Патент 2072765

Измельчитель кормов

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к измельчителям растительных кормов. Измельчитель содержит корпус с смонтированным на нем устройством для загрузки и устройством для разгрузки и размещенными внутри него ротором с закрепленными на нем измельчающими элементами и лопатками лепестковой формы и кольцевой декой с бичами. Дека охватывает ротор с образованием зазора между их рабочими элементами. Между устройством для загрузки и ротором расположен ножевой измельчитель и противорежущие ножи. Каждый измельчающий элемент выполнен в виде охваченного экраном ряда колец зубчатой формы, установленных на оси под углом к ней, равным 10 ... 45o. Лепестки лопаток выполнены обтекаемой формы с заостренным передним концом. На корпусе смонтировано дополнительное устройство для загрузки. Использование данного изобретения позволяет повысить качество измельчения и измельчать корнеклубнеплодов. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а в частности к устройствам для измельчения кормов, и может применяться в хозяйствах для приготовления кормов при кормлении животных с использованием измельченной массы сочных и грубых кормов, зерностержневой массы, получаемой измельчением кукурузы с початками, зерна, корнеклубнеплодов, бахчевых культур.

Известна дробилка кормов СССР, а. с. N 992087, кл. B 02 C 13/14, 30.01.83, содержащая корпус с установленным в нем молотковым ротором, декой и рифленым решетом, причем рабочие концы молотков установлены на одинаковом расстоянии от впадин и выступов решета. Известная дробилка позволяет измельчать зерно, однако из-за использования только эффекта удара и отсутствия механизма регулировки зазора не может измельчать другие виды корма, как грубые стебельчатые, корнеклубнеплоды, бахчевые, кукурузные початки, сочные корма.

Известна ударно-отражательная дробилка, заявка Германии (ФРГ) N OS 3525101, кл. B 02 C 13/09, 15.01.87, состоящая из корпуса с ротором, снабженным ударными молотками, взаимодействующими по меньшей мере с одним подпружиненным отражательным механизмом с декой, установленным с возможностью поворота против действия пружины и с возможностью регулировки рабочего зазора при помощи механизма, выполненного в виде шарнирно соединенного с отражательным механизмом штока гидроцилиндра с демпфирующим поршнем, который опирается на корпус дробилки и переднее концевое положение которого бесступенчато регулируется с помощью поршня установочного цилиндра.

Ударно-отражательная дробилка позволяет измельчать зерно и за счет устройства регулировки зазора корнеклубнеплоды, початки кукурузы, и не позволяет измельчать грубые стебельчатые корма. Однако, при возможности измельчения не обеспечивает получения качественного однородного корма из початков кукурузы из-за использования только ударного действия молотков, без предварительного разрезания початков, что вызывает необходимость использования рабочего зазора в 8 10 мм, не обеспечивающего перетирания массы между молотками и декой: наблюдается значительный остаток в массе неизмельченных частей початков и стержней, не обеспечивается возможность просева массы, а также по тем же причинам и корнеклубнеплодов и бахчевых, что усугубляется еще и их неоднородностью по размерам, и, кроме того, в процессе измельчения происходит значительная потеря сока. Измельчающие элементы-молотки, в которых работает только верхняя одна сторона, быстро изнашиваются, рабочий зазор произвольно увеличивается, что не обеспечивает возможность получения качественного продукта на всех видах корма. Отсутствие дополнительных средств выброса и наличие верхней выгрузки, приводит к забиванию камеры измельчения при работе измельчителя.

Известен также измельчитель кормов, а.с. N 410733, кл. A 01 F 29/00, 15.01.1974, содержащий корпус с размещенными в нем неподвижными и закрепленными на валу подвижными ножами, в котором лезвия неподвижных ножей выполнены криволинейными, с обеспечением угла скольжения при резании, равными 30 40o, причем число неподвижных ножей меньше на одно числа подвижных ножей.

