УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ И ФРУКТОВ
DEVICE TO CLEAN AND SORT TUBER CROPS AND FRUIT

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для очистки и сортирования клубнеплодов.
Известно устройство для послеуборочной обработки картофеля (АС СССР №1743445, A1, А01D 33/08 от 30.06.92), устройство для очистки и разделения на фракции клубней картофеля содержит стойки, на которых смонтирован барабан, выполненный, например, из трех отдельных секций, каждая из которых состоит из набора колец. Между секциями установлены кольца, которые отделяют эти секции одну от другой. Кольца ступицами посажены на вал, который на этих участках имеет отличное от круга поперечное сечение, например квадратное. Между кольцами установлены распорные пружины, которые разделяют кольца между собой. Устройство содержит также загрузочный лоток и выгрузной лоток. Механизм привода барабана выполнен в виде мотор-редуктора. К недостаткам данного устройства можно отнести низкую точность разделения по фракциям, связанную с забиваемостью межкольцевого зазора.
Известно устройство сортировки барабанного типа (Патент РФ №2271092, С2, А01D 33/08, от 27.03.2005), содержащее раму в виде жесткого каркаса, снабженного регулируемыми по высоте опорами. На раме размещен двигатель с редуктором, от которого через ременную передачу или цепную передачу вращение передается на вал барабана, который также установлен на раме, в подшипниках. На валу закреплен спиральный каркас, на витках которого устанавливается сортирующий рабочий орган. Рабочий орган выполнен в виде гибкой эластичной сетки с ячейками, например плетеной из синтетических или других материалов. Ячеистая сетка закрепляется на витках спирального каркаса, при этом образуются отдельные рабочие каналы путем провисания ячеистой поверхности в плоскостях по геометрической оси барабана между соседними витками каркаса. Ячейки в секциях выполнены различных размеров, при этом они увеличиваются по направлению перемещения продукта, причем одинаковые ячейки могут быть выполнены как в одной, так и в двух секциях, что определяет ширину зоны сепарации одной фракции. К недостаткам данного устройства можно отнести невысокое качество сортировки в связи с изменением размеров ячеек при использовании эластичного рабочего органа.
Известно устройство для сортирования картофеля (П.М. РФ №56224, U1, В07В 1/22, от 10.09.2006). Устройство содержит станину, загрузочный ковш, сортирующий барабан, состоящий из передней и задней секций, скатных лотков для приема мелкой, средней и крупной фракций клубней и привода барабана, причем решетчатая поверхность каждой секции выполнена из продольных прутков, параллельных оси барабана, и поперечных колец, перпендикулярных оси барабана, которые при пересечении между собой образуют прямоугольные сортирующие просветы, длинной стороной перпендикулярные оси барабана, а длина короткой стороны определяется размером средней толщины клубня выделяемой фракции, и меньше длинной стороны просвета в 5…10 раз. К недостаткам данного устройства можно отнести невысокое качество сортировки при попадании клубней в поперечные кольца, вследствие чего клубень перескакивает и проходит дальше.
Известно устройство для классификации сыпучих материалов (АС СССР №682284, В07В 1/22, от 30.08.79), устройство состоит из станины, на которой в опорах размещена цилиндрическая пружина переменного шага витков с межвитковым зазором. Нижней частью своих витков пружина опирается на набор пластин, которые образуют постепенно расширяющиеся щели. Ширина каждого участка щели равна ширине прилегающего участка межвиткового зазора. Под набором пластин размещены сборники, согласованные с набором пластинами. Устройство снабжено течкой для подачи сыпучего материала. К недостаткам данного устройства можно отнести низкую точность сортирования и большую степень травмированности клубней при застревании в межвитковом пространстве пружины.
Более близким по технической сущности является устройство для очистки и сортировки корнеклубнеплодов и фруктов (Патент РФ №2073406, C1, А01D 33/08, от 20.02.97). Устройство содержит два последовательно размещенных на общей оси барабана, наклоненных к горизонтальной плоскости. Каждый барабан имеет несущие кольца и диск. По окружности колец имеется множество отверстий, в которые вставлены стальные обрезиненные прутки. Четыре накрест размещенных прутка прикреплены к кольцам и образуют каркас барабана. Остальные прутки вставлены в отверстия и фиксируются с помощью шайб и шплинтов. На кольцах и диске имеются свободные отверстия для регулирования расстояния между прутками. На верхнем (приемном бункере) барабане прутки расставлены реже, чем на нижнем (консольном) барабане. Передний конец верхнего барабана с помощью цапфы, прикрепленного к диску, опирается на подшипник. В средней части кольца соединяются жестко цилиндрической перемычкой. Движение средних колец направляется четырьмя роликами. Кольца опираются на два нижних ролика и поддерживаются двумя верхними роликами. Оси роликов закреплены на рамке. Рамка с помощью двух цапф (с той и другой стороны) шарнирно установлена на раме машины. Передние стойки рамы на нижнем конце имеют винтовую пару, с помощью которой изменяется их высота и вследствие этого угол наклона барабанов к горизонту. С нижней стороны верхний редкопрутковый барабан на дуге не менее 180° охвачен ленточным транспортером. На поверхности ленты транспортера имеются мелкие рифы. Свободный конец транспортера перекрыт решетчатым лотком. Лоток в сочетании с поверхностью верхнего редкопруткового барабана образуют приемную камеру.
