Екструдер для виготовлення корму із зернових сільськогосподарських продуктів

Реферат: Екструдер для виготовлення корму з зернових сільськогосподарських продуктів містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму. Екструдер додатково обладнано попереднім подрібнювачем, який містить зворотно-поступальний механізм з подрібнюючим елементом. UA 86408 U (12) UA 86408 U UA 86408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі техніки переробки зернових культур, їх сумішей, відходів на корм тваринам, а також одержання продуктів харчування із зерна шляхом екструзії та може бути використана, наприклад, у конструкції кормових екструдерів шнекових. Заявникам відомо багато аналогічних конструкції екструдера для виготовлення корму із зернових сільськогосподарських продуктів (далі по тексту - екструдер), серед яких найближчими за сукупністю суттєвих ознак є наступні. Відомий екструдер, який містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму. При цьому засіб для завантаження зерна містить бункер, який сполучений через вібролоток з завантажувальним бункером, який у свою чергу сполучений з засобом для подачі зерна до шнекового механізму (патент України № 2345 U на корисну модель, опублікований 16.02.2004, бюл. № 2). Недоліком відомого екструдера, як і інших однофазних екструдерів подібного типу, є неможливість забезпечення стабільності процесу екструзії середнього та особливо крупного зерна (кукурудза, горох тощо) через те, що описаний вище засіб для завантаження зерна не дозволяє забезпечити рівномірну подачу зерна у засіб для подачі зерна до шнекового механізму. В результаті цього привід обертання шнекового механізму працює або у режимі недовантаження, або у режимі перевантаження, що призводить до забивання засобу для подачі зерна до шнекового механізму зерном як від припинення надходження зерна, так і від надмірного надходження зерна до шнекового механізму, і, як наслідок, перевантаження приводу обертання шнекового механізму. Таким чином, підвищення стабільності роботи екструдера може бути досягнуто шляхом попереднього подрібнення зерна та його дозованої подачі до засобу для подачі зерна до шнекового механізму. Також відомий екструдер, який містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму. Засіб для завантаження зерна додатково обладнано завантажувальним бункером та шнеком для подання зерна до завантажувальної горловини. Завантажувальна горловина сполучена із засобом для подачі зерна до шнекового механізму. Шнек засобу для завантаження зерна має окремий привід від мотор-редуктора. При цьому окремий привід обладнано частотним регулятором для синхронізації продуктивності роботи засобу для завантаження зерна відносно допустимої продуктивності екструдера (деклараційний патент України № 19576 А на винахід, опублікований 25.12.1997, бюл. № 6). Наявність шнеку для подання зерна до завантажувальної горловини у засобі для завантаження зерна у описаному екструдері дозволяє отримати попередню обробку зерна перед його подачею до шнекового механізму для спучування (екструзії). Проте недоліком відомого пристрою є певне зниження продуктивності та стабільності роботи екструдера, обумовлене неможливістю отримання однакових розмірів сировини, яка надходить до шнекового механізму, що є необхідним для забезпечення стабільного процесу екструзії. При цьому наявність окремого приводу (від мотор-редуктора) для шнека засобу для завантаження зерна на додаток до основного приводу обертання шнекового механізму ускладнює конструкцію екструдера в цілому, збільшує енергоспоживання пристрою та збільшує його собівартість. За прототип прийнято екструдер, який містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму. Засіб для подачі зерна до шнекового механізму містить ділянку попереднього подрібнення, розташовану у корпусі екструдера перед шнековим механізмом. Ділянка попереднього подрібнення містить ножовий ротор та ножовий статор, розташовані з утворенням зазору між ними, який зменшується у напрямку руху сировини (патент України № 60044 U на корисну модель, опублікований 10.06.2011, бюл. № 11). Наявність ділянки попереднього подрібнення дозволяє зменшити зусилля, які необхідні для виконання процесу подрібнення на шнековому механізмі, та, відповідно, стабілізувати процес екструзії. Проте недоліком прототипу є здійснення попереднього подрібнення через нерегульований зазор між ножовим ротором та ножовим статором, що не дозволяє оптимізувати попереднє подрібнення в залежності від різних видів сировини, з різним розміром зерна тощо. Також описана конструкція ділянки попереднього подрібнення не дозволяє забезпечити дозування подачі зерна до шнека, що є важливою умовою для підвищення стабільності роботи екструдера у випадку обробки крупного зерна. При цьому розташування ділянки для попереднього подрібнення усередині корпусу ускладнює її обслуговування. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення стабільності та продуктивності роботи екструдера шляхом зміни обладнання конструкції екструдера додатковим засобом для подрібнення для отримання на вході до шнекового механізму фракцій зерна з розмірами, 1 UA 86408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 найбільш оптимальними для забезпечення стабільного процесу екструзії, та одночасно спрощення його конструкції та зручності використання екструдера за рахунок застосування одного приводу як для обертання шнека, так і для попереднього подрібнення, а також конструкції подрібнюючого елемента відповідно до корисної моделі. Поставлена задача вирішується таким чином, що екструдер для виготовлення корму з зернових сільскогосподарських продуктів, який містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму, відповідно до корисної моделі, додатково обладнано попереднім подрібнювачем, який містить зворотно-поступальний механізм з подрібнюючим елементом. При цьому привід зворотно-поступального механізму може здійснюватися через кулачковий механізм, з'єднаний з приводом обертання. При цьому подрібнюючий елемент зворотно-поступального механізму для попереднього подрібнення зерна може бути виконано як дисковий ніж з ріжучою кромкою. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Винахідниками шляхом серії досліджень підготування кормів для тварин з зернових культур, зокрема, з крупним зерном (кукурудза, горох та таке подібне), використовуючи екструдер з попереднім подрібнювачем, який містить зворотно-поступальний механізм з подрібнюючим елементом відповідно до корисної моделі, було виявлено, що попереднє подрібнення одночасно з дозуванням подрібненого зерна дозволяє забезпечити стабільну роботу екструдера та підвищення його продуктивності приблизно на 20 % у порівнянні з відомими аналогами. Тобто обладнання екструдера попереднім подрібнювачем, який містить зворотнопоступальний механізм з подрібнюючим елементом, дозволяє без використання додаткового приводу забезпечити підвищення стабільності роботи екструдера та підвищити його продуктивність за рахунок забезпечення попереднього подрібнення зерна саме на етапі подачі зерна до шнекового механізму шляхом зворотно-поступального руху подрібнюючого елемента зазначеного механізму. Причому відомо, що зворотно-поступальні механізми є досить зручним у налаштуванні його виконавчих органів, у даному випадку, подрібнюючого елемента, що надає можливість здійснити регулювання розміру подрібнення зерна для його подачі до шнекового механізму та тим самим забезпечити відсутність недовантаження або перевантаження приводу обертання шнекового механізму та підвищити стабільність роботи приводу його обертання та екструдера в цілому. При цьому здійснення приводу зворотно-поступального механізму через кулачковий механізм, з'єднаний з приводом обертання, дозволяє здійснити одночасно попереднє подрібнення та дозовану подачу подрібненого зерна до камери завантаження та далі до шнекового механізму на екструзію за допомогою одного приводу обертання шнекового механізму, яким обладнано екструдер, тобто дозволяє уникнути необхідності введення додаткового приводу спеціально для подрібнення та дозованої подачі зерна. Відповідно до цього, відсутність необхідності застосування додаткового приводу, а також частотного регулятора для синхронізації продуктивності пристрою попереднього подрібнення з допустимою продуктивністю екструдера, дозволяє спростити конструкцію екструдера, підвищити надійність його експлуатації та зменшити його енергоспоживання. При цьому здійснення зворотнопоступального приводу через кулачковий механізм дозволяє підвищити точність позиціювання вихідної ланки (засобу подрібнення) для здійснення попереднього подрібнення та дозування, а також підвищити надійність та компактність конструкції екструдера з попереднім подрібненням та наступним дозуванням зерна, яке надходить на екструзію. Виконання подрібнюючого