RU70087U1 - DEVICE FOR GRINDING, MIXING AND FEEDING - Google Patents

Abstract

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: в животноводстве, для измельчения, смешивания и раздачи кормов. РЕШАЕМАЯ ЗАДАЧА: уменьшение прилагаемого усилия при резании и перемешивании кормовой массы, снижение энергозатрат на приготовление кормов, повышение надежности устройства в целом, при одновременном повышении качества и сокращении времени приготовления кормовой массы. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ: в устройстве для измельчения, смешивания и раздачи кормов, включающем в себя установленный на мобильной раме привод, транспортер, конический бункер, внутри которого размещен с возможностью вращения по часовой стрелке вертикальный конический сплошной шнек с левой спиралью, снабженный ножами, предлагается шнек выполнить так, что каждый последующий виток спирали шнека имеет угол подъема или шаг спирали больше, чем предыдущий нижний виток, т.е. шнек выполнить так, что расстояние между верхней рабочей поверхностью спирали и нижней рабочей поверхностью спирали шнека увеличивается от витка к витку по мере продвижения вверх, а соответственно увеличивается межвитковое пространство. Спираль шнека может быть выполнена двухвитковой, а фигура, образованная вращением шнека, может иметь форму двух усеченных конусов, при этом угол образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, причем высоты верхнего и нижнего конусов равны шагу верхнего витка спирали и шагу нижнего витка спирали соответственно.USAGE: in animal husbandry, for grinding, mixing and distributing feed. SOLVED PROBLEM: reducing the applied effort when cutting and mixing the feed mass, reducing the energy consumption for preparing the feed, increasing the reliability of the device as a whole, while improving the quality and reducing the cooking time of the feed mass. SUMMARY OF THE INVENTION: In a device for grinding, mixing and distributing feeds, including a drive mounted on a mobile frame, a conveyor, a conical hopper, inside which a vertical conical continuous auger with a left spiral, equipped with knives, is arranged to rotate clockwise, it is proposed to perform a screw so that each subsequent turn of the screw spiral has an elevation angle or step of the spiral greater than the previous lower turn, i.e. screw so that the distance between the upper working surface of the spiral and the lower working surface of the spiral of the screw increases from coil to coil as you move up, and accordingly increases the inter-turn space. The spiral of the screw can be made two-turn, and the figure formed by the rotation of the screw can have the shape of two truncated cones, while the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, moreover, the heights of the upper and lower cones are equal to the pitch of the upper coil of the spiral and the pitch of the lower coil of the spiral, respectively.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к устройствам для измельчения, смешивания и раздачи кормов, применяемым в животноводстве.The utility model relates to agricultural engineering, in particular, to devices for grinding, mixing and distribution of feed used in animal husbandry.

Одной из проблем животноводства является необходимость транспортирования устройства для измельчения, смешивания и раздачи кормов в коровник за один въезд транспортного средства, что особо важно в холодное время года для того, чтобы не выстывало помещение. Для транспортирования устройства для измельчения, смешивания и раздачи кормов в настоящее время обычно используется трактор класса 1.4 МТЗ 80-82, поскольку это единственный трактор, который свободно въезжает через типовые ворота коровников, высота проема которых составляет 2600 мм. Однако мощность такого трактора ограничена и составляет 55 Квт, поэтому уменьшение потребляемой мощности в процессе приготовления корма является актуальной задачей.One of the problems of animal husbandry is the need to transport the device for grinding, mixing and distributing feed to the barn for one entry of the vehicle, which is especially important in the cold season so that the room does not stand still. For transportation of the device for grinding, mixing and distributing feed, a tractor of class 1.4 MTZ 80-82 is currently usually used, since this is the only tractor that freely drives through typical barn gates, the opening height of which is 2600 mm. However, the power of such a tractor is limited and amounts to 55 kW; therefore, reducing the power consumption during the preparation of feed is an urgent task.

Известно устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов согласно патенту RU №2283577 с приоритетом от 2005.01.25. Устройство включает в себя установленный на мобильной раме конический бункер, внутри которого размещен вертикальный шнек с ножами. Витки шнека выполнены из двух частей: витки первой центральной части шнека с наружным диаметром 1 м, примыкающей к трубчатому валу, выполнены цилиндрическими и расположены под углом 7°-13° к горизонту, а витки во второй конической части шнека расположены под углом 4°-7° к горизонту, при этом верхняя часть шнека оснащена вертикальным ножом, прикрепленным к валу со смещением относительно оси его вращения. За выгрузным отверстием в стенке бункера установлено дозируще-измельчающее устройство в виде ротора.A device for grinding, mixing and distributing feed according to patent RU No. 2283577 with priority from 2005.01.25. The device includes a conical hopper mounted on a mobile frame, inside of which a vertical auger with knives is placed. The turns of the screw are made of two parts: the turns of the first central part of the screw with an outer diameter of 1 m adjacent to the tubular shaft are cylindrical and are located at an angle of 7 ° -13 ° to the horizontal, and the turns in the second conical part of the screw are located at an angle of 4 ° - 7 ° to the horizon, while the upper part of the screw is equipped with a vertical knife attached to the shaft with an offset relative to its axis of rotation. Behind the discharge hole in the bunker wall, a metering and grinding device in the form of a rotor is installed.

