МАШИНА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ОТ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2023 года по МПК B03B5/48 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно, зерна зерновых культур от вредных примесей (ядовитых семян сорняков, грибковых заболеваний зерна: ядовитых склероций спорыньи и твердой головни) по удельной массе.

Известна машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельной массе в растворе, например, калийной соли, состоящая из ванны, транспортеров семян ржи и склероций спорыньи, выполненных в виде ленточных сит с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера склероций спорыньи [Пат. 2616037 Российская Федерация, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сысуев В.А., Саитов В.Е., Савиных П.А., Сайтов А.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого». - №2015148311; заявл. 10.11.2015; опубл. 12.04.2017, Бюл. 11].

В известном устройстве размеры отверстий ленточных сит транспортеров должны быть не более 0,8…1,0 мм для исключения прохода семян ржи и склероций спорыньи обратно в ванну при их транспортировании наружу, так как зерна ржи имеют длину 5,0…10,0 мм, ширину 1,4…3,6 мм и толщину 1,2…3,5 мм [Бурков А.И. Разработка и совершенствование пневмосистем зерноочистительных машин. - Киров: ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2016. - 380 с.], а склероций спорыньи имеют длину 3,4…14,6 мм, ширину 1,0…3,0 мм и толщину 0,8…1,8 мм [Павловский, Г.Т. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - 2-е изд., исправ. и доп. / Г.Т. Павловский, С.Д. Птицын. - М.: Высшая школа, 1972. - 256 с.].

Однако при таких малых отверстиях ленточных сит транспортеров, из-за наличия поверхностного натяжения водного раствора соли, происходит вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

Для разрушения образовавшегося поверхностного натяжения водного раствора соли на поверхности ленточных сит транспортеров и стекания раствора через отверстия сит обратно в ванну требуется специальное встряхивающее устройство, что значительно усложняет конструкцию машины, обусловливающее, в конечном итоге, увеличение металлоемкости и энергоемкости технологического процесса.

Применение транспортеров семян ржи и склероций спорыньи в виде ленточных сит, натянутых на два вращающихся барабана, приводит в процессе работы к быстрому усталостному износу и обрыву металлических нитей этих сит, что увеличивает удельные затраты на обслуживание и ремонт машины.

Другим недостатком данной машины является то, что зерновой материал из загрузочного бункера поступает в солевой раствор и погружается в нем сплошным потоком. Вследствие этого часть склероций спорыньи увлекается семенами ржи на дно ванны, а затем транспортером выводится наружу вместе с очищенными семенами ржи. Это обстоятельство не обеспечивает 100% отделения склероций спорыньи от семян ржи за один технологический процесс.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельной массе в растворе, например, калийной соли, состоящей из ванны, транспортеров семян ржи и склероций спорыньи с установленными через равные промежутки по их длине скребками в виде Г-образных лопаток, обращенных захватывающей стороной по направлению вращения транспортеров, и закрепленных к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки, загрузочного бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера склероций спорыньи, причем зазор Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян ржи и склероций спорыньи составляет не более толщины зерновки семян ржи [Пат. 2689470 Российская Федерация, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сайтов А.В., Гатауллин Р.Г., Сайтов В.Е.; заявитель и патентообладатель Сайтов Алексей Викторович. - №2018136461/03; заявл. 15.10.2018; опубл. 28.05.2019, Бюл. 16] - прототип.

Конструктивное исполнение данной машины для отделения склероций спорыньи от семян ржи, в отличие от аналога, обусловливает уменьшение удельных затрат на обслуживание и ремонт машины за счет применения в транспортерах семян ржи и склероций спорыньи скребков в виде Г-образных лопаток, обращенных захватывающей стороной по направлению вращения транспортеров и установленных через равные промежутки, которые закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки.

Наличие зазора Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян ржи и склероций спорыньи позволяет стекать водному раствору соли по наклонному днищу обратно в ванну при выводе наружу семян ржи и склероций спорыньи. В результате этого исключается вынос водного раствора соли наружу из ванны скребками транспортеров вместе с очищаемыми компонентами зернового материала, что значительно уменьшает удельную себестоимость выполняемого технологического процесса.

