Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к оборудованию для предпосевной обработки семенного материала, и может быть использовано для подготовки к посеву семян мелкосеменных культур, например моркови.

Известна машина для шлифования семян моркови (патент РФ №2521857, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 10.07.2014, Бюл. №19), содержащая рабочий орган, шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, механизм привода, бункер-дозатор, выгрузной лоток, при этом шлифовальный барабан выполнен по периметру винтовым из секций в виде многогранников, с гранями в виде равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси с образованием по наружной поверхности направленных навстречу друг другу ломанных винтовых поверхностей одинакового шага и ломанных винтовых линий одинакового шага.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, сложность конструкции и изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является машина для шлифования семян (патент №2516336, МКИ А01С 1/00, опубл. 20.03.2014 г., Бюл. №14, заявка 2004103436/12, 05.02.2004), содержащая шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, рабочий орган, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, сложность конструкции и изготовления.

Техническим решением является расширение технологических возможностей, упрощение конструкции и изготовления.

Техническое решение достигается тем, что в вибрационной установке для предпосевной обработки семян, содержащей шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании, шлифовальный барабан изготовлен коническим, установлен жестко горизонтально и смонтирован из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине, на которых, попеременно, с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения, в виде надрезов со скошенными стенками, для образования по периметру конического винтового шлифовального барабана многогранных поверхностей из поочередно расположенных своими боковыми сторонами треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке, с образованием по периметру винтового шлифовального барабана трех и более винтовых линий и винтовых поверхностей основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции вибрационной установки для предпосевной обработки семян.

Новизна заключается в том, что семена совершают циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии барабана не от вращающегося шлифовального барабана (он не вращается), а от возмущающей силы вибратора через стенки шлифовального барабана (контейнера), что упрощает эксплуатацию и изготовление.

Новизна заключается в том, что шлифовальный барабан изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине шлифовального барабана от загрузки к выгрузке, на которых попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру шлифовального барабана кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру шлифовального барабана трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий, что обеспечивает не только упрощение эксплуатации, но и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри шлифовального барабана криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине, что увеличивает производительность.

Новизна обусловлена тем, что шлифовальный барабана по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. ломанными плавными винтовыми линиями основного и противоположного направлений, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри шлифовального барабана, что увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что увеличивает производительность, и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений шлифовального барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения потока семян с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со стенками шлифовального барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что, благодаря направленным навстречу друг другу ломанным винтовым линиям, векторы скорости движения семян при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует увеличению производительности и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что конический шлифовальный барабан установлен горизонтально, что упрощает изготовление и эксплуатацию вибрационной установки для предпосевной обработки семян.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру конического шлифовального барабана образованы ломанные винтовые поверхности по длине шлифовального барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков семян внутри шлифовального барабана, повышение производительности, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разряжение потоков семян с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со стенками шлифовального барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что, благодаря взаимонаправленным винтовым поверхностям по периметру шлифовального барабана потоки семян направлены друг к другу и к стенками шлифовального барабана под разными углами, что увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру шлифовального барабана образованы ломанные винтовые поверхности по его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков семян, что увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что за счет конической формы шлифовального барабана создается уклон внутренней поверхности шлифовального барабана, что обеспечивает движение семян от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении шлифовального барабана конической формы за счет не только винтовых канавок внутри винтового шлифовального барабана, но и за счет естественного уклона внутренней поверхности конического винтового шлифовального барабана.

Новизна обусловлена тем, что шлифовальный барабан снабжен ломанными винтовыми линиями основного и противоположного направлений и, соответственно, ломанными винтовыми канавками основного и противоположного направлений внутри шлифовального барабана, что изменяет не только скорость перемещений потоков семян от загрузки к выгрузке, но и частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает энергоемкость их соударений, производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения потоков семян в предлагаемой конструкции вибрационного устройства для предпосевной обработки семян определяется не только частотой виброактиватора, но и количеством плоских элементов по периметру шлифовального барабана, то такое конструктивное оформление поверхности шлифовального барабана за счет увеличения количества плоских элементов по периметру увеличивает частоту соударений семян между собой и со стенками шлифовального барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение шлифовального барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие потоков семян, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но сжатие и расширение потоков семян по мере продвижения от загрузки к выгрузке и повысить производительность предпосевной обработки семян.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений шлифовального барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разряжение потоков семян от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс предпосевной обработки семян и расширяет технологические возможности вибрационной установки для предпосевной обработки семян.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным винтовым линиям векторы скорости движения семян при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса предпосевной обработки семян и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру шлифовального барабана образованы винтовые поверхности по длине шлифовального барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков семян внутри шлифовального барабана, повышение интенсивности предпосевной обработки семян, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что элементы винтовой поверхности шлифовального барабана, выполненного в виде контейнера, разно наклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии шлифовального барабана, поэтому при работе вибратора семена, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии шлифовального барабана (контейнера), получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу элементов винтовой поверхности контейнера, и так как количество канавок основного направления равно количеству винтовых канавок противоположного направления, то увеличивается интенсивность взаимодействия семян не только друг с другом, но с поверхностью шлифовального барабана, повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что за счет увеличения проходного сечения шлифовального барабана от загрузки к выгрузке, т.е. условно конической формы шлифовального барабана, нарушается стационарность движения семян и расширяются технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает повышение скорости продольного перемещения семян, но и интенсифицирует процесс их предпосевной обработки за счет усложнения траекторий их движения внутри шлифовального барабана и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения шлифовального барабана изменяется от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения семян по мере их перемещений от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, шлифовальный барабан снабжен тремя, четырьмя, пятью и т.д. винтовыми линиями основного и противоположного направлений, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и, соответственно, тремя, четырьмя, пятью и т.д. винтовыми канавками основного и противоположного направлений внутри шлифовального барабана, что увеличивает не только скорость перемещения семян от загрузки к выгрузке, но и частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана, увеличивает производительность предпосевной обработки и расширяет технологические возможности.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема вибрационной установки для предпосевной обработки семян, общий вид, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конический винтовой шлифовальный барабан, вид спереди; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; фиг. 5 - одна из полос, вид спереди; на фиг. 6 - сечение по В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид полосы после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг. 8 - вид полосы после сгиба ее на конической оправке; на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 8.

