А.Н. Антоненко

г. Минск, Республика Беларусь, e-mail: dvsantonenko@gmail.com

В статье проанализированы технологии измельчения фуражного зерна и предложена перспективная конструкция дискового измельчителя.

Введение

Одной из важнейших проблем измельчения является получение конечного продукта более однородного по гранулометрическому составу. Это обусловлено необходимостью стабилизации показателя качества продукции, а также требованием снижения удельной энергоемкости при ее получения. В комбикормовом производстве однородность гранулометрического состава способствует лучшему усвоению питательных веществ, содержащихся в комбикормах. Наличие пылевидных частиц ухудшает кормление животных и может вызвать закупорку дыхательных путей, особенно у молодняка [1].

В измельчающих машинах одновременно действуют несколько принципов, способствующих разрушению зерна. Например, в ранее широко применявшихся жерновых и современных вальцовых станках действуют принципы сжатия и сдвига; в молотковых дробилках, энтолейторах одновременно действуют удар и истирание; в деташерах и бичевых вымольных машинах — истирание и удар.

В настоящее время наиболее распространены дробилки молоткового типа. Технология известна давно и используется активно во многих странах. Машины молоткового типа удобны, просты в обращении и эксплуатации. Несмотря на все достоинства, у дробилок молоткового типа ряд существенных недостатков: невыровненный гранулометрический состав при различных модулях помола, разное количество пылевидной фракции; при тонком помоле – до 30% пылевидной фракции, а при грубом в конечном продукте помола – до 20% неизмельченного зерна.

На данном этапе развития техники в области измельчения кормовых культур проблема создания энергоресурсоберегающих машин, работающих по принципу мясорубки и позволяющих получить продукт помола, соответствующий зоотехническим требованиям, является весьма актуальной.

Основная часть

Я спроектировал и изготовил энергоэффективный универсальный измельчитель зерна различных культур с возможностью получения помола с заданным гранулометрическим составом и соответствующего зоотехническим требованиям. Рабочие органы измельчителя расположены горизонтально и представляют два соосных диска. Нижний вращающийся диск смонтирован непосредственно на валу электродвигателя. Научная и техническая новизна подтверждены патентом на изобретение [2], результатами лабораторных и производственных испытаний, показавшими снижение удельной энергоемкости процесса измельчения при качестве готового продукта, соответствующего зоотехническим требованиям.

На рисунке 1 представлена схема универсального измельчителя зерновых кормов. На рисунке 2 представлен экспериментальный образец универсального измельчителя зерновых кормов мощностью 1кВт.

Измельчитель содержит фланцевый электродвигатель 1, вертикально смонтированный на рамке 2. Рабочие органы измельчителя расположены горизонтально и представляют два соосных диска, образующих между собой разгрузочную щель. Нижний диск 3 установлен на валу электродвигателя 1 с возможностью вращения. На его рабочей поверхности выполнен ряд концентрических, радиально направленных пазов 4 переменного сечения. Глубина паза уменьшается в направлении периферии до нуля. В верхнем неподвижном диске 5, жестко установленном на фланце электродвигателя 1 есть центральное загрузочное отверстие 6 и выполнен кольцевой ряд пазов 7, образующих с пазами 4 нижнего диска 3 многочисленные режущие пары (типа ножниц). Главная деталь измельчающего аппарата – вращающийся диск – изготавливается из инструментальной стали, а поверхность пазов имеет очень высокую твердость и износостойкость. Неподвижный диск 5 (ножевая решетка рисунок 3) изготовляется из быстрорежущей стали М6Р5 и имеет две рабочие поверхности, которые по мере износа режущих граней вновь шлифуются. В экспериментальном образце нижний вращающийся диск 3 выполнен разборным со сменным дисковым ножом из быстрорежущей стали Р18, смонтированным на ступице (рисунок 3). Установленный между двумя дисками зазор определяет максимальный размер частиц, присутствующих в конечном продукте после измельчения и может быть увеличен в зависимости от назначения получаемого корма конструктивно, путем регулировки высоты расположения неподвижного диска 5, относительно положения нижнего диска 3, увеличив, таким образом, высоту разгрузочной щели 8.

Измельчающий аппарат работает следующим образом.

