Экструдер для приготовления кормовой массы из измельчённой соломы

Экструдер для приготовления кормовой массы из измельчённой соломы

Реферат

 

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано при подготовке соломы к скармливанию животным. Экструдер для приготовления кормовой массы из измельченной соломы включает корпус, загрузочный бункер, прессующий шнек и устройство для регулирования давления внутри корпуса, выполненное в виде втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения относительного переднегo конца прессующего шнека. Шнек выполнен из упругой полосы в форме прямого геликоида, охватывает с зазором хвостовик, выполненный на заднем конце прессующего шнека, и закреплен на хвостовике задним витком. Диаметр хвостовика равен внутреннему диаметру заднего витка прессующего шнека. Шаг подающего шнека больше шага прессующего шнека, а между задним витком прессующего шнека и передним витком подающего шнека образована камера, основаниями которой являются упомянутые витки шнеков, установленные с интервалом относительно друг друга, равным 3-5 шагам прессующего шнека. Боковые поверхности камеры образуются поверхностями корпуса и хвостовика. Изобретение позволяет стабилизировать процесс экструдирования за счет обеспечения постоянства давления внутри корпуса экструдера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано при подготовке соломы к скармливанию животным.

Известен экструдер (1), включающий приемную камеру, корпус с расположенным в нем прессующим шнеком, состоящим из набора секций, между которыми размещены затворы с конической поверхностью и рыхлители для устранения налипания экструдируемой массы на затвор.

Недостатком известного экструдера является нарушение стабильности рабочего процесса при непостоянстве плотности измельченной соломы, наличии рыхлых масс, слипшихся пластов и т.п., поступающих в приемную камеру и захватываемых прессующим шнеком.

Возрастание плотности соломы сверх средней, поступающей на прессующий шнек, вызывает повышение давления внутри корпуса экструдера выше установленного, что ведет к забиванию (заволакиванию) затворов соломой. А при снижении плотности соломы, поступающей на прессующий шнек, нарушается монотонность экструдирования, что отрицательно сказывается на качестве готовой кормовой массы и производительности.

Известен дозатор сыпучего материала (2), включающий снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем подающим шнеком, выполненным из упругой полосы, и механизм регулирования шага витков подающего шнека.

Использование такого дозатора для питания прессующего шнека известного экструдера (1) способно обеспечить посредством механизма регулирования шага оптимальный удельный объем подачи исходного продукта на прессующий шнек. Но не способно исключить разноплотность поступающей на прессующий шнек соломы, ведущей к колебаниям давления внутри корпуса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по исходным признакам является экструдер для приготовления кормов (3), включающий снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и устройство для регулирования давления внутри корпуса, выполненное в виде втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно переднего конца прессующего шнека.

Устройство для регулирования давления внутри корпуса известного экструдера применительно к подготовке измельченной соломы способно обеспечить в среднем оптимальное давление внутри корпуса. Но при изменениях плотности измельченной соломы, захватываемой прессующим шнеком, колебаний давления внутри корпуса не избежать.

Задачей изобретения является стабилизация процесса экструдирования за счет обеспечения постоянства давления внутри корпуса экструдера.

Задача решается следующей совокупностью признаков предлагаемого экструдера.

Предлагаемый экструдер, как и известный, содержит снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и устройство для регулирования давления внутри корпуса, выполненное в виде втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно переднего конца прессующего шнека.

В отличие от известного предлагаемый экструдер снабжен подающим шнеком, который выполнен из упругой полосы в форме прямого геликоида, охватывает с зазором хвостовик, выполненный на заднем конце прессующего шнека, и закреплен на хвостовике задним витком. При этом диаметр хвостовика равен внутреннему диаметру заднего витка прессующего шнека, шаг подающего шнека больше шага прессующего шнека, а между задним витком прессующего шнека и передним витком подающего шнека образована камера. Основаниями камеры являются упомянутые витки шнеков, установленные с интервалом друг относительно друга, равным 3-5 шагам прессующего шнека, а боковые поверхности камеры образуются поверхностями корпуса и хвостовика.

Техническим результатом изобретения является уплотнение и поддержание постоянства плотности измельченной соломы, поступающей на прессующий шнек.

Совокупность признаков предлагаемого экструдера причинно-следственно связана с техническим результатом следующим образом.