Применение зазора Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян ржи и склероций спорыньи не более толщины зерновки семян ржи исключает дробление выводимых компонентов очищаемого материала из ванны машины, повышает зачерпывающую способность скребков транспортеров. Вследствие этого увеличивается производительность машины и качество выполнения технологического процесса.

Недостатком технологического процесса машины, как и в аналоге, является низкое качество очистки семян ржи от склероций спорыньи, которое обусловлено захватом части склероций спорыньи погружающимися сплошным потоком семенами ржи в солевом растворе, а в дальнейшем выводом наружу из ванны транспортером вместе с очищенными семенами ржи.

Таким образом, прототип имеет такой же недостаток, что и аналог, то есть низкое качество отделения склероций спорыньи от семян ржи.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной машины для отделения вредных примесей от семян зерновых культур по удельной массе в водном растворе неорганической соли, состоящей из рамы и расположенных на ней ванны, загрузочного бункера с выпускным окном, оборудованным регулировочной заслонкой, транспортеров семян и отходов с установленными через равные промежутки по их длине скребками в виде лопаток и закрепленных к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки, причем зазор Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян и отходов составляет не более толщины зерновки семян зерновых культур, выпускное окно с регулировочной заслонкой загрузочного бункера снабжено устройством циклической подачи зерна, состоящим из шарнирно установленного поворотного клапана, имеющего жестко связанный с его осью рычаг, соединенный с пружиной и с регулировочным толкателем, который другим концом через двуплечий рычаг связан с установленным на ведомом валу транспортера отходов кулачковым механизмом с одним или несколькими роликами.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Снабжение выпускного окна с регулировочной заслонкой загрузочного бункера устройством циклической подачи зерна позволяет порционно по времени подачу зернового материала в ванну машины с водным раствором соли. В результате этого зерновой материал в солевом растворе успевает эффективно расслаиваться, вследствие чего расстояния между компонентами зернового материала увеличиваются. Вследствие этого исключается захват погружающимся на дно ванны зерновым потоком вредных примесей (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни склероций) и благоприятствует относительно быстрому всплытию последних на поверхность раствора соли. Это обстоятельство обеспечивает повышение качества очистки семян зерновых культур от вредных примесей и позволяет практически 100% отделение ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни от семян зерновых культур за один технологический процесс.

Шарнирно установленный поворотный клапан позволяет циклически перекрывать выпускное окно загрузочного бункера независимо от положения регулировочной заслонки, что обуславливает неизменность заданной производительности машины положением регулировочной заслонки.

Наличие пружины, соединенное с рычагом, жестко связанным с осью поворотного клапана, обеспечивает полное закрытие выпускного отверстия загрузочного бункера в периоды окончания циклов подачи зернового материала из загрузочного бункера в ванну с водным раствором соли и привод двуплечего рычага в исходное положение через регулировочный толкатель для последующих очередных циклов открытия выпускного окна загрузочного бункера поворотным клапаном.

Привод поворотного клапана через жестко связанный с его осью рычаг, соединенный с регулировочным толкателем, который другим концом через двуплечий рычаг связан с кулачковым механизмом с одним или несколькими роликами обусловливает наиболее простую, исключительно надежную и компактную конструкцию для выполнения циклического открывания и закрывания выпускного окна загрузочного бункера машины.

Кулачковый механизм, конструкция которого предусматривает применение одного или несколько роликов, позволяет настраивать цикличность открывания поворотного клапана по времени и, соответственно, требуемую частоту циклов подачи зернового материала из загрузочного бункера в ванну с водным раствором соли, обуславливающее настройку необходимой производительности машины с учетом 100% отделения вредных примесей (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни) от семян зерновых культур.

В конструкции машины установка кулачкового механизма на ведомом валу транспортера отходов позволяет передачу вращательного движения его роликов в качательное движение поворотного клапана по кратчайшему расстоянию через передаточные элементы, что обусловливает малую металлоемкость конструкции устройства циклической подачи зерна.

