СЕПАРАТОР ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПОЧВЕННЫХ КОМКОВ ОТ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ Российский патент 2006 года по МПК A01D33/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов, лука-репки и помидоров в овощеуборочных комбайнах.

Известно устройство для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов, включающее ленточный транспортер, наклоненный к горизонту в плоскости, перпендикулярной направлению движения ленты, и разделительный элемент, установленный под углом к продольной оси транспортера, нормально к его поверхности, в котором с целью повышения качества отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов разделительный элемент выполнен в виде ленточного транспортера (SU, авторское свидетельство №600980, М.кл.² А 01 D 33/08. Устройство для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов / Ю.А.Колесников (СССР). - Заявка №2150924/30-15; Заявлено 01.07.1975; Опубл. 05.04.1978, Бюлл. №13 / /Открытия. Изобретения. - 1978. - №13).

К недостаткам описанного устройства относится его ограниченная производительность.

Известна разделительная горка картофелеуборочного комбайна, включающая наклонный транспортер с пальчатой поверхностью и отражатель, расположенный над выходным концом наклонного транспортера, в которой с целью повышения надежности работы отражатель выполнен в виде колеблющейся гребенки (SU, авторское свидетельство №680679, М.кл³ А 01 D 33/00. Разделительная горка картофелеуборочного комбайна / А.А.Сорокин, Г.Д.Петров, Б.И.Максимов и др. (СССР). - Заявка №1957816/30-15; Заявлено 23.08.1973; Опубл. 25.08.1979, Бюлл. №31 // Открытия. Изобретения. - 1979. - №31).

Описанная горка способна отделить листостебельные остатки от клубней, но неполно отделяет комья земли от клубней. Для выполнения последней операции требуется переборочный стол с группой рабочих, что снижает производительность и увеличивает трудозатраты.

Известен сепарирующий элеватор корнеуборочной машины, включающий установленное на шарнирно прикрепленных к раме опорных элементах бесконечное движущееся в направлении перемещения очищаемого вороха прутковое полотно, под рабочей ветвью которого размещено встряхивающее устройство, связанное с кривошипно-шатунным механизмом привода, в котором с целью повышения качества сепарации и надежности полотна встряхивающее устройство выполнено в виде шарнирного параллелограмма, шатун которого выполнен в виде зубчатой рейки, периодически взаимодействующей с прутками полотна, а опорный элемент снабжен муфтой одностороннего действия (SU, авторское свидетельство №812220, М.кл³ A 01 D 33/08. Сепарирующий элеватор корнеклубнеуборочной машины / P.P.Джапаридзе, Г.Д.Петров, Е.Б.Карев и др. (СССР). - Заявка №2822349/30-15; Заявлено 12.09.1979; Опубл. 15.03.1981, Бюлл. №10 // Открытия. Изобретения. - 1981. - №10).

К недостаткам описанного сепарирующего элеватора относятся невозможность разделения одноразмерных плодов и комьев и повышенное повреждение плодов ударом.

Более близким аналогом к заявленному объекту относится сортировально-очистительное устройство, содержащее последовательно расположенные подающие транспортеры и охватывающий их планчатый элеватор, в котором с целью повышения качества очистки, уменьшения повреждений и обеспечения одновременной сортировки клубней, подающие транспортеры выполнены ленточными и установлены под углом к горизонтальной плоскости с образованием между смежными транспортерами последовательно увеличивающегося зазора (SU, авторское свидетельство №1015845 А, М.кл.³ A 01 D 33/08. Сортировально-очистительное устройство / В.Н.Ларкин (СССР). - Заявка №2988018/30-15; Заявлено 25.09.1980; Опубл. 07.05.1983, Бюлл. №17 // Открытия. Изобретения. - 1983. - №17).

К недостаткам сортировально-очистительного устройства относится только удаление мелких комьев почвы. Для разделения крупных комьев и корнеплодов требуются или ручной труд, или дополнительные механизмы.