После пуска экструдера измельченная солома из загрузочного бункера перемещается подающим шнеком в камеру, а заполнив ее, захватывается задним витком прессующего шнека и перемещается последним далее, уплотняясь в корпусе по мере приближения к выходу через устройство для регулирования давления внутри корпуса в виде готовой кормовой смеси.

Так как шаг подающего шнека больше шага прессующего шнека, объем подаваемой в камеру соломы превышает объем соломы, забираемый из камеры задним витком прессующего шнека. Солома в камере начинает уплотняться, а подающий шнек, передний виток которого испытывает реактивное давление со стороны уплотняемой соломы, упруго сжимается, уменьшая свой шаг. В результате объем подачи соломы снижается, пока масса этого объема не сбалансируется с массой соломы, захватываемой прессующим шнеком. При этом шаг подающего шнека, уменьшившийся при его упругом сжатии, остается превышающим шаг прессующего шнека. Поэтому при сбалансировавшемся режиме подачи объем измельченной соломы, забираемой из загрузочного бункера подающим шнеком, превышает объем соломы, захватываемой прессующим шнеком. Но массы этих объемов соломы равны за счет ее уплотнения в камере подающим шнеком, который реагирует на изменение плотности соломы в камере следующим образом.

При снижении плотности соломы в камере, ввиду снизившейся плотности соломы, забираемой из бункера, подающий шнек под действием сил упругости разжимается, уплотняя солому передним витком, противодействуя падению ее плотности. При этом вследствие возросшего своего шага подающий шнек увеличивает объем забираемой из загрузочного бункера соломы, противодействуя разбалансированности режима подачи.

А в случае повышения плотности соломы в камере подающий шнек, сжимаясь, убавляет подачу в камеру, противодействуя разбалансированности взаимодействия шнеков и нарастанию давления в камере.

Таким образом, в процессе работы камера постоянно заполнена соломой, подаваемой и уплотняемой подающим шнеком. При этом длина подающего шнека и соответственно камеры колеблется в зависимости от колебаний плотности соломы в загрузочном бункере. При удлиняющемся (разжимающемся) подающем шнеке величина силы упругости, передаваемой его передним витком на солому в камере, падает, но камера при этом становится короче. А так как в отличие от жидкости давление через солому передается не мгновенно, вследствие затрат времени на ее деформацию, то при более короткой камере давление на слой соломы, прилегающий к заднему витку прессующего шнека, передается быстрее, чем при более длинной (до разжатия подающего шнека) камере. И при длине камеры в статическом исходном состоянии, равной 3-5 шагам прессующего шнека (в зависимости от параметров экструдера), плотность слоя соломы, толщиной в один шаг прессующего шнека, забираемого последним за время одного оборота, остается практически постоянной при изменяющейся плотности соломы в загрузочном бункере. Этому способствует и выполнение подающего шнека в форме прямого геликоида, которая обеспечивает выполненному из упругой полосы подающему шнеку при рационально выбранных параметрах мягкую характеристику упругости.

Аналогично будет реагировать подающий шнек и при регулировках давления внутри корпуса во время разогрева экструдера и при выводе его из рабочего режима.

Таким образом, совокупность признаков предлагаемого экструдера обусловливает уплотнение измельченной соломы на заднем витке прессующего шнека и поддержание этой плотности на практически постоянном уровне, что стабилизирует давление внутри корпуса экструдера.

В частном варианте исполнения экструдера задний виток подающего шнека на хвостовике закреплен посредством гильзы, закрепленной на этом витке, и пальца, установленного с гарантированным зазором в гильзе и в диаметральном отверстии хвостовика и зафиксированного в осевом направлении.

Такое исполнение обеспечивает прочность и долговечность крепления заднего витка и удобство монтажа и демонтажа подающего шнека на хвостовике.

На чертеже схематично изображен экструдер в продольном разрезе.

