Результат интеллектуальной деятельности: МАШИНА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СПОРЫНЬИ ОТ СЕМЯН РЖИ

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от ядовитых рожков спорыньи по удельному весу (плотности).

Известна машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи, выполненных в виде ленточных сит с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера рожков спорыньи [Пат. 2616037 Российская Федерация, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сысуев В.А., Саитов В.Е., Савиных П.А., Саитов А.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого». - №2015148311;заявл. 10.11.2015; опубл. 12.04.2017, Бюл. 11. - 8 с.].

В известном устройстве размеры отверстий ленточных сит транспортеров должны быть не более 0,8…1,0 мм для исключения прохода семян ржи и рожков спорыньи обратно в ванну при их транспортировании наружу, так как зерна ржи имеют длину 5,0…10,0 мм, ширину 1,4…3,6 мм и толщину 1,2,…3,5 мм [Бурков А.И. Разработка и совершенствование пневмосистем зерноочистительных машин. - Киров: ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2016. - 380 с.], а рожки спорыньи имеют длину 3,4…14,6 мм, ширину 1,0…3,0 мм и толщину 0,8…1,8 мм [Павловский, Г.Т. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - 2-е изд., исправ. и доп./ Г.Т. Павловский, С.Д. Птицын - М.: Высшая школа, 1972. - 256 с.].

Однако при таких малых отверстиях ленточных сит транспортеров, из-за наличия поверхностного натяжения водного раствора соли, происходит вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

Для разрушения образовавшегося поверхностного натяжения водного раствора соли на поверхности ленточных сит транспортеров и стекания раствора через отверстия сит обратно в ванну требуется специальное встряхивающее устройство, что значительно усложняет конструкцию машины, обусловливающее, в конечном итоге, увеличение металлоемкости и энергоемкости технологического процесса.

Применение транспортеров семян ржи и рожков спорыньи в виде ленточных сит, натянутых на два вращающихся барабана, приводит в процессе работы к быстрому усталостному износу и обрыву металлических нитей этих сит, что увеличивает удельные затраты на обслуживание и ремонт машины.

Кроме того, в зерновом материале, поступающем в ванну через бункер с питателем, возможно наличие некоторого количества минеральных примесей (песок, мельчайшие камушки и т.п.), имеющих больший удельный вес (плотность) по сравнению с рожками спорыньи, и, которые, вместе с семенами ржи опускаются на дно ванны, а далее общей массой транспортером (вместе с семенами ржи) выносятся наружу, что ухудшает качество очистки семян ржи.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящей из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера рожков спорыньи, поперечные планки транспортеров семян ржи и рожков спорыньи выполнены в виде скребков, закрепленных к замкнутым тяговым цепям, огибающие приводные и ведомые звездочки, причем днище ванны под скребками транспортера семян ржи на выходном его конце выполнено в виде решета, под которым расположен бак отходов, а под скребками транспортера рожков спорыньи установлено решето, выходная часть которого располагается над уровнем раствора в ванне, а нижний конец, погруженный в раствор, соединен с отражательной плоскостью [Пат. 2667066 Российская Федерация, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сысуев В.А., Саитов В.Е., Гатауллин Р.Г., Саитов А.В., Уткина Е.И., Шешегова Т.К.; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого». - №2017115170/03; заявл. 27.04.2017; опубл. 18.09.2018, Бюл. №26. - 9 с.] - прототип.

Конструктивное исполнение данной машины для отделения спорыньи от семян ржи в отличие от аналога обусловливает уменьшение металлоемкости и удельных затрат на обслуживание и ремонт машины за счет применения транспортеров семян ржи и рожков спорыньи в виде скребков, которые установлены через равные промежутки и закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающим приводные и ведомые звездочки.

Далее, в данной машине исключается вынос некоторой части раствора соли вместе с семенами ржи и рожками спорыньи наружу за счет стекания раствора через отверстия решет, расположенные под транспортерами семян ржи и рожков спорыньи, обратно в ванну.

Также, вывод семян ржи и минеральных примесей (песок, мельчайшие камушки и т.п.), осевших на дно ванны, движущимися скребками нижней ветви транспортера, и в последующем проход через отверстия решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, минеральных примесей в бак отходов обусловливают повышение качества очистки семян ржи от примесей.

