2.5.1 Технология дозирования кормов и применяемые устройства

Установлено, что наибольший выход животноводческой продукции получается в том случае, когда корма скармливают животным в виде смесей. Основные процессы получения смесей - дозирование и смешивание. Под дозированием понимается процесс отмеривания или отвешивания заданного количества материала с требуемой точностью. Степень точности обусловлена зоотехническими и технологическими требованиями, а также экономически обоснована.

Дефицитные и дорогостоящие компоненты дозируют с более высокой степенью точности, чем стебельные корма и корнеплоды. Особо строгую точность предусматривают при дозировании белково-минерально-витаминных добавок, так как несоответствие норм выдачи этих продуктов может привести не только к заболеваниям, но и гибели животных.

Допустимые отклонения при дозировании по отношению к массе компонента для крупного рогатого скота, свиней и овец составляют: грубого корма, силоса, зеленой массы ±10%; корнеклубнеплодов, плодов бахчевых культур ±15; комбикорма и концентрированных кормов ±5; кормовых дрожжей +2,5; питательных растворов ±5; минеральных добавок ±5 %.

Различают два способа дозирования материалов - объемное и Массовое. При использовании первого способа порции отмеривает, а при использовании второго способа - отвешивают. Иногда применяют комбинированное объемно-массовое дозирование, при котором сначала отмеривают порцию, а затем ее массу доводят до заданной, на весовом устройстве.

По характеру протекания процесса дозирование может быть порционным или непрерывным. Выбор способа дозирования зависит от требуемой точности, на которую влияют физико-механические свойства дозируемых материалов: объемная масса, влажность, гранулометрический состав, углы естественного откоса, обрушения и др.

Устройства, предназначенные для отмеривания или отвешивания, а также выдачи заданных доз, называют дозаторами. Дозаторы в соответствии с принятыми способами дозирования делят на объемные и массовые. При использовании массовых дозаторов ошибка дозирования снижается до ±5 % для грубых и до ±2 % для концентрированных кормов.

Для получения многокомпонентных смесей дозирование выполняют по одной из следующих схем:

1. Применяют один массовый дозатор, с помощью которого порции компонентов поочередно отвешиваются и выдаются в смеситель.

2. Используют один массовый дозатор, в бункере которого накапливаются все отвешенные компоненты. Последние выдаются в смеситель. Весы должны быть с большой предельной нагрузкой.

3. Для дозирования каждого компонента устанавливают отдельные дозаторы, которые могут одновременно выдавать все компоненты на смешивание.

4. Применяют комбинированное дозирование, т. е. материалы сначала объединяются в однородные группы по свойствам, а затем каждая группа дозируется предназначенным для нее дозатором.

Точность объемного дозирования во многом зависит от условий подачи материала из наддозаторных устройств. Истечение материала из бункеров должно быть свободным. Для этого конструкцию ч днищ бункеров разрабатывают с учетом физико-механических свойств дозируемых компонентов. Так, для зерновых и мучнистых компонентов с усредненной объемной массой 500 кг/м³, а также травяной, сенной и хвойной муки с объемной массой 180 кг/м³ угол наклона двух днищ 60° и двух других - 90°. Для минеральных компонентов с объемной массой 1000 кг/м³ угол наклона днищ более 60°.

Если сыпучесть материалов плохая, то применяют их принудительную подачу в дозаторы. Для этого служат побудители и питатели различной конструкции. В качестве побудителей в бункерах дозаторов устанавливают ворошилки, рыхлители, вибраторы и т. д. Питающие механизмы применяют при использовании массовых дозаторов. Наиболее распространены питатели транспортерного типа (рис.15).

По назначению различают дозаторы для сухих сыпучих, влажных рассыпных и жидких кормов. Наибольшим разнообразием конструкции отличаются дозаторы для комбикормов и других сыпучих материалов. В большинстве случаев дозирование при приготовлении комбикормов осуществляется объемными дозаторами, выполненными в виде мерной емкости, транспортера, барабана, шнека, турели и т. д. При раздаче комбикормов используют секторные, шиберные, плунжерные, грейферные, ленточные дозаторы. Для введения и раздачи жидких кормов в большинстве случаев используют мерные емкости. Влажные кормовые смеси, как правило, дозируют в процессе раздачи с помощью ленточных, цепочно-скребковых и шнековых транспортеров.

