СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ ВЫМОЛОТА СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК B02B3/00 G01N3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур.

Известны способы и устройства, при которых определение усилий вымолота семян осуществляется с помощью центрифуги. Центрифуга обеспечивает вращение закрепленных в держателе ротора образцов с заданной частотой и создает силы инерции, которые при вращении ротора, увеличиваясь, преодолевают силы связи семян с цветоложем [1], [2], [3].

В известных способах для определения усилий, необходимых для вымолота семян, стебель колоса или боб, с предварительно удаленной створкой, фиксируют в держателе ротора центрифуги. На семена наносят точки чернилами различных цветов, после чего семена по окраске точек делят на несколько групп, по которым составляют схему колоса или боба. Затем центрифугу включают и образцы вращают на первой ступени скорости. Через некоторый промежуток времени центрифугу останавливают. Выделившиеся семена взвешивают и изучают с целью определения окраски меток, после чего на схему расположения семян наносят число оборотов, радиус вращения и вес семян Колосья или створки с неоторвавшимися семенами вновь обрабатывают на следующей ступени скорости и так далее - до окончательного вымолота всех семян. Выход семян определяют на слух, по звуку удара о внутреннюю поверхность кожуха центрифуги или о мембрану из фольги, установленную на дне стаканчика, закрепленного в держателе ротора центрифуги. Результаты подсчета и взвешивания семян используют для вычисления усилия вымолота, действующего на семя при каждой ступени скорости по формуле

где P - усилие вымолота семени, г,
n - частота оборотов ротора, мин^-1;
r - радиус вращения вымолоченного семени, м,
g - вес семени, r;
p - заданный скоростной интервал, мин^-1,
900 - постоянная.

Недостатками известного способа являются
1. Низкая производительность вследствие значительных затрат времени на определение усилий вымолота одного образца.

2. Наличие погрешностей при определении усилий вымолота, связанное с изменением фактических усилий из-за многократного приложения повторных нагрузок.

3. Невозможность определения момента отрыва отдельного семени.

Задачей предлагаемого изобретения является:
1. Увеличение производительности путем исключения необходимости периодических остановок ротора центрифуги.

2. Исключение погрешности получаемых результатов благодаря идентичным условиям силового воздействия для всех семян в образце и возможности определения момента отрыва отдельного семени.

Для решения поставленной задачи в способе определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур, заключающемся в том, что образец фиксируют в гнездах держателя ротора центрифуги и подвергают силовому воздействию путем вращения, согласно изобретению ведут визуальный контроль за вымолотом семян, а ускорение вращения ротора осуществляют непрерывно до окончательного вымолота всех семян, порядок расположения которых в накопителе после окончания вращения соответствует очередности их отделения от образца, при этом число оборотов ротора фиксируют при отрыве каждого семени, после чего производят замеры массы семян в соответствии с очередностью их отрыва и определяют усилия вымолота семян, кроме того, контроль вымолота семян ведут визуально.

Поставленная задача решается также благодаря тому, что в известном устройстве для определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур, содержащем ротор центрифуги с держателем для фиксации образца, согласно изобретению держатель для фиксации образца расположен на диске, закрепленном на роторе центрифуги, в корпусе которой размещен первичный преобразователь импульсов, связанный со стробоскопическим тахометром. Кроме того, устройство дополнительно содержит улавливатель семян. Улавливатель семян установлен в рабочей камере центрифуги и выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, связанных основанием и эллипсным кольцом, закрепленным под углом к горизонтальной плоскости и имеющим в нижней части отверстие, в котором установлен накопитель в виде съемной трубки с внутренним диаметром, равным максимальному размеру семени, а в верхней зоне улавливателя установлен съемный отражатель в виде усеченного полого конуса, внутренняя поверхность которого покрыта поролоном.

Для визуального контроля в комплекте с центрифугой используют стробоскопический тахометр.

Суть предлагаемого способа проставлена на чертежах, где: на фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для определения усилий вымолота семян (общий вид); на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (крышка снята); на фиг. 3 - улавливатель семян.

Устройство для определения усилий вымолота семян содержит центрифугу 1, в корпусе которой размещен ротор 2, на котором закреплен диск 3 для установки образцов 4. С ротором 2 соединен первичный магнитоиндукционный преобразователь 5, а между ротором 2 и внутренней стенкой кожуха 6 установлен улавливатель семян 7, центрируемый относительно вертикальной оси при помощи компенсационных прокладок 8.

