Результат интеллектуальной деятельности: Вибрационная установка 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 мелкосемянных культур.

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 ломаных винтовых поверхностей одинакового шага и ломаных винтовых линий одинакового шага.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность, сложность 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 ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления, для перемещения семян от загрузки к выгрузке, а также двух ломаных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления, для перемещения семян от загрузки к выгрузке, причем по наружному диаметру контейнера образованы три ломаные винтовые линии основного направления с шагом S и две ломаные 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.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность, сложность изготовления.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности, упрощение изготовления за счет придания семенам пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также придания волнистой поверхностью дополнительного поперечного движения семенам внутри шлифовального барабана.

Техническое решение достигается тем, что в вибрационной установке для шлифования семян, содержащей шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины с разгрузочным окном, рабочий орган в виде пружины, оборудованной устройством для изменения шага витков, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра по периметру с волнистой поверхностью и плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β и по всей длине шлифовального барабана закреплена пружина конической формы с плоским сечением витков.

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

Новизна заключается в том, что шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра по периметру с волнистой поверхностью, а это упрощает изготовление, повышает производительность и расширяет технологические возможности, в том числе и за счет придания волнистой поверхностью дополнительного поперечного движения семенам внутри шлифовального барабана.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что шлифовальный барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс шлифования семян и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра по периметру с волнистой поверхностью и плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом β к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол ω, что нарушает стационарность движения семян, повышает производительность, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения шлифовального барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра по периметру с волнистой поверхностью и плоскими торцевыми стенками эллиптической формы параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β, семена совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как шлифовальный барабан выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности шлифовального барабана в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения шлифовального барабана, что нарушает стационарность движения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по всей длине шлифовального барабана закреплена пружина конической формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине шлифовального барабана смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение семян в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса шлифования семян, так как они совершают циркуляционное движение внутри шлифовального барабана в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии шлифовального барабана, но и в сторону разгрузочного окна, увеличивают интенсивность шлифования, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине шлифовального барабана пружина конической 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 возможности.

Новизна заключается также в том, что в шлифовальном барабане, выполненном в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с волнистой поверхностью по периметру и плоскими торцевыми стенками, параллельными друг другу, эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом α к оси вращения цилиндра, но с сохранением параллельности друг другу, большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β, шлифовальный барабан закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на основании, 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 вибрационной установки, так как отпадает необходимость в вибраторе с индивидуальном приводом.

Новизна заключается в том, что шлифовальный 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 α 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 всей вибрационной установки на резинокордных пневмобаллонах на процесс шлифования семян, повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра волнистой поверхностью по периметру с торцевыми стенками, параллельными друг другу, эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, но с сохранением параллельности друг другу, упрощает изготовление, нарушает стационарность движения семян, повышает производительность и расширяет технологические возможности.

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

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине шлифовального барабана смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков, которая под влиянием колебаний платформы и самого шлифовального барабана совершает колебательное движение, обеспечивает не только перемещение семян в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса их шлифования, при этом семена, совершающие циркуляционное движение внутри шлифовального барабана в плоскостях, перпендикулярных к его оси симметрии, встречаясь с витками колеблющейся пружины конической формы, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии шлифовального барабана, но и в сторону выгрузного лотка, увеличивают производительность шлифования семян, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается в том, что за счет того, что большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β, центры симметрии внутренней поверхности шлифовального барабана в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения шлифовального барабана, что нарушает не только стационарность движения семян, расширяет технологические возможности, но способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний шлифовального барабана совместно с платформой и размещенными в нем семенами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена вибрационная установка для шлифования семян с торцевыми стенками, размещенными перпендикулярно к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шлифовальный барабан с торцевыми стенками, размещенными наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана и с сохранением параллельности друг другу; на фиг. 4 - шлифовальный барабан, наглядное изображение.

