RU2421278C1

RU2421278C1 - Device to prepare bread-in raw stock for feeding agricultural animals

Info

Publication number: RU2421278C1
Application number: RU2010101619/21A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Горюнов (RU); Сергей Владимирович Горюнов; Иван Евдокимович Карнаухов (RU); Иван Евдокимович Карнаухов; Наталья Николаевна Нижник (RU); Наталья Николаевна Нижник
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-06-20

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to agricultural machinery and is intended for preparation of long feed. Proposed device comprises housing accommodating perforated driven conical drum with its larger base up, feeder and magnetic separator. It is equipped with vertical hammer crusher fitted on shaft shared with said perforated drum and provided with twenty hinged hammers arranged along helix and having variable length commensurate to crusher taper housing generatrix that allows for 10-12 mm gap with housing. The last bottom hammer represents a one-side curved arrow to discharge crushed mass from crusher housing into perforated drum. ^ EFFECT: higher quality of grinding. ^ 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и предназначено для подготовки неизмельченных вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) к стерилизации при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных.The invention relates to agricultural machinery and is intended for the preparation of unmilled secondary raw materials (HRV) for sterilization in the preparation of feed for farm animals.

Известно устройство для отделения посторонних включений из пульпообразных пищевых отходов, используемое для отделения твердых частиц из гидросмеси, которое может найти применение в химической, лесной, горнодобывающей и других отраслях промышленности, включающее горизонтально расположенный цилиндрический корпус, часть которого выполнена в виде колосниковой решетки с гребнеобразными лопастями с отогнутыми назад, относительно направления вращения, пальцами, заходящими в щели колосниковой решетки (см. патент №1577837 A1, B03B 5/62, опубликованный 15.07.90 г. Бюл. №25).A device for separating foreign matter from pulp-like food waste is used, which is used to separate solid particles from a hydraulic mixture, which can be used in chemical, forestry, mining and other industries, including a horizontally arranged cylindrical body, part of which is made in the form of a grate with comb-shaped blades with fingers bent backward relative to the direction of rotation, going into the slots of the grate (see patent No. 1577837 A1, B03B 5/62, published 7/15/90 th of Bull. №25).

Приближенным к заявленному изобретению является устройство для обработки пищевых отходов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, включающее корпус с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен вертикальный приводной перфорированный конический барабан, обращенный большим основанием вверх (см. патент Российской Федерации №2102156, МПК А01С 3/00, опубликованный 20.01.98 г.).Approximate to the claimed invention is a device for processing food waste in the preparation of feed for farm animals, including a housing with upper and lower unloading windows, inside of which there is a vertical drive perforated conical drum, facing a large base up (see Russian Federation patent No. 2102156, IPC A01C 3/00, published on January 20, 1998).

Известные технические решения не обеспечивают отделение посторонних твердых включений из пищевых отходов.Known technical solutions do not provide the separation of extraneous solid inclusions from food waste.

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для обработки пищевых отходов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, включающее корпус с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен перфорированный приводной конический барабан, обращенный большим основанием вверх, оборудованное питателем и магнитным сепаратором (см. патент Российской Федерации №2147409 С1, 7A23K 1/10, В04В 3/0, опубликованный 20.04.2000. Бюл. №11).Closest to the claimed invention is a device for treating food waste in the preparation of feed for farm animals, including a housing with upper and lower discharge windows, inside which a perforated drive conical drum is installed, facing a large base up, equipped with a feeder and a magnetic separator (see Russian patent Federation No. 2147409 C1, 7A23K 1/10, B04B 3/0, published April 20, 2000, Bull. No. 11).

Однако данное устройство также не обеспечивает получение гомогенной кормовой массы необходимой влажности без предварительного ее дробления для последующей переработки на корм и не позволяет более полно отделить из этой массы объемные и мелкие включения, что приводит к снижению его эксплуатационной надежности.However, this device also does not provide a homogeneous feed mass of the required moisture content without first crushing it for subsequent processing into feed and does not allow more complete separation of bulk and small inclusions from this mass, which leads to a decrease in its operational reliability.