Однако, технологическим недостатком данного устройства является то, что семена ржи смачиваются в водном растворе соли, а затем транспортером выводятся наружу и через скатную плоскость в дальнейшем могут быть отгружены в навал либо накопительную емкость. При этом пребывание поверхностно увлажненных семян ржи в навале либо в накопительной емкости приводит с течением времени к проникновению воды через оболочку зерна внутрь. Это приводит к увеличению влажности семян ржи, а хранение их в навале во влажном состоянии даже непродолжительное время приводит к самосогреванию зерновой массы, обусловливающее утрату семенных, продовольственных и кормовых качеств зерна, так как процесс самосогревания зерновой массы скоротечен. В результате технологический процесс данной машины не обеспечивает сохранность очищенных семян ржи, обусловливает в конечном итоге потери семян ржи в отходы.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной машины для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, выполненными в виде скребков, закрепленных к замкнутым тяговым цепям, огибающие приводные и ведомые звездочки, бункера с питателем, стенка которой погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера рожков спорыньи, причем днище ванны под скребками транспортера семян ржи на выходном его конце выполнено в виде решета, под которым расположен бак отходов, а под скребками транспортера рожков спорыньи установлено решето, выходная часть которого располагается над уровнем раствора в ванне, а нижний конец, погруженный в раствор, соединен с отражательной плоскостью, скатная доска семян ржи через входное окно сообщается с влагосъемным устройством, состоящим из вентилятора, влагосъемного канала с расширяющейся верхней частью, оснащенной жалюзийной стенкой, и отводного канала, сообщающегося через жалюзийную стенку с расширяющейся верхней частью влагосъемного канала и с нижней его частью через перепускное окно.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Сообщение скатной доски семян ржи через входное окно с влагосъемным устройством позволяет по кратчайшему пути направлять увлаженные семена ржи для последующего съема с их поверхности излишней влаги. За счет такого конструктивного исполнения машины происходит уменьшение удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

Наличие у влагосъемного устройства вентилятора позволяет генерировать воздушный поток во влагосъемный канал для продувания поступающих в него увлаженных семян ржи. Применение вентилятора, конструктивно расположенного под баком отходов со стороны расположения транспортера семян ржи, обусловливает компактность и эргономичность конструкции машины, влекущее уменьшение удельных затрат на эксплуатацию и обслуживание машины.

Пребывание семян ржи в водном растворе соли составляет не более 20…30 секунд. За данный период вода не успевает проникнуть внутрь зерна через его оболочку. Использование влагосъемного канала обеспечивает в малом замкнутом пространстве воздушным потоком интенсивную поверхностную просушку семян ржи за короткое время, обусловливающее уменьшение энергоемкости технологического процесса машины.

В данном устройстве наличие расширенного участка в верхней части влагосъемного канала при просушке увлажненных семян ржи воздушным потоком, скорость которого выше скорости витания семян ржи, позволяет снизить скорость воздушного потока, которая в этой части канала становится ниже скорости витания семян ржи. В результате этого вынесенные семена ржи из зоны интенсивного пневмовоздействия теряют скорость и за счет гравитационных сил осаждаются в верхней части влагосъемного канала на его жалюзийной стенке и через ее отверстия поступают в отводной канал, а увлажненный воздух из влагосъемного канала выбрасывается наружу либо в общую систему вентиляции. Данное конструктивное решение обеспечивает улавливание семян ржи, вынесенных воздушным потоком из зоны интенсивного пневмовоздействия, и предотвращает их выброс из влагосъемного устройства за пределы машины с отработавшим воздушным потоком.

Применение в данном устройстве отводного канала, сообщающегося через жалюзийную стенку с расширяющейся верхней частью влагосъемного канала и с нижней его частью через перепускное окно, позволяет отводить высушенные семена ржи наружу. Съем влаги с поверхности семян ржи воздушным потоком и отвод их наружу обеспечивает сохранность зерна в навале длительное время до последующего применения, обусловливающее в конечном итоге исключение потерь семян ржи в отходы.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре представлена предлагаемая машина для отделения спорыньи от семян ржи, где стрелками показано движение потока зернового материала, семян ржи, рожков спорыньи и минеральных примесей, а также воздушного потока.