Первым недостатком данного устройства является то, что уменьшение мощности, потребляемой от трактора, достигается за счет использования дополнительного ротора, с помощью которого можно лишь незначительно снизить обороты шнека. Однако, как показывает практика, в процессе эксплуатации таких устройств после прекращения вращения шнека при загруженном бункере, повторное включение его невозможно и потребует произвести выгрузку кормовой массы вручную, т.е. работа его ненадежна. Даже при наличии средства, позволяющего The first disadvantage of this device is that the reduction in power consumed by the tractor is achieved through the use of an additional rotor, with which you can only slightly reduce the speed of the screw. However, as practice shows, during the operation of such devices after the screw has stopped rotating when the hopper is loaded, it cannot be switched back on and will require unloading the feed mass manually, i.e. his work is unreliable. Even with a means to

производить переключение оборотов без остановки шнека, потребляемая мощность снижается незначительно. При использовании дополнительного ротора весьма незначительно сокращается время приготовления порции корма и незначительно снижается потребляемая мощность - в пропорции длин радиусов, а, следовательно, и моментов рабочих органов - ротора и шнека. Необходимо также отметить сложность изготовления ротора.to switch the speed without stopping the auger, power consumption is reduced slightly. When using an additional rotor, the cooking time for a portion of the feed is reduced very slightly and the power consumption is slightly reduced in proportion to the lengths of the radii, and, consequently, the moments of the working bodies - the rotor and the screw. It should also be noted the complexity of manufacturing the rotor.

Вторым недостатком устройства является то, что при неизменном шаге спирали и неизменной величине угла подъема спирали шнека возможно застревание в межвитковом пространстве кормовой массы при ее движении снизу вверх по шнеку. В результате резание становится невозможно и прекращается перемещение вверх кормовой массы.The second disadvantage of the device is that with a constant pitch of the spiral and a constant value of the angle of elevation of the spiral of the screw, it is possible to get stuck in the inter-turn space of the feed mass when it moves from bottom to top along the screw. As a result, cutting becomes impossible and the upward movement of the feed mass is stopped.

К тому же измельчение кормовой массы происходит, в основном, в зоне первого нижнего витка шнека, т.к. в этой зоне наивысшая плотность кормовой массы, что обусловлено давлением расположенных выше слоев кормовой массы. Шаг нижнего витка шнека по величине такой же большой, как и следующего витка, поэтому велика вертикальная составляющая силы сопротивления спирали шнека при его вращении, а также больше крутящий момент и нагрузка на привод, следовательно, велики энергетические затраты.In addition, the grinding of forage mass occurs mainly in the area of the first lower turn of the screw, because in this zone, the highest density of the fodder mass, due to the pressure of the layers of the fodder located above. The step of the bottom turn of the screw is as large as the next turn, therefore, the vertical component of the resistance force of the spiral of the screw during its rotation is large, as well as more torque and load on the drive, therefore, energy costs are high.

Третьим недостатком является то, что наклон образующей конуса остается постоянным от шага к шагу. Движение кормовой массы происходит по шнеку снизу вверх, в стороны, по стенкам бункера вниз на ножи первого витка шнека. Поскольку наклон образующей конуса остается постоянным от шага к шагу, то резание идет хуже и энергетические затраты больше, так как верхний виток используется в основном для подъема кормовой смеси и меньше участвует в измельчении (резании) и перемешивании.A third disadvantage is that the inclination of the generatrix of the cone remains constant from step to step. The movement of the feed mass occurs along the screw from the bottom up, to the sides, along the walls of the hopper down to the knives of the first turn of the screw. Since the slope of the generatrix of the cone remains constant from step to step, cutting goes worse and energy costs are higher, since the upper turn is used mainly for lifting the feed mixture and is less involved in grinding (cutting) and mixing.

