Технологическая схема измельчителя кормов и их устройство
Технологии обработки кормов
Подготовленный для вскармливания сельскохозяйственным животным корм должен отвечать зоотехническим требованиям, указанным в соответствующих стандартах или технических условиях на корма. Независимо от вида корма все способы их обработки делят по роду энергии, затрачиваемой на технологический процесс и различают: механические, тепловые, химические, биологические и биохимические способы.
Потребность в разработке наиболее эффективных технологических процессов привела к созданию разнообразных отраслевых технологий. В соответствии с этим все виды обработки различных материалов путем механического воздействия на них с помощью инструмента или рабочего органа машины относятся к механической технологии.
Механическая технология обработки сельскохозяйственных материалов включает изучение физико-механических свойств этих материалов и получаемых продуктов, научных основ самих способов механической обработки, а также рабочих органов машин и методов их оптимизации.
В механической технологии приготовления кормов самым распространенным и важным процессом является измельчение, обусловленное требованиями физиологии кормления животных. Дело в том, что питательные вещества усваиваются организмом животного только в растворенном виде, а скорость обработки корма желудочным соком прямопропорциональна площади поверхности частиц. В результате измельчения кормов образуется множество частиц с высокоразвитой поверхностью, что способствует ускорению процессов пищеварения и повышению усвояемости питательных веществ.
В инженерном отношении измельчение кормов является наиболее энергоемкой и дорогой операцией.
Измельчением называется процесс разделения механическим путем твердого тела на части, т.е. путем приложения внешних сил, превосходящих силы молекулярного сцепления. На практике в качестве критерия крупности продукта используют в основном модуль помола М – средневзвешенный диаметр частиц, установленный для каждого вида животных: для свиней – 0,2…1 мм (тонкий помол); для КРС – 1…1,8 мм (средний помол); для птиц – 1,8…2,6 мм (грубый помол).
При этом согласно требованиям по ГОСТ 13496.8-72 содержание целых зерен не должно превышать 0,3…0,5 %. Нарушение указанных границ, как правило, ведет к перерасходу кормов. Чрезмерное измельчение зерна до состояния пыли также снижает эффективность его использования.
Способы измельчения кормов
измельчитель зерновой корм поголовье
Наиболее широкое распространение получили такие основные способы измельчения кормов как: дробление ударом (свободный удар); раскалывание; истирание (разлом); плющение; резание – лезвием, резцом (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Способы измельчения кормов: а – дробление ударом; б – истирание; в – раскалывание; г – плющение; д – резание.
При оценке способа измельчения и конструирования рабочих органов измельчителей прежде всего надлежит учитывать физико-механические свойства кормов и выбирать такие способы воздействия на перерабатываемый материал, при которых разрушение его может быть достигнуто при наименьших напряжениях и затрате энергии. В этом отношении раскалывание, истирание или резание представляются более выгодными, так как разрушающее напряжение скалывания фразр. меньше нормальных напряжений уразр.
Многообразие видов кормов и их свойств, а также требований к технологии приготовления, обусловленных физиологией кормления, привело к созданию большего числа способов измельчения, каждый из которых имеет свое механико-математическое описание или теорию.
В основу теории молотковой дробилки заложены труды академика В.П. Горячкина, развитые затем в работах профессоров М.М. Гернета, В.А. Елисеева, С.В. Мельникова и многих других исследователей. Эта вновь формирующаяся теория описывает рабочий процесс, протекающий в дробильной камере, кинетику диспергирования материала, динамику молоткового барабана, аэродинамику дробилки и энергетику процесса. Теория вальцовых мельниц рассматривает кинематику вальцов и дает обоснование для выбора конструктивных параметров [1, с. 83].
Недостаточность теорий измельчителей разных типов состоит в том, что они рассматривают лишь частные виды воздействия рабочих органов на материал (резание, дробление, размол) и не вскрывают общих закономерностей единого технологического процесса измельчения. Научной основой теории измельчения должны стать законы физики твердого тела и механизм его разрушения.
