АППАРАТ ДЛЯ ОБМОЛОТА КОРОБОЧЕК СЕМЯН
DEVICE FOR THRESHING SEED CASES

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к технологическим аппаратам для обмолота коробочек семян льна, донника, мака, и других культур, и может быть использовано для дальнейшей сортировки в пищевой и сельскохозяйственной промышленности, других отраслях.
Из уровня техники известен бильный (битерный) обмолачивающий аппарат, который производит обмолот ленты льна, зажатой в транспортере, пленками или билами, закрепленными на барабанах, вращающихся во встречных направлениях. Барабаны устанавливают с небольшим зазором между билами под определенным углом к зажимному транспортеру, что значительно увеличивает зону обмолота и перекрытие верхушечной части стеблей, несущей семенные коробочки. В аппаратах этого типа происходит многократное воздействие на обрабатываемый тонкий слой стеблей, что способствует качественному отделению коробочек и получению сыпучего вороха, не требующего дополнительной обработки при выделении из него семенных коробочек (Александров М.А. Новые машины для раздельной уборки льна. - ЦИНТИАМ, с.1963. - 39).
Существенным преимуществом роторно-бильных аппаратов является возможность увеличения их производительности за счет увеличения скорости движения слоя ленты льна меньшей толщины.
Недостатком роторно-бильных аппаратов является, в частности, то, что в процессе очесывания семенных коробочек лент льна часть коробочек остается на стеблях внутри слоя, не очесывается и выносится из аппарата при его непрерывной работе.
Исследование роторно-бильных аппаратов показало, что в процессе очесывания семенных коробочек лент льна наблюдается повреждение (травмирование) стеблей и семян.
Многочисленные попытки устранить этот недостаток, в частности, за счет применения двух разновеликих вращающихся навстречу друг другу барабанов, осуществляющих колебания стеблей с частотой, необходимой для усиления эффекта отрыва семенных коробочек с целью дополнительного вытряхивания их из слоя стеблей, не привели к желаемым положительным результатам. Очесыванание коробочек в этом случае приближалось к 100%. Однако появился другой, крайне нежелательный недостаток - резко увеличились повреждения стеблей и семян.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранный в качестве прототипа очесывающий аппарат подборщика - очесывателя лент льна, состоящий из верхнего и нижнего эластичных секционных барабанов и зажимного транспортера. Каждая секция барабанов снабжена билами, причем соседние билы на секции имеют различную высоту, которая изменяется волнообразно, а соседние секции барабана имеют различный угол наклона бил. Барабаны установлены таким образом, чтобы высокие билы одного находились напротив низких бил другого, а зазор между вершинами бил был одинаковым на всей длине барабанов с учетом размеров семян (BY 877 U, 30.06.2003).
Аппарат имеет простую конструкцию и регулировку, малую металлоемкость, высокую надежность, способность выполнять технологический процесс более качественно при повышенной засоренности и влажности льна в период уборки, а открытая конструкция аппарата обеспечивает легкий доступ к узлам, осмотр и контроль их функционирования. Учитывая то, что количество отделенных коробочек и семян, застрявших в ленте, увеличивается по мере ее движения в молотильном зазоре, барабаны расположены под острым углом к задней части зажимного транспортера, что обеспечивает увеличение зоны обмолота стеблей льна и выделения семян. В результате этого снижаются потери семян и увеличивается полнота обмолота.
Недостатком такого аппарата является снижение прочности льна, повреждение (травмирование) стеблей и семян различных культур в процессе очесывания семенных коробочек.
Изучение данного аппарата, установило то, что процесс очесывания семенных коробочек, сопровождается многократным воздействием элементов конструкции на обрабатываемый тонкий слой стеблей.
Снижение прочности семян при дальнейшем повышений циклов нагружения вызывается образованием внутренних и внешних трещин в зерне и их разрушением.
Полученные данные, при которых начинаются структурные изменения в семенах, формируемых в процессе очесывания семенных коробочек, позволяет более правильно подобрать конструкцию и принцип работы аппарата.