Выполнение толкателя регулировочным позволяет с помощью регулировочных гаек на нем настраивать устройство циклической подачи зерна на безударный режим работы шарнирно установленного поворотного клапана об стенку выпускного отверстия загрузочного бункера и роликов кулачкового механизма об двуплечий рычаг.

Устройство циклической подачи зерна с представленными элементами отличается простотой и надежностью конструкции по сравнению с электронными системами управления с электрическим или гидравлическим приводом, не требует сложного оборудования для его изготовления, обладает малой металлоемкостью.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре представлена схема машины для отделения вредных примесей от семян зерновых культур, где стрелками показано движение потока зернового материала, потока очищенных семян и потока отходов (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни).

Машина для отделения вредных примесей от семян зерновых культур состоит из рамы 1, ванны 2, загрузочного бункера 3 с выпускным окном, оборудованным регулировочной заслонкой 4, транспортеров семян 5 и отходов 6. Ванна 2 при помощи сварки закреплена на раме 1. Бункер 3 с выпускным окном, оборудованным регулировочной заслонкой 4, установлен над ванной 2. По ширине ванны 2 транспортеры семян 5 и отходов 6 имеют скребки 7 и 8 в виде лопаток, соответственно, которые установлены через равные промежутки и закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающие приводные и ведомые звездочки. Зазор Δ между днищем 9 ванны 2 и рабочим краем скребков 7 и 8 транспортеров семян 5 и отходов 6 составляет не более толщины зерновки семян зерновых культур. Верхние части транспортеров 5 и 6, установленные в ванне 2 с наклоном, выставляются над уровнем раствора соли и выгрузными концами расположены над выгрузными воронками 10 и 11, соответственно. В нижней части дна ванны 2 предусмотрена сливная труба 12 с краном 13. На раме 1 под ванной 2 располагается электродвигатель 14 и понижающий обороты редуктор 15 червячного типа для привода транспортеров семян 5 и отходов 6 через приводные звездочки цепными передачами 16 и 17, соответственно. Выпускное окно с регулировочной заслонкой 4 загрузочного бункера 3 машины снабжено устройством циклической подачи зерна, состоящим из шарнирно установленного поворотного клапана 18, имеющего жестко связанный с его осью рычаг 19, соединенный с пружиной 20 и с регулировочным толкателем 21, который другим концом через двуплечий рычаг 22 связан с установленным на ведомом валу 23 транспортера отходов 6 кулачковым механизмом 24. Конструкция кулачкового механизма 24 предусматривает применение одного или несколько роликов 25.

Машина для отделения вредных примесей от семян зерновых культур работает следующим образом.

