СЕПАРИРУЮЩАЯ МАШИНА Российский патент 2016 года по МПК A01F12/44 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для послеуборочной обработки зерновых культур.

Известно устройство, содержащее упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде плоского линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и параллельно ему установленным ротором, являющимся рабочим органом [1].

Недостатком технического решения является низкая эффективность сепарирования из-за невозможности обеспечения сложного колебательного движения рабочего органа, что ограничивает возможности его применения в качестве сепарирующей машины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является сепарирующая машина, содержащая упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде плоского линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором, и параллельно ему, но перпендикулярно рабочему органу установленным ротором с возможностью перемещения перпендикулярно и параллельно продольной оси индуктора [2].

Недостатком технического решения является низкая эффективность сепарирования из-за низкой частоты колебаний рабочего органа в плоскости, перпендикулярной основным продольным колебаниям.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарирования.

Цель достигается тем, что рабочий орган подвижен относительно ротора в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, и связан с ротором через направляющие штоки и упругие элементы.

Известно получение сложного колебательного движения рабочего органа технологического оборудования посредством применения плоского линейного асинхронного двигателя (ЛАД) и упругих накопителей энергии. Для этого ротор ЛАД устанавливается с необходимым на величину поперечных (перпендикулярных продольной оси индуктора) колебаний рабочего органа воздушным зазором относительно индуктора, а рабочий орган жестко соединен с ротором. В предлагаемом техническом решении рабочий орган подвижен относительно ротора в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, что позволяет рабочему органу в процессе продольных колебаний, обусловленных частотой включений индуктора, совершать колебания в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора с частотой больше, чем продольные колебания. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить эффективность сепарирования и имеет существенное отличие.

На фиг. 1 показана конструкция привода сепарирующей машины, на фиг. 2 показана одна из составных частей фиг. 1, на фиг. 3 и на фиг. 4 показано положение рабочего органа сепарирующей машины до подключения ЛАД к источнику питания, на фиг. 5 и фиг. 6 показано одно из возможных положений рабочего органа сепарирующей машины после подключения ЛАД к источнику питания.

Предлагаемое техническое решение содержит (фиг.1, фиг. 2): основание 1, привод рабочего органа 4 в виде плоского ЛАД с неподвижным индуктором 2 и параллельно ему, но перпендикулярно рабочему органу установленным ротором 3 с возможностью перемещения перпендикулярно и параллельно продольной оси индуктора 2. Рабочий орган 4 подвижно по направляющим штокам 5 связан с ротором. Направляющие штоки 5 жестко закреплены на роторе. Упругие элементы 6 жестко соединены с ротором и рабочим органом. Ролики 7, жестко установленные на основании 1, исключают соприкосновение поверхностей индуктора и ротора при включении ЛАД. Рабочий орган подвешен на упругих элементах 8 на основании 1, на поверхности рабочего органа выполнены сепарирующие ячейки 9. Индуктор ЛАД подключается к источнику трехфазного переменного тока посредством блока управления 10.

Сепарирующая машина работает следующим образом. Блок управления 10 подключает индуктор 2 ЛАД к источнику питания. Индуктор создает бегущее магнитное поле, которое индуктирует в роторе ЭДС, вызывающие токи, от взаимодействия которых с магнитным полем в роторе образуются продольная (F_x) и, перпендикулярная ей, поперечная (F_y) электромагнитные силы. Под действием силы F_x ротор, а вместе с ним и рабочий орган 4 через штоки 5 приходит в поступательное движение (фиг.5 и фиг. 6). Одновременно под действием силы F_y ротор 3 притягивается к индуктору, а следовательно и рабочий орган 4 по штокам 5 совершает в этом направлении движение (перпендикулярно продольной оси индуктора) за счет деформируемых упругих элементов 6, которыми рабочий орган и ротор соединены. Сначала упругие элементы 6 растягиваются, а по мере движения рабочего органа в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, сжимается. Далее под действием силы F_x ротор с рабочим органом продолжают движение вдоль оси индуктора, а за счет потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 6, рабочий орган движется в обратном направлении, перпендикулярном оси индуктора. В этот момент упругие элементы 6 разжимаются. Таким образом, по мере поступательного движения ротора рабочий орган также совершает поступательные движения с колебаниями в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора из-за наличия упругих элементов 6. Ролики 7, жестко установленные на основании 1, исключают соприкосновение поверхностей индуктора и ротора. Также при включении ЛАД упругие элементы 8 деформируются по направлению сил F_x и F_y. В какой-то момент времени, но не менее одного периода колебания рабочего органа в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, блок управления 10 обесточивает индуктор 2 ЛАД, его бегущее магнитное поле исчезает. Под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 8, ротор с рабочим органом движутся в исходное состояние (фиг. 3 и фиг. 4), а под действием изменяющихся сил в упругих элементах 6 рабочий орган продолжает колебательное движение в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора. Далее описанный процесс повторяется. Наличие упругих элементов 6 обеспечивает выраженные поперечные колебания рабочего органа 4 за весь период продольных колебаний, что способствует повышению ориентации зерновой частицы на решете (рабочем органе).

Частота собственных колебаний рабочего органа в плоскости, перпендикулярной к продольной оси индуктора, зависит от жесткости упругих элементов 6 и массы рабочего органа с грузом. Таким образом, изменением жесткости упругих элементов 6 можно получать необходимую частоту рабочего органа в плоскости, перпендикулярной к продольной оси индуктора.

Блок управления имеет возможность обеспечивать регулирование параметров продольных 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].

Таким образом, предлагаемое техническое решение, за счет повышения ориентации зерновой частицы на решете посредством его поперечных колебаний с частотой большей, чем продольные, способствует повышению эффективности сепарирования.

Источники информации

1. Патент РФ 2364564, МКИ B65G 25/04. Шагающий конвейер / Аипов Р.С., Гильванов В.Ф., Линенко А.В., 2009, БИ №23.

2. Патент РФ 2446669, МКИ A01F 12/14. Сепарирующая машина / Аипов Р.С., Акчурин С.В., Линенко А.В., Туктаров М.Ф., 2012 (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 разделения убранных зерновых культур. Сепарирующая машина содержит упруго подвешенный рабочий орган 4 с приводом в виде плоского линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором 2 и подвижным ротором 3. Ротор 3 расположен параллельно индуктору 2, но перпендикулярно рабочему органу 4 и может перемещаться перпендикулярно и параллельно продольной оси индуктора 4. Рабочий орган 4 подвешен на упругих элементах 8 и имеет на своей поверхности сепарирующие ячейки 9. Рабочий орган 4 подвижен относительно ротора 3 в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора 2, и связан с ротором 3 через направляющие штоки и упругие элементы. За счет сложного колебательного движения рабочего органа 4 повышается эффективность сепарирования. 6 ил.

Сепарирующая машина, содержащая упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде плоского линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и параллельно ему, но перпендикулярно рабочему органу установленным ротором с возможностью перемещения перпендикулярно и параллельно продольной оси индуктора, отличающаяся тем, что рабочий орган подвижен относительно ротора в плоскости, перпендикулярной продольной оси индуктора, и связан с ротором через направляющие штоки и упругие элементы.