RU164378U1

RU164378U1 - DEVICE FOR GRINDING AND TRANSPORTATION OF MEAT-FISH RAW MATERIALS

Info

Publication number: RU164378U1
Application number: RU2016108395/13U
Authority: RU
Inventors: Тиммо Александрович Гаврилов
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2016-08-27

Abstract

Устройство для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья, состоящее из неподвижного сварного корпуса, боковых крышек, вала, который на подшипниках установлен внутри неподвижного сварного корпуса, на участке вала длиной Lвыполнена винтовая поверхность, а на участке вала длиной Lпо винтовой линии установлены ножи-лопасти, отличающееся тем, что ножи-лопасти установлены на валу таким образом, что они направлены навстречу движению перерабатываемого мясо-рыбного сырья под углом α относительно оси вращения вала, равным 70-80°, при этом соотношение длин участков вала Lи L, на одном из которых установлены ножи-лопасти, а другой имеет винтовую поверхность, составляет 0,3-0,4.A device for grinding and transporting meat and fish raw materials, consisting of a fixed welded body, side covers, a shaft, which is mounted on bearings inside a fixed welded body, a screw surface is made on a shaft section of length L, and blade blades are installed on a shaft section of length L along the helix characterized in that the blade knives are mounted on the shaft in such a way that they are directed towards the movement of the processed meat and fish raw materials at an angle α relative to the axis of rotation of the shaft, equal to 70-80 °, while the ratio of the lengths of the sections of the shaft L and L, on one of which blades are mounted, and the other has a helical surface, is 0.3-0.4.

Description

Устройство для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья относится к области приготовления кормов для пушных зверей, а именно к машинам и устройствам для механической обработки мясо-рыбного сырья, используемых в технологическом процессе кормоприготовительных кухонь звероводческих ферм и комплексов.A device for grinding and transporting meat and fish raw materials relates to the field of preparation of feed for fur animals, namely, machines and devices for the mechanical processing of meat and fish raw materials used in the technological process of feed preparation kitchens of animal farms and complexes.

Известно устройство для измельчения - мясорубка [1, 2], состоящее из редуктора, электродвигателя и рабочего органа, включающего нажимную гайку, ножи, ножевые решетки, шнек. Принцип работы устройства заключается в следующем: мясо-рыбное сырье загружается в устройство для измельчения, где оно захватывается шнеком и транспортируется к ножам и ножевым решеткам, посредством которых и происходит измельчения сырья, после чего измельченное сырье выгружается из устройства.A known device for grinding - meat grinder [1, 2], consisting of a gearbox, an electric motor and a working body, including a pressure nut, knives, knife grids, auger. The principle of operation of the device is as follows: meat and fish raw materials are loaded into the grinding device, where it is captured by a screw and transported to the knives and knife grids, through which the raw materials are grinded, after which the crushed raw materials are unloaded from the device.

Недостатками устройства для измельчения являются: высокие энергозатраты и снижение питательной ценности мясо-рыбного сырья в процессе его измельчения, вследствие того, что в зоне контакта ножей и ножевых решеток возникают значительные силы трения и как следствие генерация тепла, что вызывает снижение питательной ценности мясо-рыбного сырья. Так, известно [1, 3], что затраты энергии на преодоления трения между ножами и ножевыми решетками могут достигать 90% всей потребляемой на процесс измельчения энергии, а температура нагрева в зоне контакта ножей и ножевых решеток при перерывах в подаче мясо-рыбного сырья уже через минуту может достигать 120°C.The disadvantages of the grinding device are: high energy consumption and a decrease in the nutritional value of meat and fish raw materials during its grinding, due to the fact that considerable friction forces arise in the contact zone of knives and knife grids and, as a consequence, heat generation causes a decrease in the nutritional value of meat and fish raw materials. So, it is known [1, 3] that energy costs for overcoming friction between knives and knife grids can reach 90% of all energy consumed in the grinding process, and the heating temperature in the contact zone of knives and knife grids during interruptions in the supply of meat and fish raw materials is already in a minute can reach 120 ° C.