Кроме того, использование вертикального ножа не эффективно, поскольку спрессованный рулон сена, попадая на вертикальный нож, установленный на верхней части шнека со смещением, часто выталкивает рулон из бункера.In addition, the use of a vertical knife is not effective, since a compressed roll of hay, falling on a vertical knife mounted on the top of the screw with offset, often pushes the roll out of the hopper.

Известно также устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов согласно свидетельству на полезную модель №22287, приоритет от 2002.03.11, выбранное в качестве ближайшего аналога. Устройство содержит установленные на мобильной раме бункер, средство выгрузки кормов, транспортер, вертикально установленный в бункере рабочий орган с жестко закрепленными режущими элементами. Бункер выполнен с круглым дном, овальной верхней обечайкой и наклонными стенками, а рабочий орган выполнен в виде конического шнека с It is also known a device for grinding, mixing and distributing feed according to the certificate for utility model No. 22287, priority from 2002.03.11, selected as the closest analogue. The device comprises a hopper mounted on a mobile frame, feed unloading means, a conveyor, a working body vertically mounted in the hopper with rigidly mounted cutting elements. The hopper is made with a round bottom, an oval upper shell and inclined walls, and the working body is made in the form of a conical screw with

правым вращением и левой навивкой спирали, при этом режущие элементы выполнены в виде зубчатых ножей, расположенных по периферии спирали шнека. Данное устройство выгодно отличатся от вышеописанного тем, что в нем отсутствует сложный по конструкции дополнительный ротор, эффективность которого в процессе измельчения очень незначительна, а в процессе перемешивания равна нулю.right rotation and left winding of the spiral, while the cutting elements are made in the form of gear knives located on the periphery of the screw spiral. This device compares favorably with the one described above in that it lacks an additional rotor with a complex construction, the efficiency of which is very insignificant in the grinding process and equal to zero in the mixing process.

Недостатками данного устройства являются те же, что и недостатки устройства согласно патенту №2283577.The disadvantages of this device are the same as the disadvantages of the device according to the patent No. 2283577.

Во-первых, неизменность шага спирали и величины угла подъема спирали шнека обуславливает низкую надежность работы устройства из-за застревания в межвитковом пространстве кормовой массы, а также обуславливает необоснованно большой крутящий момент, а значит большую нагрузку на привод и большие энергетические затраты, а также приводит к ухудшению качества и увеличению сроков приготовления кормовой массы.Firstly, the invariable pitch of the spiral and the angle of elevation of the screw spiral causes low reliability of the device due to jamming in the inter-turn space of the feed mass, and also causes unreasonably large torque, which means a large load on the drive and high energy costs, and also leads to deterioration in quality and increase the timing of the preparation of feed mass.

Во-вторых, наклон образующей конуса остается постоянным от шага к шагу, что приводит к ухудшению резания и увеличению энергетических затрат, так как верхний виток используется, в основном, для подъема кормовой смеси и меньше участвует в измельчении и перемешивании.Secondly, the slope of the generatrix of the cone remains constant from step to step, which leads to a deterioration in cutting and an increase in energy costs, since the upper turn is used mainly for lifting the feed mixture and is less involved in grinding and mixing.

Полезная модель направлена на решение задачи уменьшения прилагаемого усилия при резании и перемешивании кормовой массы, снижения энергозатрат на приготовление кормов, повышения надежности устройства в целом, при одновременном повышении качества и сокращении времени приготовления кормовой массы.The utility model is aimed at solving the problem of reducing the applied effort when cutting and mixing the fodder mass, reducing energy consumption for preparing the feed, increasing the reliability of the device as a whole, while improving the quality and reducing the cooking time of the fodder mass.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для измельчения, смешивания и раздачи кормов, включающем в себя установленный на мобильной раме привод, транспортер, конический бункер, внутри которого размещен с возможностью вращения по часовой стрелке вертикальный конический сплошной шнек с левой спиралью, снабженный ножами, предлагается шнек выполнить так, что каждый последующий виток спирали шнека имеет угол подъема или шаг спирали больше, чем предыдущий нижний виток, т.е. шнек выполнить так, что расстояние между верхней рабочей поверхностью спирали и нижней рабочей поверхностью спирали шнека увеличивается от витка к витку по мере продвижения вверх, а соответственно увеличивается межвитковое пространство.The essence of the utility model is that in a device for grinding, mixing and distributing feed, which includes a drive mounted on a mobile frame, a conveyor, a conical hopper, inside which a vertical conical continuous auger with a left spiral is arranged to rotate clockwise, equipped with knives, it is proposed that the screw be made so that each subsequent turn of the screw spiral has an elevation angle or spiral pitch greater than the previous lower turn, i.e. screw so that the distance between the upper working surface of the spiral and the lower working surface of the spiral of the screw increases from coil to coil as you move up, and accordingly increases the inter-turn space.

