RU2567315C2 - Mixer-fermenter - Google Patents

Mixer-fermenter Download PDF

Info

Publication number
RU2567315C2
RU2567315C2 RU2013159353/05A RU2013159353A RU2567315C2 RU 2567315 C2 RU2567315 C2 RU 2567315C2 RU 2013159353/05 A RU2013159353/05 A RU 2013159353/05A RU 2013159353 A RU2013159353 A RU 2013159353A RU 2567315 C2 RU2567315 C2 RU 2567315C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
diameter
hopper
mixer
pitch
Prior art date
Application number
RU2013159353/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013159353A (en
Inventor
Петр Алексеевич Савиных
Виктор Ефимович Саитов
Николай Васильевич Оболенский
Сергей Юрьевич Булатов
Александр Иванович Свистунов
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ) filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ)
Priority to RU2013159353/05A priority Critical patent/RU2567315C2/en
Publication of RU2013159353A publication Critical patent/RU2013159353A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567315C2 publication Critical patent/RU2567315C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to mixing and fermenting of loose materials for production of fodder with high content of protein from inferior products. Mixer-fermenter consists of the bin installed at the frame, loading opening and discharge pipe, discharge screw, shutter, working tool, motor, reduction gearbox, control board and constant temperature control system. The latter comprises heating element, layer of heat insulation, temperature gages and relays built in control board. Working tool consists of the shaft, outer and inner ribbon feeders and scrapers secured to the shaft by rods. Scrapers are composed of spiral turn with pitch equal to half the length L on the bin inside and diameter equal to bin ID D. Outer ribbon feeder with turn height h features diameter 3/4D and pitch 1/6L while inner one features turn height 3/2h, diameter 2/5D and pitch 1/4L. Screw turns are arranged at the angle smaller angle φ of natural slope of mixed material.
EFFECT: lower specific power costs, higher process efficiency, better quality of mixing, intensified heat exchange, enhanced performances.
2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для смешивания сыпучих материалов и ферментирования кормов, может быть использовано в сельскохозяйственном производстве на животноводческих комплексах и фермах в линиях по приготовлению кормов с высоким содержанием белков из малоценных продуктов.The invention relates to equipment for mixing bulk materials and fermenting feeds, can be used in agricultural production on livestock complexes and farms in lines for the preparation of feeds with a high content of proteins from low-value products.

Известен шнековый смеситель для переработки материалов, преимущественно сыпучих, содержащий корпус, размещенный внутри него шнек, вал которого выполнен полым и имеет в межвитковом пространстве радиальные отверстия с встроенными стержнями, на концах которых закреплены элементы ленточной спирали с направлением навивки, обратным направлению навивки шнека, при этом в каждом межвитковом пространстве расположено по три элемента с высотой соответственно 1/4h, 1/2h и 3/4h, где h - высота витка шнека, а элементы ленточной спирали установлены с возможностью изменения угла между осью элемента и осью вращения вала шнека в пределах 0…180° [1].A screw mixer is known for processing materials, mainly bulk, containing a housing, a screw located inside it, the shaft of which is hollow and has radial holes in the inter-turn space with integrated rods, at the ends of which elements of a tape spiral are fixed with the direction of winding in the opposite direction to the screw winding, when this, in each inter-turn space, there are three elements with heights of 1 / 4h, 1 / 2h and 3 / 4h, respectively, where h is the height of the screw turn, and the elements of the tape spiral are installed with possible awn changing the angle between the axis of the element and the axis of rotation of the screw shaft in the range 0 ... 180 ° [1].

Недостатком смесителя является низкая эффективность процесса смешивания сыпучих смесей вследствие движения их при выполнении технологического процесса только в одном направлении.The disadvantage of the mixer is the low efficiency of the process of mixing bulk mixtures due to their movement during the process in only one direction.

Данному устройству свойственны высокие удельные энергозатраты из-за применения шнека с встроенными стержнями, имеющими элементы ленточной спирали с направлением навивки, обратным направлению навивки шнека.This device is characterized by high specific energy consumption due to the use of a screw with integrated rods having elements of a tape spiral with the direction of winding in the opposite direction of winding of the screw.