Задачей изобретения является удаление ферромагнитных материалов из исходных вторичных сырьевых ресурсов, измельчение вторичных сырьевых ресурсов и получение гомогенной кормовой массы, отделение из измельченной массы посторонних включений при высокой степени гомогенизации кормовой суспензии при приготовлении корма.The objective of the invention is the removal of ferromagnetic materials from the source of secondary raw materials, grinding of secondary raw materials and obtaining a homogeneous feed mass, separation from the crushed mass of foreign matter with a high degree of homogenization of the feed suspension in the preparation of feed.

Указанная задача решается устройством для обработки вторичных сырьевых ресурсов при приготовлении кормов для сельскохозяйственных животных, содержащим вертикальный конический безрешетный корпус, переходящий в нижней части в цилиндрический с верхним и нижним выгрузными окнами, внутри которого установлен вертикальный приводной вал с шарнирными молотками разной длины, соизмеримой с образующей конического корпуса, с одинаковым зазором между образующей корпуса и молотком в пределах 10…12 мм, увеличивающихся по длине сверху вниз и оканчивающихся угловым молотком-лопастью, установленным на вал перфорированным коническим барабаном, обращенным большим основанием вверх и имеющим углом конусности 34…38°. При этом диаметры нижнего и верхнего оснований барабана находятся в отношении 1:3…4. Молотки выполнены прямоугольными и установлены на валу по винтовой линии в пять рядов по четыре в каждом ряду с постепенным увеличением длины в соотношении 1:3…4. Отверстия перфорированного барабана выполнены круглыми с постепенным уменьшением их размера снизу вверх при соотношении нижних и верхних отверстий, равным 2:1, и расположены в шахматном порядке. Над верхним коническим основанием неподвижного корпуса дробилки установлен питатель и электромагнитный сепаратор для удаления ферромагнитных включений в виде прорезиненной ленты с ненамагничивающимися скребками, установленной над питателем, и электромагнит, равный ширине ленты, установленный над прорезиненной лентой.This problem is solved by a device for processing secondary raw materials in the preparation of feed for farm animals, containing a vertical conical bezel-free case, turning in the lower part into a cylindrical one with upper and lower unloading windows, inside which a vertical drive shaft with articulated hammers of different lengths, comparable with the generatrix, is installed conical body, with the same gap between the generatrix of the body and the hammer within 10 ... 12 mm, increasing in length from top to bottom and ending ayuschihsya angular-blade hammer mounted on the shaft conical perforated drum facing upward and a large base having a cone angle of 34 ... 38 °. The diameters of the lower and upper bases of the drum are in the ratio 1: 3 ... 4. The hammers are made rectangular and mounted on the shaft along a helix in five rows of four in each row with a gradual increase in length in a ratio of 1: 3 ... 4. The holes of the perforated drum are made round with a gradual decrease in their size from bottom to top with a ratio of lower and upper holes equal to 2: 1, and are arranged in a checkerboard pattern. A feeder and an electromagnetic separator are installed above the upper conical base of the stationary crusher body to remove ferromagnetic inclusions in the form of a rubberized tape with non-magnetizable scrapers mounted above the feeder and an electromagnet equal to the width of the tape mounted above the rubberized tape.

При реализации заявленного изобретения может быть получено одновременное равномерное качественное дробление при высокой степени гомогенизации, очистка исходных вторичных сырьевых ресурсов от ферромагнитных материалов до измельчения и от других посторонних включений после измельчения массы. Кроме того, за счет использования заявленного изобретения расширяются технологические возможности и повышается эксплуатационная надежность работы устройства.When implementing the claimed invention can be obtained simultaneous uniform high-quality crushing with a high degree of homogenization, purification of the initial secondary raw materials from ferromagnetic materials to grinding and from other impurities after grinding the mass. In addition, through the use of the claimed invention, technological capabilities are expanded and the operational reliability of the device is increased.

На чертеже приведена схема устройства для подготовки вторичных сырьевых ресурсов к скармливанию сельскохозяйственным животным.The drawing shows a diagram of a device for preparing secondary raw materials for feeding agricultural animals.

