CC BY
44
УДК 631.363.5
РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ БРИКЕТИРОВЩИКА КОРМОВ
А.К. Курманов, доктор технических наук Ж.А. Нурписов, кандидат технических наук А.А. Курманов, магистрант
Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова Е-mail: kurmanov [email protected]
Аннотация. В статье проведен анализ существующих технических решений и устройств для фомирова-ния брикетов, разработана классификация и на этой основе обоснована конструкция винтово-скребково-го брикетировщика. Такое техническое решение обладает значимыми преимуществами перед существующими машинами. К достоинствам таких устройств можно отнести статический тип нагрузки и возможность предварительной/дополнительной обработки брикетируемой массы в пределах рабочего канала. Например, перемешивание кормосмеси или дополнительное нагревание. Также преимуществом является технологическая простота устройства. К недостаткам винтовых машин можно отнести высокую удельную энергоемкость. Брикетированные корма лучше усваиваются крупным рогатым скотом [13], чем другие виды корма. Кроме того, такая форма способствует снижению транспортных расходов, а также расходов на хранение.
Ключевые слова: кормоприготовление, механизация животноводства, винтовые прессующие машины, эффективность процессов.
Обеспечение продовольственной безопасности страны является одной из значимых задач производства. Возможным способом решения этого является повышение эффективности животноводческой отрасли путем улучшения качества приготовляемых кормов. Для удобства применения корма разделяют на группы сходных по применению, производству и питательным свойствам кормов.
На рисунке 1 представлены виды кормов и их классификация [1-3]. К грубым кормам относятся сухие растительные корма с высоким содержанием клетчатки (25-45%). Такие корма являются обязательным компонентом рационов травоядных животных. Сочные корма - корма растительного происхождения, содержащие в своем составе значительное количество воды (более 70%). Особенность зеленых кормов - высокое содержание влаги (70-85%).
В сухом веществе таких кормов много питательных веществ. Концентрированые корма - корма с высокоэнергетическим наполнением, имеют в своем составе зерно злаковых культур.
Грубые корма
CJ Сено, солома, сенаж, веточный корм
н о 'ГС Сочные корма
«Г К PI Силос, корнеклубнеплоды
S ft X Я Концентрированные корма
о и О м Зерно злаковых культур,
§ о Hp зерно бобовых культур
я « м 1) О Зеленые корма
я п у Отава лугов и пастбищ, сеяные
К о 3 культуры злаковых и бобовых, ботва
« Ц <и W корнеклубнеплодовых и бахчевых
Щ (U я Корма животного происхождения
к Он Мясная, мясо-костная,
в кровяная, рыбная мука,
цельное и обезжиренное молоко
Рис. 1. Классификация кормов
Животные корма отличаются высоким содержанием полноценного протеина, богаты витаминами и минеральными веществами. Такие корма используются в кормлении молодняка всех видов сельскохозяйственных животных, а также взрослых свиней, птицы и пушных зверей. По составу корма делятся на монокорм, куда входит только один вид корма, и комбинированный - из нескольких
компонентов. Здесь интересен брикетиро- ответствующей матрицы. К недостаткам
ванный корм, который представляет собой можно отнести циклический режим работы,
спрессованную кормовую массу разнообраз- а также необходимость дополнительно обе-
ных форм и размеров. Он может включать в спечивать загрузку и выгрузку рабочей ка-
себя грубые, концентрированные и иные меры устройства (вручную или дополнитель-
виды кормов с минеральными добавками, и ными устройствами).
его состав можно менять в широких преде- Поршневой (штемпельный) брикетиров-
лах в зависимости от зоотехничеких требо- щик представлен на рисунке 3. Процесс фор-
ваний. мирования брикетов происходит путом удар-
Брикетирование - прессование грубоиз- ного воздействия на кормовую сместь и про-
мельченной и/или гомогенизированной мас- талкивание ее через фильеру или матрицу.
сы с помощью специальной техники. Приго- На производительность пресса влияет диа-
товление и использование брикетов имеет метр поршня и частота рабочих циклов. К
преимущество перед производством кормов достоинствам этого типа устройств можно
традиционными методами. Брикетирован- отнести низкую удельную энергоемкость.
ные корма лучше усваиваются крупным ро- Особенностями можно считать ударнодина-
гатым скотом [1-3], чем другие виды корма. мическую нагрузку при формировании бри-
Кроме того, такая форма способствует сни- кета (что может служить дополнительным
жению транспортных расходов, а также рас- фактором механообработки компонентов
ходов на хранение. смеси).
Существующие на данный момент уст- Винтовые брикетирующие машины (рис.
ройства брикетирования классифицируют по 4) представляют собой устройства непре-
принципу их действия: матричные; поршне- рывного действия с винтовым (шнековым)
вые или штемпельные (циклического дейст- рабочим органом [1-3]. вия); винтовые (шнековые); вальцовые (непрерывного действия).
