МАШИНА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СПОРЫНЬИ ОТ СЕМЯН РЖИ
MACHINE FOR SEPARATION OF ERGOT FROM RYE SEEDS

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности для очистки сыпучих материалов, преимущественно зерна и зернистых материалов, от ядовитых рожков спорыньи по удельному весу (плотности).
Известна машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из бункера с питателем, ванны, транспортеров, насоса, душевых установок для ополаскивания семян ржи и рожков спорыньи водой и двух вентиляторов для подсушивания их при перемещении на транспортерах, сборника для раствора, который подается насосом в трубу с рядом отверстий по всей ее длине, установленную несколько ниже уровня жидкости в ванне [А.с. 120387 СССР, МКИ 43Е/12. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Трындин И.А. - №600596/30; заявл. 21.05.1958; опубл. 27.06.1959, Бюл. №11. - 2 с.].
В известной машине отделение ядовитых рожков спорыньи от семян ржи осуществляется в растворе калийной соли по удельному весу (плотности). При этом применение насоса для перекачки раствора соли из сборника в зону питателя, душевых установок для ополаскивания семян ржи и рожков спорыньи и вентиляторов для подсушивания их при перемещении на транспортерах значительно усложняет конструкцию, техническое обслуживание и ремонт машины. Эти обстоятельства обусловливают увеличение металлоемкости, повышение удельной энергоемкости технологического процесса и удельных затрат на обслуживание и ремонт машины.
Другим недостатком данного устройства является то, что рожки спорыньи после ввода питателем в раствор соли и оказавшиеся в застойной зоне, то есть вне зоны поверхностного движения раствора, впитывают с течением времени в себя воду и, увеличивая удельный вес (плотность), впоследствии выпадают на дно ванны, а затем транспортером вместе с семенами ржи выносятся из машины. Это обстоятельство ухудшает полноту разделения семян ржи от рожков спорыньи и снижает эффективность данного устройства.
Далее, исполнение в данной машине транспортеров семян ржи и рожков спорыньи в виде ленточных обусловливает, при их вращении, вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового вороха наружу, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.
Также, транспортируемые ленточными транспортерами семена ржи и рожки спорыньи соскальзывают с поверхности их ленты обратно в ванну из-за низкого коэффициента трения относительно гладкой поверхности ленты. Для исключения этого транспортеры должны вращаться с повышенной частотой, что увеличивает энергоемкость технологического процесса и снижает ресурс деталей этих транспортеров.
Наиболее близкой по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является машина для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящая из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи, выполненных в виде ленточных сит с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера рожков спорыньи [Решение ФИПС от 20.02.2017 о выдаче патента на изобретение, МПК В03В 5/48, В02В 1/04. Машина для отделения спорыньи от семян ржи / Сысуев В.А., Сайтов В.Е., Савиных П.А., Сайтов А.В.; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого». - №2015148311/03 (074344); заявл. 10.11.2015. - 8 с.] - прототип.
В известном устройстве размеры отверстий ленточных сит транспортеров должны быть не более 0,8…1,0 мм для исключения прохода семян ржи и рожков спорыньи обратно в ванну при их транспортировании наружу, так как зерна ржи имеют длину 5,0…10,0 мм, ширину 1,4…3,6 мм и толщину 1,2…3,5 мм [Бурков А.И. Разработка и совершенствование пневмосистем зерноочистительных машин. - Киров: ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2016. - 380 с.], а рожки спорыньи имеют длину 3,4…14,6 мм, ширину 1,0…3,0 мм и толщину 0,8…1,8 мм [Павловский, Г.Т. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - 2-е изд., исправ. и доп./ Г.Т. Павловский, С.Д. Птицын - М.: Высшая школа, 1972. - 256 с.].
Однако при таких малых отверстиях ленточных сит транспортеров, из-за наличия поверхностного натяжения водного раствора соли, происходит вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу, что ведет к безвозвратным потерям раствора и, соответственно, увеличению удельной себестоимости выполняемого технологического процесса.
