УСТАНОВКА ДЛЯ СОРТИРОВКИ КЛУБНЕПЛОДОВ
INSTALLATION FOR SORTING TUBER CROPS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для сортировки клубнеплодов и предназначено для сортировки, например, картофеля в сельскохозяйственном производстве, а также на личных подсобных (фермерских) хозяйствах, занимающихся выращиванием клубнеплодов.
По результатам проведенного информационного поиска в сети Internet выявлено, что ведущими в мировой практике по выпуску современных машин и агрегатов по сортировке клубнеплодов, например, картофеля, является Германская машиностроительная фирма FR Dehne, a также предприятия фирмы Grimme.
В известных машинах для сортировки картофеля рабочий сортирующий орган выполнен решетчатым, или ситовым, или ленточным, перемещающимся на роликах тяговым органом, или снабжены роторным отделителем, или вибрационным барабаном, которые сортируют картофель и корнеплоды на фракции.
Однако все эти известные машины громоздки, трудоемки и дорогостоящие. Кроме того, в связи с отсутствием у этих машин специальных устройств для переборки, пересыпания на рабочем органе клубнеплодов во время их сортировки и очистки от земли и примесей не обеспечивается высокое качество сортировки клубнеплодов по фракциям, кроме того, плоды имеют поверхностные повреждения, что в свою очередь не обеспечивает их долгое хранение.
Из патентной документации
Известна машина для сортировки картофеля по патенту Российской Федерации №2054237 по кл. А01D 17/14, публ. 1996.02.20, которая имеет конусное решето, выполненное из струн, образующих сетку с ячейками квадратной формы и одного размера (45×45 мм), решето закреплено на раме при помощи трех опорных роликов, расположенных относительно друг друга под углом 120°, один из нижних роликов насажен на вал мотор-редуктора с мощностью 0,28 кВт, верхний ролик закреплен на поперечине рамы, которая выполнена подпружиненной в вертикальной плоскости пружинами, рама имеет опорную часть, которая снабжена регулировочными винтами, под решетом расположены транспортеры, отводящие фракции картофеля, третий транспортер служит для подачи исходного вороха картофеля и связан с сепарирующей поверхностью решета, подающим скатным лотком, имеющим нижнюю кромку синусоидальной формы.
Недостатком известной машины является сложность ее конструктивного исполнения, при котором рабочий орган выполнен стационарно наклонным под определенным углом, при этом, так же, как и в вышеописанных аналогах, специальное устройство для переборки клубней на рабочем органе отсутствует, в результате чего происходит некачественная сортировка продукции, особенно средней фракции, так как в ней после завершения процесса сортировки присутствуют очень мелкие клубни и остатки земли. Кроме того, на известной установке отделяется только крупная фракция, а средняя и мелкая фракция, а также остатки земли и другие примеси, отделившись от крупной фракции, остаются смешанными, неотделенными.
В связи с тем, что в данном аналоге рабочий орган выполнен наклонным и вращающимся, перемещение продукции по рабочей поверхности в процессе сортировки осуществляется за счет многократного поднятия и опускания клубней на определенную высоту от вращающегося барабана, в результате чего происходит скатывание клубнеплодов вниз по решетке барабана, что приводит к значительным их повреждениям.
Известны устройства для очистки и сортировки корнеклубнеплодов и фруктов по патенту РФ №2194380, кл. A01D 33/08, публ. 2002. 12.20, а также по патенту РФ №2271092, кл. A01D 33/08, оба устройства так же, как и предыдущие аналоги, предусматривают барабанное вращение рабочих органов, установленных на раме с отводящими лотками.
Недостатком этих устройств является некачественная, с повреждениями сортировка по фракциям корнеклубнеплодов из-за вращающихся барабанов, так как клубни при вращении барабанов подвергаются силовым ударам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для очистки и сортировки корнеклубнеплодов и фруктов по патенту РФ №2073406, кл. A01D 17/14, публ. 1997.02.20, которое содержит раму, два барабана, последовательно размещенных на общей оси и наклоненных к горизонтальной плоскости, каждый барабан имеет несущие кольца и диск, по окружности колец имеется множество отверстий, в которые вставлены стальные обрезиненные прутья, образующие сепараторный рабочий орган, в средней части кольца соединяются цилиндрической перемычкой, с нижней стороны барабан охвачен ленточным транспортером, который перекрыт решетчатым лотком, образующим приемную камеру.
