Устройство для сепарации зерна
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к механизации послеуборочной обработки зерна. Устройство для сепарации зерна включает загрузочный зерновой бункер, зернопровод, дозатор, скатную распределительную плоскость, формирующую щель. Под формирующей щелью на горизонтальной оси расположен многогранный барабан с плоскими отражательными пластинами на его образующих и приемники фракций. На отражательном барабане, соосно с ним, закреплено храповое колесо. Зубья храпового колеса расположены по спирали. Удерживающая собачка установлена в пазах наклонно к опорной поверхности зубьев храпового колеса и связана с помощью тяг и рычагов с зерновым бункером. Зерновой бункер установлен на пружинах. Система тяг и рычагов связывает бункер с собачкой и выполнена с возможностью изменения передаточного отношения. Отражательный барабан снабжен поворотной спиральной пружиной или, например, грузом с гибкой нитью. Технический результат – повышение качества очистки семян шарообразной формы от примесей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к механизации послеуборочной обработки зерна масличных, зерновых, зернобобовых и других культур, семена которых имеют преимущественно шарообразную форму.
Очистка таких семян от примесей на общеизвестных устройствах, например на решетах триерах, в воздушных потоках малоэффективна и применяется лишь при первичной обработке семян для отделения примесей, существенно различающихся по размерам, парусности, плотности и некоторым другим свойствам [1]. Для выделения примесей, размеры, парусность и плотность которых совпадают с этими показателями семян основной культуры, используют их другие свойства, применяя различные отражательные или ударные поверхности [2, 3].
Наиболее близким техническим решением является устройство для сепарации семян по А.С. СССР №1710148, В 07 В 13/00, Бюл. №5, 07.02.92, выбранное за прототип. В данном устройстве для повышения качества сепарации семян используется многогранная отражательная поверхность, которую периодически, по мере загрязнения, поворачивают вокруг горизонтальной оси на заданный угол, при этом происходит замена одной рабочей грани на другую, предварительно очищенную от налипшей на нее грязи, пыли или иных примесей.
Одним из недостатков данного устройства является то, что при жесткой фиксации отражательных граней в период работы между их заменой происходит искажение процесса отражения частиц и снижение качества сепарации из-за нарастающего загрязнения граней. Это вызывает необходимость сокращения интервала между их заменой и очисткой. Вторым недостатком является отсутствие исполнительного механизма, обеспечивающего поворот барабана и замену рабочих граней.
Целью данного технического решения является повышение качества очистки семян шарообразной формы от примесей за счет стабилизации процесса отражения их от плоских ударных поверхностей, выполненных в виде пластин, установленных на образующих цилиндрического барабана с храповиком.
Стабилизация процесса осуществляется в результате плавного перемещения и изменения угла постановки отражающих пластин к вертикали и быстрой автоматической замены их через временные интервалы, соответствующие заданной массе семян, прошедших через предлагаемое устройство. Перемещение отражающих пластин и изменение угла их постановки происходит за счет вращения барабана с храповиком при помощи пружины, а скорость вращения задается удерживающей собачкой, на которую опираются зубья храпового колеса, расположенные по спирали, причем опорные поверхности каждого зуба храпового колеса отклонены от плоскости перемещения собачки. В свою очередь, перемещение собачки задается зерновым загрузочным бункером, положение которого изменяется под действием опорных пружин в зависимости от количества находящегося в нем зерна. Зерновой бункер связан с собачкой системой тяг и рычагов с возможностью изменения передаточного отношения, что обеспечивает регулирование величины перемещения собачки при изменении плотности исходного материала, периодически засыпаемого в зерновой бункер. Вращение барабана с отражательными пластинами и храповым колесом может осуществляться как с помощью встроенной пружины, так и от иного автономного источника силы, например гибкой нити и груза. Такое решение позволяет осуществлять сепарацию зерна без использования энергии из внешнего источника.
Сопоставление с прототипом позволяет сделать вывод о том, что предложенное устройство отличается тем, что барабан с отражательными пластинами снабжен храповым колесом, зубья которого расположены по спирали, причем их количество равно числу рабочих граней, а удерживающая собачка выполнена с возможность перемещения по линии, отклоненной от опорной плоскости зубьев, и связана рычагами с корпусом зернового бункера, который установлен на пружинах.
Таким образом подтверждается соответствие заявляемого объекта критерию изобретения “НОВИЗНА”.
Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями, например по А.С. СССР №1323143, №1819689, кл. В 07 В 13/00, не позволило выявить в них признаки, присутствующие в отличительной части заявляемого устройства для сепарации зерна. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию “ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ”.
Предлагаемое устройство для сепарации зерна схематично изображено на чертежах, где:
фиг.1 - схема устройства в проекции на вертикальную плоскость, вариант с барабаном, состоящая из пяти жестко скрепленных отражательных пластин (граней);
фиг.2 - схема барабана с восемью шарнирно закрепленными и подпружиненными отражательными пластинами;
фиг.3 - удерживающая собачка в зацеплении с зубом храпового колеса - увеличено.
Основными элементами устройства являются: зерновой бункер 1, установленный на пружинах 2, телескопический зернопровод 3, регулировочная заслонка 4, скатная распределительная плоскость 5, переходящая в формирующую щель 6, под которой расположен барабан с отражательными пластинами 7 и храповым колесом 8, установленными на общей оси 9. Удерживающая собачка 10 соединена с ползуном 12, который фиксируется на одном конце двуплечего рычага 13 винтом 14. Кроме того, на двуплечем рычаге на расстоянии а от ползуна 12 и на расстоянии в от шарнира О, установленного на корпусе устройства, закреплен, с возможностью перемещения, нижний конец телескопической штанги 15, которая через ограничитель 16 связана с зерновым бункером. Для разделения отраженного потока зерна служит перегородка 17, а для сбора фракций - установленные ниже приемники 18 и 19.
