RU2311753C2 - Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer - Google Patents
Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2311753C2 RU2311753C2 RU2005135322/12A RU2005135322A RU2311753C2 RU 2311753 C2 RU2311753 C2 RU 2311753C2 RU 2005135322/12 A RU2005135322/12 A RU 2005135322/12A RU 2005135322 A RU2005135322 A RU 2005135322A RU 2311753 C2 RU2311753 C2 RU 2311753C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hopper
- rotation
- axis
- conveyor
- drive shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Description
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.The group of inventions relates to the field of agriculture and can be used in feed production for the mechanization of labor-intensive processes on livestock farms and complexes for the preparation of nutritionally balanced feed mixtures by mixing stalked and non-stellated components with grinding of the stalked component of the feed mixture.
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.).Known methods for the preparation of feed mixtures in a bunker mixer, which include sequential loading of bulk and stalk components of the feed mixture heterogeneous in physical and mechanical properties into the hopper and longitudinally transverse circulation of the material with grinding of the stalk component under the action of a rotating working body (see, for example, the method of obtaining feed sold by the mixer according to US patent No. 5356054, CL 222-610, IPC AK 5/00, 1994).
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.In known methods, in the active zone of the working body, the material moves along the hopper in two countercurrent horizontal flows in the bottom zone of the hopper space with extruding the material in the central part of the hopper into the upper zone of the hopper and then collapsing the material under its own weight, which ensures circulation of the material mainly in the vertical plane of the longitudinal section of the working volume of the hopper with significant energy consumption, reduces the likelihood of involvement in a moving flow of material, etc. adjacent to the side walls of the hopper, and also does not provide a grinding effect of the working body on the stalked material in the volume of the working space of the hopper, which lengthens the working process of obtaining a homogeneous fractional composition of the components of the finished feed mixture.
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).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method of preparing a feed mixture in a bunker mixer, which includes sequential loading into the bunker of heterogeneous density of loose stalked and non-stratified components of the feed mixture and mixing them with grinding stems under the action of a rotary working body rotating in the bunker with axis (see, for example, the method of obtaining feed mixtures sold by the vertical mixer according to US patent No. 5553938, CL 366-302 , IPC
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.In the known method, when the active zone of the working body is fixed in the central part of the hopper space, the conditions for uniform loading of the hopper with material are deteriorated, because the working body overlaps the central part of the volume of the hopper, and therefore is not ensured uniform in volume of the hopper and equally intense impact of the working body on the material. Moving the material in the vertical direction upward is performed at a decreasing speed with decreasing contact area of the material with the working body, which causes the material to rotate under load without mixing in the lower part of the hopper and stagnant inactive material without stirring in the upper central part of the hopper.
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.Due to a significant discrepancy between the transverse size of the hopper and the working body according to the known method, the process of mixing the material is carried out by an ineffective method of collapsing the material accumulated in the upper central zone of the space of the hopper under the action of the working body fixed in the center of the hopper.
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.According to the known method, the process of preparing feed mixtures using the stalked components in loose or pressed form (bales, rolls, etc.) is difficult due to the reduction of the grinding ability of the working body up vertically and the working body mainly performs the function of transporting the material, and not its mixing.
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.In the known method, it is not possible to control the moment of formation of a feed mixture of uniform density in the hopper, which leads to a decrease in the degree of homogeneity of the finished feed mixture with insufficient mixing time of the source material that is heterogeneous in density or to an unreasonable lengthening of the process of mixing the material with energy consumption.
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.The objective of the proposed cooking method is to increase the homogeneity of the resulting feed mixture with the achievement of such a technical result, in which due to the movement in the volume of the bunker of the active zone of the working body, the filling of the bunker with the source material is improved, the effect of the working body on the material throughout the volume of the bunker is uniform in intensity and the visual control the end of the process of mixing the material by the location of the working body relative to the hopper.
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.The solution of the technical problem posed for the method is achieved by the fact that in the method of preparing the feed mixture in the hopper mixer, comprising loading into the hopper inhomogeneous stalked and non-stalked components of the feed mixture and mixing them with grinding the stalked component by a rotor working body with a vertical axis of rotation of the drive shaft, the components are loaded with the inclined position of the axis of proper rotation of the working body to the axis of rotation of the drive shaft, and during operation, the material is supplemented Tel'nykh stirred working body movement in the cavity of the hopper is not a fixed path relative to the rotational axis of the drive shaft, the stirring process is ended after stabilization own rotation axis of the upright.
