СПОСОБ ОБМОЛОТА ПОЧАТКОВ КУКУРУЗЫ Российский патент 2002 года по МПК A01F11/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обмолота початков кукурузы, и применяется в молотильных устройствах для обмолота кукурузы в семеноводческом процессе.

Известен способ обмолота початков кукурузы за счет удара и деформации. Этот способ реализуется в молотильных устройствах зерноуборочных комбайнов СК-5 "Нива", Дон-1500.

Недостатком известного способа является высокий уровень травмирования зерна, обусловленный тем, что по мере прохождения початка между барабаном и подбарабаньем он подвергается высоким радиальным нагрузкам и значительной величине деформации. Однако, согласно данным американских ученых (Mahmond A. R. , Buchele W.F. Distribution of shelled corn throughput and mechanical damage in a combine cylinder // "Transactions ASAE", 1975. - 18. 3. Р. 448-452), воздействие значительных радиальных нагрузок на початок эффективно лишь до тех пор, пока из него не выделится 1-2 продольных ряда зерен, после чего целесообразно резко снизить радиальные и увеличить касательные нагрузки на початок, чтобы удалять зерна с початка за счет изгиба и разрыва связи зерновых ножек со стержнем початка. Следовательно, излишнее радиальное воздействие на початок неоправданно повышает степень макро- и микротравмирования семян кукурузы.

Известен способ обмолота початков кукурузы, имитирующий ручной обмолот. В этом случае обмолот проводят за счет поочередного отделения зерен от початка с изгибом зерновой ножки под действием сил трения, возникающих на поверхности зерен в результате воздействия рабочих органов (а.с. СССР 432882, кл. A 01 F 12/18; а.с. СССР 682443, кл. A 01 F 11/06; патент США 4201887, кл. A 01 F 11/06).

Недостатком этого способа является крайне низкая производительность, что вызвано поштучной подачей початков на обмолот и поочередным отделением зерен от початка в процессе обмолота. Низкая производительность известного способа обмолота початков делает его неэффективным для использования в семеноводческом процессе кукурузы, где требуется ежегодно обмолачивать значительные объемы семенного материала кукурузы. Кроме того, процесс выкорчевывания зерен из початка вызывает микротравмирование зародышей зерен семенной кукурузы.

Известен также способ обмолота початков кукурузы, в котором из початка первоначально удаляется один или несколько продольных рядов зерен за счет удара и деформации, а затем оставшаяся большая часть зерен удаляется путем вышелушивания от воздействия на початок двух перемещающихся поступательно относительно друг друга поверхностей, постоянно сжимающих початок (патент США 3856022, кл. A 01 F 11/06; а.с. СССР 1036291, кл. A 01 F 11/06).

Недостатком этого способа является низкая пропускная способность. Этот недостаток обусловлен необходимостью поштучной подачи початков на обмолот или в один слой.

Другим недостатком известного способа является значительный уровень травмирования зерна в процессе обмолота. Этот недостаток обусловлен тем, что зерновые ножки у зерен, находящихся на початке, под воздействием сжимающих поверхностей будут в большей степени вдавливаться в стержень початка, чем отрываться от него за счет изгиба. Следовательно, будет иметь место высокий уровень травмирования зерновых ножек, что неприемлемо для семенного зерна кукурузы.

Известен также способ обмолота початков на семена, основанный на сочетании ударного воздействия лопасти ротора и дальнейшего вышелушивания зерна за счет трения початков друг о друга и о поверхность обмолачивающего рабочего органа. Этот способ реализуется в широко распространенных молотилках типа МКП-30, МКП-12 и ШКГ-4 (М.Г. Голик. Хранение и обработка початков и зерна кукурузы. М: Колос, 1968, с. 141-147).

Недостатком известного способа обмолота початков является низкая пропускная способность. Указанный недостаток обусловлен тем, что количество початков, обмолачиваемых в единицу времени, зависит от площади рабочей поверхности винтового рабочего органа. Так, при габаритных размерах молотилки МКП-30 3458х1650х1820 мм на обмолоте семенной кукурузы она имеет производительность, равную 15 т/ч.

Кроме того, наличие винтового рабочего органа в результате воздействия на початок в процессе обмолота увеличивает травмирование зерна. Обусловлено это тем, что обмолачивающая поверхность винтового рабочего органа в процессе обмолота сближается с поверхностью початка. В результате початок подвергается деформации вследствие ударного и изгибающего воздействий.