Рис.15. Типы питателей дозаторов порционного действия:

а - штангово-скребковый; 6 - цепной; в - цепочно-шайбовый; г - шнековый; д - штангово-шайбовый; е - цепочноскребковый; ж - тросошайбовый; з - спирально-винтовой

По степени автоматизации дозаторы могут быть с ручным управлением, автоматизированные и автоматические. У дозаторов с ручным управлением процесс дозирования выполняет оператор. В автоматизированных или полуавтоматических дозаторах часть работы оператора выполняется с помощью механизмов (отсчет числа порций, подача материала в дозатор и т. д.). Автоматические дозаторы могут работать как по разомкнутому, так и по замкнутому циклу. При разомкнутом цикле дозаторы работают как исполнительные механизмы, обеспечивающие выдачу заданного количества вещества независимо от изменения его параметров. Настройку расхода проводят как вручную, так и дистанционно. При работе по замкнутому циклу подача вещества изменяется по управляющим сигналам системы автоматического регулирования, следящей заходом процесса.

Норму или дозу выдачи дозаторов регулируют мерной емкостью, частотой вращения рабочего органа, рабочей длиной барабана, длительностью дозирования, скоростью движения ленты, изменением поперечного сечения слоя корма или комбинированием указанных параметров по значению.

На практике наибольшее распространение получили ленточные, барабанные, шнековые, тарельчатые, секторные и массовые дозаторы для дозирования концентрированных кормов и белково-минерально-витаминных добавок. Дозаторы для стебельных кормов чаще всего выполнены в виде транспортеров с отбойными битерами и служат для приема, накопления и дозированной выдачи кормов.

Массовые дозаторы периодического действия представляют собой разгружающиеся самотеком или принудительно бункера, установленные на весах.

Рис. 16. Схемы дозаторов кормов:

а - ленточного непрерывного действия; б - барабанного (ДП-1); в - шнекового; г - тарельчатого (МТД-ЗА); 1 - бункер; 2 - механизм управления заслонкой; 3 - ленточный транспортер; 4 - датчик массы; 5 - балансир массы; 6 -лопастный барабан; 7 и 11 - корпусы; 8а 10 - заслонки; 9 - приемный бункер; 12 - шнек; 13 - бункер со шнековым ворошителем и рассекателем; 14 - вращающийся диск; 15 - скребок; 16 и 17 - подвижный и неподвижный патрубки

Ленточные дозаторы непрерывного действия могут быть как объемного, так и массового дозирования. У дозаторов объемного дозирования бункер 1 (рис. 16, а) снабжен задвижкой. Ленточный транспортер 3 установлен под бункером. При открытой задвижке корм из бункера непрерывным потоком отводится ленточным транспортером. Если под лентой установлен датчик массы 4, связанный тягой с балансиром 5, а последний, в свою очередь, с механизмом 2 управления задвижкой, то такой дозатор относится к дозаторам массового непрерывного действия. При изменении массы корма на ленте сигналы датчика передаются на механизм управления заслонкой, который, перемещая ее, обеспечивает выдачу заданной балансиром массы корма.

Производительность ленточного дозатора можно регулировать изменением высоты слоя корма на ленте и скорости ее движения.

Схема барабанного дозатора приведена на рисунке 16 б. Корпус 7 снабжен впускным верхним и выпускным нижним окнами, лопастным барабаном 6. В приемной части дозатора обычно установлена заслонка 8, которая может перекрывать впускное окно дозатора и прекращать подачу корма в барабан. В приемной части кроме заслонки у дозатора установлен лопастной ворошитель, а в выпускной - магнитный сепаратор для удаления металлических примесей.

Корм из бункера поступает в приемную часть дозатора. После разрыхления ворошителем он направляется в лопастной барабан. При вращении последнего корм высыпается через выпускное окно и очищается от металломагнитных примесей. Производительность барабанного дозатора регулируют изменением частоты вращения барабана, длины его рабочей части и объема желобков, если образующие их лопасти сделаны подвижными.

Шнековые дозаторы могут быть с одним или несколькими шнеками. Например, дозатор для корнеплодов ДС-15 из комплекта оборудования кормоцеха КЦК-5 снабжен шестью шнеками.

Шнековый дозатор состоит из корпуса 11 (рис.16, в) с загрузочным верхним и выгрузным нижним окнами и шнека 12. Над загрузочным окном установлен приемный бункер 9 с заслонкой 10. При необходимости шнековый дозаторы снабжают ворошилками, расположенными в приемных бункерах, и сепараторами для извлечения металломагнитных примесей, размещенными на выходе из шнека.

При работе дозатора корм захватывается из бункера шнеком и выгружается равномерным потоком через выгрузное окно. Производительность шнековых дозаторов регулируют изменением частоты вращения шнеков. Для этого чаще всего применяют храповые механизмы или клиноременные передачи.

У многошнековых дозаторов производительность регулируется включением в работу одного или нескольких шнеков с помощью электромагнитных муфт.

Малый тарельчатый дозатор МТД-ЗА предназначен для дозирования минеральных ингредиентов и обогатительных смесей. В корпусе дозатора смонтированы верхний и нижний несущие диски, между которыми установлена ограждающая обечайка из оргстекла. Приемно-дозирующее устройство состоит из бункера 13 (рис. 16, г) со шнековым ворошителем и рассекателем, подвижного 16 и неподвижного 17 патрубка с вращающимся диском 14.

