Способ отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК A01D33/08 

( / 2.Устройство для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащее расположенный под транспортирующим устройством, по крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений, имеющий отражательную пластину, блок приема, анализа и преобразования сигналов датчика и приспособление для отделения почвенных комков и камней, отличающе с я тем, что датчик регистрации механических соударений выполнен в виде магнита, размещенного в ферр магнитном корпусе, при этом в кольцевом пространстве между магнитом и его корпусом расположена катушка индуктивности. 3.Устройство по п, 2, отличающееся тем, что катушка индуктивности установлена жестко путем заполнения-кольцевого простра ства магнита беспористой заливкой. 4.Устройство по п, 2, о т л ич ающее с я тем, что транспортирующее устройство имеет каналы дл подачи компонентов смеси на активны датчик. 5.Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что блок приема, анализа и преобразования сигналов каждого активного датчика вьтолнен в виде соединенных с его катушкой индуктивности через усилитель двух усилительных каналов, первый из которых содержит схему от рицательной обратной связи, соединенную через фильтр низких частот. 3 и усилитель с демодулятором с пороговыми схемами Г1олож1ттельньгх и отрицательных импульсов напряжения, при этом пороговая схема положительных импульсов, посредством звена задержки, и пороговая схема отрицательных импульсов подключены к схеме ИЛИ. 6.Устройство по п. 5, о т л ичающееся тем, что другой усилительный канал содержит фильтр верхних частот, соединенный через усилитель с демодулятором со схемой отрицательной обратной связи, выход которой посредством пороговой схемы и звена задержки связан со схемой ИЛИ. 7.Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что схема ИЛИ соединена с приспособлением для отделения почвенных комков и камней. 8.Устройство по пп. 2, 5 и 6, отличающеес я тем, что оно содержит по крайней мере один ненагружаемый пассивный датчик, а блок приема, анализа и преобразования сигналов пассивного датчика снабжен дополнительным каналом, соединенным с катущкой индуктивности пассивного датчика через усилитель и содержащим фильтр верхних частот., связанный через усилитель с демодулятором, при этом вход дополнительного усилительного канала связан со схемой отрицательной обратной связи первого усилительного канала, а выход - со схемой отрицательной обратной связи второго усилительного канала.

1. Способ отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, предусматривающий поштучную подачу компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученных сигналов в электрические, по которым отделяют почвенные комки и камни, отличающийся тем, что, с цепью повышения качества выполнения технологического процесса отделения корнеклубнеплодов путем увеличения точности распознавания компонентов смеси, дополнительно осуществляют прохождение компонентов смеси через магнитное поле, создаваемое датчиком, совместный прием, анализ и преобразование полученных сигналов с сигналами.механического соударения, а отделение производят СЛ по результирующему сигналу.

1

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам и устройствам для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней и может быть использовано в машинах для уборки и послеуборочной обработки корнеклубнеплодов.

Наиболее к предлагаемому по технической сущности способу является способ отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащий поштучную подачу

компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученных сигналов в электрические, по которым осуществляют отделение почвенных комков и камней р J.

