Малогабаритный станок для шлифования семян моркови
SMALL-SIZE MACHINE FOR GRINDING CARROT SEEDS

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к оборудованию для предпосевной обработки семенного материала, и может быть использовано для подготовки к посеву мелкосемянных культур, например моркови.
Известен вибрационный станок для шлифования семян (патент РФ №2618347, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 03.05.2017, бюл. №12), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочное и разгрузочное приспособления, при этом шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра, с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом по всей длине барабана закреплена пружина бочкообразной формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем барабан закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, что придает и обеспечивает одновременное воздействие на семена колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что усиливает влияние колебаний всего вибрационного устройства на процесс шлифования семян.
Недостатком известного вибрационного станка для шлифования семян являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.
Наиболее близкой к предлагаемому является станок для шлифования семян моркови (патент РФ №2616830, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 18.04.2017, бюл №11), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, при этом, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, при этом по всей длине барабана смонтирована пружина вогнутой формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
Недостатками известного станка для шлифования семян моркови являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности.
Технический результат достигается тем, что в малогабаритном станке для шлифования семян моркови, содержащем шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно, относительно горизонтальной оси вращения, пустотелого усеченного конуса с поверхностью по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы и размещенными наклонно под одинаковым углом α основаниями пустотелого усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы, или размещенными наклонно под разными углами ϕ и j к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана в виде усеченного конуса плоскими торцевыми стенками эллиптической формы с образующими по их периметру чередующимися выступами и впадинами треугольной формы, при этом большие оси эллипсов оснований усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру виде выступов и впадин треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β. что образует по периметру винтового барабана винтовые линии и винтовые поверхности треугольной формы, а внутри шлифовального барабана концентрично установлены две пружины растяжения и сжатия разных по форме и размерам, одна цилиндрическая пружина смонтирована в другую эллиптическую пружину, которые тоже покрыты слоем резины и оборудованы устройствами для изменения шага витков путем их растяжения или сжатия, причем цилиндрическая пружина размещена также в загрузочной и разгрузочной цапфах.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции малогабаритного станка для предпосевной обработки семян моркови.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что шлифовальный барабан выполненный в виде усеченного конуса, по всей длине имеет переменное не только продольное, но и поперечное сечение в виде выступов и впадин треугольной формы, что интенсифицирует процесс шлифования семян, повышает производительность, так как семенам внутри щлифовального барабана придается основное движение с большой амплитудой и малой частотой, на которое накладывается дополнительное движение с малой амплитудой и большой частотой за счет треугольного периметра шлифовального барабана
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное выполнение шлифовального барабана со стенками в виде выступов и впадин треугольной формы по периметру треугольной формы в форме установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого усеченного конуса с поверхностью по периметру виде чередующихся выступов и впадин треугольной формы и размещенными наклонно под одинаковым углом α основаниями пустотелого усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы, или размещенными наклонно под разными углами ϕ и j к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана в виде усеченного конуса плоскими торцевыми стенками эллиптической формы с образующими по их периметру чередующимися выступами и впадинами треугольной формы, при этом большие оси эллипсов оснований усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру виде выступов и впадин треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β и внутри шлифовального барабана концентрично установлены две пружины растяжения и сжатия разных по форме и размерам, одна цилиндрическая смонтирована в другую эллиптическую, которые тоже покрыты слоем резины и оборудованы устройствами для изменения шага витков путем их растяжения или сжатия, причем цилиндрическая пружина размещена также в загрузочной и разгрузочной цапфах, обеспечивает нарушение стационарности движения семян, повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что в результате того, что большие оси эллипсов торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру выступами и впадинами треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β, обеспечивается нарушение стационарности движения семян, повышается производительность и расширяются технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри шлифовального барабана концентрично установлены две пружины растяжения и сжатия разных по форме и размерам, одна цилиндрическая смонтирована в другую эллиптическую, которые тоже покрыты слоем резины и оборудованы устройствами для изменения шага витков путем их растяжения или сжатия, причем цилиндрическая пружина размещена также в загрузочной и разгрузочной цапфах, что повышает производительность и расширяет технологические возможности за счет того, что семена, совершающие циркуляционное движение внутри шлифовального барабана в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками пружин, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии шлифовального барабана, увеличивая интенсивность их взаимодействия друг с другом и со стенками шлифовального барабана.
