СПОСОБ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ВОРОХА КЛЕЩЕВИНЫ И ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A01F11/00 A01D91/00 

Изобретения относятся к сельскому хозяйству и могут быть использованы для послеуборочной обработки клещевины.

Известен способ уборки сельскохозяйственных культур, представленный в описании изобретения к авторскому свидетельству СССР №1727676, А01D 91/00, согласно которому ворох сушат в контейнерах на сушильном устройстве, потом подают на лущильное устройство, лущат, обмолоченный ворох очищают от шелухи воздушным потоком, предварительно очищенный ворох подают на семяочистительную машину для окончательной очистки семян.

Недостатком известного технического решения являются большие энергозатраты на сушку всего исходного вороха клещевины, а также невысокие качественные показатели обработки вороха.

Наиболее близким к предлагаемой группе изобретений является способ послеуборочной обработки вороха клещевины и линия для его осуществления, представленные в описании изобретения к патенту РФ №2265987, A01F 11/00, 12/44.

Известный способ включает последовательно выполняемые операции загрузки вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах на сушильном устройстве, лущения высушенного вороха путем пропуска последнего через пары рабочих органов «валец-дека» в «мягком» режиме с одновременной очисткой его от плодовых оболочек (шелухи) воздушным потоком, разделения оставшегося вороха на семена и третинки на семяочистительной машине с решетами и дополнительного лущения выделенных третинок в «жестком» режиме с одновременной очисткой воздушным потоком. «Мягкий» режим лущения вороха осуществляют при зазорах между вальцами и деками в пределах 8-6 мм и частоте вращения вальцов, увеличивающейся по ходу лущения от вальца к вальцу от 70 до 90 мин^-1. «Жесткий» режим лущения третинок осуществляют при зазорах между вальцами и деками в пределах 6-5 мм и одинаковой частоте вращения всех вальцов 100-110 мин^-1.

Известная линия, реализующая этот способ, включает установленные в технологической последовательности сушильное устройство, лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненное с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения по ходу лущения, семяочистительную машину с решетами, второе лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, а также контейнеры для приема, сушки, подачи обрабатываемого материала на сушильное устройство, семяочистительную машину, лущильные устройства и хранения семян.

Недостатком прототипа являются большие энергозатраты на сушку исходного вороха, в состав которого входят влагосодержащие компоненты (зеленые коробочки, органические примеси).

Задачей заявляемых изобретений является уменьшение энергозатрат на сушку вороха клещевины.

Цель изобретения - обеспечить удаление из исходного вороха влагосодержащих компонентов (зеленых коробочек и органических примесей) до операции сушки.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем операции загрузки исходного вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах на сушильном устройстве, очистки вороха на семяочистительной машине с решетами, лущения этого вороха путем пропуска его через пары рабочих органов «валец-дека», а также лущения неочищенного вороха, согласно изобретению лущение неочищенного вороха осуществляют перед сушкой, причем непосредственно после лущения неочищенного вороха его очищают на дополнительной очистительной машине. При этом лущение неочищенного вороха осуществляют одной парой рабочих органов «валец-дека» при зазоре 9-7 мм, в зависимости от сорта, и частоте вращения вальцов в пределах 500 мин^-1.

Кроме того, технический результат достигается тем, что в известной линии для послеуборочной обработки вороха клещевины, включающей сушильное устройство, семяочистительную машину с решетами, лущильное устройство с парами рабочих органов «валец-дека» и воздушной колонкой, контейнеры для приема, сушки и подачи обрабатываемого материала на сушильное, лущильное устройства, семяочистительную машину с решетами, для хранения семян, а также другое лущильное устройство, согласно из обретению другое лущильное устройство установлено перед сушильным устройством и линия снабжена дополнительной очистительной машиной, установленной непосредственно после другого лущильного устройства. При этом другое лущильное устройство установлено непосредственно на дополнительной очистительной машине и имеет одну пару рабочих органов «валец-дека».

Сопоставительный анализ заявляемых технических решений с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного порядком выполнения действий во времени и дополнительной операцией (в прототипе исходный неочищенный ворох прежде сушат, а затем высушенный ворох лущат, а в заявляемом способе исходный неочищенный ворох сначала лущат, затем очищают, и только потом сушат).