Известно транспортирующее устройство для корнеклубнеплодов, содержащее бесконечное полотно, расположенное на ведущем и ведомом валах, с установленными на нем эластичными лопастями, в котором с целью снижения повреждений корнеклубнеплодов эластичные лопасти выполнены секционными, в виде набора установленных с зазором друг к другу дугообразных полых элементов, концы каждого из которых связаны соответственно с закрепленными на звеньях бесконечного полотна двумя смежными поперечными опорами; с целью исключения заклинивания корнеклубнеплодов вершина каждого дугообразного элемента снабжена приливом, образующим с его телом в продольном сечении Т-образную форму и примыкающим с зазором к каждому приливу смежного элемента (SU, авторское свидетельство №1242034 А1, М.кл⁴ A 01 D 33/08. Транспортирующее устройство для корнеклубнеплодов / Ю.И.Кириенко, В.П.Ключников, Ю.В.Холомин (СССР). - Заявка №3856969/30-15; Заявлено 17.01.1985; Опубл. 07.07.1986, Бюлл. №25 // Открытия. Изобретения. - 1986. - №25).

К недостаткам описанного устройства применительно к решаемой нами проблеме относятся ограниченные функциональные возможности по разделению плодов и комьев.

Известно также устройство для переборки корнеплодов, содержащее закрепленный на раме транспортер, к тяговым элементам которого присоединены поперечины со скребками, размещенными в V-образных направляющих каналах с эластичными стенками, приемный бункер и бункер-накопитель, в котором с целью снижения потерь корнеплодов поперечины присоединены к тяговым элементам с возможностью поворота вокруг своих продольных осей и снабжены жестко закрепленными на них рычагами с вилкообразными концами, охватывающими последующие по ходу технологического процесса поперечины, причем скребки снабжены эластичными наконечниками (SU, авторское свидетельство №1126231 А, М.кл³ А 01 D 33/08. Устройство для переборки корнеплодов/ А.И.Духов, В.Н.Егоров, В.В.Куликов (СССР). - Заявка №3541982/30-15; Заявлено 14.01.1983; Опубл. 30.11.1984, Бюлл. №44 // Открытия. Изобретения. - 1984. - №44).

К недостаткам описанного устройства относятся низкая производительность и пригодность только для ручного разделения комьев и плодов.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится сепарирующее устройство для корнеклубнеплодов, содержащее ведущий и ведомый валы, охваченные бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов, между которыми закреплены поперечные прутки, на которых, в свою очередь, шарнирно закреплены одним из концов планки, а другими сопряжены с последующими прутками полотна, в котором с целью повышения интенсивности просевания почвы и степени очистки корнеклубнеплодов сопряженные концы каждой из планок отогнуты в сторону поверхности полотна, при этом угол между отогнутой частью и поверхностью полотна выполнен большим угла, образованного шарнирно закрепленным концом планки и поверхности полотна; с целью уменьшения повреждений корнеклубнеплодов планки выполнены обрезиненными; концы планок, сопряженные с прутками, закреплены на последних; оно имеет неподвижную направляющую с уступами, а концы планок, сопряженных с прутками, имеют дополнительный отгиб, образующий пятку, расположенную ниже прутка полотна для взаимодействия с неподвижной направляющей (SU, авторское свидетельство №1025361 А, М.Кл.³ А 01 D 33/08. Сепарирующее устройство для корнеклубнеплодов / А.А.Сорокин, Г.Д.Петров, Б.И.Максимов и др. (СССР). - Заявка №3422775/30-15; Заявлено 12.04.1982; Опубл. 30.06.1983, Бюлл. №24 // Открытия. Изобретения. - 1983. - №24).

К недостаткам описанного устройства, принятого нами в качестве наиближайшего аналога, относятся неудовлетворительная полнота разделения комьев земли от плодов и невысокая производительность.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - уменьшение трудоемкости и увеличение производительности на ручной переборке вороха "плоды-почвенные комья".