Другим технологическим недостатком данного устройства является то, что в процессе работы известной машины с течением времени отверстия ленточных сит забиваются семенами ржи и рожками спорыньи из-за того, что транспортеры семян ржи и рожков спорыньи не имеют очистительных устройств. По этой причине не обеспечивается непрерывность технологического процесса очистки семян ржи от рожков спорыньи из-за периодической остановки машины для профилактической очистки ленточных сит транспортеров от застрявших в их отверстиях компонентов разделяемого материала, обусловливающих возрастание выноса части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу. Это увеличивает удельную трудоемкость выполняемого технологического процесса машиной.
Далее, из-за отсутствия организованного отвода опускающихся в растворе соли семян ржи по различным траекториям на поверхность верхней ветви вращающегося транспортера семян ржи возможно осаждение и накопление части семян ржи на поверхности стенки ванны, расположенной под транспортером рожков спорыньи. Вывод данных относов семян ржи возможен в этом случае только при последующем технологическом облуживании машины. Однако при длительном нахождении в растворе соли семена ржи теряют свои посевные и пищевые качества, что ведет к потерям семян ржи в отходы.
Также, образование ванны с симметричным расположением стенок дна значительно увеличивает рабочий ее объем, требующий большого количества раствора соли. Это увеличивает удельные затраты на эксплуатацию и обслуживание машины.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известной машины для отделения спорыньи от семян ржи по удельному весу в растворе, например, калийной соли, состоящей из ванны, транспортеров семян ржи и рожков спорыньи, выполненных в виде ленточных сит с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками, бункера с питателем, стенка которого погружена в раствор соли и разделяет полость ванны с транспортером семян ржи от транспортера рожков спорыньи, над раствором соли под нижней стороной ленточных сит верхней ветви транспортеров семян ржи и рожков спорыньи расположены цилиндрические натяжные валики-очистители, поверхность которых покрыта щетинками, длина которых превышает толщину установленных ленточных сит, а днище ванны в полости расположения транспортера рожков спорыньи выполнено в виде наклонной направляющей плоскости, которая на участке нижней ветви транспортера образована параллельно его поперечным планкам.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
При установке над раствором соли под нижней стороной ленточных сит верхней ветви транспортеров семян ржи и рожков спорыньи вращающихся цилиндрических натяжных валиков-очистителей, поверхность которых покрыта щетинками, обеспечивается постоянное разрушение поверхностного натяжения раствора соли, образующееся на ленточных ситах при выводе из ванны очищаемых компонентов зернового материала, а также очистка ленточных сит от застрявших в его отверстиях семян ржи и рожков спорыньи. Разрушение поверхностного натяжения раствора соли и повышение эффективности очистки ленточных сит достигается выбиванием (выталкиванием) застрявших в отверстиях сит зерен и рожков спорыньи за счет упругого удара по ним щетинок, длина которых превышает толщину установленных ленточных сит. Это обеспечивает непрерывность технологического процесса очистки семян ржи от рожков спорыньи, исключает вынос части раствора соли вместе с разделяемыми компонентами зернового материала наружу за счет стекания раствора через отверстия сит обратно в ванну, что не увеличивает удельную себестоимость выполняемого технологического процесса.
Выполнение днища ванны в полости расположения транспортера рожков спорыньи в виде наклонной направляющей плоскости обеспечивает организованный отвод опускающихся в растворе соли семян ржи на поверхность верхней ветви вращающегося транспортера семян ржи, что исключает накопление и слеживание зерна на дне ванны. Это обстоятельство исключает потери семян ржи в отходы, а также уменьшает трудоемкость обслуживания машины.
Образование на участке нижней ветви транспортера рожков спорыньи параллельно его поперечным планкам днища ванны обеспечивает направленное непрерывное циркуляционное поверхностное движение раствора в зоне поступления зернового материала в ванну. Это обеспечивает более эффективное перемещение рожков спорыньи в направлении транспортера и захват его планками для выноса из ванны.
Кроме того, выполнение днища ванны в полости расположения транспортера рожков спорыньи в виде наклонной направляющей плоскости, которая на участке нижней ветви транспортера образована параллельно его поперечным планкам, обусловливает уменьшение емкости ванны, что исключает использование значительного объема рабочего раствора соли. Это обстоятельство обусловливает уменьшение удельных затрат на эксплуатацию и обслуживание машины.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На чертеже представлена предлагаемая машина для отделения спорыньи от семян ржи, где стрелками показано движение потока зернового материала, потока семян ржи, потока рожков спорыньи.
