RU2014767C1

RU2014767C1 - Package for manure homogenization and pumping over

Info

Publication number: RU2014767C1
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Вершинин; Петр Николаевич Вершинин; Владимир Васильевич Кузнецов
Original assignee: Николай Петрович Вершинин; Петр Николаевич Вершинин; Владимир Васильевич Кузнецов
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: shaft of the homogenizing auger is hollow, and it provides housing for another auger with its drive connected to the auger. The homogenizing auger has a vane provided with radial cutting tools protruding over its end-face. On the shaft top end there is a receiving chamber with a deflecting funnel, and the bottom end is provided with radial intake vanes. The cutting tools may be arranged on the auger vane at an angle of 90-180 deg relative to each other, and the homogenizing auger is positioned at an angle of 25-35 deg about the horizontal line. The homogenizing auger pitch is determined by equation presented in the description. EFFECT: higher homogenization quality; less energy consumption. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а точнее к устройствам для обработки полужидкого навоза, находящегося в хранилищах. The invention relates to agriculture, and more specifically to devices for processing semi-liquid manure in storage.

Известно устройство для транспортировки материалов, содержащее вертикальный винтовой конвейер с загрузочными разгрузочными окнами, с размещенными в трубе винтом и приводом. В верхней части имеется лопатка для выброса материала [1]. A device for transporting materials is known, comprising a vertical screw conveyor with loading unloading windows, with a screw and a drive located in the pipe. In the upper part there is a blade for ejecting material [1].

Это устройство не может применяться для работы с навозом, т.к. длинномерные включения в навозе приведут к забиванию винта и подача навоза прекратится. This device cannot be used for work with manure, as long inclusions in the manure will lead to clogging of the screw and the supply of manure will stop.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является шнековая мешалка с активным перемешивающим органом [2]. Мешалка устанавливается на каретке, смонтированной на движущейся площадке с возможностью перемещения по последней. На одной площадке может быть смонтировано несколько кареток. The closest in its technical essence to the invention is a screw mixer with an active mixing organ [2]. The mixer is mounted on a carriage mounted on a moving platform with the ability to move along the latter. Several carriages can be mounted on one site.

Недостатками указанной шнековой мешалки является сложность конструкции, высокая металло- и энергоемкость, отсутствие возможности измельчения навоза и его транспортировки и низкая производительность при наличии на поверхности толстой затвердевшей корки. The disadvantages of this screw mixer are the design complexity, high metal and energy consumption, the inability to grind manure and its transportation and low productivity in the presence of a thick hardened crust on the surface.

Целью изобретения является повышение качества гомогенизации и снижение энергоемкости. The aim of the invention is to improve the quality of homogenization and reduce energy intensity.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для гомогенизации навоза, содержащее ферму с установленным на ней с возможностью перемещения по высоте шнеком-гомогенизатором, соединенным с приводом, имеет полый вал шнека-гомогенизатора, лопасть которого снабжена резцами, выступающими за ее торец, при этом в полости вала размещен дополнительный транспортирующий шнек, соединенный с приводом, а на верхнем конце вала установлена приемная камера с отбрасывающей воронкой, сообщенная с его полостью, причем нижний конец вала снабжен заборными лопастями. Резцы могут быть расположены на лопасти шнека под углом 90-180^о друг к другу, а сам шнек-гомогенизатор устанавливаться под углом 25-35^о к горизонтали. Шнек-гомогенизатор может выполняться с шагом его лопасти, определяемым из соотношения:
D×Sinα ≅

, где D - диаметр окружности, описываемой выступающим концом резцы;
α- угол наклона шнека к горизонтали;
L - шаг лопасти шнека.This goal is achieved by the fact that the device for homogenizing manure containing a farm with a homogenizer screw mounted on it with the possibility of movement along the height, has a hollow homogenizer screw shaft, the blade of which is equipped with cutters protruding beyond its end, while an additional conveying screw is connected to the cavity of the shaft, connected to the drive, and a receiving chamber with a dropping funnel in communication with its cavity is installed on the upper end of the shaft, the lower end of the shaft being provided with fences and blades. The cutters can be located on the auger blades at an angle of 90-180 ^about each other, and the homogenizer screw can be installed at an angle of 25-35 ^about to the horizontal. The screw homogenizer can be performed with a pitch of its blade, determined from the ratio:
D × Sinα ≅

where D is the diameter of the circle described by the protruding end of the cutters;
α is the angle of inclination of the screw to the horizontal;
L is the pitch of the auger blade.

