ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
SEMI-AUTOMATIC GRAIN-SEPARATING MACHINE

Изобретение относится к устройствам в области сельскохозяйственного машиностроения, предназначенным для очистки от примесей и сортирования семян зерновых и других культур.
Известна зерноочистительная машина (патент RU №2399434 С1, 21.05.2009), содержащая две пневмосепарирующие системы с отстойными камерами, пневмосепариующими и воздухоподводящими каналами, загрузочные приспособления, установленный под пневмосепарирующими системами трехъярусный решетный стан и другие элементы. Недостатком этой и других подобных зерноочистительных машин с прямоугольными решетами является ограниченность пропускной способности, так как в процессе сепарации количество зернового вороха на решете уменьшается, а ширина решета остается неизменной. Это вынуждает применять двухъярусный и трехъярусный решетный стан.
Известна зерноочистительная машина (авт. св. SU №1710145 А1, В07В 4/00, 07.02.86), содержащая приемную часть, замкнутую пневмосистему, цилиндрическое решето и другие элементы. Известен также сепаратор зерна (патент RU №2366150 С1, 28.01.2008), содержащий загрузочное устройство, установленные соосно колосовое и сортировальное цилиндрические решета и механизм привода. Цилиндрические решета интенсифицируют сепарацию, однако так же, как и прямоугольные решета, обладают очень ограниченной пропускной способностью. Общим недостатком является отсутствие автоматизации процесса очистки зернового вороха и субъективный подход к выбору размеров отверстий решет.
Задачей изобретения является создание полуавтоматической зерноочистительной машины, имеющей высокую пропускную способность и осуществляющей качественную очистку зерна от примесей.
Поставленная задача решается тем, что на предлагаемой полуавтоматической зерноочистительной машине установлены концентрически три конусообразных решета, площадь сепарации которых уменьшается от периферии к центру в соответствии с уменьшением количества зернового вороха на решетах. Управление предлагаемой зерноочистительной машиной осуществляют в полуавтоматическом режиме, в том числе и выбор размеров отверстий решет.
Новые существенные признаки:
- корпус карусели опирается на стойки посредством роликов верхних;
- на корпус карусели надет и приклеен бандаж, с которым соприкасаются два привода карусели с электромагнитами;
- на одной из стоек установлен электроуправляемый тормоз карусели;
- на стойках установлены два привода подъемника с валами подъемника, опирающимися на подпятники;
- к раме транспортеров приварены гайки, установленные на валах подъемника;
- вверху к корпусу карусели присоединены пневмоканалы;
- на схождении пневмоканалов, сверху, расположены: привод пневморегулятора, приводимый от электродвигателя привода пневморегулятора и управляющий пневморегулятором; привод конуса, приводимый от электродвигателя привода конуса и управляющий конусом через кронштейны конуса; электродвигатель привода вентилятора, соединенный валом с крыльчаткой;
- к конусу приварены державки, скользящие по направляющим;
- направляющие приварены к стенке бункера, соединенной в нескольких местах связками с корпусом карусели;
- на раме транспортеров установлены: два транспортера малых и легких примесей, два транспортера ущербных зерен, два транспортера целых зерен и транспортер крупных примесей;
- над транспортерами малых и легких примесей, транспортерами ущербных зерен, транспортерами целых зерен имеются сбрасыватели;
- под сходами с транспортеров малых и легких примесей, транспортера крупных примесей расположен конвейер примесей;
- под сходами с транспортеров ущербных зерен расположен конвейер ущербных зерен;
- под сходами с транспортеров целых зерен расположен конвейер целых зерен;
- с транспортеров малых и легких примесей, транспортера крупных примесей, транспортеров ущербных зерен, транспортеров целых зерен свисают фартуки;