Спираль шнека может быть выполнена двухвитковой, а фигура, образованная вращением шнека, может иметь форму двух усеченных конусов, при этом угол The spiral of the screw can be double-wound, and the figure formed by the rotation of the screw can be in the form of two truncated cones, the angle

образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, причем высоты верхнего и нижнего конусов равны шагу верхнего витка спирали и шагу нижнего витка спирали соответственно.the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, the heights of the upper and lower cones being equal to the pitch of the upper coil of the spiral and the pitch of the lower coil of the spiral, respectively.

В предлагаемом устройстве за счет того, что каждый последующий виток спирали шнека имеет угол подъема или шаг спирали больше, чем предыдущий нижний виток спирали, устраняется застревание в межвитковом пространстве частично измельченной кормовой массы, которая постоянно уплотняется под давлением верхних слоев смеси, подаваемой шнеком снизу. При этом даже незначительное расширение межвиткового пространства за счет увеличения шага или угла подъема верхнего витка спирали по всей длине обеспечивает гарантированное прохождение вверх кормовой массы по межвитковому пространству шнека. Это приводит к сокращению времени, в течение которого кормовая смесь совершает один циклический оборот в вертикальной плоскости, следовательно, к уменьшению времени приготовления кормов, к снижению сопротивления при движении корма, что требует меньший крутящий момент, и к снижению энергетических затрат, при сохранении качества кормовой массы.In the proposed device due to the fact that each subsequent turn of the spiral of the screw has an elevation angle or step of the spiral greater than the previous lower turn of the spiral, jamming of partially crushed fodder mass, which is constantly compacted under pressure from the upper layers of the mixture supplied by the screw from below, is eliminated. Moreover, even a slight expansion of the inter-turn space due to an increase in the pitch or angle of elevation of the upper coil of the spiral along the entire length ensures a guaranteed passage of the feed mass through the inter-turn space of the screw. This leads to a reduction in the time during which the feed mixture makes one cyclic revolution in the vertical plane, therefore, to a decrease in the preparation time of the feed, to a decrease in resistance during feed movement, which requires less torque, and to lower energy costs, while maintaining the quality of the feed masses.

Выполнение шнека с двухвитковой спиралью так, что фигура, образованная вращением шнека, имеет форму двух усеченных конусов, при этом угол образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, позволяет значительно сократить прилагаемый крутящий момент, создающий усилие для выполнения резания кормовой массы, ее перемешивание и перемещения вверх. Применение шнека в виде усеченного конуса, в котором угол подъема спирали верхнего витка больше угла подъема нижнего витка на 3-8°, а высота шнека, диаметр верхнего и нижнего его оснований неизменны, способствует значительному сокращению прилагаемого крутящего момента для выполнения резания кормовой массы, ее перемешивания и перемещения вверх. Резание осуществляется в основном ножами нижнего витка спирали, т.к. давление верхних слоев кормовой смеси способствуют этому. Однако, чем больше шаг нижнего витка спирали, тем больший требуется крутящий момент для выполнения резания и перемешивания кормовой массы. Наиболее приемлемой является форма шнека в виде двух усеченных конусов, где угол образующей нижнего конуса к оси вращения значительно больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, поскольку такая форма шнека позволяет при сохранении высокого качества кормовой смеси The execution of the screw with a two-turn spiral so that the figure formed by the rotation of the screw has the shape of two truncated cones, while the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, allows significantly reduce the applied torque, which creates an effort to cut the feed mass, mix it and move up. The use of a screw in the form of a truncated cone, in which the angle of elevation of the spiral of the upper turn is greater than the angle of elevation of the lower turn by 3-8 °, and the height of the screw, the diameter of its upper and lower bases are unchanged, contributes to a significant reduction in the applied torque for cutting the feed mass, its mixing and moving up. Cutting is carried out mainly with knives of the lower turn of the spiral, because the pressure of the upper layers of the feed mixture contribute to this. However, the larger the pitch of the lower turn of the spiral, the greater the torque required to perform cutting and mixing of the feed mass. The most acceptable is the shape of the auger in the form of two truncated cones, where the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is much larger than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, since such a shape of the screw allows maintaining the high quality of the feed mixture

сократить время ее приготовления и значительно уменьшить потребляемую мощность. Усилие, необходимое для резания, увеличивается за счет уменьшения угла наклона образующей конуса.reduce the time of its preparation and significantly reduce power consumption. The force required for cutting increases by reducing the angle of inclination of the generatrix of the cone.