Известно устройство для измельчения мясокостного корма [4], состоящее из цилиндрического корпуса с загрузочной горловиной и разгрузочным патрубком и размещенным в нем с возможностью вращения в горизонтальной плоскости вогнутым диском с жестко установленными на его верхней поверхности под острым углом к радиусу окружности диска ножами, вдоль которых выполнены окна. На нижней поверхности диска установлены лопасти. В верхней части корпуса радиально над диском расположены противорежущие пластины. Принцип работы устройства заключается в следующем: мясокостный корм подается в загрузочную горловину и нагнетается на вращающийся диск. Под воздействием центробежных сил корм перемещается от центра диска к его периферии. При этом частицы корма, двигаясь со скоростью вращения диска, подвергаются измельчению. Корм срезается в виде стружки и, проходя через окна, выбрасывается из нижней части корпуса лопастями в разгрузочный патрубок.A device for grinding meat and bone feed [4] is known, consisting of a cylindrical body with a loading neck and an unloading nozzle and placed in it with the possibility of rotation in a horizontal plane of a concave disk with knives rigidly mounted on its upper surface at an acute angle to the radius of the disk circumference along which made windows. Blades are installed on the bottom surface of the disk. In the upper part of the body radially above the disk are opposing plates. The principle of operation of the device is as follows: meat and bone feed is fed into the loading neck and is pumped onto a rotating disk. Under the influence of centrifugal forces, the feed moves from the center of the disk to its periphery. In this case, the feed particles moving with the speed of rotation of the disk are subjected to grinding. The feed is cut off in the form of shavings and, passing through the windows, is ejected from the lower part of the body by the blades into the discharge pipe.

Недостатками устройство для измельчения мясокостного корма являются: низкая производительность устройства, вследствие того, что внутренняя поверхность цилиндрического корпуса не имеет упоров, в связи с чем, мясокостный корм, попадая на вращающийся диск, длительное время вращается вместе с ним, и начинает измельчаться только когда создастся естественный упор; также недостатком является неоднородность размеров получаемых частиц, вследствие того, что измельчение производится со снятием стружки, в связи с чем, длина скалываемой стружки превосходит в разы толщину.The disadvantages of the device for grinding meat and bone feed are: low productivity of the device, due to the fact that the inner surface of the cylindrical body has no stops, and therefore, meat and bone feed, falling on a rotating disk, rotates with it for a long time, and begins to be chopped only when it is created natural emphasis; also a disadvantage is the heterogeneity of the sizes of the resulting particles, due to the fact that the grinding is carried out with the removal of chips, and therefore, the length of the chips to be chipped exceeds the thickness by several times.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для измельчения мясо-рыбных кормов [5], которое состоит из неподвижного цилиндрического корпуса, сборного из двух частей. Корпус устройства опирается на подпорку. Внутри корпуса на подшипниках расположен вал, в сквозные отверстия вала установлены пальцы, к которым крепятся ножевые элементы. Траектория, по которой установлены пальцы с ножевыми элементами, представляет винтовую линию. Изменение угла поворота ножевых элементов осуществляется регулировочными гайками. Выходной конец вала с помощью муфты соединяется с приводом.The closest analogue, selected as a prototype, is a device for grinding meat and fish feed [5], which consists of a fixed cylindrical body, prefabricated in two parts. The body of the device is supported by a support. A shaft is located on the bearings inside the housing, fingers are installed in the through holes of the shaft, to which the knife elements are attached. The path along which the fingers with knife elements are mounted represents a helix. Changing the angle of rotation of the knife elements is carried out by adjusting nuts. The output end of the shaft is connected to the drive by means of a coupling.

