СЕПАРИРУЮЩАЯ МАШИНА Российский патент 2016 года по МПК A01F12/44 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для послеуборочной обработки продукции растениеводства.

Известно устройство для послеуборочной обработки зерновых культур, включающее в себя равные по массе решетные станы и эксцентриковый вал с шатунами для придания станам противофазных колебаний, решетные станы расположены один за другим на разных уровнях с наклоном в сторону движения сепарируемого материала, ось эксцентрикового вала и места крепления шатунов находятся на одной линии, проходящей через центры масс решетных станов, каждый решетный стан установлен на паре подвесок и паре стоек равной длины, привод возвратно-поступательного движения решетных станов [1].

Недостатком технического решения является низкая надежность привода возвратно-поступательного движения решетного стана из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, сложность регулирования параметров колебаний решетного стана, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся поверхностей, что увеличивает его стоимость и повышает эксплуатационные расходы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является сепарирующая машина, содержащая упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и ротором, соединенным с рабочим органом [2].

Недостатками технического решения являются низкие энергетические показатели электропривода из-за большого воздушного зазора между ротором и индуктором линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД) и низкая эффективность сепарирования из-за недостаточной величины поперечной составляющей в сложном колебательном движении рабочего органа и трудности ее регулирования, что ограничивает возможности его применения в качестве сепарирующей машины.

Цель изобретения - повышение энергетической и технологической эффективности сепарирующей машины.

Цель достигается тем, что рабочий орган состоит из двух ветвей, которые рычагами шарнирно соединены с ротором так, что при движении ротора в одну сторону ветви рабочего органа расходятся, а при движении ротора в другую сторону ветви рабочего органа сходятся, при этом продольная ось линейного асинхронного электродвигателя перпендикулярна продольной оси рабочего органа.

Известно получение сложного колебательного движения рабочего органа технологического оборудования посредством применения плоского ЛАД и упругих накопителей энергии. Для этого ротор ЛАД устанавливается с увеличенным воздушным зазором относительно индуктора, величина этого зазора определяет амплитуду поперечных (перпендикулярных продольной оси индуктора) колебаний рабочего органа. При этом величина максимального воздушного зазора ограничена условием работы ЛАД, а увеличенный от номинального воздушный зазор ухудшает энергетические показатели ЛАД и привода машины в целом. В предлагаемом техническом решении может быть использован как плоский, так и цилиндрический ЛАД, в котором воздушный зазор постоянен и равен номинальному. Регулируемые в широком диапазоне сложные колебания рабочего органа (как в продольной, так и в поперечных плоскостях) возможны за счет установки ЛАД продольной осью перпендикулярно к продольной оси рабочего органа. В данном решении параметры колебаний рабочего органа не зависят от воздушного зазора ЛАД. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить энергетическую и технологическую эффективность сепарирующей машины и имеет существенное отличие.

На фиг. 1 показана конструкция привода сепарирующей машины в исходном состоянии до подключения ЛАД к источнику питания, на фиг. 2 вид А на фиг. 1 и на фиг. 3 одно из возможных положений рабочего органа сепарирующей машины после подключения ЛАД к источнику питания.

Предлагаемое техническое решение содержит: основание 1, упруго подвешенный рабочий орган 5, состоящий из двух ветвей, привод рабочего органа в виде ЛАД с неподвижным индуктором 2 и ротором 3, соединенным шарнирно через рычаги 4 с ветвями рабочего органа 5. Индуктор 2 жестко установлен на основании 1. Продольная ось ЛАД перпендикулярна продольной оси рабочего органа 5. Ветви рабочего органа подвешены на упругих элементах 6 на основании 1, на поверхности рабочего органа выполнены сепарирующие ячейки 7. Индуктор ЛАД подключается к источнику трехфазного переменного тока посредством блока управления 8.

Сепарирующая машина работает следующим образом. Блок управления 8 подключает индуктор 2 ЛАД к источнику питания, индуктор создает бегущее магнитное поле, ротор 3 приходит в поступательное движение, к примеру, вниз (фиг. 3). При этом рычаги 4, шарнирно связанные и с ротором, и с ветвями рабочего органа, расходятся. Ветви рабочего органа совершают сложное движение (продольное с поперечным) в противоположных направлениях. Т.к. рычаги 4 (фиг. 1) шарнирно связаны с ветвями рабочего органа в углах их торцевых частей, обращенных друг к другу с одной стороны, то не все части ветвей рабочего органа движутся по одинаковой сложной траектории. Стороны ветвей рабочего органа, обращенные друг к другу, совершают сложное колебательное движение с большей амплитудой поперечных колебаний, чем другие части ветвей, при одинаковой жесткости упругих элементов 6. Это имеет существенное значение, т.к. подача обрабатываемого материала осуществляется именно в этом месте, и это способствует равномерному распределению материала по рабочему органу и более эффективной ориентации материала на рабочем органе. При движении ротора 3 упругие элементы 6 одновременно деформируются по направлению сил F_x и F_y (фиг. 3).

В какой-то момент времени блок управления 8 обесточивает индуктор 2 ЛАД, его бегущее магнитное поле исчезает. Под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 6 в результате их деформации, ветви рабочего органа 5 возвращаются в исходное состояние. Далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 5 совершает сложное колебательное движение.

Траектория сложного движения рабочего органа определяется параметрами упругих элементов 6, длиной рычагов 4 и местом их крепления к рабочему органу, а также частотой и амплитудой перемещения ротора 3 ЛАД. Блок управления имеет возможность обеспечивать регулирование параметров колебаний рабочего органа как по частоте, так и по амплитуде посредством изменения длительности и частоты включения индуктора ЛАД. Блок управления может быть реализован на базе тиристорных коммутаторов, приведенной в литературе [3].

Предложенное техническое решение позволяет реализовать сложную траекторию движения рабочего органа с любыми амплитудами продольных и поперечных колебаний, что позволяет его использовать для сортировки как зерновых культур, так и корнеклубнеплодов с улучшенной энергетической и технологической эффективностью, что способствует дополнительному расширению возможностей его применения.

Источники информации

1. Патент РФ 2371905, МКИ A01F 12/44. Зерноочистительная машина / Орлов А.А., 2009.

2. Патент РФ 2446669, МКИ A01F 12/44. Сепарирующая машина / Аипов Р.С., Акчурин С.В., Линенко А.В., Туктаров М.Ф. 2012, БИ №10 (прототип).

3. Поскребко А.А. Бесконтактные коммутаторы и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. - М.: Энергия, 1978. - 58 с.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для послеуборочной обработки продукции растениеводства. Сепарирующая машина включает упруго подвешенный рабочий орган с приводом в виде линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором 2 и ротором 3. Рабочий орган состоит из двух ветвей 5, шарнирно соединенных рычагами 4 с ротором 3. При движении ротора 3 в одну сторону ветви 5 рабочего органа расходятся. При движении ротора 3 в другую сторону ветви 5 рабочего органа сходятся. Продольная ось линейного асинхронного электродвигателя перпендикулярна продольной оси рабочего органа. При работе сепарирующей машины ее рабочий орган движется по сложной траектории, что повышает эффективность сепарации. 3 ил.

Сепарирующая машина, содержащая упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и ротором, соединенным с рабочим органом, отличающаяся тем, что рабочий орган состоит из двух ветвей, которые рычагами шарнирно соединены с ротором так, что при движении ротора в одну сторону ветви рабочего органа расходятся, а при движении ротора в другую сторону ветви рабочего органа сходятся, при этом продольная ось линейного асинхронного электродвигателя перпендикулярна продольной оси рабочего органа.