 |
1.2 Анализ конструкций смесителей комбикормов
|
|
|
|
1. 2. 1 Классификация смесителей
Существующие на сегодняшний день смесители имеют огромное разнооб- разие конструкций и принципов работы, различающихся между собой по назна- чению и реализации процесса смешивания. Поэтому классификация смесителей, базирующаяся на отдельных отличительных элементах конструкции, является весьма затруднительной задачей. Воспользуемся классификацией на основе клю- чевых элементов конструкции и принципов их работы [43, 57, 81].
Одной из особенностей или характеристик смесителей является применяе- мая схема (принцип) смешивания. Выделяют схему периодического действия, где
смешиваемые компоненты загружаются в емкость – перемешиваются – полно- стью выгружаются и только потом загружается новая порция, и непрерывного действия, где процессы загрузки, смешивания и выгрузки осуществляется непре- рывно [62, 124].
Анализ практического применения смесителей периодического и непрерыв- ного действия позволяет сделать вывод о том, что [63]:
- удельная производительность (производительность смесителя, отне- сённая к его массе) у смесителей периодического действия, как пра- вило, меньше;
- у смесителей периодического действия энергоемкость, как правило, выше, чем у смесителей непрерывного действия, так как корм внутри устройства циркулирует многократно;
- смесители непрерывного действия подходят для производства боль- ших объёмов смешивания;
- в смесителях периодического действия значительно проще получить высококачественные смеси и равномерно распределить компоненты по всей массе смеси;
- в смесителях непрерывного действия возможности внесения микро- добавок в кормовую смесь ограничены.
|
|
|
Поэтому для смешивания многокомпонентных и получения наиболее одно- родных кормовых смесей рекомендуется использовать смесители периодического действия.
Любую машину или механизм оценивают по энергетическим, эргономиче- ским показателям, по надежности конструкции и качеству получаемого продукта. Для смесителя эти параметры выглядят следующим образом:
- возможности получения кормовой смеси различной влажности;
- однородности получаемой смеси;
- удельной энергоёмкости процесса смешивания;
- удобству эксплуатации и обслуживания смесителя;
- технической надёжности конструкции и долговечности рабочих эле- ментов.
Одним из важнейших элементов конструкции смесителя, оказывающим не- посредственное влияние на его работу является камера смешивания. Бывают уст- ройства с цилиндрической, прямоугольной и U – образной формой, а также с близкой к эллипсоиду. В зависимости от конструктивно-технологической схемы их выполняют в неподвижном или подвижном виде.
При использовании подвижной камеры смесителя выделяют следующие достоинства [101, 102]:
- компоненты смеси меньше подвержены измельчению рабочими орга- нами смесителя;
- нет мест для образования застойных зон внутри смесительной каме- ры, что позволяет получать продукт более высокого качества.
Но смесители такого типа обладают следующими недостатками:
- для обеспечения эффективного смешивания требуется около 15…20% свободного пространства внутри камеры смешивания;
- конструкция смесителя, построенного на основе вращающегося кор- пуса, представляется весьма сложной, так как требуется вращать большие массы как самого корпуса, так загруженного в него объема корма. Привод таких смесителей должен осуществляться двигателями высокой мощности;
- предъявляются особые требования к рабочей площадке, на которой устанавливается смеситель такого типа. Необходимо исключить воз- действие корпуса на обслуживающий персонал, что также требует из- готовления защитных ограждений [40, 98].
|
|
|
В смесителях, оснащенных неподвижным корпусом, смешивание осуществ- ляется только с помощью рабочих органов, установленных на вращающихся ва- лах. Известны конструктивно-технологические схемы смесителей с одним, двумя, тремя, четырьмя и шестью валами с рабочими органами. Поэтому место размеще- ния валов имеет огромное значение на процесс приготовления кормовой смеси, а
также конструктивные и габаритные особенности самого смесителя. Например, смесители, построенные на основе одного рабочего вала, отличаются простотой и надежностью конструкции, однако имеют большие габаритные размеры и низкую производительность [41, 79]. Устройства с вертикальным или наклонным распо- ложением валов, как правило, используют для объединения нескольких техноло- гических функций, например, дозированную выдачу. Смесители, построенные на основе одного рабочего вала, отличаются большими габаритными размерами и низкой производительностью [89].
Снижение энергоемкости процесса смешивания возможно за счет переме- щения потоков зерна под действием силы тяжести, реализуемое в гравитацион- ных смесителях. Процесс таких устройств заключается в том, что несколько видов сыпучих компонентов корма под действием силы тяжести истекают внутри сме- сительной камеры, при этом потоки компонентов соприкасаются с пассивными рабочими органами. Происходят множественные завихрения, нарушаются скоро- сти движения потоков зерна, что приводит к их взаимопроникновению. Для обес- печения эффективной работы таких устройств требуются большие габаритные размеры смесительной камеры. Рассматриваемый класс устройств отличается низкими удельными затратами энергии и невысоким качеством приготавливаемой смеси [32, 91].
Известен ряд способов улучшения рабочего процесса гравитационных сме- сителей. Использование вибрации сыпучей массы при ее истечении под действи- ем силы тяжести приводит к значительному улучшению качества приготавливае- мой смеси. Иногда гравитационные смесители дополнительно снабжают актив- ными рабочими органами, что также повышает коэффициент однородности при- готавливаемой кормосмеси.
|
|
|
Разработаны смесители, позволяющие обрабатывать зерновую массу сжа- тым воздухом перед смешиванием. Такая обработка изменяет величину трения внутри сыпучей среды, что приводит к изменению характера взаимодействия сы- пучих потоков корма при их извлечении, частицы разнородных компонентов ак-
тивнее проникают в массу друг друга, и, в конечном итоге, качество приготавли- ваемой смеси значительно повышается [10, 11].
1. 2. 2 Обзор основных конструктивно-технологических схем смесителей
В настоящее время промышленностью выпускаются как универсальные мо- дели смесителей, так и предназначенные под каждый вид корма (сенаж, сено, зер- но и т. д. ) или его тип (сухие, влажные или жидкие). Наиболее технологичным ви- дом производимых кормосмесей являются сухие рассыпчатые корма [27]. Это связано с их физико-механических характеристиками:
- кормовая смесь имеет возможность храниться длительное время без потери качества;
- для получения готового продукта возможно использование компонен- тов с различной плотностью;
- готовый продукт не требует специальных условий и техники для хра- нения и транспортировки.
Для смешивания сухих рассыпчатых кормосмесей обычно используют ста- ционарные смесители с неподвижной вертикальной или горизонтальной камерой смешивания. Достаточно распространённым конструктивным исполнением сме- сителя является вертикальная камера смешивания, что обусловлено малой зани- маемой площадью и относительно простой и равномерной выгрузкой готового продукта. При этом процесс смешивания осуществляется в результате движения слоев смешиваемых ингредиентов снизу вверх или сверху вниз по периферии или центру камеры смешивания.
Смесители с горизонтально расположенной камерой смешивания могут ис- пользоваться для смешивания как сухих, так и влажных ингредиентов кормовой смеси, за исключением только жидких кормовых смесей. Горизонтальные смеси- тели в целом, отличаются простотой в изготовлении и удобством в эксплуатации. Также к особенностям этих смесителей относят возможность совмещения процес- са смешивания с запариванием или с измельчением компонентов приготавливае- мого корма [7, 23, 36].
|
|
|
