Устройство для приготовления гомогенизированных продуктов

Устройство для приготовления гомогенизированных продуктов предназначено для измельчения и диспергирования материалов и может быть использовано в горной и строительной промышленности, в энергетике, в технологических схемах обогатительных фабрик, в схемах подготовки твердого топлива для сжигания и в технологических линиях приготовления кормов для сельскохозяйственных животных. В неподвижном корпусе устройства, снабженном входным и выходным патрубками, соосно закреплены верхний и нижний горизонтальные диски с приводом, имеющим электродвигатель. На поверхности каждого диска размещены со смещением по чередующимся концентрическим окружностям зубчатые элементы, образующие в промежутках между этими элементами проходные сечения. Загрузочная емкость для перерабатываемого материала и жидкости, например, воды, в объемном соотношении от 1:1 и менее, соединена с загрузочной воронкой и посредством трубопроводов - с входным и выходным патрубками. Блок управления связан с электродвигателем и датчиком температуры, закрепленным в загрузочной емкости. Последовательно в трубопроводе на выходе из загрузочной емкости перед входным патрубком и за трубопроводом, соединяющим загрузочную емкость и выходной патрубок, установлены запорный и выгрузной вентили соответственно. Существенно повышается эффективность работы устройства за счет увеличения дисперсности измельчения, уменьшается энергоемкость приготовления конечного продукта, снижаются производственные затраты и улучшается усвояемость конечного продукта при его использовании в качестве корма для сельскохозяйственных животных.

Полезная модель относится к области измельчения и диспергирования материалов и может быть использована в горной и строительной промышленности, в энергетике, в технологических схемах обогатительных фабрик, в схемах подготовки твердого топлива для сжигания и в технологических линиях приготовления кормов для сельскохозяйственных животных.

Известно устройство для приготовления гомогенизированных продуктов, содержащее корпус с горизонтальным входным и вертикальным выходным патрубками. В корпусе размещены рабочие органы - статорный и установленный на горизонтальном валу с возможностью вращения роторный диски с приводом, между которыми расположена рабочая зона устройства. Оба диска снабжены зубчатыми элементами, размещенными по чередующимся концентрическим окружностям. При этом зубчатые элементы одного из дисков, например, роторного, образующие впадины и выступы, расположенные на смежных концентрических окружностях, выполнены со смещением на величину, обеспечивающую перекрытие сквозных сечений между зубчатыми элементами соседней пары концентрических окружностей роторного и статорного дисков при открытом положении сквозного сечения любой другой соседней пары, а расстояние между соседними зубчатыми элементами одной концентрической окружности меньше или равно ширины зубчатого элемента следующей концентрической окружности в направлении к периферии (патент RU 2124935, МПК ⁶ B01F 5/06, B01F 7/10).

Описанное устройство для приготовления гомогенизированных продуктов обладает следующими недостатками:

- высокие энергоемкость приготовления конечного продукта и производственные затраты, во-первых, вследствие горизонтального расположения вала ротора, что обусловливает загрузку перерабатываемого продукта в горизонтально расположенный входной патрубок и приводит к сгруживанию на входе в корпус; во-вторых, вследствие осуществления выгрузки конечного продукта вертикально вверх, то есть, при действии веса перерабатываемого продукта против центробежной силы, возникающей при вращении роторного диска; в-третьих, вследствие присутствия сухого трения перерабатываемого продукта с поверхностями рабочих органов в рабочей зоне;

- невысокая эффективность работы вследствие отсутствия возможности приготовления мелкодисперсного конечного продукта, так как подача жидкости, например, воды в рабочую зону устройства не предусмотрена, что приводит к увеличению трения перерабатываемого продукта при его контакте с рабочими органами устройства и исключает возможность приготовления продукта за счет использования гидравлических ударов, а применительно к кормам снижает их усвояемость и ведет к увеличению затрат на навозоудаление;

- повышенные габариты по горизонтали и, соответственно, большая площадь помещения под размещаемое оборудование, также обусловленные горизонтальным расположением вала ротора, так как необходимую для функционирования устройства загрузочную емкость необходимо прикреплять к входному патрубку.