Измельчитель обеспечивает измельчение стебельчатых, грубых и сочных кормов, однако не может измельчать зерно, а также кукурузу с початками и, кроме того, ножи ножевого устройства сложной конфигурации трудоемки в изготовлении, отсутствие дополнительных средств выброса массы приводит к забиванию камеры измельчения, к недостаточному качеству измельчения.

Известен измельчитель растительных кормов по а.с. 1665942 кл. 5 A 01 F 29/00, содержащий корпус с загрузочным окном и выгрузной горловиной, ротор с измельчающими элементами и установленную в корпусе с возможностью образования кольцевой полости кольцевую деку с бичами, в которой выполнено выгрузное окно, расположенное перед загрузочным окном по направлению вращения ротора, при этом дека установлена с возможностью поворота по направлению от загрузочного окна к выгрузной горловине против хода ротора, причем угол между осью выгрузного окна и вертикальной осью ротора составляет 45 180o. На крышке корпуса установлен серповидный противорез и на диске ротора закреплены с внешней стороны ротора лопатки, расположенные в кольцевой полости выброса. Измельчающие элементы ротора режущие.

В известном измельчителе улучшен технологический процесс измельчения за счет конструкции деки и расположения выгрузного окна, наличия выгрузных лопаток, однако на этом измельчителе невозможно произвести качественное измельчение грубых и сочных кормов, т.к. измельчитель оснащен в загрузочной горловине только серповидными ножами, активные подвижные ножи в этой зоне отсутствуют и горловина в процессе работы будет забиваться, чему способствует также отсутствие забирающих и подающих на измельчающие элементы лопаток. Кроме того, на указанном измельчителе невозможно произвести качественное измельчение зерна, т. к. он снабжен только режущими элементами, и по этой же причине невозможно качественно измельчить кукурузные початки.

Известен измельчитель кормов а.с. N 539552, A 01 F 29/00, 02.02.1977, содержащий корпус с загрузочной и выгрузной горловинами, декой с молотковым ротором, ножевым измельчителем, неподвижными ножами и подающим устройством, причем лезвия неподвижных ножей выполнены криволинейными с обеспечением угла скольжения, равным 30 40o и число неподвижных ножей меньше на одно числа подвижных ножей, а лезвия подвижных ножей расположены под углом 10 15o к радиусу их вращения.

Данный измельчитель может измельчать стебельчатые корма и зерно, однако не обеспечивает измельчение корнеклубнеплодов, бахчевых культур из-за забивания камеры измельчения при выгрузке продукта измельчения без дополнительных средств выброса через верхнюю горловину.

Как и в предыдущих известных измельчителях и дробилках прямолинейная форма молотка приводит к его быстрому изнашиванию, перестановке молотков, произвольному изменению рабочего зазора при их изнашивании. Кроме того, универсальность измельчителя без подбора параметров и рабочих элементов, необходимых для каждого вида измельчаемого корма, приводит к получению некачественного продукта измельчения по всем видам корма.

Наиболее близким по техническому решению и выбранным в качестве прототипа является измельчитель кормов а.с. 1748728 кл. 5 A 01 29/00 23.07.1993, содержащий корпус с загрузочной и разгрузочной горловинами, внутри которого размещены камера измельчения с ротором, оснащенным измельчающими элементами и лопатками, размещенный между устройством для загрузки кормов и ротором ножевой измельчитель.

В известном измельчителе противорежущие ножи установлены наклонно по ходу вращения ротора под углом к его радиусу, равным 0,28 радиан, а рабочая поверхность решета выполнена в виде зигзагообразных прорезей, чередующихся с круглыми отверстиями, при этом за решетом образована зарешетная камера, в которой размещены выбрасывающие лопатки. Такое конструктивное выполнение измельчителя позволяет достичь необходимого качества измельчения определенных видов кормов, например зерностержневой смеси и стеблей кукурузы с початками, также зерна.

К недостаткам известного измельчителя относится то, что с его помощью невозможно осуществить измельчение силоса, бахчевых культур и корнеклубнеплодов с высоким содержанием влаги из-за частого забивания камеры измельчения, невозможности произвести их выгрузку через верхнее выгрузное окно.

