Результат интеллектуальной деятельности: МАШИНА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СПОРЫНЬИ ОТ СЕМЯН РЖИ

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от ядовитых рожков спорыньи по удельному весу (плотности).

Известна машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из бункера с питателем, ванны, транспортеров, насоса, душевых установок для ополаскивания семян ржи и рожков спорыньи водой и двух вентиляторов для подсушивания их при перемещении на транспортерах, сборника для раствора, который подается насосом в трубу с рядом отверстий по всей ее длине, установленную несколько ниже уровня жидкости в ванне [А.с. 120387 СССР, МКИ 43Е/12. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Трындин И.А. - №600596/30; заявл. 21.05.1958; опубл. 27.06.1959, Бюл. №11. - 2 с.].

В известной машине отделение ядовитых рожков спорыньи от семян ржи осуществляется в растворе калийной соли по удельному весу (плотности). При этом применение насоса для перекачки раствора соли из сборника в зону питателя, душевых установок для ополаскивания семян ржи и рожков спорыньи и вентиляторов для подсушивания их при перемещении на транспортерах значительно усложняет конструкцию, техническое обслуживание и ремонт машины. Эти обстоятельства обусловливают увеличение металлоемкости, повышение удельной энергоемкости технологического процесса и удельных затрат на обслуживание и ремонт машины.

Другим недостатком данного устройства является то, что рожки спорыньи после ввода питателем в раствор соли и оказавшиеся в застойной зоне, то есть вне зоны поверхностного движения раствора, впитывают с течением времени в себя воду и, увеличивая удельный вес (плотность), впоследствии выпадают на дно ванны, а затем транспортером вместе с семенами ржи выносятся из машины. Это обстоятельство ухудшает полноту разделения семян ржи от рожков спорыньи и снижает эффективность данного устройства.

Далее, исполнение в данной машине транспортеров семян ржи и рожков спорыньи в виде ленточных обусловливает, при их вращении, вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового вороха наружу, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

Также, транспортируемые ленточными транспортерами семена ржи и рожки спорыньи соскальзывают с поверхности их ленты обратно в ванну из-за низкого коэффициента трения относительно гладкой поверхности ленты. Для исключения этого транспортеры должны вращаться с повышенной частотой, что увеличивает энергоемкость технологического процесса и снижает ресурс деталей этих транспортеров.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из ванны, транспортеров семян ржи и рожков 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 рожков спорыньи [Решение ФИПС от 20.02.2017 о выдаче патента на изобретение, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сысуев В.А., Сайтов В.Е., Савиных П.А., Сайтов А.В.; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого». - №2015148311/03 (074344); заявл. 10.11.2015. - 8 с.] - прототип.

В известном устройстве размеры отверстий ленточных сит транспортеров должны быть не более 0,8…1,0 мм для исключения прохода семян ржи и рожков 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 рожки 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., испр. 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 рожков 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.

Кроме того, в зерновом материале, поступающем в ванну через бункер с питателем, возможно наличие некоторого количества минеральных примесей (песок, мельчайшие камушки и т.п.), имеющих больший удельный вес (плотность) по сравнению с рожками спорыньи, и, которые, вместе с семенами ржи опускаются на дно ванны, а далее общей массой транспортером (вместе с семенами ржи) выносятся наружу, что ухудшает качество очистки семян ржи.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной машины для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящей из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи 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 рожков спорыньи, поперечные планки транспортеров семян ржи и рожков спорыньи выполнены в виде скребков, закрепленных к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки, причем днище ванны под скребками транспортера семян ржи на выходном его конце выполнено в виде решета, под которым расположен бак отходов, а под скребками транспортера рожков спорыньи установлено решето, выходная часть которого располагается над уровнем раствора в ванне, а нижний конец, погруженный в раствор, соединен с отражательной плоскостью.

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.

Выполнение по ширине ванны транспортеров семян ржи и рожков спорыньи в виде скребков, которые установлены через равные промежутки и закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки, обусловливает уменьшение металлоемкости и удельных затрат на обслуживание и ремонт машины.

Вывод семян ржи и минеральных примесей (песок, мельчайшие камушки и т.п.), осевших на дно ванны, движущимися скребками нижней ветви транспортера обеспечивает непрерывность выполняемого технологического процесса, а также разрушение поверхностного натяжения водного раствора соли на поверхности решета, образованного на выходном конце днища ванны, за счет сил трения, что исключает вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу за счет стекания раствора через отверстия решета обратно в ванну и прохода через них минеральных примесей в бак отходов. Данные обстоятельства обусловливают уменьшение удельной себестоимости выполняемого технологического процесса, а также повышение качества очистки семян ржи от примесей.

Расположение бака отходов под решетом, образованным на выходном конце днища ванны, обеспечивает прием, накопление, а затем отвод наружу минеральных примесей после выполнения технологического процесса машиной.