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.The loading of material into the hopper when the working body is located with its axis of rotation at an angle to the drive axis with an offset to the periphery of the hopper expands the space zone of the hopper between the working body and the walls of the hopper, which allows passage when loading material into the central and lower part of the hopper and its involvement in the mixing process under the action of the working body with grinding of the stalk component.
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.Additional mixing of the material by moving under the influence of the inhomogeneous density of the material of the working body in the cavity of the hopper along a non-fixed trajectory relative to the axis of rotation of the drive shaft in the mode of rotation in the time and space of the tilt of its own axis of rotation of the working body shifts the active zone of the working body in the hopper space, which increases the contact surface body with material and prevents the formation of dead zones when the working body independently chooses a position in space TBE corresponding to the minimum gradient in the density of the material surrounding the core at a higher disintegrating impact actuator working body on more dense material.
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.Stabilization of the axis of proper rotation of the working body in a vertical position with the working body moving into a rotation position around the vertical axis, which is a sign of the absence of a gradient in the density of the material in the hopper when maximum mixing uniformity is achieved, uniform in density of the finished feed mixture, guarantees the completion of mixing of the material after the formation of a uniform feed mixture mass density, as in the presence of an inhomogeneous density of the material, the working body in the loaded space of the hopper is always inclined to the axis of the drive shaft, and in a material that is homogeneous in properties, the working body automatically switches to a vertical stable position corresponding to the minimum energy consumption for rotation of the working body from its drive, since it is much easier to rotate the working body in a material uniform in density around a vertical axis using a vertical drive shaft than around si inclined to the drive shaft.
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.The method of preparation of feed mixtures in a bunker mixer can be carried out using well-known technical means and systems, in particular a bunker, a rotary working body with grinding elements, a mechanism for transmitting rotation to an inclined working body and forced movement of the working body in the volume of the bunker space along an unfixed trajectory that changes in space taking into account the density of the material in the active zone of the working body based on the control signal of the sensor of homogeneity of the mixed material ala hopper in the working space, interacts with a mechanism for changing the angular position of the working member.
Предлагаемый способ приготовления кормосмеси в бункерном смесителе осуществляется следующим образом.The proposed method for the preparation of feed mixtures in a hopper mixer is as follows.
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.The initial stalked and non-stellated components of the feed mixture are loaded into the hopper when the rotating rotary working body is inclined to the vertical axis of rotation of the drive shaft with the maximum rotor displacement towards the wall of the hopper, due to which the material fills most of the hopper space in contact with the working body along the depth of the hopper.
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.Under the action of rotation of the working body, the material is mixed with grinding of the stalked component due to the circumferential displacement of the material in the active zone of the working body with the lifting of the material to the upper part of the hopper, while contacting with a material of inhomogeneous density provides additional mixing of the material by moving the working body along an unstable path relative to the axis of rotation of the drive shaft in the volume of the hopper with a variable angle of inclination of the working body to the vertical, due to m the degree of heterogeneity of the density of the material on one and the other side of the working body, due to the unequal force of the working body in the transverse direction (radial to the axis of rotation of the working body) on the material that is inhomogeneous in density.
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.With increasing homogeneity of the material with stirring, the working body moves to the central part of the hopper with a decrease in the deviation of the axis of rotation of the working body from the vertical, and when a mass that is uniform in density in the hopper is formed, the working body moves along a spiral path to a stable vertical position, in which the axis of rotation of the working body stabilizes in vertical position since vertical rotation in a material of a homogeneous material of the working body requires significantly less energy consumption than its rotation around an axis inclined to the vertical, therefore, a stable vertical position of the working body rotating in the material indicates that the working body is balanced under the action of the same radial force on all sides on the working body of a material homogeneous in density.
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.After the specified stabilization of the axis of the own rotation of the working body in a vertical position, the mixing process is completed, because further rotation of the working body does not have a significant effect on increasing the uniformity of the distribution of material density in the volume of the hopper. After mixing is completed, the finished feed mixture is uniform in density and, therefore, in terms of component content, is unloaded from the hopper and sent to the consumer.
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.).In the art, the designs of feed hopper mixers are known, including a hopper, inside of which along the bottom there is a working element in the form of a screw conveyor with chopping elements on the turns for grinding stems with two turns zones, in which the working stroke is directed to the center of the hopper (see, for example, hopper mixer according to US patent No. 5356054, CL 222-610, IPC A01K 5/00, 1994).