- на раме транспортеров расположена стойка опорных роликов, на которой установлены опорные ролики;
- на опорные ролики опираются тарелки с лотком крупных примесей, лотком целых зерен, лотком ущербных зерен, лотком малых примесей, подпираемым сбоку пружинящим фартуком;
- вверху стойка опорных роликов имеет шлицевую часть, взаимодействующую со шлицами остова решет;
- к остову решет посредством магнитов присоединены: решето малых примесей, решето ущербных зерен и решето целых зерен;
- к остову решет приварена по окружности дорожка, опирающаяся на ролик нижний;
- над корпусом карусели расположен транспортер зернового вороха с присоединенными к нему рельсами;
- на рельсах на колесах установлена рама пробника;
- раму пробника перемещает по рельсам электродвигатель перемещения рамы посредством винтового механизма перемещения рамы;
- на раме пробника размещены опорные ролики пробника;
- на опорные ролики пробника опираются дорожки пробника, между которыми находятся: цилиндрическое решето целого зерна, цилиндрическое решето ущербного зерна и цилиндрическое решето малых примесей;
- дорожки пробника стянуты стяжками;
- внутри дорожек пробника расположен очиститель, приводимый посредством рычага очистителя от электродвигателя привода очистителя;
- электродвигатель перемещения емкости перемещает емкость посредством винтового механизма перемещения емкости;
- к раме пробника прикреплен электродвигатель привода пробника;
- на стенке емкости установлены датчики уровня;
- под отверстиями цилиндрического решета целого зерна, цилиндрического решета ущербного зерна и цилиндрического решета малых примесей расположены датчики ударного воздействия;
- на раме пробника установлен блок управления и контроля;
- на машине расположен блок управления и сигнализации.
Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Совокупность известных и существенных отличительных признаков заявляемой полуавтоматической зерноочистительной машины не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.
Новый технический результат заключается в том, что использование предлагаемой полуавтоматической зерноочистительной машины позволит уменьшить затраты труда на очистку и сортирование зерна, увеличить качество и пропускную способность очистки зерна от примесей.
На фиг. 1 показана схема полуавтоматической зерноочистительной машины, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - разрез А-А; на фиг. 4 - сечение Б-Б; на фиг. 5 - разрез В-В; на фиг. 6 - разрез К-К; на фиг. 7 - разрез И-И; на фиг. 8 - вид Е; на фиг. 9 - вид Ж; на фиг. 10 - вид З; на фиг. 11 - вид Г; на фиг. 12 - вид Д; на фиг. 13 - вид Е; на фиг. 14 - расположение датчиков; на фиг. 15 - схема перемещения элементов полуавтоматической зерноочистительной машины для замены решет; на фиг. 16 - схема работы полуавтоматической зерноочистительной машины; на фиг. 17 - схема перемещения элементов полуавтоматической зерноочистительной машины при ее настройке и работе.
Корпус карусели 1 (фиг. 1, 2, 3) опирается на стойки 2 посредством роликов верхних 23 (фиг. 2, 3). На него надет и приклеен резиновый бандаж 24, с которым соприкасаются два привода карусели 25 с электромагнитами 26. На одной из стоек установлен электроуправляемый тормоз 27 карусели (фиг. 3). На стойках установлены два привода подъемника 17 с валами подъемника 18 (фиг. 2, 5, 6), опирающимися на подпятники 51 (фиг. 5). К раме транспортеров 19 (фиг. 2, 3, 4, 6) приварены гайки 52, установленные на валах подъемника. Стойки связаны между собой связками стоек 20 (фиг. 2, 3, 4). Вверху к корпусу карусели присоединены пневмоканалы 5 (фиг. 1, 4), на схождении которых, сверху, расположены (фиг. 3, 4): привод пневморегулятора 29, приводимый от электродвигателя привода пневморегулятора 31 и управляющий пневморегулятором 50; привод конуса 30, приводимый от электродвигателя привода конуса 32 и управляющий конусом 36 через кронштейны конуса 34; электродвигатель привода вентилятора 33, соединенный валом 35, проходящим внутри