Недостатками данного устройства являются: низкая степень измельчения, вследствие того, что кромки лезвий ножевых элементов установлены по направлению движения перерабатываемых мясо-рыбных кормов, в связи с чем, скорости вращения кромок лезвий ножевых элементов и перерабатываемых мясо-рыбных кормов практически равны и направлены в одну сторону; также недостатком устройства является его низкая производительность, вследствие того, что ножевые элементы представляет собой не цельную винтовую поверхность, а лишь множество ее отдельных сегментов, что не позволяет ножевым элементам создавать достаточного давления для эффективного транспортирования мясо-рыбных кормов.The disadvantages of this device are: a low degree of grinding, due to the fact that the edges of the blades of the knife elements are set in the direction of movement of the processed meat and fish feeds, and therefore, the rotational speeds of the edges of the blades of the knife elements and the processed meat and fish feeds are almost equal and directed in one side; also a disadvantage of the device is its low productivity, due to the fact that the knife elements is not a solid screw surface, but only a lot of its individual segments, which does not allow the knife elements to create sufficient pressure for the efficient transportation of meat and fish feed.

Достигаемый технический результат состоит в повышении степени измельчения мясо-рыбного сырья, а также в повышении производительности устройства.The technical result achieved is to increase the degree of grinding of meat and fish raw materials, as well as to increase the productivity of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что: ножи-лопасти установлены на валу таким образом, что они направлены навстречу движению перерабатываемого мясо-рыбного сырья под углом α относительно оси вращения вала равным 70-80°, при этом соотношение длин участков вала L₁ и L₂, на одном из которых установлены ножи-лопасти, а другой имеет винтовую поверхность, составляет 0,3-0,4.The specified technical result is achieved in that: the blade knives are mounted on the shaft in such a way that they are directed towards the movement of the processed meat and fish raw materials at an angle α relative to the axis of rotation of the shaft equal to 70-80 °, while the ratio of the lengths of the shaft sections L ₁ and L ₂ , on one of which blade knives are installed, and the other has a helical surface, is 0.3-0.4.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображены вид спереди и местный разрез устройства для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья. На фиг. 3 и фиг. 4 изображены аксонометрия и вид сбоку вала с винтовой поверхность и ножами-лопастями.In FIG. 1 and FIG. 2 shows a front view and a local section of a device for grinding and transporting meat and fish raw materials. In FIG. 3 and FIG. 4 shows a perspective view and a side view of a shaft with a helical surface and blade knives.

Устройство для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья состоит из неподвижного сварного корпуса 1, боковых крышек 2, вала 3, который на подшипниках установлен внутри неподвижного сварного корпуса 1, на участке вала 3 длиной L₁ выполнена винтовая поверхность 4, а на участке вала 3 длиной L₂ по винтовой линии навстречу движению перерабатываемого мясо-рыбного сырья под углом α относительно оси вращения вала 3 установлены ножи-лопасти 5. Угол α - это угол между осью вращения вала и боковой гранью 6 ножей-лопастей 5. Привод устройства осуществляется посредством соединения концевого участка вала 7 с валом электродвигателя или валом отбора мощности трактора.The device for grinding and transporting meat and fish raw materials consists of a fixed welded housing 1, side covers 2, shaft 3, which is mounted on bearings inside a fixed welded housing 1, a screw surface 4 is made on a section of shaft 3 of length L ₁ , and on a shaft portion 3 length L ₂ along a helical line towards the movement of processed meat and fish raw material at an angle α relative to the shaft rotational axis 3 set knives blade 5. angle α - is the angle between the axis of rotation of the shaft 6 and the side edge knives, blades 5. Drive device impl tvlyaetsya by connecting the end portion of the shaft 7 to the shaft of the motor or power takeoff shaft of the tractor.

Устройство для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья работает следующим образом.A device for grinding and transporting meat and fish raw materials works as follows.

