Кормоприготовитель

Кормоприготовитель

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к животноводству, в частности к устройствам для приготовления кормов, и может быть использовано на животноводческих фермах в фермерских хозяйствах, сельскохозяйственных предприятиях и т.д.

Известно устройство, при помощи которого осуществляется измельчение растительного сырья, содержащее металлические жернова с нанесенным на их рабочую поверхность абразивным покрытием и рабочую зону, выполненную в виде усеченного конуса, причем верхний жернов установлен с возможностью перемещения вдоль оси вращения между нижним и верхним ограничителями, а на нижнем жернове жестко закреплено сито в виде перфорированного кольца, причем о верхний ограничитель оперт установленный на валу вращения со стороны верхнего жернова ползун, на котором шарнирно установлены рычаги, один из концов которых свободно касается верхнего жернова, а на втором установлен груз с возможностью перемещения вдоль оси рычага. См. патент №2228795, М. кл. 7 В02С 7/14, опубл. 13.05.2003 г.

К недостаткам конструкции известного устройства можно отнести ее сложность, грубое измельчение кормов и невозможность тонкого измельчения кормов.

Известен способ приготовления экспандированных комбикормов, включающий дозированный ввод сыпучих компонентов, жидких добавок, воды и/или пара в смеситель-кондиционер, смешивание и экспандирование. Известный способ осуществляется при помощи смесителя-кондиционера путем совмещения процессов основного смешивания сыпучих компонентов комбикорма и жидких добавок и кондиционирования смеси с последующим выдерживанием смеси перед экспандированием в питателе-выдерживателе непрерывного действия. Смешивание и кондиционирование проводят порционно в псевдосжиженном слое, при этом время смешивания и кондиционирования не превышает 4 мин, выдерживания - 6 мин, температура смеси 60-87 градусов С, влажность до 22%. См. заявку №2004103663/13, М. кл. 7 А23К 1/14.

К недостаткам известного устройства для приготовления кормов можно отнести ограниченные технологические возможности, т.е. по известной технологии нельзя приготовить тонко измельченные корма из растительного сырья, трав, овощей и других компонентов, требующих более тонкого измельчения для лучшего последующего усвоения животными.

Известен измельчитель кормов, при помощи которого осуществляется измельчение кормов, в том числе и растительного происхождения, включающий основание, на котором смонтирован питатель, выполненный в виде транспортера, на выходе которого расположена противорежущая пластина и измельчающий барабан, при этом ножи имеют шевронные лезвия, образующие с противорежущей пластиной два угла. Измельченный корм отводится при помощи транспортера. См. патент на полезную модель №37450, М. кл. 7 A F 29/00 от 11.04.2002 г.

К недостаткам известной технологии измельчения и устройства можно отнести грубое измельчение кормов, приводящее к достаточно низкой усвояемости животными, высокое энергопотребление при подготовке кормов.

Известно устройство, осуществляющее технологию запаривания кормов, - запарник кормов - прототип (см. патент Российской Федерации №2241358, М. кл. A23N 17/00, опубл. 01.04.2002 г.), включающий установленный на раме поворотный горизонтально расположенный цилиндрический герметичный барабан с загрузочным люком, лопасть прямоугольной формы, закрепленную на внутренней поверхности барабана, примыкающую боковой стороной к днищу барабана по полухорде днища, а периферийным концом к боковой поверхности барабана по образующей этой поверхности, шнек, размещенный между днищами барабана соосно последнему, желоб, выполненный на лопасти по всей ее ширине с охватом шнека, и выгрузной люк, выполненный на одном из днищ барабана напротив торца шнека, при этом на внутренней поверхности барабана закреплена аналогичная первой вторая лопасть с желобом, выполненным также по всей ширине с охватом шнека, при этом вторая лопасть примыкает ко второму днищу барабана, установлена относительно первой по другую сторону шнека, при этом запарник снабжен устройством для фиксирования вала шнека поочередно относительно барабана или стоек в угловом направлении, вал шнека выполнен в виде перфорированной трубы, сообщенной с пароподводящей трубой, а ширина лопастей равна половине расстояния между днищами барабана. Предложенный запарник кроме непосредственного запаривания кормов обеспечивает их измельчение лопастями.

