МАШИНА ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ СЕМЯН
GRINDING MACHINE FOR SEEDS

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к оборудованию для предпосевной обработки семенного материала, и может быть использовано для подготовки к посеву семян мелкосемянных культур, например моркови.
Известна машина для шлифования семян свеклы, содержащая раму, механизм привода, бункер-дозатор, вращающийся горизонтальный шлифовальный барабан с образованной полусферическими выступами абразивной поверхностью, внутри которого находится рабочий орган, представленный валом, на котором установлены упругие, имеющие абразивные поверхности пластины, образующие с горизонтальным барабаном шлифовальной камеры с переменным зазором в поперечном сечении. Для выгрузки семян машина снабжена разгрузочным окном и выгрузным лотком (авт. свид. СССР №1470211, МКИ А01С 1/00, опубл. 07.04.1989 г. в Бюл. №13).
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, поскольку указанная машина не приспособлена для шлифования мелкосемянных культур, например семян моркови, так как абразивные поверхности машины приводят к высокой степени травмирования указанных семян, вследствие чего резко снижаются посевные качества и всхожесть последних. Кроме того, машина имеет недостаточно высокую производительность.
Наиболее близком к предлагаемой является машина для шлифования семян моркови (патент №2516336 МКИ А01С 1/00, опубл. 20.03.2014 бюл. №14), содержащая шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, рабочий орган, бункер-дозатор, выгрузной лоток, содержащая бункер-дозатор.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, сложность конструкции и недостаточно высокая производительность.
Техническим решением является расширение технологических возможностей, упрощение конструкции и повышение производительности.
Техническое решение достигается тем, что в машине для шлифования семян, содержащей шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, рабочий орган, бункер-дозатор, выгрузной лоток, внутри контейнера смонтирована цилиндрическая пружина, оборудованная устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, шлифовальный барабан изготовлен в виде контейнера, упруго установленного на основании с вибратором, и смонтирован по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, при этом полоса свернута в цилиндрические витки с образованием по наружной и внутренней поверхности винтовых линий, а также винтовых поверхностей криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения контейнера, в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы и покрытой внутри слоем резины, причем внутри контейнера жестко смонтирована коническая пружина с круглым сечением витков и направлением витков, противоположным направлению винтовых поверхностей и винтовых линий контейнера, покрытая слоем резины и оборудованная устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины для шлифования семян.
Новизна заключается в том, что семена совершают циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии барабана, не от вращающегося шлифовального барабана (он не вращается), а от возмущающей силы вибратора через стенки шлифовального барабана (контейнера).
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения контейнера по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, при этом полоса свернута в цилиндрические витки с образованием по наружной и внутренней поверхности винтовых линий, а также винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы, покрытой слоем резины, увеличивается общая площадь контакта с семенным материалом, поэтому интенсивность и активность контактирования частиц семенного материала друг с другом возрастает и расширяются технологические возможности машины для предпосевной обработки семенного материала.
Новизна заключается также в том, что изготовление контейнера из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под острым углом к оси контейнера винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов полукруглой формы с центрами кривизны карманов, расположенными внутри поперечного сечения контейнера, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и размерам, позволяет сообщить частицам семенного материала дополнительные перемещения вдоль винтовых линий, т.е. продольное перемещение семенного материала вдоль оси контейнера, и обеспечить ускоренное их движение к выгрузному отверстию.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри контейнера со сложной винтовой поверхностью в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения частиц семенного материала, что интенсифицирует не только частоту контактирования частиц семенного материала, но и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что элементы криволинейной винтовой поверхности шлифовального барабана, выполненного в виде контейнера, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии, поэтому при работе вибратора семена, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу элементов криволинейной винтовой поверхности контейнера, и обеспечивается продольное перемещение частиц семян от загрузки к выгрузке, увеличивается интенсивность их взаимодействия, повышается производительность и расширяются технологические возможности.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление машины с закрепленным внутри конической пружины, покрытой слоем резины, смонтированной внутри контейнера и оборудованной устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, позволяет не только создать противопотоки движения семян, но и обеспечить их ускоренное продольное перемещение от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении шлифовального барабана в виде контейнера и обеспечить интенсивное их перемешивание, что расширяет технологические возможности, повышает производительность.
Новизна заключается в том, что внутри по всей длине контейнера смонтирована коническая пружина, покрытая слоем резины, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении семян от выгрузки к загрузке в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса их шлифовки (откалывания от семян шипиков и т.п.). Такое радиальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что семена, совершающие циркуляционное движение внутри контейнера в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии контейнера, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, что создает противопотоки движения семян, увеличивает интенсивность обработки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри по всей длине контейнера коническая пружина снабжена устройством для изменения шага витков пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения семян при изменении производительности машины для шлифования семян, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия семян, увеличивает производительность, расширяет технологические возможности.
На фиг. 1 изображена конструктивная схема машины для шлифования семян, общий вид, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг. 3 - шлифовальный барабан, изготовленный в виде в виде контейнера, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - полоса с размеченными прямыми линиями; фиг. 6 - полоса, согнутая по прямым линиям; на фиг. 7 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.
Машина для шлифования семян (фиг. 1, фиг. 2) содержит шлифовальный барабан, изготовленный в виде контейнера 1, смонтированного горизонтально на плите 2, которая жестко с помощью упругих элементов 3 закреплена на основании 4. Контейнер 1 снабжен вибратором 5, который прикреплен к плите 2. Продольное перемещение семян от загрузки 6 (бункер-дозатор) к выгрузке 7 (выгрузной лоток) в контейнере 1 обеспечивается внутренней поверхности винтовых линий, а также винтовых поверхностей криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения контейнера 1, в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы.
Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении семян внутри контейнера 1 смонтирована коническая пружина 8, которая оборудована устройством для изменения шага витков конической пружины 8 путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков конической пружины 8 может производиться также в процессе шлифования семян, т.е. в процессе работы машины.
В зависимости от вида семян, требуемого времени обработки устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям шлифования. Например, если требуется малое время обработки, то уменьшается шаг пружины 8 и, таким образом, изменяется поток семян в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При шлифовании семян, требующем длительного времени пребывания в контейнере 1, шаг витков 8 увеличивают, и, таким образом, изменяется поток семян в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 8 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). Регулировка величины шага пружины 8 может быть осуществлена также и в процессе шлифования семян. Коническая пружина 8 покрыта слоем резины (на чертежах не показана).
Машина для шлифования семян (фиг. 1, фиг. 2) снабжена бункером-дозатором 6, закрепленным на плите 2, и выгрузным лотком 7, внутренняя поверхность контейнера 1 покрыта слоем резины 9.
Контейнер 1 (фиг. 3, фиг. 4) изготовлен по меньшей мере из одной полосы 10, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам 11 полосы 10, при этом полоса 10 свернута в цилиндрические витки с образованием по наружной и внутренней поверхности винтовых линий, одна из винтовых линий на фиг. 3 показана утолщенной линией 12-13-14-15-16-17-18-19-20, а также винтовых поверхностей криволинейной формы с центрами кривизны карманов, расположенными внутри поперечного сечения контейнера, в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 21, 22, 23, 24, 25, 26 (фиг. 4), которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхности.
Изготовление контейнера 1 с многозаходными винтовыми поверхностями, расположенными по внутреннему по винтовым линиям, позволяет не только значительно увеличить длину контакта семян с поверхностью контейнера 1 (шлифовального барабана) в зависимости от величины шага винтовых линий и количества заходов, но и сообщить обрабатываемым семенным материалам дополнительного перемещения вдоль винтовых линий, т.е. продольное перемещение вдоль оси контейнера 1, и обеспечить движение от загрузки 6 (бункер-дозатор) к выгрузке 7 (выгрузной лоток).
Контейнер 1 (фиг. 3, фиг. 4) изготовлен по меньшей мере из одной полосы 10, соединенной по продольным кромкам 11 (показаны на фиг. 3 штрихпунктирной линией с двумя точками) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей винтовых линий (одна из винтовых линий на фиг. 3 показана утолщенной линией 12-13-14-15-16-17-18-19-20-21) и винтовых поверхностей (фиг. 4) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Полоса 10 (фиг. 5, фиг. 6) согнута по прямым линиям 27 под одинаковыми углами β к кромкам 11 полосы 10, размещенным друг от друга на расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например для карманов полукруглой формы 21, 22, 23, 24, 25, 26 на расстояниях L.
Полоса 10 после сгиба (фиг. 6) свернута в цилиндрические витки (фиг. 7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 11 известными методами, например сваркой, в контейнер 1.
Машина для шлифовки семян работает следующим образом. Возмущающая сила вращающегося вибратора 5 через плиту 2 и стенки контейнера 1 передается семенам (фиг. 1, фиг. 2), которые непрерывным потоком загружаются с помощью бункера-дозатора 6. Под влиянием вибрации семена совершают вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1. Радиальное движение семенам от загрузки к выгрузке обеспечивается за счет винтовых канавок 21, 22, 23, 24, 25, 26, покрытых слоем резины. Встречаясь с семенами, совершающими под воздействием вибрации вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси контейнера 1, винтовые поверхности в виде винтовых канавок 21, 22, 23, 24, 25, 26 направляют семена в сторону выгрузки. Радиальное движение семенам от выгрузки к загрузке, т.е. в обратном направлении, обеспечивается за счет того, что семена, совершающие циркуляционное движение внутри барабана (контейнера) 1 в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии барабана, встречаясь с витками неподвижно закрепленной конической пружины 8, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, т.е. в обратном направлении. При этом семена движутся вдоль винтовых навивок конической пружины 8, обеспечивая перемещение их в обратном направлении. Частота движений и соударений семян определяется не только частотой виброактиватора и количеством винтовых канавок по периметру контейнера 1, но и наличием витков и шагом конической пружины 8, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри контейнера 1. Поэтому в предлагаемой конструкции машины для шлифовки семян обеспечивается повышение не только частотных характеристик, но и частот и амплитуд их движения, обеспечивается также активная циркуляция и взаимодействие. Таким образом, процесс шлифовки активизируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри контейнера 1 конической пружины 8, которые изменяют направление движение семян, направляя их в радиальном направлении в сторону загрузки, т.е. в обратном направлении, что увеличивает интенсивность их циркуляции, увеличивает частоты взаимодействия, создает противопотоки, повышает производительность шлифовки и расширяет технологические возможности. В результате семена, преодолевая сопротивление встречных их потоков от витков пружины 8, совершают сложное пространственное движение, происходит интенсивное шлифование семян, при этом от семян откалываются шипики, и семена благодаря трению о резиновое покрытие контейнера и витков пружины, покрытых слоем резины, а также между собой интенсивно шлифуются и затем выгружаются из контейнера 1 в выгрузной лоток 7.
Технико-экономические преимущества возникают за счет обеспечения продольного перемещения семян и создания их встречных потоков, пространственной формы контейнера в виде винтовых канавок, за счет того что внутри по всей длине контейнера смонтирована неподвижно коническая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном радиальном направлении, но и способствует интенсификации осуществления взаимодействия семян друг с другом и со стенками контейнера, за счет того что коническая пружина снабжена устройством для изменения шага витков пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения семян, изменение производительности машины для шлифовки семян, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия семян, повышает производительность, расширяет технологические возможности.