Ближайшим аналогом предполагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для приготовления гомогенизированных продуктов, содержащее загрузочную воронку, неподвижный корпус с входным и выходным патрубками, в котором соосно закреплены рабочие органы - верхний и нижний горизонтальные диски, снабженные приводом, имеющим электродвигатель. На поверхности каждого из дисков размещены со смещением по чередующимся концентрическим окружностям зубчатые элементы, образующие в промежутках между этими элементами проходные сечения, являющиеся рабочей зоной устройства. Зубчатые элементы имеют в радиальном сечении форму разнобоких трапеций, меньшее основание которых обращено к противоположному диску (свидетельство на полезную модель RU 49735, МПК⁷ В0213/22).

Вышеописанное устройство для приготовления гомогенизированных продуктов имеет следующие недостатки:

- пониженная эффективность работы вследствие отсутствия возможности приготовления мелкодисперсного конечного продукта без применения жидкости, что не позволяет использовать гидравлические удары;

- повышенные энергоемкость приготовления конечного продукта и производственные затраты вследствие существования сухого трения перерабатываемого материала с поверхностями верхнего и нижнего горизонтальных дисков, так как подача жидкости, например, воды, в рабочую зону не предусмотрена;

- отсутствие возможности обеспечения высокой усвояемости конечного продукта при его использовании в качестве корма для животных вследствие того, что исходный материал подвергается в рабочей зоне исключительно измельчению с невысокой дисперсностью в присутствии сухой среды.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности работы устройства за счет увеличения дисперсности измельчения, уменьшение энергоемкости приготовления конечного продукта, снижение производственных затрат и улучшение усвояемости конечного продукта при его использовании в качестве корма для животных.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для приготовления гомогенизированных продуктов, содержащее загрузочную воронку, неподвижный корпус с входным и выходным патрубками, в котором соосно закреплены верхний и нижний горизонтальные диски с их приводом, имеющим электродвигатель, при этом на поверхности каждого из дисков размещены со смещением по чередующимся концентрическим окружностям зубчатые элементы, образующие в промежутках между этими элементами проходные сечения, согласно данной полезной модели снабжено загрузочной емкостью для перерабатываемого материала и жидкости, например, воды, в объемном соотношении от 1:1 и менее, соединенной с загрузочной воронкой и посредством трубопроводов - с входным и выходным патрубками. Кроме того, устройство дополнительно снабжено блоком управления, связанным с электродвигателем привода и датчиком температуры, закрепленным в загрузочной емкости, соединенной трубопроводами с входным и выходным патрубками. Последовательно в трубопроводе на выходе из загрузочной емкости перед входным патрубком за трубопроводом, соединяющим загрузочную емкость и выходной патрубок, установлены запорный и выгрузной вентили.

Повышение эффективности работы предлагаемого устройства достигается тем, что при обработке и перемещении перерабатываемого продукта от загрузочной емкости к выходному патрубку организовано замкнутое и цикличное приготовление гомогенизированной суспензии, в частности, кормовой, за счет неоднократного прохождения обрабатываемого материала из загрузочной емкости в рабочую зону между верхним и нижним горизонтальными дисками. При этом наряду с гомогенизацией осуществляется подогрев продукта до требуемой температуры, в частности, для различных групп животных.

Уменьшение энергоемкости приготовления конечного продукта и снижение производственных затрат достигается тем, что смешивание перерабатываемого материала например, кормового сырья, с жидкостью снижает трение в зоне контакта этого материала с рабочими органами устройства. Жидкая среда в виде суспензии (пульпы) реализует возможность образования завихрений и гидравлических ударов, что в конечном итоге приводит к разрушению обрабатываемого материала. Это сопровождается нагревом перерабатываемого материала и увеличением дисперсности его измельчения, и, применительно к использованию в качестве корма для животных, - улучшением усвояемости. При этом наряду с гомогенизацией осуществляется подогрев продукта до требуемой, в частности для животных, температуры, которая контролируется с помощью датчика температуры, размещенного в загрузочной емкости и соединенного электрическим кабелем с блоком управления, связанным с электродвигателем. При достижении требуемой температуры подогрева продукта на блок управления подается сигнал об отключении электродвигателя установки. Цикл приготовления продукта заканчивается, приготовленный продукт выгружается из устройства. Приведенное выше соотношение перерабатываемого материала и жидкости 1:1 и менее выбрано на основе известных зоотехнических требований, предъявляемых к подобным кормам. В качестве жидкости при приготовлении гомогенизированных продуктов может использоваться, кроме воды, молоко, жидкие отходы молочной, пищевой промышленности.

Предложенная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для приготовления гомогенизированных продуктов, на фиг.2 - поперечный разрез корпуса этого устройства.