А заявляемая линия для послеуборочной обработки вороха клещевины отличается от известной взаимным расположением известных элементов: «другого лущильного устройства» и сушильного устройства (в прототипе «другое лущильное устройство» установлено после сушильного устройства, а в заявляемой линии - до сушильного устройства), а также дополнительным элементом: дополнительной очистительной машиной, установленной непосредственно после другого лущильного устройства.

Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности «новизна».

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, имеющих совокупность отличительных признаков заявляемого способа: «перед сушкой неочищенный ворох лущат и очищают на дополнительной очистительной машине», а также технических решений, имеющих совокупность отличительных признаков заявляемой линии: «перед сушильным устройством установлено лущильное устройство и дополнительная очистительная машина».

Однако применение операции предварительной очистки вороха от органических примесей перед сушкой, с целью уменьшения энергозатрат на сушку, известно. Но для такой специфической культуры, как клещевина, послеуборочный ворох содержит третинки (около 70%), сухие коробочки (более 15%), состоящие из третинок с семенами внутри последних, а также много влагосодержащих компонентов (более 6% зеленых коробочек и более 10% органических примесей), и при очистке такого вороха от влагосодержащих компонентов (органических примесей и зеленых коробочек) с помощью известных технических решений будут удаляться и сухие коробочки, что естественно недопустимо. Поэтому в заявляемом техническом решении неочищенный ворох предварительно лущат (для разрушения СУХИХ коробочек до третинок), затем очищают от влагосодержащих компонентов (зеленых коробочек, органических примесей) и только потом сушат, чем достигается снижение энергозатрат на сушку и уменьшение потерь семян.

К заявляемой совокупности признаков мы пришли после многолетних исследований и опытов, проводимых с целью уменьшения энергозатрат и, в конечном итоге, снижения себестоимости обработки материала. Следовательно, вся совокупность отличительных от прототипа признаков является новой, и заявленные технические решения соответствуют критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемые технические решения соответствуют и критерию патентоспособности «промышленная применимость», так как они могут быть использованы в сельском хозяйстве. И, кроме того, в описании изобретений представлены средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технических решений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретений.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный неочищенный ворох клещевины после обмолота в комбайне загружают в контейнеры и подают на лущение, которое осуществляют, например, путем пропуска этого вороха через одну пару рабочих органов «валец-дека». При этом зазор между вальцом и декой составляет 9-7 мм, в зависимости от сорта, а частота вращения вальца находится в пределах 500 мин^-1. В процессе лущения неочищенного вороха (одной парой рабочих органов) сухие коробочки клещевины разрушаются до третинок. После лущилки облущенный ворох непосредственно (самотеком) поступает на очистительную машину, где из него выделяют влагосодержащие компоненты (зеленые коробочки и органические примеси). Очищенный от влагосодержащих компонентов ворох отправляют на сушку, где его доводят до кондиционной влажности. Далее высушенный ворох подают на семяочистительную машину с решетами, где его разделяют на семена и третинки. Выделенные семена отправляют на хранение, а третинки подвергают лущению с одновременной очисткой семян воздушным потоком от шелухи.

Линия представлена на чертеже и включает лущильное устройство 1, имеющее, например, одну пару рабочих органов с зазором между ними, образованным вальцом 2 и декой 3, очистительную машину 4, сушильное устройство 5, семяочистительную машину 6 с решетами, лущильное устройство 7 с воздушной колонкой 8 и парами рабочих органов, образованными вальцами 9 и деками 10, а также контейнеры 11, 12, 13, 14, 15 для приема, подачи обрабатываемого материала на лущильные устройства, сушильное устройство, семяочистительную машину и на хранение.

Линия для послеуборочной обработки вороха клещевины работает следующим образом.