Вибрационная установка для предпосевной обработки станок семян (фиг. 1, фиг. 2) содержит шлифовальный барабан, изготовленный в виде контейнера 1, смонтированного горизонтально на плите 2, которая жестко с помощью упругих элементов 3 закреплена на основании 4. Контейнер 1 снабжен вибратором 5, который прикреплен к плите 2. Вибрационный станок для шлифования семян (фиг. 1, фиг. 2) снабжен бункером-дозатором 6, закрепленным на плите 2, и выгрузным лотком 7. Внутренняя поверхность контейнера 1 покрыта слоем резины 8.

Конический шлифовальный барабан (контейнер) 1 (фиг. 3, фиг. 4) выполнен из трех или более полос трапециевидной формы, например, на фиг. 3 и фиг. 4, шести полос 9, 10, 11, 12, 13, 14 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине конического шлифовального барабана 1. Конический шлифовальный барабан 1 установлен горизонтально и смонтирован из трех или более полос трапециевидной формы 9, 10, 11, 12, 13, 14 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине, одна из которых, например, 9 показана на фиг. 5, на которой попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов 15 и 16 со скошенными стенками для образования по периметру конического шлифовального барабана 1 многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми треугольниками. Для этого на полосе попеременно с противоположных сторон под углом 60° к оси полосы выполнены зоны ослабленного сечения - надрезы (фиг. 5), например, на полосе 9 надрезы 15 и 16 со скошенными стенками посредством фрезерования или обработкой давлением и т.п. Геометрия и величины углов λ, γ, ω, ψ, α, β скосов надрезов (фиг. 6) и их взаимное расположение определяют углы наклона треугольников 17 друг к друг. Каждая из трапециевидных полос 9, 10, 11, 12, 13, 14 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 9 у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении, относительно продольной оси 0₁-0₁. (фиг. 7). Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности конического шлифовального барабана 1, благодаря чему обеспечивается процесс предпосевной обработки семян. Скрученную таким образом полосу 9 размещают на конической оправке 18 (фиг. 9) и изгибают так, чтобы кромки полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие конический шлифовальный барабан 1. Далее три, четыре, пять, шесть и более деформированные таким образом полосы соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности конического шлифовального барабана 1, благодаря чему обеспечивается процесс предпосевной обработки семян. Полосы 9, 10, 11, 12, 13, 14 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру конического шлифовального барабана 1 винтовых линий и внутренних винтовых канавок основного и противоположного направлений с переменным увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузочного отверстия 19 к выгрузному отверстию 20 конического шлифовального барабана 1 (фиг. 3). На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 21-22-23-24-25-26 основного направления с переменным увеличивающимся шагом S₁ и одна из шести винтовых линий противоположного направления 27-28-23-29-30-31 с переменным увеличивающимся шагом S₂.

Вибрационная установка для предпосевной обработки семян работает следующим образом.

Возмущающая сила вращающегося вибратора 5 через плиту 2 и стенки контейнера 1 передается семенам (фиг. 1, фиг. 2), которые непрерывным потоком загружаются с помощью бункера-дозатора 6. Под влиянием вибрации семена совершают вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1. Сложное движение семенам от загрузки к выгрузке обеспечивается за счет винтовых канавок и винтовыми поверхностями, точнее треугольными гранями в виде треугольников, покрытые слоем резины, которые, встречаясь с семенами, совершающих под воздействием вибрации вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1, направляют их навстречу друг другу и к противоположным стенками шлифовального барабана 1. Радиальное движение семенам от выгрузки к загрузке обеспечивается за счет конусности шлифовального барабана, при этом семена, совершающие циркуляционное движение внутри шлифовального барабана 1 в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии шлифовального барабана 1, встречаясь с гранями, покрытыми слоем резины 8, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке. Частота движений и соударений семян определяется не только частотой виброактиватора, но и количеством граней по периметру контейнера 1. Поэтому в предлагаемой конструкции вибрационной установки для предпосевной обработки семян обеспечивается повышение не только частотных характеристик, но и частот и амплитуд их движения, обеспечивается также активная их циркуляция и взаимодействие, в результате увеличивается интенсивность их предпосевной обработки, увеличивается частота взаимодействия, создаются противопотоки, повышается производительность и расширяются технологические возможности. В результате, семена, преодолевая сопротивление встречных потоков, совершают сложное пространственное движение, происходит интенсивная предпосевная обработка семян, при этом от семян откалываются шипики, и семена благодаря трению о резиновое покрытие 8 шлифовального барабана 1, а также между собой интенсивно обрабатываются и затем выгружаются из контейнера 1 в выгрузной лоток 7.

Технико-экономические преимущества возникают за счет обеспечения продольного перемещения семян и создания их встречных потоков стенками шлифовального барабана (контейнера), расположенных под углом не только друг к другу, но и к продольной оси контейнера, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Технико-экономическое преимущества обеспечены также за счет изготовления шлифовального барабана из полос трапециевидной формы, что упрощает изготовление.