Сходными признаками с заявляемой установкой является наличие металлической рамы, сортирующего рабочего органа из стальных прутьев, а также наличие перемычки и ссыпного лотка.
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, трудоемкость процесса сортировки и очистки корнеклубнеплодов от примесей и земли из-за расположения барабанного сортирующего рабочего органа последовательно друг за другом. Барабанная сортировка на три фракции: крупную, среднюю и мелкую принудительно подвергает корнеклубнеплоды длительному, грубому воздействию вращающегося сортирующего рабочего устройства, при котором корнеклубнеплоды трясет, поднимает вверх и заставляет неоднократно ссыпаться вниз по рабочей поверхности барабана под действием силы тяжести, так, например, при сортировке корнеклубнеплоды средней фракции проходят неоднократную тряску в барабанах, в связи с чем отсортированная продукция из-за различных поверхностных повреждений, которые наблюдаются также и при перемещении их по ленточным транспортерам, имеет невысокое качество и, как следствие, не может долго храниться.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание нетрудоемкой и экономичной в эксплуатации установки для сортировки клубнеплодов с получением отдельных фракций высокого качества с чистым и гладким поверхностным слоем.
Техническая задача достигается тем, что установка для сортировки клубнеплодов, содержащая раму, сортирующие рабочие органы из металлических прутьев, ссыпные лотки и перемычку, причем сортирующие рабочие органы и ссыпные лотки шарнирно соединены между собой с помощью металлических петель, установленных на горизонтальных скрепляющих перемычках металлической рамы с образованием единой двухъярусной конструкции с двумя устройствами ворошения с возможностью одновременного разделения клубнеплодов на три фракции, при этом устройства ворошения клубнеплодов установлены в верхней части металлической рамы и шарнирно закреплены своими осями в опорных втулках металлической рамы, причем одно из устройств ворошения установлено со стороны ссыпных лотков, другое - с противоположной стороны от ссыпных лотков, а сортирующие рабочие органы выполнены в виде шарнирно закрепленных на металлической раме двух, одинаковых размером, сепараторов крупной и средней фракции с сортирующими рабочими решетками, металлические прутья которых расположены вдоль каждого сепаратора крупной и средней фракции по направлению к соответствующим им ссыпным лоткам, установленным, так же как и оба сепаратора крупной и средней фракции, один над другим, причем каждый на одном уровне с соответствующим ему сепаратором крупной фракции и сепаратором средней фракции, а устройства ворошения клубнеплодов выполнены в виде отдельных наборов из металлических рабочих элементов, которые расположены в ряд, по всей ширине решетки сепаратора крупной фракции и выполнены с загнутыми вниз концами, при этом своими верхними концами металлические рабочие элементы жестко установлены в поперечные отверстия крепежных механизмов, зажаты в них двумя крайними ребрами металлических уголков, ниже крепежных механизмов в каждом устройстве ворошения клубнеплодов на поверхности их рабочих элементов установлены щиты для поддержания заданного расстояния между металлическими рабочими элементами устройств ворошения клубнеплодов, причем щиты расположены с внутренней стороны сепаратора крупной фракции, а на поверхности щитов закреплены металлические защитные пластины, а каждый набор металлических рабочих элементов устройств ворошения клубнеплодов закреплен к их осям посредством двух трубчатых перемычек, которые жестко закреплены одной стороной перпендикулярно к осям устройств ворошения, а другой стороной жестко закреплены к металлическим уголкам крепежных механизмов металлических рабочих элементов с образованием заданного угла между плоскостями трубчатых перемычек и плоскостями наборов металлических рабочих элементов устройств ворошения клубнеплодов, причем каждый из устройств ворошения клубнеплодов имеет свой металлический подъемный рычаг, жестко закрепленный к их осям, на