Куски мясо-рыбного сырья подаются в загрузочную горловину 8 устройства, из которой они попадают на вращающийся вал 3 с винтовой поверхностью 4. Боковые грани 9 винтовой поверхности 4 создают необходимое давление P₁ для транспортирования кусков мясо-рыбного сырья вдоль вала к ножам-лопастям 5. Ножи-лопасти 5 боковыми гранями 6 также создают некоторое давление Р₂ для транспортирования кусков мясо-рыбного сырья вдоль вала к выгрузной горловине 10, при этом одновременно режущие кромки 11 ножей-лопастей 5 осуществляют процесс измельчения кусков мясо-рыбного сырья.Pieces of meat and fish raw materials are fed into the loading neck 8 of the device, from which they fall onto a rotating shaft 3 with a screw surface 4. The side faces 9 of the screw surface 4 create the necessary pressure P ₁ for transporting pieces of meat and fish raw materials along the shaft to the blade knives 5 The blade knives 5 with the side faces 6 also create some pressure P ₂ for transporting pieces of meat and fish raw materials along the shaft to the discharge neck 10, while simultaneously cutting edges 11 of the blade blades 5 carry out the process of grinding pieces of meat o-fish stock.

Вследствие того, что ножи-лопасти представляют собой не цельную винтовую поверхность, а лишь множество ее отдельных сегментов, то давление Р₂, создаваемое боковыми гранями ножей-лопастей недостаточно для транспортирования кусков мясо-рыбного сырья вдоль вала к выгрузной горловине. Дефицит давления Р₂ ножей-лопастей компенсируется давлением Р₁, создаваемым боковыми гранями винтовой поверхности. В связи, с чем эффективность транспортирования всего устройства зависит от соотношения длин участков с ножами-лопастями L₂, на котором создается давление Р₂, и с винтовой поверхностью L₁, на котором создается давление Р₁. В зависимости от значений соотношения длин L₂/L₁ изменяются основные технологические характеристики устройства - производительность, степень измельчения. На основании лабораторных исследований, проведенных автором в ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» установлено, что наиболее оптимальные значения соотношения длин L₂ и L₁ находится в интервале L₂/L₁=0,3-0,4, т.к. достигается высокая производительность при высокой степени измельчения. При значениях соотношения длин меньше 0,3 производительность остается высокой, но при этом степень измельчения значительно снижается, что в свою очередь ведет к снижению качества получаемого мясо-рыбного корма. При значениях больше 0,4 степень измельчения достаточно высокая, но при этом производительность устройства заметно падает, что недопустимо в условиях промышленного производства мясо-рыбных кормов.Due to the fact that the blade knives are not a solid helical surface, but only many of its individual segments, the pressure P ₂ created by the side faces of the blade blades is not enough to transport pieces of meat and fish raw materials along the shaft to the discharge neck. The pressure deficit P _{2 of the} blade blades is compensated by the pressure P ₁ created by the side faces of the helical surface. In this connection, the efficiency of transportation of the entire device depends on the ratio of the lengths of the sections with the knife-blades L ₂ , on which the pressure P _{2 is created} , and with the screw surface L ₁ , on which the pressure P _{1 is created} . Depending on the values of the ratio of lengths L ₂ / L ₁ , the main technological characteristics of the device — productivity, degree of grinding, change. Based on laboratory studies conducted by the author at the FSBEI HE “Petrozavodsk State University” it was found that the most optimal values for the ratio of lengths L ₂ and L ₁ are in the range L ₂ / L ₁ = 0.3-0.4, because high productivity with a high degree of grinding is achieved. When the ratio of lengths is less than 0.3, the performance remains high, but the degree of grinding is significantly reduced, which in turn leads to a decrease in the quality of meat and fish feed. With values greater than 0.4, the degree of grinding is quite high, but the productivity of the device drops noticeably, which is unacceptable in the conditions of industrial production of meat and fish feed.

Значение угла α установки ножей-лопастей относительно оси вращения вала может изменяться в широком диапазоне от 0 до 90°. В зависимости от значений угла α изменяются основные технологические характеристики устройства - производительность, степень измельчения. На основании лабораторных исследований, проведенных автором в ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» установлено, что интервал значений угла α от 70 до 80° является наиболее оптимальным, т.к. достигается высокая производительность при высокой степени измельчения. При значениях ниже 70° производительность остается высокой, но при этом резко снижается степень измельчения. При значениях выше 80° степень измельчения достаточно высокая, но при этом резко падает производительность устройства и значительно возрастают затраты энергии на процесс измельчения.The angle α of the installation of the blade knives relative to the axis of rotation of the shaft can vary in a wide range from 0 to 90 °. Depending on the values of the angle α, the main technological characteristics of the device — productivity, degree of grinding, change. Based on laboratory studies conducted by the author at the FSBEI HE “Petrozavodsk State University” it was found that the interval of values of the angle α from 70 to 80 ° is the most optimal, because high productivity with a high degree of grinding is achieved. At values below 70 °, productivity remains high, but the degree of grinding decreases sharply. At values above 80 °, the degree of grinding is quite high, but at the same time the productivity of the device drops sharply and the energy consumption for the grinding process increases significantly.

