Результат интеллектуальной деятельности: ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к устройствам для очистки и сортирования зерна.

Известно устройство, содержащее цилиндрическое решето, установленное с возможностью вращения и уклоном к горизонту в сторону, противоположную осевому перемещению сепарируемого зерна (Патент на полезную модель BY 3537 U, 2007.04.30. Республика Беларусь). На внутренней поверхности цилиндрического решета закреплен транспортирующий элемент в виде винтовой спирали. Уклон цилиндрического решета к горизонту в сторону, противоположную осевому перемещению сепарируемого зерна, обеспечивает необходимую продолжительность нахождения обрабатываемого зерна в цилиндрическом решете для достижения требуемых показателей качества очистки зерна. Транспортирующий элемент в виде винтовой спирали перемещает сепарируемое зерно вдоль цилиндрического решета и выводит крупные примеси из решета «сходом».

Недостатком данного устройства является то, что транспортирующий элемент в виде винтовой спирали, закрепленный на внутренней поверхности цилиндрического решета, не обеспечивает достаточное распределение сепарируемого зерна по окружности решета, вследствие чего мала площадь контакта зерна с решетной поверхностью, велика толщина зернового слоя, возможности цилиндрического решета используются неэффективно.

Известно также устройство, принятое нами за прототип, содержащее цилиндрическое решето, установленное с возможностью вращения и с уклоном к горизонту в сторону, противоположную осевому перемещению сепарируемого зерна, распределительный ротор с винтовыми спиралями, установленный внутри цилиндрического решета с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения решета (Патент RU №2489840). Цилиндрическое решето может быть выполнено из подсевной и колосовой решетных секций для выделения из обрабатываемого зерна соответственно мелких и крупных примесей. Уклон цилиндрического решета в сторону, противоположную осевому перемещению сепарируемого зерна, так же, как и в вышеуказанном устройстве, обеспечивает необходимую продолжительность нахождения обрабатываемого зерна в цилиндрическом решете для достижения требуемых показателей качества очистки и сортирования зерна. За счет того, что распределительный ротор оснащен несколькими винтовыми спиралями с достаточно большим шагом навивки, он распределяет сепарируемое зерно по окружности цилиндрического решета. По сравнению с вышеуказанным устройством, обеспечиваются увеличение площади контакта зерна с решетной поверхностью и уменьшение толщины зернового слоя. Распределительный ротор также способствует упорядочению кругооборота частиц в зерновом слое: частицы в нижней части зернового слоя под действием решетной поверхности перемещаются в направлении ее движения, а частицы в верхней части зернового слоя под действием винтовых спиралей распределительного ротора перемещаются в противоположном направлении. Это позволяет существенно увеличить частоту вращения цилиндрического решета при соблюдении требований к качеству очистки зерна. Под действием винтовых спиралей распределительного ротора сепарируемое зерно транспортируется вдоль цилиндрического решета, а крупные примеси выводятся из решета «сходом». За счет высокой скорости цилиндрического решета, увеличения площади контакта зерна с решетной поверхностью, уменьшения толщины зернового слоя обеспечивается высокая производительность цилиндрического решета.

Недостатком устройства-прототипа являются сложность его конструкции и высокая стоимость. Указанные недостатки ограничивают возможности применения и снижают эффективность использования устройства-прототипа на очистке и сортировании зерна.

Задача изобретения - устранение недостатка устройства-прототипа, а именно: упрощение конструкции и уменьшение стоимости устройства и в итоге - повышение эффективности его использования.

Данная задача решается следующим образом.

В предлагаемом устройстве, содержащем цилиндрическое решето, установленное с возможностью вращения и с уклоном к горизонту в сторону, противоположную осевому перемещению сепарируемого зерна, распределительный ротор с винтовой спиралью, размещенный внутри цилиндрического решета с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения решета, согласно изобретению, спираль распределительного ротора закреплена на продольных планках, которые установлены под углом к радиусу ротора, а зазор между продольными планками и внутренней поверхностью цилиндрического решета в зоне расположения колосовой решетной секции уменьшается к концу решета.

В предлагаемом устройстве радиально установленные продольные планки распределительного ротора распределяют обрабатываемое зерно по окружности цилиндрического решета, а винтовая спираль ротора транспортирует зерно вдоль цилиндрического решета и выводит крупные примеси из решета «сходом». Распределительный ротор так же, как и в устройстве-прототипе, способствует упорядочению кругооборота частиц в зерновом слое, что позволяет существенно увеличить частоту вращения цилиндрического решета при соблюдении требований к качеству очистки зерна, и обеспечить высокую производительность цилиндрического решета. Однако, поскольку распределение сепарируемого зерна по окружности осуществляется не винтовыми спиралями, а продольными планками, распределительный ротор может быть оснащен только одной винтовой спиралью с шагом навивки, как у обычных шнеков, транспортирующих зерно. Расположение продольных планок распределительного ротора под углом к радиусу ротора уменьшает пересыпание обрабатываемого зерна через внутреннюю кромку продольных планок, что способствует лучшему распределению зерна по окружности цилиндрического решета. Конструкция распределительного ротора в предлагаемом устройстве существенно проще и дешевле, чем в устройстве-прототипе, что обеспечивает повышение эффективности использования предлагаемого устройства.

