Результат интеллектуальной деятельности: Станок 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 мелкосемянных культур, например моркови.

Известен вибрационный станок для шлифования семян (патент РФ №2618347, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 03.05.2017, бюл. №12), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочное и разгрузочное приспособления, при этом 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 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, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем барабан закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, что придает и обеспечивает одновременное воздействие на семена колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что усиливает влияние колебаний всего вибрационного устройства на процесс шлифования семян.

Недостатком известного вибрационного станка для шлифования семян являются ограниченные технологические возможности, сложность изготовления и эксплуатации.

Наиболее близкой к предлагаемому является станок для шлифования семян моркови, (патент РФ №2616830, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 18.04.2017, бюл №11), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, при этом, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, при этом по всей длине барабана смонтирована пружина вогнутой формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.

Техническим результатом задачи является расширение технологических возможностей и повышение производительности.

Технический результат достигается тем, что в станке для предпосевной обработки семян, содержащем шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, шлифовальный барабан смонтирован из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовлен из нечетного числа трех и более одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с тремя и более одинаковыми равносторонних трапециями, с образованием малого и больших торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом число сторон малого торцевого отверстия в два раза больше числа сторон большого торцевого отверстия, и в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами больших торцевых отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием по периметру барабана не менее шести поверхностей волнообразной формы и не менее трех пар, направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий, причем, по всей длине барабана смонтирована пружина волнообразной формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, при этом загрузочная и разгрузочная цапфы покрыты слоем резины.

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

Новизна заключается в том, что в результате изготовления шлифовального барабана из секций, собранный из двух одинаковых подсекций, смонтированных из нечетного числа трех и более одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с тремя и более одинаковыми равносторонними трапециями с образованием малого и больших торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом число сторон малого торцевого отверстий в два раза больше числа сторон большого торцевого отверстия и в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами больших торцевых отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием по периметру барабана не менее шести поверхностей волнообразной формы и не менее трех пар, направленных навстречу друг другу ломанных винтовых линий, расширяются технологические возможности, повышается производительность предпосевной обработки семян.

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.

Новизна заключается в том, что в результате такого выполнения шлифовального барабана изменяется направление движения семян и они совершают сложное пространственное движение от загрузки к выгрузке по сложным траекториям, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что загрузочная и разгрузочная цапфы покрыты слоем резины, что повышает производительность, так как увеличивается рабочая зона предпосевной обработки семян.

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

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 разрежение потоков семян от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс предпосевной обработки семян и расширяет технологические возможности станка.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения семян при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует повышению производительности процесса предпосевной обработки.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру шлифовального барабана образованы ломаные винтовые поверхности по всей его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков семян внутри шлифовального барабана, повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что шлифовальный барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу не менее трех ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков семян с максимальной энергоемкостью соударений 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 предлагаемого изобретения заключается в следующем: так как частота движения семян в предлагаемой конструкции определяется не только частотой вращения шлифовального барабана, но и количеством плоских элементов по его периметру, такое конструктивное оформление поверхности шлифовального барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру, увеличивает частоту соударений семян между собой и со стенками шлифовального барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран шлифовальный барабан, разные по площади конфигурации и смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность предпосевной обработки семян возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают порции семян, разные по объему и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения шлифовального барабана изменяется в каждом поперечном сечении по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия семян, расширяет 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, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, 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, при этом число сторон малого торцевого отверстия в два раза меньше числа сторон большого торцевого отверстия, что изменяет скорости и траектории перемещения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру шлифовального барабана образованы волнообразные поверхности из плоских элементов различной формы и размеров, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков семян внутри шлифовального барабана, расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине барабана смонтирована пружина волнообразной формы с плоским, сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение семян в продольном направлении от загрузки к выгрузке, но и способствует интенсификации процесса предпосевной обработки семян за счет того, что семена, совершающих циркуляционное движение внутри шлифовального барабана в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками пружины волнообразной формы, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии шлифовального барабана, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и стенками шлифовального барабана, расширяют технологические возможности и повышают производительность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен станок для предпосевной обработки семян, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 2 пружина не показана; на фиг. 3 - шлифовальный барабан, вид спереди; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - шлифовальный барабан, наглядное изображение.

Станок для предпосевной обработки семян (фиг. 1, фиг. 2) содержит шлифовальный барабан 1, загрузочную 2 и разгрузочную 3 цапфы, (привод, загрузочное и разгрузочные средства на чертежах не показаны). Внутренняя поверхность шлифовального барабана 1 покрыта слоем резины 4. Загрузочная цапфа 2 и разгрузочная цапфы 3 внутри тоже покрыта слоем резины 5. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения внутри шлифовального барабана 1 смонтирована волнообразная пружина 6 (фиг. 1, на фиг. 2 не показана) с плоским сечением витков и направлением витков совпадающих с направлением вращения шлифовального барабана 1, покрытая тоже слоем резины (на чертеже не показано). Пружина оборудована устройством для изменения шага витков пружины путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины может производиться в процессе шлифования семян.

