УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ
DEVICE FOR MECHANICAL PROCESSING GRAIN MASS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к защите запасов зерна от вредителей, а также может быть использовано для других целей, например для предпосадочной обработки семян.
С давних пор человек ведет борьбу с вредителями сельского хозяйства и наиболее опасными из них являются представители семейства Acariformes, которые проникают в массу зерна, размножаются в зернах, поражая зародыши семян.
Продукты, подлежащие использованию в пищу, не могут быть подвержены дезинсекции путем применения химических средств, так как это вредно для здоровья человека и, кроме того, химикаты могут уничтожать не только вредных, но и полезных насекомых. Нежелательными для борьбы с вредными насекомыми являются и радиационные установки из-за остаточной, иногда длительной радиоактивности после обработки зерна.
Наиболее надежными, простыми по устройству и эксплуатации остаются механические устройства отечественного производства.
Известно устройство для уничтожения вредителей зерна, содержащее загрузочный бункер с дозатором и ударный механизм с приводом, при этом ударный механизм выполнен в виде направляющей трубы и отражательной стенки, установленной на выходном конце трубы с зазором, а привод в виде потока воздуха, т.е. пневматический (Патент на полезную модель №68860, опубл. Бюл №34, 2007 г.). Однако эффективность переработки на таком устройстве остается низкой, так как подача зерновой массы в трубу хотя и дозирована, но по плотности потока масса остается неравномерной. Подача зерновой массы через трубу с помощью пневматики также получается неравномерной и, в целом, процесс ударения зерен об отражатель происходит при разных скоростях полета, то есть не стабильно. Качество переработанной зерновой массы остается низкой из-за наличия остаточного содержания живых организмов различных форм, в частности, внутри зерен.
Наиболее близким к заявленному устройству является известное устройство того же назначения, содержащее загрузочный бункер с дозатором, ударный механизм, выполненный в виде установленного на вертикальном валу разбрасывающего диска с радиальными пластинами, цилиндрического отражателя, установленного с зазором вокруг разбрасывающего диска, и выгрузной бункер (Патент на полезную модель №80311, опубл. Бюл №4, 2009 г.).
Недостатки наиболее близкого аналога связаны с его конструктивными особенностями и проявляются в следующем:
- траектория полета каждого зерна с вращающегося диска в момент удара соприкасается с неподвижной поверхностью цилиндрического отражателя по касательной,
- часть энергии, предназначенной для полета и удара зерна, тратится напрасно и, соответственно, для создания большего усилия удара требуется увеличивать скорость вращения диска,
- трудно произвести правильный расчет скорости вращения диска и усилие удара зерна в отражатель, чтобы получить стабильный процесс работы устройства.
Кроме того, после удара о цилиндрическую поверхность отражателя зерно в общей массе продолжает полет хаотично и часть его приобретает направление полета, встречное к массе зерна, летящей с вращающегося диска. Качество такой переработки зерна остается низким.
Таким образом, недостатки известного устройства связаны с большим расходом электроэнергии и невысоким качеством переработки зерновой массы.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании устройства, способного более эффективно уничтожать вредителей зерна.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества переработки зерна, зараженного вредителями, в частности амбарным долгоносиком в различных его жизненных формах при оптимальных затратах электроэнергии.
Достигается технический результат тем, что в устройстве для механической переработки зерновой массы, содержащем загрузочный бункер, дозатор, ударный механизм в виде установленного на вертикальном валу разбрасывающего диска с радиально установленными пластинами и цилиндрического отражателя, расположенного с зазором вокруг разбрасывающего диска, и выгрузной бункер, цилиндрический отражатель закреплен на разбрасывающем диске для совместного вращения, радиальные пластины снабжены прикрепленными к их наружным концам дугообразными пластинами, установленными с образованием по их наружной поверхности вторичного отражателя и ограниченной зоны полета зерновой массы.
Кроме того, цилиндрический отражатель прикреплен к разбрасывающему диску с возможностью перезакрепления для замены всего разбрасывающего диска на диск другого типа из комплекта устройства для выполнения других работ.
Отличительными признаками заявленного устройства от указанного выше известного, принятого за прототип, являются крепление цилиндрического отражателя на разбрасывающий диск для совместного с ним вращения и установка на разбрасывающем диске дугообразных пластин, прикрепленных к концам радиальных пластин.
