Роторное ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы
Владельцы патента RU 2399190:
ФГОУ ВПО "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Ориентирующее устройство представляет собой V-образный желоб, открытый сверху и снизу. Желоб образован неподвижной вертикальной плоскостью и лопастью лопастного ротора, которая установлена к вертикальной плоскости с зазором 1…2 мм по горизонтали. Лопасти ротора плоские, имеют прямоугольную форму и одинаковы по размеру. Под лопастным ротором установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток. Линия дна лотка расположена под углом к горизонтали больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности. Устройство обладает повышенной производительностью и имеет повышенную надежность ориентирования большого размерного диапазона корнеплодов конической формы независимо от их размерно-массовых характеристик. 2 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для ориентации корнеплодов конической формы.
Известны устройства для ориентирования предметов конической формы (А.с. СССР №244162, БИ №7 1969 г.; А.с. СССР №361934, БИ №2 1973 г.; А.с. СССР №475973, БИ №25 1969 г.) и др. Эти устройства просты по конструкции, но ориентируют лишь небольшой размерный диапазон корнеплодов конической формы, имеют низкую производительность и недостаточную надежность ориентирования.
Известна машина для посадки корнеплодов (А.с. СССР №1299536, МКИ А01С 11/02, БИ №12 1987 г.). Ориентирующее устройство машины выполнено в виде криволинейного скребкового транспортера, движущегося в V-образном желобе. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вниз на криволинейном участке V-образного желоба, выпадают из захватов, и скребок уходит пустым. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вверх, через промежуточный лоток подаются в воронку распределительного устройства, а затем в накопитель.
Недостатком данного устройства является возможное повреждение корнеплодов из-за увеличения числа этапов ориентирования некоторых корнеплодов, ввиду их сброса при неправильном ориентировании. Ориентирующее устройство имеет сложную конструкцию, металло- и энергоемко.
Известно устройство для ориентации моркови (Великобритания, Заявка №1353706, приоритет Дании 21.06.1971 г., №3029; Публикация 22.05.1974 г. №4442). Ориентирующее устройство включает два диска, которые установлены на общем ведущем валу, на расстоянии друг от друга и сужаются к середине; стопорный элемент и упор, расположенные под углом к горизонтали по разные стороны в створе между этими дисками, а также направительный желоб, установленный над дисками вертикально.
При поступлении корнеплодов из направительного желоба головкой вниз морковь защемляется между дисками, и вследствие вращения дисков ориентируется головкой в направлении вращения дисков. При поступлении корнеплодов из направительного желоба головкой вверх морковь проваливается между дисками и благодаря наличию упора и вращению дисков также ориентируется головкой в направлении вращения дисков. Набегая на стопорный элемент, корнеплод скользит по его поверхности вниз и сходит с ориентирующего устройства.
Недостатком данного ориентирующего устройства является его ненадежность, связанная с тем, что корнеплоды подаются в ориентирующее устройство вертикально, в результате чего при падении корнеплода возможен удар и отскок в любом произвольном направлении, т.е. процесс ориентирования приобретает случайный характер; ориентируется небольшой размерный диапазон корнеплодов, в связи с тем, что в створе между дисками упор для разворота хвостовой части корнеплода закреплен жестко на определенном уровне.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине (Патент РФ №2237397, МКИ А01С 11/00, 11/02, БИ №28 от 10.10.2004 г.), содержащее бесконечный тяговый элемент с захватами, перемещающийся в V-образном желобе, открытом сверху и снизу и имеющем горизонтальный ориентирующий участок прямолинейной формы. Бесконечный тяговый элемент установлен сбоку от V-образного желоба и расположен параллельно одной из боковин V-образного желоба. Угол между боковинами V-образного желоба меньше минимального значения угла конусности хвостовой части корнеплода.
Корнеплоды поштучно подаются в ориентирующее устройство сверху, до соприкосновения с ориентирующими поверхностями V-образного желоба. Приобретенная центром масс корнеплода линейная скорость преобразуется в угловую скорость разворота. Корнеплод зависает на уровне плоскости максимального диаметра с опорой в двух точках, являющихся воображаемой осью вращения корнеплода при его развороте, и выносится к посадочному аппарату скребками. Если корнеплод фиксируется в створе ориентирующих поверхностей хвостовой частью вверх, то он принудительно разворачивается лопастями битерного барабана.