Однако этот способ основан лишь исключительно на учете различительных критериев механического соударения, поэтому корнеклубнеплоды и почвенные комки и камни можно различить лишь при особо благоприятных условиях влажности и типа почвы. 31 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для отделения корнеклубн плодов из смеси от почвенных комков и камней, содержащее расположенный под транспортирующим устройством по крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений, имеющий отражательную пласти ну, блок приема, анализа и преобраз вания сигналов датчика и приспособление для отделения комков и камней 2. Недостатком известного устройства является невысокая точность процесса отделения корнеклубнеплодов из смеси от почвенных комков и камней. Целью изобретения является повышение качества выполнения технологического процесса отделения корнеклуб неплодов путем увеличения точности распознавания компонентов смеси. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, предусматривающему поштучную подачу компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученньк сигналов в электрические, по которым отделяют почвенные комки и камни, дополнительно осуществляют прохождение компонентов смеси через магнитное поле, создавае мое датчиком совместные прием, анализ и преобразование полученных сигналов с сигналами механических соуда рений, а отделение производят по результирующему сигналу Кроме того, в устройстве для отде ления корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащем расположенньй под транспортирующим устройст вом по.крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений, имеющий отражательную плас тину, блок приема, анализа и преобра зования сигналов датчика и приспособ ление для отделения почвенньпс комков и камней, датчик регистрации механических соударений вьшолнен в виде магнита, размещенного в ферромагнитном корпусе, при этом в коль цевом пространстве между магнитом и его корпусом расположена катушка индуктивности. Кроме того, катушка индуктивности j установлена жестко путем заполнения 34 кольцевого пространства магнита бес пористой заливкой. Транспортирующее устройство имеет каналы для подачи компонентов смеси на активный датчик. Блок приема, анализа и преобразования сигналов каждого активного датчика выполнен в виде соединенных с его кат тпкой индуктивности через усилитель дв тсусилительных каналов, первый из которьк содерзкят схеьгу отрицательной обратной связи, соединенную через фильтр низких частот, и усилитель с демодулятором с пороговыми схемами положительных и отрицательных импульсов напряжения, при этом пороговая схема положительных импульсов, посредством звена задержки и пороговая схема отрицательных импульсов подключены к схеме ИЛИ. Другой усилительный канал содержит фильтр верхних частот, соединенный через усилитель с демодулятором со схемой отрицательной обратной связи, выход которой посредством пороговой схемы и звена задержки связан со схемой 51Г1И. I Схема ИЛИ соединена с приспособлением для отделения почвенных комков и камней. При этом устройство содержит по крайней мере один ненагружаемый пассивный датчик, а блок приема, анализа и преобразования сигналов пассивного датчика снабжен дополни-, тельным каналом, соединенным с катушкой индуктивности пассивного датчика через усилитель и содержащим фильтр верхних частот, связанный через усилитель с демодулятором, при этом вход дополнительного усилительного-канала связан со схемой отрицательной обратной связи первого усилительного канала, а выход - со схемой отрицательной обратной связи второго усилительного канала На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, вид сбоку; на фиг, 2 и 3 - вьшолнение и взаимное расположение транспортной ленты и датчиков, на фиг. 4 - датчик, разрезу на фиг. 5 - сигналы, индуктируемые в датчике, при прохождении корнеклубнеплодов, почвенных комков J 1 и камней; на фиг, 6 - блок-схема устройства приема, анализа и преобразование сигналов датчика. Способ отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней состоит в том, что различительными критериями является влияние компоне тов смеси на магнитное по е, вследствие того, что влияние почвенных комков и камней на магнитное поле значительно отличается от влияния н магнитное поле картофеля, что может служить надежным различительным кри терием для определения и отделения почвенных комков и камней. Для учета всех необходимых критериев используется комбинированный датчик, реагирующий и на ударные колебания и на изменения магнитного поля под влиянием движущегося объекта, и имеющий мембранообразную отражатель ную пластину, через которую проходи магнитное поле, в котором находится также катушка индуктивности. Как ударные колебания отражательной пластины, так и прохождение почвенных комков и камней, через магнитное поле, пронизывающее эту пластину, оказывает влияние на магнитное поле, в результате чего в катушке индуктивности индуцируются все необ ходимые сигналы, которые анализируются в блоке приема, анализа и преобразования сигалов. датчика по типовым критериям. Это позволяет создать не только надежное, но и сравнительно простое и .дешевое устройствг) для определения и при необходимости отделения почв.енных комков и камней от корнеклубнеплодов. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней содержит транспортер 1, на который известным образом (не показано) подается смесь картофеля, почвенных комков, камней. Под верхней ветвью транспортера находится вращающийся многогранник 2, который вращается при движении транспортера и вызьшает тряску, благодаря чему компоненты смеси на транспортере отделяются один от другого и направляются по разным дорожкам. Для этого транспЪртер 1, состоящий из одной или нескольких лент, имеет соответствующий профиль с неглубокими желобками 3 шириной, например, 35 мм (фиг, 2), При этом небольшие 36 компоненты смеси попадают симметрично в один из желобков, в то время как большие могут занимать несколько желобков транспортера,, Нижняя ветвь транспортера 1 проходит над очищающей щеткою 4. , Под выходн лм концом транспортера 1 наклонно расположен ряд активных датчиков 5 регистрации механических соударений 5, В области вогнутых участков транспортера, где ожидаются падающие компоненты смеси, предусмотрено соответствующее число активных датчиков 5 о( , которые расположены в общем корпусе 6. По концам ряда датчиков 5а находятся два пассивных датчика 5Ь, которые выполнены так же, так и датчики 5о, но н подвергаются воздействию объектов. Пассивные датчики 5t служат для того, чтобы компенсировать сигналы помехи, возникающие во всех датчиках. Датчик регистрации механических соударений как активный, так и пассивный выполнен в виде расположенного в отверстии общего корпуса 6 магнита 7, размещенного в ферромагнитном корпусе 8, при этом в кольцевом пространстве между магнитом 7 и его корпусом 8 расположейа катушка 9 индуктивности, установленная жестко путем заполнения кольцевого пространства магнита 7 беспористой заливкой. Магнит 7 расположен на небольшом, расстоянии от демпферной пластины 10, с которой соединена отражательная пластина 11. Расстояние магнита 7 от отражательной пластины 11 составляет менее 1 мм, а отражательная пластина выполнена из электропроводящего материала, который пропускает магнитное поле магнита 7„ Пластины 10 и 11 в виде мембраны расположены над магнитом 7 и вибрируют при воздействии подающих компонентов смеси, а так как отражательная пластина 11 оказывает определенное влияние на магнитное поле, то происходят соответствующие вибрациям изменения магнитного поля, которые индуцируют в катушке 9 соответствующие сигналы, Прохождение чистого картофеля и камней непосредственно не влияет на магнитное поле, напротив комья земли воздействуют на магнитное поле