Исходный продукт (зерно или другие измельчаемые материалы) подаются в загрузочный бункер 9, установленный сверху неподвижного диска 5. Далее под действием силы тяжести через загрузочное отверстие 6 обрабатываемый материал поступает в радиальные пазы 4 вращающегося нижнего диска 3. При его вращении материал под действием центробежной силы продвигается по радиальным пазам 4 и за счет уменьшения их глубины в направлении периферии прижимается к кольцевому ряду отверстий (ножей) 7 неподвижной решетки 5 с последующим столкновением с острыми кромками перемычек кольцевого ряда отверстий 7, где по принципу действия мясорубки измельчается на многочисленных режущих парах, образованных перемычками между пазами 4 нижнего диска 3 и ножами кольцевого ряда отверстий 7. Все частицы материала размером меньше, чем вертикальный зазор между рабочими дисками 3 и 5, через кольцевую щель 8 на периферии дисков выносятся к лопаткам 10, размещенным на внешней поверхности диска 3 и сбрасываются в разгрузочный лоток 11. В результате этого исключается возможность переизмельчения корма и способствует снижению потребления электроэнергии. Переизмельчение ведет к неоправданным затратам электроэнергии при измельчении зерна дробилками молоткового типа с высокой долей (до 35%) пылевидной фракции в получаемом продукте. Остальная частично измельченная масса материала через пазы 7 продвигается наверх неподвижного диска 5 для повторного измельчения, предотвращая тем самым заклинивание рабочих дисков. Следовательно, наличие в верхнем неподвижном диске 5 кольцевого ряда отверстий 7 позволяет обеспечить измельчение обрабатываемого материала путем последовательного среза его слоев на многочисленных режущих парах, образованных радиальными пазами 4 и ножами кольцевого ряда 7, и одновременно предохраняет измельчающий аппарат от заклинивания, перепуская частично измельченный материал снова в загрузочный бункер 9. Затем частично измельченный материал вместе с основной массой, обрабатываемого материала, поступающего из бункера 9, повторно поступает через загрузочное отверстие 6 в верхнем неподвижном диске 5 в радиальные пазы 4 вращающегося диска 3. Процесс повторяется – измельчающий аппарат работает. При этом ни одна частица измельчаемого материала крупнее, чем установленный зазор между рабочими дисками 3 и 5 не пройдет через разгрузочную щель и не попадет в измельченный материал. Следует отметить, что изменяя высоту насыпи измельчаемого материала в загрузочном бункере 9, можно изменить производительность и потребляемую мощность измельчителя в зависимости от обрабатываемого материала и тонины помола.

Рисунок 1 – Схема универсального измельчителя зерновых кормов.

Рисунок 2 – Общий вид универсального измельчителя зерновых кормов мощностью 1кВт

• Техническая характеристика измельчителя
• Производительность, т/ч до 0,2
• Мощность на валу двигателя 1,0 кВт
• Частота вращения ротора, мин-1 1000
• Диаметр роторного диска, мм 150
• Напряжение питания, В 220, ток — постоянный
• Габаритные размеры, мм: 400 х 500 х 1300
• Масса, кг 60

Рисунок 3. Верхний диск измельчающего аппарата

Рисунок 4. Нижний вращающийся диск измельчающего аппарата

Таким образом, предлагаемый измельчающий аппарат способен обрабатывать зерновой материал с различным модулем измельчения и позволяет получить продукт помола с заданной степенью измельчения и однородным гранулометрическим составом, соответствующим зоотехническим требованиям.

Заключение

Применение в измельчителе зерновых культур одного вращающегося горизонтального диска с выполненными на его рабочей поверхности ряда концентрических, радиально направленных пазов переменного сечения с уменьшением глубины пазов в направлении периферии и одного соосного с ним неподвижного диска, имеющего в районе радиально направленных пазов вращающегося диска ряд пазов, образующих с пазами нижнего диска многочисленные режущие пары и разгрузочную щель на их периферии снижает удельную энергоемкость процесса измельчения при высоком качестве получаемого корма. Необходимо отметить, что функциональные возможности измельчителя позволяют перемалывать без шума и пыли необмолоченные колоски зерновых культур, полову, сухую траву, кору деревьев, и т. д.

Список использованных источников

1. ГОСТ 9267 – 68. Комбикорма-концентраты. Технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1993. – 6 с.

2. Патент РБ на изобретение № 4810 В 02С 7/08 2002г.

С уважением, изобретатель Александр Николаевич Антоненко

e-mail: dvsantonenko@gmail.com

Тел. (+375 17 ) 374-62-69 (раб.), (+375 29 ) 532-98-07 (моб.)

Адрес: г. Минск, Беларусь, ул. Столетова 3-10, почтовый индекс 220037