Устройство содержит конический корпус 1, с углом конусности 38…40°, в котором смонтирована вертикальная безрешетная молотковая дробилка с шарнирными молотками 2 разной длины, постепенно увеличивающейся к нижнему основанию соизмеримо к образующей конического корпуса, и цилиндрический корпус 3, в котором смонтирован вращающийся вертикальный конический барабан 4. На внутренней поверхности корпуса дробилки 1 установлены криволинейные сегменты 5 с регулирующимся углом относительно горизонтальной оси в пределах 0…15°. Нижний молоток 6 выполнен в виде односторонней криволинейной стрелы, параллельной плоскости направляющей нижнего конусного бункера-питателя 7 корпуса. Электромагнитный сепаратор расположен над питателем установки 8 и приемным бункером 9 молотковой дробилки. Электромагнитный сепаратор выполнен в виде прорезиненной ленты 10 со скребками 11 из ненамагничивающегося материала с расположенным внутри контура ленты электромагнитом 12. Барабан 13 питателя 8 также выполнен из ненамагничивающегося материала. Корпус цилиндрический 3 имеет верхний 14 и нижний 15 разгрузочные окна. Вал 16 дробилки и барабана имеет электропривод 17. Верхнее основание 18 барабана 4 предпочтительно выполнено с диаметром 1,026 м, а нижнее 19 диаметром 0,282 м. Барабан выполнен перфорированным с равномерным уменьшением размера отверстий 20 снизу вверх, причем размер верхних отверстий меньше нижних в два раза, т.е. при диаметре нижних отверстий 60 мм верхние аналогичные отверстия имеют диаметр 30 мм. Угол конусности перфорированного вращающегося барабана составляет 34…38°. Отверстия могут иметь различную форму - круглую, эллиптическую с различной ориентацией осей, прямоугольную (квадратную) и т.п. На сплошном нижнем основании 19 закреплена лопасть 21.The device comprises a conical body 1, with a taper angle of 38 ... 40 °, in which a vertical lattice-free hammer mill with hinged hammers 2 of different lengths, gradually increasing to the lower base, is comparable to the generatrix of the conical body, and a cylindrical body 3, in which the rotating vertical conical is mounted drum 4. On the inner surface of the crusher body 1, curved segments 5 are installed with an adjustable angle relative to the horizontal axis in the range 0 ... 15 °. The lower hammer 6 is made in the form of a one-sided curved arrow parallel to the plane of the guide of the lower conical hopper-feeder 7 of the housing. An electromagnetic separator is located above the feeder of the installation 8 and the receiving hopper 9 of the hammer mill. The electromagnetic separator is made in the form of a rubberized tape 10 with scrapers 11 of non-magnetizable material with an electromagnet 12 located inside the tape loop. The drum 13 of the feeder 8 is also made of non-magnetizable material. The cylindrical body 3 has an upper 14 and lower 15 discharge windows. The shaft 16 of the crusher and drum has an electric drive 17. The upper base 18 of the drum 4 is preferably made with a diameter of 1.026 m, and the bottom 19 with a diameter of 0.282 m. The drum is perforated with a uniform reduction in the size of the holes 20 from bottom to top, and the size of the upper holes is half that of the lower ones. those. with a diameter of the lower holes of 60 mm, the upper similar holes have a diameter of 30 mm. The taper angle of the perforated rotating drum is 34 ... 38 °. The holes can have a different shape - round, elliptical with different axes, rectangular (square), etc. A blade 21 is fixed on a continuous lower base 19.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Загружаемая в устройство питателем 8 масса вторичных сырьевых ресурсов подается под электромагнитный сепаратор 12. Ферромагнитные посторонние включения (предметы из черного металла) притягиваются электромагнитом к ленте и выносятся из общего потока лентой в бункер, после прекращения действия электромагнита 12. Ферромагнитные включения сбрасываются лентой 10 со скребками 11 в бункер отходов. Очищенная от ферромагнитных материалов масса вторичных сырьевых ресурсов поступает через приемный бункер 9 в коническую вертикальную дробилку 1. При вращении вала 16 с молотками 2 на массу действуют силы тяжести, центробежная сила и ударные силы. Под действием указанных сил происходит многократное воздействие молотков на массу с постепенным изменением силы удара по высоте, центробежных сил и сил тяжести (вследствие изменения массы частиц и их концентрации в воздушном потоке при дроблении), разности длины молотков и их массы. В нижней части безрешетной дробилки вследствие дробления массы и образования новых частиц масса их будет меньше, а концентрация выше. Под воздействием силы тяжести частицы падают вниз, а под воздействием инерционных сил и силы удара они отбрасываются к стенке корпуса, таким образом, частицы постоянно находятся в состоянии кипящего слоя до тех пор, пока не попадут на поверхность нижнего конусного бункера-питателя 7, где подхватываются односторонней криволинейной стрелой нижнего ножа дробилки и подаются на середину нижнего основания вращающегося перфорированного барабана, при этом более крупные частицы располагаются на основании ближе к стенке перфорированного барабана, а более мелкие ближе к центру вращения, что объясняется разностью масс и сообщением им большей кинетической энергии под воздействием на них молотков дробилки и вращения воздушного потока. В результате такой динамики движения частицы в камере дробления достигается необходимая степень измельчения вторичных сырьевых ресурсов, а так как отсутствует решето, то попавшие с измельченной массой посторонние включения беспрепятственно попадают через рабочую камеру вниз. При этом не наблюдается поломок молотков, так как при встрече с твердыми посторонними включениями (кирпич, дерево, и т.