Машина для сортировки картофеля

 

Использование: в сельскохозяйственной технике. Сущность изобретения: машина содержит сетчатое решето в форме усеченного конуса, установленное на раме при помощи трех опорных роликов, входящих в паз направляющего кольца, которое закреплено по периметру большого основания решета. Продольная ось решета наклонена к горизонтальной плоскости под углом в пределах 45 - 48,5^o. Решето расположено между подающим транспортером и отводящим транспортером. Подающий лоток введен в полость решета со стороны большего основания, диаметр которого находится в пределах 170 - 180 см, и имеет синусоидальной формы кромку. Решето приводится во вращение мотор-редуктор, на вал которого насажен один из нижних роликов. Верхний из роликов закреплен на поперечине рамы, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сортировки картофеля.

Уже известна машина "Барабанная картофелесортировка", содержащая наклонно установленное (α= 5-8^о) цилиндрическое вращающееся решето (барабан), расположенное перед подъемным колесом и переборочным транспортером (Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. М. Машиностроение, 1969, с. 61-80, рис. 4).

Решето имеет квадратные отверстия, меньшее из которых расположено в его начальной части (по ходу движения клубней), а большое в верхней части. Картофель перемещается вдоль цилиндрического решета за счет продольного наклона, и путь, проходимый крупными клубнями, составляет 5-6 м, т.е. превышает длину решета в 3-4 раза. Такая машина в конечном итоге малопроизводительна (до 5,0 т/ч), коэффициент точности сортирования невысок (до 69-75%) при значительной повреждаемости клубней.

Известна другая машина типа роторных центробежных сепараторов (Петров Г. Д. Картофелеуборочные машины. М. Машиностроение, 1984, с. 152-154, рис. 99 в). Эта машина имеет главный рабочий орган, выполненный в форме усеченного конусного щелевого барабана (решета), который установлен горизонтально и закреплен на опорных роликах. Для загрузки клубней в его полость со стороны меньшего основания расположен загрузочный транспортер. Машина имеет также отводящие транспортеры и привод решета. Образующая конического решета наклонена к его продольной оси, совпадающей с осью вращения, на угол α, в пределах 10-15^о.

Щелевая конструкция барабана способствует выделению примесей из вороха, особенно при культивировании картофеля на переувлажненных почвах. Данная машина надежна в работе.

Однако в этой машине точность сортирования невелика (до 68%); кроме того, высока и повреждаемость клубней, поскольку клубни разгоняются по ходу движения, а затем сталкиваются с уравнивателем.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому изобретению является барабанный сепаратор картофелеуборочного комбайна (авт.св. СССР N 145403, кл. A 01 D 17/24, B 07 B 1/24, 12.01.61).

Это устройство содержит раму, на которую опирается через опорный ролик сетчатое коническое решето, установленное так, что ее боковая образующая в нижнем положении расположена в горизонтальной плоскости, а ось вращения наклонена к последней. Решето связано с приводом и снабжено подающим и скатным лотками, которые в свою очередь связывают его с транспортерами, подающими и отводящими клубни.

Основным недостатком известного устройства является то, что оно травмирует клубни швыряльным колесом, которое применено для увеличения производительности, что усложняет конструкцию устройства в целом и, следовательно, снижает надежность.

Эти недостатки устранены в предлагаемом изобретении, которое, как и прототип, имеет раму, подающий и отводящий транспортеры с лотком, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде усеченного конуса с продольной осью, совпадающей с осью вращения, решето наклонно установлено на раме посредством опорных роликов, а конец подающего лотка введен в полость решета со стороны большого основания.

В отличие от прототипа и согласно изобретению решето установлено так, что его продольная ось расположена под углом к горизонтальной плоскости, равным α= 45-48,5^о, при этом диаметр большого основания решета составляет 170-180 см, а меньшего основания 30-36 см.

Кроме того, устройство снабжено мотор-редуктором, обеспечивающим угловую скорость при вращении решета 6-8,5мин^-1.

Другим отличием изобретения является особенность установления трех опорных роликов, размещенных под углом 120^о друг к другу, и один из нижних роликов установлен на валу мотор-редуктора, а верхний закреплен на поперечине рамы, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости.

Отличием является и то, что кромка подающего лотка имеет форму синусоиды.

Исследования по источникам патентной и технической информации не выявили второго технического решения, совпадающего с предлагаемым изобретением по совокупности существенных признаков.

На основании этого можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию патентоспособности "Новизна".

Изобретение соответствует и второму условию патентоспособности "Изобретательский уровень", т.к. каждый из существенных признаков необходим для достижения цели изобретения, и присутствие признаков взаимно обусловлено.

Угол наклона оси решета к горизонтальной плоскости, в которой лежит образующая ее сепарирующей поверхности, равный 45-48,5^оС, с одной стороны в технике неизвестен. С другой стороны исполнение конусного решета с одним из углов в указанном пределе обеспечивает движение клубней картофеля по наиболее эффективному пути, имеющему траекторию циклических колебаний с монотонно убывающим шагом (Δ), стремящимся к нулю (Δ=0).