Успешная работа шнека-гомогенизатора обеспечивается при условии:
H ≥

где Н - высота захвата слоя при полном обороте одного резца;
L - шаг шнека, на лопастях которого крепятся резцы.Successful operation of the homogenizer screw is ensured provided that:
H ≥

where H is the height of the capture layer with a full revolution of one cutter;
L is the pitch of the screw, on the blades of which the incisors are attached.

Минимальное количество резцов обеспечивается при их установке через β= 180^о (на лопастях через каждые 1/2 шага шнека). В этом случае перекрываются зоны, обрабатываемые каждым резцом.The minimum number of cutters is provided for the installation through the β = ¹⁸⁰ ° (on the blades every 1/2 pitch of the screw). In this case, the zones processed by each cutter overlap.

Предлагаемая конструкция в отличие от прототипа обладает рядом преимуществ: резцы режут и разрыхляют твердую фазу навоза, а сам шнек одновременно перемешивает твердую фазу навоза с жидкой и осадок с жидкой фазой, создавая тем самым гомогенизированную массу. При этом существенно уменьшаются затраты энергии. Размещение в валу шнека-гомогенизатора дополнительного транспортирующего шнека обеспечивает возможность транспортировки перемешанного (гомогенизированного) навоза из хранилищ и перекачки в устройства для дальней шей переработки или в емкости транспортных средств. Следует отметить, что вращение трубы транспортирующего шнека облегчает подъем навоза вверх. The proposed design, in contrast to the prototype, has several advantages: cutters cut and loosen the solid phase of manure, while the screw itself mixes the solid phase of manure with liquid and the sediment with liquid phase, thereby creating a homogenized mass. At the same time, energy costs are significantly reduced. Placement of an additional conveying screw in the shaft of the homogenizer screw provides the possibility of transporting mixed (homogenized) manure from storage facilities and transferring it to devices for further processing or in the tank of vehicles. It should be noted that the rotation of the conveyor screw pipe facilitates the lifting of manure up.

Дополнительное уменьшение энергетических затрат достигается благодаря наклону шнека-гомогенизатора на угол 25-35^о по отношению к горизонтали. При этом усилия резания, как показали предварительные испытания опытного образца, уменьшаются на 25-30%.An additional reduction in energy costs is achieved due to the inclination of the screw-homogenizer at an angle of 25-35 ^about with respect to the horizontal. At the same time, cutting forces, as shown by preliminary tests of the prototype, are reduced by 25-30%.

Устройство обеспечивает высокую степень гомогенизации при значительном снижении энергетических затрат. Кроме того, представляется возможность уменьшить металлоемкость устройства и обеспечить транспортировку гомогенизированного навоза для дальнейшей переработки или для заполнения емкостей транспортных средств. The device provides a high degree of homogenization with a significant reduction in energy costs. In addition, it is possible to reduce the metal consumption of the device and provide transportation of homogenized manure for further processing or to fill the tanks of vehicles.

На фиг.1 изображено устройство для гомогенизации навоза, вид сверху; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - рабочий орган; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - вид по стрелке Г на фиг.3. Figure 1 shows a device for the homogenization of manure, a top view; in FIG. 2 - the same, transverse section; figure 3 - working body; figure 4 is a section bb in figure 3; figure 5 is a view along arrow G in figure 3.

