Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

Д.т.н. Сілін Р.І., к.т.н. Гордєєв А.І., к.т.н. Урбанюк Є.А.

Хмельницький національний університет

ВІБРАЦІЙНА КАВІТАЦІЙНО-СТРУМЕНЕВА ТЕПЛОГЕНЕНРУЮЧА УСТАНОВКА

Останнім часом в Україні активно розробляються нові технологічні процеси, що спрямовані на використання ряду сільськогосподарських культур як кормових додатків у тваринництві. Широко застосовується технологічний процес приготування кормової суміші із зернових культур, що включає сухий помел зерна, нагрівання води та змішування борошна грубого помелу із гарячою водою.

Одним із прогресивних напрямків є використання для відгодовування молодняка великої рогатої худоби соєвого молока, так як воно за біологічними компонентами та рядом показників прирівнюється до цільного коров’ячого молока. Технологічний процес приготування кормових сумішей із соєвого молока включає розмелювання бобів сої у воді з нагріванням суміші, її перемішуванням та одночасним внесенням у кормову суміш біологічних добавок. Для успішного розвитку цього напрямку потрібне обладнання, яке дозволяло би реалізовувати ці технологічні операції. Існують агрегати, які дозволяють виконувати тільки окремі операції наведеного вище технологічного процесу. До них можна віднести агрегат ТЕК-2, що служить для приготування соєвого молока, гідромлин-змішувач АКГСМ-01 “Мрія”, призначений для отримування рідких дисперсних кормових продуктів. Однак задоволення потреб в багатофункціональному обладнанні приватних та малих тваринних ферм, де не потрібно готувати кормові суміші у великих об’ємах, можна вважати лише частковим.

Авторами запропоновано вібраційне обладнання для кавітаційно- струменевого змішування борошна грубого помелу із біологічними добавками у водному середовищі з одночасним нагріванням суміші.

Вібраційна кавітаційно-струменева теплогенеруюча установка складається з бака, дно якого пружне і може коливатися від віброприводу. В бак вставлені перфоровані диски, в отвори яких вкручені розетки завихрювачів-подрібнювачів. При багатократному перетіканні струменів рідини чи суміші у режимі гідрокавітації, який підтримується завдяки резонансному режиму роботи даної системи, досягається подрібнення суміші та її розігрів, в чому і полягає сумарний вплив гідрокавітації.

Установка (показана на рис.1) складається із основи 1, на яку встановлюється корпус 2 із закріпленою на ньому металевою мембраною 3. Мембрана з дисками 4 з’єднана штоком 5 з віброприводом 6. Зверху на мембрану встановлена ємність 7, що розділена двома жорстко закріпленими дисками 8 з отворами 9, у які вкручено завихрювачі-подрібнювачі 10 у вигляді розеток. Розташування отворів на дисках та конструкцію розетки змішувача-подрібнювача показано на рис.1а.

Нижня частина ємності 7 утворює гідропульсатор, а у верхню частину заливається вода 11, засипається борошно грубого помелу з біологічними добавками. Верхня частина бака закривається кришкою 12. Для видалення приготовленої суміші у нижній частині ванни є зливний кран 13.

	А-А
	Поз. 10

а б

Рис.1 – Вібраційна кавітаційно-струменева теплогенеруюча установка:

а - загальний вигляд; б - розташування отворів та вигляд розетки змішувача-подрібнювача.

Працює устаткування наступним чином: вода 11 заливається у верхню частину ванни 7, засипається борошно та біологічні добавки, після чого бак закривається кришкою 12. Вмикається вібропривод 6. Коливання мембрани 3 із дисками 4 призводять до багатократного циклічного перетікання рідини 11 через отвори 9. Тут завдяки спеціальній формі розеток завихрювачів-подрібнювачів 10 проходить подрібнення грудок борошна та активне змішування компонентів.

Співвідношення діаметра диска D до діаметра d отворів (D/d = 12) підібране так, що при даних амплітуді та частоті коливань віброприводу виникають умови резонансу системи і при проходженні рідини через отвори 9 там періодично утворюються кавітаційні порожнини. Внутрішня поверхня розетки змішувача-подрібнювача, на якій нарізано косі канавки, виконана із конусністю. Кормова суміш багатократно проходить через кавітаційні зони в отворах дисків, закручуючись за допомогою розеток завихрювачів-подрібнювачів 10. Отвори у верхньому і нижньому дисках не співпадають і осі їх зміщені під кутом 45⁰ (рис. 1,б), що підсилює ефект від кавітації. Ці обидва фактори спричиняють розігрівання води.

Запропонована конструкція установки для кавітаційно-струменевого розігріву та змішування кормової суміші дає можливість обробляти невеликі партії компонентів з незначниими енерговитратами.

Джерела інформації:

1. Федоткин И.М. Кавитация. Кавитационные енергетические аппараты и установки / И.М. Федоткин, С.И. Гулый. – К.: Арктур – А. – 1998.– 130 с.

2. Инструкция по эксплуатации гидродинамического нагревателя ТЕК. - Научно-производственное частное предприятие ТЕКМАШ. – Херсон, 2003.

3. Волков Н.И., Папченко А.А. Многофункциональный теплогенерирующий агрегат и его использование для приготовления кормовых смесей в сельскохозяйственных предприятиях. / Промислова гідравліка і пневматика. №1 (3), 2004. – С.89–102.