Измельчитель кормов

 

Изобретение предназначено для измельчения растительных кормов и может быть использовано на животноводческих фермах. Измельчитель содержит вертикальную камеру, подающее и выгрузное устройства. В камере размещены неподвижный диск со штифтами и дисковый ротор с рядами пальцев, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами. На дисковом роторе установлены лопатки. Привод дискового ротора выполнен в виде расположенного внутри камеры дугостаторного электродвигателя с неподвижным дуговым статором. Ротором электродвигателя является часть дискового ротора, которая обращена к статору и выполнена в виде полого цилиндра из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала. Приведены соотношения для выбора оптимальных размеров дискового ротора, статора и ротора электродвигателя. Изобретение обеспечивает повышение удобства в эксплуатации измельчителя в стесненных условиях за счет упрощения его конструкции, уменьшения веса и габаритных размеров, а также повышение качества измельченного продукта и производительности измельчителя при снижении энергоемкости процесса измельчения кормов. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для измельчения стебельчатых кормов, например соломы, и может быть использовано на животноводческих фермах и в комбикормовой промышленности.

Известен измельчитель грубых кормов, содержащий вертикальную камеру, подающее и выгрузное устройства, размещенные внутри камеры неподвижный диск со штифтами и дисковый ротор с рядами пальцев, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами, и с лопатками, установленными на дисковом роторе, и привод, выполненный в виде электродвигателя, расположенного на раме, ротор которого соединен муфтой с дисковым ротором (Кулаковский И.В., Кирпичников Ф. С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. Справочник. Часть 1. -М.: Россельхозиздат, 1987, с. 210-211, рис. 63).

Недостатки этого известного измельчителя грубых кормов заключаются в неудобстве его использования вследствие больших габаритных размеров измельчителя и внешнего расположения электродвигателя, высокой его стоимости и значительных потерь энергии в электродвигателе, а также в низкой устойчивости работы измельчителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому измельчителю является измельчитель кормов, содержащий вертикальную камеру, подающее и выгрузное устройства, размещенные внутри камеры неподвижный диск со штифтами и дисковый ротор с установленными на одной его стороне лопатками и рядами пальцев, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами, и смонтированный внутри камеры электродвигатель, имеющий неподвижный статор и ротор, являющийся частью упомянутого дискового ротора (см. патент Российской Федерации N 2125363, 1999). Данный измельчитель кормов снабжен вторым дисковым ротором, а статор электродвигателя выполнен сдвоенным, т. е. с двумя независимыми обмотками, и закреплен внутри неподвижного диска, являющегося внутренним относительно двух дисковых роторов.

Этот известный измельчитель кормов компактен и удобен в эксплуатации, однако имеет достаточно сложную конструкцию и обладает высокой материалоемкостью, а также требует низкой скорости вращения дискового ротора, расположенного со стороны подающего и выгрузного устройств, что приводит к ухудшению качества измельченного продукта, снижению производительности измельчителя и повышению энергоемкости процесса измельчения кормов.

Задачей настоящего изобретения является повышение удобства эксплуатации измельчителя кормов за счет упрощения его конструкции, уменьшения веса и габаритных размеров, а также повышение качества измельченного продукта и производительности измельчителя кормов при снижении энергоемкости процесса измельчения кормов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что у измельчителя кормов, содержащего вертикальную камеру, подающее и выгрузное устройства, размещенные внутри камеры неподвижный диск со штифтами и дисковый ротор с установленными на одной его стороне лопатками и рядами пальцев, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами, и смонтированный внутри камеры электродвигатель, имеющий неподвижный статор и ротор, являющийся частью упомянутого дискового ротора, согласно изобретению электродвигатель выполнен дугостаторным со статором в виде части кольца по дуге окружности с центральным углом и ротором в виде полого цилиндра, соосно закрепленного на боковой наружной стороне дискового ротора, при этом ротор электродвигателя выполнен из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала, а статор электродвигателя размещен между стенкой камеры и боковой наружной стороной дискового ротора, на которой закреплен полый цилиндр ротора электродвигателя, причем размеры дискового ротора, статора и ротора электродвигателя выбраны из соотношений где B_р.эл - ширина ротора электродвигателя, B_с.эл - ширина статора электродвигателя, B_д.р - ширина дискового ротора.

Благодаря тому, что статор электродвигателя имеет дуговую форму, он располагается внутри камеры, а ротор электродвигателя при этом одновременно является частью рабочего органа измельчителя - дисковым ротором, обеспечивается компактность измельчителя, уменьшаются его вес и габаритные размеры. За счет того, что та часть дискового ротора, которая является ротором электродвигателя, выполнена массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала, электродвигатель работает устойчиво в широком диапазоне изменения скорости вращения, поскольку двигатель с таким ротором представляет собой плоский аналог обычных асинхронных двигателей с массивным ротором, которые обладают значительно большей устойчивостью по сравнению с традиционным исполнением в виде беличьей клетки (Куцевалов В.М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами. М.-Л.: Энергия, 1966, с. 13). Необходимость повышения устойчивости работы измельчителя обусловлена тем, что при повышенной влажности солома трудно поддается измельчению, стебли зависают на штифтах и затормаживают диск, в результате чего электродвигатель может потерять устойчивость (Кулаковский И. В., Кирпичников Ф. С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. Справочник. Часть 1. -М.: Россельхозиздат, 1987, с.210).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен измельчитель кормов, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный ступенчатый разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - дополнительный вид B на фиг. 2.