К недостаткам прототипа можно отнести то, что запаривание растительных кормов водяным паром, нагретым до высокой температуры в 100 и более градусов С, приводит к потере кормами биологически активных веществ, а измельчение лопастями и при помощи шнека приводит только к грубому измельчению кормов и соответственно их низкой усвояемости животными и низкой эффективности их использования.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности повышение степени измельчения кормов, повышение усвояемости кормов животными, снижение энергопотребления при приготовлении кормов, сокращение времени приготовления и сохранение биологически активных веществ в приготовленной кормовой смеси.

Поставленная изобретением техническая задача достигается тем, что кормоприготовитель снабжен дополнительным средством для измельчения кормов - диспергатором, выполненным в виде вращающейся крыльчатки при оборотах от 2000 до 8000 оборотов в минуту, смонтированной в полости корпуса диспергатора на смещенном относительно центра корпуса валу, связанной с электроприводом, с одной стороны связанным при помощи трубопровода с патрубком выгрузки кормов из емкости, а с другой стороны при помощи трубопровода со смонтированным на нем клапаном выгрузки приготовленных кормов с охладителем, соединенным, по крайней мере, одним отводным трубопроводом с емкостью.

В емкости, перед патрубком для выгрузки корма из емкости, смонтировано съемное средство-заградитель, предотвращающее забивание патрубка крупными фракциями кормов, выполненное в виде ряда последовательно смонтированных пластин по ходу перемещения кормов, образующих лабиринт.

Охладитель кормов выполнен в виде вертикально установленной емкости со смонтированным на ее боковой стороне, по крайней мере, одним отводным трубопроводом, связанным с емкостью для смеси воды и измельченного корма.

Электродвигатель привода соединен с корпусом диспергатора при помощи вала с одной, по крайней мере, муфтой, выполненной из малопроводящего тепло материала, например резины.

Корпус диспергатора кормов снабжен дополнительным патрубком для полной выгрузки кормов из корпуса диспергатора.

Трубопровод, связывающий диспергатор с охладителем, и трубопровод, связывающий емкость с диспергатором, соединены дополнительным трубопроводом с клапаном для отвода кормов из охладителя.

Дно емкости для воды и измельченного корма выполнено наклонным в сторону патрубка выгрузки измельченного корма в пределах от 2 до 20 градусов.

Электродвигатель привода диспергатора выполнен реверсивным и снабжен кнопкой включения обратного вращения вала двигателя в течение фиксированного (заданного) промежутка времени.

На входном трубопроводе подачи охлаждающей жидкости (воды) смонтирован клапан для регулирования подачи охлаждающей жидкости.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что кормоприготовитель снабжен дополнительным средством для измельчения кормов - диспергатором, выполненным в виде вращающейся крыльчатки при оборотах от 2000 до 8000 оборотов в минуту, смонтированной в полости корпуса диспергатора на смещенном относительно центра корпуса валу, связанной с электроприводом, с одной стороны связанным при помощи трубопровода с патрубком выгрузки кормов из емкости, а с другой стороны при помощи трубопровода со смонтированным на нем клапаном выгрузки приготовленных кормов с охладителем, соединенным, по крайней мере, одним отводным трубопроводом с емкостью.

Указанные признаки являются новыми, неочевидными, существенными и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи.

Так, образованный входящими в устройство механизмами замкнутый круг, состоящий из емкости, диспергатора и охладителя и связывающих их трубопроводов, позволяет осуществить многократное прохождение смеси воды и измельченного корма по этому замкнутому кругу, причем интенсивное, с высокой скоростью перемешивание кормов с измельчением позволяет нагревать корма до требуемой температуры и поддерживать ее в процессе его приготовления, а измельчение кормов, находящихся в воде (в жидкой среде), доводить до желеобразного гомогенизированного состояния. Поскольку в процессе интенсивного перемешивания на лопастях крыльчатки диспергатора при оборотах от 2000 до 8000 оборотов в минуту на смещенном относительно центра корпуса валу возникает эффект кавитации, то всхлапывание пузырьков воздуха при кавитации создает множество своеобразных мини-разрядов и за счет этого приготавливаемая кормовая смесь проходит дезинфицирование, что влияет на продолжительность хранения кормов в пригодном для употребления состоянии.

