Типоразмерный ряд низкоэнергоемких дробилок для внутрихозяйственного приготовления комбикормов

Введение. Измельчение зерновых и белково-минеральных ингредиентов комбикормов обусловлено в первую очередь физиологией сельскохозяйственных животных и птицы [1]. Дело в том, что скорость обработки частиц корма желудочным соком прямо пропорциональна площади их поверхностей.

В результате измельчения корма образуется множество частиц с бóльшей общей поверхностью, что способствует ускорению пищеварения и повышению усвояемости питательных веществ.

Поэтому содержание целых зерен в измельченном продукте не должно превышать 0,3–0,5 %. Как свидетельствует отечественный и зарубежный опыт, нарушение этих границ ведет к перерасходу кормов. Однако чрезмерное измельчение корма до состояния пыли также снижает эффективность его использования. К тому же, при переизмельчении увеличиваются затраты энергии дробилкой.

Исследование. Измельчаемость является технологической характеристикой, которая зависит от физических свойств материалов, способов и условий разрушения их и от тонкости измельчения. При этом одним из параметров измельчаемости является удельный расход энергии или удельная производительность дробления.

Для измельчения зерновых и белково-минеральных ингредиентов комбикорма применяются молотковые дробилки с горизонтально или вертикально расположенным измельчающим ротором [2].

В молотковых дробилках с горизонтально расположенным измельчающим ротором продукт поступает в размольную камеру через одно загрузочное устройство и распределяется на всю длину ротора (рисунок 1а). Направление поступления продукта –

Рисунок 1 – Поступление продукта в дробилку: а – горизонтального, б – вертикального типа

Каждый отдельный ряд молотков входит в контакт с частицами вновь поступающего продукта лишь один раз за один оборот. Весь процесс измельчения обеспечивается контактом продукта только крайними углами торцевой части молотка. Это рабочая зона молотка, она обеспечивает основной процесс измельчения в размольной камере. Все частички, не измельченные до необходимого размера при первом контакте с молотком, доизмельчаются при дальнейших контактах с последующими молотками. Молотки изнашиваются, как правило, в виде окружности (рисунок 2а).

а)

Рисунок 2 – Рабочая зона молотка:

а – в горизонтальной, б – в вертикальной дробилке

Частички заданного размера остаются вращаться в размольной камере дольше необходимого, а это приводит к повышенному энергопотреблению.

Для обеспечения заданного размера помола и ограничения максимального размера частиц необходимо применять сита с отверстиями соответствующего диаметра и большой открытой поверхностью.

В дробилках с вертикально расположенным измельчающим молотковым ротором зерно из загрузочного патрубка, падая вниз, встречает на своем пути не одну грань молотка, а три – торцевую и обе боковых. Таким образом, каждая частица продукта достигает заданного размера в результате достаточного цикла контактов с рабочими поверхностями меньшего числа молотков. При этом активная поверхность молотка значительно увеличена. В результате получается совсем другой износ молотка (см. рисунок 2б).

В дробилке с вертикально расположенным измельчающим ротором процесс просеивания улучшен за счет равномерного распределения продукта внутри ситового короба. Частички продукта проходят через сито гораздо быстрее, чем в горизонтальной дробилке, поэтому не происходит переизмельчение продукта, а, следовательно, существенно сокращается энергопотребление на процесс измельчения.

В СКНИИМЭСХ был разработан типоразмерный ряд молотковых дробилок с вертикально расположенным ротором (рисунок 3), который прошел производственную проверку [3]. Дробилка включает в себя раму, на которой смонтирован электропривод, корпус камеры измельчения, внутри корпуса установлен ротор, на котором крепятся на осях подвижные горизонтально расположенные молотки, решета с отверстиями различного диаметра.

б)

Рисунок 3 –Дробилка с вертикальным ротором:

а – конструктивно-технологическая схема; б – общий вид дробилки 1 – рама; 2 – электропривод; 3 – загрузочное окно; 4 – ротор в сборе; 5 – корпус; 6 – молоток; 7 – вал; 8 – ступица

Решета выполнены в виде ситового короба, образующего камеру измельчения. Эвакуация измельченного продукта идет по всей поверхности.

Выводы. Производственные и приемочные испытания показали, что удельные затраты энергии не превышают 3,2 кВт·ч/т, которые на 2025 % ниже за счет лучшей эвакуации измельченного зерна.

Таблица 1 – Технические характеристики дробилок с вертикально расположенным ротором

Характеристики	ВД-1,0	ВД-3,0	ВД-5,0	ВД-8
Производительность, т/ч	0,8-1,0	до 3,0	до 5,0	до 8,0
Мощность электродвигателя, кВт	5,5	11,0	22,0	30,0
Количество молотков, шт.	24	24	24	24
Частота вращения ротора, мин-1	4700	3200	3000	2900
Диаметр отверстий решета, мм	2,3,4	2,3,4,5	2,3,4,5	2,3,4,5
Масса, кг	136	190	280	380

Технико-экономическая оценка показала, что применение дробилок с вертикально расположенным валом измельчающего ротора ВД позволяет снизить затраты энергии на 22–25 %, металлоемкость – в 1,2–1,5 раза по сравнению с горизонтальными дробилками существующих типов.

HAMMER MILL WITH A VERTICAL SHAFT ROTOR

А.S. Alferov, E.S. Kochegura.