Ворох клещевины в контейнере 11 подают на лущильное устройство 1, где происходит разрушение сухих коробочек до третинок, например, путем пропуска этого вороха через пару рабочих органов (валец 2 и дека 3) при зазоре 9-7 мм, в зависимости от сорта, и частоте вращения 500 мин^-1. Зеленые коробочки, имеющие влажность около 80%, не разрушаются. Облущенный ворох из лущилки 1 сразу поступает на очистительную машину 4, где из него выделяются в отходы влагосодержащие компоненты (зеленые коробочки и органические примеси). После очистительной машины 4 очищенный ворох, содержащий в основном семена и третинки, поступает на сушильное устройство 5. Высушенный до кондиционной влажности (7%) ворох посредством контейнеров 12 подают на семяочистительную машину 6 с решетами, где его разделяют на семена и третинки. Основной выход (семена) из семяочистительной машины 6 принимают в контейнер 13 и подают на хранение, а сход с верхних решет (третинки) принимают в контейнер 14 и подают на лущильное устройство 7, где их подвергают лущению парами рабочих органов (валец 9 и дека 10). После лущения шелуху выделяют воздушной колонкой 8, а семена принимают в контейнер 15 и подают на хранение.

Пример.

В качестве контейнеров использовали конструкцию в виде дозатора-питателя, имеющую выгрузное окно в нижней части боковой стенки контейнера, выполненное в виде щели с фартуком из эластичного материала, закрепленного в верхней части выгрузного окна, при этом длина и ширина фартука больше, чем размер щели. Кроме того, в днище контейнера имеются отверстия, размер которых меньше размера семени, что обеспечивало прием, сушку, подачу обрабатываемого материала на лущильные, сушильное устройства и семяочистительную машину.

В качестве лущильного устройства для лущения неочищенного вороха (сухих коробочек) использовали вальцовую лущилку, выполненную из одной пары рабочих органов, состоящую из вальца с зубчатой поверхностью и деки каплевидной формы. Диаметр вальца по выступам зубчатой поверхности составляет 70 мм, длина 1000 мм. Конструктивное исполнение рабочих органов лущильного устройства позволяет обеспечить щелевидный зазор между вальцом и выпуклой поверхностью деки. Зазор между вальцом и декой устанавливали от 9 до 7 мм в зависимости от обрабатываемого сорта, например для сорта клещевины «Хрустальная - 66» устанавливали зазор 9 мм, а частоту вращения вальца - в пределах 500 мин^-1 и регулировали с помощью сменных звездочек.

Одновальцовое лущильное устройство устанавливали непосредственно на очистительной машине, в качестве которой использовали Петкус-Гигант К-531/1.

В качестве сушильного устройства использовали сушилку, представляющую собой тепловой тракт, состоящий из нескольких модулей, на которые устанавливали контейнеры и которые были снабжены регулируемыми клапанами для дозированной подачи теплового агента от теплогенератора ТАУ-1,5 в каждый модуль.

В качестве семяочистительной машины с решетами использовали серийно выпускаемую СМ-4.

Лущильное устройство, предназначенное для лущения третинок, было выполнено таким же, как и лущильное устройство для неочищенного вороха, только имело 3 пары рабочих органов. Зазор между вальцами и деками устанавливали, например, для сорта клещевины «Хрустальная - 66» равным 5 мм. В качестве воздушной колонки использовали вентилятор.

На заявляемой линии, состоящей из указанных выше машин и оборудования, осуществляли обработку вороха клещевины заявленным способом. Результаты исследований представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Зависимость степени обмолота коробочек клещевины сорта «Хрустальная-66» от частоты вращения обмолачивающего вальца дополнительного лущильного устройства при зазоре между рабочими органами 9 мм.Частота вращения вальца, мин^-1Содержание в ворохе, %сухие коробочкизеленые коробочкитретинкисеменаорганическая примесьИсходный (неочищенный) ворох15,66,137,031,110,24008,26,142,132,211,45000,46,148,433,511,6600-6,147,034,612,3700-6,132,547,613,8

Анализ представленных данных показывает, что при частоте вращения обмолачивающего вальца 400 мин^-1 недомолот коробочек составляет практически половину их наличия. При частоте вращения 600 мин^-1 и более коробочки полностью разрушаются до третинок и семян, но в ворохе увеличивается количество семян, что неизбежно приводит к повышению их травмирования при дальнейшей обработке вороха, т.е. оптимальная частота вращения вальца дополнительного лущильного устройства 500 мин^-1.