Заданный диаметр выпускного окна (80, 90 или 100 мм) получают путем установки в бункер соответствующих сегментных конусов. Выпускной лоток представляет собой самотечную трубу с перекидным клапаном. Для равномерной подачи ингредиентов на диск служит шнековый ворошитель. Подвижный патрубок, перемещаясь к неподвижному, регулирует зазор между его нижним торцом и диском.

В процессе приготовления кормовых смесей возникает необходимость дозировать жидкие компоненты. Для этой цели используют дозаторы непрерывного и периодического действия. Дозатор работает следующим образом. Дозируемая жидкость из напорного бачка 2 (рис. 17, а) по трубе 7 самотеком поступает в дозирующий бачок 3. Расход регулируется краном 5 с поплавком 4, которые установлены на питающей трубе 1.

Рис. 17. Принципиальные схемы дозаторов жидких компонентов непрерывного (а...д, ж) и периодического (е) действия:

а - с однопоплавковым регулятором и напорным бачком; б - с однопоплавковым регулятором; в - с однопоплавковым регулятором системы напорного бачка; г - с двухпоплавковым регулятором; д - ковшового типа; е - с электромагнитным клапаном; ж - микродозатор с игольчатыми клапанами.

Дозатор состоит из резервуара 1 (рис.17,б), в котором поддерживается постоянный уровень поплавком 4, скользящим по трубе 5. Дозируемый раствор поступает в резервуар через патрубок 2 и отверстие 3, площадь сечения которого изменяется за счет поплавка 4. Жидкость отводится через отверстие 7 и патрубок 6.

Процесс дозирования растворов без напорного бачка происходит так. Раствор поступает в бачок дозатора по трубе (рис. 17, в) через шаровой клапан 6, который поддерживает в нем постоянный уровень. К передней стенке бачка прикреплена фасонная сливная труба 3. Ее устанавливают по шкале посредством фиксатора 5. Высоту напора Н над отверстием 2 истечения можно регулировать, устанавливая трубу 3 под разным углом к вертикали.

Дозатор с двухпоплавковым регулятором снабжен секторной задвижкой 2 (рис. 17, г) для фиксирования расхода жидкости при ее постоянном уровне в дозирующем бачке 1. Корпус дозатора представляет собой двухсекционный резервуар: верхняя секция - напорная, нижняя - отводная. В питающем патрубке 9 установлена заслонка 8, соединенная с поплавком 7 напорного бачка. Истечение раствора регулируют секторной задвижкой 2, установленной в патрубке 6. Для отвода жидкости, выданной верхним бачком, служит патрубок 4 с задвижкой 5 и поплавком 3.

Рассмотренные дозирующие устройства не обеспечивают требуемой точности дозирования жидкостей повышенной вязкости. Вязкие жидкости дозируют ковшовыми дозаторами. Ковшовый дозатор непрерывного действия представляет собой прямоугольный резервуар 1 (рис. 17, д), внутри которого установлено колесо с шестью ковшами 6, прикрепленными к диску 7. Последний закреплен на консольной части приводного вала, вращающегося с постоянной угловой скоростью.

Дозируемая жидкость подводится через трубу 8 и заполняет резервуар, в днище которого расположена выдвижная труба 3. Необходимый уровень жидкости в резервуаре поддерживается подъемом или опусканием трубы 3 с помощью винтового механизма 4 и тяги 5. Ковш в нижнем положении заполняется жидкостью, а при повороте диска до достижения им верхнего положения жидкость выливается в отводную трубку 2.

Дозатор периодического действия работает следующим образом. Жидкость поступает в бачок 4 (рис.17, е) через электромагнитный клапан 6 м трехходовой кран 7. При наполнении бачка поплавок 5 поднимается вместе со стержнем 3. В момент получения заданной порции замыкаются контакты 2 и 1, вызывая срабатывание электромагнитного клапана 6, закрывающего доступ жидкости. Количество жидкости изменяется перемещением контакта по стержню и закреплением его на нужном делении.

Для дозирования микроэлементов используют жидкостный дозатор непрерывного действия. Микроэлементы дозируются и смешиваются в две стадии. Сначала их дозируют в наполнитель и смешивают с ним. Микроэлементы тщательно измельчают, растворяют в горячей воде и полученным раствором заполняют расходный бачок. Из расходного бачка через штуцер 1 (рис.17, ж) раствор поступает в камеру микродозатора 2, уровень жидкости в которой поддерживается поплавком 3 с иглой. По соединительной трубке 4. раствор направляется в корпус микродозатора. Расход дозатора устанавливается подъемом или опусканием иглы 5, которая перекрывает или освобождает сечение выходного штуцера.