На фиг.1 представлено устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов вид сбоку.Figure 1 shows a device for grinding, mixing and distributing feed side view.

На фиг.2 представлен вариант выполнения шнека в виде одного усеченного конуса, у которого шаг нижнего витка спирали меньше шага верхнего витка спирали.Figure 2 presents an embodiment of the screw in the form of a single truncated cone, in which the step of the lower coil of the spiral is less than the step of the upper coil of the spiral.

На фиг.3 представлен вариант выполнения шнека в виде двух усеченных конусов, где верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, а шаг верхнего витка спирали больше шага нижнего витка спирали, при этом угол образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса.Figure 3 presents an embodiment of the screw in the form of two truncated cones, where the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, and the step of the upper coil of the spiral is greater than the step of the lower coil of the spiral, while the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone.

На фиг.4 представлена развертка АВСД спирали шнека, изображенного на фигурах 2, 3.Figure 4 presents a scan of the AWSD spiral of the screw depicted in figures 2, 3.

На фиг.5 представлена вертикальная проекция развертки сплошной плоскости спирали шнека, изображенного на фигурах 2,3.Figure 5 presents a vertical projection scan of the continuous plane of the spiral of the screw depicted in figures 2,3.

Устройство для измельчения, смешивания и раздачи корма, приведенное на фиг.1, включает в себя установленный на мобильной раме 1 бункер 2, средство выгрузки кормов и транспортер 3. Рабочий орган в виде шнека 4 установлен в бункере 2 вертикально с возможностью вращения, что обеспечивается с помощью привода 5. Шнек 4 снабжен спиралью 6, на которой закреплены режущие элементы - ножи 7.The device for grinding, mixing and distribution of feed, shown in figure 1, includes a hopper 2 mounted on a mobile frame 1, feed unloading means and a conveyor 3. The working body in the form of a screw 4 is mounted vertically in the hopper 2 with the possibility of rotation, which is provided using the drive 5. The screw 4 is equipped with a spiral 6, on which the cutting elements are fixed - knives 7.

На фиг.2 представлен рабочий орган - шнек 4, снабженный сплошной левой навивки спиралью 6 с расположенными по периферии зубчатыми ножами 7. Шаг h1 нижнего витка спирали 6 (или угол подъема нижнего витка спирали) меньше шага h2 верхнего витка спирали (или угла подъема верхнего витка спирали), а угол β наклона образующей конуса к оси вращения равен 30°-35°. Обычно величина α (угол подъема спирали) лежит в пределах 5°-25°, при этом угол подъема нижнего витка спирали α1 составляет 6°-8°, а угол подъема верхнего витка спирали α2 составляет 10°-12°. Увеличение межвиткового пространства за счет увеличения угла подъема верхнего витка спирали обеспечивает гарантированное прохождение вверх кормовой массы без застревания.Figure 2 presents the working body - auger 4, equipped with a continuous left winding spiral 6 with gear knives located on the periphery 7. Step h1 of the lower turn of the spiral 6 (or the angle of rise of the lower turn of the spiral) is less than step h2 of the upper turn of the spiral (or the angle of the upper spiral spiral), and the angle β of inclination of the generatrix of the cone to the axis of rotation is 30 ° -35 °. Typically, the value of α (the angle of rise of the spiral) lies within 5 ° -25 °, while the angle of rise of the lower turn of the spiral α1 is 6 ° -8 °, and the angle of rise of the upper turn of the spiral α2 is 10 ° -12 °. An increase in the inter-turn space due to an increase in the angle of elevation of the upper coil of the spiral ensures a guaranteed passage of the forage mass upward without jamming.

На Фиг.3 представлен шнек в виде двух усеченных конусов, где верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, а шаг Figure 3 shows the screw in the form of two truncated cones, where the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, and the pitch

верхнего витка спирали больше шага нижнего витка спирали, при этом угол образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса. Угол образующей нижнего конуса к оси вращения β1 составляет 40°-45°, а угол образующей верхнего конуса к оси вращения составляет 25°-30°.the upper coil of the spiral is greater than the step of the lower coil of the spiral, while the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone. The angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation β1 is 40 ° -45 °, and the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation is 25 ° -30 °.

На Фиг.4 изображена развертка спирали шнека, где:Figure 4 shows a scan of the spiral of the screw, where:

α1=6°-8° - угол подъема нижнего витка спирали;α1 = 6 ° -8 ° - the angle of elevation of the lower coil of the spiral;

h1 - шаг нижнего витка спирали;h1 is the step of the lower turn of the spiral;

h1+Δh1 - шаг верхнего витка спирали;h1 + Δh1 - step of the upper coil of the spiral;

Δα=3°-8° - величина, на которую увеличился угол подъема верхнего витка спирали.Δα = 3 ° -8 ° - the value by which the angle of rise of the upper coil of the spiral increased.

