МЕТАТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
GRANULAR MATERIALS THROWER

Предлагаемое изобретение относится к зерноочистительным машинам, так называемым зернометателям, широко применяемым в сельском хозяйстве для транспортирования, охлаждения, подсушки, сортирования и очистки зерна на токах и складах.
Известен зернометатель, включающий установленную на ведомых и прижимном барабанах ленту. Прижимной барабан выполнен из установленных параллельно друг другу дисков, связанных между собой поперечными лопастями, образующими между собой и лентой карманы-ячейки для порционного метания зерна (см. SU №776962, М.кл M65G 31/02, опубл. 07.11.80, бюл. №4).
Недостаток данной конструкции состоит в том, что она включает 4 барабана - ведущий, 2 ведомых и лопастной, способствующих увеличению габаритного размера и расхода мощности. Лопасти имеют в поперечном сечении сложную серповидную форму и подача зерна в метатель осуществляется самотеком из бункера.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является выбранный в качестве прототипа метатель сыпучих материалов, включающий установленную на ведущем, двух ведомых и прижимном барабанах бесконечную ленту, бункер, привод. Прижимной барабан выполнен из установленных параллельно друг другу торцевых дисков, связанных между собой поперечными наклонными лопастями, имеющими в поперечном сечении серповидную форму. Лопасти образуют кармашки-ячейки при соприкосновении с лентой (см. SU №776962, М.кл. B65G 31/02, опубл. 07.11.1980, бюл. №41).
Известный зернометатель с бесконечной лентой, принятый в качестве прототипа, имеет конструктивное исполнение, приведшее к использованию двух ведомых барабанов и увеличению длины ленты, его габаритного размера, материало- и энергоемкости. При этом отсутствие приемно-питающего устройства и подача исходного материала самотеком не обеспечивают безударное поступление зерна в лопастной барабан и условие заполнения его ячеек необходимым количеством порции, их выгрузки и метания в воздух, достаточной эффективности и производительности работы лопастного ленточного метателя.
Таким образом, технической задачей изобретения является совершенствование конструктивного исполнения ленточного лопастного зернометателя, уменьшение количества ведомых лопастей (до одного), длины бесконечной ленты, увеличение внутреннего диаметра лопастного барабана для установки в его центре приемно-питающего устройства, создание зоны подачи материала питающим устройством в лопастной барабан и обеспечение условий заполнения ячеек требуемым количеством порции материала, их выгрузки из них в сторону метания и повышение эффективности фракционного разделения и очистки зерна от примесей.
Технический результат изобретения - повышение эффективности метателя, качества сортирования и очистки зерна.
Указанный технический результат достигается тем, что в метателе сыпучих материалов, включающем в неподвижном кожухе-корпусе установленную на ведущем, ведомом и прижимном лопастном барабанах бесконечную ленту, бункер, привод, прижимной барабан выполнен из установленных параллельно друг другу двух торцевых кольцевых дисков и расположенных между ними наклонных лопастей, образующих ячейки при соприкосновении с лентой, согласно изобретению в прижимном лопастном барабане между торцевыми кольцевыми дисками установлен промежуточный кольцевой диск, лопасти расположены в два ряда между промежуточным и торцевыми кольцевыми дисками и имеют в поперечном сечении форму разностороннего треугольника, вершина которого направлена к центру барабана и лежит на внутренней окружности барабана, а основание его проходит по наружной окружности барабана, в центральной части по внутренней окружности лопастного барабана установлен приемный цилиндр с выпускным окном, в котором расположен приемный шнек, соединенный с бункером, и радиальные питающие лопасти, расположенные вокруг шнека, при этом нижняя кромка выпускного окна расположена на вертикальном диаметре барабана напротив точки соприкосновения окружности барабана с лентой, а верхняя кромка - на 10° выше горизонтального диаметра барабана.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие новых конструктивных признаков, а именно установка в лопастном барабане приемного цилиндра с выпускным окном, играющего роль приемно-питающего устройства, а также наличие промежуточного кольцевого диска, обеспечивающего установку двух рядов лопастей, имеющих в поперечном сечении форму треугольника.
При новом конструктивном исполнении и условиях работы ленточного метателя определены условия приема исходного материала из бункера приемным шнеком приемного цилиндра и его центробежной подачи радиальными питающими лопастями через выпускное окно к периферии лопастного барабана. При этом подача материала начинается в точке С нижней кромки окна, совпадающей с вертикальным диаметром, и прекращается в точке Д верхней кромки, расположенной на 10° выше горизонтального диаметра барабана. При расположении верхней кромки выпускного окна приемного цилиндра выше 10° от горизонтального диаметра не успевает сформироваться порция в ячейке, метание происходит через открывшееся отверстие в ее дне по касательной, что снижает качество сортирования. Оптимальное расположение верхней кромки выпускного окна приемного цилиндра обеспечивает порционное метание материала вдоль ремня ленты, дальность отлета и эффективное разделение материала по плотности.
В заявляемом устройстве определен участок АВ обхвата лентой по окружности лопастного барабана, обеспечивающий технологический процесс и параметры подачи материала приемным цилиндром в лопастной барабан, уменьшение количества ведомого барабана и уменьшение длины бесконечной ленты, заполнение ячеек и формирование необходимого объема порции материала в них от начала подачи в точке А до точки В, их выгрузку и метание лопастью вдоль поверхности движущейся ленты под углом α=45° к горизонту. При этом в процессе поступления материала в ячейку происходит его сортирование в поле центробежных сил от вращения барабана и выделение зерновок длинных примесей в верхнюю часть слоя порции зерна с тем, чтобы улучшить четкость их сортирования при метании в воздух. Движение порции материала на ленте в начальный момент поддерживается основанием лопасти. Это способствует увеличению дальности отлета тяжелых «добротных» зерен от поверхности ленты и уменьшению этой величины у зерновок овсюга, находящихся в верхней части слоя в контакте с поверхностью основания лопасти, что обеспечивает повышение эффективности разделения и очистки зерна метанием в воздух.