Кроме того, конструкция и технологический процесс шнекового смесителя не приспособлены для ферментирования сыпучих материалов с жидкой фазой различной вязкости.In addition, the design and process of the screw mixer are not suitable for the fermentation of bulk materials with a liquid phase of various viscosities.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится смеситель для смешивания сыпучих материалов, состоящий из бункера, установленного на раме, загрузочного и выгрузного патрубков, заслонки, комбинированного шнека, двигателя, редуктора, рабочего органа, представляющего собой комбинированный шнек, состоящий из вала, на котором установлены расположенные по винтовой линии через 90° стержни с элементами ленточной спирали и ленточные шнеки: внешний с диаметром D и шагом L; средний с диаметром 3/4D и шагом 3/4L; внутренний с диаметром 2/5D и шагом 2,5L [2] - прототип.The closest in technical solution and the achieved result to the present invention relates to a mixer for mixing bulk materials, consisting of a hopper mounted on the frame, loading and unloading nozzles, shutter, combined auger, motor, gearbox, working body, which is a combined auger, consisting of a shaft on which rods with elements of a tape spiral and belt screws located along a helical line through 90 ° are installed: external with a diameter D and pitch L; medium with a diameter of 3 / 4D and pitch 3 / 4L; internal with a diameter of 2 / 5D and pitch 2.5L [2] - prototype.

Недостатком данного изобретения является невозможность смешивания влажных компонентов загружаемых в бункер материалов и, как следствие, налипание на стенки бункера смешиваемых материалов и, соответственно, образование застойных зон, обусловливающих ухудшение процесса смешивания материалов и неполную выгрузку готового корма.The disadvantage of this invention is the impossibility of mixing the wet components of the materials loaded into the hopper and, as a result, sticking of the mixed materials onto the walls of the hopper and, accordingly, the formation of stagnant zones, causing deterioration of the material mixing process and incomplete unloading of the finished feed.

Применение в данном устройстве рабочего органа, оборудованного стержнями с элементами ленточной спирали и трех ленточных шнеков без учета углов установки их витков значительно повышает энергоемкость процесса смешивания компонентов загруженных в бункер материалов.The use in this device of a working body equipped with rods with elements of a tape spiral and three tape augers without taking into account the installation angles of their turns significantly increases the energy consumption of the process of mixing the components loaded into the hopper materials.

Другим недостатком данного устройства является невозможность его применения для получения ферментированного корма - наиболее ценного, легкоусвояемого и полезного пищевого корма сельскохозяйственным животным.Another disadvantage of this device is the impossibility of its use to obtain fermented feed - the most valuable, easily digestible and healthy food feed for farm animals.

Кроме того, функциональные возможности использования данного смесителя ограничены из-за применения его для приготовления кормов только в стационарном варианте.In addition, the functionality of the use of this mixer is limited due to its use for the preparation of feed only in the stationary version.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного смесителя-ферментатора, состоящего из бункера, установленного на раме, загрузочного окна и выгрузного патрубка, заслонки, двигателя, редуктора, рабочего органа, представляющего собой комбинированный шнек, состоящий из вала, на котором установлены стержни и ленточные внешний и внутренний шнеки, стержни имеют скребки, выполненные в виде витка спирали с шагом, равным половине длины L внутреннего пространства бункера, и диаметром, равным внутреннему диаметру D бункера, а внешний ленточный шнек с высотой витков h выполнен диаметром 3/4D и шагом 1/6L, внутренний с высотой витков 3/2h - диаметром 2/5D и шагом 1/4L, причем витки шнеков выполнены под углом, меньшим угла φ естественного откоса смешиваемого материала, при этом бункер, оснащенный выгрузным шнеком, оборудован нагревательным элементом, имеющим датчики и реле температуры, регистрирующие элементы которых смонтированы на пульте управления.The essence of the invention lies in the fact that the well-known mixer-fermenter, consisting of a hopper mounted on the frame, a loading window and an unloading pipe, damper, motor, gearbox, working body, which is a combined screw, consisting of a shaft, on which the rods are mounted and tape external and internal augers, rods have scrapers made in the form of a spiral coil with a step equal to half the length L of the inner space of the hopper, and a diameter equal to the inner diameter D of the hopper, and in the external tape auger with a height of turns h made of diameter 3 / 4D and a pitch of 1 / 6L, internal with a height of turns 3 / 2h - diameter of 2 / 5D and a step of 1 / 4L, and the turns of screws made at an angle less than the angle φ of the natural slope of the mixed material Moreover, the hopper equipped with an unloading screw is equipped with a heating element having sensors and temperature switches, the recording elements of which are mounted on the control panel.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.As a result of the analysis of literary sources, no identical execution of the proposed device was found. Moreover, distinctive features from the prototype signs give the claimed combination of new properties, manifested in a positive effect.

