Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и преднгзначено для сортировки корнеклубнеплодов (КП) по размерным фракциям. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения качественной сортировки КП со значительными отклонениями их формы от круглой и эллипсоидовидной и уменьшение повреждения КП больших размеров . Поштучно КП 1 подают посредством роторного приспособления в русло (Р) 2, образованное поверхностями пары шнековых вальцов (ШВ) 3, вращающихся в противоположном друг другу направлении. В процессе движения КП 1 вдоль Р 2 им придают осциллирующее перемещение в перпендикулярном направлении. Сортировку КП 1 производят путем их вывода из Р 2 перекатыванием через один из ШВ 3 от оси Р 2. Приспособление для подачи КП 1 состоит из пруткового кольцевого элеватора с эластичными скребками. При этом ШВ 3 выполнены с эллипсоидообразным профилем в поперечном сечении, уменьшающимся по длине в сторону выгрузки материала (например, в виде конусов). Большие оси эллипсоидообразпых поперечных сечений ШВ 3 по всей и,; длине взаимно перпендикулярны, а величина зазора между поверхностями ШВ 3 1 постоянна. Попадая в зону Р 2, где размеры поперечных сечений ШВ 3 по сравнению с размерами КП 1 относительно велики КП 1 движется в безотрывном режиме. При продвижении вдоль Р 2 раздельные размеры ШВ 3 уменьшаются при неизменных значениях их угловой скорости. Движение КП 1 переходит Е отрывный режим и на определенном участке КП 1 выходят из Р 2 и перекатываются через один из ШВ 3. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл. (Л о N СП
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 07 В 1/14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
О фь (л
Сд
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462622/03 (22) 18.07,88 (46) 30.04.91, Бюл, ¹ 16 (72) Б.М.Гевко, P.М.Рогатынский и P.Á.Ãåâêî (53) 621,928.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 310693, кл, В 07 В 1/16, 1978.
Авторское свидетельство СССР
¹1274642,,кл. А 01 0 33/08, 1984, (54) СПОСОБ СОРТИРОВКИ. КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
О СУЩЕ СТВЛ Е Н ИЯ (57) Изобретение относится к сельскох-.,зяйственному машиностроению и предназначено для сортировки корнеклубнеплодов (КП) по размерным фракциям. Цель изобретения— расширение технологических возможностей путем обеспечения качественной сортировки КП со значительными отклонениями их формы от круглой и эллипсоидовидной и уменьшение повреждения КП больших размеров. Поштучно КП 1 подают посредством роторного приспособления в русло (Р) 2, образованное поверхностями пары шнековых вальцов (LLIB) 3, вращающихся в противоположном друг другу направлении. В процесИзобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и сельскохозяйственному производству для сор гировки корнеклублеплодов по размерным фракциям и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения качественной сортировки корнеклубнеплодов со значительными отклонениями их формы от круглой или эллип„„Я „„1645031 Al се движения КП 1 вдоль P 2 им придают осциллирующее перемещение в перпендикулярном направлении. Сортировку КП 1 производят путем их вывода из Р 2 перекатыванием через один из ШВ 3 от оси P 2.
Приспособление для подачи КП 1 состоит из пруткового кольцевого элеватора с эластичными скребками, При этом ШВ 3 выполнены с эллипсоидообразным профилем в поперечном сечении, уменьшающимся по длине в сторону выгрузки материала (например, в виде конусов). Большие оси эллипсоидообразных поперечных сечений LLIB 3 по всей их длине взаимно перпендикулярны, а величина зазора между поверхностями LHB 3 постоянна. Попадая в зочу Р 2, где размеры поперечных сечений ШВ 3 по сравнению с размерами КП 1 относительно велики, КП 1 движется в безотрывном режиме. При продвижении вдоль P 2 раздельные размеры
LLIB 3 уменьшаются при неизменных значениях их угловой скорости, Движение КП 1 переходит в отрывный режим и на определенном участке КП 1 выходят из P 2 и перекатываются через один из ШВ 3. 2 с.и 1 з,п. ф-лы, 8 ил., 1 табл. соидовидной и уменьшение повреждения корнеклубнеплодов больших размеров.
На фиг.1 изображено расположение корнеклубнеплода во время реализации способа сортировки на конусных эллипсных шнековых вальцах; на фиг.2 и 3 — соответственно циклограммы движения центра тяжести корнеклубнеплода при вращении одинаковых и разновеликих вальцов: на фиг,4 — устройство в комплексе с роторным подающим приспособлением, общий вид;
1645031 на фиг.5 — сечение А-А на фиг,4; на фиг,6— сортировщик в линии с транспортером, общий вид; на фиг,7 — то же, вид сверху; на фиг,8 — сечение Б-Б на фиг,7, Способ сортировки корнеклубнеплодов осуществляется следующим образом.
Корнеклубнеплод 1 подается в русло 2, образованное поверхностями пары конических вальцов 3 с эллипсообразным профилем в поперечном сечении и перемещается вдоль русла под воздействием рифа 4 одного из них. Вальцы 3, вращаясь с определенной угловой скоростью со в различных направлениях, придают корнеклубнеплоду осциллирующее перемещение в перпендикулярном этому движению направлении.
При одинаковых размерах осей эллипсообразных сечений вальцов (например а =аг=60 мм, b1=b2=50 мм) траектория осциллирующего перемещения имеет вид восьмерки, вытянутой в горизонтальном направлении (фиг.2), Траектория осциллирующего перемещения при различных значениях осей эллипсообразных сечений вальцов (фиг,3) (например а1=70 мм, Ь =60 мм) имеет каплевидный вид, либо для других соотношений а1, Ь1 и а2, bz вид несимметричной восьмерки, направленной в сторону меньшего вальца, Здесь цифрами от 0 до 11 отмечены точки расположения центра тяжести корнеплода в плоскости нормального сечения для текущего угла поворота вальцов с интервалом равным л/6. В зоне русла 2 с относительно большими по сравнению с собственными размерами поперечного сечения вальцов 3 корнеклубнеплод движется в безотрывном режиме. При продвижении вдоль русла 2 радиальные размеры вальцов уменьшаются при неизменных величинах их угловой скорости и обжатия. Движение корнеклубнеплода переходит в отрывной режим и на определенном участке корнеклубнеплод выходит из русла 2 между вальцами и перекатывается через один из вальцов 3.
Устройство для реализации способа содержит просеивающую поверхность в виде несущих ворох корнеклубнеплодов 1 по руслу 2, образованному парой конических шнековых вальцов 3 с рифами (спиральными навивками) 4. Вальцы 3 установлены в подшипниках 5 на раме 6, Вальцы 3 выполнены с эллипсообразным профилем в поперечном сечении, уменьшающимся по длине в сторону перемещения материала. Например, они могут быть выполнены в виде конусов. Большие оси эллипсообразных поперечных сечений вальцов 3 по всей их длине взаимно перпендикулярны.
Вальцы 3 кинематически соединены между собой зубчатым зацеплением 7, а посредством кинематической цепи 8 связаны с приводным валом 9. Устройство имеет бункер 10, направляющий желоб 11, а также закрепленный на раме 6 роторный подающий механизм 12, состоящий из пруткового кольцевого элеватора 13 с эластичными скребками 14. Корпус 15 роторного подающего механизма 12 посажен на приводной вал 9 и установлен на поддерживающие ролики 16. В зоне загрузки устройство содержит щиток 17, направляющий корнеклубнеплоды в русло2 вальцов3. Зона сортировки разделена установленными с воэможностью осевого перемещения отсекателями 18 с соответствующими лотками 19, направляющими корнеклубнеплоды в емкости 20. Для отвода отходов и земли под шнековыми вальцами расположен отводной лоток 21, Для варианта очистителя, изображенного на фиг,б, загрузка осуществляется через-бункер 22 с транспортера 23, Роторный подающий механизм 12 кинематически связан со шнековыми вальцами
3 следующим передаточным соотношением:
i=Bn/T, где  — ширина эластичных скребков 14;
Т вЂ” шаг витков шнековых вальцов 3;
n — количество эластичных скребков 14 в роторном механизме 12.
Устройство для реализации способа работает следующим образом.
Корнеклубнеплоды 1 загружаются в загрузочной бункер 10, откуда по желобу 11 попадают в роторное загрузочное устройство, при вращении которого на опорных роликах 16 они захватываются эластичными скребками 14 и подаются на эллипсные шнековые вальцы 3 в режиме поштучного прохождения по руслу. Щитком 17 регулируется перекрытие потока корнеклубнеплодов и предотвращается их перебрасывание через вальцы. При вращении вальцов 3 корнеклубнеплоды 1 транспортируются рифом 4 в осевом направлении.по руслу 2 и в результате динамического на них воздействия сбрасываются на участке, разделенном отсекателем 18 по размерным. фракциям и далее по лотку 19 попадают в емкости 20.
