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., Сайтов В.Е., Савиных П.А., Сайтов 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., Сайтов В.Е., Гатауллин Р.Г., Сайтов 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 в процессе работы с течением времени отверстия решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, практически полностью забиваются частицами минеральных примесей (песок, мельчайшие камушки и т.п.) из-за того, что обрезиненные скребки транспортера не обеспечивают их качественную очистку. В результате этого транспортером вместе с семенами ржи выносятся наружу и минеральные примеси, чем значительно ухудшается очистка семян ржи от примесей.

Для дальнейшего качественного выполнения технологического процесса требуется остановка машины, выемка решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, и очистка его отверстий использованием ручного труда. Это обстоятельство исключает непрерывность работы машины, чем увеличивается удельная себестоимость выполняемого технологического процесса

Вследствие забивания примесями отверстий решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, происходит ухудшение стекания раствора соли через отверстия данного решета обратно в ванну, обусловливающее в конечном итоге вынос части раствора соли наружу из ванны скребками транспортера вместе с семенами ржи.

Кроме того, при выводе транспортерами наружу из ванны семян ржи и рожков спорыньи происходит вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу из-за наличия поверхностного натяжения водного раствора соли в массе этих компонентов, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.

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, скатные доски, над которыми расположены выгрузные концы транспортеров семян ржи и рожков спорыньи, в начальной части выполнены в виде решет, сообщенные с полостью ванны над уровнем раствора в ней, а скребки через равные промежутки по длине транспортера семян ржи чередуются с очистными щетками, щетинки которых по длине превышают высоту скребков на толщину установленного решета под транспортером.

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.

Чередование обрезиненных скребков через равные промежутки по длине транспортера семян ржи с очистными щетками обеспечивает постоянную качественную очистку решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, от застрявших в его отверстиях частиц минеральных примесей. Повышение эффективности очистки решета достигается выбиванием (выталкиванием) застрявших в отверстиях решета частиц минеральных примесей за счет упругого удара по ним щетинок, длина которых превышает высоту скребков на величину толщины решета. Это обеспечивает непрерывность работы машины, чем уменьшается удельная себестоимость выполняемого технологического процесса, а также повышение качества очистки семян ржи от примесей.

Постоянная очистка отверстий решета, образованного на выходном конце днища ванны под скребками транспортера семян ржи, от застрявших в них минеральных примесей обусловливает улучшение стекания раствора соли через отверстия данного решета обратно в ванну.

Выполнение начальных частей скатных досок, над которыми расположены выгрузные концы транспортеров семян ржи и рожков спорыньи, в виде решет, сообщенные с полостью ванны над уровнем раствора в ней, обеспечивает стекание через отверстия данных решет обратно в ванну вынесенной части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу из-за наличия поверхностного натяжения водного раствора соли в ворохе (массе) этих компонентов. Это обусловлено тем, что при падении на начальные решетные части скатных досок вороха (массы) выносимых компонентов из ванны машины происходит разрушение в них поверхностного натяжения водного раствора соли.

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, потока семян ржи, потока рожков спорыньи и потока минеральных примесей.

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. 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. Бункер 3, в который засыпается зерновой материал, имеет в верхней части сетку 16. В нижней части дна ванны 2 предусмотрена сливная пробка 17. Скатные доски 9 и 10, над которыми расположены выгрузные концы транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 11, в начальной части выполнены в виде решет, которые сообщены с полостью ванны 2 над уровнем раствора в ней. Скребки 8 транспортера семян ржи 5 через равные промежутки по его длине чередуются с очистными щетками 18, щетинки которых по длине превышают высоту скребков 8 на толщину установленного решета 13 под транспортером 5.

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, а вынесенная наружу часть раствора соли с ворохом рожков спорыньи стекает в ванну 2 через отверстия начальной решетной части скатной доски 10. 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.). Вынесенная наружу часть раствора соли с ворохом семян ржи стекает в ванну 2 через отверстия начальной решетной части скатной доски 9. В дальнейшем семена ржи и рожки спорыньи, вынесенные из ванны 2 транспортерами 5 и 6, по скатным плоскостям 9 и 10 поступают в отгрузочные емкости или 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 за счет конструктивного его исполнения удельной энергоемкости технологического процесса, снижение удельных затрат на обслуживание и ремонт машины, значительное повышение качества очистки семян ржи.