Устройство смонтировано на раме (ферме) 1, установленной на тракторе. В другом варианте (не показан) устройство может быть смонтировано на каретке, установленной с возможностью перемещения на мостовой ферме (или на понтоне). Один из трубчатых элементов 3 рамы 1 (мостовой фермы) является одновременно трубопроводом для подачи гомогенизированного навоза от рабочего органа 4 из навозохранилища 5. Рабочий орган 4 соединен с трубой 3 посредством гибкого шланга 6. Рабочий орган 4 смонтирован на раме 1 с возможностью регулирования его положения по высоте (глубине погружения), для чего могут применяться различные известные приспособления, например параллелограммный механизм с гидроцилиндром в одной из диагоналей и т.п. The device is mounted on a frame (truss) 1 mounted on a tractor. In another embodiment (not shown), the device can be mounted on a carriage mounted to move on a bridge truss (or on a pontoon). One of the tubular elements 3 of the frame 1 (bridge truss) is simultaneously a pipeline for supplying homogenized manure from the working body 4 from the manure storage 5. The working body 4 is connected to the pipe 3 by means of a flexible hose 6. The working body 4 is mounted on the frame 1 with the possibility of adjusting its position in height (immersion depth), for which various known devices can be used, for example, a parallelogram mechanism with a hydraulic cylinder in one of the diagonals, etc.

Рабочий орган 4 состоит из шнека-гомогенизатора 7 с лопастью 8, на которой жестко закреплены резцы 9. Шнек 7 смонтирован на наклонной раме 10 в опорном узле 11, который прикреплен к наклонной раме 10 с помощью стоек 12. Вращение шнека-гомогенизатора 7 обеспечивается от привода (не показан) через шкив 13. Для предотвращения попадания агрессивной жидкости на опорный узел 11 на шнеке 7 установлен конический диск-отсекатель 14. На верхнем конце шнека 7 размещена отбрасывающая воронка 15 с перегородками, предназначенная для сбрасывания навоза в приемную камеру 16, которая через патрубок 17 и гибкий шланг 6 связана с трубой 3. Вал шнека-гомогенизатора 7 выполнен полым. Для предотвращения выброса навоза через уплотнение в верхней части приемной камеры 16 на вал 18 шнека-транспортера 19 насажен отбойник 20. Вал 18 шнека 19, установленного в полости вала шнека-гомогенизатора 7, центрируется в опорном узле 21, который крепится к наклонной раме 10 с помощью стойки 22. Вращение шнеку-транспортеру 19 передается от привода через шкив 23. При этом может быть использован тот же привод, что и для шнека-гомогенизатора 7, или самостоятельный. Захват гомогенизированного навоза осуществляется заборными лопастями 24, которые установлены на нижней части шнека-гомогенизатора 7. The working body 4 consists of a screw-homogenizer 7 with a blade 8, on which the cutters 9 are rigidly fixed. The screw 7 is mounted on an inclined frame 10 in the support unit 11, which is attached to the inclined frame 10 using racks 12. The rotation of the screw-homogenizer 7 is provided from drive (not shown) through the pulley 13. To prevent aggressive fluid from entering the support unit 11, a conical disk cutter 14 is installed on the screw 7. At the upper end of the screw 7 there is a dropping funnel 15 with partitions designed to dump manure into the receiving chamber py 16, which through the pipe 17 and the hose 6 connected with the pipe shaft 3. The screw-homogenizer 7 is hollow. To prevent the release of manure through the seal in the upper part of the receiving chamber 16, a baffle plate 20 is mounted on the shaft 18 of the conveyor screw 19. The shaft 18 of the screw 19 installed in the cavity of the shaft of the homogenizer screw 7 is centered in the support unit 21, which is attached to the inclined frame for 10 s using the stand 22. The rotation of the conveyor screw 19 is transmitted from the drive through the pulley 23. In this case, the same drive can be used as for the homogenizer screw 7, or independent. The capture of homogenized manure is carried out by intake blades 24, which are installed on the lower part of the screw-homogenizer 7.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Трактор 2 (или каретку на мостовой ферме) устанавливают в определенном месте и с помощью регулировочного приспособления заглубляют шнек-гомогенизатор 7 согласно заданию. При этом рабочий орган 4 работает следующим образом: включают привод шнека-гомогенизатора 7 через шкив 13. Вращающиеся резцы 9 разрыхляют и частично измельчают слой твердой фазы, если она не прочна. Если слой формировался долго и приобрел высокую прочность, то будет иметь место в основном измельчение массы. Далее мелкие частицы при помощи лопасти 8 перемешиваются с жидкой фазой. Продолжительность гомогенизации определяется в зависимости от состояния навоза. Tractor 2 (or the carriage on the bridge farm) is installed in a certain place and, using the adjusting device, the screw-homogenizer 7 is buried according to the task. In this case, the working body 4 works as follows: they turn on the drive of the screw-homogenizer 7 through the pulley 13. Rotating cutters 9 loosen and partially crush the layer of the solid phase, if it is not strong. If the layer was formed for a long time and acquired high strength, then mass grinding will take place mainly. Next, small particles with the help of the blade 8 are mixed with the liquid phase. The duration of homogenization is determined by the state of the manure.