привода конуса, с крыльчаткой 49 (фиг. 4). К конусу также приварены державки 38, скользящие по направляющим 37. Направляющие приварены к стенке бункера 39, соединенной в нескольких местах связками с корпусом карусели. На раме транспортеров (фиг. 1, 2, 3, 4) установлены: два транспортера малых и легких примесей 4, два транспортера ущербных зерен 6, два транспортера целых зерен 10 и, посередине, транспортер крупных примесей 15 с приводами транспортеров 7. Над транспортерами малых и легких примесей, транспортерами ущербных зерен, транспортерами целых зерен имеются сбрасыватели 3 (фиг. 1, 2, 3). Под сходами с транспортеров малых и легких примесей, транспортера крупных примесей расположен конвейер примесей 13. Под сходами с транспортеров ущербных зерен расположен конвейер ущербных зерен 8. Под сходами с транспортеров целых зерен расположен конвейер целых зерен 9. С транспортеров малых и легких примесей, транспортера крупных примесей, транспортеров ущербных зерен, транспортеров целых зерен свисают фартуки 28 (фиг. 3). Кроме этого, на раме транспортеров (фиг. 4) расположена стойка опорных роликов 44, на которой установлены опорные ролики 21 (фиг. 2). На них опираются фигурные тарелки 22 (фиг. 2, 3) с лотком крупных примесей 45 (фиг. 4), кольцевыми: лотком целых зерен 46, лотком ущербных зерен 47, лотком малых примесей 48, подпираемым сбоку пружинящим фартуком 16 (фиг. 2, 3). Вверху стойка опорных роликов имеет шлицевую часть (фиг. 10), взаимодействующую со шлицами остова решет 43. К остову решет посредством магнитов 55 присоединены: решето малых примесей 40 (фиг. 4, 8), решето ущербных зерен 41 (фиг. 4, 8, 9) и решето целых зерен 42 (фиг. 4, 9, 10), имеющие конусообразный вид. К остову решет (фиг. 7) приварена по окружности дорожка 53, опирающаяся на ролик нижний 54.
Над корпусом карусели расположен транспортер зернового вороха 14 (фиг. 1, 2, 3) с присоединенными к нему рельсами 12. Рама пробника 11 (фиг. 1, 11, 12, 13) установлена на колесах 57 на рельсах (фиг. 11, 12, 13). Ее перемещает по рельсам электродвигатель перемещения рамы 67 (фиг. 12) посредством винтового механизма перемещения рамы 66. На раме пробника размещены опорные ролики пробника 63 (фиг. 11, 12, 13). На них опираются дорожки пробника 62, между которыми находятся (фиг. 13) двенадцатисекционные цилиндрические решета: цилиндрическое решето целого зерна 72, цилиндрическое решето ущербного зерна 73 и цилиндрическое решето малых примесей 74. Дорожки пробника стянуты стяжками 64 (фиг. 11, 12, 13), а секции цилиндрических решет, расположенные между стяжками, отличаются размерами отверстий. Размеры прямоугольных отверстий в секциях цилиндрического решета целого зерна, круглых отверстий в секциях цилиндрического решета ущербного зерна и прямоугольных отверстий в секциях цилиндрического решета малых примесей увеличиваются по часовой стрелке (фиг. 12). К крайней дорожке пробника (фиг. 11) прикреплен путевой выключатель 58. Внутри дорожек пробника расположен очиститель 59 (фиг. 11, 13), приводимый посредством рычага очистителя 60 от электродвигателя привода очистителя 61. Емкость 56 в начальном положении расположена над цилиндрическим решетом целого зерна. Ее перемещает электродвигатель перемещения емкости 68 (фиг. 12, 13) посредством винтового механизма перемещения емкости 65. К раме пробника прикреплен электродвигатель привода пробника 70. На стенке емкости установлены датчики уровня 75 (фиг. 13). Под отверстиями цилиндрического решета целого зерна, цилиндрического решета ущербного зерна и цилиндрического решета малых примесей, внутри вверху, расположены датчики ударного воздействия 71. На раме пробника установлен блок управления и контроля (БУК) 69. Кроме указанных элементов автоматики на полуавтоматической зерноочистительной машине расположены датчики ударного воздействия 78, 79, 80 (фиг. 14), путевые датчики 76, датчик давления 77, блок управления и сигнализации (БУС) 81, датчик уровня 82.