Таблица 2
Зависимость степени обмолота от величины зазора между обмолачивающим вальцом и декой дополнительного лущильного устройства при частоте вращения вальца 500 мин^-1Зазоры, ммСодержание в ворохе, %сухие коробочкизеленые коробочкитретинкисеменаорганическая примесьИсходный (неочищенный) ворох15,66,137,031,110,2107,96,143,432,210,491,16,149,233,510,58-6,149,134,110,77-6,147,535,510,96-6,139,242,612,1

Анализ представленных данных показывает, что при зазоре от 9 до 7 мм практически разрушаются все сухие коробочки на третинки без разрушения третинок на семена. Дальнейшее уменьшение зазора приводит к обмолоту третинок, что влечет за собой травмирование семян при последующей обработке вороха.

Влажность исходного (не очищенного до операции сушки) вороха, представленного в таблицах 1 и 2, составляет 18,3%. На сушку этого вороха для доведения его до кондиционной влажности 7% необходимо было бы 206,4 кг дизельного топлива.

Влажность вороха, облущенного и очищенного по предлагаемой технологии, вследствие удаления основных влагосодержащих компонентов до операции сушки составляет всего 9,7%. На сушку такого вороха необходимо всего 72 кг дизельного топлива.

При реализации предлагаемых изобретений за счет разлущивания сухих коробочек на третинки в неочищенном ворохе и выделения влагосодержащих компонентов из облущенного вороха (зеленых коробочек и органических примесей) перед его сушкой существенно сокращаются энергозатраты и возрастает производительность сушильного устройства, которая составляет для прототипа и предлагаемой технологии соответственно 1,8 и 2,9 т/ч.

Эти отличительные от прототипа признаки заявляемых изобретений необходимы и достаточны для того, чтобы освободить ворох клещевины от влагосодержащих компонетов до операции сушки и тем самым значительно уменьшить энергозатраты на сушку этого вороха, т.е. для достижения поставленной цели и решения поставленной задачи.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству и могут быть использованы для послеуборочной обработки клещевины. Способ включает операцию загрузки исходного вороха в контейнеры, сушку в контейнерах на сушильном устройстве, очистку на семяочистительной машине с решетами, лущение путем пропуска вороха через пары рабочих органов «валец-дека», а также лущение неочищенного вороха. Лущение неочищенного вороха осуществляют перед сушкой. Непосредственно после лущения неочищенного вороха его очищают на дополнительной очистительной машине. Линия включает сушильное устройство, семяочистительную машину с решетами, лущильное устройство с парами рабочих органов «валец-дека» и воздушной колонкой, контейнеры для приема, сушки и подачи обрабатываемого материала на сушильное, лущильное устройства, на семяочистительную машину с решетами и для хранения семян, а также другое лущильное устройство. Другое лущильное устройство установлено перед сушильным устройством. Линия снабжена дополнительной очистительной машиной, установленной непосредственно после другого лущильного устройства. Технический результат направлен на уменьшение энергозатрат на сушку вороха клещевины. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ послеуборочной обработки вороха клещевины, включающий операции загрузки исходного вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах на сушильном устройстве, очистки вороха на семяочистительной машине с решетами, лущения этого вороха путем пропуска его через пары рабочих органов «валец-дека», а также лущения неочищенного вороха, отличающийся тем, что лущение неочищенного вороха осуществляют перед сушкой, причем непосредственно после лущения неочищенного вороха его очищают на дополнительной очистительной машине.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что лущение неочищенного вороха осуществляют одной парой рабочих органов «валец-дека» при зазоре 9-7 мм в зависимости от сорта и частоте вращения вальцов в пределах 500 мин^-1.3. Линия для послеуборочной обработки вороха клещевины, включающая сушильное устройство, семяочистительную машину с решетами, лущильное устройство с парами рабочих органов «валец-дека» и воздушной колонкой, контейнеры для приема, сушки и подачи обрабатываемого материала на сушильное, лущильное устройства, на семяочистительную машину с решетами и для хранения семян, а также другое лущильное устройство, отличающаяся тем, что другое лущильное устройство установлено перед сушильным устройством и линия снабжена дополнительной очистительной машиной, установленной непосредственно после другого лущильного устройства.4. Линия по п.3, отличающаяся тем, что другое лущильное устройство установлено непосредственно на дополнительной очистительной машине и имеет одну пару рабочих органов «валец-дека».