При выполнении скребков в виде витка спирали с шагом, равным половине длины L внутреннего пространства бункера, а внешнего ленточного шнека с высотой витков h диаметром 3/4D и шагом 1/6L, внутреннего с высотой витков 3/2h диаметром 2/5D и шагом 1/4L обеспечивается перемещение одинакового объема материала каждым элементом в своем направлении за один оборот вала. Скребки осуществляют перемещение материала от центра бункера к его боковым стенкам, внешний шнек - от боковых стенок к центру бункера, а внутренний шнек - от центра к боковым стенкам бункера. В результате этого исключается образование застойных зон, происходит интенсивное перемешивание компонентов загружаемого в бункер материала, обусловливающее повышение эффективности процесса и качества смешивания.When making scrapers in the form of a spiral coil with a step equal to half the length L of the inner space of the hopper, and an external tape screw with a height of turns h of diameter 3 / 4D and a step of 1 / 6L, internal with a height of turns of 3 / 2h with a diameter of 2 / 5D and step 1 / 4L provides the movement of the same volume of material by each element in its direction for one revolution of the shaft. Scrapers move the material from the center of the hopper to its side walls, the external screw - from the side walls to the center of the hopper, and the internal screw - from the center to the side walls of the hopper. As a result of this, the formation of stagnant zones is excluded, the components of the material loaded into the hopper are intensively mixed, thereby increasing the efficiency of the process and the quality of mixing.

Выполнение витков у шнеков под углом, меньшим угла φ естественного откоса смешиваемого материала, обеспечивает за счет уменьшения трения между витками шнеков и материалом снижение удельных энергозатрат при выполнении технологического процесса.The implementation of the turns of the screws at an angle less than the angle φ of the natural slope of the mixed material, due to the reduction of friction between the turns of the screws and the material, reduces the specific energy consumption during the process.

Оборудование стержней скребками диаметром, равным внутреннему диаметру D бункера, способствует интенсификации теплообмена стенок бункера с нагреваемым материалом за счет снятия со стенок налипшего влажного корма. Это обстоятельство ведет также к снижению удельных энергозатрат при получении ферментированного корма.The equipment of the rods with scrapers with a diameter equal to the inner diameter D of the hopper helps to intensify the heat transfer of the walls of the hopper with the heated material by removing sticky moist food from the walls. This circumstance also leads to a decrease in specific energy consumption in the production of fermented feed.

Оснащение бункера выгрузным шнеком обеспечивает уменьшение времени выгрузки готового ферментированного корма, расширяет функциональные возможности применения смесителя-ферментатора кроме стационарного варианта, также в качестве передвижного раздатчика корма с выгрузкой его в кормушки животным.Equipping the hopper with an unloading auger provides a reduction in the unloading time of the finished fermented feed, expands the functionality of the mixer-fermenter in addition to the stationary version, also as a mobile feed dispenser with unloading it into the animal feeders.

Оборудование бункера нагревательным элементом позволяет за счет передачи тепла перемешиваемым компонентам материала ускорить процесс развития бактерий в нем, что позволяет сократить время для получения ферментированного корма.The equipment of the bunker with a heating element allows accelerating the development of bacteria in it by transferring heat to the mixed components of the material, which reduces the time for obtaining fermented feed.

Наличие у нагревательного элемента датчиков и реле температуры, регистрирующие элементы которых смонтированы на пульте управления, позволяет в автоматическом режиме поддерживать необходимую постоянную температуру питательной среды для получения качественного ферментированного корма.The presence of temperature sensors and relay elements in the heating element, the recording elements of which are mounted on the control panel, allow automatic maintenance of the necessary constant temperature of the nutrient medium to obtain high-quality fermented feed.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.As a result, during the operation of the proposed device, a positive effect is achieved that exceeds the effect of the prototype. A new set of features of the claimed device, providing a positive effect, has significant differences.

На фигуре 1 представлен общий вид смесителя-ферментатора, на фигуре 2 - общий вид мешалки смесителя-ферментатора.The figure 1 presents a General view of the mixer-fermenter, figure 2 - General view of the mixer mixer-fermenter.