Для отделения семян зерновых культур от вредных примесей зерновой материал засыпается в. бункер 3. Далее включаются и приводятся в действие транспортеры семян 5 и отходов 6. В результате вращения транспортера отходов 6 происходит передача вращательного движения от роликов 25 кулачкового механизма 24, расположенного на ведомом валу 23 данного транспортера 6, через двуплечий рычаг 22 и регулировочный толкатель 21 в качательное движение поворотного клапана 18 по жестко связанному с его осью рычагу 19, соединенному с пружиной 20. Затем, после установки соответствующего зазора в выпускном окне загрузочного бункера 3 регулировочной заслонкой 4, зерновой материал начинает поступать в ванну 2 с водным раствором соли при каждом цикле открытия выпускного окна загрузочного бункера 3 поворотным клапаном 18. Порционно поступающий при каждом цикле зерновой материал расслаивается в солевом растворе, вследствие которого семена зерновых культур опускаются на дно ванны 2, а вредные примеси (ядовитые семена сорняков, склероций спорыньи и твердая головня), имеющие меньшую удельную массу по сравнению с семенами зерновых культур, всплывают на поверхность водного раствора соли. При вращении транспортера 6 его скребки 8 перемещают водный раствор соли и создают непрерывное поверхностное движение его в направлении транспортера 6. В результате циркуляционного движения водного раствора соли, всплывающие на его поверхность вредные примеси (ядовитые семена сорняков, склероций спорыньи и твердая головня) захватываются скребками 8 транспортера 6 и перемещаются нижней ветвью по днищу 9 ванны 2 в направлении выгрузки к выгрузной воронке 11. При перемещении вредных примесей (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни) в направлении выгрузки водный раствор соли с них стекает по наклонному днищу 9 обратно в ванну 2 через зазор Δ между рабочим краем скребков 8 и днищем 9. Семена зерновых культур со дна ванны 2 захватываются скребками 7 транспортера 5 и нижней ветвью перемещаются в направлении выгрузки к выгрузной воронке 10. При перемещении транспортером 5 семян зерновых культур в направлении выгрузки водный раствор соли с них стекает по наклонному днищу 9 обратно в ванну 2 через зазор Δ между рабочим краем скребков 7 и днищем 9. В дальнейшем очищенные семена, а также вредные примеси (ядовитые семена сорняков, склероции спорыньи и твердая головня), вынесенные из ванны 2 транспортерами 5 и 6, из выгрузных воронок 10 и 11, соответственно, поступают в отгрузочные емкости или последующие транспортирующие органы технологической линий по обработке зернового материала.

Производительность машины регулируется изменением зазора в выпускном окне загрузочного бункера 3 при помощи его заслонки 4 и частоты циклической подачи зернового материала в ванну 2 из бункера 3 установкой требуемого количества роликов 25 в кулачковом механизме 24.

При консервации машины для сезонного хранения открыванием крана 13 водный раствор соли из ванны 2 через сливную трубу 12 выливают в специальную емкость. Отработанный водный раствор соли в дальнейшем может быть использован в качестве минерального удобрения и внесен в почву для повышения урожайности сельскохозяйственной культуры.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является значительное повышение качества очистки семян зерновых культур от вредных примесей (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни) за счет применения циклической подачи зерна в ванну машины с водным раствором соли.

Предложенное изобретение относится к сельскохозяйственному и пищевому производству. Машина для отделения вредных примесей от семян зерновых культур по удельной массе в водном растворе неорганической соли состоит из рамы и расположенных на ней ванны, загрузочного бункера с выпускным окном, оборудованным регулировочной заслонкой, транспортеров семян и отходов с установленными через равные промежутки по их длине скребками в виде лопаток, закрепленными к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки. Зазор Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян и отходов составляет не более толщины зерновки семян зерновых культур. Выпускное окно с регулировочной заслонкой загрузочного бункера снабжено устройством циклической подачи зерна, состоящим из шарнирно установленного поворотного клапана, имеющего жестко связанный с его осью рычаг, соединенный с пружиной и с регулировочным толкателем, который другим концом через двуплечий рычаг связан с установленным на ведомом валу транспортера отходов кулачковым механизмом с одним или несколькими роликами. Технический результат - повышение качества очистки семян зерновых культур от вредных примесей (ядовитых семян сорняков, склероций спорыньи и твердой головни). 1 ил.

Машина для отделения вредных примесей от семян зерновых культур по удельной массе в водном растворе неорганической соли, состоящая из рамы и расположенных на ней ванны, загрузочного бункера с выпускным окном, оборудованным регулировочной заслонкой, транспортеров семян и отходов с установленными через равные промежутки по их длине скребками в виде лопаток, закрепленными к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки, причем зазор Δ между днищем ванны и рабочим краем скребков транспортеров семян и отходов составляет не более толщины зерновки семян зерновых культур, отличающаяся тем, что выпускное окно с регулировочной заслонкой загрузочного бункера снабжено устройством циклической подачи зерна, состоящим из шарнирно установленного поворотного клапана, имеющего жестко связанный с его осью рычаг, соединенный с пружиной и с регулировочным толкателем, который другим концом через двуплечий рычаг связан с установленным на ведомом валу транспортера отходов кулачковым механизмом с одним или несколькими роликами.