Улавливатель семян 7 содержит два концентрично расположенных внешний 9 и внутренний 10 цилиндра, связанных основанием 11 и эллипсным кольцом 12, закрепленным между ними под некоторым углом к горизонтали. В нижней части эллипсного кольца 12 выполнено отверстие, в котором устанавливается накопитель 13 в виде съемной трубки с внутренним диаметром, приблизительно равным максимальному размеру семян. В верхней зоне улавливателя семян 7 на упоре 14 установлен съемный отражатель 15, имеющий вид усеченного полого конуса, внутренняя поверхность которого покрыта поролоном 16. С целью увеличения жесткости конструкции, а также для исключения попадания выделенных семян в пространство между корпусом улавливателя семян 7 и ротором 2 внутренняя стенка улавливателя имеет кольцо 17.

Предлагаемый способ определения усилий, затрачиваемых на вымолот семян, и принцип действия устройства заключается в следующем.

На образец 4, закрепленный на диске 3 ротора 2, непрерывно вращающийся с заданным и постоянным ускорением, направляется синфазный световой поток импульсной лампы осветителя строботахометра (не показано) и осуществляется визуальный контроль. Изменение частоты вспышек импульсной лампы осуществляется автоматически, при помощи магнитоиндукционного преобразователя 5. При отделении очередного семени фиксируют соответствующую зону образца 4 и частоту оборотов ротора 2. Выделяемые семена после удара об эластичную поверхность отражателя 15, под действием силы тяжести скатываются в накопитель 13. При этом порядок расположения выделенных семян в накопителе 13 соответствует очередности их отделения от образца. После вымолота последнего семени ротор 2 останавливают и из улавливателя семян 7 извлекают накопитель 13 с выделенными семенами, после чего производят замеры массы семян в соответствии с очередностью их отрыва. Имея дифференцированные показатели массы семян и частоты оборотов ротора при их отделении от образца 4, расчет усилий вымолота выполняют по формуле (1) отдельно для каждого семени.

Таким образом, предлагаемый способ определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур и устройство для его осуществления обеспечивают следующие преимущества перед известными способом и оборудованием:
1. Повышается производительность благодаря исключению необходимости периодических остановок ротора центрифуги.

2. Снижается степень погрешности результативных оценок вследствие возможности определения силовых характеристик каждого отдельного семени и обеспечения однородности режимов нагружения для всех семян в образце.

Источники информации
1. Василенко И. Ф. Прочность связи зерна с колосом // Сельскохозяйственная машина, N 5, 1936 - прототип.

2. Баснакъян Г. А. Определение силы прочности связи зерна с колосом и обмолачиваемости колосовых культур / Труды ВИСХОМ, Вып. 34, М., 1964, с. 240-257.

3. Пьянков А. И. Физико-механические свойства зерна и бобов зеленого горошка / Физико-механические свойства почвы и растений / Сб. трудов ВИСХОМ, М., 1963, с 57-83.

Способ заключается в том, что образец фиксируют в держателе ротора центрифуги и подвергают силовому воздействию путем вращения. Вращение ротора осуществляют с заданным постоянным ускорением непрерывно до окончательного отрыва всех семян, порядок расположения которых в накопителе соответствует очередности отрыва от образца. Число оборотов ротора фиксируют при отрыве каждого семени, после чего производят замеры массы семян в соответствии с очередностью их отрыва и определяют усилия вымолота семян. Контроль вымолота семян ведут визуально. Устройство содержит ротор центрифуги с держателем для фиксации образца. Держатель для фиксации образца расположен на диске, закрепленном на роторе центрифуги. В корпусе центрифуги размещен первичный преобразователь импульсов, связанный со стробоскопическим тахометром. Устройство также содержит улавливатель семян. Увеличивается производительность и исключаются погрешности получаемых результатов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур, заключающийся в том, что образец фиксируют в держателе ротора центрифуги и подвергают силовому воздействию путем вращения, отличающийся тем, что вращение ротора осуществляют с заданным постоянным ускорением непрерывно до окончательного отрыва всех семян, порядок расположения которых в накопителе соответствует очередности их отрыва от образца, при этом число оборотов ротора фиксируют при отрыве каждого семени, после чего производят замеры массы семян в соответствии с очередностью их отрыва и определяют усилия вымолота семян, кроме того, контроль вымолота семян ведут визуально. 2. Устройство для определения усилий вымолота семян сельскохозяйственных культур, содержащее ротор центрифуги с держателем для фиксации образца, отличающееся тем, что держатель для фиксации образца расположен на диске, закрепленном на роторе центрифуги, в корпусе которой размещен первичный преобразователь импульсов, связанный со стробоскопическим тахометром, кроме того, устройство дополнительно содержит улавливатель семян. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что улавливатель семян установлен в рабочей камере центрифуги и выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, связанных основанием и эллипсным кольцом, закрепленным под углом к горизонтальной плоскости и имеющим в нижней части отверстие, в котором установлен накопитель в виде съемной трубки с внутренним диаметром, равным максимальному размеру семени, а в верхней зоне улавливателя установлен съемный отражатель в виде усеченного полого конуса, внутренняя поверхность которого покрыта поролоном.