Смеситель-ферментатор состоит из бункера 1, установленного на раме 2, загрузочного окна 3 и выгрузного патрубка 4, выгрузного шнека 5, заслонки 6, рабочего органа 7, электродвигателя 8, редуктора 9, пульта управления 10 и системы поддержания постоянной температуры, которая включает в себя нагревательный элемент 11 (например, тепловая лента или медный змеевик с теплоносителем), слой теплоизоляции 12, датчики температуры 13 и реле температуры, регистрирующие элементы которых смонтированы на пульте управления 10.The mixer-fermenter consists of a hopper 1 mounted on the frame 2, a loading window 3 and an unloading pipe 4, an unloading screw 5, a shutter 6, a working body 7, an electric motor 8, a reducer 9, a control panel 10, and a constant temperature maintenance system, which includes a heating element 11 (for example, a heat tape or a copper coil with a coolant), a thermal insulation layer 12, temperature sensors 13 and a temperature switch, the recording elements of which are mounted on the control panel 10.

Рабочий орган смесителя-ферментатора состоит из вала 14, внутреннего 15 и внешнего 16 ленточных шнеков, скребков 17, которые крепятся к валу 14 с помощью стержней 18. Скребки 17 выполнены в виде витка спирали с шагом, равным половине длины L внутреннего пространства бункера 1, и диаметром, равным внутреннему диаметру D бункера 1. Внешний ленточный шнек 16 с высотой витков h выполнен диаметром 3/4D и шагом 1/6L, а внутренний шнек 15 с высотой витков 3/2h выполнен диаметром 2/5D и шагом 1/4L. Витки шнеков 15 и 16 выполнены под углом, меньшим угла φ естественного откоса смешиваемого материала.The working body of the mixer-fermenter consists of a shaft 14, internal 15 and external 16 belt augers, scrapers 17, which are attached to the shaft 14 using rods 18. The scrapers 17 are made in the form of a spiral coil with a step equal to half the length L of the inner space of the hopper 1, and a diameter equal to the inner diameter D of the hopper 1. The outer tape auger 16 with a height of turns h is made with a diameter of 3 / 4D and a pitch of 1 / 6L, and the inner screw 15 with a height of turns of 3 / 2h is made with a diameter of 2 / 5D and a step of 1 / 4L. The turns of the screws 15 and 16 are made at an angle smaller than the angle φ of the natural slope of the mixed material.

Смеситель-ферментатор работает следующим образом.Mixer-fermenter works as follows.

Через загрузочное окно 3 загружают предварительно измельченный материал (например, солому), добавляют заранее подготовленную первичную закваску Леснова и заливают горячей водой (температура 48…80°С) в соотношении 1:1 (полученная смесь называется питательной средой). На пульте управления 10 устанавливают переключатели в режим смешивания и включают смеситель. После того, как первичная закваска равномерно распределится во всем объеме загруженного в бункер 1 материала, смешивание прекращают и устанавливают переключатели на пульте управления 10 в режим ферментирования. В данном режиме включается автоматическая система поддержания постоянной температуры питательной среды (так как бактерии быстрее развиваются, ускоряя процесс ферментации при определенной температуре питательной среды), а рабочий орган 7 начинает вращаться с очень низкой частотой (примерно 1 мин-1). В режиме ферментирования смеситель работает до момента получения полностью готового ферментированного корма. В процессе ферментации за счет вращения рабочего органа 7 происходит перемешивание материала и выравнивание температуры питательной среды во всем объеме. Скребки 17 помимо перемещения материала от центра к боковым стенкам бункера 1 очищает цилиндрическую поверхность бункера 1, тем самым интенсифицируя процесс теплообмена в питательной среде. После окончания ферментации готовый продукт выгружают через выгрузной патрубок 4 с помощью выгрузного шнека 5, предварительно открыв заслонку 6. Смеситель-ферментатор может быть выполнен на передвижной платформе. В этом случае его можно использовать как раздатчик с выгрузкой корма при помощи выгрузного шнека 5 в кормушки животным.Through the loading window 3, pre-crushed material is loaded (for example, straw), Lesnov’s prepared primary sourdough is added and poured with hot water (temperature 48 ... 80 ° C) in a 1: 1 ratio (the resulting mixture is called a nutrient medium). On the control panel 10 set the switches in the mixing mode and turn on the mixer. After the primary starter culture is evenly distributed in the entire volume of the material loaded into the hopper 1, the mixing is stopped and the switches on the control panel 10 are set to fermentation mode. In this mode, the automatic system for maintaining a constant temperature of the nutrient medium is turned on (since bacteria develop faster, accelerating the fermentation process at a certain temperature of the nutrient medium), and the working element 7 starts to rotate at a very low frequency (about 1 min -1 ). In the fermentation mode, the mixer operates until a fully prepared fermented feed is obtained. In the fermentation process due to the rotation of the working body 7, the material is mixed and the temperature of the nutrient medium is equalized in the entire volume. Scrapers 17 in addition to moving the material from the center to the side walls of the hopper 1 cleans the cylindrical surface of the hopper 1, thereby intensifying the heat transfer process in the nutrient medium. After fermentation, the finished product is discharged through the discharge pipe 4 using the discharge screw 5, after opening the shutter 6. The mixer-fermenter can be performed on a mobile platform. In this case, it can be used as a distributor with feed unloading using the unloading auger 5 into the animal feeders.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является снижение удельных энергозатрат и повышение эффективности процесса получения ферментированного корма путем улучшения качества смешивания и интенсификации теплообмена между стенками бункера и питательной средой, расширение функциональных возможностей применения в качестве передвижного раздатчика ферментированного корма с уменьшением времени его выгрузки.The advantage of the invention in comparison with the prototype is to reduce specific energy consumption and increase the efficiency of the process of obtaining fermented feed by improving the quality of mixing and intensification of heat transfer between the walls of the hopper and the nutrient medium, expanding the functionality of the use as a mobile dispenser of fermented feed with a decrease in the time of its unloading.