Теория измельчения, или массового разрушения твердых тел, в ее общем виде, рассматривает два комплекса основных вопросов. Во-первых, она изучает основные закономерности в распределении частиц по их размерам (крупности) с целью отыскания наиболее простых и в тоже время достаточно надежных методов определения средних размеров частиц, площади их удельной поверхности и численных значений степени измельчения. При описании характеристик физико-механических свойств концентрированных кормов было показано, что если известен статистический закон распределения, то по нему легко найти и все статистические характеристики. Во-вторых, она изучает функциональные зависимости между затратой энергии или механической работы на процесс измельчения материала и результатами этого процесса измельчения в зависимости от принятой технологии кормоприготовления, применяемых типов машин и режимов их работы.
Источник
Цель работы: изучить конструкцию и технологический процесс машин для измельчения и обработки грубых и концентрированных кормов, корнеклубнеплодов.
Машины для измельчения грубых кормов
Для механического измельчения грубых кормов применяются измельчители, которые представляют собой большую группу машин с различными принципами действия измельчающих аппаратов. В настоящее время используют дисковые и барабанные режущие аппараты, штифтовые измельчающие устройства, роторно-молотковые механизмы.
Измельчитель ИКВ-Ф-5А (Волгарь-5)
Устройство.Измельчитель предназначен для равномерного измельчения всех видов сочных и грубых кормов: силоса, корнеклубнеплодов, бахчевых культур, любой зеленой массы, сена, соломы, веточного корма. Все перечисленные корма можно перерабатывать раздельно, а также в различной смеси. В этом случае наряду с измельчением происходит перемешивание кормов. Измельчитель предназначен для животноводческих, птицеводческих и звероводческих ферм и может быть использован на переработке продуктов при закладке комбинированного силоса в хранилища.
Рис. 1. Схема измельчителя кормов ИКВ-Ф-5А (Волгарь-5): 1 – приямок; 2 – транспортёр загрузки измельчённого корма; 3 – аппарат вторичного резания; 4 – нижнее окно корпуса; 5 – шнек; 6 – заточное устройство; 7 – режущий барабан; 8 – прессующий транспортёр; 9 – подающий транспортёр; 10 – электродвигатель.
Основные части измельчителя: рама; корпус; подающий и нажимной плавающий транспортер пластинчатого типа; режущий барабан первой ступени измельчения (частота вращения 725 мин-1) с шестью спиральными ножами и противорежущей пластиной; шнек; режущий барабан второй ступени (частота вращения 1000 мин -1) с девятью подвижными и неподвижными ножами; заточное приспособление, установленное на крышке корпуса; механизм привода (состоит из двухступенчатого цилиндрического редуктора с реверсом и клиноременных передач); пусковая и защитная аппаратура. Привод осуществляется от электродвигателя.
Технологический процесс. Подготовленный к измельчению корм укладывают ровным слоем на подающий транспортер 9, откуда он, подпрессованный транспортером 8, направляется к режущему барабану 7 первой ступени резания, где происходит предварительное измельчение до фракций 20…80 мм (рис. 1).
Измельчённая масса направляется шнеком 5 к аппарату вторичного резания 3, где корм подвижными и неподвижными ножами измельчается до фракций 2…10 мм. и выбрасывается через нижнее окно корпуса 4. Для удобства выгрузки кормов из под окна корпуса рекомендуется устроить приямок 1 с транспортером загрузки измельченного корма 2.
Измельчитель грубых кормов (ИГК-30Б)
Устройство. Измельчитель грубых кормов (ИГК-30Б)предназначен для измельчения сухих стебельчатых кормов (грубых кормов) с расщеплением их вдоль волокон. Применяется на фермах крупного рогатого скота. Промышленность выпускает измельчитель в двух исполнениях: ИГК-ЗОБ-1(навесной на трактор типа «Беларусь» с приводом от ВОМ) и ИГК-ЗОБ-II. (стационарный с приводом от электродвигателя).
Рис. 2. Технологическая схема измельчителя грубых: кормов ИГК-З0Б: 1 – дефлектор; 2 – регулируемый козырёк; 3 – диск; 4 – штифт; 5 – приёмная камера; 6 – прессующий транспортёр; 7 – питающий транспортёр; 8 – лопатка; 9 – ротор; 10 – лопасть ротора.
Измельчитель снабжен измельчающим аппаратом штифтового типа. Наличие в ИГК-30Б горизонтального 7 и прессующего 6 транспортеров облегчает загрузку машины и способствует увеличению ее производительности (рис. 2).
Технологический процесс. Корм, подлежащий измельчению, по транспортёру 7 (рис. 2) поступает к прессующему транспортёру 6 и направляется в приёмную камеру 5. До поступления в измельчающую камеру под действием собственной массы происходит отделение тяжелых примесей, которые выпадают через окно приемной камеры 5.