К недостаткам известного измельчителя относится также и то, что прямые лопасти ножевого измельчителя не способствуют перемещению подлежащего измельчению материала непосредственно к измельчающим элементам, не создают требуемого вентиляционного напора, а также то, что измельчитель не обеспечивает подбора рабочих параметров для каждого вида корма и, как и в предыдущих измельчителях, измельчающие элементы ротора-молотилки, работающие одной верхней гранью.

В основу изобретения поставлена задача создания измельчителя кормов, в котором за счет новых, неизвестных из ранее описанных и других источников известности технических решений измельчающих элементов, устройств установки рабочих параметров обеспечивается измельчение всех видов кормов на одном измельчителе с достижением требуемого качества к каждому продукту.

Поставленная задача решается тем, что в измельчителе кормов, содержащем корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами, внутри которого размещены камера измельчения с ротором, оснащенным измельчающими элементами и лопатками лепестковой формы, устройство для загрузки кормов, размещенный между устройством для загрузки кормов и ротором ножевой измельчитель и противорежущие ножи, согласно изобретению, измельчающие элементы ротора выполнены в виде колец зубчатой формы, установлены наклонно по отношению к их осям на угол, равный углу скоса рабочих плоскостей колец зубчатой формы и охваченных экранами, лепестки лопаток ротора выполнены обтекаемой формы с заостренным передним концом, а корпус снабжен вторым разгрузочным устройством, что ножи ножевого измельчителя выполнены с двухсторонней заточкой лезвий, механизмов регулировки рабочего зазора, выполненным в виде установленных на осях, проходящих через корпус, с двух его сторон, бобышек, соединенных с подпружиненным винтом, размещенным в упоре и втулках и ограниченным гайками, а также тем, что посадочные гнезда колец зубчатой формы в виде двух усеченных конусов, направленных вершинами друг к другу.

Отличительные признаки измельчителя кормов заключаются в том, что измельчающие элементы ротора выполнены в виде колец зубчатой формы, установленных наклонно по отношению к их осям на угол, равный углу скоса рабочих плоскостей колец зубчатой формы и охваченными экранами, а лепестки лопаток ротора выполнены обтекаемой формы с заостренным передним концом, а корпус оснащен вторым разгрузочным устройством, ножи ножевого измельчителя с двухсторонней заточкой лезвий и в том, что корпус оснащен механизмом регулировки рабочего зазора, выполненным в виде установленных на осях, проходящих через корпус, с двух его сторон бобышек, соединенных подпружиненным винтом, размещенным в упоре и втулках и ограниченным гайками, является новым и существенным, так как имеют в их совокупности причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом, заключающемся в возможности измельчения всех видов кормов на одном измельчителе с достижением требуемого качества каждого продукта измельчения, а также по отдельным его признакам: выполнение измельчающего элемента в виде наклонно установленных колец зубчатой формы с углом наклона их установки по отношению к их осям на угол, равный углу скоса рабочих плоскостей колец зубчатой формы, обеспечивает направленную подачу корма по боковым их поверхностям на окончательное измельчение между поверхностями бичей и рабочих плоскостей колец зубчатой формы, самозатачивание боковых режущих кромок, втулок зубчатой формы, а следовательно, постоянный установленный зазор без произвольного увеличения при их изнашивании, параллельность поверхностей бичей деки и рабочих плоскостей колец зубчатой формы, а как результат качественное измельчение на окончательном этапе всех видов кормов; выполнение колец зубчатой формы охваченными экранами, а лепестков лопаток ротора выполненных обтекаемой формы и заостренным передним концом - обеспечивает направленную подачу, предварительно измельченных кормов к кольцам зубчатой формы, усиливает воздушный поток в камере измельчения, способствует удалению корма из нее и предотвращает забивание ротора; корпус измельчителя снабжен вторым разгрузочным устройством, обеспечивающим прямой выброс недостаточно летучих частиц корма, например частиц корнеклубнеплодов, влажного грубого корма, тогда как первое обеспечивает удаление легкоудаляемых частиц зерна; измельчитель оснащен механизмом регулировки зазора, выполненным в виде установленных на осях, проходящих через корпус, с двух его сторон бобышек, соединенных с подпружиненным винтом, размещенным в упоре и втулке и ограниченным гайками, что обеспечивает при простоте конструкции жесткость установки деки с одновременной возможностью ее отхода при попадании включений типа камня, а также возможность установки требуемого зазора в зависимости от вида перерабатываемого корма; ножи ножевого измельчителя с двухсторонней заточкой, что обеспечивает их самозатачиваемость и длительность эксплуатации ножей, а следовательно и качество реза.

