УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО РАССЕВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ДРУГИХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2001 года по МПК A01C15/00 A01C17/00 E01C19/20 B65G31/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для поверхностного рассева сыпучих материалов, например минеральных удобрений.

Известно устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов, включающее бункер, высевающий рабочий орган, приводимый в колебательное движение, и центробежный диск с лопатками (см. авт. свид. СССР N 296504, A 01 C 15/00, 1968).

Недостатком указанного устройства является его высокая энергоемкость, так как для привода в колебательное движение высевающего рабочего органа требуются значительные затраты мощности. Кроме того, частицы сыпучего материала дробятся под механическим воздействием высевающего рабочего органа.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов, включающее бункер, высевающий рабочий орган, выполненный в виде закрывающей бункер снизу и приводимой в колебательное движение жесткой пластины, и центробежный диск с лопатками (см. Догановский М.Г., Козловский Е. В. Машины для внесения удобрений. M.: Машиностроение, 1972, с. 93-96). Удобрения, загруженные в бункер, благодаря преимущественно продольным колебаниям жесткой пластины и ее небольшому наклону сдвигаются в заднюю часть бункера и через высевающую щель по скатному лотку поступают на центробежный диск с лопатками и рассеваются. Отсутствие в конструкции устройства шарнирных сочленений, находящихся в контакте, например, с минеральными удобрениями, значительно повышает эксплуатационную надежность машины, создает удобства при ее обслуживании (очистке), а также дает неограниченные возможности для широкого применения антикоррозийных покрытий и пластмасс.

Недостатком известного устройства является его высокая энергоемкость, так как при создании колебаний жесткой пластины, закрывающей бункер снизу, необходимо приводить в движение и подвергать тряске все находящееся в бункере удобрение. При этом происходит циклическое смещение пластины как вдоль нижнего обреза стенок бункера, так поперек к нему, что вызывает появление переменного зазора между жесткой пластиной (дном) и стенками бункера. Надежно герметизировать бункер в месте временами образовывающейся щели, например, с помощью эластичной ленты не представляется возможным из-за одновременно происходящих преимущественно продольных смещений пластины. В образовавшемся переменном зазоре удобрения измельчаются, что приводит к еще большей энергоемкости технологического процесса. Часть удобрений просыпается через эту щель на почву под машину, что вызывает неравномерность рассева.

Техническим решением задачи является уменьшение дробления сыпучего материала, повышение равномерности его распределения по поверхности почвы и снижение энергоемкости технологического процесса.

Задача достигается тем, что в центральной части пластины выполнено отверстие с регулируемым сечением, а сама она герметично присоединена к нижнему обрезу стенок бункера с помощью эластичной ленты, причем над пластиной размещен прикрепленный к бункеру разгружатель, внешние торцы которого установлены с зазором к стенкам бункера, при этом к нижней части разгружателя прикреплен успокоитель, выполненный в виде ряда концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических поверхностей, образующие которых размещены на одинаковых расстояниях от внешних торцов разгружателя, и между успокоителем и пластиной установлен зазор.

Новизну авторы и заявитель усматривают в том, что такое решение практически исключает дробление сыпучего материала, повышает равномерность его распределения по поверхности почвы и резко снижает энергоемкость технологического процесса. Эффект достигается за счет того, что произведена герметизация бункера с помощью эластичной ленты, использование которой в устройстве стало возможным из-за применения в технологическом процессе рассева в основном вертикальных колебаний жесткой пластины. При этом дробления сыпучего материала и его просыпания из бункера на поверхность почвы не происходит. Выполнение в центральной части пластины отверстия с регулируемым сечением, размещение над пластиной закрепленного в бункере разгружателя с прикрепленным к его нижней части успокоителем, изготовленным в виде ряда концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических поверхностей и установленным с зазором по отношению к пластине, позволяет приводить в колебание только небольшую часть засыпанного в бункер сыпучего материала, что значительно снижает энергоемкость технологического процесса.

Заявленное решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень".