Суть заявленного изобретения поясним на примере зерноочистительной машины для выделения из обрабатываемого зерна мелких и крупных примесей. На фиг. 4 схематично изображен продольный разрез машины, на фиг. 2 - поперечный разрез цилиндрического решета со спиральным распределительным ротором, на фиг. 3 - вид машины со стороны привода. Приняты следующие обозначения: 1 - рама машины, 2 - загрузочный лоток, 3 - цилиндрическое решето, 4 - подсевная решетная секция цилиндрического решета, 5 - колосовая решетная секция цилиндрического решета, 6 - распределительный ротор, 7 спица распределительного ротора, 8 - обечайка распределительного ротора, 9 - продольная планка распределительного ротора, 10 - винтовая спираль распределительного ротора, 11 - мотор-редуктор привода цилиндрического решета, 12 - мотор-редуктор привода распределительного ротора, 13 - клиноременная передача привода цилиндрического решета, 14 клиноременная передача привода распределительного ротора. 15 - кожух, 16 - лоток для сбора крупных примесей, 17 - щетка для очистки отверстий цилиндрического решета, ϕ - угол между продольной планкой и радиусом распределительного ротора; ω_ц - угловая скорость цилиндрического решета, ω_р - угловая скорость распределительного ротора. Сплошными стрелками обозначено движение сепарируемого зерна, пунктирными стрелками - движение мелких примесей, штриховыми стрелками - движение крупных примесей.

Цилиндрическое решето 3 состоит из подсевной решетной секции 4 для выделения мелких примесей и колосовой решетной секции 5 для выделения крупных примесей. Посредством передней и задней ступиц цилиндрическое решето 3 установлено на подшипниках на валу распределительного ротора 6. На задней ступице цилиндрического решета 3 закреплен шкив привода цилиндрического решета. Вал распределительного ротора 6 установлен на подшипниковых опорах на раме 1 машины. На валу распределительного ротора 6 посредством спиц 7 и обечаек 8 закреплены восемь продольных планок 9 (фиг. 2). Продольные планки 9 установлены на распределительном роторе 6 под углом ϕ к радиусу ротора. Зазор между продольными планками 9 и внутренней поверхностью цилиндрического решета 3 в зоне расположения колосовой решетной секции 5 уменьшается к концу решета. На продольных планках 9 закреплена винтовая спираль 10 распределительного ротора. На валу распределительного ротора установлен шкив для привода ротора 6. Цилиндрическое решето 3 с распределительным ротором 6 установлено с уклоном к горизонту в сторону загрузочного лотка 2. Цилиндрическое решето 3 приводится во вращение посредством мотора редуктора 11 и клиноременной передачи 13 с угловой скоростью ω_ц (фиг. 3). Распределительный ротор 6 приводится во вращение посредством мотора-редуктора 12 и клиноременной передачи 14 в обратную сторону с угловой скоростью ω_р.

Зерноочистительная машина работает следующим образом.

Сепарируемое зерно по загрузочному лотку 2 поступает на внутреннюю поверхность цилиндрического решета 3, которая увлекает материал в направлении вращения решета. Внутри цилиндрического решета 3 образуется зерновой слой. При достижении высоты зернового слоя величины, большей зазора между поверхностью цилиндрического решета 3 и винтовой спиралью 10 распределительного ротора 6, винтовая спираль перемещает сепарируемое зерно вдоль цилиндрического решета 3. При достижении высоты зернового слоя, величины, большей зазора между поверхностью цилиндрического решета 3 и продольными планками 9 распределительного ротора 6, продольные планки 9 сдвигают часть зернового слоя в направлении вращения распределительного ротора 6, распределяя сепарируемое зерно по окружности цилиндрического решета 3. Частицы в зерновом слое движутся кругооборотом. В нижней части зернового слоя они под действием решетной поверхности перемещаются в направлении ее движения, а в верхней части зернового слоя под действием продольных планок 9 распределительного ротора 6 - в противоположном направлении. За счет того, что продольные планки 9 распределительного ротора 6 расположены под углом ϕ к радиусу ротора, уменьшается пересыпание обрабатываемого зерна через внутреннюю кромку планок 9, что улучшает распределение зерна по окружности цилиндрического решета 3.

Мелкие примеси из зернового слоя, находящегося на подсевной решетной секции 4, попадают на решетную поверхность, проходят в ее отверстия, улавливаются кожухом 15 и выводятся из машины. Винтовая спираль 10 распределительного ротора 6 перемещает сепарируемое зерно на колосовую решетную секцию 5. В процессе кругооборота сепарируемого материала на колосовой решетной секции 5 зерно, соприкасаясь с решетной поверхностью, проходит в ее отверстия, улавливается кожухом 14 и выводится из машины. Оставшиеся на решетной поверхности крупные примеси транспортируются винтовой спиралью 10 к концу цилиндрического решета выходят из решета в лоток 16 и выводятся из машины. Очистка отверстий решетных секций цилиндрического решета 3 осуществляется щетками 17.

Рассмотренный пример подтверждает возможность реализации заявленного технического решения.

Заявленное техническое решение сохраняет все достоинства и устраняет недостатки устройства-прототипа. Оно обеспечивает достижение технического результата, указанного в задаче изобретения, то есть упрощение конструкции и уменьшение стоимости зерноочистительной машины и в итоге - повышение эффективности ее использования.