В зависимости от состава зернового вороха оператор на БУС настраивает угловую скорость корпуса карусели посредством электромагнита, управляющего передаточным отношением от приводов карусели к бандажу. Затем оператор нажимает кнопку «пуск» на БУС, включая режим настройки полуавтоматической зерноочистительной машины. При этом включается БУК, который дает команду на перемещение рамы пробника по рельсам влево (фиг. 13), включается транспортер зернового вороха и приводы карусели (фиг. 16). Приводы карусели посредством бандажа придают вращение корпусу карусели и остальным элементам, связанным с ним. Когда зерновой ворох, сходящий с транспортера зернового вороха, заполнит емкость, верхний датчик уровня 75 (фиг. 13) подаст сигнал на БУК, и БУК даст команду на перемещение рамы пробника по рельсам вправо. При этом зерновой ворох продолжает равномерно заполнять пространство между конусом и стенкой бункера. Когда емкость окажется в положение I, над цилиндрическим решетом малых примесей, БУК включает электродвигатель пробника. По команде БУК электродвигатель пробника придает колебания ±8° и периодически поворачивает на 30° против часовой стрелки (фиг. 12) совместно цилиндрическое решето целого зерна, цилиндрическое решето ущербного зерна, цилиндрическое решето малых примесей на опорных роликах пробника. По мере увеличения отверстий в секциях цилиндрического решета малых примесей через эти отверстия кроме малых примесей начнет проникать ущербное, то есть колотое и дробленое зерно. Датчики ударного воздействия 71 (фиг. 13), расположенные под цилиндрическим решетом малых примесей, настроены на фиксирование ущербного зерна. Они зафиксируют его проникновение и по команде БУК электродвигатель пробника осуществит обратный поворот до срабатывания путевого выключателя 58. После срабатывания путевого выключателя БУК включит электродвигатель перемещения емкости, который переместит емкость из положения I в положение II. Одновременно на панели БУС высветится оптимальный размер отверстий решета малых примесей. Оператор установит вручную оптимальное решето малых примесей. После этого перемещения по команде БУК электродвигатель пробника вновь придаст колебания ±8° и периодические повороты на 30° против часовой стрелки цилиндрическому решету целого зерна, цилиндрическому решету ущербного зерна, цилиндрическому решето малых примесей. По мере увеличения отверстий в секциях цилиндрического решета ущербного зерна через эти отверстия кроме ущербного зерна начнет проникать целое зерно. Датчики ударного воздействия 71, расположенные под цилиндрическим решетом ущербного зерна, настроены на фиксирование целого зерна. Они зафиксируют его проникновение, и по команде БУК электродвигатель пробника вновь осуществит обратный поворот до срабатывания путевого выключателя 58. После срабатывания путевого выключателя БУК включит электродвигатель перемещения емкости, который переместит емкость из положения II в положение III. Одновременно на панели БУС высветится оптимальный размер отверстий решета ущербных зерен. Оператор установит оптимальное решето ущербных зерен. В это время БУК задаст команды, аналогичные предыдущим, для определения оптимальных отверстий в цилиндрическом решете целых зерен. Оптимальный размер отверстий в решете целых зерен определяется совместным реагированием датчиков ударного воздействия 71, расположенных под цилиндрическим решетом целых зерен, и датчиков уровня 75 на емкости. Оператор установит оптимальное решето целых зерен. В это время БУК включит электродвигатель перемещения емкости, который переместит емкость из положения III в положение IV, чтобы из нее высыпались остатки зернового вороха в пространство между конусом и стенкой бункера. Одновременно электродвигатель привода очистителя (фиг. 11) посредством рычага очистителя повернет очиститель в положение «П». Очиститель очистит внутренние поверхности цилиндрического решета целого зерна, цилиндрического решета ущербного зерна, цилиндрического решета малых примесей от проникшего внутрь них зернового вороха и сбросит его в пространство между конусом и стенкой бункера. После этого электродвигатель привода очистителя повернет очиститель в исходное положение, а БУК включит электродвигатель перемещения емкости, который переместит емкость из положения IV в положение I (фиг. 13). Затем БУК переходит в режим ожидания.