Измельчитель кормов содержит вертикальную измельчающую камеру 1, подающее транспортерное устройство 2, выгрузное устройство 3, выполненное в виде патрубка, тангенциально расположенного вверху камеры 1 и имеющего ширину, приблизительно равную половине осевой длины камеры 1. Внутри камеры 1 размещены неподвижный диск 4 со штифтами 5, дисковый ротор 6 с рядами пальцев 7, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами 5, и радиальными лопатками 8 и 9, дугостаторный электродвигатель, состоящий из дугового статора 10, выполненного в виде части кольца по дуге окружности, и ротора 11, который представляет собой часть дискового ротора 6, обращенную к статору 10.

Ротор 11 электродвигателя выполнен в виде полого цилиндра, соосно закрепленного на боковой наружной стороне дискового ротора, причем ротор 11 электродвигателя выполнен из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала. Статор 10 электродвигателя представляет собой часть кольца по дуге окружности с центральным углом и размещен между стенкой камеры и боковой наружной стороной дискового ротора, на которой соосно закреплен полый цилиндр ротора электродвигателя.

Как показали исследования, размеры дискового ротора, статора и ротора электродвигателя следует выбирать из соотношений где B_р.эл - ширина ротора электродвигателя, B_с.эл - ширина статора электродвигателя,
B_д.р - ширина дискового ротора,
так как при соблюдении этих соотношений обеспечивается максимальная компактность, т. е. наименьшие габаритные размеры измельчителя кормов, а, следовательно, и наименьший его вес, удобство его эксплуатации, особенно в стесненных условиях небольших ферм или индивидуальных хозяйств, при сохранении высокой производительности измельчителя.

Измельчитель работает следующим образом.

Исходный материал, например солома, с помощью подающего транспортерного устройства 2 и под действием воздушного потока, создаваемого лопатками 9, втягивается в измельчающую камеру 1, где под действием штифтов 5, расположенных на неподвижном диске 4, и пальцев 7, расположенных между штифтами 5 на вращающемся дисковом роторе 6, происходит измельчение корма за счет его излома, разрыва и перетирания до нужной фракции, затем готовый измельченный продукт воздушным потоком и лопатками 8, а также под действием центробежных сил выбрасывается в патрубок выгрузного устройства 3.

Выполнение статора электродвигателя дуговой формы с центральным углом позволяет получить необходимую скорость вращения рабочего органа - дискового ротора, которая определяется выражением

где s - скольжение; f - частота питающей сети; p - число пар полюсов.

Выполнение дугового статора с различным центральным углом позволяет получить любую скорость вращения, т.е. можно осуществить электромагнитную редукцию частоты вращения, тем самым исключив необходимость применения редуктора в тех случаях, когда процесс измельчения осуществляется при низкой скорости вращения. Применение дугостаторного электродвигателя для привода измельчителя кормов также дает возможность плавно регулировать скорость вращения рабочего органа измельчителя - дискового ротора. Для этой цели дуговой статор выполняется поворотным вокруг оси ZZ (фиг. 2), перпендикулярной его активной поверхности. С учетом угла поворота статора скорость вращения дискового ротора определяется выражением

Для сохранения при этом постоянства воздушного зазора дуговой статор и ротор выполняются в форме усеченного шара. При таком исполнении статора 10 можно производить реверс без размыкания питающей сети.

Дуговое исполнение статора электродвигателя позволяет снизить габариты привода и улучшить его энергетические показатели.

Данный измельчитель кормов имеет простую конструкцию и удобен в изготовлении и эксплуатации, он также имеет уменьшенные габаритные размеры и небольшой вес, т.е. является компактным и удобным для использования в стесненных условиях. Измельчитель обеспечивает высокое качество измельченного продукта и необходимую производительность при снижении энергоемкости процесса измельчения кормов.

Формула изобретения

Измельчитель кормов, содержащий вертикальную камеру, подающее и выгрузное устройства, размещенные внутри камеры неподвижный диск со штифтами и дисковый ротор с установленными на одной его стороне лопатками и рядами пальцев, расположенными по концентрическим окружностям между штифтами, и смонтированный внутри камеры электродвигатель, имеющий неподвижный статор и ротор, являющийся частью упомянутого дискового ротора, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен дугостаторным со статором в виде части кольца по дуге окружности с центральным углом и ротором в виде полого цилиндра, соосно закрепленного на боковой наружной стороне дискового ротора и выполненного из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала, при этом статор электродвигателя размещен между стенкой камеры и боковой наружной стороной дискового ротора, на которой соосно закреплен полый цилиндр ротора электродвигателя, причем размеры дискового ротора, статора и ротора электродвигателя выбраны из соотношений
B_р.эл/B_д.р = 0,75 - 0,90,
B_с.эл/B_д.р = 0,50 - 0,70,
где B_р.эл - ширина ротора электродвигателя;
B_с.эл - ширина статора электродвигателя;
B_д.р - ширина дискового ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3