К вопросу о разработке многокомпонентного дозатора

агроинженерия

_______________________________________________________________________________________

Размещено на http://www.allbest.ru/

_______________________________________________________________________________________

Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.-2010.-№3.

2

К вопросу о разработке многокомпонентного дозатора

И.Ф. Сараев, Н.В. Коняев

Аннотация

Содержание статьи посвящено теоретическому обоснованию создания многокомпонентного дозатора для сыпучих материалов.

Ключевые слова: дозатор, комбикорм.

Основная часть

комбикорм многокомпонентный дозатор технологический

Дозирование, как процесс непрерывного или периодического отмеривания некоторой массы материала с требуемой точностью, широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. Одной из таких отраслей является комбикормовая промышленность, где дозирование компонентов является ключевой операцией при получении комбикорма. В свою очередь, комбикорм является важной составляющей в рационах питания животных и птицы. По питательности он занимает в рационах для крупного рогатого скота до 25…50, свиней 70…100 и птицы 100% [1].

Соотношение компонентов в рецептах комбикормов для разного вида животных и их половозрастных групп различное. Анализ рецептов комбикормов [2] показывает, что в их состав входит до 15 компонентов, которые можно объединить в две группы - это зерновая и белково-витаминно-минеральных добавок (БВМД).

Из зерновых компонентов чаще используются пшеница, ячмень, горох, кукуруза и непременно БВМД, в состав которых входят мел, ракушка, соль, рыбная и мясокостная мука, жмых, шроты, жир, травяная мука, премиксы и многое другое. Таким образом, в состав комбикорма входят четыре компонента, соотношение которых в разных рецептах комбикорма различное, т.е. для каждого из четырех компонентов в технологической схеме надо предусматривать отдельный дозатор, что реализуется на практике в конструкциях агрегатов для приготовления комбикормов типа ОКЦ-15, УМК-Ф-2 и др.

По принципу дозирования материала известны разнообразные конструкции массовых дозаторов, относительная погрешность работы которых находится в пределах ±1% и объемных с погрешностью работы + (5..10%). Ввиду непомерной стоимости покупных комбикормов, его производство организуют в самих хозяйствах на базе собственного сырья и покупаемых БВМД, в этом случае стоимость комбикорма на 20…40% дешевле покупного, что доказывает солидный опыт работы комбикормовых цехов в хозяйствах [3].

За редким исключением, в технологических схемах таких цехов применяют объемные дозаторы, как наиболее дешевые и простые по устройству. К сожалению, они могут дозировать только один компонент и в большинстве конструкций имеют довольно сложный привод рабочего органа [3, 4].

Анализ конструкций и теоретические основы работы объемных дозаторов достаточно полно изложены в работе [4]. За редким исключением, идея работы этих дозаторов заключается в том, что дозируемый сыпучий материал из бункера через щель попадает на активный рабочий орган, которым направляется для дальнейшей обработки. Причем щель может иметь самые разнообразные формы и размеры, а активный рабочий орган, непременно находящийся под щелью, может совершать разнообразные виды движений, параметры которых зависят от очень многих факторов.

Предлагаемый многокомпонентный дозатор по способу дозирования является объемным, а по конструкции шнековым. Действительная массовая подача шнека (Q, т/ч) определяется по формуле:

Q=кd²Sn, (1)

где к - переводной коэффициент, к=47;

d - диаметр шнека, м;

S - шаг витков шнека, м;

n - частота вращения шнека, об/мин;

- объемная масса дозируемого материала, т/м³;

- коэффициент заполнения шнека, 1;

- поправка на угол наклона шнека, при его горизонтальном расположении =1.

Анализ формулы (1) показывает, что при постоянных конструктивных и кинематических параметрах шнека его подача зависит только от объемной массы дозируемого материала и коэффициента заполнения межвиткового пространства шнека. Учитывая вышеизложенное и конструктивные особенности шнека, нами разработана технологическая схема многокомпонентного дозатора, идея работы которого показана на рисунке 1. Он имеет корпус 1, в котором находится активный рабочий орган - шнек - 2.

Рисунок 1 Технологическая схема работы дозатора: 1-корпус; 2-шнек; 3-неподвижная перегородка; 4-накладка; 5-подвижные перегородки; 6-устройство регулирования; 7-мотор-редуктор; 8-выгрузное окно; 9-бункер наддозаторный

Корпус дозатора разделен на четыре части: пополам неподвижной перегородкой 3 с накладкой 4, а каждая половинка разделена еще пополам подвижными перегородками 5, положение которых регулируется устройством 6. В качестве привода шнека использован мотор-редуктор -7.

Накладка 4 перекрывает несколько витков шнека и предотвращает самопроизвольное высыпание материала в окно 8, которое находится в центре днища корпуса. Особенностью конструкции самого шнека является то, что его витки имеют встречную навивку от концов к середине.

Если дозатор соединить с бункером 9, разделенным на четыре секции так, что его перегородки будут совпадать с перегородками в корпусе дозатора, то получится агрегат для получения комбикорма из четырех компонентов, что соответствует рецептам комбикормов для большинства животных [2].

Как видно из рисунка, при работе агрегата компоненты комбикорма (А, Б, В и Г) из отсеков наддозаторного бункера 9 пересыпаются в отсеки дозатора и через щели между корпусом 1 и заслонками 5 попадают на вращающийся шнек 2 и перемещаются к выходному окну 8, откуда они попадают в измельчитель, на выходе из которого имеем комбикорм. Соотношение компонентов по рецепту достигается изменением ширины (h) щели путем поворота заслонок 5 на угол (б) системой их индивидуального привода 6.

Подача дозатора определится из выражения:

Q=Q_A+Q_Б+Q_В+Q_Г, (2)

где Q_{А,Б,В и Г} - подача шнека по отдельным компонентам, т/ч.

Подача по отдельным компонентам определяется по схожим формулам, например для компонента А:

Q_A=D²Sn_AA, (3)

где _A-объемная масса компонента А, т/м³;

_A-коэффициент заполнения части шнека, которая подает компонент А.

На виде Д показана ситуация, при которой заслонки, регулирующие подачу компонентов А и Г, повернуты на некоторый угол (б), что сократило размер (h) щели и, соответственно, уменьшило их подачу, а заслонки, регулирующие подачу компонентов Б и В, находятся над соответствующей частью шнека в вертикальном положении, при котором угол их поворота (б=0), а величина щели (h_max), что соответствует их максимальной подаче.

Испытания макета такого дозатора в лабораторных условиях показали его работоспособность и подтвердили теоретические предпосылки возможности дозирования четырех компонентов одним шнеком. Выяснилось также, что подача компонентам из отсеков секций шнеком зависит от направления его вращения относительно находящегося над ним отсека. В принципе диаметр и шаг витков шнека по парным отсекам могут быть разными, что значительно расширяет технологические возможности дозатора.

Список использованных источников

1 Хохрин, С.Н. Корма и кормление животных/ С.Н. Хохрин. Спб.: Лань, 2002.

2 Комбикорма, кормовые добавки и ЗИМ для животных. Справочник под редакцией Крохиной В.А. М.: Агропромиздат, 1990. 304 с.

3 Механизация приготовления кормов. Справочник под редакцией Сыроватка В.И.-М.: Агопромиздат, 1985. 386 с.

4 Леоньтьев, П.И. Технологическое оборудование кормоцехов/ П.И. Леоньтьев, В.И. Земсков, В.М. Потемкин. М.: Колос, 1984. 157 с.

Размещено на Allbest.ru