Шлифовальный барабан 1 собран из секций 7, смонтированных из двух одинаковых подсекций 8 и 9 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5).

Подсекции изготовлены, например, подсекция 8 (фиг. 5) из нечетного числа не менее трех одинаковых равнобедренных треугольников 10, 11, 12, поочередно соединенных по периметру подсекции 8 с не менее тремя одинаковыми равносторонними трапециями 13, 14, 15 с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников 16, 17, при этом число сторон малого торцевого отверстия 16 в два раза больше числе сторон большого торцевого отверстия 17 (фиг. 5).

В секцию 7 (фиг. 5) две подсекции 8 и 9 соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий 17, а секции присоединены друг к другу по длине шлифовального барабана 1 своими сторонами малых торцевых отверстий 16 с образованием по периметру шлифовального барабана 1 волнообразной формы не менее трех пар направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий, например 18-19-20-21 и 21-22-19-23 и образованием по периметру шлифовального барабана 1 не менее шести поверхностей волнообразной формы, например 24-25-26 (фиг. 2).

Ломаные винтовые линии образуют по периметру шлифовального барабана 1 ломанные винтовые поверхности, состоящие из граней, например, в виде равнобедренных треугольников 10,11,12 и равнобедренных трапеций 13, 14, 15 по поперечному сечению шлифовального барабана 1 и вдоль продольной оси шлифовального барабана 1 не менее шести поверхностей волнообразной формы, например 24-25-26, 27-28-29 (фиг. 3, фиг. 5).

Ломанные винтовые линии по наружной поверхности шлифовального барабана 1 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.

Так как подсекции 8 и 9 имеют малые торцевые отверстия 16 и большие торцевые отверстия 17, то секции 7 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине шлифовального барабана 1.

Станок для предпосевной обработки семян оборудован устройством для регулирования наклона (на чертеже не показано). Изменение угла наклона осуществляется с целью регулирования скорости перемещения семян от загрузки к выгрузке.

Предлагаемый станок для предпосевной обработки семян работает следующим образом.

Потоки семян (фиг. 1) подаются через средство для загрузки (на чертежах не показано), через загрузочную цапфу 2, внутрь шлифовального барабана 1, где они совершают движение по различным сложным траекториям, размеры которых меняются по длине шлифовального барабана 1 в каждом поперечном сечении, при этом размеры траекторий и характер изменяется по всей длине перемещения семян от загрузки к выгрузке. В результате, поток движущихся семян не стационарен, а размеры и расположение активного движения их потоков 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 их соударений между собой и со стенками шлифовального барабана 1, что обеспечивает повышение производительности шлифования семян. Процесс не стационарности движения семян усиливается не только многогранной формой по периметру шлифовального барабана 1, но и многоугольной формой отверстий 16 и 17, при этом количество сторон малого торцевого отверстия 16 в два раза больше числе сторон большого торцевого отверстия 17, что существенно меняет направление движения семян вдоль оси вращения шлифовального барабана 1 и создает зоны различного давления на потоки семян и интенсифицируется процесс их шлифования. Поэтому семена имеют возможность не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки семян. В результате такой интенсификации движения потоков семян повышается производительность и отшлифованные семена через разгрузочную цапфу 3 и разгрузочное приспособление (на чертежах не показано) выводится за пределы установки для предпосевной обработки семян.

Процесс движения семян, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку в каждой порции семена перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс шлифования семян и расширяет технологические возможности. Процесс шлифования семян также интенсифицируется смонтированной внутри шлифовального барабана 1 волнообразной пружиной 4 с плоским сечением витков и направлением витков, совпадающим с направлением вращения шлифовального барабана 1, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение семян внутри шлифовального барабана 1 движущихся от загрузки к выгрузке. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины может производиться также в процессе шлифования семян. В зависимости от характеристик семян, требуемого времени их шлифования, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса шлифования семян. Направление витков пружины может совпадать или быть против направления вращения шлифовального барабана 1. В нужном положении пружину фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). На выходе шлифовального барабана 1 порции семян через разгрузочную цапфу 3 выводятся в разгрузочное средство (на чертеже не показано).

Движение семян по внутренней поверхности цапф 2 и 3 увеличивает путь их движения в рабочей зоне их поверхности покрытой слоем резины, что повышает производительность.

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

Технико-экономическое преимущества возникают за счет переменного продольного и поперечного сечения по всей длине барабана, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков семян при их движении от загрузки к выгрузке, за счет интенсификации процесса шлифования семян, благодаря нарушению стационарности движения их потоков внутри шлифовального барабана станка для предпосевной обработки семян.

Технико-экономическое преимущества возникают также за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений семян, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия семян друг с другом и со стенками шлифовального барабана, расширяет технологические возможности, повышает его производительность.