Вибрационная установка для шлифования семян состоит (фиг. 1, фиг. 2) из шлифовального барабана 1, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины 2, бункера-дозатора 3, выгрузного лотка 4 и привода (не показан). Шлифовальный 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 шлифовального барабана 1. Бункер-дозатор 3, подшипниковые опоры 7 и 8 со смонтированными в них шлифовальным барабаном 1 закреплены на платформе 10. Платформа 10 подвешена на четырех пневмобаллонах 11, которые закреплены на основании 12. Для увеличения скорости продольного перемещения семян от загрузки к выгрузке вибрационное устройство для шлифования семян снабжено приспособлением (на чертеже не показано) для придания наклона оси вращения шлифовального барабана 1 относительно горизонта. Привод на чертежах не показан. По всей длине внутри шлифовального барабана 1 закреплен рабочий орган в виде пружины 13 конической формы с плоским сечением витков, покрытой слоем резины (на чертеже не показано), которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертеже не показано). Регулировка величины шага витков пружины 13 может производиться в процессе шлифования семян. Направление витков пружины 13 совпадает с направлением вращения шлифовального барабана 1.

Шлифовальный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2) выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра волнистой поверхностью по периметру и с плоскими торцевыми стенками, параллельными друг другу 14 и 15, эллиптической формы, размещенными перпендикулярно, при этом большие оси эллипсов АВ и CD торцевых стенок 14 и 15 повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены втулками 5 и 6. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения семян внутри шлифовального барабана 1 смонтирована пружина 14 конусной формы с плоским сечением витков. Пружина 13 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 13 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 13 может производиться в процессе шлифования семян. Шлифовальный барабан 1 выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с волнистой поверхностью по периметру, которая придают (этой волнистой поверхностью) дополнительное поперечное движения семенам внутри шлифовального барабана.

Шлифовальный барабан 1 может быть изготовлен (фиг. 3) с торцевыми стенками АВ и CD, размещенными наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана 1, но с сохранением параллельности друг другу, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β (фиг. 4).

Вибрационная установка для шлифования семян работает следующим образом.

При вращении шлифовального барабана 1 семена совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине шлифовального барабана 1 в каждом поперечном сечении (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), при этом центры симметрии внутренней поверхности шлифовального барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения шлифовального барабана 1, что нарушает не только стационарность движения семян, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний шлифовального барабана 1 совместно с платформой и размещенными внутри шлифовального барабана 1 семенами. Поэтому частицы семена совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как шлифовальный барабан 1 выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное с наложением на эти движения колебаний, возбуждаемых асимметричным положением шлифовального барабана 1 (наклонно относительно горизонтальной оси вращения), и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также волнистости периметра шлифовального барабана 1. В результате поток движущихся семян не стационарен, а размеры и расположение активного смешивания семян заметно меняются за время одного оборота шлифовального барабана 1. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения семян движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений семян между собой и со стенками шлифовального барабана 1, а также торцевых стенок, что обеспечивает повышение производительности шлифования семян. Процесс нестационарности движения семян усугубляется расположением торцевых стенок 14 и 15, большие оси эллипсов АВ и CD которых повернуты относительно друг друга на угол β, что существенно меняет направление движения семян вдоль оси вращения шлифовального барабана 1 и создает зоны различного давления торцевых стенок 14 и 15 на семена. Поэтому семена имеют возможность под воздействием геометрического уклона шлифовального барабана 1 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 14 и 15 друг к другу и к оси вращения шлифовального барабана 1 не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке. Усложнению траекторий перемещений семян способствуют и витки пружины 13 конусной формы.

Скорость перемещения семян от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всей вибрационной установки для шлифования семян.

Предлагаемая конструкция вибрационной установки для шлифования семян позволяет упростить изготовление, повысить производительность, расширяет технологические возможности.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет конструктивных особенностей шлифовального барабана 1, в том числе за счет того, что большие оси эллипсов торцевых стенок повернуты относительно друг друга на угол β, и придания семенам сложного пространственного движения с поджатием потоков семян и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также волнистости периметра шлифовального барабана, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.