Технический результат - увеличение полноты разделения плодов и комьев сепаратором при высокой производительности и без повреждения плодов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном сепараторе для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов, содержащем смонтированные на раме ведущий и ведомый валы, охваченные бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов, между которыми закреплены поперечные прутки, согласно изобретению он снабжен делителем потоков почвенных комков и корнеклубнеплодов, установленным с возможностью изменения угла наклона к горизонту за ведущим валом, бесконечным прорезиненным полотном, расположенным на ведущем и ведомом валах посредством барабанов, охватываемым бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов с поперечными прутками, движущимися в направлении перемещения очищаемого вороха по разнонаклонным к горизонту поддержкам, причем угол наклона поддержек к горизонту в приемной части выполнен большим, чем в разделительной части, механизмом изменения продольного угла наклона рамы к горизонту, выполненным в виде кинематически связанных шарнирами звеньев, одно из которых имеет фиксируемые положения, механизмом изменения положения ведомого вала в виде парных штанг, соединенных с полыми частями рамы посредством винтовых пар, при этом названные выше разнонаклонные поддержки сопряжены по дугам части окружностей, радиус которых в 6...12 раз больше радиуса барабанов бесконечного прорезиненного полотна, а каждый поперечный пруток бесконечного полотна выполнен в виде полосы жестко соединен с тяговыми элементами посредством смещенных и отклоненных назад от нормали звеньев тяговых элементов пары планок.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично представлен сепаратор для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов, вид сбоку, процесс разделения комьев от плодов.

На фиг.2 - вид А на фиг.1, вид на ведущий барабан ленточного транспортера и положения планок цепного транспортера.

На фиг.3 - место Б на фиг.1, совместное транспортирование и раздельный сход предварительно разделенных плодов и комьев земли на сходовой части сепаратора.

На фиг.4 - место Б на фиг.1, момент отделения планками цепного транспортера плодов от поверхности ленточного транспортера.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Сепаратор для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов содержит смонтированные на раме 1 ведущий и ведомый валы 2 и 3, охваченные бесконечным полотном 4. Бесконечное полотно 4 выполнено из параллельно расположенных тяговых элементов 5 и 6, между которыми закреплены поперечные прутки 7.

Сепаратор снабжен делителем 8 почвенных комков и корнеклубнеплодов, бесконечным прорезиненным полотном 9, механизмом 10 изменения продольного угла наклона рамы 1 к горизонту, механизмом 11 изменения положения ведомого вала.

Делитель 8 потоков почвенных комков и корнеклубнеплодов выполнен в виде лопасти. Лопасть делителя 8 установлена с возможностью изменения угла наклона к горизонту за ведущим валом 2.

Бесконечное прорезиненное полотно 9 посредством барабанов 12 и 13 расположено на ведущем (2) и ведомом (3) валах. Прорезиненное полотно 9 выполнено охватываемым бесконечным полотном 4, снабженным параллельно расположенными вдоль полотна 9 тяговыми элементами 5 и 6 и поперечными прутками 7. Полотна 9 и 4 движутся в направлении перемещения очищаемого вороха по разнонаклонным к горизонту поддержкам 14 и 15. Поддержки 14 в приемной части полотен 4 и 9 имеют угол наклона α₀, больший, чем поддержки 15 в разделительной части полотен 4 и 9, показанные на фиг.1 углом α.

Механизм 10 изменения продольного угла наклона рамы 1 к горизонту выполнен в виде кинематически связанных шарнирами звеньев 16, 17 и 18. Звено 18 имеет фиксируемые положения рычагом 19.

Механизм 11 изменения положения ведомого вала 3 выполнен в виде пары штанг 20, соединенных с полыми частями рамы 1 посредством винтовых пар 21.

Поддержки 14 и 15 сопряжены по дугам 22 частей окружности. Радиус дуги 22 в 6...12 раз больше радиуса барабанов 12, 13 бесконечного прорезиненного полотна 9.

Каждый поперечный пруток 7 в виде полосы прямоугольного сечения бесконечного полотна 4 жестко соединен с тяговыми элементами 5 и 6 посредством смещенных и отклоненных назад от нормали 23 звеньев тяговых элементов 5 и 6 парой планок 24.