Исследование динамики процесса взаимодействия тонкого слоя стеблей с конструктивными элементами установлено, что слой стеблей можно рассматривать, как упруговязкопластичную среду, характеризующую не вполне упругое выдавливание, при котором часть энергий затрачивается на пластические деформации и разрушение.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании такого аппарата для обмолота коробочек семян, который исключал бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в уменьшении повреждений (травмирования) стеблей и семян, обеспечении в процессе очесывания семенных коробочек семян исключения остатка коробочек на стеблях внутри слоя, снижении потери семян и увеличении полноты обмолота.
Указанный технический результат достигается в аппарате для обмолота коробочек семян, содержащем корпус, загрузочный бункер и выгрузную сменную насадку, выполненную из листа полукруглой формы с продолговатыми по всей длине листа сквозными ячейками, при этом в корпусе размещен узел обмолота коробочек семян, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пары диаметрально расположенных молотильных валков, связанных между собой с возможностью вращения с одинаковой угловой скоростью в одном направлении.
Рабочая поверхность каждого молотильного валка имеет прорезиненный слой (обрезиновый слой, то есть рабочая поверхность образована резиновой поверхностью), толщиной не более 8 мм, позволяющий уменьшить повреждение (травмирование) стеблей и семян.
Молотильные валки установлены в паре относительно друг друга и выполнены с возможностью регулирования рабочего зазора в корпусе аппарата в зависимости от применяемой культуры, и в процессе очесывания семенных коробочек семян исключают возможность остатка коробочек на стеблях внутри слоя, очесывают и выносят из аппарата при его непрерывной работе.
Сменная насадка выполнена из стального материала и закреплена к корпусу посредством болтового соединения.
Молотильные валки связаны между собой посредством пластин и получают вращение посредством ременной передачи через ведущий вал и пластины.
Предельное напряжение, при котором происходит разрушение деформируемого тела, характеризует периметр площади контакта пары «слой стеблей - рабочая поверхность молотильного валка».
Снизить повреждения семян удалось за счет молотильных валков, связанных между собой с возможностью вращения с одинаковой угловой скоростью в одном направлении, и путем использования прорезиненного слоя на рабочей поверхности каждого молотильного валка.
Соответственно, уменьшится связанная с ударным импульсом динамическая нагрузка. Это позволяет обеспечить "мягкий" режим обмолота коробочек семян льна, донника, мака, люцерны и других культур без повреждения семян.
Стабилизация плотности обрабатываемого в корпусе (цилиндрическом) аппарата коробочек семян льна, донника, мака, люцерны и других культур достигается тем, что при встрече семенного потока с валками, в процессе очесывания семенных коробочек, основная часть коробочек семян «мягко» выдавливается через выгрузную насадку с эффективном разрушением структуры коробочек, в один заход, без нарушения целостности стеблей и семян.
Установкой достаточного количества, по меньшей мере, одной пары диаметрально расположенных молотильных валков с прорезиненным слоем (обрезиновой поверхностью), определяемого в зависимости от заданной производительности, обеспечивается требуемая стабильность плотности обрабатываемого семенного потока, что является главным условием, высокой эффективности процесса очесывания семенных коробочек в один проход, но при этом надо учитывать, что многократные ударные воздействия на стебли и семян льна, донника, мака, люцерны и других культур приведут к их структурным изменениям при более низких скоростях выдавливания.
Эффективность работы обмолота коробочек семян льна, донника, мака, люцерны и других культур в один заход, устойчивость показателей качества процесса очесывания семенных коробочек, высокую надежность, способность выполнять технологический процесс качественно при повышенной засоренности и влажности льна и других культур в период уборки, надежность технологического процесса и получения биологически ценных семян, сведением механических повреждений стеблей и семян к достижимому минимуму обеспечиваются рациональным выбором геометрических размеров, валков и их размещение в корпусе аппарата.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид аппарата для обмолота коробочек семян; на фиг.2 - вид сверху аппарата для обмолота коробочек семян; на фиг.3 - вид снизу аппарата для обмолота коробочек семян; на фиг.4 - поперечный разрез аппарата для обмолота коробочек семян; на фиг.5 - продольный разрез аппарата для обмолота коробочек семян; на фиг.6,7 - общий вид узла обмолота коробочек семян; на фиг.8 - загрузочный бункер; на фиг.9 - выгрузная сменная насадка.