Это подтверждается следующими расчетами.This is confirmed by the following calculations.

Затраты энергии, необходимые на привод вала для рабочего органа смесителя-ферментатора, определяются по выражению:The energy costs required to drive the shaft for the working body of the mixer-fermenter are determined by the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Q - производительность ленточного винтового шнека смесителя, т/ч;where Q is the performance of the tape screw screw of the mixer, t / h;

υ - скорость осевого перемещения материала, м/с;υ is the axial velocity of the material, m / s;

g - ускорение свободного падения, м2/с;g is the acceleration of gravity, m 2 / s;

Fk - сила трения материала о внутреннюю поверхность стенок смесителя-ферментатора, Н;F k - the friction force of the material on the inner surface of the walls of the mixer-fermenter, N;

P0′ - движущая сила, касательная к окружности, проходящая через центр давления груза, Н;P 0 ′ —moving force tangent to a circle passing through the center of pressure of the load, N;

D0 - диаметр окружности, проходящий через центр давления груза на поверхность шнека, м;D 0 - the diameter of the circle passing through the center of the pressure of the load on the surface of the screw, m;

ω - угловая скорость шнека, с-1;ω is the angular velocity of the screw, s -1 ;

ω2 - угловая скорость смешиваемого материала, с-1;ω 2 is the angular velocity of the mixed material, s -1 ;

P0″ - окружная сила на наружной кромке винта шнека, Н;P 0 ″ - circumferential force on the outer edge of the screw of the screw, N;

D - диаметр наружной кромки шнека, м;D is the diameter of the outer edge of the screw, m;

k0 - коэффициент, учитывающий защемление и дробление груза;k 0 - coefficient taking into account jamming and crushing of the cargo;

ηn - коэффициент полезного действия подшипников вала шнека.η n - the efficiency of the bearings of the screw shaft.

Скорость осевого перемещения материала находится по формуле:The axial velocity of the material is found by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где d - диаметр внутренней кромки шнека, м;where d is the diameter of the inner edge of the screw, m;

n - число оборотов винта, мин-1;n is the number of revolutions of the screw, min -1 ;

β - угол наклона оси винта к горизонту, град;β is the angle of inclination of the axis of the screw to the horizon, deg;

φ0 - удельный вес материала, т/м3;φ 0 is the specific gravity of the material, t / m 3 ;

с0 - коэффициент, учитывающий просачивание материала между корпусом, материалом и винтовой поверхностью.with 0 - coefficient taking into account the leakage of material between the housing, material and the screw surface.

Силу трения материала о внутреннюю поверхность стенок смесителя-ферментатора рассчитывают по выражению:The friction force of the material on the inner surface of the walls of the mixer-fermenter is calculated by the expression:

Figure 00000003
Figure 00000003

где f2 - коэффициент трения материала о стальную поверхность корпуса при движении;where f 2 is the coefficient of friction of the material on the steel surface of the body during movement;

Pc - центробежная сила, Н.P c - centrifugal force, N.