Δh1 - величина, на которую увеличился шаг верхнего витка спирали.Δh1 is the value by which the step of the upper turn of the spiral has increased.

АВСД - межвитковое пространство спирали 6, гдеAVSD - inter-turn space of the spiral 6, where

АД - расстояние между верхней поверхностью нижнего витка и нижней поверхностью верхнего витка, равное h1,HELL - the distance between the upper surface of the lower turn and the lower surface of the upper turn equal to h1,

ВС - межвитковое расстояние через 360°, равное h2=h1+Δh1.BC - interturn distance through 360 °, equal to h2 = h1 + Δh1.

На фиг.5 представлена вертикальная проекция Sa развертки сплошной плоскости спирали шнека, имеющего форму конуса, при этом угол β образующей конуса к оси вращения составляет 32°. Проекция Sб развертки сплошной спирали шнека, форма которого состоит из двух усеченных конусов, имеет большую площадь. Разница площадей проекций Sa и Sб - характеризует разницу величин прилагаемого крутящего момента при перемешивании кормовой массы при различных вариантах выполнения шнека. Разница длин отрезков Zb и Za, соответствующих зоне активного резания, характеризует сокращение времени, необходимого для измельчения кормовой массы.Figure 5 presents a vertical projection Sa of the scan of the continuous plane of the spiral of a screw having a cone shape, while the angle β of the generatrix of the cone to the axis of rotation is 32 °. The projection Sb of the scan of a continuous spiral of a screw, the shape of which consists of two truncated cones, has a large area. The difference between the projected areas Sa and Sb - characterizes the difference in the values of the applied torque when mixing the fodder mass with different variants of the screw. The difference in the lengths of the Zb and Za segments corresponding to the active cutting zone characterizes the reduction in the time required for grinding the feed mass.

Из фиг.5 явно видно, что снижение потребляемой мощности достигается за счет изменения формы шнека, при этом сокращается время приготовления корма и улучшается качество приготовления кормовой массы.From figure 5 it is clearly seen that the reduction in power consumption is achieved by changing the shape of the screw, while reducing the cooking time of the feed and improving the quality of preparation of the feed mass.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства для измельчения, смешивания и раздачи кормов на примере устройства, приведенного на фиг.3, со шнеком, форма которого состоит из двух усеченных конусов.Consider the operation of the proposed device for grinding, mixing and distributing feed on the example of the device shown in figure 3, with a screw, the shape of which consists of two truncated cones.

Устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов работает следующим образом. Вначале при включенном приводе 5 шнека 6 производят загрузку стебельчатого корма в рассыпанном или в прессованном виде, а затем загрузку кормов другого вида. Для достижения интенсивного резания стебельчатые A device for grinding, mixing and distribution of feed works as follows. First, when the drive 5 of the screw 6 is turned on, the stalk feed is loaded in the sprinkled or pressed form, and then the feed of a different kind is loaded. To achieve intensive cutting stalked

корма пригружаются более тяжелыми, например, силосом или зеленкой, при этом резание происходит в основном ножами 7 нижнего витка спирали шнека 6. Измельченные частицы кормовой массы попадают в межвитковое пространство, в котором не задерживаются, не застревают, а имеют возможность свободно проходить вверх. Частично измельченная кормовая масса при вращении шнека 6 по часовой стрелке измельчается и перемешивается, перемещается по кругу, одновременно поднимается по спирали выше, затем скатывается к стенкам бункера и опускается по наклонным стенкам к ножам 7 нижнего витка спирали шнека 6. Цикл перемещения частиц смеси в вертикальной плоскости по замкнутому кругу неоднократно повторяется в течение 10-20 минут до готовности. Поскольку наклон образующей конуса изменяется от шага к шагу, то резание на нижнем витке с меньшим наклоном образующей происходит эффективней и энергетические затраты уменьшаются, так как верхний виток используется в основном для подъема кормовой смеси и меньше участвует в измельчении (резании) и перемешивании.the feed is loaded with heavier ones, for example, silo or brilliant green, while cutting is mainly done with knives 7 of the lower turn of the screw spiral 6. The crushed particles of the feed mass fall into the inter-turn space in which they do not linger, do not get stuck, and have the ability to freely pass upward. When the auger 6 is rotated clockwise, the partially crushed fodder mass is crushed and mixed, moved in a circle, at the same time rises in a spiral above, then rolls to the walls of the bunker and lowers along the inclined walls to the knives 7 of the lower turn of the auger spiral 6. The cycle of moving particles of the mixture in the vertical plane in a vicious circle repeatedly repeated for 10-20 minutes until ready. Since the slope of the generatrix of the cone varies from step to step, cutting on the lower turn with a lower slope of the generatrix is more efficient and energy costs are reduced, since the upper turn is used mainly for lifting the feed mixture and is less involved in grinding (cutting) and mixing.

