Рабочие органы измельчителей грубых и сочных кормов

Классификация, рабочие органы, рабочий процесс молотковой дробилки

Способы и зоотехнические требования к технологии измельчения кормов

Измельчением называется процесс разделения твердого тела на части механическим путем, т.е. приложением внешних сил, превосходящих силы молекулярного сцепления.

В кормоприготовлении измельчению подвергаются зерно злаковых, бобовых и масличных культур, мел, соль, прессованные корма, пищевые отходы, сено, солома, корнеклубнеплоды, зеленая масса трав и т.п.

Измельчение играет важную роль в усвоении питательных веществ организмом животных. Чем мельче частица (до определенного предела), тем быстрее она обрабатывается желудочным соком животного и лучше усваивается. Пылевидные частицы комкуются и желудочный сок плохо проникает внутрь этих комков.

Измельчение уменьшает затраты энергии животными на разжевывание кормов, увеличивает их сыпучесть (грубые и волокнистые корма), улучшает условия механизации и автоматизации процессов смешивания, дозирования, раздачи.

Измельчение кормовых материалов может осуществляться различными способами: разбиванием свободным ударом, растиранием, плющением или раздавливанием, резанием, скалыванием или крошением. Каждый из способов измельчения применим для определенных видов кормов в зависимости от их физико-механических свойств и назначения измельчения и осуществляется измельчителями со специальными рабочими органами. Например, зеленую массу трав для скармливания КРС измельчают резанием, а для свиней, кроме того, - растиранием и плющением; сухое зерно для приготовления комбикормов - свободным ударом, скалыванием или крошением, влажное для непосредственного скармливания или консервирования - плющением или раздавливанием и т.д.

Измельчение свободным ударом осуществляется молотками, шарнирно закрепленными на роторе, вращающемся в дробильной камере со скоростью 35...70 м/с. Материал при встрече с молотками дробится на лету, отбрасывается к стенкам камеры или решету и там за счет полученной кинетической энергии измельчается дополнительно.

Измельчение растиранием осуществляется двумя рифлеными поверхностями, установленными с определенным зазором и совершающими движение друг относительно друга.

Измельчение плющением или раздавливанием осуществляется двумя гладкими поверхностями, установленными с заданным зазором и имеющими одинаковую скорость (угловую или линейную). Поверхности могут быть решетчатыми.

Измельчение резанием осуществляется ножами, движущимися навстречу друг другу. Один из ножей может быть неподвижным (противорез). Ножи могут иметь поступательное и вращательное движение.

Измельчение скалыванием или крошением (ломание) осуществляется зубчатыми поверхностями, придающими измельченному материалу деформацию изгиба или скола.

При любом способе измельчения к материалу предъявляются определенные требования, которые, как правило, излагаются в зоотехнических требованиях при разработке той или иной измельчающей машины.

Крупность частиц зерновых концентрированных кормов должна быть не более: для КРС - 3 мм, свиней и птицы - 1 мм, если эти концкорма используются для приготовления влажных мешанок. Если используют плющенное или экструдированное зерно, частицы допускаются более крупными. При этом пылевидных частиц должно быть минимально.

Любой корм до и после обработки не должен содержать в себе твердых примесей и металлических включений, семян сорных растений.

Влажность измельченных концентрированных кормов, подлежащих длительному хранению, не должна превышать 14...15 %.

В зависимости от организации рабочего процесса в дробильной камере различают дробилки открытого (безрешетные) и закрытого типов. В дробилках первого типа материал быстро удаляется из нее. Применяется для крупнокускового, хрупкого, сухого, немажущегося материалов. Измельчение производится за счет энергии свободного удара молотка по кускам значительной массы.

В дробилках закрытого типа решето и деки охватывают барабан от 120 до 360⁰. Материал удаляется по мере измельчения до заданного размера через отверстия решета. Эти дробилки могут быть с горизонтальным и вертикальным валом.

По конструктивным признакам дробилки подразделяют на одно- и двухбарабанные, с радиальной (а), тангенциальной (б) и боковой (в) подачей материала рисунок 1. в камеру дробления, с подачей его самотеком или принудительно, с вентилятором для отвода измельченного материала или без него, с жестким и шарнирным креплением молотков на роторе.

Рис. 1. – Классификация дробилок по способу подачи материала в камеру дробления

По назначению дробилки могут быть простыми (специализированными) и универсальными с молотковым и ножевым рабочим органом.

Большинство молотковых дробилок сельскохозяйственного назначения оборудованы циклонами с системой трубопроводов и фильтрами-пылеуловителями, образующими единую замкнутую пневмосистему. Это способствует обеспыливанию помещений, уменьшает взрывобезопасность и улучшает условия труда.

К рабочим органам относят молотки, решета и деки. Все остальные механизмы - транспортеры-питатели, бункеры, вентиляторы, циклоны, фильтры, трубопроводы, выгрузные транспортеры - являются вспомогательными, обеспечивающими непрерывность и надежность технологического процесса.

Молотки предназначены для измельчения материала влет. Их различают по форме, размерам и назначению. Молотки бывают рисунок 2. пластинчатые прямоугольной (а) и ступенчатой (б) формы, а также составные фигурные (в, г, д, е).

Рис. 2. - Формы молотков

Для измельчения зерна и мягких материалов используют пластинчатые молотки толщиной 2...3 мм, для стебельных кормов - 6...8 мм, для крупнокусковых (початки, жмых) - 8...12 мм, для сочных кормов - составные фигурные.

Изготавливают молотки из марганцовистой стали 65Г с закалкой рабочих (активных) поверхностей или углеродистой стали с наплавкой кромок сармайтом.

