ТРАНСПОРТЕР-ОЧИСТИТЕЛЬ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ Российский патент 2000 года по МПК A01D33/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам сухой очистки корнеклубнеплодов.

Известно устройство для безводной очистки корнеклубнеплодов, содержащее установленные с возможностью вращения щеточные барабаны, расположенные под ними валики с винтовой навивкой, приемный и выгрузной лотки и привод. При этом нити щеточных барабанов установлены по винтовой линии, направление которой совпадает с направлением винтовой навивки валиков, установленных вдоль направления перемещения корнеклубнеплодов с возможностью продольных колебаний (см. а.с. СССР N1586666, кл. A 23 N 17/00, 1990).

Недостатком данного устройства является сложность конструктивного выполнения и, как следствие, ненадежность в работе, при этом энергозатраты на процесс очистки высокие из-за большого количества рабочих органов.

Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, содержащий цилиндрическую камеру очистки с загрузочным и выгрузным окнами и продольным пазом, в котором установлены с возможностью вращения очистительные элементы, выполненные в виде щеточных барабанов, прутки которых погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость симметрии очистительных элементов, проходящая через центр продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека (см. а.с. РФ N2067806, кл. A 01 D 33/08, 1996).

Недостатком данного устройства являются высокие энергозатраты и интенсивный износ очистительных элементов в процессе работы.

Задачей, которую необходимо решить, является снижение энергозатрат на процесс очистки и повышение долговечности щеточных элементов при условии соответствия конечного продукта зоотехническим требованиям.

Поставленная задача решается за счет того, что в транспортере-очистителе корнеклубнеплодов, содержащем цилиндрическую камеру очистки с окнами для загрузки и выгрузки и продольным пазом, по длине которого установлена решетка, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент, выполненный в виде щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость, проходящая через центры очистительного элемента и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека, а соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: ω < 0,8p,
где ω - частота вращения щеточного барабана, рад/с;

где v - скорость конца прутка щеточного барабана, v = 0 -10 м/с;
r - радиус барабана, м;
l - длина прутка, м;
p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.

Уменьшение длины l прутков при сохранении наружного диаметра D щеточного барабана повышает их жесткость при сохранении площади зоны воздействия на очищаемый материал. Характеристикой восстановления прутков после взаимодействия является первая собственная частота p колебаний:

где EJ - жесткость при изгибе;
ρF - масса единицы длины стержня, кг;
l - длина прутка щеточного барабана, м;
λ =1,8751 - наименьший корень уравнения частоты:
cosλchλ+1 = 0.
Используя эту зависимость, можно по известной, заданной длине l прутков, обеспечивающей требуемый наружный диаметр D, подобрать частоту ω вращения щеточного барабана так, чтобы частота внешнего воздействия, равная частоте ω вращения щеточного барабана, была меньше 0,8p. Это позволит снизить энергозатраты на работу щеточного барабана за счет того, что при рабочих режимах и при разгоне он не проходит через резонанс.

Пример.

При фиксированных значениях: J = 7,4•10^-12 м⁴; ρ = 1100 кг/м³; F = 9,62•10^-6 м², рассчитаем первые собственные частоты колебаний прутков щеточного барабана для двух различных длин l. Полагаем D = 0,5 м, v = 5 м/с.

Вариант I
Для l = 0,25 м:

r = D-l = 0,5 - 0,25 = 0,25 м.

Определяем угловую скорость щеточного барабана:

Условие ω<0,8p выполняется, так как 10 < 0,8•45,85, то есть 10 < 36,68.

Вариант II
Для l = 0,48 м, r = 0,02 м, что обеспечивает D = l + r = 0,5 м:

Угловая скорость щеточного барабана та же, что и в первом варианте: ω = 10 рад/с.

Условие ω < 0,8p не выполняется, так как 10 > 0,8•12,43, то есть 10 > 9,944.

Таким образом, параметры щеточного барабана по первому варианту обеспечивают работу вне области резонанса, а по второму варианту - нет.

На фиг. 1 представлен транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А.

Транспортер-очиститель корнеклубнеплодов содержит цилиндрическую камеру 1 очистки, оснащенную загрузочным и выгрузным окнами 2, 3, и размещенный внутри кожуха камеры 1 шнек 4 с винтовой решетчатой навивкой. Камера очистки 1 имеет в нижней части продольный паз, по длине которого установлена решетка 5 из поперечных металлических прутков, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент 6, выполненный в виде цилиндрического щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки 1. Плоскость, проходящая через центры очистительного элемента 6 и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека 4, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека 4, при этом соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: ω < 0,8p,
где ω - частота вращения щеточного барабана, рад/с;
p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.

Вращение рабочих органов осуществляется при помощи привода 7. Под очистительным элементом смонтирован отводящий транспортер 8.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащие очистке корнеклубнеплоды загружаются в камеру очистки 1 через загрузочное окно 2 и транспортируются вдоль нее шнеком 4. В процессе перемещения корнеклубнеплоды под воздействием щеточного барабана 6 и шнека 4 интенсивно переворачиваются в различных направлениях и всесторонне очищаются. Решетка 5, расположенная в продольном пазе, препятствует проваливанию корнеклубнеплодов, а также снижает нагрузку на очистительный элемент 6. Вращение очистительного элемента 6 и шнека 4 в одном направлении позволяет удерживать корнеклубнеплоды в зоне активного взаимодействия. Отделившиеся от них почвенные и растительные примеси просеиваются через решетку 5, очистительный элемент 6 и по скатной доске (не показана) попадают на транспортер 8, который выводит их из транспортера-очистителя.

Транспортер-очиститель содержит цилиндрическую камеру (1) очистки с окнами (2, 3) для загрузки и выгрузки и продольным пазом. По длине паза установлена решетка (5), под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент (6), выполненный в виде щеточного барабана. Прутки щеточного барабана погружены в камеру (1) очистки. Внутри кожуха расположен шнек (4) с решетчатый винтовой навивкой. Плоскость, проходящая через центры очистительного элемента (6) и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека (4), расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека (4), а соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию ω < 0,8 р, где ω - частота вращения щеточного барабана, рад/с; р -первая собственная частота колебаний прутка, рад/с. Снижаются энергозатраты на процессе очистки и повышается долговечность проточных элементов при условии соответствия конечного продукта зоотехническим требованиям. 2 ил.

Транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, содержащий цилиндрическую камеру очистки с окнами для загрузки и выгрузки и продольным пазом, по длине которого установлена решетка, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент, выполненный в виде щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость, проходящая через центры очистительного элемента и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека, а соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: ω < 0,8p, где ω - частота вращения щеточного барабана, рад/с, p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.