елемента зворотно-поступального механізму для попереднього подрібнення зерна, як дискового ножа з ріжучою кромкою, дозволяє здійснити попереднє подрібнення будь-яких зернових культур з будь-яким розміром зерна, зокрема, з крупним зерном (кукурудзи, гороху тощо), а також підвищити зручність поновлення ріжучих властивостей подрібнюючого елемента шляхом заточки дискового ножа. А не заміни всього елемента, як у випадку з молотковими дробарками та подібним до них. При цьому дисковий ніж має підвищену площу контакту з зерном для попереднього подрібнення та є більш зручним для наладки параметрів попереднього подрібнення, що додатково підвищує простоту та зручність використання екструдера. Заявлена корисна модель ілюструється наступним прикладом здійснення екструдера та відповідними кресленнями, а саме: - фіг. 1 - екструдер, вид збоку в перерізі, 2 UA 86408 U 5 10 15 20 25 30 35 - фіг. 2 - попередній подрібнювач, вид збоку в перерізі (екструдер не показано). Зображувальні матеріали, що ілюструють заявлену корисну модель, а також наведений приклад конкретного виконання екструдера ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Екструдер містить корпус 1 з підшипниковим вузлом 2, шнековий механізм 3, з'єднаний з приводом обертання 4 через пасову передачу 5, засіб для завантаження зерна у вигляді бункера 6 та засіб для подачі зерна до шнекового механізму 7. Екструдер додатково обладнано попереднім подрібнювачем 8, який містить зворотно-поступальний механізм 9 з подрібнюючим елементом 10, патрубок 11, сполучений різьбовими ділянками з кронштейном бункера 12, та лоток 13. Привід зворотно-поступального механізму здійснюється через кулачковий механізм 14, з'єднаний з приводом обертання 4. Подрібнюючий елемент 10 зворотно-поступального механізму 9 для попереднього подрібнення зерна являє собою дисковий ніж з ріжучою кромкою (на кресленні не показано). Кулачковий механізм 14 містить кулачок 15, встановлений на валу 16 шнекового механізму 3, який через ролик 17, важіль 18 та штовхач 19 надає зворотно-поступального руху дисковому ножу подрібнюючого елемента 10. Попередній подрібнювач 8 додатково містить засіб 20 горизонтального переміщення кронштейна 12 та бункера 6. Використовують екструдер наступним чином. У процесі роботи екструдера зерно із засобу для завантаження зерна 6 подають до зони подрібнення попереднього подрібнювача 8, розташованої між торцем патрубка 11 та ріжучою кромкою дискового ножа подрібнюючого елемента 10, в результаті чого отримують попереднє подрібнення зерна. При цьому настроювання зазору між торцем патрубка 11 та ріжучою кромкою дискового ножа здійснюють шляхом обертання різьбової ділянки бункера 6 у різьбовій ділянці кронштейні бункера 12 та вертикального осьового переміщення бункера 6 та патрубка 11 попереднього подрібнювача 8. Регулювання продуктивності попереднього подрібнювача 8, тобто дозування зерна, яке надходить на екструзію у шнековий механізм 3, здійснюють шляхом горизонтального переміщення кронштейна бункера 12 та патрубка 11 з бункером 6 за допомогою засобу 20 та відповідно збільшення або зменшення площі вікна, через яке зерно, що проходить зону зворотно-поступального руху дискового ножа (зону подрібнення), потрапляє до лотка 13 та потім у завантажувальну лійку засобу для подачі зерна до шнекового механізму 7 екструдера. Застосування заявленої корисної моделі дозволяє отримати підвищення стабільності та продуктивності роботи екструдера з одночасним спрощенням його конструкції та підвищенням зручності використання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Екструдер для виготовлення корму із зернових сільськогосподарських продуктів, який містить корпус з підшипниковим вузлом, шнековий механізм, з'єднаний з приводом обертання, засіб для завантаження зерна та засіб для подачі зерна до шнекового механізму, який відрізняється тим, що екструдер додатково обладнано попереднім подрібнювачем, який містить зворотнопоступальний механізм з подрібнюючим елементом. 2. Екструдер за п. 1, який відрізняється тим, що привід зворотно-поступального механізму здійснюється через кулачковий механізм, з'єднаний з приводом обертання. 3. Екструдер за п. 1, який відрізняється тим, що подрібнюючий елемент зворотнопоступального механізму для попереднього подрібнення зерна являє собою дисковий ніж з ріжучою кромкою. 3 UA 86408 U 4 UA 86408 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5