Таким образом заявляемый измельчитель кормов отличается новыми и существенными признаками, обеспечивающими решение задачи и достижение технического результата, и отвечает требованиям к изобретению - "изобретательский уровень".

Заявляемый измельчитель кормов найдет применение в сельском хозяйстве, поскольку обеспечивает качественную переработку всех видов кормов на одной машине, машины такого класса на Украине серийно не выпускаются.

Выпускаемый измельчитель кормов ИУ-Ф-10 предназначен для измельчения соломы, зерна и кукурузных початков, не обеспечивает качественное измельчение указанных кормов из-за забивания камеры измельчения и не обеспечивает измельчение корнеклубнеплодов, бахчевых культур. По сравнению с ИУ-Ф-10 предложенный измельчитель кормов по изобретению обеспечит: качественное измельчение корма, снижение расхода электроэнергии на 15 30% за счет подбора оптимальных параметров работы, повышение надежности работы. Экономический эффект от использования в хозяйстве одного измельчителя кормов по изобретению составит 70 85 млн. крб. в год.

На фиг.1 изображен измельчитель кормов (продольный разрез); на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 участок камеры измельчения с кольцами зубчатой формы и декой; на фиг.4 механизм регулировки зазора.

Возможность осуществления изобретения подтверждается описанием измельчителя кормов.

Измельчитель кормов состоит из установленного на раме 1 корпуса 2 с устройством для загрузки 3 и устройствами для разгрузки 4 и 5, ротора 6 и кольцевой секционной деки 7. Между устройством для загрузки кормов 3 и ротором 6 расположен ножевой измельчитель 8 с одной парой ножей 9 с двумя режущими концами каждый и с двумя парами противорежущих ножей 10.

Ротор 6 выполнен из переднего 11 и заднего 12 дисков, на которых закреплены оси 13 с размещенными на них измельчающими элементами в виде колец зубчатой формы 14. Задний диск 12 крепится на конусной ступице 15, которая крепится на валу 16, а передний диск 11 крепится к заднему 12 при помощи связей 17. Втулки зубчатой формы 14 отделены друг от друга втулками 18 и от дисков 11, 12 втулками 19 и размещаются под углом к оси 13, а их рабочие плоскости скошены по отношению колец зубчатой формы 14 на угол, равный углу наклона колец зубчатой формы 14 по отношению к осям и составляет 10 45o и в рабочем положении рабочие плоскости параллельны рабочей поверхности деки 7. Угол наклона колец зубчатой формы 14 в 10 45o оптимальный для создания эффекта скольжения ударяющихся о боковые поверхности предварительно измельченных частиц корма для направленной подачи его в окончательную зону измельчения между рабочими плоскостями колец зубчатой формы 14 и поверхностью деки 7. Установка колец зубчатой формы 14 наклонно к оси 13 обеспечивается посадочным гнездом, выполненным в виде отверстия, внутренняя поверхность которого представляет два усеченных конуса, направленных вершинами друг к другу.

На заднем диске 12 закреплены экраны 20, крепящиеся и к переднему диску 11 на некотором расстоянии от колец зубчатой формы 14 и охватывающие их.

