Дозаторы, их классификация и основы расчета

Зоотехнические требования к технологии приготовления кормовых смесей.

Необходимость приготовления кормовых смесей определяется тем, что ни в одном виде корма нет полного набора питательных веществ.

Скармливание полнорационных смесей повышает продуктивность животных на 25…30 % при сокращении сроков откорма на 15…20 %. Снижается также и расход кормов.

Сбалансированные кормосмеси для свиней содержат до 15 – 20, а для птиц до 40 – 50 различных компонентов.

Зоотехнические требования к дозированию и смешиванию компонентов (дозирование и смешивание – заключительные операции в приготовлении кормосмесей):

1. Компоненты необходимо точно дозировать и вводить в смесь в определенном порядке. Это особенно важно при включении в состав смеси микроэлементов, витаминов и антибиотиков.

2. Тщательное перемешивание компонентов.

3. Кормосмесь не должна иметь посторонних запахов и вредных примесей.

Дозаторы, их классификация и основы расчета

Дозаторами называются устройства, которые способны автоматически отмеривать и производить выдачу определенного количества кормов.

На процесс дозирования и выбор типа дозатора влияют такие свойства материалов:

1. Объемная масса;

2. Размеры частиц;

3. Угол естественного откоса;

4. Влажность;

5. Смешиваемость;

6. Комкуемость;

7. Склонность к сводообразованию.

С.П. Орлов предлагает классифицировать дозируемые материалы по размерам частиц и плотности. Все материалы делятся на 3 группы:

- кусковые;

- зернистые (порошкообразные);

- жидкие.

Типы дозаторов.

В зависимости от способа дозирования (по объему или весу) дозаторы делятся на объемные и весовые.

Объемные дозаторы (массовое дозирование) по своему устройству проще, чем весовые, но дают меньшую точность дозирования. Так, погрешность объемных дозаторов достигает 10 - 12 %, а весовых – 1 – 3 %.

По способу выдачи заданного количества вещества различают дозаторы порционные и непрерывного действия.

По уровню автоматизации: с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические. У дозаторов с ручным управлением процесс дозирования производится оператором. Полуавтоматические дозаторы часть работы оператора выполняют с помощью механизмов отсчет количества порций, подача материала в дозатор и т.д.

По способу регулирования расхода: путем изменения площади поперечного сечения потока продукта, рабочей длины барабана или путем изменения скорости движения дозирующего органа.

Большее распространение в комбикормовой промышленности получили объемные дозаторы.

Основы расчета дозаторов.

а) Объемный порционный дозатор для сыпучих кормов.

1. бункер;

2. заслонка;

3. полость дозатора;

4. выпускная заслонка.

Такие дозаторы, как правило, устанавливают под бункером. При открытии заслонки (2) корм из бункера (1) поступает в полость дозатора (3). Когда корм заполнит полость (3), заслонку (2) закрывают. При открытии заслонки (4) заданная порция корма поступает в смеситель.

Расход (пропускная способность) дозатора определяется по формуле:

где – объем полости дозатора, м³; – время выдачи одной порции ( =30 – 120 сек).

б) Объемный дозатор непрерывного действия барабанного типа.

1. приемный патрубок;

2. разрыхлитель;

3. барабан;

4. перекидной клапан.

Корм поступает в приемный патрубок, разрыхляется и поступает в карманы барабана. Барабан, вращаясь, сбрасывает корм в выходное отверстие. Частота вращения не должна превышать 30 – 40 об/мин. Расход дозатора изменяется за счет изменения частоты вращения барабана и определяется по формуле:

, кг/ч,

где – рабочая длина барабана, м; – площадь поперечного сечения ячейки, м²; – число ячеек; – коэффициент наполнения ячеек (φ = 0,8 – 0,9); – частота вращения барабана, об/мин.

Мощность на привод дозатора зависит от силы трения корма, захватываемого барабаном, о вышележащие слои корма. Сила трения при скольжении корма, определяется по формуле:

;

Мощность для привода барабана:

или .

Окружная скорость барабана:

,

где – радиус барабана, м.

где – давление корма на поверхность барабана, Н/м²; – площадь горизонтального сечения горловины бункера над барабаном, м²; – окружная скорость барабана, м/с; – коэффициент, учитывающий сопротивление корма дроблению; для порошкообразных материалов к₁=1,0; для кусковых к₁=2,0; – коэффициент, учитывающий потери на трение рабочих органов дозатора (к₂ = 1,1 – 1,2); – к.п.д. передачи; – коэффициент трения корма о корм.

в) Тарельчатый дозатор.

Тарельчатые дозаторы отличаются высокой точностью и широким диапазоном регулирования производительности. Их используют для дозирования основных компонентов сухих кормов, минеральных добавок и микроэлементов.

Технические характеристики тарельчатых барабанов.

1 – бункер; 2 – диск; 3 – скребок;

Материал поступает из бункера (1) на вращающийся диск (2), с которого сбрасывается скребком (3). Толщина слоя материала на диске регулируется кожухом (4).

За один оборот диска с него снимается порция материала, имеющая объем кольца с треугольным сечением (б).

Производительность дозатора можно определить так:

, кг/ч

где – объем материала, сброшенного с диска за его один оборот, м³.

Величину объема ”V” определим таким образом:

.

; отсюда ; ;

.

Тогда .

Таким образом .

Производительность тарельчатого дозатора окончательно равна:

, кг/ч

где – высота подъема кожуха над диском, м; – радиус кожуха, м; – угол естественного откоса материала при движении, град.

Предельная угловая скорость диска определяется из условия, что центробежная сила инерции должна быть меньше силы трения продукта о диск:

; ,

где – радиус нижнего основания конуса материала, м; – коэффициент трения материала о диск.

Нагрузочная диаграмма тарельчатого дозатора

Мощность на привод тарельчатого дозатора:

,

где – мощность на преодоление сопротивления корма от трения его о тарелку; – мощность на преодоление сопротивления корма от трения его о скребок; – мощность, потребляемая дозатором в режиме холостого хода;

,

где – сила трения, возникающая при движении корма по тарелке ( ), Н; – скорость движения корма по тарелке, м/с.

, м/с

,

где – угол установки скребка (при , ).

Тогда: