ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРНЕПЛОДОВ КОНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

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, Б.И., №7 1969 г.; А.с. СССР №361934, Б.И. №2 1973 г.; А.с. СССР №475973, Б.И. №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, Б.И. №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. Механизм ориентации сложен по конструкции, металло- и энергоемок.
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 ориентации 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 близкой по технической сущности к заявленному изобретению является лоток, высадкопосадочной машины для посадки корнеплодов конической формы, имеющий вогнутую форму сужающийся к концу для ориентирования корнеплодов продольной осью вдоль направления движения (схода) головкой вперед или назад (Патент РФ №2369074, МПК А01С 11/00, Б.И. №28 от 10.10.2009 г.). Лоток установлен под углом, равным углу трения скольжения корнеплодов.
Транспортер осуществляет выборку корнеплодов и подает их из бункера на вогнутый лоток. Падая вниз на поверхность вогнутого лотка в произвольном положении, корнеплоды за счет разности агрофизических характеристик, силы инерции, момента сил, возникающего на наклонной плоскости за счет смещенного центра тяжести корнеплода и вогнутой формы лотка, рассредоточиваются, перемещаются вниз и ориентируются продольной осью вдоль направления движения (схода) головкой вперед или назад. Наклон линии дна лотка к горизонтали и его вогнутая форма стабилизируют исходное положение корнеплода продольной осью вдоль направления движения.
Недостатки данного устройства: лоток обеспечивает ориентирование корнеплодов в большинстве случаев головкой вниз, что требует дополнительного устройства для переориентации корнеплодов хвостовой частью вниз; данное устройство используется как промежуточный орган, а не как основное ориентирующее устройство.
Заявленное изобретение направленно на устранение выше отмеченных недостатков, улучшение качества ориентирования и упрощение конструкции ориентирующего устройства.
Задача решена тем, что в предлагаемом ориентирующем устройстве для корнеплодов конической формы в виде лотка в поперечном сечение одна стенка расположена вертикально, а вторая под углом к горизонту большем угла трения качения, дно лотка имеет криволинейную форму, по длине лоток разделен уступом на две части в соотношение 3:1.
Остальные признаки заявляемого устройства частные, поскольку характеризуют лишь конкретное исполнение того или иного узла.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена принципиальная схема ориентирующего устройство для корнеплодов конической формы на трех видах (главный вид; вид сверху; вид сбоку) и в аксонометрической проекции.
а
На фиг.2 представлены схемы ориентации корнеплодов продольной осью вдоль лотка:  - при подаче головкой влево; б - при подаче головкой вправо.
На фиг.3 представлена схема ориентации корнеплода в лотке при его сходе головкой к сходу лотка.
Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы представляет собой лоток (фиг 1), у которого в поперечном сечении одна стенка 1 расположена вертикально, а другая стенка 2 под углом к горизонтали большем угла трения качения. Дно 3 лотка в поперечном сечение имеет криволинейную форму. Дно лотка по длине разделено уступом 4, делящим длину лотка на две части предварительной 5 и окончательной 6 ориентации корнеплодов в соотношение 3:1. Лоток установлен по отношению к горизонту под углом большим угла трения скольжения корнеплода с целью самоскольжения его по лотку, а затем схода с него.
Ориентация в устройстве происходит следующим образом.
Корнеплоды конической формы поштучно подаются в лоток (фиг.2а, б) на участок предварительной ориентации 5, где за счет силы инерции, момента сил и сил трения возникающих на поверхности лотка за счет смещенного центра тяжести корнеплода, корнеплоды рассредоточиваются, перемещаются вниз и ориентируются продольной осью вдоль направления движения (схода) головкой вперед или назад к сходу лотка. Подача корнеплодов в ориентирующий лоток на участок предварительной ориентации возможна в двух положениях головкой влево (фиг.2а) и головкой вправо (фиг.2б).
При поступлении корнеплода головкой влево (фиг.2а), он падает до соприкосновения с дном 3 лотка, и начинает перекатываться к сходу, одновременно соприкасаясь головкой со стенкой 1 лотка. За счет смешенного центра тяжести корнеплода и сил трения, создаваемых между головкой и стенкой лотка 1, он разворачивается острым концом вперед к сходу и поступает на участок лотка окончательной ориентации 6 (фиг.1) и в этом положении корнеплоды сходят с лотка (фиг 2б вид сбоку). Соотношение 3:1 частей предварительной 5 и окончательной 6 ориентации нужно для рассредоточения корнеплодов и обеспечения необходимой площади ориентации. Криволинейное дно 3 лотка позволяет стабилизировать направление движения длиной осью корнеплода вдоль лотка.
mp
При поступлении корнеплода головкой вправо (фиг.2б), он падает до соприкосновения со стенкой 2 установленной под углом к горизонту большем угла трения качения. По наклонной стенке корнеплод скатывается вниз на дно 3 лотка по дуге, описанной вокруг вершины, ориентируясь головкой к сходу лотка или острым концом к сходу лотка. Корнеплоды, расположенные головкой к сходу лотка на участке предварительной ориентации 5 (фиг.1), начинают переориентироваться на уступе 4 и завершают ориентацию на участке окончательной ориентации 6 лотка острым концом к сходу лотка. Принцип ориентирования на уступе заключается в следующем (фиг.3): при движении корнеплода головкой вперед к сходу, в тот момент, когда центр тяжести корнеплода оказывается за линией уступа 4, происходит вращение корнеплода острым концом к сходу лотка за счет момента создаваемого от силы тяжести G корнеплода, силы трения F и силы инерции I. При сходе с лотка корнеплод разворачивается острым концом вниз, т.е. в одно стабильное положение.
Предложенное ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы обеспечивает самоориентирование острым концом вниз при сходе с лотка большого размерного диапазона корнеплодов конической формы за счет того, что у лотка в поперечном сечении одна стенка расположена вертикально, а вторая под углом к горизонту большем угла трения качения, дно лотка имеет криволинейную форму и по длине лоток разделен уступом на две части в соотношение 3:1.. Результаты поисковых опытов, проведенных по ориентированию корнеплодов сахарной свеклы в предложенном устройстве, показали, что по сравнению с прототипом производительность ориентирующего устройства увеличивается и качество ориентирования достигает 90-95%.