При прохождении корнеклубнеплодов через устройство комки почвы и другие примеси отсеиваются как через прутки элеватора 13, так и через зазор между вальцами 3.
Самая крупная фракция корнеклубнеплодов сходит с вальцов с самого начала и подается в первый конвейер. Наиболее мелкие из отделяемых корнеклубнеплодов, составляющие наименее кондиционную
1645031 фракцию, попадают в последний конвейер, Г!ринцип работы устройства, изображенного на фиг,6, аналогичен описанному, только с тем различием, что равномерная подача корнеклубнеплодов на вальцы осуществ- 5 ляется ленточным конвейером, вместе с которым устройство входит в линию по обработке корнеклубнеплодов.
При транспортировке корнеклубнеплодов в шнековых вальцах с эллипсооб- 10 разным поперечным сечением они имеют осциллирующие перемещения в плоскости, нормальной осевому направлению сортировщика (фиг,1 — 3). Анализ показал, что амплитуда и максимальные скорости и 15 ускорения осциллирующего движения корнеклубнеплода при этом определяются по зависимостям
А2 д (2Rcp.z + )гср + >/ 2) ()гср — S/ 2) 20 (1) /макс = 2 Ж АУ амакс 44 CU А
Учитывая то, что высота выхода корне- 25 клубнеплода из русла для его перекатывания через валец в первом приближении может быть определена из зависимост<л
h6=R -
< то из равенства кичетическай и пате .ц:.,ал ной энергии корнеклубнеплада саатветс<венно в момент максимальной скорости осциллирующего движения и расположения
35 в наивысшей точке, с учетом дополнительного влияния рифов, выведена зависимость для определения режимнь|х параь:етрав шнекаваго очисти<еля и Выбора закака;3менения сечения шнеков по длине для <-;ы40 деления соответствующих размерных фракций корнеклубнепладав
66 У 6 6 . 2уг< <6, ӄ— » 26 .; .6222<2 6
2 (2Rcp z + )со + й! (j pp sp2) 45 где в — абсолютная величина угловой скорости каждого из вальцов;
Rcp.z — текущий усредн енн ы и радиус вальцов, определяемый большой а.-.- и меньшей Ь полуосями эллипснога сечсния, Rcp.z=(az+ bz) /2; д — величина сжатия сечения валь. ОВ, д = Gz Rcp.z= Rcp.z Ьл, y< p — усредненный радиус сечения корнеклубнеплода в месте контакта с Вальцами;
S — ширина зазора между вальцами, Расчет режимов очис ки и геометрических параметров очистителя па указанной зависимости следующий. Назначив максимальный усредненный радиус вальцов Rcp и величину сжатия д, по зависимости (3) определяют угловую скорость ю В качестве рекомендуемых можно принять
Rcpt,5 — 2,51< >ср д = (0,06 0,11) 1 ср.о, где
ycp" " — максимальный размер корнеклубнеплода. Из этой же зависимости по минимальному размеру выделяемой фракции определяют минимальный усредненный радиус конических вальцов. Отсекатели по длине сортировки расставляют против вычисленных радиусов вальцов Яср, íà KG торых производится сбрасывание корнеклубнеплода минимального размера уср по каждой из фракций.
Поскольку высокое качество размерной сортировки карнеклубнеплодов достигается при поочередном их проходе по руслу, то устройство целесообразно эксплуатировать с соответствующими узлами, обеспечивающими равномерную ега загрузку, например с роторным пада ащим устройством или ленточным транспортером, В случае применения роторнаго загрузочного устройства с подающими скребками необходима, чтобы каждый последующий скаебак подходил!; руслу за время, на протяжен:и YoToðo o ри<ры ьа "It Llo : перемесплли бы .,Орнеклубнеглады н", ши t»;y."к -.ебкав.
Указанное усг<а<вие у,авве; ВО<ъ<е.<.с; при выборе передата«;;orа от<чс<шеучия «<у::аматиЧВСКай СВЯЗИ t 2еждг< Валь :,ами l. ротор!:ым 6 СТРОЙСТБОМ. t <6Л6 В "t ЫМ й) В и
О<р где а !4 го; — у<-ловые с»ар<1<-<6 саатВетственна Вальцав и ратарнага ус-. райства;
 — ширина скребков, n — каги;ества скребков;
Т вЂ” шаг витков шнека
При реализации аписывазмого способа сортировки качества Очис ки г рактически не зависит ат формы <карнеклубнеплада.