Работа устройства для измельчения, смешивания и раздачи кормов, в варианте, приведенном на фиг.2, со шнеком в форме одного усеченного конуса, происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что время приготовления порции кормовой смеси и потребляемая мощность несколько уменьшаются, зато технологичность изготовления шнека повышается за счет упрощения его формы.The operation of the device for grinding, mixing and distributing feed, in the embodiment shown in figure 2, with a screw in the form of a single truncated cone, occurs in a similar way with the only difference that the preparation time for a portion of the feed mixture and power consumption are slightly reduced, but the manufacturability the screw increases due to the simplification of its shape.

Ниже приведены примеры приготовления одной порции кормовой смеси массой 2500 кг, включающей 480 кг сена, 1825 кг силоса и 190 кг комбикорма, с заданными параметрами: гомогенная масса со степенью измельчения фракций до размера 100 мм не менее 95% при неравномерности смешивания компонентов кормовой смеси не более 20% согласно ОСТ10.19.1-99.The following are examples of the preparation of one portion of the feed mixture weighing 2500 kg, including 480 kg of hay, 1825 kg of silage and 190 kg of feed, with the given parameters: homogeneous mass with a degree of grinding of fractions to a size of 100 mm of at least 95% with uneven mixing of the components of the feed mixture more than 20% according to OST10.19.1-99.

Примеры приготовления порции кормовой смеси приведены для устройства - ближайшего аналога и для двух вариантов выполнения предлагаемого устройства с различной конфигурацией рабочего органа - шнека. Общими для всех трех устройств являются следующие параметры:Examples of preparing a portion of the feed mixture are given for the device - the closest analogue and for two variants of the proposed device with a different configuration of the working body - auger. The following parameters are common to all three devices:

- привод от трактора МТ3-82 мощностью 55 Квт;- drive from the MT3-82 tractor with a power of 55 kW;

- объем бункера 8,9 м³;- hopper volume 8.9 m ³ ;

- количество ножей, установленных на шнеке, 7;- the number of knives mounted on the screw, 7;

- диаметр основания шнека 2100 мм;- diameter of the base of the screw 2100 mm;

- диаметр сечения шнека 900 мм;- screw diameter 900 mm;

- высота шнека 950 мм;- screw height 950 mm;

- скорость вращения шнека 27 оборотов/минуту.- screw rotation speed of 27 revolutions / minute.

Пример 1.Example 1

Устройство - ближайший аналог, параметры шнека которого составляют h1=h2=475 мм, угол подъема спирали α=9°32', угол образующей шнека к оси вращения β=32°, позволяет получить следующие результаты:The device is the closest analogue, the screw parameters of which are h1 = h2 = 475 mm, the spiral angle α = 9 ° 32 ', the angle of the screw forming to the rotation axis β = 32 °, allows to obtain the following results:

а) время измельчения и смешивания 15 минут;a) the time of grinding and mixing 15 minutes;

б) потребляемая мощность на валу отбора мощности трактора 52,5 Квт.b) power consumption on the tractor power take-off shaft 52.5 kW.

Пример 2Example 2

Вариант устройства, приведенный на фиг.2, параметры шнека которого составляютA variant of the device shown in figure 2, the parameters of the screw of which are

h1=375 мм, h2=575, угол подъема нижнего витка α1=7°33', угол подъема верхнего витка спирали α2=11°30', угол наклона образующей к оси вращения β=32°, позволяет получить следующие результаты:h1 = 375 mm, h2 = 575, the angle of rise of the lower turn α1 = 7 ° 33 ', the angle of rise of the upper turn of the spiral α2 = 11 ° 30', the angle of inclination of the generatrix to the axis of rotation β = 32 °, allows to obtain the following results:

а) время измельчения и смешивания 11 минут,a) the time of grinding and mixing 11 minutes,

б) потребляемая мощность на валу отбора мощности трактора 46,0 Квт.b) power consumption on the tractor power take-off shaft 46.0 kW.