В измельчающей камере корм, проходя между штифтами 4 неподвижного и подвижного дисков 3 дробильной камеры измельчается (солома разрывается, расщепляясь вдоль и поперек волокон, длина резки соломы 30 мм) и далее воздушным потоком и лопатками 8 выбрасывается через дефлектор 1. Регулируемый козырёк 2 и механизм поворота позволяют равномерно распределить измельчённый корм по кузову транспортного средства. Для предотвращения распыливания корма транспортные средства должны быть оборудованы сетками.
Машины для обработки концентрированных кормов
В машинах для обработки концентрированных кормов используются следующие виды обработки исходного продукта: плющение, скалывание, размол или дробление при свободном ударе. Наиболее широкое применение нашло дробление свободным ударом, которое реализовано в молотковых дробилках. Простота устройства, высокая надёжность в работе, компактность установки обусловили возможность широкого их применения.
Наряду с этим молотковые дробилки обладают рядом недостатков: высокая энергоёмкость, неравномерность гранулометрического состава получаемого продукта, интенсивный износ рабочих органов.
В зависимости от организации рабочего процесса в рабочей камере различают дробилки открытого или закрытого типа.
По назначению дробилки могут быть специализированными (для дробления продукта одного вида) и универсальными. В зависимости от вида сепарации готового продукта они могут быть как решётные, так и безрешётные.
Дробилка молотковая КДМ-2,0
Устройство. Дробилка молотковая КДМ-2,0 предназначена для измельчения зерна и жмыха. Дробилка может применяться в кормоцехах, мельницах и кормоприготовительных отделениях при животноводческих фермах.
Кормодробилка молотковая КДМ-2,0 (рис. 3 а) состоит из рамы, бункера с двумя магнитными сепараторами, дробильной камеры с барабаном, циклона со шлюзовым затвором, фильтрующего рукава, вентилятора, электропривода и пускового оборудования.
Основной технологический процесс проходит в дробильной камере (рис. 3 б), которая состоит из чугунного корпуса 2 со вставными боковинами, несущих корпусов подшипников главного вала дробилки и задней стенки, выполненной в виде откидывающейся крышки 6. Внизу крышка дробильной камеры имеет окно, к которому на быстросъемных замках жестко крепят всасывающий трубопровод вентилятора 3.
Технологический процесс. Для получения необходимой фракции измельчения перед запуском дробилки необходимо открыть откидную крышку дробильного барабана и поставить соответствующее сменное решето. Для мелкого дробления в камеру дробилки вставляют решето с отверстиями – 4 мм, среднего – 6мм и крупного– 8мм. Величина подачи продукта в дробильную камеру регулируют заслонкой приёмного бункера, а загрузка машины контролируется амперметр-индикатором, показания которого не должны превышать 55-ампер.
Рис. 3. а) Дробилка молотковая КДМ-2,0: 1 – дробильная камера; 2 – вентилятор; 3 – шлюзовой затвор; 4 – циклон; 5 – фильтрующий рукав; 6 – бункер; 7 – привод.
б) Дробильная камера: 1 – дробильный барабан; 2 – корпус дробильного барабана; 3 – вставная выбросная горловина; 4 – решето сменное; 5 – выбросной люк дробильной камеры; 6 – крышка дробильной камеры; 7 – зарешетная полость; 8 – зерновой ковш; 9 – регулировочная заслонка; 10 – электродвигатель.
Из приёмного бункера зерно, проходя по наклонному днищу горловины, очищается магнитным сепаратором от металлических предметов и попадает в дробильную камеру, где под действием ударов молотков, дек и решета измельчается. Измельчённые частицы корма через отверстия решета поступают в зарешётное пространство, откуда отсасываются вентилятором и транспортируются в циклон. В циклоне, вследствие образовавшегося в нём интенсивного завихрения, происходит отделение воздуха от продукта, который через шлюзовой затвор порциями выдаётся в мешкотару, подвешенную к раструбу. Воздух, через обратный трубопровод, фильтрующий рукав и приёмный патрубок поступает обратно в дробильную камеру.