Установку оптимального решета малых примесей, решета ущербных зерен, решета целых зерен оператор осуществляет со стороны конвейера примесей. Когда установка закончена и сработали все путевые датчики 76 на остове решет, при условии, что БУК перешел в режим ожидания, БУС отключит приводы карусели, включит электроуправляемый тормоз и приводы подъемников в режиме реверсирования. Если оператор не успел выполнить своевременно их установку, зерновой ворох заполнит пространство между конусом и стенкой бункера, достигнет датчика уровня 82 (фиг. 14) и БУС остановит подачу зернового вороха. Электроуправляемый тормоз останавливает корпус карусели и другие элементы, связанные с ним, в строго определенном положении для их точного совмещения с элементами конструкции, расположенными на раме транспортеров. В этом случае оператор включает приводы подъемников после окончания установки решета малых примесей, решета ущербных зерен и решета целых зерен. Валы подъемников, вращаясь в гайках, поднимают раму транспортеров из положения (фиг. 15) в положение (фиг. 17). При срабатывании верхнего путевого датчика 76 (фиг. 14), установленного на стойке, отключается электроуправляемый тормоз и приводы подъемников, включаются (фиг. 16): приводы карусели, приводы транспортеров, конвейер примесей, конвейер ущербных зерен, конвейер целых зерен, электродвигатель привода вентилятора (фиг. 17), электродвигатель привода конуса. В исходном положении конус опущен. После включения электродвигатель привода конуса посредством привода конуса, кронштейнов конуса приподнимает конус, открывая кольцевую щель «С» между конусом и стенкой бункера. Зерновой ворох начинает поступать через нее и попадает в воздушный поток, создаваемый крыльчаткой в зоне нагнетания «Н». Электродвигатель привода вентилятора оснащен частотным регулятором, настроенным изначально на минимальную угловую скорость с постепенным ее увеличением. Воздушный поток выносит легкие примеси в зону торможения воздушного потока «Т», где они оседают вниз, а воздух через кольцевое окно «О» попадает в пневмоканалы «Ч». Угловая скорость электродвигателя привода вентилятора увеличивается до срабатывания датчиков ударного воздействия 78 (фиг. 14) на периферии остова решет вследствие выноса воздушным потоком целых зерен. Так осуществляется автоматическое регулирование воздушного потока. Из каналов «Ч» воздух попадает в зону разрежения «Р» (фиг. 17), а оттуда крыльчатка его подает обратно, в зону нагнетания «Н». Часть воздуха в процессе циркуляции теряется с выходящим из полуавтоматической зерноочистительной машины зерном и примесями, поэтому внутри корпуса карусели создается в целом разрежение, контролируемое датчиком давления 77 (фиг. 14). Если разрежение увеличится более допустимого, датчик давления пошлет сигнал в БУС, который включит электродвигатель привода пневморегулятора (фиг. 17), а он посредством привода пневморегулятора уменьшит сечение пневмоканалов «Ч». При этом через кольцевую щель «Щ» в зону разрежения «Р» поступит дополнительный воздух. И наоборот, при недостаточном разрежении электродвигатель привода пневморегулятора посредством привода пневморегулятора увеличит сечение пневмоканалов «Ч». При этом через кольцевую щель «Щ» в зону разрежения «Р» поступит меньшее количество воздуха. Поток воздуха через кольцевую щель «Щ», кроме того, увлекает пыль из надконусного пространства от поступающего на очистку зернового вороха.
