ПОРЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТИРАНИЯ СЕМЯН ТРАВ
PORTIONAL STRUCTURE FOR WIPING GRASS SEEDS

Изобретение относится к машинам для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства семян многолетних трав и других культур, а именно к семявытирающим устройствам периодического действия.
Известны терочные устройства непрерывного действия, содержащие корпус с рифленой терочной поверхностью и установленный внутри него с зазором барабан с бичами и горизонтальной осью вращения (патент РФ №2316170). При этом бичи могут быть выполнены резиновыми и плоскими (патент РФ №2267905, МПК 7 A01F 11/04).
Особенностью таких терочных устройств является то, что материал в них вытирается в потоке. Их недостаток состоит в том, что они сложны ввиду необходимости установки точного молотильного зазора между бичами и терочной поверхностью. Для регулирования зазора под бичи необходимо устанавливать регулировочные прокладки. И, хотя бичи могут быть плоскими и выполненными из резины, они не способны отклоняться от радиальной плоскости назад и обеспечивать саморегулирование зазора. Кроме того, бичи жестко крепятся к металлическим несущим элементам барабана, а потому являются грубыми. Поэтому при зазоре менее 2 мм будет происходить травмирование семян, а при зазоре более 6 мм - снижение эффективности вытирания. Такие устройства могут работать эффективно только при соблюдении молотильных зазоров и расположении оси вращения барабана в горизонтальной плоскости. При расположении оси вращения барабана в вертикальной плоскости их работа будет неэффективна потому, что бичи не образуют с барабаном сплошных лопастей, начинающихся от центра. Материал в этом случае будет медленно перемещаться от центра к периферии и неравномерно распределяться по боковой терочной поверхности в вертикальной плоскости (вверху его будет меньше, чем внизу в результате действия силы тяжести). Кроме того, данные устройства из-за большого внутреннего пространства не способны обрабатывать малые порции материала (30…50 г).
Известна клеверотерка порционная КП-10 (Машины для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства полевых культур: кат. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - С.76), включающая Г-образный корпус, на горизонтальной консоли которого установлены ротор с вертикальной осью вращения и одной лопастью, и охватывающий ротор съемный стакан, примыкающий к корпусу снизу и образующий с ним закрытую терочную емкость. Лопасть ротора выполнена из эластичного материала с фигурными вырезами по бокам и не касается дна стакана и корпуса. При этом терочные поверхности стакана (боковая цилиндрическая поверхность и дно) выполнены гладкими.
По сравнению с предыдущими данное устройство проще, позволяет обрабатывать малые порции материала, быстро производить очистку при переходе на другую культуру и сорт.
По совокупности существенных признаков и технической сущности данное устройство наиболее близко заявляемому и принято за прототип.
Недостатками прототипа являются отсутствие таймера (реле времени вытирания порции материала), затрудняющее управление процессом вытирания, и гладкие терочные поверхности (без рифления), что способствует скольжению материала по ним с минимальным участием сил трения и увеличивает время обработки порции материала (материалу не за что зацепиться и поэтому он сильно пробуксовывает). Кроме того, ротор установлен в стакане с большим зазором относительно его дна и касается боковой цилиндрической терочной поверхности только в нескольких точках в виду наличия на его лопасти боковых фигурных вырезов. Это практически исключает из обработки нижний слой материала и не обеспечивает надежного захвата и поджатия материала к боковой цилиндрической поверхности. Такая лопасть только разгоняет материал. Прижатие же частиц материала к боковой поверхности стакана происходит в основном благодаря действию на них центробежной силы почти без участия упругих свойств эластичной лопасти ротора. Все это в целом делает процесс вытирания семян из исходного материала неэффективным и длительным. Из-за большой продолжительности процесса вытирания возможно повреждение отдельных семян.
Задачей изобретения является повышение эффективности и сокращение времени вытирания семян без их повреждения.
Поставленная задача решена с помощью порционного устройства для вытирания семян трав, включающего корпус, на котором установлены вертикально вращающийся ротор с одной или несколькими лопастями, выполненными из эластичного материала, и охватывающий ротор съемный стакан с терочными поверхностями, примыкающий к корпусу и образующий с ним закрытую терочную емкость, механизмы электропривода, причем оно дополнительно снабжено таймером, терочные поверхности стакана выполнены рифлеными, ротор установлен относительно боковой терочной поверхности без зазора, а относительно дна стакана - с зазором в 2…3 эквивалентных диаметра обрабатываемой культуры.
На чертеже изображена схема порционного устройства для вытирания семян трав.
Порционное устройство для вытирания семян трав (фиг.) содержит корпус 1, на котором смонтированы механизмы электропривода и резиновые ножки 2, вращающийся ротор 3 с одной или несколькими лопастями 4 и охватывающий ротор 3 съемный стакан 5, примыкающий к корпусу 1 и образующий с ним закрытую терочную емкость. Корпус 1 может быть выполнен Г- или С-образной формы, пустотелым в виде кожуха, закрывающего электродвигатель 6 и опирающегося на стакан 5 по типу блендера или иной формы.