Наличие промежуточного кольцевого диска в заявляемом устройстве обеспечивает установку двух рядов лопастей, что предотвращает колебание ремня ленты, ее прогиб, нарушение условий разделения.
Таким образом, новая совокупность перечисленных конструктивных элементов, находящихся во взаимной связи друг с другом, обеспечивает достижение указанного выше технического результата. Он заключается в обеспечении рациональных условий процессов шнековой загрузки и «безударной» центробежной подачи радиальными питающими лопастями в определенной зоне через выпускное окно приемного цилиндра к лопастям барабана и заполнение ячеек зерном с выделением длинных примесей в верхнюю часть его слоя, обеспечивающих в совокупности устранение условий травмирования и повышение эффективности фракционного разделения и очистки зерна при порционном метании на ленточном метателе.
Сравнение предлагаемого устройства с другими известными техническими решениями из уровня техники по патентной и технической документации позволило установить, что авторами не выявлены решения, включающие совокупность признаков, сходных и эквивалентных заявленным. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез заявляемого метателя сыпучих материалов; на фиг. 2 - продольный разрез лопастного барабана; на фиг. 3 - схема загрузки и центробежной подачи зерна в лопастной барабан, его перемещения в ячейках барабана на ленте и выгрузки из ячеек в сторону метания вдоль поверхности движущейся ленты метателя.
Предлагаемый метатель сыпучих материалов содержит в неподвижном кожухе-корпусе прижимной лопастной 1, ведущий 2 и ведомый 3 барабаны, установленную на них бесконечную ленту 4. В центральной части лопастного барабана 1 по его внутренней окружности установлено приемно-питающее устройство в виде приемного цилиндра 5 с выпускным окном. Нижняя кромка выпускного окна цилиндра 5 расположена в точке С пересечения окружности с вертикальным диаметром барабана или напротив точки соприкосновения окружности барабана с лентой. Верхняя кромка выпускного окна цилиндра 5 расположена в точке Д выше от горизонтального диаметра барабана на 10° (см. фиг. 1). В приемном цилиндре 5 расположен приемный шнек 6, соединенный с загрузочным бункером 7, и радиальные питающие лопасти 8, расположенные вокруг шнека 6 (см. фиг. 2).
Прижимной лопастной барабан 1 выполнен из установленных параллельно друг другу двух торцевых 9 и одного промежуточного 10 кольцевых дисков. Между торцевыми 9 и промежуточным 10 кольцевыми дисками в два ряда расположены наклонные лопасти 11, имеющие в поперечном сечении форму разностороннего треугольника, вершина которого направлена к центру барабана 1 и лежит на внутренней окружности барабана, а основание его проходит по наружной окружности барабана 1. При соприкосновении оснований лопастей 11 с лентой 4 между лопастями 11 образуются ячейки 12.
Шкивы 13, 14, и 15 предназначены для клиноременной передачи 16 вращения от электродвигателя 17 к ведущему барабану 2 и валу приемного шнека 6. Вращение лопастного 1 и ведомого 3 барабанов происходит через бесконечную ленту (плоский ремень) от ведущего 2 барабана.
Метатель сыпучих материалов работает следующим образом. Исходный материал G для охлаждения, подсушки сортирования и очистки от примесей подают через загрузочный бункер 7 в центральную часть лопастного барабана 1 в приемный цилиндр 5. Посредством приемного шнека 6 и установленных вокруг него радиальных питающих лопастей 8, вращающихся в попутном направлении с барабаном 1, под действием центробежной силы требуемое количество порции материала поступает через выпускное окно приемного цилиндра 5 к лопастям 11 и в ячейки 12. Лопастной барабан 1 вращается от ведущего 2 и ведомого 3 барабанов посредством ленты 4, а вал шнека 6 - от электродвигателя 17 посредством шкивов 13, 14, 15 клиноременной передачи 16. При этом обеспечиваются необходимые параметры приемно-питающего устройства и работы лопастного барабана 1 для фракционного разделения и очистки зерна от примесей по дальности отлета. При этом угол γ=60° передней стенки ячейки 12 к направлению ленты на барабане обеспечивает условие выгрузки порции зерна и его метания в сторону поверхности движущейся ленты. Соединение передней стенки лопасти с задней под острым углом (вершина треугольника) образует ее основание по окружности наружного диаметра лопастного барабана, которое в начальный момент после метания поддерживает движение зерновок легких примесей и овсюга, находящихся на поверхности слоя порции материала в ячейке 12, и отклоняет их от потока движения основного зерна, что способствует повышению эффективности очистки зерна от примесей. Кроме того, закрепление наклонных лопастей 11 между торцевыми 9 и промежуточным 10 кольцевыми дисками уменьшает вибрации ленты от лопастного барабана, повышает эффективность очистки зерна при его метании в воздух.
Материалы исследования показывают, что центробежная подача исходного материала с питающих лопастей 8 к лопастям 11 лопастного барабана 1 при попутном вращении обеспечивает уменьшение скорости удара по зерну и устранение травмирования зерна по сравнению с гравитационной подачей материала в барабан самотеком, а также повышает эффективность фракционного разделения и очистки зерна.
Таким образом, предлагаемый метатель сыпучих материалов обеспечивает улучшение конструкции ленточного метателя, эффективность обработки зерна и его фракционного разделения и очистки, отбор крупной фракции для семян, уменьшение объема очистки зерна от примесей по длине, применение материало- и энергосберегающей технологии очистки, способствует уменьшению затрат на производство зерна.