Признаки: выполнение перед патрубком для выгрузки корма из емкости съемного средства-заградителя, предотвращающего забивание патрубка крупными фракциями кормов, выполненное в виде ряда последовательно смонтированных пластин по ходу перемещения кормов, образующих лабиринт, выполнение охладителя кормов в виде вертикально установленной емкости со смонтированным на ее боковой стороне, по крайней мере, одним отводным трубопроводом, связанным с емкостью для смеси воды и измельченного корма, соединение электродвигателя привода с корпусом диспергатора при помощи вала с одной, по крайней мере, муфтой, выполненной из малопроводящего тепло материала, например резины, наличие дополнительного патрубка для полной выгрузки кормов из корпуса диспергатора, соединение трубопровода, связывающего диспергатор с охладителем, и трубопровода, связывающего емкость с диспергатором, дополнительным трубопроводом с клапаном для отвода кормов из охладителя и выполнение дна емкости для воды и измельченного корма наклонным в сторону патрубка выгрузки измельченного корма в пределах от 2 до 20 градусов, а также выполнение электродвигателя привода диспергатора реверсивным и снабженным кнопкой включения обратного вращения вала двигателя в течение фиксированного (заданного) промежутка времени и установка на входном трубопроводе подачи охлаждающей жидкости (воды) клапана для регулирования подачи охлаждающей жидкости - являются дополнительными, раскрывающими конкретное конструктивное выполнение основных признаков.

Так, соединение электродвигателя электропривода с корпусом при помощи вала с одной, по крайней мере, муфтой, выполненной из малопроводящего тепло материала, например резины, предотвращает нагрев электродвигателя от диспергатора, а выполнение дна емкости для воды и измельченного корма наклонным в сторону патрубка выгрузки измельченного корма в пределах от 2 до 20 градусов и наличие дополнительного патрубка для полного вывода кормов из диспергатора и дополнительного трубопровода для отвода кормов из охладителя позволяет полностью удалять находящиеся в корпусе диспергатора, емкости и охладителя корма. Сочетание высокой скорости перемешивания, измельчения и нагревания кормов с одновременной их прокачкой через емкость, диспергатор и охладитель позволяет получить высокоусвояемый желеобразный корм за несколько минут. Выполнение электродвигателя привода диспергатора реверсивным позволяет направлять измельченную кормовую смесь в течение заданного промежутка времени в обратном направлении и тем самым устранить забивание крупно измельченными кормами выходного патрубка емкости.

Дополнительной особенностью предлагаемого кормоприготовителя является то, что диспергатор применяется в качестве нагревателя смеси воды и кормов и их гомогенизации при многократном прохождении через него кормосмеси.

На чертеже схематично представлен предлагаемый кормоприготовитель.

Кормоприготовитель состоит из основания 1, на котором смонтирована емкость 2 с наклонным дном под углом от 2 до 20 градусов со смонтированным на боковой поверхности грубым измельчителем 3 кормов, связанным патрубком 4 загрузки грубоизмельченного корма в емкость 2. Диспергатор 5 соединен трубопроводом 6 через патрубок с клапаном 7 с емкостью 2 и трубопроводом 8 через клапан 9 с охладителем 10. Трубопровод 8 соединен с трубопроводом 6 дополнительным трубопроводом 11 с клапаном 12. Вал 7 диспергатора 5, на котором смонтирована крыльчатка, посредством резиновой муфты 13 связан с электродвигателем 14. При этом вал 7 диспергатора 5 установлен со смещением относительно центра корпуса, что позволяет повысить эффективность перемещения измельчаемой кормовой массы за счет различного веса измельчаемой массы, находящейся вокруг крыльчатки диспергатора 5. Охладитель 10 выполнен в виде вертикально смонтированной емкости и связан с емкостью 2, по крайней мере, одним трубопроводом 15. На корпусе диспергатора 5, в нижней его части, выполнен патрубок 16 с клапаном 17 полного вывода кормов из диспергатора 5, а на трубопроводе 8 смонтирован клапан 18 с патрубком 19 для выгрузки из кормоприготовителя приготовленного корма. В полости, на дне емкости 2 перед выходным патрубком 7 с клапаном вывода кормов из емкости 2 смонтирован лабиринтный заградитель 20, предотвращающий забивание выходного отверстия крупными фракциями кормов. Лабиринтный заградитель 20 выполнен из ряда металлических пластин.

В верхней части емкости 2 смонтирован патрубок 21 с клапаном для заполнения емкости водой из водопровода. В нижней части охладителя 10 установлен патрубок с клапаном 22 для входа в охладитель и регулирования объемов охлаждающей жидкости (например, воды) и патрубок 23 для выхода охлаждающей жидкости из охладителя. Для управления кормоприготовителем предусмотрен пульт управления 24.