д.) они отклоняются в сторону, обратную направлению вращения. Установка сегментов 5 под углом относительно горизонтальной плоскости изменяет траекторию полета частицы в камере дробления. Масса за счет сегментов при этом не только изменяет скорость полета, но и может изменить направление траектории полета, даже в обратном направлении. Это явление заложено в принципе регулировки степени дробления и производительности установки. Измельченная масса вместе с посторонними включениями под действием сил тяжести и вращения криволинейной стрелы нижнего молотка подается на нижнее основание 19 конического перфорированного барабана 4. При вращении барабана 4 на массу, находящуюся на нижнем вращающемся основании 19, действуют силы тяжести, центробежная сила, силы сопротивления движению массы по перфорированной поверхности барабана, давление и силы сопротивления воздушного потока. Под действием указанных сил и давлений кормовая масса (суспензия) успевает пройти через отверстия 20 боковой поверхности конического барабана 4, а посторонние включения (бумага, пленка, камни, текстиль, древесина, резина, и т.п.), которые не проходят через отверстия, перемещаются вместе с оставшейся кормовой суспензией под действием центробежных касательных сил инерции, превышающих силы сопротивления, по образующей перфорированной поверхности конического барабана 4 к верхнему основанию 18. По пути движения оставшаяся на внутренней поверхности барабана кормовая суспензия проходит через отверстия 20, а оставшиеся посторонние включения после схода с поверхности барабана в верхней части выбрасываются через разгрузочное окно 14 в бункер посторонних включений. Лопасти 21 способствуют удалению очищенной от посторонних включений кормовой суспензии через нижнее выгрузное окно 15.The mass of secondary raw materials loaded into the device by feeder 8 is fed under the electromagnetic separator 12. Ferromagnetic foreign inclusions (ferrous metal objects) are attracted by the electromagnet to the tape and removed from the general stream by tape into the hopper, after the termination of the electromagnet 12. Ferromagnetic inclusions are dumped by tape 10 with scrapers 11 to the waste bin. Purified from ferromagnetic materials, the mass of secondary raw materials enters through a receiving hopper 9 into a vertical conical crusher 1. When the shaft 16 is rotated with hammers 2, gravity, centrifugal force and impact forces act on the mass. Under the action of these forces, the hammers repeatedly act on the mass with a gradual change in the impact force in height, centrifugal and gravity forces (due to changes in the particle mass and their concentration in the air flow during crushing), the difference in the length of the hammers and their mass. In the lower part of the latticeless crusher due to crushing mass and the formation of new particles, their mass will be less, and the concentration is higher. Under the influence of gravity, the particles fall down, and under the influence of inertial forces and impact forces they are thrown to the wall of the casing, thus, the particles are constantly in a fluidized bed state until they reach the surface of the lower conical hopper-feeder 7, where they are picked up single-sided curved arrow of the lower knife of the crusher and fed to the middle of the lower base of the rotating perforated drum, while larger particles are located on the base closer to the wall of the perforated drum on, and smaller ones are closer to the center of rotation, which is explained by the difference in masses and the transfer of greater kinetic energy to them under the influence of crusher hammers and rotation of the air flow on them. As a result of such dynamics of the particle’s movement in the crushing chamber, the necessary degree of grinding of secondary raw materials is achieved, and since there is no sieve, extraneous impurities caught in the crushed mass freely pass downward through the working chamber. In this case, there is no breakage of the hammers, since when they meet solid foreign inclusions (brick, wood, etc.) they deviate in the direction opposite to the direction of rotation. The installation of segments 5 at an angle relative to the horizontal plane changes the path of the particle in the crushing chamber. The mass due to the segments not only changes the flight speed, but can also change the direction of the flight path, even in the opposite direction. This phenomenon is embedded in the principle of adjusting the degree of crushing and plant performance. The ground mass together with foreign inclusions under the influence of gravity and rotation of the curved arrow of the lower hammer is fed to the lower base 19 of the conical perforated drum 4. When the drum 4 is rotated, the mass located on the lower rotating base 19 is affected by gravity, centrifugal force, and forces of resistance to movement mass on the perforated surface of the drum, pressure and resistance to air flow. Under the influence of the indicated forces and pressures, the feed mass (suspension) manages to pass through the holes 20 of the side surface of the conical drum 4, and foreign inclusions (paper, film, stones, textiles, wood, rubber, etc.) that do not pass through the holes are moved together with the remaining feed suspension under the action of centrifugal tangential inertia forces exceeding the resistance forces along the generatrix of the perforated surface of the conical drum 4 to the upper base 18. The remaining on the inner surface along the path of movement reel feed suspension passes through the holes 20, and the remaining foreign matter after the exit from the drum surface at the top of ejected through the discharge port 14 into the hopper from contamination. The blades 21 contribute to the removal of the feed suspension purified from foreign inclusions through the lower discharge window 15.