Устройство работает следующим образом. Клубни картофеля (корнеплоды, фрукты) транспортером питателем - дозатором подаются в приемную камеру, образованную лотком и наружной поверхностью верхнего барабана. Доза подачи клубней должна быть такой, чтобы в приемной камере скапливалась некоторая часть клубней. Порция клубней, находящаяся в приемной камере, создает постоянное давление (подпор) на поверхность верхнего редкопруткового барабана. В этих случаях клубни в приемной камере под воздействием прутков барабана и естественного подпора находятся в непрерывном движении. Вследствие чего клубни, имеющие размеры меньше величины просвета между прутками, легко проходят вовнутрь барабана, а крупные клубни отбираются прутками и переносятся на лоток. Барабан вращается со скоростью меньше критической, то есть клубни под действием центробежной силы внутри барабана не увлекаются в круговое движение, а поднимаются на некоторую высоту и под действием силы тяжести обратно падают вниз. Поскольку ось вращения барабана наклонена относительно горизонтальной плоскости, при каждом опускании вниз клубни перемещаются также вдоль оси вращения барабана. При этом клубни интенсивно перемешиваются, что способствует отделению от них налипшей почвы. Почвенные примеси подхватываются рифленой поверхностью транспортера и выносятся наружу. По мере движения вдоль оси вращения масса клубней поступает на внутреннюю поверхность нижнего барабана. Мелкие клубни проваливаются через просветы между прутками и поступают в лоток, а клубни средних размеров сходят с конца барабана на лоток.
К недостаткам данного устройства можно отнести большую травмированность клубней при подаче их в полость барабана, вследствие забора массы, проходящей через внешнюю поверхность барабана. Крупные клубни при этом забираются прутками и переносятся на транспортер. Также для эффективной работы сортировки требуется, чтобы масса картофеля уже была очищена от почвенных примесей, вследствие возможного ухудшения качества сортирования.
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков и при его использовании получен следующий результат: улучшается равномерность распределения картофеля по фракциям, и повышается процент сортирования и возможность использовать ворох корнеклубнеплодов с частичным загрязнением почвенных примесей.
Графические материалы.
На фиг.1 изображена схема барабанной сортировки.
На фиг.2 изображена схема роликов барабана, установленных на вилке.
На фиг.3 изображена схема колебаний барабана.
На фиг.4 изображена схема обечайки с выступами.
Устройство для очистки и сортировки корнеклубнеплодов и фруктов содержит два цилиндрических барабана - верхний и нижний, выполненных из продольных прутков, при этом барабаны установлены последовательно один за другим, под углом к горизонтальной плоскости, наклонный питатель, приемную камеру и механизм привода, причем цилиндрическим барабанам, верхнему и нижнему, придаются гармонические колебания в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью цилиндрических барабанов, при этом на свободных концах верхнего и нижнего цилиндрических барабанов по поверхности продольных прутков двух цилиндрических барабанов установлены обечайки, при этом по окружности обечайки верхнего цилиндрического барабана симметрично относительно друг друга установлены упоры, при этом поверхность каждого упора выполнена в форме плоского сегмента круга, шаг установки и высота упоров выбираются с учетом формы обрабатываемого материала и степени его загрязненности, при этом каждая обечайка двух цилиндрических барабанов, верхнего и нижнего, опирается на два ролика, расположенных симметрично относительно продольной оси двух цилиндрических барабанов, при этом ось каждого ролика параллельна продольной оси двух цилиндрических барабанов и отклонена от продольной оси цилиндрических барабанов на угол α, при этом к обечайке нижнего цилиндрического барабана закреплена крестовина с фланцем, при этом ось фланца совпадает с осью двух цилиндрических барабанов, при этом к фланцу крестовины нижнего цилиндрического барабана присоединен фланец ведомого вала привода двух цилиндрических барабанов.
Соединение ведомого вала двух цилиндрических барабанов с валом привода двух цилиндрических барабанов осуществляется посредством упругой муфты.
Расстояние между продольными прутками верхнего цилиндрического барабана меньше расстояния между продольными прутками нижнего цилиндрического барабана.