В процессе обмолота подбарабанья молотилок, в которых использован известный способ обмолота початков, забиваются стержнями початков с остатками зерен на них. Это ухудшает сепарирующую способность подбарабанья. Требуется периодическая остановка молотилки в период эксплуатации для очистки подбарабанья от стержней початков. Кроме того, очистка подбарабанья от забивших его стержней и недомолоченных початков необходима при переходе на обмолот другого сорта или гибрида кукурузы во избежание сортосмешивания. Это увеличивает трудоемкость и затраты времени на процесс обмолота.

Известен способ обмолота зерновых культур с помощью вибрации подбарабанья и барабана (а.с. СССР 1259976, кл. A 01 D 91/00, A 01 F 12/18). Причем максимальную амплитуду колебаний барабану придают в направлении его оси, а подбарабанью - в направлении к барабану.

Недостатком известного способа обмолота является низкая пропускная способность. Указанный недостаток обусловлен тем, что пропускная способность зависит в известном способе от габаритов барабана. Интенсификация процесса обмолота початков происходит за счет увеличения радиальных нагрузок на початок на всем пути движения его по молотильному зазору. Это приводит к излишнему травмированию зерна, что недопустимо при обмолоте семенной кукурузы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ обмолота початков кукурузы путем механических воздействий, заключающийся в том, что предварительно початки кукурузы поштучно подаются на внутреннюю поверхность вальцового барабана. Здесь початки равномерно распределяются по внутренней поверхности барабана в зазорах между вальцами центробежной силой инерции вращающегося барабана. В процессе перемещения початков в зазорах между вальцами по их поверхности початки проворачиваются вокруг своей продольной оси за счет принудительного вращения вальцов барабана в одну сторону. При этом под действием центробежных сил инерции, действующих на зерна початка, связь зерна со стержнем початка разрушается и отделившееся зерно вылетает из барабана и гасит приобретенную скорость движения об эластичный материал кожуха, внутри которого помещен вальцовый барабан (а.с. СССР 1009325, кл. A 01 F 11/06) - прототип.

Недостатком способа, принятого за прототип, является низкая интенсивность процесса обмолота. Обусловлено это тем, что початки на обмолот подаются поштучно, а в процессе обмолота распределяются в один слой по внутренней поверхности барабана. Таким образом, количество одновременно обмолачиваемых початков зависит от площади внутренней поверхности барабана. Кроме того, известный способ энергоемок, поскольку требуется высокая частота вращения барабана для обеспечения достаточной для разрыва связи зерна со стержнем початка силы инерции.

Техническим решением задачи является повышение интенсивности процесса обмолота. Задача достигается тем, что в способе обмолота початков кукурузы путем механических воздействий обмолачивающей поверхности на ворох початков, включающем предварительную сушку зерна початков, согласно изобретению початки подвергают отталкивающему от обмолачивающей поверхности воздействию и ударному в местах контакта початков локальными площадками своих поверхностей.

В предпочтительном варианте выполнения обеспечивают отталкивание початка от обмолачивающей поверхности на расстояние 0,07-0,12 м. Для початков массой 200 г ± 20 г это соответствует величине ударного импульса соударяющихся початков вороха в диапазоне 0,10-0,15 кгс, что обеспечивает полное обрушивание зерна.

Благодаря отличительным признакам способа, т.е. подвержению початков отталкивающему от обмолачивающей поверхности воздействию и ударному в местах контакта початков локальными площадками своих поверхностей, масса вороха початков находится во взвешенном состоянии, образуя "псевдокипящий" слой початков. Ворох початков самостоятельно, т.е. без воздействия транспортирующего рабочего органа, перемещается. Интенсифицируется процесс взаимодействия початков в ворохе. Одновременно у всех початков вороха протекает процесс отделения зерна от стержней.

Анализ свойств совокупности признаков заявленного способа и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупность признаков заявленного способа проявляет усиленное свойство прототипа - обеспечивает повышение интенсивности процесса обмолота початков кукурузы.

На фиг.1 изображен схематично вариант выполнения молотилки, реализующей предлагаемый способ обмолота; на фиг.2 - то же в разрезе по А-А на фиг.1; на фиг. 3 - второй вариант выполнения молотилки; на фиг.4 - то же в сечении по Б-Б на фиг.3.

Примеры конкретного выполнения предложенного способа обмолота.

Пример 1.