Тяговые элементы 5 и 6 выполнены из втулочно-роликовых цепей с шагом больше 19,05 мм. Натяжение тяговых элементов 5 и 6 производят натяжными роликами 25.

Ведущий вал 2 с барабаном 12 смонтирован в самоустанавливающихся подшипниковых опорах 26 разовой смазки. Опоры 26 смонтированы с возможностью углового поворота посредством стаканов 27. Ведущий вал 2 получает привод посредством цепной передачи 28 от источника мощности и передает привод тяговым элементам 5 и 6 посредством закрепленных на валу 2 ведущих 29, 30 и ведомых 31, 32 звездочек на валу 3.

Ведомый вал 3 с барабаном 13 посредством подшипниковых опор 26 установлен в оголовках штанг 20.

Приемная часть и разделительная часть полотен 4 и 9 снабжены бортами 33 и 34, исключающими смещение и скатывание плодов и комков вбок.

Стаканы 27, делитель 8 и механизм 10 изменения продольного угла наклона рамы 1 размещены на основании 35 с возможностью угловых перемещений в продольно-вертикальной плоскости сепаратора.

Сепаратор для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов работает следующим образом.

Ворох соразмерных плодов и комьев с отделителя мелких комьев овощеуборочного комбайна в направлении V₁ (фиг.1) подается на приемную часть L₀ полотен 4 и 9 транспортеров, где плоды и комья благодаря достаточно большому углу наклона α₀=25...45° прорезиненного полотна скатываются до упора в полосовидные прутки 7 и обоими полотнами 4 и 9 поднимаются в направлении V₁' в разделительную часть L сепаратора.

В разделительной части L полотна 4 и 9 поднимают плоды и комья в направлении V₂ и V₃ к сходовой зоне Б сепаратора полосовидными прутками 7, одновременно скатывая их под уклон α по прорезиненному полотну 9.

Рабочий-переборщик задает и фиксирует механизмом 10 наклона рамы 1 сепаратора угол наклона его разделительной зоны α=12...25° по условию, чтобы до конца этой зоны L плоды находились в контакте с прутками 7, а возможно большее число комьев попадали в присущие им устойчивые положения, останавливались на прорезиненной ленте и отходили от прутков 7 за счет разности скоростей транспортеров.

В зоне схода Б с верхнего конца транспортеров 4 и 9 на переборочный стол комбайна плоды и комья сходят отдельными потоками V₄ и V₅. Комья сходят по нижней параболе V₄, а плоды - по верхней V₅. Комья, отставшие от прутков и остановившиеся на ленте 9, спадают с нее по параболе свободного падения V₄ с начальной скоростью, близкой к скорости ленточного транспортера V_л=ωr', где ω - угловая скорость ведущего вала сепаратора, а r' -радиус барабана ленточного полотна 9 (фиг.3). Плоды, находящиеся в непрерывном контакте с прутками, сбрасываются по верхней траектории V₅ по следующим причинам. В начальный короткий период времени зоны Б схода пруток 7 дает нормальное ускорение плоду J, увеличив его скорость с линейной ωr до большей ωρ (ρ - радиус до точки контакта прутка с плодом) и большей, чем скорость спадания комка ωr'.

Это ускорение J за счет силы трения о пруток 7 заменяет вертикальное свободное падение с ускорением g=9,8 м/с² на меньшее ускорение g' свободного скатывания по прутку 7 вниз.

Во время вращения прутка 7 плод перекатывается по нему вверх, когда радиальная составляющая ускорения g' скатывания плода к основанию прутка 7 меньше центростремительного ускорения планки в точке контакта с плодом ω²ρ.

Плод катится к верхнему концу прутка, вплоть до его конца с радиусом R, где получает начальную скорость схода ωR, большую, чем у комка. Для увеличения радиуса R прутка он выполнен в виде прямоугольной полосы.