Наличие в ванне отражательной плоскости, соединенный с нижним концом решета, установленного под скребками транспортера рожков спорыньи, исключает попадание рожков спорыньи в застойную зону и обеспечивает стабильный отвод их с поверхности раствора скребками далее на решето.

Установка под скребками транспортера рожков спорыньи решета, выходная часть которой располагается над уровнем раствора соли в ванне, обеспечивает перемещение рожков спорыньи скребками нижней ветви транспортера наружу, при котором происходит разрушение поверхностного натяжения водного раствора соли на поверхности данного решета, что исключает вынос части раствора соли вместе с рожками спорыньи наружу за счет стекания раствора через отверстия решета обратно в ванну, обусловливающее также уменьшение удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

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 предлагаемая машина для отделения спорыньи от семян ржи, где стрелками показано движение потока зернового материала, потока семян ржи, потока рожков спорыньи и потока минеральных примесей.

Машина для отделения спорыньи от семян ржи состоит из рамы 1, ванны 2, бункера 3 с питателем 4, транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 6. Ванна 2 закреплена на раме 1. Бункер 3 с питателем 4 установлен над ванной 2, причем стенка 7 питателя 4 погружена в раствор соли и разделяет полость ванны 2 с транспортером семян ржи 5 от транспортера рожков спорыньи 6. По ширине ванны 2 транспортеры семян ржи 5 и рожков спорыньи 6 выполнены в виде скребков 8, которые установлены через равные промежутки и закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки. Верхние части транспортеров 5 и 6, установленные в ванне 2 с наклоном, выставляются над уровнем раствора соли и выгрузными концами расположены над скатными досками 9 и 10. Под скребками 8 транспортера рожков спорыньи 6 установлено решето 11, выходная часть которого располагается над уровнем раствора в ванне 2. Нижний конец решета 11, погруженный в раствор, соединен с отражательной плоскостью 12. Днище ванны 2 под скребками 8 транспортера семян ржи 5 на выходном его конце выполнено в виде решета 13, под которым расположен бак отходов 14. Бак отходов 14, имеющий снизу сливной кран 15, сообщен верхней частью с ванной 2. Бункер 3, в который засыпается зерновой материал, имеет в верхней части сетку 16. В нижней части дна ванны 2 предусмотрена сливная пробка 17.

Машина для отделения спорыньи от семян ржи работает следующим образом.

Для очистки семян ржи от рожков спорыньи зерновой материал засыпается в бункер 3. Установленная сверху в бункере 3 сетка 16 предотвращает попадание в него посторонних предметов (палок, камней, мешковины, крупных частей растительных остатков и т.п.). После включения транспортеров 5 и 6 открыванием заслонки питателя 4 зерновой материал подается в ванну 2. При поступлении зернового материала в раствор соли семена ржи, а также присутствующая в зерновом материале в небольшом количестве минеральная примесь (песок, мельчайшие камушки и т.п.) опускаются на дно ванны 2, а рожки спорыньи, имеющие меньший удельный вес (плотность) по сравнению с семенами ржи и минеральной примесью, всплывают на поверхность раствора соли. При вращении транспортера 6 его скребки 8 перемещают раствор соли и создают непрерывное поверхностное движение от стенки 7 питателя 4 к транспортеру 6. В результате циркуляционного движения раствора соли всплывающие рожки спорыньи на его поверхность перемещаются в направлении транспортера 6, захватываются его скребками 8 и перемещаются нижней ветвью по решету 11 в направлении выгрузки к скатной доске 10. При перемещении рожков спорыньи в направлении выгрузки солевой раствор с них стекает обратно в ванну 2 через отверстия решета 11. Семена ржи со дна ванны 2 захватываются скребками 8 транспортера 5 и нижней ветвью перемещаются в направлении выгрузки к скатной доске 9. При перемещении транспортером 5 семян ржи в направлении выгрузки солевой раствор с них стекает в бак отходов 14 через отверстия решета 13. В бак отходов 14, проходом через отверстия решета 13, также поступает минеральная примесь (песок, мельчайшие камушки и т.п.). Семена ржи и рожки спорыньи, вынесенные из ванны 2 транспортерами 5 и 6, в дальнейшем по скатным плоскостям 9 и 10 поступают в отгрузочные емкости или последующие транспортирующие органы технологической линии по обработке зернового материала.

Производительность машины регулируется изменением площади выходного сечения питателя 4 открыванием или закрыванием его заслонки. Отвод накопленных примесей из бака отходов 14 осуществляется открытием его сливного крана 15 после выполнения технологического процесса машиной. При консервации машины для сезонного хранения открыванием пробки 17 раствор соли из ванны 2 сливают в специальную емкость.

Пребывание семян ржи в растворе калийной соли обогащает их калием, что улучшает соломистость данной зерновой культуры, снижает его полеглость и, соответственно, увеличивает урожайность при уборочных работах зерноуборочными комбайнами.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является уменьшение за счет конструктивного его исполнения удельной энергоемкости технологического процесса, снижение металлоемкости и удельных затрат на обслуживание и ремонт машины, повышение качества очистки семян ржи.