Результат интеллектуальной деятельности: 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 мелкосемянных культур, например моркови.

Известна машина для шлифования семян моркови (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 №2651291 МКИ А01С 1/02, опубл. 19.04.2018 г., Бюл. №11), содержащая, шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины с разгрузочным окном, рабочий орган в виде конической пружины с плоским сечением витков, оборудованной устройством для изменения шага витков, бункер-дозатор, выгрузной лоток установленный на основании, при этом шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с волнистой поверхностью по периметру 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.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности за счет придания поверхностью с чередующими по периметру выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы дополнительного поперечного движения семенам внутри шлифовального барабана с большой амплитудой, но с малой частотой, а также наложением на эти движения колебаний не только от вибратора с малой амплитудой и большой частотой, но и дополнительных движений получаемых семенами от закрепленных по длине шлифовального барабана конической пружины эллиптической формы в поперечном сечении с круглым сечением витков и закрепленной по всей длине вибрационного станка от загрузки к выгрузке пружины цилиндрической формы с круглым сечением витков.

Техническое решение достигается тем, что в станке для шлифования семян, содержащем шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины с разгрузочным окном, с размещенным внутри шлифовального барабана рабочим органом в виде пружины, оборудованной устройством для изменения шага витков, бункером-дозатором, загрузочным устройством смонтированными на платформе, закрепленной упруго на основаниии выгрузным лотком, установленным на основании, шлифовальный барабан по периметру выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого цилиндра с поверхностью по периметру в виде чередующихся выступов трапецеидальной формы и впадин треугольной формы, и плоскими торцевыми стенками эллиптической формы параллельными друг другу, размещенными наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, с образующими в виде чередующихся выступов трапецеидальной формы и впадин треугольной формы, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок эллиптической формы с чередующимися выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы по периметру повернуты относительно друг друга на угол β, и по всей длине шлифовального барабана закреплена коническая пружина эллиптической формы в поперечном сечении, с круглым сечением витков покрытых слоем резины, а по всей длине вибрационного станка от загрузки к выгрузке закреплена пружина цилиндрической формы с круглым сечением витков покрытых слоем резины, при этом, снизу к платформе прикреплен вибратор.

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

Новизна заключается в том, что шлифовальный барабан по периметру выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого цилиндра с поверхностью по периметру в виде чередующихся выступов трапецеидальной формы и впадин треугольной формы, что повышает производительность и расширяет технологические возможности, в том числе и за счет придания выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы дополнительного поперечного движения семенам внутри шлифовального барабана.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что поверхности с чередующими по периметру выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы придают семенам дополнительное движение внутри шлифовального барабана с большой амплитудой, но с малой частотой, а также наложением на эти движения колебаний не только от вибратора с малой амплитудой и большой частотой, но и дополнительных движений получаемых семенами при встрече с витками закрепленных по длине шлифовального барабана конической пружины эллиптической формы в поперечном сечении с круглым сечением витков и при встрече с витками закрепленной по всей длине вибрационного станка от загрузки к выгрузке пружины цилиндрической формы с круглым сечением витков, что повышает производительность и расширяет технологические возможности,

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана и выполнение его по периметру в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого цилиндра с поверхностью по периметру в виде чередующихся выступов трапецеидальной формы и впадин треугольной формы и плоскими торцевыми стенками эллиптической формы параллельными друг другу, размещенными наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, с образующими в виде чередующихся выступов трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок эллиптической формы с чередующимися выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы по периметру повернуты относительно друг друга на угол β, и по всей длине шлифовального барабана закреплена коническая пружина эллиптической формы в поперечном сечении с круглым сечением витков покрытых слоем резины, а по всей длине вибрационного станка от загрузки к выгрузке закреплена пружина цилиндрической формы с круглым сечением витков покрытых слоем резины, при этом, снизу к платформе прикреплен вибратор, что нарушает скорость и направление движения семян, 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 скорость и направление движения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что снизу к платформе прикреплен вибратор, который генерирует и придает семенам высокочастотные колебания с малой амплитудой, которые накладываются на низкочастотные колебания с большой амплитудой, придаваемые семенам за счет дисбаланса масс загрузки и массы самого наклонного цилиндра, имеющего ось вращения, которая не совпадает с осью цилиндра. Такое совместно воздействие разных по частоте и амплитуде колебаний повышает производительность.

