МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА
MACHINE FOR GRAIN CLEANING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к машинам для очистки зерна.
Уровень техники
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является машина для очистки зерна, содержащая два расположенных друг над другом решета, связанных кривошипно-шатунными механизмами с валом (см. Воронцов О.С. Элеваторное оборудование. М.: Государственное издательство технической и экономической литературы по вопросам заготовок, 1949. С. 42-43, рис. 28).
В известной машине решета двигаются в противофазе. Их кинетические энергии возрастают и убывают синхронно. При этом энергия обоими решетами одновременно забирается от сети и одновременно отдается обратно в сеть. Циркуляция этой реактивной энергии в сети сопровождается тепловыми потерями до 10% от ее величины, что приводит к снижению энергоэффективности машины.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении энергоэффективности машины.
Технический результат заключается в замене энергообмена с сетью на взаимный энергообмен между решетами.
Технический результат обеспечивается следующей совокупностью признаков: машина для очистки зерна, содержащая два расположенных друг над другом решета, связанных кривошипно-шатунными механизмами с валом, отличающаяся тем, что вал с кривошипами установлен вертикально, а угол между кривошипами составляет 90°.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, и технический результат взаимосвязаны следующим образом.
Замена энергообмена с сетью на взаимный энергообмен между решетами приводит к повышению энергоэффективности машины.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображена машина для очистки зерна.
Осуществление изобретения
Изобретение может быть осуществлено следующим образом.
У машины для очистки зерна, содержащей два расположенных друг над другом решета, связанных кривошипно-шатунными механизмами с валом, вал с кривошипами установлен вертикально, а угол между кривошипами составляет 90°.
Таким образом, назначение изобретения - применение его в качестве машины для очистки зерна - реализуется.
Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.
Установка вала с кривошипами вертикально, с углом между кривошипами 90° приводит к замене энергообмена с сетью на взаимный энергообмен между решетами.
Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.
Описание решетного стана.
У машины для очистки зерна, содержащей два расположенных друг над другом решета 1 и 2, связанных кривошипно-шатунными механизмами 3 с валом, вал с кривошипами установлен вертикально, а угол между кривошипами составляет 90°.
В некоторый момент решето 1 находится в крайнем левом положении, его кинетическая энергия равна нулю. При этом решето 2 находится в среднем положении, движется влево, и его кинетическая энергия максимальна. По инерции решето 2 продолжает двигаться влево и через кривошипно-шатунные механизмы увлекает решето 1 вправо, отдавая ему часть своей кинетической энергии.
Когда решето 2 достигнет крайнего левого положения, его кинетическая энергия равна нулю. При этом решето 1 находится в среднем положении, движется вправо, и его кинетическая энергия максимальна. По инерции решето 1 продолжает двигаться вправо и через кривошипно-шатунные механизмы увлекает решето 2 вправо, отдавая ему часть своей кинетической энергии. Далее процесс проходит аналогично. При этом решета обмениваются между собой кинетической энергией.
Таким образом, у предлагаемой машины для очистки зерна, в отличие от прототипа, повышена энергоэффективность.
Эффективность предлагаемой машины для очистки зерна обусловливается ее простотой и технологичностью.
В некоторый момент решето 1 находится в крайнем верхнем положении, его кинетическая энергия равна нулю. При этом решето 2 находится в среднем положении, движется влево, и его кинетическая энергия максимальна. По инерции решето 2 продолжает двигаться влево и через кривошипно-кулисные механизмы увлекает решето 1 вниз, отдавая ему часть своей кинетической энергии.
Когда решето 2 достигнет крайнего левого положения, его кинетическая энергия равна нулю. При этом решето 1 находится в среднем положении, движется вниз, и его кинетическая энергия максимальна. По инерции решето 1 продолжает двигаться вниз и через кривошипно-кулисные механизмы увлекает решето 2 вправо, отдавая ему часть своей кинетической энергии. Далее процесс проходит аналогично. Таким образом, решета обмениваются между собой кинетической энергией.
Координаты решет 1 и 2, соответственно,
х=Rcosφ, y=Rsinφ.
Силы, приложенные к кривошипу со стороны решет 1 и 2, и моменты, действующие на вал, соответственно,
Сумма моментов
При постоянстве угловой скорости вращения вала
1
2
, следовательно, М+М=0. Таким образом, инерционные силы полностью взаимно уравновешены. За счет этого источник энергии разгружен от составляющей, обеспечивающей колебания решет. Колебания решета 1 происходят за счет энергии решета 2 и наоборот.
Кривошипно-шатунные механизмы уравновешивают инерционные силы основной (первой) гармоники колебаний решет 1 и 2.
При восполнении потерь энергии от трения колебания решет будут незатухающими. При этом энергия внешнего источника для получения колебаний не используется, а расходуется только на компенсацию потерь. Поэтому энергия от внешнего источника не имеет переменной (гармонической) составляющей в отличие от кинетической энергии решет 1 и 2.
При отсутствии потерь энергии от трения колебания будут свободными, т.е. происходить без подвода энергии извне.
При минимально возможных потерях энергии колебания приближаются к свободным.
Кривошипно-кулисные механизмы или механизмы типа элипсографа обеспечивают гармонический характер колебаний.
При расположении решетного стана в горизонтальной плоскости влияние гравитации исключается.
Направления движения решет 1 и 2 могут составлять произвольный угол α. При этом угол между кривошипами составит 90°-α. В частности, если направления движения решет 1 и 2 параллельны (α=0), то угол между кривошипами составит 90°. В последнем случае решета могут располагаться друг над другом, а вал с кривошипами может быть установлен вертикально.
Аналогичным образом будет работать решетный стан, содержащий три (или более) решета и три (или более) кривошипно-кулисных механизма (или кривошипно-шатунных, или механизмов типа элипсографа), сдвинутых друг от друга на 120 градусов. При числе решет и механизмов более двух сдвиг между механизмами равен 360/n градусов, где n - число решет и механизмов.
Таким образом, предлагаемый решетный стан, в отличие от прототипа, обеспечивает расширение функциональных возможностей.
Эффективность предлагаемого решетного стана обусловливается его простотой и доступностью.