angeordnet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) eine flügelartige Eingabevorrichtung (68) besitzt zur Zuführung der Futterprodukte zu den Walzen (17,18).

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31. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterprodukte (22) aus Heu bestehen.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungszeit des Heus wenige Tagesstunden
beträgt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungszeit des Heus zwischen 2 1/2 Stunden und 4 1/2 Stunden beträgt.
34. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) einen Durchsatz von ungefähr 94 lb/min. bei einer Eingangsenergie von ca. 1,4 hphr/ton/foot Breite besitzt.
35. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

daß die Walze (27) eine Matte bildet mit einer

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Dichtung von höchstens 300 g/0,16 m .

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