Новизна усматривается также в том, что размещение наклонно под одинаковым углом α основаниями пустотелого усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы, или размещенными наклонно под разными углами ϕ и j к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана в виде усеченного конуса плоскими торцевыми стенками эллиптической формы с образующими по их периметру чередующимися выступами и впадинами треугольной формы обеспечивает не только разность давления на частицы потоков семян внутри шлифовального барабана, но и перемещение их от загрузки к выгрузке, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что большие оси эллипсов оснований усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру виде выступов и впадин треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β, что образует по периметру шлифовального барабана винтовые линии и винтовые поверхности треугольной формы, которые обеспечивают не только повышение производительности и расширение технологических возможностей, за счет нарушения стационарности движения семян, но и повышается надежность транспортировки семян от загрузки к выгрузке.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что шлифовальный барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс шлифования семян.
Новизна заключается в том, что в результате предлагаемого выполнения шлифовального барабана изменяется направление движения семян и они совершают сложное пространственное движение от загрузки к выгрузке по сложным траекториям, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что загрузочная и разгрузочная цапфы покрыты слоем резины, что повышает производительность, так как увеличивается рабочая зона предпосевной обработки семян.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление шлифовального барабана позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но и сжатие потоков семян по мере продвижения от загрузки к выгрузке, а значить повысить производительность.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений шлифовального барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения семян, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря винтовым линиям и винтовым поверхностям треугольной формы по периметру шлифовального барабана векторы скорости движения семян при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует повышению производительности процесса шлифования семян и расширению технологических возможностей.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в следующем: частота движения семян в предлагаемой конструкции определяется не только частотой вращения шлифовального барабана, но и количеством выступов и впадин по периметру шлифовального барабана, что увеличивает частоту соударений семян между собой и со стенками шлифовального барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по периметру шлифовального барабана образованы винтовые линии и винтовые поверхности треугольной формы, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков семян внутри шлифовального барабана, расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен малогабаритный станок для предпосевной обработки семян моркови, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шлифовальный барабан, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - пространственное изображение шлифовального барабана, фиг. 6 - две схемы монтажа торцевых стенок шлифовального барабана.
Малогабаритный станок для предпосевной обработки семян моркови (фиг. 1, фиг. 2) содержит шлифовальный барабан 1, загрузочную 2 и разгрузочную 3 цапфы, (привод, загрузочное и разгрузочные средства на чертежах не показаны). Внутренняя поверхность шлифовального барабана 1 покрыта слоем резины 4. Загрузочная цапфа 2 и разгрузочная цапфа 3 внутри тоже покрыты слоем резины 5. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения семян внутри шлифовального барабана 1 смонтированы одна в другой (концентрично) две пружины сжатия-растяжения различных форм и размеров. Одна цилиндрическая пружина 6 (фиг. 1, на фиг. 2) эллиптической формы с круглым сечением витков и направлением витков совпадающих с направлением вращения шлифовального барабана 1, покрытая тоже слоем резины (на чертеже не показано) смонтирована внутри только шлифовального барабана. Пружина оборудована устройством для изменения шага витков пружины путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины может производиться в процессе шлифования семян. Вторая пружина 7 с круглым сечением витков и направлением витков, совпадающих с направлением вращения шлифовального барабана 1, покрыта тоже слоем резины (на чертеже не показано), смонтирована не только внутри шлифовального барабана 1, но и внутри пружины 6 по все длине малогабаритного станка для предпосевной обработки семян моркови, для обеспечения дополнительного продольного перемещения семян не только внутри шлифовального барабана 1, но и внутри загрузочной цапфы 2 и разгрузочной цапфы 3, (фиг. 1, на фиг. 2) Пружина 7 оборудована устройством для изменения шага витков пружины путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины может производиться в процессе шлифования семян. Такой монтаж внутри шлифовального барабана двух пружин различных по форме и размерам, не только обеспечивает надежность перемещения семян от загрузки к выгрузке, но и способствует усложнению движения семян внутри шлифовального барабана, которые при своем движение встречаются с витками двух пружин 6 и 7 изменяют направление движения и интенсифицируют энероемкость и частоту встреч семян друг с другом и со стенками шлифовального барабана 1
Шлифовальный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси пустотелого цилиндра с поверхностью по периметру виде выступов 8 и впадин 9 треугольной формы и размещенными наклонно под одинаковым углом α, торцевыми стенками 10 и 11 (фиг. 6, а) или размещенными наклонно под разными углами ϕ и j к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана 1 плоскими торцевыми стенками 10 и 11 эллиптической формы (фиг. 6, б) с образующими по их периметру чередующимися выступами и впадинами треугольной формы, при этом большие оси эллипсов АВ и СД (фиг. 5) торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру виде выступов 8 и впадин 9 треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β.