Для подтверждения технического результата был проведен ряд экспериментов по измельчению мясо-рыбного сырья при различных углах α и соотношениях длин L₂/L₁.To confirm the technical result, a number of experiments were conducted on grinding meat and fish raw materials at various angles α and length ratios L ₂ / L ₁ .

Куски мясо-рыбного сырья загружались в лабораторную установку предлагаемого устройства для измельчения и транспортирования мясо-рыбного сырья и перерабатывались. Производительность установки определялась методом взвешивания кусков мясо-рыбного сырья и хронометрирования длительности процесса его переработки [6], а степень измельчения методом ситового анализа [7]. В ходе экспериментов варьировались угол α в пределах от 0 до 89° с шагом 10° и соотношение длин L₂/L₁ от 0 до 0,7 с шагом 0,1. Повторность экспериментов - трехкратная. По результатам экспериментов была получена выборка данных производительности и степени измельчения. Для полученных данных произведена статистическая обработка общепринятыми методами математической статистики для 5%-го уровня значимости. Результаты сведены в таблицу 1 и таблицу 2.Pieces of meat and fish raw materials were loaded into the laboratory unit of the proposed device for grinding and transporting meat and fish raw materials and processed. The productivity of the installation was determined by weighing pieces of meat and fish raw materials and timing the duration of the processing process [6], and the degree of grinding by sieve analysis [7]. During the experiments, the angle α varied from 0 to 89 ° in 10 ° increments and the length ratio L ₂ / L ₁ from 0 to 0.7 in 0.1 increments. The experiments were repeated three times. According to the results of the experiments, a sample of performance and grinding data was obtained. For the data obtained, statistical processing was carried out using generally accepted methods of mathematical statistics for a 5% significance level. The results are summarized in table 1 and table 2.

По данным таблицы 1 видно, что с увеличением угла α от 0 до 60° производительность устройства интенсивно увеличивается и при достижении 60° достигает своего максимума - 40 кг/ч, далее от 60 до 80° незначительно снижается до 37-39 кг/ч, и от 80 до 89° резко уменьшается до 1 кг/ч. Степень измельчения с увеличением угла α на всем интервале от 0 до 89° интенсивно увеличивается от 0 до 33. Необходимо отметить, что в интервале углов α от 70 до 80° полученные значения и производительности, и степени измельчения принимают достаточно высокий уровень.According to table 1, it can be seen that with an increase in the angle α from 0 to 60 °, the productivity of the device intensively increases and when it reaches 60 ° it reaches its maximum - 40 kg / h, then from 60 to 80 ° it slightly decreases to 37-39 kg / h, and from 80 to 89 ° sharply decreases to 1 kg / h. The degree of grinding with an increase in the angle α over the entire interval from 0 to 89 ° intensively increases from 0 to 33. It should be noted that in the range of angles α from 70 to 80 ° the obtained values and productivity, and the degree of grinding take a fairly high level.

По данным таблица 2 видно, что с увеличением соотношения длин L₂/L₁ от 0 до 0,4 производительность плавно снижается от 42 до 33 кг/ч, и от 0,4 до 0,7 резко падает до 7 кг/ч. Степень измельчения с увеличением соотношения длин L₂/L₁ на всем интервале от 0 до 0,7 интенсивно увеличивается от 0 до 36. Необходимо отметить, что в интервале соотношения длин L₂/L₁ от 0,3 до 0,4 полученные значения и производительности, и степени измельчения принимают достаточно высокий уровень.According to table 2, it can be seen that with an increase in the ratio of lengths L ₂ / L ₁ from 0 to 0.4, productivity smoothly decreases from 42 to 33 kg / h, and from 0.4 to 0.7 drops sharply to 7 kg / h. The degree of grinding with an increase in the ratio of lengths L ₂ / L ₁ over the entire interval from 0 to 0.7 intensively increases from 0 to 36. It should be noted that in the interval of the ratio of lengths L ₂ / L ₁ from 0.3 to 0.4, the obtained values and productivity, and the degree of grinding take a fairly high level.