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.In devices of this type, the working body does not have the ability to force the material to move up vertically, which implements an energy-intensive process of squeezing the material up under the action of horizontal counter flows of material, increases the load on the mixing screw and causes a vertical deformation of the material in the vertical direction with energy-intensive sealing material in the lower central part of the hopper and loosening of material in the upper part of the hopper.
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).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a feed hopper mixer, including a hopper, inside which a working body is installed on a vertical drive shaft in the form of a cantilever screw conveyor for lifting material with grinding elements in the form of cutting plates with a serrated face, fixed with their plane on the surface of the turns of the conveyor along the contour of the turns for grinding stems (see, for example, the vertical mixer according to US patent No. 5553937, CL 366-302, IPC
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.In the known device, the working body in the form of a tapered conveyor tapering upward is rigidly fixed vertically in the central zone of the hopper, while the gap between the edges of the screw turns and the walls of the hopper increases upward along the vertical of the hopper. With this design, most of the mixed material in the upper part of the volume of the hopper does not fall under the active influence of the working body, which leads to the formation of stagnant zones of the material in the working space of the hopper, affects the quality of mixing of the material and lengthens the process of preparing the feed mixture. In addition, in this case, the process of penetration of the stalk component into the mixed mass is difficult, because under the action of a screw working body, which closes the passage of the unshredded stalk mass to the bottom of the hopper in the central part of the hopper, the stalk material, as the lightest component, accumulates in the upper part, occupying a position in which the stalk mass is located above the bulk mass of the material, which excludes the involvement of the stalk component in the circulation and this does not provide a uniform composition of the feed mixture.
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.In the known device, grinding elements in the form of knife plates are fixed with their plane on the working surface of the turns of the screw working element, which, when the working body rotates, forces the blade plates to rotate their plane at an angle to the axis of rotation of the working body. In this case, the condition of cutting the stems with the working faces of the plates is not provided, in which the stems should move along the working face of the plate in the direction of the plane of the plate, and not at an angle to it, which causes an energy-intensive process of breaking the stems with knife elements, and not cutting the stems with cutting edges of the plates.
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.The objective of the proposed feed mixer is to increase the uniformity of mixing the material by increasing the contact surface of the working body with the material when mixing and to achieve such a technical result, in which due to the same degree of intensive mixing of the material in all areas of the hopper space with the spatial orientation of the plane of the cutting plates, allowing the cutting of stems in these conditions, provides a reduction in the time of receipt of the finished feed mixture with controlled duration the duration of the mixing cycle of the components, depending on the time of reducing the inhomogeneous density of the mixed material to obtain a homogeneous mass density of the feed mixture.
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.The solution of the technical problem posed for the device is achieved by the fact that in the feed mixer containing the hopper, inside which a working body is installed on the vertical drive shaft in the form of a cantilever screw conveyor for lifting material with grinding elements in the form of cutting plates with a toothed face fixed to the turns of the screw, the conveyor is mounted with the possibility of tilting its own axis of rotation to the axis of rotation of the drive shaft and is kinematically connected to the shaft by means of a cardan mechanism, and the free end t ansportera provided with a pointer spatial position of its rotation axis, the cutting insert its plane is set perpendicular to the rotational axis of the conveyor.
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·tgαp, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а αр - 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-αр; 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.The mixer also has a jagged face of the plate tangentially to the circle enveloping the turn in the plane of the plate, while the length of the jagged face l is selected from the condition l≤r · tgα p , where r is the radius of the circle enveloping the turn in the plane of the plate, and α p is the limit face cutting angle; the generatrix of the toothed face of the plate is bent along a logarithmic spiral, in which the tangent at an arbitrary point is located to the radius of rotation of this point at an angle α, determined from the condition α≥π / 2-α p ; the drive shaft with the upper part is located in the bottom zone of the hopper and is equipped with a screw blade for feeding material to the auger conveyor located above the bottom of the hopper; the blade is equipped with cutting inserts; the position indicator is made in the form of a pin mounted on the free end of the conveyor and protruding above the hopper in the vertical position of the conveyor; the pin is equipped with a signal light source.
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.In the mixer, the kinematic connection of the screw conveyor with the drive shaft by means of a cardan mechanism allows the conveyor to rotate in a hopper material that is inhomogeneous in density with a variable inclination of its own axis of rotation to the axis of the drive shaft in any position of the conveyor relative to the walls of the hopper without using means to force this tilt.
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.Equipping the free end of the conveyor with an indicator of its spatial position provides the ability to visually control the vertical position of the screw, signaling the moment of formation of a material that is homogeneous in physical and mechanical properties in the hopper and the possibility of stopping the conveyor drive to stop the mixer.