Пример 3Example 3

Вариант устройства, приведенный на фиг 3, параметры шнека которого составляют h1=375 мм, h2=575 мм, угол подъема нижнего витка спирали α1=7°33', угол подъема верхнего витка спирали α2=11°30', угол наклона к оси вращения образующей нижнего витка спирали β1=40°, угол наклона к оси вращения образующей верхнего витка спирали β2=25°, позволяет получить следующие результаты:The embodiment of the device shown in FIG. 3, the screw parameters of which are h1 = 375 mm, h2 = 575 mm, the angle of rise of the lower turn of the spiral α1 = 7 ° 33 ', the angle of rise of the upper turn of the spiral α2 = 11 ° 30', the angle of inclination to the axis rotation of the generatrix of the lower coil of the spiral β1 = 40 °, the angle of inclination to the axis of rotation of the generatrix of the upper coil of the spiral β2 = 25 °, allows to obtain the following results:

а) время измельчения и смешивания 9 минут(15),a) the grinding and mixing time of 9 minutes (15),

б) потребляемая мощность на валу отбора мощности трактора 44,5 Квт.b) power consumption on the tractor power take-off shaft 44.5 kW.

Таким образом, из примеров следует, что при использовании предлагаемого устройства время приготовления кормовой массы сокращается, а потребляемая мощность уменьшается, а также повышается надежность устройства в целом, т.к. кормовая масса не застревает в межвитковом пространстве, при этом одновременно повышается качество кормовой массы. Из фиг.5 видно, что проекция Sб развертки сплошной спирали шнека, форма которого состоит из двух усеченных конусов (фиг.3), имеет большую площадь, чем площадь проекции Sa развертки сплошной спирали шнека, форма которого состоит из одного усеченного конуса (фиг.2). Разница площадей проекций Sa и Sб - характеризует разницу величин прилагаемого крутящего момента при перемешивании кормовой массы, а, следовательно, потребляемой мощности. Разница длин отрезков Zb и Za, соответствующих зоне активного резания, характеризует сокращение времени, необходимого для измельчения кормовой массы.Thus, from the examples it follows that when using the proposed device, the preparation time of the fodder mass is reduced, and the power consumption is reduced, and the reliability of the device as a whole is increased, because the fodder mass does not get stuck in the inter-turn space, while the quality of the fodder mass is simultaneously improved. From Fig. 5 it is seen that the projection Sb of the scan of the continuous spiral of the screw, the shape of which consists of two truncated cones (Fig. 3), has a larger area than the projection area Sa of the scan of the continuous spiral of the screw, the shape of which consists of one truncated cone (Fig. 2). The difference between the projected areas Sa and Sb - characterizes the difference in the applied torque when mixing the feed mass, and, consequently, the power consumption. The difference in the lengths of the Zb and Za segments corresponding to the active cutting zone characterizes the reduction in the time required for grinding the feed mass.

Claims (2)

1. Устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов, включающее в себя установленный на мобильной раме привод, транспортер, конический бункер, внутри которого размещен с возможностью вращения по часовой стрелке вертикальный конический сплошной шнек с левой спиралью, снабженный ножами, отличающееся тем, что шнек выполнен так, что каждый последующий виток спирали шнека имеет угол подъема или шаг спирали больше, чем предыдущий нижний виток спирали шнека.1. A device for grinding, mixing and distributing feed, including a drive mounted on a mobile frame, a conveyor, a conical hopper, inside which a vertical conical continuous auger with a left spiral, equipped with knives, is rotatable clockwise, characterized in that the auger made so that each subsequent turn of the screw spiral has an elevation angle or step of the spiral greater than the previous lower turn of the screw spiral. 2. Устройство для измельчения, смешивания и раздачи кормов по п.1, отличающееся тем, что спираль шнека выполнена двухвитковой, а фигура, образованная вращением шнека, имеет форму двух усеченных конусов, при этом угол образующей нижнего конуса к оси вращения больше угла образующей верхнего конуса к оси вращения, а верхнее основание нижнего конуса является нижним основанием верхнего конуса, причем высоты верхнего и нижнего конусов равны шагу верхнего витка спирали и шагу нижнего витка спирали соответственно.

2. The device for grinding, mixing and distributing feed according to claim 1, characterized in that the spiral of the screw is made two-turn, and the figure formed by the rotation of the screw has the shape of two truncated cones, while the angle of the generatrix of the lower cone to the axis of rotation is greater than the angle of the generatrix of the upper cone to the axis of rotation, and the upper base of the lower cone is the lower base of the upper cone, and the heights of the upper and lower cones are equal to the pitch of the upper turn of the spiral and the step of the lower turn of the spiral, respectively.