На ступице 15 ротора 6 расположены лепестки лопаток обтекаемой формы с заостренным передним концом 21, а на валу 16 ротора 6 и переходной втулке 22 между устройством для загрузки 3 и ротором 6 установлен ножевой измельчитель 8, состоящий из пары подвижных ножей 9, концы которых имеют такой же вид, как и противорежущие ножи 8, взаимодействующих с противорежущими неподвижными ножами 8, образуя при их взаимодействии раствор типа ножниц.

Подвижные ножи 9 ножевого измельчителя 8 съемные, каждая из пар их оснащена выполненными вдоль поперечной их оси и параллельно ей пазом, равным ширине ножа, и по крайней мере половине его толщины по сечению паза, что обеспечивает удобство сборки и надежности их фиксации.

Ножи 9 плоской формы имеют двухстороннюю заточку лезвий пересекающихся на конце ножа. Секционная дека 7 состоит из четырех секций, закрепленных в корпусе 2 при помощи осей 23 и снабжена бичами 24, установленными с регулируемым зазором относительно колец зубчатой формы 14 ротора 6. Регулировка зазора осуществляется механизмом 25 регулировки рабочего зазора, который включает бобышки 26, винт 27 с гайками 28, 29, 30; втулки 31, 32; упоры 33, пружины 34. Бобышки 26 установлены с двух сторон осей 23, проходящих через тело деки 7, корпуса 3 и измельчителя, на их концах и с двух сторон корпуса 2 измельчителя. В бобышки 26 перпендикулярно осям 23 и параллельно поверхности корпуса ввинчены винты 27, проходящие через упоры 33, закрепленные на корпусе 2 измельчителя. На винтах 27 между упорами 33 и втулками 31 и 32 размещены пружины 34 для обеспечения возможности отхода секций деки 7 при попадании камней или других инородных тел в измельчающий корм и защиты измельчающих элементов 14 и бичей 24 деки 7 от повреждений.

Секционная дека 7 имеет окно 35 для монтажа в нем съемного решета 36 или заслонки, занимающей в ней 3/16 части ее окружности.

Окно 35 соединяет попеременно камеру измельчения в зависимости от измельчаемого материала с одним из разгрузочных устройств 4 или 5, одно из которых (4) выполнено сбоку корпуса 2, а другое (5) сверху него. К верхнему разгрузочному устройству 5 крепится патрубок 37 с дефлектором 38 и циклоном 39. Разгрузочное устройство 4 и 5 оснащены заслонкой 40 для перекрывания одной из них в зависимости от вида перерабатываемого корма.

Устройство 3 для загрузки кормов включает в себя бункер 41 с наклонной плоскостью, на которой закреплены магниты 42 для улавливания металлических включений. При работе с зерном к входному отверстию бункера 41 устанавливается дополнительный бункер 43 с заслонкой 44. Привод измельчителя кормов обеспечивает ротору 6 двухстороннее вращение и осуществляется посредством клиноременной передачи 45 и шкивов 46 и 47 от двигателя или ВОМ трактора.

Измельчитель кормов работает следующим образом.

При измельчении грубых кормов типа сена, соломы, сенажа, травы бункер 43 снимают с горловины бункера 41, перекрывается заслонкой 40 верхнее разгрузочное устройство 5. Разгрузочное устройство 4 открыто. Решето 36 отсутствует. Окно 35 перекрыто заслонкой. Механизмом 25 регулировки рабочего зазора устанавливается оптимальный для этого вида корма рабочий зазор, который составляет 41 между внутренней поверхностью бичей 24 деки 7 и наружными рабочими плоскостями колец зубчатой формы 14.