Рис. 2. Матричный брикетировщик
Рис. 3. Поршневой брикетировщик
Матричный брикетировщик представлен на рисунке 2. В брикетировщиках этого типа брикет формируется в матрице, куда брикетируемая масса подается под давлением. Производительность в данном случае зависит от продолжительности цикла прессования. Достоинствами этого типа устройств является высокая степень сжатия, статический тип нагрузки (что позволяет избежать разрушений, например, зерновых компонентов кормосмеси) и возможность изменять размер и форму брикета путем установки со-
Рис. 4. Винтовой брикетировщик
Лоигпа! оГ УШТ^Н №4(28)-2017
183
Вальцовые
Сжатие происходит путем изменения диаметра канала шнека либо шага витка шнека. К достоинствам таких устройств можно отнести статический тип нагрузки и возможность предварительной дополнительной обработки брикетируемой массы в пределах рабочего канала. Например, перемешивание кормосмеси или до-полнителное нагревание. Также преимуществом является технологическая простота устройства. К недостаткам винтовых машин можно отнести высокую удельную энергоемкость.
Цикличный режим работы
Винтовые
Матричные
Высокая степень сжатия
Непрерывного действия
Штемпельные
Рис. 5. Вальцовый брикетировщик
Пресс-брикетировщик вальцового типа представлен на рисунке 5. Особенностью этого типа устройств можно назвать сравнительно невысокую степень сжатия и определенные требования к обрабатываемой массе (гомогенность, мелкофрационность и т.д.).
Наиболее перспективным путем развития брикетирующих машин представляется разработка устройства, которая бы совмещала элементы и узлы некоторых из вышеприведенных. Основные требования к работе бри-кетировщиков могут быть сформулированы как симбиоз преимуществ подобных машин (рис. 6) [1-3].
Для концентрации преимуществ машин для брикетирования кормов нами предлагается устройство, обладающее повышеной эффективностью благодаря внесеным изменениям в конструкцию (рис. 7) [4].
Рис. 6. Основные преимущества брикетировщиков
Рис. 7. Винтово-скребковый брикетировщик
Устройство для брикетирования содержит раму 1, на которой установлен привод 2 и полый корпус 3, внутри него смонтирован конический шнек 4, загрузочный бункер 5, под шнеком в формующем канале 6 установлен транспортер 7 со скребками 8 и пластинами 9, формующими брикеты 10, над транспортером на выходе из зоны действия шнека установлен битер 11. Представленное устройство для брикетирования работает следующим образом. Масса для брикетирования
подается в бункер 5, попадает в межвитковое пространство шнека 4 и транспортер. Вращаясь, шнек и транспортер перемещают массу в корпусе 3 и по каналу 6 к вершине усеченного конуса, представляющего внутреннюю полость корпуса 3. В результате масса уплотняется, формуется, запоняя скребок, и на выходе из корпуса битер совместно со скребками отрывает, уплотняет, формует и в виде брикета проталкивает материал к выходу из формующего канала. При огибании цепью ведущей звездочки транспортера 7 расстояние между скребками 8 увеличивается, брикет 10 под действием силы тяжести отрывается от пластины 9 и падает на приемное устройство. Изменяя скорость движения транспортера или частоту вращения шнека, можно получить брикеты различной плотности. Данное техническое решение пригодно для использования в сельском хозяйстве для приготовления кормов. Применение этого
устройства позволит улучшить эффективность применения корма и повысить экономическую эффективность животноводства в целом.
Литература:
1. Тюльдюков В.А. Практикум по луговому кормопроизводству. М., 1986. 255 с.
2. Абрамян А.С. Эффективность приготовления объемистых кормов по различным технологиям: автореф. д. с.-х. н. М., 2005. 46 с.
3. Сельскохозяйственные машины / Юнусов Г.С. и др. Йошкар-Ола, 2009. 152 с.
4. Пр. пат. РК 16627. Заяв. 09.02.04; Опубл. 15.12.05.
Literatura:
1. Tyul'dyukov V.A. Praktikum po lugovomu kormopro-izvodstvu. M., 1986. 255 s.
2. Abramyan A.S. EHffektivnost' prigotovleniya ob"emi-styh kormov po razlichnym tekhnologiyam: avtoref. d. s. -h. n. M., 2005. 46 s.
3. Sel'skohozyajstvennye mashiny / YUnusov G.S. i dr. Joshkar-Ola, 2009. 152 s.
4. Pr. pat. RK 16627. Zayav. 09.02.04; Opubl. 15.12.05.
DEVELOPMENT AND JUSTIFICATION OF THE FEED'S BRIQUETTIER CONSTRUCTION A.K. Kurmanov, doctor of technical sciences J.A. Nurpesov, candidate of technical sciences A.A. Kurmanov, magistrant Kostanay state university after A. Baitursynov
Abstract. The article gives the analysis of existing technical solutions and devices for briquettes' forming, a classification is developed and on this basis the screw-scraper briquettier's design is justified. This solution has significant advantages over existing machines. The advantages of such devices include static type of loading and the ability of previewed/addition treatment of briquetted mass within the working channel's limits. For example, mixing of the feed mixture or additional heating. Another advantage is the technological simplicity of the device. The disadvantages of screw machines include a high specific energy capacity. The briquetted feed are better digested by cattle [1-3] than the other types of feed. In addition, such form stimulates the transport costs' lowering, as well as storage costs.
Keywords: feed's preparation, livestock mechanization, screw press machines, processes' efficiency.
Journal of VNIIMZH №4(28)-2017
185