7

И индуцируют типичные сигналы в катушке 9 индуктивности.

На фиг, 5 показаны различные сигналы, которые возникают в катушке 9 при соударении компонента смеси с отражательной пластиной 11. Если поступает чистый картофель, то возникает относительно слабая низкочастотная вибрация пластины 11, что приводит к образованию соответствующего слабого низкочастотного затухающего сигнала К, индуцированного в катушке 9. Если картофель очень грязный, то на сигнал К накладывается воздействие земли, например, небольшое положительное отклонение напряжения при приближении картофеля к датчику и слабое отрицательное отклонение, когда картофель удаляется от датчика. Такой сигнал на фиг, 5 обозначен К , Комо земли производит знакопеременное напряжение гораздо большей амплитуды к с положительной полуволной К и отрицательной полуволной. К . При соударении комка земли с отражательной пластиной 11 на этот типичный сигнал накладывается легкая низкочастотная вибрация, аналогичная сигналу К для чистого картофеля.

Если на отражательную пластину 11 падает камень, то возникает вибрация и соответствующий индуцированный сигнал, накладывается легкая низкочастотная вибрация, аналогичная сигналу К для чистого картофеля.

Если на отражательную пластину 1 падает камень,.то воз икает вибрация и соответствующий индуцированный сигнал ST с гораздо большей амплитудой и частотой, чем при падении картофеля или земляного комка.

Устройство также содержит общий |блок 12 приема, анализа и преобразо |вания сигналов. Каждый активный дачик 5с( имеет блок 12й приема, анализа и преобразования сигналов с выходом 13, присоединенным к магнитному клапану 14, который приводит в действие выбрасывающий цилиндр 15 с выбрасывающим толкателем 16,

Блок -1201 приема, анализа и преобразования сигналов каждого актирного датчика 5 «я выполнен в виде содиненных с его катушкой 9 индуктивности через усилитель 17 двух усилительных каналов, первый каждый из которых содержит схему 18 отрица609238 . .

тельной обратной связи, соединенную через фильтр 19 низких частот и усилилитель с демодулятором 20 с пороговыми схемами положительных 21 , и отрицательных 22 импульсов напряжения, при этом пороговая схема 21 положительных импульсов посредством звена 23 задержки и пороговая схема 22 отрицательных импульсов подклюO чены к схеме ИЛИ 24, выход которой управляет приспособлением для отделения почвенных комков и камней посредством моностабильности.выключателя 25, другой усилительный канал содержит фильтр 26 верхних частот,

соединенный через усилитель 27 с демодулятором 28 со схемой 29 отрицательной обратной связи, выход которой посред ством пороговой схемы 30 и

Q звена 31 задержки связан со схемойЯЛИ 24.

Дополнительно устройство содержит общий блок 12Ь приема, анализа и преобразования сигналов пассивного

5 датчика, снабженный дополнительным каналом, соединенным с катушкой 9 индуктивности пассивного датчика через усилитель 32 и содержащим фильтр 33 верхних частот, связанный через усилитель 23 с демодулятором 35. При этом вход дополнительного усилительного канала связан со схемой 18 отрицательной обратной гвязи первого усилительного канала, а выход - со схемой 29 отрицательной обратной связи второго усилительного канаша. Кроме того, устройство имеет отводящие транспортеры 36 и 37 для картофеля и комков почвы и камней.

Устройство работает следующим образом.