Устройство для приготовления гомогенизированных продуктов содержит раму 1, на которой закреплены загрузочная емкость 2 для перерабатываемого материала и жидкости, например, воды, в объемном соотношении от 1:1 и менее, связанная с загрузочной воронкой 3, и корпус 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками. В корпусе 4 соосно закреплены верхний 7 и нижний 8 горизонтальные диски, на поверхности каждого из которых расположены со смещением по чередующимся концентрическим окружностям зубчатые элементы 9, образующие в промежутках между этими элементами проходные сечения 10. Привод дисков 7 и 8 осуществляется от электродвигателя 11. Загрузочная емкость 2 снабжена трубопроводами 12, 13 и 14. При этом она соединена с входными 5 и выходными 6 патрубками корпуса трубопроводами, соответственно 12 и 13, а трубопровод 13 с помощью тройника 15 соединен через трубопровод 14 с загрузочной емкостью 2 и выгрузным патрубком 16.

Устройство снабжено блоком управления 17, связанным с электродвигателем 11 и датчиком температуры 18, установленным в загрузочной емкости 2. Блок управления 17 выполнен на основе известного электромагнитного реле. Датчик температуры 18 соединен с блоком управления 17 электрическим кабелем 19.

При этом последовательно в трубопроводе 12 на выходе из загрузочной емкости 2 перед входным патрубком 5 и за трубопроводом 13, соединяющим загрузочную емкость 2 и выходной патрубок 6, установлены запорный 20 и выгрузной 21 вентили соответственно.

Устройство для приготовления гомогенизированных продуктов работает следующим образом. Перерабатываемый материал, например кормовое сырье, вместе с жидкостью загружается в емкость 2 и при открытом запорном вентиле 20 и закрытом выгрузном вентиле 21 за счет веса и действия центробежных сил горизонтальных дисков 7 и 8 через входной патрубок 5 в виде жидкой суспензии (пульпы) поступает в корпус 4. В зазоре, то есть в рабочей зоне, между вращающимися дисками 7 и 8 за счет использования гидравлических ударов и завихрений происходит приготовление мелкодисперсного конечного продукта, в частности легкоусвояемого животными. Приготовление гомогенизированной кормовой суспензии интенсифицируется за счет неоднократного прохождения перерабатываемого продукта, то есть его замкнутой циркуляции, по контуру: от загрузочной емкости 2 через вентиль 20, патрубок 12, входной патрубок 5, верхний 7 и нижний 8 горизонтальные диски, выходной патрубок 6, тройник 15 и трубопровод 14. Это приводит к разрушению перерабатываемого продукта, что сопровождается его нагревом и увеличением дисперсности измельчения, то есть, применительно к кормлению животных, - улучшением усвояемости. Заданная температура нагрева конечного продукта достигается за счет замкнутого контура циркуляции продукта и контролируется датчиком 18, сигнал от которого поступает на блок управления 17. При нагреве продукта до заданной температуры электродвигатель 11 отключается.

Выгрузка готового продукта осуществляется через выгрузной патрубок 16 при открытом выгрузном вентиле 21.

Таким образом, предложенная полезная модель позволяет экономить до 35% энергии при производстве кормов, обеспечивает повышение эффективности а счет увеличения дисперсности измельчения, снижение затрат на приготовление гомогенизированного продукта, в частности, корма для сельскохозяйственных животных, при улучшении усвояемости этого гомогенизированного корма.

Устройство для приготовления гомогенизированных продуктов, содержащее загрузочную воронку, неподвижный корпус с входным и выходным патрубками, в котором соосно закреплены верхний и нижний горизонтальные диски с их приводом, имеющим электродвигатель, при этом на поверхности каждого из дисков размещены со смещением по чередующимся концентрическим окружностям зубчатые элементы, образующие в промежутках между этими элементами проходные сечения, отличающееся тем, что оно снабжено загрузочной емкостью для перерабатываемого материала и жидкости, например, воды, в объемном соотношении от 1:1 и менее, соединенной с загрузочной воронкой и посредством трубопроводов - с входным и выходным патрубками, кроме того, устройство дополнительно снабжено блоком управления, связанным с электродвигателем и датчиком температуры, закрепленным в загрузочной емкости, причем последовательно в трубопроводе на выходе из загрузочной емкости перед входным патрубком и за трубопроводом, соединяющим загрузочную емкость и выходной патрубок, установлены запорный и выгрузной вентили соответственно.