Молотки с одним отверстием для пальца после износа кромки поворачивают, с двумя отверстиями - переставляют трижды. В зависимости от конструкции молотков и физико-механических свойств измельчаемого материала молотки могут служить 72...280 часов.

Размещают молотки на цилиндрической поверхности ротора по винтовой линии с двумя или тремя заходами или же параллельными рядами.

Решета предназначены для отвода готового продукта, дополнительного его измельчения и регулирования степени измельчения. В кормодробилках применяют гладкие решета из листовой стали с пробивными круглыми отверстиями диаметром от 3 до 10 мм. Живое сечение решет составляет 0,08...0,35.

Рис. 3 - Решета молотковых дробилок

Решета изготавливаются из листовой стали толщиной от 2 до 8 мм и бывают гладкими (а, б) и чешуйчатыми (в, г) рисунок 3. В тонких гладких решетах отверстия штампуются, а в толстых высверливаются. Для уменьшения сопротивления движению продукта отверстия в толстых решетах делают коническими. Чешуйчатые решета имеют острошероховатые поверхности, что значительно повышает эффект измельчения и пропускную способность в сравнении с гладкими решетами.

Деки предназначены для повышения эффективности процесса измельчения. Они представляют собой отражательные поверхности, установленные в верхней части корпуса и охватывающие ротор с одной или двух сторон на определенной дуге окружности. Они вместе с решетами составляют неподвижную стенку, о которую ударяются частицы материала, отброшенного молотками.

Деки бывают рифленые чугунные или стальные с пробивными отверстиями. Уложенные плотно к корпусу они образуют шероховатую поверхность.

Процесс измельчения в молотковой дробилке происходит следующим образом. Зерна материала, попав в зону действия молотков, получают первый удар и отбрасываются к периферии, где отражаются поверхностью от деки или решета.

Отражаясь от них, частицы замедляют свое движение, но в зоне действия молотков они опять ускоряются от их ударов и потока воздуха. При установившемся процессе по всей внутренней окружности корпуса дробилки образуется вращающийся непрерывно перемешивающийся слой материала. От многократных столкновений с молотками, решетом и декой зерна измельчаются. При достижении заданного размера частицы материала проходят через отверстия решета и удаляются из дробилки. На их место поступают новые порции неизмельченного материала.

Наибольшее применение при измельчении грубых кормов нашли ножевые, штифтовые, молотковые типы измельчающих рабочих органов для кормов (рис. 4);

Рис. 4. Рабочие органы измельчителей:

а – ножевые: 1 – нож; 2 – противорежущая пластина; 3 – измельчаемый материал;

б – штифтовые: 1 – неподвижный диск; 2 – подвижный диск; 3 – штифты;

в – молотковые: 1 – диск; 2 – молоток; 3 – решето; 4 – дека; 5 – регулирующая заслонка

Достоинствами ножевых рабочих органов являются малый удельный расход энергии, возможность измельчать корма любой влажности. Этот тип рабочих органов применяется для измельчения грубых кормов, корнеплодов. Недостаток в том, что резка получается с острыми краями, нет продольного расщепления стеблей.

Штифовые рабочие органы применяются для измельчения грубых кормов путем излома, разрыва, расщепления вдоль волокон. Их преимущество перед другими в том, что они измельчают стебли не только поперек но и вдоль волокон. Корм в таком виде хорошо запаривается и охотно поедается животными. Недостатки – повышенная энергоемкость, неудовлетворительная работа на кормах влажностью более 20 - 25%.

Молотковые рабочие органы являются универсальными: могут измельчать все виды кормов. Измельчение происходит очень мелкое, что не всегда требуется. Тем не менее молотковые измельчители незаменимы при производстве травяной, сенной или соломенной муки, когда требуется размер частиц не более 1-3 мм.

Для приготовления сочных кормов используют корнеклубнемойки, корнерезки, измельчители корнеклубнеплодов и кормоприготовительные агрегаты.

Камни частицы грязи от кормовой массы отделяют специальные устройства различного конструктивного исполнения. Наиболее эффективно этот процесс протекает в воде, где камни, имеющие удельную массу значительно большую, чем у корнеклубнеплодов, оседают на дно ванны, а продукт выводится из устройства.

Корнеклубнемойки по конструкции рабочих органов делятся на кулачковые, барабанные, дисковые и шнековые (рис. 5). Различают машины периодического и непрерывного действия, вода в них служит для удаления в осадок отдельных частиц грязи.

Рис. 5. Схемы корнеклубнемоек и корнерезок:

I – корнеклубнемойки: а – кулачковая; б – барабанная; в – дисковая; г – шнековая;

II – корнерезки: д – дисковая; е – дисковая с вертикальным валом; ж – барабанная; з – с неподвижными ножами

Корнерезки и измельчители корнеплодов (см. рис. 5) по принципу действия делятся на машины с режущими (рубящими) рабочими органами, ударного действия (штифтовые или молотковые) и комбинированные (рубящие и ударные). Ножи при резке корнеклубнеплодов подвержены быстрому износу в результате абразивного воздействия земли и песка, находящихся на поверхности измельчаемого продукта.

Рабочими органами ударного действия служат жестко или шарнирно закрепленные штифты, молотки или фрезы. Они более стойки к абразивному износу, однако измельчают корнеплоды со значительным выделением сока, что увеличивает потери питательных веществ в процессе приготовления кормов.

При надлежащем конструировании режущие рабочие органы имеют некоторые преимущества по удельным энергозатратам и получению продукта заданного гранулометрического состава.

В настоящее время для обработки корнеклубнеплодов кроме отдельных используются комбинированные машины и агрегаты, которые выполняют две технологические операции и более, обеспечивая поточность и высокое качества приготовления кормов.

Дата добавления: 2014-01-20