Зазор устанавливается следующим образом: за упором 33 отпускается гайка 30, винт 27 стопорится в бобышке 26 поворотом гайки 28, поворотом гаек 29, дека 7 перемещается на осях 23 до упора бичей 24 в наружную плоскость колец зубчатой формы 14. Поворотом гаек 30 дека 7 отводится на заданное расстояние, образуя заданный рабочий зазор. Положение гаек 30 фиксируется при помощи контргаек. Величина зазора устанавливается по оттарированной одной из сторон упора 33. Подлежащая измельчению масса грубого стебельчатого корма питателем или мобильным кормораздатчиком (не показан) подается в бункер 41 и по его наклонной поверхности поступает в загрузочное устройство 3. Включается привод ротора 6 и ножевого измельчителя. При перемещении массы по наклонной поверхности бункера 41, постоянно действующие магниты 42 улавливают металлические включения. Поступающий из загрузочного устройства 3 корм предварительно измельчается ножами 9 ножевого измельчителя 8 и противорежущими ножами 10, поступает на лепестки лопаток обтекаемой формы с заостренным передним концом 21 и по одной из сторон их подается на экраны 20, направляющие этот корм на боковую поверхность колец зубчатой формы 14 и далее непосредственно в зону окончательного измельчения между бичами 24 деки 7 и наружными рабочими плоскостями колец зубчатой формы. Потоком воздуха, создаваемым лепестками лопаток обтекаемой формы с заостренным передним концом 21 и экранами 20 и кольцами зубчатой формы, измельчаемый корм удаляется из камеры измельчения через разгрузочное устройство 4 на транспортер, а затем в транспортное средство (не показаны).

При измельчении сочных кормов типа корнеклубнеплодов или бахчевых культур при помощи механизма регулировки 25 устанавливают рабочий зазор между бичами 24 и деки 7 и рабочими плоскостями колец зубчатой формы 14, равный 101,5 мм. Уменьшают в два раза скорость вращения ротора 6 путем смены шкивов. Снимают, за исключением одного, неподвижные противорежущие ножи и один нож 9 ножевого измельчителя 8, что обеспечивает измельчение корнеклубнеплодов без переизмельчения. Ротор 6 вращается в том, что и ранее, направлении. Процесс измельчения корнеклубнеплодов аналогичен процессу измельчения грубых стебельчатых кормов.

При измельчении початков кукурузы в сухом виде механизмом 25 регулировки деки 7 устанавливают рабочий зазор 3 5 мм в окно 35 помещают решето 36, перекрывают разгрузочное устройство 4, изменяется направление вращения ротора 6 на противоположное переключением подключения двигателя, перестанавливают деку 7, увеличивают скорость ротора до прежней величины. Процесс подачи массы и измельчение аналогично вышеописанному, но при этом работают другие поверхности лепестков лопаток обтекаемой формы с заостренным передним концом 21, экранов 20, а измельченный корм поступает на решето 36, просеивается и выгружается через выгрузное устройство 5, патрубок 37, дефлектор 38 и подается в циклон 39, а из циклона 39 в транспортное средство (не указано).

Измельчение зерна происходит аналогично измельчению початков, но при этом устанавливается дополнительный бункер для зерна 43 и снимаются все ножи 9 ножевого измельчителя 8 и неподвижные противорезы 10. Количество подачи зерна регулируют заслонкой 44 бункера 43.

Формула изобретения

1. Измельчитель кормов, содержащий корпус со смонтированными на нем устройством для загрузки и устройством для разгрузки и размещенными внутри него ротором с закрепленными на нем измельчающими элементами и лопатками лепестковой формы и кольцевой декой с бичами, охватывающей ротор с образованием зазора между их рабочими элементами, и расположенные между устройством для загрузки и ротором ножевой измельчитель и противорежущие ножи, отличающийся тем, что каждый измельчающий элемент выполнен в виде охваченного экраном ряда колец зубчатой формы, установленных на оси под углом 10 45o к ней, а лепестки лопаток выполнены обтекаемой формы с заостренным передним концом, при этом на корпусе смонтировано дополнительное устройство для загрузки.

2. Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что ножи ножевого измельчителя выполнены с двусторонней заточкой лезвий.

3. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен механизмом регулирования зазора между рабочими элементами ротора и деки, выполненным в виде установленных на осях, проходящих через корпус с двух его сторон бобышек, соединенных с подпружиненным винтом, размещенным в упоре и втулке и ограниченном гайками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4