G - вес материала, Н;G is the weight of the material, N;

φ′ - угол поворота слоя материала в сторону вращения шнека, град.φ ′ is the angle of rotation of the material layer in the direction of rotation of the screw, deg.

Центробежную силу, вес материала и угол поворота слоя материала определяют по формулам:The centrifugal force, weight of the material and the angle of rotation of the layer of material is determined by the formulas:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

где α - угол подъема винтовой нитки шнека по наружной кромке, град;where α is the angle of elevation of the helical thread of the screw along the outer edge, deg;

ρ1 - угол трения материала по стальной поверхности шнека в движении, град.ρ 1 - the angle of friction of the material on the steel surface of the screw in motion, deg.

Figure 00000007
Figure 00000007

где S - шаг витка шнека, м.where S is the screw pitch, m

Figure 00000008
Figure 00000008

где f1 - коэффициент трения материала о стальную поверхность шнека при движении.where f 1 is the coefficient of friction of the material on the steel surface of the screw during movement.

Движущая сила, касательная к окружности, и окружная сила на наружной кромке винта шнека определяются по выражениям:The driving force tangent to the circle and the circumferential force on the outer edge of the screw of the screw are determined by the expressions:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

где α0 - угол подъема винтовой линии, проходящей через центр давления материала на поверхность шнека, град.where α 0 is the angle of elevation of the helix passing through the center of pressure of the material on the surface of the screw, deg.

θ - угол подъема винтовой линии, по которой движется материальная точка, град.θ is the angle of elevation of the helix along which the material point moves, degrees.

Используя полученные аналитические выражения, рассчитаны затраты энергии на привод смешивающего органа прототипа и предлагаемого смесителя-ферментатора. Результаты расчетов представлены в таблице 1.Using the obtained analytical expressions, the energy costs for the drive of the mixing body of the prototype and the proposed mixer-fermenter are calculated. The calculation results are presented in table 1.

При расчетах принято: удельный вес зерновой дерти φ0=0,7 т/ч; длина вала рабочего органа смесителя l=1,8 м; время, за которое необходимо получить качественную смесь t=5 мин; количество циклов, которое позволит эффективно перемешать материал N=3; коэффициент загрузки γ1=0,75; частота вращения вала n=25 мин-1; угол наклона оси вала смесителя к горизонту β=0°; коэффициент, учитывающий просачивание материала между корпусом, материалом и винтовой поверхностью С0=0,9; коэффициент трения материала о стальную поверхность шнека при движении f1=0,44; коэффициент трения материала о стальную поверхность корпуса при движении f2=0,44; угол подъема винтовой линии, по которой движется материальная точка для горизонтального шнека без вращения материала вокруг вала смесителя θ=90°; угловая скорость материала ω2=0 с-1; коэффициент, учитывающий защемление и дробление груза, k0=1,25 для внешнего шнека, k0=1,0 для среднего и внутреннего шнеков; коэффициент полезного действия для подшипников ηП=0,98.When calculating the accepted: the specific gravity of the grain dermat φ 0 = 0.7 t / h; the length of the shaft of the working body of the mixer l = 1.8 m; time for which it is necessary to obtain a quality mixture t = 5 min; the number of cycles that will allow you to effectively mix the material N = 3; load factor γ 1 = 0.75; shaft rotation frequency n = 25 min -1 ; the angle of inclination of the axis of the mixer shaft to the horizon β = 0 °; coefficient allowing leakage between the housing material, the material and the screw surface C 0 = 0.9; the coefficient of friction of the material on the steel surface of the screw when moving f 1 = 0.44; the coefficient of friction of the material on the steel surface of the body during movement f 2 = 0.44; the angle of elevation of the helix along which the material point for the horizontal screw moves without material rotation around the mixer shaft θ = 90 °; the angular velocity of the material ω 2 = 0 s -1 ; coefficient taking into account jamming and crushing of the load, k 0 = 1.25 for the external screw, k 0 = 1.0 for the middle and internal screws; coefficient of performance for bearings η P = 0.98.