Недостатки данного устройства: строгий жестко фиксированный угол между ориентирующими поверхностями V-образного желоба ограничивает размерный диапазон ориентируемых корнеплодов и снижает качество ориентирования (из-за большого разброса угла конусности хвостовой части корнеплодов); ориентирующие поверхности V-образного желоба в процессе работы загрязняются остатками почвы, что меняет угол между ориентирующими поверхностями, их конфигурацию и коэффициент трения, процесс ориентации приобретает случайный характер, изменяются кинематические режимы подачи корнеплодов от ориентирующего устройства, что ведет к пропускам в работе посадочного аппарата и снижает качество ориентирования; механизм ориентации сложен по конструкции, имеет много кинематических передач, низкую производительность и требует постоянного контроля своей работы.
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеотмеченных недостатков, улучшение качества ориентирования и упрощение конструкции ориентирующего устройства.
Задача решена тем, что в предлагаемом роторном ориентирующем устройстве для корнеплодов конической формы V-образный желоб, открытый сверху и снизу, образован неподвижной вертикальной плоскостью и лопастью лопастного ротора, которая установлена к ней с зазором 1…2 мм по горизонтали, причем лопасти лопастного ротора плоские, имеют прямоугольную форму и одинаковы по размеру, под лопастным ротором установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток, линия дна которого расположена под углом к горизонтали больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности.
Остальные признаки заявляемого устройства частные, поскольку характеризуют лишь конкретное исполнение того или иного узла.
На фиг.1 представлена принципиальная схема роторного ориентирующего устройства для корнеплодов конической формы, на трех видах: а - вид спереди; б - вид сбоку; в - вид сверху.
На фиг.2 представлены схемы последовательности ориентирования корнеплода роторным ориентирующим устройством (вид сбоку).
Роторное ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы (фиг.1) представляет собой лопастной ротор 1, который установлен с зазором 1…2 мм к неподвижной вертикальной плоскости 2. Лопасти лопастного ротора 1 плоские, имеют прямоугольную форму и одинаковы по размеру. Под лопастным ротором 1, симметрично посередине установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток 3, линия дна которого расположена под углом к горизонтали больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности.
Роторное ориентирующее устройство работает следующим образом (фиг.2). При вращении лопастного ротора 1 одна из его лопастей и неподвижная вертикальная плоскость 2 образуют V-образный желоб, открытый сверху и снизу. Корнеплоды по одному захватываются одной из лопастей лопастного ротора 1 и за счет момента от силы тяжести занимают горизонтальное устойчивое положение длинной осью вдоль оси вращения лопастного ротора 1 между соседними лопастями. При повороте лопасти лопастного ротора 1 от горизонтали на величину угла трения качения корнеплод перекатывается по поверхности лопасти и оказывается в V-образном желобе, открытом сверху и снизу, который образован данной лопастью лопастного ротора 1 и неподвижной вертикальной плоскостью 2. При дальнейшем вращении лопастного ротора 1 кратчайшее расстояние между краем лопасти ротора и неподвижной вертикальной плоскостью 2 увеличивается, корнеплод разворачивается хвостовой частью вниз и зависает на уровне плоскости наибольшего диаметра с опорой в двух точках, являющихся опорными точками воображаемой оси вращения корнеплода, относительно которой происходит разворот. Самоориентация (разворот) корнеплода хвостовой частью вниз происходит за счет конусной формы хвостовой части корнеплода и момента сил, возникающего в V-образном створе, образованном лопастью лопастного ротора 1 и неподвижной вертикальной плоскостью 2, за счет смещения центра тяжести от плоскости наибольшего диаметра в сторону хвостовой части. На наклонной вогнутой поверхности приемного лотка 3 корнеплод окончательно ориентируется хвостовой частью вниз и, сохраняя исходное сориентированное положение, сходит с ориентирующего устройства.
Таким образом, предлагаемое роторное ориентирующее устройство по сравнению с прототипом обеспечивает ориентирование большого размерного диапазона корнеплодов конической формы независимо от их размерно-массовых характеристик и повышение производительности.
По изобретению проведены лабораторные исследования, получены положительные результаты.
Роторное ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы, ориентирующие поверхности которого образуют V-образный желоб, открытый сверху и снизу, отличающееся тем, что V-образный желоб образуют неподвижная вертикальная плоскость и лопасть лопастного ротора, которая установлена к вертикальной плоскости с зазором 1…2 мм по горизонтали, причем лопасти лопастного ротора плоские, имеют прямоугольную форму и одинаковы по размеру, под лопастным ротором установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток, линия дна которого расположена под углом к горизонтали больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности.