Молотилка, реализующая предлагаемый способ обмолота, включает (фиг.1) обмолачивающую поверхность 1 со сквозными отверстиями 2. Обмолачивающая поверхность 1 заключена в кожух 3, образуя полость 4, связанную с вентилятором 5. Вентилятор 5 имеет вариатор 6. С одной стороны обмолачивающая поверхность 1 имеет скатную поверхность 7 с транспортером 8, а с другой - колеблющееся решето 9, бункер для зерна 10 с заслонкой 11, а также транспортер 12 для зерна, транспортер 13 для стержней початков и ограждение 14.

В полость 4 вентилятором 5 подается воздух, который поступает через отверстия 2 обмолачивающей поверхности 1. Початки семенной кукурузы после предварительной сушки подаются транспортером 8 на скатную поверхность 7 сплошным потоком и далее на обмолачивающую поверхность 1, где подвергаются отталкивающему воздействию, обеспечиваемому струями воздуха, подаваемого через отверстия 2. Ворох початков на обмолачивающей поверхности 1 находится во взвешенном состоянии, образуя "псевдокипящий" слой початков, перемещающийся по обмолачивающей поверхности 1 за счет небольшого угла ее наклона. Находясь в "псевдокипящем" слое, початки одновременно по всему его объему постоянно соударяются локальными площадками своих поверхностей друг с другом и об обмолачивающую поверхность. Зерно обрушивается со стержня початка в местах, где прикладываются эти микроудары. Початки в нижней части "псевдокипящего" слоя после соприкосновения с обмолачивающей поверхностью отталкиваются последней обратно в "псевдоожиженную" массу обмолачивающихся початков. В конце обмолачивающей поверхности 1 "псевдокипящий" слой состоит из продуктов обмолота: зерна и стержней початков, которые поступают на решето 9, где идет их разделение. Зерно в результате колебаний решета 9 идет в проход и накапливается в бункере 10, откуда при открытии заслонки 11 периодически выгружается на транспортер 12, а из него - в мешкотару. Стержни початков поступают в сход с решета 9 на транспортер 13 и далее - в транспортную тележку. Пыль и мелкие примеси удаляются из "псевдокипящего" слоя початков воздушным потоком, обеспечивающим "псевдоожижение" вороха початков в процессе его движения по обмолачивающей поверхности 1.

Пример 2.

Молотилка, реализующая предлагаемый способ обмолота, включает планетарный барабан 15, вальцы 16 которого образуют обмолачивающую поверхность 17 и снабжены приводом. С одной стороны планетарный барабан 15 имеет консольный участок 18, к которому подходит транспортер початков 19. Планетарный барабан 15 заключен в кожух 20. Снизу размещены транспортер зерна 21 и транспортер стержней 22.

Початки кукурузы после предварительной сушки подаются сплошным потоком транспортером початков 19 на консольный участок 18 вовнутрь планетарного барабана 15, направление вращения которого противоположно направлению вращения вальцов 16. Ворох початков внутри барабана 15 отталкивается обмолачивающей поверхностью 17 за счет вращения барабана 15 и вальцов 16 и приходит в "псевдоожиженное состояние". Початки одновременно по всему объему "псевдокипящего" слоя початков постоянно соударяются локальными площадками своих поверхностей. Зерно обрушивается со стержней початков в местах их контактов под действием этих микроударов и в результате падения початков на обмолачивающую поверхность 17. Свободное зерно сепарируется между вальцами 16 и по кожуху 20 поступает на транспортер зерна 21 и далее затаривается. Стержни початков за счет подпора обмолоченного вороха движутся к противоположному концу барабана 15, где подаются на транспортер початков 22, а из него - в транспортную тележку.

Использование предлагаемого способа обмолота початков кукурузы в сравнении с известными способами обмолота позволит:
- интенсифицировать процесс обмолота и, как следствие, сократить затраты времени на него;
- снизить травмирование семян кукурузы в процессе обмолота початков;
- снизить отношение массы молотилки, реализующей данный способ обмолота, к единице ее производительности.

Початки подвергают предварительной сушке и механическому воздействию на них обмолачивающей поверхности. Дополнительно обеспечивают принудительное отталкивание початков от обмолачивающей поверхности на расстояние 0,07-0,12 м и соударение початков локальными площадками их поверхностей, что обеспечивает интенсификацию процесса обмолота. 4 ил.

Способ обмолота початков кукурузы, включающий механическое воздействие обмолачивающей поверхности на початки и предварительную сушку початков, отличающийся тем, что обеспечивают принудительное отталкивание початков от обмолачивающей поверхности на расстояние 0,07-0,12 м и соударение початков локальными площадками своих поверхностей.