Предлагаемый малогабаритный станок для предпосевной обработки семян моркови работает следующим образом.
Потоки семян (фиг. 1) подаются через средство для загрузки (на чертежах не показано), через загрузочную цапфу 2, внутрь шлифовального барабана 1, где они совершают движение по различным сложным траекториям, размеры которых меняются по длине шлифовального барабана 1 в каждом поперечном сечении, при этом размеры траекторий и характер изменяется по всей длине перемещения семян от загрузки к выгрузке. В результате, поток движущихся семян не стационарен, а размеры и расположение активного движения их потоков заметно меняются за время одного оборота шлифовального барабана 1.
В результате нарушения упорядоченности процесса движения семян, движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость их соударений между собой и со стенками шлифовального барабана 1, что обеспечивает повышение производительности шлифования семян. Процесс не стационарности движения семян усиливается не только чередующимися впадинами и выступами треугольной формы по периметру шлифовального барабана 1, но и наклоненными друг к другу под углом α, торцевым стенками 10 и 11, повернутыми относительно друг к другу на угол β, что существенно меняет направление движения семян вдоль оси вращения шлифовального барабана 1 и создает зоны различного давления на потоки семян и интенсифицируется процесс их шлифования. Поэтому семена имеют возможность не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки семян. В результате такой интенсификации движения потоков семян повышается производительность и отшлифованные семена через разгрузочную цапфу 3 и разгрузочное приспособление (на чертежах не показано) выводится за пределы малогабаритного станка для предпосевной обработки семян.
Процесс движения семян, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. В каждой порции, семена перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс шлифования семян и расширяет технологические возможности. Процесс шлифования семян также интенсифицируется смонтированными внутри станка и шлифовального барабана 1 пружиной 6 эллиптической формы и пружиной 7 цилиндрической формы с направлением витков, совпадающим с направлением вращения шлифовального барабана 1, которые обеспечивает дополнительное продольное перемещение семян внутри шлифовального барабана 1 движущихся от загрузки к выгрузке. Пружины 6 и 7 оборудованы устройствами для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружин может производиться также в процессе шлифования семян. В зависимости от характеристик семян и требуемого времени их шлифования, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса шлифования семян. Направление витков пружин может совпадать или быть против направления вращения шлифовального барабана 1. В нужном положении пружину фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). На выходе шлифовального барабана 1 порции семян через разгрузочную цапфу 3 выводятся в разгрузочное средство (на чертеже не показано).
Движение семян по внутренней поверхности цапф 2 и 3 увеличивает энергоемкость и путь движения в рабочей зоне их поверхности покрытой слоем резины, что повышает производительность.
Скорость перемещения семян от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего станка для предпосевной обработки семян.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет того, что шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси вращения пустотелого усеченного конуса с поверхностью по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы и размещенными наклонно под одинаковым углом α, основаниями пустотелого усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру в виде выступов и впадин треугольной формы или размещенными наклонно под разными углами ϕ и j к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана в виде усеченного конуса плоскими торцевыми стенками эллиптической формы с образующими по их периметру чередующимися выступами и впадинами треугольной формы, равными по количеству впадин и выступов треугольной формы периметра усеченного конуса в виде шлифовального барабана, при этом большие оси эллипсов оснований усеченного конуса в виде торцевых стенок эллиптической формы с образующими по периметру виде выступов и впадин треугольной формы, повернуты относительно друг друга на угол β и внутри шлифовального барабана концентрично установлены две пружины растяжения и сжатия различных форм и размеров, смонтированные одна в другой (концентрично), которые тоже покрыты слоем резины и оборудованы устройствами для изменения шага витков путем их растяжения или сжатия, что в совокупности и каждый из признаков в отдельности, обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков семян при их движении от загрузки к выгрузке, за счет интенсификации процесса шлифования семян, благодаря нарушению стационарности движения их потоков внутри шлифовального барабана малогабаритного станка и в загрузочной и в разгрузочной цапфах, а также благодаря винтовым линиям и винтовым поверхностям треугольной формы по периметру шлифовального барабана векторы скорости движения семян при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует повышению производительности процесса шлифования семян и расширению технологических возможностей.