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.The installation of the cutting inserts with its plane perpendicular to the axis of rotation of the conveyor provides the necessary condition for cutting stems relative movement of the stalk component along the toothed face of the plate in the mode of angular displacements of the axis of rotation of the screw conveyor for any spatial position in the hopper relative to the drive shaft.
Расположение зубчатой грани пластины длиной l тангенциально к окружности, огибающей виток в плоскости пластины с соблюдением условия l≤r·tgαp, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а αр - предельный угол резанья грани, обеспечивает наименее энергоемкий процесс распиливания стеблей зубцами грани.The arrangement of the toothed face of a plate with a length l tangential to the circle enveloping the turn in the plane of the plate subject to the condition l≤r · tgα p , where r is the radius of the circle enveloping the turn in the plane of the plate and α p is the limiting angle of cutting the face, provides the least energy-intensive process sawing stems with teeth of the face.
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-αр, 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.The shape of the logarithmic spiral of the generatrix of the toothed face, in which the tangent at an arbitrary point is located to the radius of rotation of this point at an angle α determined from the condition α≥π / 2-α p , allows the stem to slide along the face at an unchanged angle between the direction of movement of the stem tangential to the face and the radius of rotation of an arbitrary point of the generatrix of the serrated face, which increases the working length of the face, and therefore the productivity of the process of sawing stems with the teeth of the face.
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.Placing the drive shaft with the upper part in the bottom zone of the hopper and equipping the shaft with a screw blade located above the bottom of the hopper ensures that the material is captured by the blade from the bottom of the hopper and is fed up to the screw conveyor, which prevents the formation of stagnant material zones in the area of the bottom of the hopper.
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.Equipping the blades with cutting plates intensifies the process of grinding the stalked component during rotation of the working body of the mixer and thereby accelerates the distribution of the crushed stalked component by volume of the mass of the mixed material to form a feed mixture homogeneous in composition.
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.The implementation of the conveyor position indicator in the form of a pin mounted on the free end of the conveyor, protruding above the hopper in the vertical position of the conveyor, provides visual control of the vertical position of the screw conveyor with the hopper fully loaded.
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.Equipping the pin with a signal light source facilitates visual control of the vertical position of the conveyor in low light conditions in the feed storage room or on an open area in the evening.
Сущность предлагаемых решений поясняется графическими материалами, где представлены:The essence of the proposed solutions is illustrated by graphic materials, which show:
на фиг.1 - общий вид бункерного смесителя в продольном разрезе;figure 1 is a General view of the hopper mixer in longitudinal section;
на фиг.2 - вид на смеситель в плане;figure 2 is a view of the mixer in plan;
на фиг.3 - вид с неприводного торца на рабочий орган смесителя в виде шнекового транспортера (первый пример конструктивного исполнения);figure 3 is a view from the non-drive end on the working body of the mixer in the form of a screw conveyor (the first example of a design);
на фиг 4 - вид в плане на этот же шнековый транспортер;Fig. 4 is a plan view of the same screw conveyor;
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;figure 5 is a view from the non-drive end on the working body of the mixer in the form of a screw conveyor (the second example of design) with a diagram to justify the parameter α;
на фиг.6 - второй пример конструктивного исполнения смесителя.figure 6 is a second example of the design of the mixer.
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.The feed mixer for implementing the method of preparing feed mixtures in a hopper mixer contains a
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.Inside the
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.On the
В первом примере конструктивного исполнения шнекового транспортера (фиг.3) образующая АВ зубчатой грани 7 выполнена прямолинейной длиной l, выбранной из условия l≤r·tgαp, где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины, а αр - предельный угол резанья грани.In the first example of the design of the screw conveyor (Fig. 3), the generatrix AB of the
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 RC под углом α, определяемым из условия α≥π/2-αр.In the second example of the structural embodiment of the conveyor (Fig. 5), the generatrix of the
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.In the second example of the mixer design, the
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.The mixer is also equipped with an indicator of the spatial position of the
Условия для определения параметров l и α получены из следующих соображений.The conditions for determining the parameters l and α are obtained from the following considerations.