370 позволяет ега использовать при сортирОВке как картофеля, так и свеклы, огурцов, pet;ы и т.д, При выполнении ри;рав и поверхностей вальцав эластичными на указанном устройства мажHQ асущест лять сортировку томатов, различных фруктов и т.д„при ем на одном устройстве можно Осуществлять сортировку самых различных овощей незаВисима От их формы и размеров.
Пример Вь.полнения c,ïàooán.
Требует",я рассортировать карнеклубнеплад, например карта-., ел на размерные фракции, характ: .ðèçótoÿ,èåся
1645031 усредненным радиусом сечения соответственно: первая фракция — до у,р = 40 мм, вторая фракция 40 мм > y p> 30 мм; третья фракция 30 мм > у,я > 20 мм; корнеклубнеплоды размерами 20 мм > y,p) 10 мм составляют некондиционную фракцию, а меньше ус =10 мм не отделяют. Максимальный размер корнеклубнеплода на превышает y p = 60 мм.
В этом случае режимы очистки принимаются следующими.
Выбрав в соответствии с приведенными рекомендациями R » =75 мм и д= 5 мм, рассчитываем угловую скорость вращения вальцов, которую окончательно принимаем равной в = 36 с . Расчетные ус-1 редненные радиусы сечения вальцов, на которых сходят наименьшие корнеклубнеплоды каждой фракции, приведены в таблице. Приняв минимальный радиус вальцов равным R 2,5 м, расставляем отсекатели на фракции по длине шнека в соответствии с их радиусами. Шаг шнека принимают равным T-180 мм в зоне максимального диаметра вальцов с постепенным уменьшением до Т (=120 мм в конце шнека. Степень сжатия вальцов принимаем постоянную д= = az — Rcp.z = const = 5 мм. Ширину зоны загрузки принимаем 450 мм. Осевая скорость перемещения корнеклубнеплодов по руслу в зоне загрузки будет равна 1 м/с, Повышение производительности устройства достигается установкой нескольких пар шнековых вальцов параллельно. Формула изобретения 1. Способ сортировки корнеклубнеплодов, включающий подачу корнеклубнеплодов на разделяющую поверхность в виде двух винтовых шнековых вальцов, образующих между собой русло и вращающихся в противоположном друг другу направлении, движение корнеклубнеплодов вдоль русла с осциллирующим перемещением корнеклубнеплодов в перпендикулярном этому движению направлении и сортировку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа путем обеспечения качественной сортировки корнеклубнеплодов со значительными отклонениями их формы от круглой и эллипсоидовидной и уменьшения повреждения корнеклубнеплодов больших размеров, подачу корнеклубнеплодов на разделяющую 5 поверхность осуществляют поштучно, а величину угловой скорости вращения вальцов задают перед подачей корнеклубнеплодов в соответствии с зависимостью: 1 0 16 д оР д ср г + }ср) (ср r + }ср - 9 (2Hcp z + }«p + Й) (} — й) где со — абсолютная величина угловой скорости каждого из вал.ьцов; 15 R Ь полуосями эллипсного сечения Rzpz= = (Bz+ bz)/2 д — величина сжатия сечения вальцов 20 д = Bz Rcpz= Rcpz bz, ) — усредненный радиус сечения корнеклубнеплода в месте контакта с вальцами; $ — зазор между вальцами, причем сортировку корнеклубнеплодов про25 изводят путем их вывода из русла по длине вальцов перекатыванием через один из вальцов от продольной оси русла. 2, Устройство для сортировки корнеклубнеплодов, включающее разделяющую 30 поверхность в виде двух размещенных рядом шнековых вальцов с эллипсообразным профилем их поперечных сечений и взаимно перпендикулярным размещением больших осей этих сечений по длине вальцов, 35 образующих между собой зазор, величина которого постоянна по всей их длине, привод вальцов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено приспособлением для поштучной подачи корнеклубнеплодов, а по40 перечное сечение вальцов выполнено уменьшающимся по длине в сторону перемещения материала. 3, Устройство поп,2, отл ича ющеес я тем, что приспособление для поштучной 45 подачи корнеклубнеплодов выполнено в виде роторного подающего механизма с эластичными скребками, кинематически связанного со шнековыми вальцами с передаточным отношением (=Вн/Т, где  — ши50 рина эластичных скребков; Т вЂ” шаг винтов шнеков; и — количество эластичных скребков в роторном механизме. 1645031 1645031 1645031 1645031 Составитель С. Шестакова Редактор 3, Ходакова Техред M,Moðãåíò1ë КорректорИ, Муска Заказ 1547 Тираж 383 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101