Одновременно с включением привода шнека-гомогенизатора 7 трактор (каретка, мостовая ферма) начинает движение с заданной скоростью и направлением. После того, как гомогенизирована необходимая часть навоза, включают привод шнека-транспортера 19 через шкив 23. Simultaneously with the inclusion of the drive of the auger-homogenizer 7, the tractor (carriage, bridge farm) begins to move at a given speed and direction. After the necessary part of the manure has been homogenized, the drive of the conveyor screw 19 is turned on through the pulley 23.

Направление вращения шнека-гомогенизатора 7 выбрано таким, что разрыхленный навоз отбрасывается им вниз, в направлении дна навозохранилища 5, а направление вращения шнека-транспортера 19 выбрано таким, что гомогенизированный навоз поднимается вверх по валу шнека 7. При этом струи гомогенизированного навоза при взаимодействии с дном хранилища 5 дополнительно гомогенизируются и захватывают образовавшийся на дне осадок. Перемешанные корка, жидкая фракция и осадок захватываются заборными лопастями 24 на нижнем конце шнека 7. The direction of rotation of the auger-homogenizer 7 is chosen so that the loose manure is thrown downward towards the bottom of the manure storage 5, and the direction of rotation of the auger conveyor 19 is chosen so that the homogenized manure rises up the shaft of the screw 7. In this case, the jets of homogenized manure interacting with the bottom of the storage 5 are additionally homogenized and capture the sediment formed at the bottom. The mixed crust, liquid fraction and sediment are captured by intake blades 24 at the lower end of the screw 7.

Затем эта смесь через окна в нижней части полости вала шнека-гомогенизатора 7 поступает к шнеку-транспортеру 19 и перемещается вверх в воронку 15 с перегородками, которые сбрасывает ее в приемную камеру 16. Затем навоз поступает в патрубок 17 и далее через гибкий шланг 6 и трубу 3 к линии дальнейшей переработки или на заправку емкости транспортного средства для вывоза в поле. Then this mixture through the windows in the lower part of the shaft cavity of the auger homogenizer 7 enters the auger conveyor 19 and moves up into the funnel 15 with partitions, which dumps it into the receiving chamber 16. Then the manure enters the pipe 17 and then through a flexible hose 6 and pipe 3 to the line for further processing or to refuel the vehicle’s capacity for export to the field.

Для дальнейшего ускорения и улучшения гомогенизации возможно одновременно со шнеком-гомогенизатором 7 включать и шнек-транспортер 19, но при этом после патрубка 17 необходимо установить кран-переключатель. В одном положении этот кран соединяет патрубок 17 с гибким шлангом 6, а в другом - гомогенизированный навоз сбрасывается обратно в навозохранилище. Перед загрузкой транспортного средства этот кран должен закрываться. To further accelerate and improve homogenization, it is possible to simultaneously turn on the screw conveyor 19 at the same time as the screw homogenizer 7, but after this, a crane switch must be installed after the pipe 17. In one position, this crane connects the pipe 17 with a flexible hose 6, and in the other, the homogenized manure is discharged back into the manure storage. This vehicle must be closed before loading the vehicle.

П р и м е р. PRI me R.

Использован трактор Т-150. Used tractor T-150.

Длина трубы-носителя с площадкой 12,5 м (половина ширины стандартного навозохранилища). The length of the carrier pipe with a platform of 12.5 m (half the width of a standard manure storage).

Диаметр трубы-носителя 2 - 100 мм. The diameter of the carrier pipe 2 is 100 mm.

Диаметр вала шнека-гомогенизатора - 250 мм. The diameter of the screw shaft of the homogenizer is 250 mm.

Диаметр шнека-гомогенизатора - 500 мм. The diameter of the screw homogenizer is 500 mm.

Диаметр окружности, описываемой резцами - 700 мм. The diameter of the circle described by the incisors is 700 mm.

Ширина резца - 50 мм. Cutter width - 50 mm.

Угол наклона шнека-гомогенизатора к горизонтали - 25^о.The angle of inclination of the screw-homogenizer to the horizontal is 25 ^about .

Шаг лопасти шнека-гомогенизатора определяем из условия H ≥

где Н - высота захвата слоя при полном обороте одного резца;
L - шаг лопасти шнека.The pitch of the auger-homogenizer blade is determined from the condition H ≥

where H is the height of the capture layer with a full revolution of one cutter;
L is the pitch of the auger blade.

При этом Н = D˙sinα, где D - диаметр окружности, описываемой выступающим концом резца. Moreover, H = D˙sinα, where D is the diameter of the circle described by the protruding end of the cutter.

Тогда
L≅ 2Н
L = 2 x D˙ sinα = 2 x 700 x 0,4226≈600 мм.Then
L≅ 2H
L = 2 x D˙ sinα = 2 x 700 x 0.4226≈600 mm.

Глубина гомогенизации - 4,5 м. The homogenization depth is 4.5 m.

Скорость движения - 0,38 км/ч. Travel speed - 0.38 km / h.

При оптимальном режиме работы шнеков производительность устройства составит 1200 м³/ч.With the optimal operating mode of the screws, the productivity of the device will be 1200 m ³ / h.

Применение предлагаемого устройства для гомогенизации навоза позволяет повысить качество гомогенизации и существенно уменьшить при этом потребление энергии. В качестве дополнительного преимущества обеспечивается возможность транспортирования гомогенизированного навоза для дальнейшей переработки или для загрузки емкости транспортного средства для вывоза на поле. Уменьшение потребляемой энергии позволяет уменьшить массу наиболее погруженной части устройства - трансмиссии, повысит надежность и снизит стоимость. При этом устройство просто по конструкции и не требует для своего обслуживания высококвалифицированного персонала. The use of the proposed device for the homogenization of manure can improve the quality of homogenization and significantly reduce energy consumption. As an additional advantage, it is possible to transport homogenized manure for further processing or for loading a vehicle's capacity for export to the field. Reducing the energy consumed allows you to reduce the mass of the most submerged part of the device - transmission, increase reliability and reduce cost. Moreover, the device is simple in design and does not require highly qualified personnel for its maintenance.

Claims

1. PLANT FOR HOMOGENIZATION AND HANDLING HANDLING, comprising an inclined conveying screw connected to a drive mechanism, mounted on a shaft and enclosed in a casing, connected to a grinding and mixing working body, a receiving chamber in communication with the cavity of the conveying screw casing having a means for supplying manure to the transport line characterized in that the grinding and stirring working body is made in the form of a blade winding located on the casing with the blades radially mounted on the edges of its blades and placed -conjugated to each other at an angle of 90 - 180 ^o cutting elements, the casing being kinematically connected to a drive mechanism and is rotatably mounted about its longitudinal axis and supplying manure means in the transport line is designed as a shedder funnel installed in the receiving chamber on the housing , the lower free end of which is equipped with intake radial blades.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the screw is installed at an angle of 25 - 30 ^o to the horizontal plane.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the winding of the blades on the casing is made with a step L, determined from the ratio

≥ D
where D is the diameter of the circle described by the free end of the cutting element of the blade winding;
α is the angle of inclination of the shaft to the horizontal plane.