Полученные результаты подтверждают заявленный технический результат полезной модели.The results obtained confirm the claimed technical result of the utility model.

ИСТОЧНИКИSOURCES

1. Измельчение органических материалов / Т.А. Гаврилов, Г.Н. Колесников; М-во образования и науки Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. проф. образования Петрозавод. гос. ун-т. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ, 2015. 127 с.1. The grinding of organic materials / T.A. Gavrilov, G.N. Kolesnikov; M-in education and science Ros. Federation, Feder. state budget. educate. institution of higher prof. Education Petrozavod. state un-t Petrozavodsk: Publishing House of PetrSU, 2015.127 p.

2. Описание изобретения к патенту RU 2070093 «Мясорубка» (Заплетников И.Н., Лебедев И.Н., Дмитриев В.П., Павлов М.Я., Дорош Д.Е., Кобилецкий А.В. Опубл.: 10.12.1996).2. Description of the invention to the patent RU 2070093 "Meat grinder" (Zapletnikov I.N., Lebedev I.N., Dmitriev V.P., Pavlov M.Ya., Dorosh D.E., Kobiletsky A.V. 12/10/1996).

3. Комиссаров, С.С. Исследование процесса измельчения мясного сырья в волчках и разработка ножевых головок: дис. … канд. техн. наук: 05.18.12 / Комиссаров Сергей Сергеевич. Воронеж, 2003. 159 с.3. Komissarov, S.S. Study of the process of grinding meat raw materials in tops and the development of knife heads: dis. ... cand. tech. Sciences: 05.18.12 / Komissarov Sergey Sergeevich. Voronezh, 2003.159 s.

4. Описание изобретения к патенту RU 2136370 «Устройство для измельчения мясокостного корма» (Барсов Н.А., Акмалходжаев И.И. Опубл.: 10.09.1999).4. Description of the invention to patent RU 2136370 "Device for grinding meat and bone feed" (Barsov N.A., Akmalhodzhaev I.I. Publ.: 09.10.1999).

5. Описание полезной модели к патенту RU 129844 «Устройство для измельчения мясо-рыбных кормов» (Малинов Г.И., Кондратов В.Ф., Тихонов Е.А, Гаврилов Т.А. Опубл.: 10.07.2013).5. Description of the utility model for patent RU 129844 "Device for grinding meat and fish feed" (Malinov G.I., Kondratov V.F., Tikhonov E.A., Gavrilov T.A. Publ.: 07/10/2013).

6. Барсов, Н.А. Машины и оборудование, применяемые на зверофермах. Л.: Агропромиздат, 1986. 239 с.6. Barsov, N.A. Machines and equipment used in fur farms. L .: Agropromizdat, 1986. 239 p.

7. Мельников, С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, 1978. 560 с.7. Melnikov, S.V. Mechanization and automation of livestock farms. L .: Kolos, 1978. 560 p.

Claims

A device for grinding and transporting meat and fish raw materials, consisting of a fixed welded body, side covers, a shaft, which is mounted on bearings inside a fixed welded body, a screw surface is made on a shaft section of length L ₁ , and a screw line is made on a shaft section of length L ₂ blade blades are installed, characterized in that the blade blades are mounted on the shaft in such a way that they are directed towards the movement of the processed meat and fish raw materials at an angle α relative to the axis of rotation of the shaft, equal to 70-80 °, at m length ratio of the shaft portions L ₁ and L _2, on one of which are mounted knives, blades, and the other has a screw surface, it is 0.3-0.4.