Очищенный от легких примесей зерновой ворох попадает на периферию поверхности решета малых примесей. Когда рама транспортеров поднята, корпус карусели соединен с тарелками, лотком малых примесей, лотком ущербных зерен и лотком целых зерен (фиг. 2, 17). Эти элементы конструкции полуавтоматической зерноочистительной машины вращаются совместно с корпусом карусели, опираясь на опорные ролики. Нижние ролики (фиг. 7), установленные на лотке целых зерен, перекатываются по дорожке, приваренной к остову решет и имеющей асимметричную волнистую поверхность. При этом остов решет (фиг. 4, 10) совместно с решетом малых примесей, решетом ущербных зерен, решетом целых зерен совершает вертикальные колебательные движения, перемещаясь по шлицам стойки опорных роликов. Зерновой ворох на поверхности решета малых примесей встряхивается. Так как решето малых примесей имеет конусообразную поверхность (фиг. 17), зерновой ворох постепенно перемещается от периферии решета малых примесей к решету ущербных зерен. Малые примеси проникают сквозь решето малых примесей, соскальзывают по лотку малых примесей и совместно с легкими примесями из зоны «Л+М» через кольцевую щель «Ф» попадают на тарелку. Пружинящий фартук препятствует подсосу воздуха через кольцевую щель «Ф» в зону «Т» торможения воздушного потока. Диаметрально расположенные сбрасыватели (фиг. 16) сбрасывают малые и легкие примеси с тарелки на транспортеры малых и легких примесей, оттуда они попадают, скользя по фартуку, на конвейер примесей. Очищенный от малых примесей зерновой ворох попадает на периферию решета ущербных зерен (фиг. 17) и постепенно перемещается от периферии решета ущербных зерен к решету целых зерен. Колотое и щуплое зерно проникает сквозь решето ущербных зерен, соскальзывает по лотку ущербных зерен, из зоны «У» попадает на тарелку, оттуда - на транспортеры ущербных зерен, затем на конвейер ущербных зерен (фиг. 16). Очищенный от колотого и щуплого зерна зерновой ворох попадает на периферию решета целых зерен (фиг. 17) и постепенно перемещается от периферии. Целое зерно проникает сквозь решето целых зерен, соскальзывает по лотку целых зерен, из зоны «Ц» попадает на тарелку, оттуда - на транспортеры целых зерен, затем на конвейер целых зерен (фиг. 16). Крупные примеси (фиг. 17) сходят с решета целых зерен в лоток крупных примесей, из зоны «Кр» попадают на транспортер крупных примесей, затем на конвейер примесей (фиг. 16). Электродвигатель привода конуса приподнимает конус (фиг. 17), увеличивая кольцевую щель «С» между конусом и стенкой бункера, следовательно, поток зернового вороха на его очистку, до срабатывания датчиков ударного воздействия 78 (фиг. 14), расположенных по краю лотка целых зерен. При поступлении сигнала от этих датчиков БУС отключает электродвигатель привода конуса. Этим заканчивается режим настройки полуавтоматической зерноочистительной машины и начинается режим стабильной работы.
В конце работы, после прекращения поступления на очистку зернового вороха и срабатывания датчика ударного воздействия 79 (фиг. 14) БУС отключит транспортер зернового вороха, приводы карусели и включит электроуправляемый тормоз. Через некоторое время БУС включает приводы подъемников (фиг. 5, 15). Валы подъемников, вращаясь в гайках, опускают раму транспортеров вниз, на связку стоек, до срабатывания нижнего путевого датчика 76 на стойке (фиг. 14). При этом БУС отключает (фиг. 16): электродвигатель привода вентилятора, два транспортера малых и легких примесей, два транспортера ущербных зерен, два транспортера целых зерен, транспортер крупных примесей. Одновременно он включает электродвигатель привода конуса (фиг. 17), который посредством привода конуса, кронштейнов конуса опускает конус, закрывая кольцевую щель «С» между конусом и стенкой бункера. БУС также включает электродвигатель привода пневморегулятора, который посредством привода пневморегулятора увеличит сечение пневмоканалов «Ч» до максимума. Через некоторое время БУС отключит: конвейер примесей, конвейер ущербных зерен, конвейер целых зерен.