Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в животноводстве для приготовления жидких кормов с высоким содержанием сахаров.The invention relates to agriculture and can be used in animal husbandry for the preparation of liquid feed with a high sugar content.
Из уровня техники известна установка для получения патоки из зерна злаковых культур [патент на изобретение RU № 2669297 C2 МПК C12M 1/02]. Установка содержит емкость, центробежный насос, диспергатор, кавитатор, трубопроводы с необходимым количеством кранов и задвижек. На всасывающем патрубке насоса смонтированы параллельно друг другу с возможностью переключения направления потока жидкости два трубопровода: трубопровод с пассивным диспергатором для измельчения проходящего через него цельного зерна и трубопровод с кавитатором для разогрева проходящей через него жидкости. В зависимости от вида перерабатываемого зерна получаемая в емкости установки смесь воды, фермента и зерна подается в технологически необходимый трубопровод. Недостатками установки является сложность конструкции, относительно высокие металлоемкость и удельные энргозатраты.From the prior art, an installation is known for producing molasses from cereal grains [invention patent RU No. 2669297 C2 IPC C12M 1/02]. The installation contains a container, a centrifugal pump, a disperser, a cavitator, pipelines with the required number of taps and valves. On the suction pipe of the pump, two pipelines are mounted parallel to each other with the possibility of switching the direction of the liquid flow: a pipeline with a passive disperser for grinding whole grain passing through it and a pipeline with a cavitator for heating the liquid passing through it. Depending on the type of processed grain, the mixture of water, enzyme and grain obtained in the tank of the installation is fed into the technologically necessary pipeline. The disadvantages of the installation are the complexity of the design, relatively high metal consumption and specific energy consumption.
Из уровня техники известна малозатратная установка для производства зерновой патоки [Сергеев А.Г., Савиных П.А., Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., Шамин А.Е. Малозатратная установка для производства зерновой патоки. Сельский механизатор. 2020. № 5-6. С. 26-27.], которая по своей технической и технологической сущности является наиболее близкой к предлагаемому изобретению и поэтому принимается за прототип. Установка состоит из передвижной рамы, с установленными на ней ёмкости, горизонтального центробежного насоса с повышенной износостойкостью рабочих органов с сетью массопроводов, а также блока модуля управления. С целью интенсификации полного цикла приготовления зерновой патоки в верхней части рядом с загрузочным окном установлен пассивный измельчитель ударно-истирающего действия, в котором благодаря определению оптимальных параметров выходного сечения насадка, а также геометрии регулируемого решета происходит ускоренное измельчение исходного зерна. К недостаткам установки следует отнести малую площадь решетки, о которую происходит разрушение зерна, что ведет к необходимости дополнительных проходов водно-зерновой смеси через крыльчатку насоса, тем самым снижая ее ресурс.A low-cost installation is known from the prior art for the production of cereal molasses [Sergeev A.G., Savinykh P.A., Bulatov S.Yu., Nechaev V.N., Shamin A.E. Low-cost installation for the production of grain molasses. Rural machine operator. 2020. No. 5-6. S. 26-27.], Which in its technical and technological essence is the closest to the proposed invention and therefore is taken as a prototype. The installation consists of a mobile frame with tanks installed on it, a horizontal centrifugal pump with increased wear resistance of working bodies with a network of mass pipelines, as well as a control module block. In order to intensify the full cycle of preparation of grain molasses, in the upper part, next to the loading window, a passive shock-abrasive grinder is installed, in which, due to the determination of the optimal parameters of the outlet section of the nozzle, as well as the geometry of the adjustable sieve, accelerated grinding of the initial grain occurs. The disadvantages of the installation include the small area of the grate, about which the grain is destroyed, which leads to the need for additional passes of the water-grain mixture through the pump impeller, thereby reducing its resource.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и снижение ее металлоемкости, повышение ресурса рабочих органов и снижение энергопотребления процесса приготовления зерновой патоки.The objective of the present invention is to simplify the design and reduce its metal consumption, increase the resource of working bodies and reduce the energy consumption of the process of preparing grain molasses.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом изобретении насосная секция, выполненная в виде вертикально ориентированного цилиндра с расположенной внутри него крыльчаткой соосно расположена под накопительной секцией и сообщается с ней через сужающуюся часть накопительной секции, а также тем, что они сообщены между собой как минимум одним обводным каналом, соединяющим боковые поверхности накопительной и насосной секций, при этом сам обводной канал внутри имеет истирающую поверхность, а над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра установлена решетка под углом 45-60 градусов относительно оси секций.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed invention the pump section, made in the form of a vertically oriented cylinder with an impeller located inside it, is coaxially located under the accumulation section and communicates with it through the tapering part of the accumulation section, as well as the fact that they are interconnected at least with one bypass channel connecting the side surfaces of the storage and pumping sections, while the bypass channel itself has an abrasive surface inside, and a grating is installed above the bypass channel of the storage section on the inner side of the side surface of the cylinder at an angle of 45-60 degrees relative to the axis of the sections.
Изобретение поясняется схемой установки для получения патоки из зерна злаковых культур, представленной на фиг. 1.The invention is illustrated by a diagram of an installation for producing molasses from cereal grains, shown in FIG. 1.