Машина для отделения спорыньи от семян ржи состоит из рамы 1, ванны 2, бункера 3 с питателем 4, транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 6. Ванна 2 вмонтирована на раме 1. Бункер 3 с питателем 4 установлен над ванной 2, причем стенка 7 питателя 4 погружена в раствор соли и разделяет полость ванны 2 с транспортером семян ржи 5 от транспортера рожков спорыньи 6. По ширине ванны 2 транспортеры семян ржи 5 и рожков спорыньи 6 выполнены в виде ленточных сит с установленными через равные промежутки по их длине поперечными планками 8. Верхние части транспортеров 5 и 6, установленные в ванне 2 с наклоном, выставляются над уровнем раствора соли и выгрузными концами расположены над скатными досками 9 и 10. Над раствором соли под нижней стороной верхней ветви транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 6 расположены вращающиеся цилиндрические натяжные валики-очистители 11 и 12, поверхность которых покрыта щетинками, длина которых превышает толщину установленных ленточных сит. Днище 13 ванны 2 в полости расположения транспортера рожков спорыньи 6 выполнено в виде наклонной направляющей плоскости, которая на участке нижней ветви транспортера 6 образована параллельно его поперечным планкам 8. Бункер 3, в который засыпается зерновой материал, имеет в верхней части сетку 14. На раме 1 под ванной 2 располагается электродвигатель 15 и понижающий обороты редуктор 16 червячного типа для привода транспортеров семян ржи 5 и рожков спорыньи 6.
Машина для отделения спорыньи от семян ржи работает следующим образом.
Для очистки семян ржи от рожков спорыньи зерновой материал засыпается в бункер 3. Установленная сверху в бункере 3 сетка 14 предотвращает попадание в него посторонних предметов (палок, камней, мешковины, крупных частей растительных остатков и т.п.). После включения транспортеров 5 и 6 открыванием заслонки питателя 4 зерновой материал подается в ванну 2. При поступлении зернового материала в раствор соли семена ржи опускаются и организованно направляются стенкой 13 ванны 2 на поверхность верхней ветви транспортера 5, а рожки спорыньи, имеющие меньший удельный вес (плотность) по сравнению с семенами ржи, всплывают на поверхность раствора соли. При вращении транспортера 6 его планки 8 перемещают раствор соли и создают непрерывное поверхностное движение от стенки 7 питателя 4 к транспортеру 6. В результате циркуляционного движения раствора соли всплывающие рожки спорыньи на его поверхность перемещаются в направлении транспортера 6, захватываются его планками 8 и выносятся из ванны, а затем поступают на скатную доску 10. Семена ржи со дна ванны 2 захватываются планками 8 транспортера 5 и перемещаются в направлении выгрузки к скатной доске 9. При перемещении семян ржи и рожков спорыньи транспортерами 5 и 6 поверхностное натяжение раствора соли, образующееся на ленточных ситах, разрушается щетинками вращающихся валиков 11 и 12. В результате раствор соли с поверхности транспортеров 5 и 6 через ситовые отверстия стекает обратно в ванну 2. Семена ржи и рожков спорыньи, вынесенные из ванны 2 транспортерами 5 и 6, в дальнейшем по скатным плоскостям 9 и 10 поступают в отгрузочные емкости или последующие транспортирующие органы технологической линии по обработке зернового вороха ржи. Производительность машины регулируется изменением площади выходного сечения питателя 4 открыванием или закрыванием его заслонки. Пребывание семян ржи в растворе калийной соли обогащает их калием, что улучшает соломистость данной зерновой культуры, снижает его полеглость и, соответственно, увеличивает урожайность при уборочных работах зерноуборочными комбайнами.
Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является уменьшение за счет конструктивного его исполнения удельной себестоимости выполняемого технологического процесса, удельных затрат на эксплуатацию и обслуживание машины, исключение потерь семян ржи в отходы.