Если на отражательную пластину 11 датчика 5с( падает картофель, то в катушке 9 индуцируется сигнал К, который имеет относительно малые амплитуду и частоту. Этот сигнал усиливается в усилителе 17 и попадает как на вход первого усилительного канала, состоящего из элементов 18-23, так и на вход другого усилительного канала, состоящего из элементов 26-31. Сигнал проходит через блоки 18-20. Однако амплитуда, поступающая на пороговые схемы21 и 22, недостаточна для того, чтобы они сработали. Сигнал не пропускается фильтром 26 высоких частот, поэтому через этот канал сигнал на схему ИЛИ 24 не 9 поступает. Таким образом, на выходе 13 выходного импульса не образуется, клапан 14 не срабатывает и толкатель 16 остается в своем ней ральном положении J а картофель падает на транспортер 36. Сигнал имеет несколько большую амплитуду, однако он не в состоянии вызвать срабатывание пороговых схем 21 или 22 или пройти через фильтр 26 высоких частот. Если на датчик So падает комок земли, то индуцируется сигнал к с относительно большой амплитудой. Этот сигнал является низкочастотным и не проходит через фильтр 26 высоких частот. Однако он усиливается в низкочастотном канале с фильтром 19 низких частот и затем сначала во время положительной полуволны вызывает срабатывание порогов схемы 21, а несколько позднее во время отрицательной полуволны пороговой схемы 22. Задержка в зве не 23 задержки установлена такой, чтобы оба импульса одновременно попали на схему ИЛИ 24, поэтому выходной импульс попадает на моностабильный выключатель 25 и выход 13. Магнитный клапан 14 возбуждается и сжатый воздух поступает к цилиндру 15j который приводит в действие толкатель 1G и земляной ком выбрасы вается в транспортер 27. Опыт показывает, что часто одна или несколько полуволк К или К с напа к не имеют достаточной амплитуды, чтобы вызвать срабатывание пороговых схем 21 или 22. По этой причине обе полуволны оцениваются ,и практически одновременно поступают на схему ИЛИ 24, Следовательно, есть гарантия того, что всегда поступит по меньшей мере один импульс, который вызовет выброс зем ляного кома. Если на активный датчик 5« падает камень, то в соответствующее устройство 12« пос упает импульс Т высокой частоты на входы фильтра 19 низких частот и фильтра 26 высоких частот. Через фильтр 19 импульс не проходит, а через фильтр 26 проходит. Затем он усиливается, демодулируется и вызывает срабатывание пороговой схемы 30, которая через звено 31 задержки посылает импульс на схему ИЛИ 24 и вызывает срабатывание моностабильного выклю3чателя 25, в результате чего импульс выброса с выхода 13 передается на клапан 14. С точно определяемой звеном 31 задержкой приводится толкатель 16 и камень выбрасывается в транспортирующее устройство 27, Таким образом, индуцированные полезные сигналы, особенно сигналы К и к , очень слабы. Поэтому может случиться, что какие-либо писторонние воздействия, например сотрясения на передвижной установке, злектрические и /или магнитные поля линий высоковольтных передач и т.д., вызывают индуцирование сигналов достаточной амплитуды для срабатывания порогового устройства. Чтобы исключить такие помехи, в по возможности аналогичных с активными датчиками 5 а условиях монтируются два пассивных или компенсационных датчика 5Ь. Сигналы параллельно включенных датчиков 5Ь, усиленные и в соответствующей форме, попадают на схемы 18 и 29 обратной связи как и сигналы из датчиков 5«. Таким образом, помехи компенсируются и не оказывают влияния на работу устройства, обладающего исключительно высокой чувствительностью. По аналогичным причинам индукционная катушка 9 должна быть, жестко залита, так как всякое взаимное перемещение катушки и деталей магнита или даже витков катущки между собой может вызвать паразитный сигнал, который приводит к нежелательному срабатыванию выбрасываю 1его устройства. Исключительно низкая чувствительность датчиков на вибрацию, что обуславливает очень высокое усиление или чувствительность анализатора, необходима, так как происходящие от ударов картофеля и комьев земли сигналы дохгжны иметь амполитуду меньше, чем очень слабые сигналы К, которые образуются из-за магнитного воздействия комьев земли. Эта очень малая чувствительность такого датчика как микрофон достигается тем, что отражательная пластина 11 имеет очень малое влияние на магнитное поле. Это достигается тем, что сама по себе не проводящая пластина снабжена тонким металлическими включениями. Вместе с тем магнитное поле практически беспрепятственно проходит через отражательную пластину,

11116092312

поэтому комья земли могут оказывать осуществления позволяет значительно оптимальное воздействие на это поле. повысить качество выполнения технолоИспользование предлагаемого гического процесса отделения корне(технического решения) способа отделе- клубнеплодов путем увеличения л..лтчптгт11-г ЛЛТТ ( TJO иТ ОТЗ

ния корнеклубнеплодов от почвенных j

комков и камней и устройства для его смеси.

ности распо--навания компонентов

/

// /

-. / /

56

г / л- / /i

а за 5а а

Ю

5Ъ

Sa

Фиг.

5а,5Ъ

ф1Аг.6