Figure 00000012
Figure 00000012

Как видно из таблицы, при выполнении ленточных шнеков: внешнего с диаметром D и шагом L, среднего с диаметром 3/4D и шагом 3/4L, внутреннего с диаметром 2/5D и шагом 2,5L (как у прототипа), расчетная мощность на привод смешивающего органа составляет 11,3 кВт. А при выполнении скребков как в предлагаемом варианте смесителя-ферментатора, т.е. в виде витка спирали с шагом, равным половине длины L внутреннего пространства бункера, а внешнего ленточного шнека с высотой витков h диаметром 3/4D и шагом 1/6L, внутреннего с высотой витков 3/2h диаметром 2/5D и шагом 1/4L, расчетная мощность на привод смешивающего органа составляет 9,1 кВт, что на 24% ниже, чем у прототипа.As can be seen from the table, when performing tape augers: external with a diameter D and pitch L, medium with a diameter of 3 / 4D and pitch 3 / 4L, internal with a diameter of 2 / 5D and pitch 2.5L (as in the prototype), the rated power at the drive of the mixing organ is 11.3 kW. And when performing scrapers as in the proposed embodiment of the mixer-fermenter, i.e. in the form of a spiral coil with a step equal to half the length L of the inner space of the hopper, and an external tape screw with a coil height h with a diameter of 3 / 4D and a pitch of 1 / 6L, an internal one with a coil height of 3 / 2h with a diameter of 2 / 5D and a pitch of 1 / 4L, the calculated power for the drive of the mixing body is 9.1 kW, which is 24% lower than that of the prototype.

ЛитератураLiterature

1. Шнековый смеситель для переработки материалов, преимущественно сыпучих: патент №2103055 Рос. Федерация, МПК B01F 7/08, А22С 5/00 / М.Г. Шуваев, И.А. Дубков, З.К. Галиакберов; заявитель и патентообладатель Шуваев Максим Геннадьевич. - №96110328/13; заявл. 22.05.1996; опубл. 27.01.1998, Бюл. №14. - 6 с.1. Screw mixer for processing materials, mainly bulk: patent No. 2103055 Ros. Federation, IPC B01F 7/08, A22C 5/00 / M.G. Shuvaev, I.A. Dubkov, Z.K. Galiakberov; applicant and patent holder Shuvaev Maxim Gennadevich. - No. 96110328/13; declared 05/22/1996; publ. 01/27/1998, Bull. Number 14. - 6 p.

2. Смеситель: патент №2488434 Рос. Федерация, МПК B01F 7/08 / П.А. Савиных, Н.В. Турубанов, В. Романюк, А.С. Киселев, Н.А. Чернятьев; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук (RU), Технолого-Природовеческий институт (PL). - №20121049220/05; заявл. 13.02.2012; опубл. 27.07.2013, Бюл. №21. - 7 с. - прототип.2. Mixer: patent No. 2488434 Ros. Federation, IPC B01F 7/08 / P.A. Savinykh, N.V. Turubanov, V. Romanyuk, A.S. Kiselev, N.A. Chernyatiev; Applicant and patent holder State Scientific Institution Zonal Research Institute of Agriculture of the North-East named after N.V. Rudnitsky Russian Academy of Agricultural Sciences (RU), Technological and Natural Institute (PL). - No. 20121049220/05; declared 02/13/2012; publ. 07/27/2013, Bull. No. 21. - 7 p. - prototype.

Claims (1)

Смеситель-ферментатор, состоящий из бункера, установленного на раме, загрузочного окна и выгрузного патрубка, заслонки, двигателя, редуктора, рабочего органа, представляющего собой комбинированный шнек, состоящий из вала, на котором установлены стержни и ленточные внешний и внутренний шнеки, отличающийся тем, что стержни имеют скребки, выполненные в виде витка спирали с шагом, равным половине длины L внутреннего пространства бункера, и диаметром, равным внутреннему диаметру D бункера, а внешний ленточный шнек с высотой витков h выполнен диаметром 3/4D и шагом 1/6L, внутренний с высотой витков 3/2h - диаметром 2/5D и шагом 1/4L, причем витки шнеков выполнены под углом, меньшим угла φ естественного откоса смешиваемого материала, при этом бункер, оснащенный выгрузным шнеком, оборудован нагревательным элементом, имеющим датчики и реле температуры, регистрирующие элементы которых смонтированы на пульте управления. The mixer-fermenter, consisting of a hopper mounted on the frame, a loading window and an unloading nozzle, a shutter, an engine, a gearbox, a working body, which is a combined screw, consisting of a shaft on which rods and tape external and internal screws are installed, characterized in that the rods have scrapers made in the form of a spiral coil with a step equal to half the length L of the inner space of the hopper and a diameter equal to the inner diameter D of the hopper, and the outer tape auger with a height of turns h is made di 3 / 4D meter and step 1 / 6L, internal with a height of turns 3 / 2h - diameter 2 / 5D and step 1 / 4L, and the turns of the screws are made at an angle less than the angle φ of the natural slope of the mixed material, while the hopper is equipped with a discharge screw , equipped with a heating element having sensors and temperature switches, the recording elements of which are mounted on the control panel.
RU2013159353/05A 2013-12-26 2013-12-26 Mixer-fermenter RU2567315C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159353/05A RU2567315C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Mixer-fermenter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159353/05A RU2567315C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Mixer-fermenter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013159353A RU2013159353A (en) 2015-07-10
RU2567315C2 true RU2567315C2 (en) 2015-11-10