Предлагаемый кормоприготовитель работает следующим образом.

Навеску, например, грубых кормов - травы, корнеплодов и др. подают на грубый измельчитель 3, на котором корма измельчаются до требуемых размеров и далее, после измельчения, через патрубок 4 поступают в емкость 2, предварительно наполненную необходимым количеством воды. Включается диспергатор 5, в котором при вращении крыльчатки с большой скоростью от 2000 до 8000 об/мин корма начинают измельчаться в жидкой среде, а получаемая кормовая смесь при этом начинает нагреваться. При этом следует сказать, что при снижении числа оборотов крыльчатки ниже 2000 об/мин снижается нагрев кормосмеси и сокращаются сроки ее хранения, поскольку процесс кавитации идет вяло и образующихся всхлапывающихся пузырьков воздуха в процессе приготовления смеси недостаточно как для разогрева смеси, так и для ее дезинфицирования. После того как первые порции измельченного корма прошли диспергатор 5, они под давлением, создаваемым крыльчаткой диспергатора 5 за счет смещения вала относительно центра корпуса диспергатора и за счет разницы веса приготавливаемой смеси по периметру крыльчатки, подаются по трубопроводу 8 через регулирующий клапан 9 в вертикально смонтированный охладитель 10 и далее по трубопроводу 15 в емкость 2. До тех пор пока приготавливаемая кормовая смесь не нагреется до заданной температуры, охлаждающая жидкость не подается в охладитель 10. После того как кормовая смесь нагрелась до заданной температуры, но еще не достигла готовности - не запарилась, в охладитель 10 через патрубок с клапаном 22 начинает поступать охлаждающая жидкость, которая выводится из охладителя через патрубок 23.

Вариантом поддержания температуры кормовой смеси может быть вариант прохождения кормов от диспергатора 5 в емкость 2 через дополнительный трубопровод, минуя охладитель 10. По истечении заданного промежутка времени, в течение которого происходит приготовление кормовой смеси, последняя многократно проходит по замкнутому кругу емкость - диспергатор - охладитель - емкость и по окончании процесса приготовления имеет однородный желеобразный вид, в котором охотно употребляется животными, является питательным и высокоусвояемым кормом. Выгрузка готовой кормовой смеси из кормоприготовителя осуществляется через клапан 18 с патрубком 19 при включенном диспергаторе 5 и открытых клапанах 7 и 12 и закрытом клапане 9.

Очистка корпуса диспергатора 5 и охладителя 10 от остатков кормосмеси осуществляется через патрубок 16 при открытых клапанах 12, 17 и закрытом клапане 9.

Конкретный пример приготовления кормов.

Навеску грубых кормов - травы, корнеплодов с общей массой в 100 кг (травы 50 кг, корнеплодов 50 кг) подали на грубый измельчитель 3, измельчающий корма в воздушной среде. После того как трава и корнеплоды были измельчены до требуемой фракционности (до фрагментов требуемых размеров), полученная смесь кормов через патрубок 4 подавалась в емкость 2, предварительно наполненную 300 литрами чистой воды. Включили диспергатор 5, в котором начала вращаться крыльчатка со скоростью 3000 оборотов в минуту. Поступающая из емкости 2 через клапан 7 и трубопровод 6 в диспергатор 5 смесь корма, взаимодействуя в жидкой среде с крыльчаткой диспергатора, начинала дополнительно измельчаться, а получаемая на выходе диспергатора более измельченная кормовая смесь постепенно за счет всхлапывания пузырьков начинала нагреваться и дезинфицироваться. После того как первые порции измельченного корма прошли диспергатор 5, они под давлением, создаваемым крыльчаткой диспергатора 5, подавались по трубопроводу 8 через клапан 9 в вертикально установленный охладитель 10. До тех пор пока приготавливаемая кормовая смесь не достигла температуры 65 градусов С, а это произошло по истечении 4-х минут, охлаждающая вода не подавалась в охладитель. После того как кормовая смесь нагрелась до заданной температуры в 65 градусов С, но еще не достигла готовности (не запарилась и полностью не гомогенизировалась), в охладитель 10 через патрубок с клапаном 21 начали подавать воду для охлаждения, которая выводилась из охладителя через патрубок 22.