Смещение l планками 24 и отклонение β поверхности (фиг.4) прутка-полосы 7 назад от нормали 23 тягового звена на тяговых элементах 5 и 6 увеличивает подъем параболы плодов V₅ за счет увеличения радиуса R конца планки и наклоняет вверх вектор начальной скорости ωR схода плодов с планки. Сопряжение прямолинейных поддержек 14 и 15 по дугам 22 с радиусом, в 6...12 большим радиуса барабана 12 ленточного и цепного транспортеров на перегибе между зонами подачи L₀ и разделения L преследует обратную цель - исключить бросок плодов и уменьшить трение тяговых элементов.

Делитель 8 потоков плодов и комьев, смонтированный на раме 1 сепаратора или комбайна, уменьшает погрешность разделения, вызванную случайными факторами.

Опытами авторов установлено, что оптимальное сочетание указанных признаков при скорости транспортера 0,7...1 м/с и длине зоны разделения L=1.0 м дает неполноту выделения плодов из комьев и обратно 0,13, а в пределе 0...0,05. Отсутствие ударных режимов в рабочем процессе исключает повреждение плодов.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов в картофеле-, луко- или томатоуборочных комбайнах. Сепаратор содержит смонтированный на раме ведущий и ведомый валы, охваченные бесконечным полотном. Полотно выполнено из параллельно расположенных тяговых элементов, между которыми закреплены поперечные прутки. Сепаратор снабжен делителем почвенных комков и корнеклубнеплодов, бесконечным прорезиненным полотном, механизмом изменения продольного угла наклона рамы к горизонту и механизмом изменения положения ведомого вала. Делитель потоков почвенных комков и корнеклубнеплодов в виде лопасти установлен с возможностью изменения угла наклона к горизонту за ведущим валом. Бесконечное прорезиненное полотно расположено на ведущем и ведомом валах посредством барабанов. Прорезиненное полотно охвачено бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов с поперечными прутками, движущимися в направлении перемещения очищаемого вороха по разнонаклонным к горизонту поддержкам. Угол наклона поддержек к горизонту в приемной части выполнен большим, чем в разделительной части. Механизм изменения продольного угла наклона рамы к горизонту выполнен в виде кинематически связанных шарнирами звеньев. Одно из них имеет фиксируемые положения на раме сепаратора. Механизм изменения положения ведомого вала выполнен в виде пары штанг, соединенных с полыми частями рамы посредством винтовых пар. Разнонаклонные поддержки сопряжены по дугам части окружностей. Радиус дуг поддержек выполнен в 6...12 раз больше радиуса барабанов бесконечного прорезиненного полотна. Каждый поперечный пруток бесконечного полотна жестко соединен с тяговыми элементами посредством смещенных и отклоненных назад от нормали звеньев тяговых элементов парой планок. Сепаратор обеспечит увеличение полноты отделения почвенных комков с высоким качеством плодов. 4 ил.

Сепаратор для отделения почвенных комков от корнеклубнеплодов, содержащий смонтированные на раме ведущий и ведомый валы, охваченные бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов, между которыми закреплены поперечные прутки, отличающийся тем, что он снабжен делителем потоков почвенных комков и корнеклубнеплодов в виде лопасти, установленной с возможностью изменения угла наклона к горизонту за ведущим валом, бесконечным прорезиненным полотном, расположенным на тех же ведущем и ведомом валах посредством барабанов, охватываемым бесконечным полотном, выполненным из параллельно расположенных тяговых элементов с поперечными прутками, и движущимися в направлении перемещения очищаемого вороха по разнонаклонным к горизонту поддержкам, причем угол наклона поддержек к горизонту в приемной части выполнен большим, чем в разделительной части, механизмом изменения продольного угла наклона рамы к горизонту, выполненным в виде кинематически связанных шарнирами звеньев, одно из которых имеет фиксируемое положение, механизмом изменения положения ведомого вала в виде пары штанг, соединенных с полыми частями рамы посредством винтовых пар, при этом названные выше разнонаклонные поддержки сопряжены по дугам части окружностей, радиус которых в 6...12 раз больше радиуса барабанов бесконечного прорезиненного полотна, а каждый поперечный пруток бесконечного полотна жестко соединен с тяговыми элементами посредством смещенных и отклоненных назад от нормали звеньев тяговых элементов парой планок.