Для установки съемного стакана 5 в корпусе 1 выполнено посадочное кольцевое углубление 7 с горизонтальными штифтами 8. Стакан 5 является быстросъемным и служит заправочной емкостью. На верхней кромке стакана 5 расположены L-образные вырезы 9, служащие для установки его на штифты 8 в кольцевое углубление 7 корпуса 1. При этом форма стакана 5 может быть не только цилиндрической, но и иной, например, конической, расширяющейся кверху, для облегчения надевания его на ротор 3.
Возможно исполнение быстросъемного стакана 3 и корпуса 1 с винтовой резьбой или откидными застежками.
Боковая внутренняя терочная поверхность 10 и дно 11 стакана 5 выполнены рифлеными (в виде рифов или насечек) для лучшего сцепления с материалом.
Ротор 3 снабжен сплошной радиально расположенной лопастью 4 (число лопастей не ограничено), выполненной из эластичного материала, что обеспечивает возможность в процессе работы ее концам равномерно прогибаться и поджимать материал к боковой цилиндрической терочной поверхности 10. При этом лопасть 4 вставлена в паз ротора 3 с возможностью перемещения ее вдоль оси ротора и закреплена на нем винтами 12, а сам ротор жестко закреплен на валу 13 электродвигателя 6, установленного на корпусе 1. В стакане 5 лопасть 4 ротора 3 установлена относительно боковой терочной поверхности 10 без зазора, а относительно дна 11 стакана - с зазором S в 2…3 эквивалентных диаметра семени обрабатываемой культуры. При этом ширина лопасти 4 равна рабочей высоте боковой терочной поверхности, а длина лопасти может несколько превышать размер внутреннего диаметра стакана 5 для обеспечения начального изгиба в сопряжении. Предварительный изгиб концов лопасти 4 позволяет не гнать материал перед собой, а уже с первых оборотов ротора смещать его к терочной поверхности 10. Однако слишком большая длина лопасти 4 не рекомендуется, поскольку затрудняет установку заполненного исходным материалом стакана 5 на ротор 3.
Электрооборудование помимо электродвигателя 6 включает в себя таймер 14, пусковую кнопку 15 и тумблер 16 и размещается на лицевой части корпуса 1.
Установка таймера 14 обеспечивает возможность задавать минимально необходимое, но достаточное для вытирания материала время и корректировать его в процессе дальнейшей работы с точностью до секунды в широком диапазоне. Точно установленное время позволяет исключить излишнее воздействие рабочих органов на материал, которое приводило бы к повреждению находящихся в нем семян.
Порционное устройство для вытирания семян трав работает следующим образом.
Порция обрабатываемого материала (например, клеверная пыжина) с помощью мерного стакана загружается в снятый стакан 5, который затем снизу L-образными вырезами 9 устанавливают на штифты 6 в кольцевое углубление 7 корпуса 1. При повороте по часовой стрелке соединение запирается, образуя закрытую герметичную емкость. Для надежности от самопроизвольного расчленения соединение стопорится винтом 17. Когда стакан 5 зафиксирован в корпусе 1, тумблером 16 подключают устройство к сети, штурвалом 18 таймера 14 задают время работы и пусковой кнопкой 15 включают электродвигатель 6. При вращении в стакане 5 ротора 3 под действием сил сопротивления со стороны материала и боковой рифленой цилиндрической поверхности 10 концы его лопасти 4 отгибаются назад по ходу вращения, образуя с данной поверхностью клиновидный карман с зазором Δ, величина которого самоустанавливается в зависимости от подпора материала и упругих свойств эластичной лопасти ротора. При этом материал разгоняется и под действием центробежной силы непрерывно смещается к боковой рифленой цилиндрической поверхности 10 и по мере продвижения к концам лопасти 4 уплотняется. Возникающие при этом нормальное давление в сжатых слоях материала и силы трения обеспечивают его перетирание. Перетертый слой материала выходит из зазора Δ с другой стороны лопастей 4 и так процесс повторяется многократно до срабатывания таймера 14. При вращении ротора 3 в зазоре S между дном 11 стакана 5 и нижним краем лопасти 4 также происходит перетирание пыжины. При этом бобики клевера разрушаются под действием силы тяжести материала и бокового усилия лопасти 4, а вытертые семена свободно проходят через зазор S и не повреждаются. После отключения таймера 14 и остановки электродвигателя 6 стакан 5 снимают с корпуса 1 и высыпают из него перетертый материал в приготовленную емкость.
В результате воздействия лопастей ротора на обрабатываемый материал по всей рабочей высоте боковой рифленой терочной поверхности, а также в зазоре между рифленым дном стакана и нижней кромкой лопасти достигается повышение эффективности и сокращение времени вытирания семян. Благодаря эластичным свойствам лопасти, оптимальному зазору между дном стакана и лопастью и точно подобранному посредством таймера времени работы устройства, семена не подвергаются излишнему воздействию и повреждению.