Аппарат для обмолота коробочек семян содержит цилиндрический корпус 1, загрузочный бункер 2, установленный на корпусе 1 аппарата и закрепленный болтовым соединением 15, выгрузную сменную насадку 3, выполненную из листа полукруглой формы с продолговатыми по всей длине листа сквозными ячейками (из стального листа с продолговатыми по всей длине полукруга сквозными ячейками) и закрепленную к корпусу 1 посредством болтовых соединений 14, выгрузного бункера 10, установленного к раме 18 корпуса 1 сваркой. В корпусе 1 установлен узел обмолота коробочек семян, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пары диаметрально расположенных молотильных валков 4, имеющих прорезиненный (обрезиновый) слой 21 толщиной не более 8 мм, связанных между собой посредством пластин 5 (молотильные валки 4 установлены на пластинах 5) с возможностью свободного вращения в подшипниковом узле 7 с одинаковой угловой скоростью в одном направлении от ведущего вала 6. Ведущий вал 6 установлен к боковым дискам 20 и свободно вращается в подшипниковом узле 8 от шкива 11 ременной передачи на торце ведущего вала 6.
Молотильные валки 4 в паре установлены относительно друг друга и выполнены с возможностью регулирования рабочего зазора в корпусе молотильного устройства аппарата болтами регулирования 9, в зависимости от применяемой культуры.
Аппарат устанавливается к раме 18 и фиксируется болтовым соединением 19.
Для дозирования подаваемых в обмолачиваемую зону семян льна, донника, мака, люцерны и других культур на загрузочном бункере 2 установлена пластина-дозатор 12, меняющая входное сечение расслаблением болтов 13.
Для очистки аппарата от оставшихся после работы остаточных семян льна, донника, мака, люцерны и других культур на боковых дисках 20 размещено окно 17.
Для строповки аппарата по торцам загрузочного бункера 2 имеются строповочные диски 16.
Молотильные валки 4 в паре установлены относительно друг друга и выполнены с возможностью регулирования рабочего зазора в корпусе молотильного устройства аппарата и связаны с применяемой культурой.
Рабочий процесс осуществляется следующим образом.
Исходный материал, состоящий, например, из семян льна, донника, мака, люцерны и других культур, подлежащий обмолоту коробочек семян, через загрузочное бункер 2 подается в молотильную область, где подвергается очесыванию семенных коробочек, под воздействием одной пары диаметрально расположенных молотильных валков 4, прорезиненных слоем 21 и связанных между собой с возможностью свободного вращения в подшипниковом узле 7 с одинаковой угловой скоростью в одном направлении от ведущего вала 6.
Процесс очесывания семенных коробочек происходит при выдавливании и пропускании раздробленных коробочек семян, через сменную насадку 3 (выгрузную), выполненную из стального листа с продолговатыми по всей длине полукруга сквозными ячейками и закрепленную к корпусу 1.
В результате создания благоприятных условий по скорости вращения молотильных валков с прорезиненным слоем осуществляется более качественный и без травмирований процесс очесывания семенных коробочек.
Оптимальные условия работы аппарата, обеспечивающие максимальную сохранность биологической ценности семян и эффективность очесывания семенных коробочек при обработке семян льна, донника, мака, люцерны и других культур, определяются соотношениями основных параметров размещения пары диаметрально расположенных молотильных валков и размеров сквозных ячеек на выгрузной сменной насадке выполненных продолговатыми по всей длине полукруга.
Предлагаемый аппарат позволяет уменьшить повреждение (травмирование) стеблей и семян, а в процессе очесывания семенных коробочек семян исключить остаток коробочек на стеблях внутри слоя, очесывать и выносить их из устройства при его непрерывной работе.