Дробилка безрешётная ДБ-5
Устройство. Дробилка безрешётная ДБ-5предназначена для измельчения различных видов фуражного зерна для животных и птицы. Выпускают в двух исполнениях: ДБ-5-1 – укомплектована самой дробилкой, загрузочным и выгрузным шнеками и шкафом управления. ДБ-5-2 – укомплектована только дробилкой и укороченным загрузочным шнеком.
Основные сборочные единицы дробилки крепятся к корпусу. В горловине корпуса установлены разделительная камера 2 и кормопровод 3 (рис. 4 а).
Рис. 4. а) Устройство ДБ-5: 1 – фильтр; 2 – разделительная камера; 3 – кормопровод; 4 –механизм управления заслонками; 5 – ведомый двухступенчатый шкив; 6 – скоба; 7 – рамка; 8 – бункер; 9 – ротор; 10 – рама; 11 – корпус; 12 – крышка откидная; 13 – втулочно-пальцевая муфта; 14 – электродвигатель; 15 – привод заслонки.
б) Технологическая схема дробилки ДБ-5: 1 – шнек загрузочный; 2 – бункер; 3 – камера дробильная; 4 – кормопровод; 5 –разделительная камера; 6 – дефлектор; 7 – возвратный канал; 8 – заслонка; 9 – окно прохода готовой продукции; 10 – шнек дробилки; 11 – козырек; 12 – рециркуляционный канал воздуха; 13 – фильтр; 14 – выгрузной шнек; 15 – датчики уровня; 16 –дополнительный шнек; 17 – деки; 18 – заслонка подачи; 19 – магнит.
Бункер имеет загрузочную и смотровую горловины. В нижней части бункера установлен привод заслонки 15, а на наклонной стенке – батарея постоянных магнитов для улавливания металломагнитных примесей. По вертикали в бункере установлены датчики нижнего и верхнего уровней зерна, посредством которых включается и отключается загрузочный конвейер.
Степень загрузки дробилки регулируют поворотом заслонки как от привода, так и вручную рычагом. При ручном управлении, контроль за загрузкой ведут по показаниям амперметра-индикатора. При установившемся заданном режиме рычаг фиксируют.
Технологический процесс. Зерно дополнительным шнеком 16 и загрузочным конвейером 1 подаётся в приёмный бункер дробилки, в котором размещены датчики уровня 15 (рис. 4 б). Верхний датчик останавливает поступление зерна в бункер, а нижний – включает конвейер в работу. Зерно из бункера через загрузочное окно, регулируемое заслонкой 18, проходит через магнит19 и циркулирующим по замкнутому контуру воздухом, подаётся в дробильную камеру 3.
Измельчённый продукт по кормопроводу 4 потоком воздуха выбрасывается на сепарирующее устройство, где разделяется на фракции. Готовый продукт поступает в разделительную камеру 5, откуда выгрузным шнеком подаётся в тару или на линию приготовления кормосмесей. Крупная фракция по возвратному кормопроводу направляется в дробильную камеру на повторное измельчение. В разделительной камере установлена специальная заслонка 8, при помощи которой измельчённый продукт предварительно разделяется на мелкую и крупную фракции.
Источник
В кормовом балансе грубые корма имеют большую удельную массу, как содержащие значительное количество энергии, но плохо поедаемые и трудно усвояемые животными из-за высокого содержания клетчатки (до 40%). Для повышения качества грубых кормов их подвергают механической, тепловой, химической и биологической обработке. Применяют следующие схемы приготовления грубостебельного сена, соломы и других грубых кормов:
- – измельчение – дозирование – смешивание;
- – измельчение – запаривание – дозирование – смешивание;
- – измельчение – химическая или биологическая обработка – дозирование – смешивание.
Для измельчения грубых и зелёных кормов промышленность выпускает различные измельчители, основными из которых являются ИГК-30Б, ИРМ-15М, ИСК-3.
Измельчитель грубых кормов ИГК-30Б предназначен для измельчения кормов (с одновременным расщеплением частиц вдоль волокон) и погрузки его в транспортные средства. Его основные части: питатель загрузчик, штифтовый дисковой измельчающий аппарат, дефлектор с механизмом поворота.