Верхний цилиндрический барабан 2, состоящий из продольных обрезиненных прутков 3, имеет обечайку 4 (фиг.3, фиг.4), на которой симметрично установлены упоры 5, выполненные в виде сегментов круга, опирается на ролики 9, установленные на вилки 10 (фиг.2). Нижний цилиндрический барабан 1, состоящий из продольных обрезиненных прутков 3, имеет обечайку 26, которая опирается на ролики 24, установленные на вилки 19 (фиг.3, фиг.4). К обечайке 26 нижнего цилиндрического барабана 1 закреплена крестовина 27 с фланцем по оси нижнего цилиндрического барабана 1. К фланцу крестовине 27 нижнего цилиндрического барабана присоединен фланец ведомого вала 25 привода двух цилиндрических барабанов 1, 2, который посредством упругой муфты 23 соединен с валом привода 22 двух цилиндрических барабанов 1, 2. На втором конце приводного вала 22 установлен шкив 20, который посредством ременной передачи 18 связан со шкивом, установленным на электродвигателе 17. Вал привода 22 установлен в подшипниковом узле 21, расположенном на раме устройства 16. На раме 16 установлены: обрезиненный лоток для приема мелкой фракции 12, расположенный под верхним цилиндрическим барабаном 2, обрезиненный лоток для приема средней фракции 13, расположенный под нижним цилиндрическим барабаном 1, и обрезиненный лоток для приема крупной фракции, расположенный после нижнего цилиндрического барабана 1. На раме устройства 16 расположен приемный лоток 6, состоящий из прутков, который с началом верхнего цилиндрического барабана 2 образует приемную камеру. Под приемным лотком 6 установлен лоток 11 для отвода земляных примесей. Устройство содержит наклонный питатель 7, выполненный в виде транспортера с бункером загрузки 8. Задние стойки рамы на нижнем конце имеют винтовой механизм, с помощью которого изменяется угол наклона цилиндрических барабанов 1, 2 к горизонту.
Устройство работает следующим образом.
Корнеклубнеплоды или фрукты наклонным питателем 7 из приемного бункера 8 подаются в приемную камеру, образованную приемным лотком 6 и верхним цилиндрическим барабаном 2. Попадая на лоток 6, расположенный под углом к горизонту, корнеклубнеплоды под действием силы тяжести перемещаются по поверхности пруткового лотка 6, где происходит отделение почвенных примесей по пути «С» за счет выполнения лотка из прутков, расстановленных с таким шагом, который позволяет проваливаться на лоток для приема мелких примесей. Далее ворох очищенных корнеклубнеплодов (крупная, средняя и мелкая фракция) поступает на внутреннюю поверхность верхнего цилиндрического барабана 1, расположенного под углом к горизонту, который вращается с угловой скоростью ω от ведомого вала 25, соединенного с фланцем, установленным на крестовине нижнего цилиндрического барабана, ведомый вал 25 посредством упругой муфты 23 соединяется с валом привода 22. На конце вала привода 22 установлен шкив 20, который соединен через ременную передачу 18 с электродвигателем 17.
Также цилиндрические барабаны 1, 2 совершают гармонические колебания в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью цилиндрических барабанов, за счет симметрично нанесенных на поверхность обечайки 4 упоров 5 в форме сегментов круга, которые, набегая на цилиндрические ролики 9, ось которых отклонена от продольной оси цилиндрических барабанов на угол α, установленные на вилке 10, и сбегая с них, создают колебания цилиндрических барабанов 1, 2, и под действием силы тяжести клубня и того, что ось цилиндрических барабанов расположена под углом к горизонту, и совершения колебаний двух цилиндрических барабанов 1, 2 в продольной вертикальной плоскости, совпадающей с осью двух цилиндрических барабанов 1, 2, клубни, имеющие размер меньше просвета между прутками верхнего цилиндрического барабана 2, проходят по пути «D» через обрезиненные прутки 3 на обрезиненный лоток 12 для приема мелкой фракции. Оставшаяся часть корнеклубнеплодов, средняя и крупная фракция, проходит на внутреннюю поверхность нижнего цилиндрического барабана 1, расположенного под углом к горизонту, где под действием силы тяжести клубня и того, что ось вращения нижнего цилиндрического барабана 2 расположена под углом к горизонту, и совершения колебаний нижнего цилиндрического барабана 2 в продольной вертикальной плоскости, совпадающей с осью двух цилиндрических барабанов 1, 2, клубни, имеющие размер меньше просвета между прутками нижнего цилиндрического барабана 1, проходят по пути «Е», таким образом, происходит отделение средней фракции по пути «Е» на приемный обрезиненный лоток 13 для приема средней фракции. Оставшаяся часть корнеклубнеплодов, крупная фракция, сходит по пути «F» с конца нижнего цилиндрического барабана 1 на приемный обрезиненный лоток 14 для приема крупной фракции.