Новизна заключается в том, что совместное влияние вращательного движения шлифовального барабана и движущихся внутри его с низкочастотными колебаниями с большой амплитудой семян и совмещение с этими движениями колебаний платформы с закрепленным на ней шлифовальным барабаном, а также высокочастотных колебаний с малой амплитудой, создаваемых вибратором придает семенам сложное пространственное движение, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по всей длине внутри шлифовального барабана закреплен рабочий орган в виде конической пружины эллиптической формы с круглым сечением витков, покрытой слоем резины, которая нарушает скорость и направление движение семян при их встрече с витками этой пружины, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит также в том, что по всей длине вибрационного станка внутри втулки со стороны загрузки, шлифовального барабана и втулки со стороны разгрузки закреплен рабочий орган в виде пружины цилиндрической формы с круглым сечением витков, покрытой слоем резины, которая нарушает скорость и направление движение семян при их встрече с витками этой пружины, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине шлифовального барабана смонтирована коническая пружина эллиптической формы с круглым сечением витков покрытых слоем резины, 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 конической пружины эллиптической 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.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен станок для шлифования семян, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шлифовальный барабан, общий вид; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - шлифовальный барабан, наглядное изображение.

Станок для шлифования семян (фиг. 1, фиг. 2) состоит из шлифовального барабана 1, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины 2, бункера-дозатора 3, выгрузного лотка 4 и привода (на чертежах 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 смонтированным в них шлифовальным барабаном 1 закреплены на платформе 10. Платформа 10 подвешена на четырех пружинах 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.

По всей длине внутри шлифовального барабана 1 закреплен рабочий орган в виде конической пружины 13 эллиптической формы с круглым 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.

По всей длине станка внутри втулки 5 шлифовального барабана 1 и втулки 6 закреплен рабочий орган в виде пружины 14 цилиндрической формы с круглым 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 14 может производиться в процессе шлифования семян. Направление витков пружины 14 совпадает с направлением вращения шлифовального барабана 1.

Шлифовальный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг 5) по периметру выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого цилиндра с поверхностью по периметру в виде чередующихся выступов 15 трапецеидальной формы и впадин 16 треугольной формы и плоскими торцевыми стенками 17 и 18 эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана 1, с образующими в виде чередующих выступов 15 трапецеидальной формы и впадин 16 треугольной формы, при этом большие оси эллипсов торцевых стенок 17 и 18 эллиптической формы с чередующимися выступами 15 трапецеидальной формы и впадинами 16 треугольной формы по периметру повернуты относительно друг друга на угол β (фиг. 5), и по всей длине шлифовального барабана 1 закреплена коническая пружина 13 эллиптической формы в поперечном сечении, с круглым сечением витков покрытых слоем резины, а по всей длине вибрационного станка от загрузки к выгрузке закреплена пружина 14 цилиндрической формы с круглым сечением витков покрытых слоем резины, при этом, снизу к платформе прикреплен вибратор 19.

Станок 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, фиг. 5), 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 скорость и направление движения семян, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению низкочастотных колебаний с большой амплитудой шлифовального барабана 1 совместно с платформой и размещенными внутри шлифовального барабана 1 семенами. Включается вибратор 19, который создает высокочастотные колебания с малой амплитудой.

Совместное воздействие на обрабатываемые семена низкочастотных колебаний с малой амплитудой н низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движение семян при их встрече с витками двух пружин 13 и 14 повышает производительность и расширяет технологические возможности.

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 низкочастотных 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 чередующимся выступами трапецеидальной формы и впадинами треугольной формы по периметру 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. В результате нарушения упорядоченности процесса движения семян, движение их становится более активным, ликвидируются зоны малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений семян между собой и со стенками шлифовального барабана 1, а также торцевыми стенками 17 и 18 и витками пружин 13 и 14, что обеспечивает повышение производительности шлифования семян и расширение технологических возможностей. Процесс не стационарности движения семян усугубляется расположением торцевых стенок 17 и 18, 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 17 и 18 на семена. Поэтому семена имеют возможность под воздействием геометрического уклона шлифовального барабана 1 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 17 и 18 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 витки пружины 13 конусной формы и витки цилиндрической пружины 14.

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

Предлагаемая конструкция станка для шлифования семян позволяет повысить производительность, расширить технологические возможности.