Экструдер состоит из корпуса 1 с загрузочным бункером 2, прессующего шнека 3 с хвостовиком 4 и подающего шнека 5, охватывающего с зазором хвостовик (зазор на чертеже не показан) и закрепленного на нем задним витком 6. Подающий шнек 5 выполнен из упругой полосы в форме прямого геликоида. Диаметр хвостовика 4 равен внутреннему диаметру заднего витка 7 прессующего шнека 3, а шаг подающего шнека 5 больше шага прессующего шнека. Между задним витком 7 прессующего шнека 3 и передним витком 8 подающего шнека 5 образована камера 9, основаниями которой являются упомянутые витки 7, 8, установленные с интервалом друг относительно друга, равным 3-5 шагам прессующего шнека. Боковыми поверхностями камеры 9 являются поверхности корпуса 1 и хвостовика 4. Экструдер имеет устройство для регулирования давления внутри корпуса 1. Устройство выполнено в виде втулки 10, установленной в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения посредством гайки 11 относительно переднего конца прессующего шнека 3, выполненного в виде конической головки 12. Задний виток 6 подающего шнека 5 на хвостовике 4 закреплен посредством гильзы 13, закрепленной на этом витке, и пальца (на чертеже не показан), установленного с гарантированным зазором в гильзе и в диаметральном отверстии хвостовика и зафиксированного в осевом направлении.

Экструдер работает следующим образом.

При пуске экструдера подающий шнек 5 забирает измельченную солому из загрузочного бункера 2 и заполняет ею камеру 9, откуда солома захватывается задним витком 7 прессующего шнека 3 и, постепенно уплотняясь, перемещается к зазору, образованному между втулкой 10 и конической головкой 12, через который выходит в виде готовой кормовой массы.

Так как шаг подающего шнека 5 больше шага прессующего шнека 3, солома в камере 9 начинает уплотняться, а подающий шнек упруго сжимается, уменьшая свой шаг. В результате объем подачи соломы уменьшается, пока масса этого объема не сбалансируется с массой уплотненной соломы, захватываемой прессующим шнеком 3.

Сбалансировавшийся режим подачи соломы и далее выдерживается подающим шнеком 5.

При уменьшении плотности соломы в загрузочном бункере 2 масса подающейся в камеру 9 соломы станет меньше массы соломы, захватываемой задним витком 7 прессующего шнека 3. Давление в камере 9 начинает падать, а подающий шнек 5 вследствие этого разжиматься, уплотняя солому передним витком, противодействуя падению ее плотности. При этом вследствие возросшего своего шага подающий шнек 5 увеличивает объем забираемой из загрузочного бункера 2 соломы, противодействуя разбалансированности режима подачи.

При увеличении плотности соломы в загрузочном бункере 2 плотность соломы в камере 9 начинает повышаться, и подающий шнек 5, сжимаясь, убавляет подачу в камеру, противодействуя разбалансированности взаимодействия шнеков и нарастанию давления в камере.

Пусковое, нормативное и остановочное давление внутри корпуса 1 устанавливается осевым перемещением втулки 10 посредством гайки 11, в результате чего изменяется зазор между втулкой и конической головкой 12.

Предлагаемый экструдер обеспечивает стабильный процесс экструдирования за счет уплотнения на установившемся уровне измельченной соломы, подаваемой непосредственно на прессующий шнек.

Источники информации 1. Патент РФ 2013071, кл. А 23 N 17/00, 1994.

2. Авторское свидетельство СССР 1733332, кл. В 65 В 1/00, 1992.

3. Авторское свидетельство СССР 582790, кл. А 23 N 17/00, 1977 (прототип).

Формула изобретения

1. Экструдер для приготовления кормовой массы из измельченной соломы, включающий снабженный загрузочным бункером корпус с расположенным в нем прессующим шнеком и устройство для регулирования давления внутри корпуса, выполненное в виде втулки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно переднего конца прессующего шнека, отличающийся тем, что экструдер снабжен установленным в корпусе подающим шнеком, который выполнен из упругой полосы в форме прямого геликоида, охватывает с зазором хвостовик, выполненный на заднем конце прессующего шнека, и закреплен на хвостовике задним витком, при этом диаметр хвостовика равен внутреннему диаметру заднего витка прессующего шнека, шаг подающего шнека больше шага прессующего шнека, а между задним витком прессующего шнека и передним витком подающего шнека образована камера, основаниями которой являются упомянутые витки шнеков, установленные с интервалом друг относительно друга, равным 3-5 шагам прессующего шнека, а боковые поверхности камеры образуются поверхностями корпуса и хвостовика.

2. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что задний виток подающего шнека на хвостовике закреплен посредством гильзы, закрепленной на этом витке, и пальца, установленного с гарантированным зазором в гильзе и в диаметральном отверстии хвостовика и зафиксированного в осевом направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1