Установка для получения патоки из зерна злаковых культур состоит из накопительной секции 1, выполненной в виде вертикально ориентированного цилиндра, сужающегося в нижней части. Под накопительной секцией 1 соосно ей расположена насосная секция 2, выполненная в виде вертикально ориентированного цилиндра, внутри которого расположена крыльчатка 3. Накопительная и насосная секции сообщаются между собой через сужающуюся часть накопительной секции 1. Также они сообщены между собой как минимум одним обводным каналом 4, соединяющим боковые поверхности накопительной секции 1 и насосной секции 2. При этом сам обводной канал 4 внутри имеет истирающую поверхность 5, а над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра установлена решетка 6 под углом 45-60 градусов относительно оси секций.Installation for obtaining molasses from cereal grain consists of a storage section 1, made in the form of a vertically oriented cylinder, tapering at the bottom. Under the storage section 1, the pumping section 2 is located coaxially to it, made in the form of a vertically oriented cylinder, inside which the impeller 3 is located. The storage and pumping sections communicate with each other through the tapering part of the storage section 1. They are also interconnected by at least one bypass channel 4, connecting the side surfaces of the storage section 1 and the pump section 2. The bypass channel 4 itself has an abrasive surface 5 inside, and a grating 6 is installed above the hole of the bypass channel of the storage section on the inner side of the side surface of the cylinder at an angle of 45-60 degrees relative to the axis of the sections.
Устройство работает следующим образом: в накопительную секцию 1 подается вода, которая через нижнюю сужающуюся часть накопительной секции 1 поступает в насосную секцию 2, заполняя ее полностью, и в обводной канал 4, заполняя его частично. При включении насоса насосной секции 2 под действием крыльчатки 3 вода движется из накопительной секции 1 через ее нижнюю сужающуюся часть в обводной канал 4 и далее, ударяясь о решетку 6, вновь поступает в накопительную секцию 1. За счет трения слоев воды о поверхности крыльчатки 3 происходит нагрев воды. Также дополнительный нагрев воды происходит в обводном канале 4 за счет возникновения явления турбулентности, спровоцированного истирающей поверхностью 5, расположенной внутри обводного канала 4, и дополнительного трения воды о решетку 6. Тем самым процесс нагрева воды ускоряется, а удельные энергозатраты на его осуществление снижаются по сравнению с аналогами. При достижении необходимой температуры воды в накопительную емкость 1 добавляют целое зерно и ферменты. Под действием крыльчатки 3 насосной секции 2 зерно водно-зерновой смеси частично разрушается. Наиболее интенсивное разрушение зерна происходит в обводном канале 4, когда оно попадает на истирающую поверхность 5. Дополнительное разрушение зерновок осуществляется при их соударении с решеткой 6, расположенной над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра. Угол установки решетки относительно оси секций составляет 45-60 градусов, что обеспечивает наименьшее энергопотребление в процессе приготовления зерновой патоки [Marczuk A., Misztal W., Bulatov S., Nechayev V., Savinykh P. Research on the work process of a station for preparing forage. Sustainability. 2020. Т. 12. № 3. С. 1050.].Таким образом, процесс разрушения зерна ускоряется. Вследствие этого количество проходов водно-зерновой смеси через насос уменьшается, что ведет к увеличению ресурса крыльчатки и снижению затрат электроэнергии на приготовление зерновой патоки.The device works as follows: water is supplied to the storage section 1, which, through the lower tapering part of the storage section 1, enters the pump section 2, filling it completely, and into the bypass channel 4, filling it partially. When the pump of the pump section 2 is turned on under the action of the impeller 3, the water moves from the storage section 1 through its lower tapering part into the bypass channel 4 and then, hitting the grate 6, again enters the storage section 1. Due to the friction of water layers on the surface of the impeller 3, occurs water heating. Also, additional heating of water occurs in the bypass channel 4 due to the occurrence of the phenomenon of turbulence, provoked by the abrasive surface 5 located inside the bypass channel 4, and additional friction of the water against the grate 6. Thus, the process of heating the water is accelerated, and the specific energy consumption for its implementation is reduced in comparison with analogues. When the required water temperature is reached, whole grain and enzymes are added to the storage tank 1. Under the action of the impeller 3 of the pump section 2, the grain of the water-grain mixture is partially destroyed. The most intense destruction of the grain occurs in the bypass channel 4, when it hits the abrasive surface 5. Additional destruction of the kernels is carried out when they collide with the grating 6 located above the hole of the bypass channel of the storage section on the inner side of the lateral surface of the cylinder. The angle of installation of the grate relative to the axis of the sections is 45-60 degrees, which ensures the lowest energy consumption during the preparation of grain molasses [Marczuk A., Misztal W., Bulatov S., Nechayev V., Savinykh P. Research on the work process of a station for preparing forage. Sustainability. 2020. T. 12. No. 3. S. 1050.] Thus, the process of grain destruction is accelerated. As a result, the number of passes of the water-grain mixture through the pump decreases, which leads to an increase in the resource of the impeller and a decrease in energy consumption for the preparation of grain molasses.
Технический результат - упрощение и снижение металлоемкости конструкции, повышение ресурса рабочих органов, снижение энергопотребления процесса приготовления зерновой патоки.The technical result is to simplify and reduce the metal consumption of the structure, increase the resource of the working bodies, and reduce the energy consumption of the process of preparing grain molasses.