Данное техническое решение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении при разработке разбрасывателей минеральных удобрений и разбросных сеялок, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство в продольном разрезе; на фиг.2 - устройство в разрезе по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство в разрезе по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов содержит бункер 1, высевающий рабочий орган 2, который выполнен в виде закрывающей бункер 1 снизу жесткой пластины 3 с отверстием 4 регулируемого сечения в центральной ее части, разгружатель 5, успокоитель 6 и центробежный диск 7 с лопатками 8. Пластина 3 герметично прикреплена к нижнему обрезу стенок бункера 1 с помощью эластичной ленты 9 и способна выполнять колебательное движение под воздействием вибратора 10. Над пластиной 3 размещен разгружатель 5, который прикреплен к стенкам бункера 1 с помощью ушек 11. Верхняя часть разгружателя 5 может быть выполнена, например, в виде конуса, внешние торцы 12 которого установлены с зазором s к стенкам бункера 1. К нижней части разгружателя 5 прикреплен успокоитель 6, который состоит из ряда концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических поверхностей, образующие которых размещены на одинаковых расстояниях от внешних торцов 12 разгружателя 5. Между успокоителем 6 и пластиной 3 установлен зазор h, который можно регулировать за счет перемещения по высоте разгружателя 5 на ушках 11 в бункере 1. Регулировку нормы высева сыпучего материала можно производить путем изменения площади отверстия 4 в пластине 3 с помощью заслонки 13 с последующей ее надежной фиксацией в нужном положении. Под отверстием 4 установлен скатный лоток 14, необходимый для организации подачи сыпучего материала на центробежный диск 7 с лопатками 8.

Пластину 3 в колебательное движение можно приводить, например, с помощью аксиального вибратора 10 [см. Догановский М.Г., Козловский Е.В. Машины для внесения удобрений. М. : Машиностроение, 1972, с. 95-96, рис. 49]. Привод вибратора 10 можно осуществить от вала 15, на котором закреплен центробежный диск 7. Для этого на валу 15 закреплена втулка 16 таким образом, что ось вала 15 и ось наружной поверхности втулки 16 не совпадают. На наружную поверхность втулки 16 посажены подшипники 17, а на них - корпус 18 вибратора 10. К корпусу 18 прикреплены цапфы 19 и 20. Цапфа 19 шарнирно связана через шатун 21 с пластиной 3, а цапфа 20 подвижно соединена с ограничителем 22, который прикреплен к раме машины.

Устройство работает следующим образом.

При загрузке бункера 1 сыпучий материал минует щель между внешними торцами 12 разгружателя 5 и стенками бункера 1 и поступает в полость между успокоителем 6 и пластиной 3, не заполняя всего пространства под успокоителем 6 из-за сил внешнего и внутреннего трения. Фиксируют заслонку 13 в заданном положении. При этом истечения сыпучего материала через отверстие 4 не происходит, так как пространство между успокоителем 6 и пластиной 3 не заполнено полностью, а отверстие 4 выполнено в центральной части пластины 3. Включают механизм привода (не показан), и вал 15 совместно с центробежным диском 7 и втулкой 16 приходит во вращение. При этом корпус 18 вибратора 10 производит колебательное движение в вертикальной плоскости, так как оси вала 15 и наружной поверхности втулки 16 не совпадают, между втулкой 16 и корпусом 18 установлены подшипники, а корпус 18 способен проворачиваться только в вертикальной плоскости из-за подвижного соединения цапфы 20 с ограничителем 22. Это колебательное движение передается пластине 3 через цапфу 19, шарниры и шатун 21. При этом частота вращения вала 15 привода центробежного диска 7 обычно составляет 500-800 мин^-1, а амплитуда колебаний - 2-5 мм. Под воздействием колебаний, генерируемых вибратором 10, сыпучий материал, расположенный между пластиной 3 и успокоителем 6, переходит в псевдоожиженное состояние и проваливается в отверстие 4. Затем сыпучий материал по скатному лотку 14 поступает на вращающийся диск 7 с лопатками 8 и под воздействием центробежных сил рассевается по поверхности почвы. В освобождаемое пространство под успокоителем 6 непрерывно поступает сыпучий материал из бункера 1, минуя зазор s между торцами 12 разгружателя 5 и стенками бункера 1. При этом не происходит избыточного поступления сыпучего материала из бункера 1, так как между успокоителем 6 и пластиной 3 установлен зазор h.