Проведенные эксперименты показали, что при расположении четырех шарнирных молотков разной длины, соизмеримой с конической поверхностью корпуса 1 дробилки, в каждых пяти рядах по вертикали по винтовой линии, при частоте вращения в зависимости от длины молотков, соответствующей центростремительному ускорению 1230…1241 м/с², получают наиболее гомогенный продукт наибольшей степени очистки от посторонних включений. Использование электромагнитного сепаратора, смонтированного на установке для очистки вторичных сырьевых ресурсов от черного металла перед дроблением, позволяет полностью исключить попадание ферромагнитных материалов в дробилку и барабан для очистки суспензии, тем самым повысить эксплуатационную надежность установки, повысить степень очистки, качество получаемой кормовой суспензии при подготовке ее к стерилизации для приготовления кормов сельскохозяйственным животным.The experiments showed that with four articulated hammers of different lengths, comparable with the conical surface of the crusher body 1, in every five rows vertically along a helical line, with a rotation frequency depending on the length of the hammers corresponding to a centripetal acceleration of 1230 ... 1241 m / s ² receive the most homogeneous product of the greatest degree of purification from foreign impurities. The use of an electromagnetic separator mounted on the installation for cleaning secondary raw materials from ferrous metal before crushing, completely eliminates the ingress of ferromagnetic materials into the crusher and drum for cleaning the suspension, thereby increasing the operational reliability of the installation, increasing the degree of cleaning, the quality of the resulting feed suspension in preparing it to sterilization for the preparation of feed for farm animals.

Claims

1. A device for preparing secondary raw materials (HRV) for feeding farm animals, including a housing inside which a perforated drive conical drum is installed, facing upward with a large base, equipped with a feeder and a magnetic separator, characterized in that it is equipped with a conical vertical hammer mill mounted on one shaft with a perforated drum equipped with twenty articulated hammers located along a helical line and having a variable length, commensurate I have with the generatrix of the conical crusher body and providing a gap with the body of 10 - 12 mm, while the last lower hammer is made in the form of a one-sided curved arrow to discharge the crushed mass from the crusher body into the perforated drum.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the crusher body curved segments are installed, the rotation of which relative to the horizontal axis controls the degree of grinding and productivity of the device.

3. The device according to claim 1, characterized in that an electromagnetic separator is located above the feeder and the receiving hopper of the cone vertical crusher, which is a belt-scraper conveyor having a triangular contour, inside of which an electromagnet is installed.