Машина для отделения спорыньи от семян ржи состоит из рамы 1, ванны 2, бункера 3 с питателем 4, транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 6. Ванна 2 закреплена на раме 1. Бункер 3 с питателем 4 установлен над ванной 2, причем стенка 7 питателя 4 погружена в раствор соли и разделяет полость ванны 2 с транспортером семян ржи 5 от транспортера рожков спорыньи 6. По ширине ванны 2 транспортеры семян ржи 5 и рожков спорыньи 6 выполнены в виде скребков 8, которые установлены через равные промежутки и закреплены к замкнутым тяговым цепям, огибающие приводные и ведомые звездочки. Верхние части транспортеров 5 и 6, установленные в ванне 2 с наклоном, выставляются над уровнем раствора соли и выгрузными концами расположены над скатными досками 9 и 10. Уровень раствора соли в ванне 2 располагается ниже начальных частей скатных досок 9 и 10. Под скребками 8 транспортера рожков спорыньи 6 установлено решето 11, выходная часть которого располагается над уровнем раствора в ванне 2. Нижний конец решета 11, погруженный в раствор, соединен с отражательной плоскостью 12. Днище ванны 2 под скребками 8 транспортера семян ржи 5 на выходном его конце выполнено в виде решета 13, под которым расположен бак отходов 14. Бак отходов 14, имеющий снизу сливной кран 15, сообщен верхней частью с ванной 2 через отверстия решета 13. Бункер 3, в который засыпается зерновой материал, имеет в верхней части сетку 16. В нижней части дна ванны 2 предусмотрена сливная пробка 17. Скатная доска 9 семян ржи через входное окно 18 сообщается с влагосъемным устройством, состоящим из вентилятора 19, влагосъемного канала 20 с расширяющейся верхней частью, оснащенной жалюзийной стенкой 21, и отводного канала 22, сообщающегося через жалюзийную стенку 21 с расширяющейся верхней частью влагосъемного канала 20 и с нижней его частью через перепускное окно 23.

Машина для отделения спорыньи от семян ржи работает следующим образом.

Для очистки семян ржи от рожков спорыньи зерновой материал засыпается в бункер 3. Установленная сверху в бункере 3 сетка 16 предотвращает попадание в него посторонних предметов (палок, камней, мешковины, крупных частей растительных остатков и т.п.). После включения транспортеров 5 и 6 открыванием заслонки питателя 4 зерновой материал подается в ванну 2. При поступлении зернового материала в раствор соли семена ржи, а также присутствующая в зерновом материале в небольшом количестве минеральная примесь (песок, мельчайшие камушки и т.п.) опускаются на дно ванны 2, а рожки спорыньи, имеющие меньший удельный вес (плотность) по сравнению с семенами ржи и минеральной примесью, всплывают на поверхность раствора соли. При вращении транспортера 6 его скребки 8 перемещают раствор соли и создают непрерывное поверхностное движение от стенки 7 питателя 4 к транспортеру 6. В результате циркуляционного движения раствора соли всплывающие рожки спорыньи на его поверхность перемещаются в направлении транспортера 6, захватываются его скребками 8 и перемещаются нижней ветвью по решету 11 в направлении выгрузки к скатной доске 10. При перемещении рожков спорыньи в направлении выгрузки солевой раствор с них стекает обратно в ванну 2 через отверстия решета 11. Рожки спорыньи, вынесенные из ванны 2 транспортером 6, в дальнейшем по скатной плоскости 10 поступают в отгрузочную емкость для последующей транспортировки в отвал либо в фармацевтическое предприятие для изготовления лекарственных препаратов. Семена ржи со дна ванны 2 захватываются скребками 8 транспортера 5 и нижней ветвью перемещаются в направлении выгрузки к скатной доске 9. При перемещении транспортером 5 семян ржи в направлении выгрузки солевой раствор с них стекает в бак отходов 14 через отверстия решета 13. В бак отходов 14, проходом через отверстия решета 13, также поступает минеральная примесь (песок, мельчайшие камушки и т.п.). Семена ржи, вынесенные из ванны 2 транспортером 5, поступают по скатной плоскости 9 в канал 20 влагосъемного устройства. В канале 20 семена ржи продуваются с высокой скоростью потоком воздуха, нагнетаемым вентилятором 19. В результате этого с поверхности семян ржи происходит съем излишней влаги. Вынесенные воздушным потоком из зоны витания в верхнюю расширенную часть канала 20 семена ржи теряют скорость и через отверстия жалюзийной стенки 21 проходом поступают в отводной канал 22, а из него через перепускное окно 23 в нижнюю часть влагосъемного канала 20. Увлажненный воздух из влагосъемного канала 20 через верхний патрубок выбрасывается наружу. Осушенные зерна из нижней части канала 20 в дальнейшем поступают в последующие транспортирующие органы технологической линии по обработке зернового материала.

Производительность машины регулируется изменением площади выходного сечения питателя 4 открыванием или закрыванием его заслонки. Отвод накопленных примесей из бака отходов 14 осуществляется открытием его сливного крана 15 после выполнения технологического процесса машиной. При консервации машины для сезонного хранения открыванием пробки 17 раствор соли из ванны 2 сливают в специальную емкость.

Пребывание семян ржи в растворе калийной соли обогащает их калием, что улучшает соломистость данной зерновой культуры, снижает его полеглость и, соответственно, увеличивает урожайность при уборочных работах зерноуборочными комбайнами.

Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является уменьшение удельной энергоемкости технологического процесса, снижение удельных затрат на обслуживание и ремонт машины, повышение сохранности очищенных семян ржи.