Результат интеллектуальной деятельности: Вибрационный станок для шлифования 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 мелкосемянных культур, например моркови.

Известна машина для шлифования семян маркови (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 являются ограниченные технологические возможности, сложность конструкции и изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является машина для шлифования семян (патент №2516336, МКИ А01С 1/00, опубл. 20.03.2014 г., Бюл. №14), содержащая бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании, шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, смонтированный из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломанных криволинейных, винтовых поверхностей и трех ломанных винтовых канавок основного направления, для перемещения семян от загрузки к выгрузке, а также двух ломанных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления, для семян от выгрузки к загрузке, причем по наружному диаметру контейнера образованы три ломанные винтовые линии основного направления с шагом S и две ломанные винтовые линии противоположного направления с шагом 0,25 S, в точках излома винтовых линий, в которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, а рабочий орган выполнен в виде цилиндрической пружины, покрытой слоем резины, смонтированной внутри контейнера и оборудованной устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

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

Техническим результатом задачи является расширение технологических возможностей за счет придания смесям пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях и упрощение конструкции и изготовления.

Технический результат достигается тем, что в вибрационном станке для шлифования семян, содержащем шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окно, рабочий орган, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра, с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом β к горизонтальной оси вращения барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом по всей длине барабана закреплена пружина бочкообразной формы с плоским сечением витков, покрытая слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции вибрационного станка для шлифования семян.

Новизна заключается в том, что барабан, выполненный в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра, с плоскими торцевыми стенками, параллельными друг другу, эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом β к горизонтальной оси вращения барабана, но с сохранением параллельности друг другу, закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, придает и обеспечивает одновременное воздействия на семена колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что усиливает влияние колебаний всего вибрационного устройства на резинокордных пневмобаллоннах на процесс шлифования семян и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что барабан, выполненный в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с плоскими торцевыми стенками, параллельными друг другу, эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом β к оси вращения цилиндра, но с сохранением параллельности друг другу, закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, создает колебания за счет дисбаланса масс загрузки и масс самого наклонного цилиндра, имеющего ось вращения, которая не совпадает с осью цилиндра, что упрощает изготовление и эксплуатацию вибрационного станка за счет того, что отпадает необходимость в вибраторе.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками, размещенными перпендикулярно к оси вращения, упрощает изготовление и эксплуатацию.

Новизна заключается в том, что совместное влияния вращательного движения барабана и движущихся внутри семян и совмещение с этим движением колебаний платформы с закрепленным на ней барабаном придает семенам сложное пространственное движение, что расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине барабана смонтирована пружина бочкообразной формы с плоским сечением витков, покрытой слоем резины, которая под влиянием колебаний платформы и самого барабана совершает колебательное движение, обеспечивает не только перемещение частиц семян в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса их шлифования, совершающих циркуляционное движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками колебаюшейся пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии барабана, но и в сторону разгрузочного устройства, увеличивают интенсивность шлифования семян, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана пружина бочкообразной формы с плоским сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения семян и изменять скорости их перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает не только стационарность движения семян, расширяет технологические возможности, но способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний барабана совместно с платформой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вибрационный станок для шлифования семян с торцевыми стенками, размещенными перпендикулярно к горизонтальной оси вращения барабана, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - барабан с торцевыми стенками, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана и с сохранением параллельности друг другу.

Вибрационный станок для шлифования семян состоит (фиг. 1, фиг. 2) из барабана 1, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины 2, загрузочного приспособления 3, разгрузочного приспособления 4 и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 5 и 6 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 7 и 8. Носок 9 загрузочного приспособления 3 входит в отверстие втулки 5 барабана 1. Загрузочное приспособление 3, подшипниковые опоры 7 и 8 с смонтированным в них барабаном 1 закреплены на платформе 10. Платформа 10 подвешена на четырех пневмобаллонах 11, которые закреплены на станине 12. Для увеличения скорости продольного перемещения семян от загрузки к выгрузке устройство для шлифования семян снабжено приспособлением (на чертеже не показано) для придания наклона оси вращения барабана относительно горизонта. Привод на чертежах не показан.

Барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2) выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками 13 и 14, размещенными перпендикулярно к горизонтальной оси вращения, и снабжен втулками 5 и 6. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения семян внутри барабана 1 смонтирована пружина 15 бочкообразной формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины (на чертеже не показана). Пружина 15 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 15 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 15 может производиться в процессе шлифования семян.

Барабан 1 может быть изготовлен (фиг. 3) с торцевыми стенками, размещенными наклонно под углом β к горизонтальной оси вращения барабана и с сохранением параллельности друг другу.

Вибрационный станок для шлифования семян работает следующим образом. При вращении барабана 1 семена совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 1 в каждом поперечном сечении, (фиг. 1, фиг. 3), при этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает не только стационарность движения семян, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний барабана совместно с платформой и размещенными внутри барабана семенами. Поэтому семена совершает сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как поверхность барабана 1 выполнена в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное с наложением на эти движения колебаний, возбуждаемых ассиметричным положением барабана (наклонно относительно горизонтальной оси вращения), и одновременное воздействие на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях. В результате, поток движущихся семян нестационарен, а размеры и расположение активного их смешивания заметно меняются за время одного оборота барабана 1. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения семян движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает частота и энергоемкость соударений семян между собой и со стенками барабана 1, а также торцевых стенок, что обеспечивает расширение технологических возможностей. Процесс нестационарности движения семян усугубляется расположением торцевых стенок 13 и 14, что существенно меняет направление движения семян вдоль оси вращения барабана 1 и создает зоны различного давления торцевых стенок на семена. Поэтому семена имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 1 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 13 и 14 друг к другу и к оси вращения барабана 1 не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке.

Скорость перемещения семян от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего вибрационного станка.

Предлагаемая конструкция вибрационного станка позволяет упростить конструкцию и изготовление, расширяет технологические возможности.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет придания семенам сложного пространственного движения с поджатием потоков семян одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что расширяет технологические возможности, а также за счет упрощения конструкции и изготовления.