Особенности исполнения привода решета и его закрепление опорными роликами, а также найденные размеры диаметров оснований обеспечивает устойчивое вращение конусного решета с угловой скоростью от 6,0 до 8,5 мин^-1, которая в свою очередь обеспечивает линейную скорость перемещения клубней от 0,66 м/с до 0,8 м/с во входной части решета до 0,13-0,16 м/с на выходе. При таком скоростном режиме резко снижается травмирование клубней, поскольку центробежные силы практически отсутствуют. Снижению травмирования клубней и их оптимальному перемещению по сепарирующей поверхности способствует и форма кромки скатного лотка, позволяющая подать клубни с одинаковой высоты и с одной начальной скоростью.

Таким образом, все названные признаки необходимы и достаточны для достижения цели изобретения. При этом они порознь и в совокупности не вытекают явным образом из известного уровня техники.

На фиг. 1 и 2 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 3 схема конусного барабана (решета) прототипа; на фиг. 4 схема решета предлагаемого изобретения; на фиг. 5 изображен сепаратор, решето которого выполнено с углом α=60^о.

Машина содержит (фиг. 1, 2) конусное решето 10, выполненное из струн, образующих сетку с ячейками квадратной формы и одного размера (45 х 45 мм). Входная часть решета 1 расположена со стороны большого основания, которое имеет диаметр 180 см. Выходное отверстие решета меньшее основание имеет диаметр 36 см. Высота решета (длина продольной оси) равна 90 см. Образующая боковой (сепарирующей) поверхности решета наклонена к продольной оси (фиг. 4) под углом α=48,5^о, при этом решето закреплено на раме 2 при помощи трех опорных роликов 3, которые входят в направляющий кольцевой желоб 4, укрепленный по периметру большого основания (фиг. 1, 2). Ролики 3 расположены относительно друг друга под углом 120^о. Один из нижних роликов насажен на вал мотор-редуктора 5 мощностью 0,28 кВт и передаточным числом 125, верхний ролик закреплен на поперечине 6 рамы 2, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости пружинами 7. Рама 2 имеет опорную часть, которая снабжена регулировочными винтами 8. Под решетом 1 расположены транспортеры 9, 10 отводящие фракции картофеля. Третий транспортер 11 служит для подачи исходного вороха картофеля. Этот транспортер связан с сепарирующей поверхностью решета 1, подающим скатным лотком 12, имеющим нижнюю кромку синусоидальной формы (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

Включают мотор-редуктор 5 и приводят конусное решето 1 во вращение с угловой скоростью 6 мин^-1. Транспортером 11 подают картофель, одновременно включают транспортеры 9 и 10. Клубни по скатному лотку 12 поступают на сепарирующую поверхность решета 1 по всей ширине лотка 12. Мелкие клубни проваливаются на транспортер 9. Крупные клубни и оставшаяся часть мелких клубней поднимаются сетчатой поверхностью перпендикулярно оси вращения на некоторую высоту скатывания (линии A-B фиг. 4), затем скатываются вниз перпендикулярно нижней образующей решета 1, получая поступательное перемещение в направлении выходного отверстия на величину начального шага Δ. При этом оставшиеся мелкие клубни просеиваются на транспортер 9 и удаляются в контейнеры. Оставшиеся клубни останавливаются в нижней части решета 1, вновь захватываются им, и процесс повторяется, но уже с уменьшающимся шагом до выхода крупных клубней через малое отверстие горловины решета 1 на транспортер 10. Линейная скорость перемещения клубней не превышает 0,8 м/с в зоне поступления клубней на поверхность решета 1 и не более 0,16 м/с на выходе из нее.

При изготовлении сепарирующего устройства с углом, равным, например, 30^о (фиг. 3) или 60^о (фиг. 5), клубни также при перемещении будут совершать "колебательное" движение, как и в предлагаемом устройстве. Однако частота колебаний в первом случае (фиг. 3) будет значительно большей, т.е. клубни пройдут больший путь и будут скатываться значительно чаще. Вследствие этого возрастает травмирование и ухудшится сепарация, т.к. при "укороченном" шаге перемещения возрастет удельная загрузка клубнями на участках сепарации, которые расположены по нижней образующей решета. При применении решета с углом α, равным 60^о, наоборот клубни на сепарирующей поверхности совершат недостаточное количество "колебаний", путь прохождения клубней уменьшается, следовательно, это скажется на качестве сепарации.

Производительность предлагаемого устройства составляет 20 т/ч, при этом выделяется до 86-92% стандартных фракций. Клубни практически не травмируются.

Формула изобретения

1. МАШИНА ДЛЯ СОРТИРОВКИ КАРТОФЕЛЯ, содержащая раму, подающий и отводящий транспортеры с лотками, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде усеченного конуса с продольной осью, совпадающей с осью вращения, решето наклонно установлено на раме посредством опорных роликов, а конец подающего лотка введен в полость решета со стороны большего основания, отличающаяся тем, что решето установлено так, что его продольная ось расположена под углом к горизонтальной плоскости 45 - 48,5^oС, при этом диаметр большего основания решета составляет 170 - 180 см, а меньшего основания - 30 - 36 см.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что привод выполнен в виде мотор-редуктора, на валу которого закреплен один из нижних опорных роликов, при этом все ролики равноудалены один от другого и расположены в направляющем кольцевом пазу, выполненном по периметру большего основания, а верхний из роликов закреплен на поперечине рамы, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости .

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что кромка подающего лотка имеет форму синусоиды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5