Family

ID=53538202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013159353/05A RU2567315C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Mixer-fermenter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567315C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179085U1 (en) * 2017-12-13 2018-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" Bulk Feed Mixer
RU2655351C2 (en) * 2016-07-01 2018-05-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Mixer for dry loose and wet loose forages

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2103055C1 (en) * 1996-05-22 1998-01-27 Шуваев Максим Геннадьевич Screw mixer for treatment of materials, mainly, loose ones
RU2251257C2 (en) * 2003-03-11 2005-05-10 Государственное учреждение Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Feed mincer-mixer-dispenser
US20110116340A1 (en) * 2008-08-07 2011-05-19 Maschinenfabrik Gustav Eirich Gmbh & Co. Kg Mixing Device Having Induction Heating
RU2450225C2 (en) * 2007-01-25 2012-05-10 Инотек ГмбХ Ко. Холдинг унд Ханделс-КГ Installation for organic mass drying

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2103055C1 (en) * 1996-05-22 1998-01-27 Шуваев Максим Геннадьевич Screw mixer for treatment of materials, mainly, loose ones
RU2251257C2 (en) * 2003-03-11 2005-05-10 Государственное учреждение Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Feed mincer-mixer-dispenser
RU2450225C2 (en) * 2007-01-25 2012-05-10 Инотек ГмбХ Ко. Холдинг унд Ханделс-КГ Installation for organic mass drying
US20110116340A1 (en) * 2008-08-07 2011-05-19 Maschinenfabrik Gustav Eirich Gmbh & Co. Kg Mixing Device Having Induction Heating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655351C2 (en) * 2016-07-01 2018-05-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) Mixer for dry loose and wet loose forages
RU179085U1 (en) * 2017-12-13 2018-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" Bulk Feed Mixer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013159353A (en) 2015-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107570068A (en) A kind of efficient evenly mixing device of livestock feed
RU2567315C2 (en) Mixer-fermenter
CN108308671A (en) A kind of feed granulating drying unit with raw material mixed function
KR200448455Y1 (en) Mixture and ferment equipment with the double screw
CN206492439U (en) A kind of jelly mixing plant
CN108654482A (en) A kind of Blendling-device of feedstuffs with drying function
JP5836393B2 (en) Chicken manure stirring and conveying device
CN204120142U (en) A kind of dry-salt meat products salt-dusting device
CN205659583U (en) High -efficient haydite production blendor
KR101574467B1 (en) cattle food boiling and mixing apparatus
RU170138U1 (en) DRUM DRYER
RU167597U1 (en) DEVICE FOR MIXING AND FERMENTING FODDERS
US20090087531A1 (en) Grain hydration and flaking process, apparatus, and product
RU96728U1 (en) FOOD PREPARATION INSTALLATION
KR101530005B1 (en) Feed making apparatus
RU2655351C2 (en) Mixer for dry loose and wet loose forages
CN108497534A (en) A kind of centering type Blendling-device of feedstuffs with functions/drying
CN106108082B (en) A kind of efficient feed for pet agitating device
RU117100U1 (en) PLANT FOR PRODUCTION OF SUGAR-CONTAINING FODDER
CN104275109A (en) Stirring apparatus
CN105066633B (en) A kind of dedicated chicken manure drying machine in chicken farm and its drying means
CN211636330U (en) Lengthened adjustable paddle double-layer feed conditioner
CN211482394U (en) Be used for fragrant pig to raise with throwing edible device
CN203725058U (en) Mixing device for processing snapping turtle powder
CN208032365U (en) A kind of Rice & peanut milk agitating device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161227