Площадь отверстия 4, выполненного в пластине 3, должна обеспечивать заданную максимальную пропускную способность высевающего рабочего органа 2 и быть меньше общей площади щели между внешними торцами 12 разгружателя 5 и стенками бункера 1.

Зазор s между внешними торцами 12 разгружателя 5 и стенками бункера 1 должен превышать увеличенное в семь раз среднее геометрическое значение максимального размера d_m частиц сыпучего материала, то есть должно соблюдаться условие s ≥ 7d_m, так как только в этом случае зазор s не будет препятствовать гравитационному истечению сыпучего материала (см. Каталымов А.В., Любартович В.А. Дозирование сыпучих и вязких материалов. Л.: Химия, 1990, с. 24). Известно, что

где d_m - среднее геометрическое значение максимального размера частиц сыпучего материала, мм;
a, b, c - соответственно: длина, ширина и толщина максимальной по размеру частицы сыпучего материала, мм.

Максимальный зазор h между успокоителем 6 и пластиной 3 не должен превышать значения 7d_m. Тогда наряду с надежностью работы высевающего рабочего органа 2 при вибрации пластины 3 через этот зазор не будет происходить гравитационного истечения сыпучего материала при отключении вибратора 10. Минимальный зазор h может быть установлен экспериментально по критерию надежности протекания технологического процесса, размаха колебаний пластины 3 и обеспечения максимальной пропускной способности высевающего рабочего органа 2.

Вибратор 10 может быть как механическим, так и пневматическим, гидравлическим, электрическим и др. Амплитуда и частота колебаний пластины 3 зависят от физико-механических свойств сыпучего материала, и рациональные их параметры должны уточняться экспериментально на конкретной разрабатываемой машине.

Использование предлагаемого рабочего органа позволяет повысить равномерность распределения сыпучего материала по поверхности почвы из-за герметичности бункера, практически исключить дробление частиц сыпучего материала и снизить энергоемкость технологического процесса. Это способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур, увеличению производительности машин, экономии топлива и снижению затрат труда.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для поверхностного рассева сыпучих материалов, например минеральных удобрений. В центральной части пластины (3) выполнено отверстие (4) с регулируемым сечением, а сама она герметично присоединена к нижнему обрезу стенок бункера (1) с помощью эластичной ленты (9). Причем над пластиной (3) размещен прикрепленный к бункеру (1) разгружатель (5), внешние торцы (12) которого установлены с зазором s к стенкам бункера (1). При этом к нижней части разгружателя (5) прикреплен успокоитель (6), выполненный в виде ряда концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических поверхностей, образующие которых размещены на одинаковых расстояниях от внешних торцов (12) разгружателя (5). Между успокоителем (6) и пластиной (3) установлен зазор h. Это обеспечивает уменьшение дробления сыпучего материала, повышение равномерности его распределения по поверхности почвы и снижение энергоемкости технологического процесса. 4 ил.

Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов, включающее бункер, высевающий рабочий орган, выполненный в виде закрывающей бункер снизу и приводимой в колебательное движение жесткой пластины, и центробежный диск с лопатками, отличающееся тем, что в центральной части пластины выполнено отверстие с регулируемым сечением, а сама она герметично присоединена к нижнему обрезу стенок бункера с помощью эластичной ленты, причем над пластиной размещен прикрепленный к бункеру разгружатель, внешние торцы которого установлены с зазором к стенкам бункера, при этом к нижней части разгружателя прикреплен успокоитель, выполненный в виде ряда концентрично расположенных относительно друг друга цилиндрических поверхностей, образующие которых размещены на одинаковых расстояниях от внешних торцов разгружателя и между успокоителем и пластиной имеется зазор.