При этом клапан 18 выхода готовой кормосмеси закрыт. По истечении заданного промежутка времени в 6 минут для данного состава кормовой смеси, в течение которого происходило ее приготовление, последняя многократно проходила по замкнутому кругу емкость - диспергатор - охладитель - емкость и после окончания процесса приготовления имела однородный желеобразный зеленоватый вид, в котором охотно употреблялась животными, являлась питательным и высокоусвояемым кормом. Выгрузку готовой кормовой смеси из емкости 2 и из полости охладителя 10 осуществили через патрубок 19 при открытом клапане 18 и закрытом клапане 9.

Очистку корпуса диспергатора 5 и охладителя 10 от остатков кормосмеси осуществили через патрубок 16 при открытых клапанах 12, 16 и закрытом клапане 9.

При измельчении более твердых кормов, таких как сухое зерно, горох и т.п., при помощи вариатора (частотного преобразователя) скорость вращения крыльчатки диспергатора увеличивали, например, до 5000 об/мин. Все остальные операции, исключая грубое измельчение, выполнялись по описанной выше технологии.

Использование предлагаемого кормоприготовителя возможно и при приготовлении кормов из сыпучих растительных материалов, зерна, початков кукурузы, гороха и т.д.

В настоящее время на предприятии изготовлено несколько опытных образцов кормоприготовителей предложенной конструкции, которые проходят производственные испытания. Предварительные результаты испытаний показали хорошие результаты. Одновременно с испытаниями кормоприготовителя был проведен эксперимент. В течение нескольких дней животным поочередно давали грубые корма и кормосмесь, приготовленную при помощи предлагаемого кормоприготовителя.

Затем в течение нескольких последующих дней животным давали возможность выбирать, какой корм им есть. Приготовленная на предлагаемом кормоприготовителе смесь съедалась животными в первую очередь и полностью. Часть грубоизмельченной кормовой смеси оставалась в кормушках. Наблюдения за животными показали, что при кормлении их кормосмесью, приготовленной при помощи предлагаемого кормоприготовителя, уменьшилось выделение отходов продуктов жизнедеятельности животных, что указывает на высокую усвояемость кормосмеси.

Принято решение об организации производства предлагаемых кормоприготовителей.

1. Кормоприготовитель, состоящий из измельчителя, емкости для смеси воды и измельченного корма, средства для подогрева и патрубка для выгрузки приготовленной кормовой смеси из емкости, отличающийся тем, что кормоприготовитель снабжен дополнительным средством для измельчения кормов - диспергатором, выполненным в виде вращающейся крыльчатки при оборотах от 2000 до 8000 оборотов в минуту, смонтированной в полости корпуса диспергатора на смещенном относительно центра корпуса валу, связанной с электроприводом, с одной стороны связанным при помощи трубопровода с патрубком выгрузки кормов из емкости, а с другой стороны, при помощи трубопровода со смонтированным на нем клапаном выгрузки приготовленных кормов, с охладителем, соединенным, по крайней мере, одним отводным трубопроводом с емкостью.

2. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что в емкости, перед патрубком для выгрузки корма из емкости, смонтировано съемное средство-заградитель, предотвращающее забивание патрубка крупными фракциями кормов, выполненное в виде ряда последовательно смонтированных пластин по ходу перемещения кормов, образующих лабиринт.

3. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что охладитель кормов выполнен в виде вертикально установленной емкости со смонтированным на ее боковой стороне, по крайней мере, одним отводным трубопроводом, связанным с емкостью для смеси воды и измельченного корма.

4. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель привода соединен с корпусом диспергатора при помощи вала с одной, по крайней мере, муфтой, выполненной из малопроводящего тепло материала, например, резины.

5. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что корпус диспергатора кормов снабжен дополнительным патрубком для полной выгрузки кормов из корпуса диспергатора.

6. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что трубопровод, связывающий диспергатор с охладителем и трубопровод, связывающий емкость с диспергатором, соединены дополнительным трубопроводом с клапаном для отвода кормов из охладителя.

7. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что дно емкости для воды и измельченного корма выполнено наклонным в сторону патрубка выгрузки измельченного корма в пределах от 2 до 20°.

8. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель привода диспергатора выполнен реверсивным и снабжен кнопкой включения обратного вращения вала двигателя в течение фиксированного промежутка времени.

9. Кормоприготовитель по п.1, отличающийся тем, что на входном трубопроводе подачи охлаждающей жидкости смонтирован клапан для регулирования подачи охлаждающей жидкости.