С целью увеличения продолжительности автономной работы устройства для сепарации зерна предлагается использовать барабаны с большим количеством отражательных пластин, как показано на фиг.2. В этом варианте на центральной неподвижной оси барабана установлены диски 20 с отверстиями, расположенными по окружности равноудаленно друг от друга. Отражательные пластины 21 закреплены в отверстиях дисков с помощью валов 22 и отжимающих пружин 23. Храповое колесо 24 через спиральную пружину 25 связано с корпусом устройства. Положение отражательных пластин в процессе поворота барабана задается ограничительным кольцом 26. В этом варианте исполнения барабана угол 
между направлением перемещения собачки 27 и рабочей плоскостью зуба храпового колеса 24 (фиг.3) может быть увеличен.
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы в бункер 1 загружается порция зерна. Телескопический зернопровод 3 должен быть перекрыт. Барабан с отражательными пластинами вручную поворачивают на один-два или более оборотов в сторону, противоположную рабочему вращению, при этом приводные пружины 25 или нитегрузовые механизмы (не показаны) аккумулируют запас энергии. Барабан фиксируется удерживающей собачкой в первом - самом глубоком пазу храпового колеса. Выбираются зазоры и прогиб в звеньях 11, 12, 13, 15, 16. Открывают подачу зерна в телескопический зернопровод, расход регулируют заслонкой 4. Зерно поступает по распределительной плоскости 5 к формирующей щели 6, преобразуется в плоскопараллельный вертикальный поток и падает на отражательные пластины 7, 21. Отраженный поток разделяется на две (или более) фракции перегородками 17 и поступает в приемники 18 и 19.
В результате соприкосновения падающих частиц зерна и примесей с отражательными пластинами на последних образуется грязевой слой, состоящий из мелких твердых частиц минерального или органического происхождения. По мере увеличения этого слоя траектория и дальность отлета зерен снижается, вследствие чего изменяется соотношение фракций в приемниках 18 и 19. В то же время уменьшается масса зерна в бункере 1, который под действием пружин 2 постепенно поднимается вверх и через штангу 15, двуплечий рычаг 13, ползун 12, тягу 11 перемещает удерживающую собачку 10. Так как линия перемещения (см. фиг.3) собачки и рабочая плоскость зуба храпового колеса отклонены относительно друг друга, храповое колесо медленно поворачивается, отражательные пластины 7 и 21 также перемещаются, при этом происходит их подъем и плавный вывод загрязнившихся участков поверхности отражательных пластин из зоны падения сепарируемого потока, что стабилизирует процесс отражения частиц. Кроме того, в результате поворота отражательных пластин происходит изменение угла 
между горизонтом и рабочей поверхностью пластин, траектория отражения приподнимается, дальность отлета частиц увеличивается. Это компенсирует снижение дальности отлета из-за загрязнения рабочих поверхностей отражательных пластин.
При дальнейшем подъеме бункера удерживающая собачка сходит с зуба храпового колеса, барабан под действием груза (не показан) или пружины 25 быстро поворачивается до упора следующего зуба в собачку, процесс продолжается.
Для регулирования скорости перемещения удерживающей собачки в зависимости, например, от плотности или иных свойств сепарируемого зерна пользуются изменением длины штанги 15, тяги 11 и соотношения плеч а и в двуплечего рычага 13.
Такая взаимосвязь расхода сепарируемого зерна с перемещением и заменой рабочих пластин позволяет увеличить продолжительность работы каждой пластины и всего сепаратора на 30-40% за один оборот отражательного барабана. Таким образом, обеспечивается автономная сепарация, например, семян рапса в течение 10-12 и более часов без затрат энергии и вмешательства извне при наличии 8-9 отражательных пластин на барабане.
Предложенное устройство может использоваться для очистки от трудноотделимых примесей семян горчицы, рапса, вики, гороха, сурепки и ряда других культур.
Источники информации
1. Кожуховский И.Е., Павловский Г.Т. Механизация очистки и сушки зерна. - М.: Колос, 1968. - С. 403.
2. А.С. СССР №1710148, В 07 В 13/00. Бюл. №5, 1992.
3. А.С. СССР №1819689, В 07 В 13/00. Бюл. №21, 1993.
Формула изобретения
1. Устройство для сепарации зерна, включающее загрузочный зерновой бункер, зернопровод, дозатор, скатную распределительную плоскость, формирующую щель, под которой на горизонтальной оси расположен многогранный барабан с плоскими отражательными пластинами на его образующих и приемники фракций, отличающееся тем, что на отражательном барабане соосно с ним закреплено храповое колесо, зубья которого расположены по спирали, а удерживающая собачка установлена в пазах наклонно к опорной поверхности зубьев храпового колеса и связана с помощью тяг и рычагов с зерновым бункером, установленным на пружинах.
2. Устройство для сепарации зерна по п.1, отличающееся тем, что система тяг и рычагов, связывающая бункер с собачкой, выполнена с возможностью изменения передаточного отношения, а отражательный барабан снабжен поворотной спиральной пружиной или, например, грузом с гибкой нитью.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