Благодаря наличию этих признаков удары зерен о поверхность отражателя производятся под расчетным углом, близким к прямому, и отраженные зерна при соответствующей скорости вращения попадают строго на поверхность вторичного отражателя с расчетным усилием, в результате чего качество переработки зерна улучшилось. Таким образом, поток зерновой массы через устройство упорядочился и процесс переработки стал более стабильным.
Устройство представлено на фигурах 1-3. На фигуре 1 представлен общий вид, на фигуре 2 - разбрасывающий диск, вид сверху, на фигуре 3 - разбрасывающий диск в работе. Устройство содержит загрузочный бункер 1, размещенные в общем корпусе 2 на вертикальном валу 3 разбрасывающий диск 4 с радиальными пластинами 5 и прикрепленные к их концам дугообразные пластины 6. К разбрасывающему диску с зазором «а» прикреплен, с возможностью совместного вращения, цилиндрический отражатель 7. Под разбрасывающим диском расположен выгрузной бункер 8.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Зерновая масса, зараженная вредителями, в частности амбарным долгоносиком в различных его жизненных формах, поступает в загрузочный бункер 1. Количество зерновой массы, определяемое производительностью устройства, направляется в середину разбрасывающего диска 4. При вращении разбрасывающего диска под действием центробежных сил радиальные пластины 5 направляют зараженную зерновую массу на цилиндрический отражатель 7, при этом угол соприкосновения в момент удара зерна о поверхность отражателя происходит под прямым углом. Отраженная зерновая масса от цилиндрической поверхности отбрасывается на радиальные пластины 5 и далее, в зависимости от скорости вращения диска, либо вновь отражается на поверхность цилиндрического отражателя 7, либо опускается под действием сил тяготения через зазор «а» в выгрузной бункер 8. Сила механического удара зерен и содержащихся в них вредителей о поверхность цилиндрического отражателя регулируется в зависимости от состояния зерновой массы и жизненных форм вредителей путем изменения скорости вращения разбрасывающего диска 4.
Известно, что максимально допустимая скорость при соударении зерна с твердым отражателем находится в пределах (21-22) м/с. При большей скорости происходит травмирование зерна. Механическое разрушение и уничтожение жизненных форм долгоносика происходит от соударения при скорости 6 м/с. Следовательно, угловая скорость вращения вертикального вала 3 должна соответствовать скорости соударения зараженной зерновой массы о цилиндрический отражатель в интервале от 6 до 20 м/с, при которых не происходит травмирование зерна, но механически уничтожаются все жизненные формы хлебных вредителей. Наиболее оптимальным значением для надежной работы устройства является интервал от 15 до 20 м/с.
Для проведения испытаний заявленного устройства создан экспериментальный образец на базе разбрасывателя минеральных удобрений Л-116, который агрегатирован с трактором МТЗ-82 с частотой вращения вала отбора мощности (ВОМ) до 540 об/мин. В процессе производственных испытаний произведена видеозапись и фиксация полученных результатов, которые сведены в таблицу.
Таблица 1
Основные результаты производственных испытаний
Обороты ВОМ, об/мин
N п/п
Выживание взрослых форм, %
Выживание яиц, %
Производительность, т/ч
Дробление зерна, %
Всхожесть зерна, %
1
0
100
100
0,5
98
2
100
92
100
Присутствуют уцелевшие формы вредителей
0,5
97
3
200
11
84
0,5
98
4
300
0
27
0,5
99
5
400
0
0
23
0,5
98
6
540
0
0
30
0,6
98
Для исследований применялось зерно пшеницы «Московская - 39» урожая 2011 года и искусственно зараженное долгоносиком до III степени зараженности (более 10 долгоносиков на 1 кг зерна). Зараженность зерна определялась по ГОСТ 13586.6-93 «Зерно. Методы определения зараженности вредителями» и ГОСТ 27559-87 «Мука и отруби. Метод определения зараженности и загрязненности вредителями хлебных запасов».
Из таблицы видно, что полное уничтожение всех жизненных форм долгоносика наступает при оборотах ВОМ 400-540 об/мин., при этом дробление зерна остается практически в норме (0,5-0,6)%. Также не изменяется и всхожесть зерна.
Конструкция устройства создана с возможностью его универсализации за счет замены разбрасывающего диска на диск другого типа из комплекта устройства для переработки зерен других культур или других работ, например предпосевной обработки семян, с использованием центробежных сил.