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 αр. При вращательном движении режущей пластины (см. фиг.3) это условие выполняется при предельной длине зубчатой грани АВ, определяемой из прямоугольного треугольника ОАВ:The least energy-intensive process of sawing the stem with the
АВ=OAtg∠AOB=r·tgαp,AB = OAtg∠AOB = r · tgα p ,
где r - радиус окружности, огибающей виток в плоскости пластины 6.where r is the radius of the circle enveloping the coil in the plane of the
Лежащая на радиусе ОВ точка В грани АВ от начала грани (т. А) является последней точкой, которая вращается под углом αр к грани АВ (угол между направлением окружной скорости VB 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 αр, 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=rThe point B lying on the radius ОВ of the face AB from the beginning of the face (t. A) is the last point that rotates at an angle α p to the face AB (the angle between the direction of the peripheral speed V B of point B and the toothed face AB) when the
l≤r·tgαp.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 RC, 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 VC в пределах угла резанья грани αр.When using a toothed face, in which the generatrix is curved along a logarithmic spiral (Fig. 5), to be able to saw the stem with a serrated face, it is necessary that at any arbitrary point C the length of the generatrix of the
Но т.к. угол между направлением окружной скорости VC и радиусом RC 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-αр и не выполнялось условие α<π/2-αр, при котором процесс распиливания стебля зубчатой гранью прекращается.But since the angle between the direction of the peripheral speed V C and the radius R C is straight and equal to π / 2 (90 °), then for sawing the stem with a serrated face at each arbitrary point C, it is necessary that the condition α≥π / 2-α p be met and not the condition α <π / 2-α p was fulfilled, under which the process of sawing the stem with a serrated face stops.
Работа смесителя кормов для осуществления предлагаемого способа приготовления кормосмеси в бункерном смесителе производится следующим образом.The operation of the feed mixer to implement the proposed method for the preparation of feed mixtures in a hopper mixer is as follows.
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.In the initial position, the
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.When the turns 4 of the
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.In the process of rotation of the
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.After the formation of a homogeneous density mixture of the feed mixture around the circumference of the
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.).In the vertical position of the
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.The proposed technical solutions provide an adaptive process of preparing the feed mixture with grinding the stalk component in the bunker mixer when mixing components that are heterogeneous in density and physico-mechanical properties, taking into account possible fluctuations of the specified material parameters, which optimizes the work process of the bunker mixer in terms of completeness of obtaining a uniform mass and fractional composition feed mixtures.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005135322/12A RU2311753C2 (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005135322/12A RU2311753C2 (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005135322A RU2005135322A (en) | 2007-05-27 |
| RU2311753C2 true RU2311753C2 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38310319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005135322/12A RU2311753C2 (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2311753C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3764G2 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-31 | Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" | Mixer |
| RU209074U1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-02-01 | Рестем Зиатдинович Сулейманов | Multi-axis screw mixer |
-
2005
- 2005-11-15 RU RU2005135322/12A patent/RU2311753C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3764G2 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-31 | Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" | Mixer |
| RU209074U1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-02-01 | Рестем Зиатдинович Сулейманов | Multi-axis screw mixer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005135322A (en) | 2007-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110935377A (en) | Polycarboxylate water reducing agent production facility with backmixing stirring function | |
| CN210206519U (en) | Dry powder mixer | |
| RU2311753C2 (en) | Method for producing of feed mixture in hopper type mixer and feed mixer | |
| CN110154237B (en) | Concrete mixing equipment | |
| CN212758164U (en) | Batching machine for pitch | |
| CN219519043U (en) | Bait batching rubbing crusher | |
| US7040801B2 (en) | Mixing apparatus with non-concentric auger | |
| RU2311761C2 (en) | Feed mixer-dispenser | |
| RU2287263C2 (en) | Hopper-dosing apparatus for bulk feeds | |
| CN211458828U (en) | Poultry is with fodder grinder | |
| CN212731992U (en) | Conical double-screw mixer for processing aquatic organic fertilizer | |
| CN211270273U (en) | Wheaten food machine that rate of appearing is high | |
| CN113713673A (en) | Beast feed processing device | |
| CN219902696U (en) | Reciprocating cement paste mixer | |
| CN111071818A (en) | Material stirring and conveying device | |
| CN219522567U (en) | High-uniformity mortar mixer for particle cutting | |
| CN218339943U (en) | Raw material pulverizer for floor tile production | |
| CN219308428U (en) | Fodder mixing device | |
| CN219599960U (en) | Batching jar of misce bene | |
| CN209563219U (en) | A kind of livestock-raising herbage shredding mechanism repeatedly | |
| CN104608253B (en) | The electrodynamic mechanical type pay-off that stirring concrete for hydraulic structure uses | |
| CN220940344U (en) | Efficient mixer | |
| CN220666977U (en) | Pouring device for building house construction | |
| CN212064955U (en) | Forage grass rubbing crusher for animal husbandry | |
| CN218012375U (en) | Novel microemulsion mixing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101116 |