Технологический процесс. Грубый корм, подлежащий измельчению подают на нижний горизонтальный транспортёр питателя. Далее корм поступает под верхний наклонный транспортёр, уплотняется и подаётся в приёмную камеру, где отделяются инородные предметы. Корм подхватывается всасывающим воздушным потоком и направляется в измельчающую камеру. Проходя между штифтами ротора и неподвижного диска, корм измельчается, расщепляясь вдоль и поперёк волокон. После этого измельчённая масса воздушным потоком и лопатками ротора выбрасывается из камеры в дефлекторов и регулирующим козырьком направляется на выгрузку.
Электродвигатель измельчителя включается пусковой аппаратурой, а питатель массы – рычагом, при перемещении рычага в направлении приёмной камеры питатель отключается. Производительность измельчителя зависит от вида корма, его влажности и равномерности подачи. При влажности грубых кормов (сено, солома) до 15% производительность должна соответствовать по паспортным данным 3 т/ч. При измельчении стебельных кормов, влажность которых более 20 %, подачу на горизонтальный транспортёр уменьшают. Для этого снижают скорость питателя перестановкой звёздочек.
Техническая характеристика: производительность измельчителя от 0,8…3,2 т/ч при влажности 14…35%. Частота вращения ротора 960…980 мин-1, установленная мощность электродвигателя 30кВт. Габаритные размеры 3350 х 1350 х 3500 мм, масса 1350 кг.
Измельчитель растительных материалов ИРМ-15М предназначен для переработки грубых (сено, кукурузные стебли) и сочных (силос, корнеплоды, травы бобовых) кормов на животноводческих фермах. Измельчитель может быть использован в технологических линиях кормоцехов и как самостоятельная машина, при этом его доукомплектовывают бункером-питателем кормов.
Измельчитель ИРМ-15М состоит из рамы, камеры измельчения с барабаном, питателя, силосопровода (дефлектора), приёмного и прижимного битера , электродвигателя с комплектом пусковой аппаратуры.
Технологический процесс. Корма, поданные бункером-питателем на питатель измельчителя с помощью цепочно-ленточного транспортёра, приёмным и прижимным битерами направляются в камеру измельчения. Здесь они захватываются молотками барабана и поступают на противорежущие элементы и направляющие пластины деки, где измельчаются и выбрасываются молотками по силосопроводу в транспортное средство или промежуточное накопительное устройство. При попадании в корм твёрдых предметов последние воздействуютТехнические характеристики: производительность при измельчении грубых кормов – 7…10 т/ч; сочных – 15…20 т/ч; на смешивании кормов – 12…15 т/ч; частота вращения измельчающего барабана – 1360…1850 мин-1; скорость движения ленты питателя – 0,2…0,3 м/с; установленная мощность – 55 кВт; габариты – 3705 х 1640 х (1600…3200) мм; масса 7600 кг.
Измельчитель-смеситель стебельчатых кормов ИСК-3 предназначен для измельчения грубых кормов любой влажности и доизмельчения других компонентов и их смешивания, при приготовлении кормовых смесей. Основные сборочные единицы измельчителя- смесителя: собственно измельчитель смеситель, транспортёр для выгрузки готовой продукции, металлическая стойка (опора) транспортёра и пускозащитная аппаратура с электродвигателем.
Технологический процесс. Подлежащие измельчению и смешиванию грубые, сочные и другие корма подают в приёмную камеру бункера. Под действием всасывающего эффекта, создаваемого швырялкой, корма попадают в рабочую камеру, где вся масса под действием центробежных сил вращения равномерно распределяется вдоль стенок камеры. Здесь корм измельчается ножами верхнего ряда ротора и ножами противорезов, смешивается и по спирали опускается вниз. Компоненты корма ножами ротора и противорезов интенсивно измельчаются и перемешиваются, превращаясь в однородную смесь. В конце процесса кормосмесь попадает в выгрузуную камеру и швырялкой выбрасывается в бункер выгрузного транспорта. Инородные предметы выбрасываются в выгрузную камеру.
Степень измельчения и интенсивность смешивания корма в рабочей камере регулируют тремя способами: шибером, установленным между рабочей и выгрузной камерами (перед швырялкой); подбором числа противорезов и зубчатых дек; подборами числа ножей, устанавливаемых на роторе.
Техническая характеристика: производительность при измельчении соломы влажностью до 20% и т/ч, при смешивании кормов до 20 т/ч. размер измельчения стебельных кормов (не менее 80% по массе) до 50мм. Суммарная установленная мощность электродвигателей 39,2 кВт. Габаритные размеры 7030х1730х3580 мм, масса 2230 кг.
Источник