этих рычагах по направлению к металлической раме жестко установлены металлические упоры, выполненные заданной длины для возможности фиксирования устройств ворошения клубнеплодов в поднятом вертикально вверх положении, а на стойке металлической рамы, в месте пересечения ее с траекторией движения крепежного механизма металлических рабочих элементов одного из устройств ворошения, шарнирно установлен ограничитель его хода, между осями устройств ворошения клубнеплодов на штанге посредством опорных втулок, жестко соединенных с металлической рамой, установлен механизм качания устройств ворошения, который состоит из толкательных кулачков, установленных в поперечное трубное отверстие осей устройств ворошения, и упоров, жестко закрепленных под углом к штанге, а непосредственно на штанге расположен регулятор длины штанги, который снабжен втулкой с внутренней резьбой, жестко закрепленной на самой штанге, и металлическим пальцем с наружной резьбой с жестко закрепленным на нем металлическим упором для возможности регулировки длины штанги и фиксации ее с помощью контргайки, а каждый из сепараторов крупной и средней фракции установлен в деревянный корпус, причем оба деревянных корпуса выполнены П-образной формы для возможности ограждения каждого сепаратора с трех его сторон и предотвращения высыпания обрабатываемых клубнеплодов в процессе сортировки, при этом каждый деревянный корпус в своей нижней открытой части имеет деревянные поперечины, соединяющие открытую сторону каждого деревянного корпуса, при этом открытая часть П-образной формы деревянного корпуса сепаратора крупной фракции шарнирно соединена со ссыпным лотком крупной фракции посредством двух металлических петель, а открытая часть П-образной формы деревянного корпуса сепаратора средней фракции шарнирно соединена со ссыпным лотком средней фракции посредством двух других металлических петель, при этом одна половинка металлических петель жестко соединена с соответствующими поперечинами деревянных корпусов сепараторов крупной и средней фракции, а другая половинка металлических петель жестко соединена с соответствующими горизонтальными скрепляющими перемычками металлической рамы, на которых жестко закреплены также соответствующие ссыпные лотки для крупной и средней фракции, с противоположной стороны от сыпного лотка крупной фракции к деревянному корпусу закреплена изогнутой формы подъемная рукоятка сепаратора крупной фракции, с противоположной стороны от ссыпного лотка средней фракции к деревянному корпусу закреплена изогнутой формы другая подъемная рукоятка сепаратора средней фракции, а к нижней части подъемной рукоятки сепаратора крупной фракции жестко прикреплен металлический зацеп для возможности зацепления его с металлическим фиксирующим кольцом, расположенным на оси устройства ворошения клубнеплодов и возможности фиксации противоположного от ссыпных лотков края сепаратора крупной фракции в поднятом вертикально вверх положении, на опорных металлических уголках поперек металлическим прутьям и между металлическими прутьями сортирующих рабочих решеток сепараторов крупной и средней фракции расположены распорки, состоящие из трубчатых элементов, длина которых задана соответствующей расстоянию между металлическими прутьями сортирующих рабочих решеток сепараторов крупной и средней фракции, причем каждый трубчатый элемент одних распорок расположен между двумя металлическими прутьями сортирующей рабочей решетки сепаратора крупной фракции и поперек к ним, а каждый трубчатый элемент других распорок расположен между двумя металлическими прутьями сортирующей рабочей решетки сепаратора средней фракции и поперек к ним, при этом трубчатые элементы соединены с металлическими прутьями сортирующих рабочих решеток сепараторов крупной и средней фракции с помощью двух соединительных удлиненных элементов, одинаковой длины, и натянуты между боковыми сторонами сортирующих рабочих решеток, а к поперечинам деревянных корпусов сепараторов крупной и средней фракции сверху сортирующих рабочих решеток жестко закреплены горизонтальные металлические пластины, при этом одна из них расположена в месте контакта сепаратора крупной фракции и ссыпного лотка крупной фракции, а другая расположена в месте контакта сепаратора средней фракции и ссыпного лотка средней фракции, на внутренней поверхности деревянных корпусов сепараторов крупной и средней фракции со стороны ссыпных лотков жестко закреплены направляющие вертикальные металлические пластины для корректирования направления движения высыпаемых в ссыпные лотки клубнеплодов.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 схематично изображена установка в общем виде, вид спереди;
на фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 - разрез по А-А фиг.1;
на фиг.4 изображен сепаратор 2 фиг.3;
на фиг.5 изображен сепаратор 3 фиг.3;
на фиг.6 изображено устройство ворошения 7 фиг.3;
на фиг.7 изображено устройство ворошения 7 фиг.3;
на фиг.8 изображено устройство ворошения 6 фиг.3;
на фиг.9 показан механизм качания со стороны устройства ворошения 6 фиг.1;
на фиг.10 показан механизм качания со стороны устройства ворошения 7 фиг.1;
на фиг.11 показан ограничитель хода устройств ворошения фиг.1, вид слева;
на фиг.12 показаны устройства ворошения 6 фиг.2.;
на фиг.13 показана сортирующая рабочая решетка сепаратора крупной фракции фиг.2;
на фиг.14 показана сортирующая рабочая решетка сепаратора средней фракции фиг.2;
на фиг.15 показаны удлиненные соединительные элементы сепаратора крупной фракции, разрез по В-В фиг.2;
на фиг.16 показаны удлиненные соединительные элементы сепаратора средней фракции, разрез по В-В фиг.2;
на фиг.17 показано устройство ворошения 7 фиг.2.
Установка включает металлическую раму 1 из квадратной трубы, размером 30×30 мм, на которой шарнирно закреплены два одинаковых по размерам сортирующих рабочих органа, выполненных в виде сепаратора 2 крупной фракции и сепаратора 3 средней фракции, вертикально установленных один над другим, два ссыпных лотка для приема отсортированных фракций клубнеплодов, установленных один над другим: ссыпной лоток 4 крупной фракции и ссыпной лоток 5 средней фракции, два одинаковых устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов, установленных в верхней части металлической рамы 1, причем одно устройство ворошения 6 установлено с противоположной стороны от ссыпных лотков 4 и 5 крупной и средней фракции соответственно, другое устройство ворошения 7 установлено со стороны ссыпных лотков 4 и 5 крупной и средней фракции соответственно, на металлической раме 1 установлен механизм качания 8.
Сортирующие рабочие органы, выполненные в виде сепараторов крупной и средней фракции 2 и 3, и соответствующие им ссыпные лотки 4 и 5 шарнирно соединены между собой с помощью металлических петель, установленных на горизонтальных скрепляющих перемычках 9 и 10 металлической рамы 1 и образуют единую двухъярусную конструкцию с двумя устройствами ворошения 6 и 7 клубнеплодов с возможностью одновременного разделения клубнеплодов на все три фракции. В обоих сепараторах 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно рабочим органом являются сортирующие рабочие решетки 11 и 12, металлические прутья 13 и 14 которых расположены вдоль каждого сепаратора по направлению к соответствующим им ссыпным лоткам 4 и 5 крупной и средней фракции. Каждый из сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции установлены в соответствующие им деревянные корпуса 15 и 16, которые выполнены П-образной формы для возможности ограждения каждого сепаратора с трех его сторон и предотвращения высыпания обрабатываемых клубнеплодов в процессе сортировки.
Каждый деревянный корпус 15 и 16 снизу своей открытой части имеет деревянные поперечины 17 и 18, соединяющие (скрепляющие) открытую сторону каждого деревянного корпуса 15 и 16, при этом открытая часть П-образной формы деревянного корпуса 15 сепаратора 2 крупной фракции шарнирно соединена со ссыпным лотком 4 крупной фракции посредством двух металлических петель 19 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), а открытая часть П-образной формы деревянного корпуса 16 сепаратора 3 средней фракции шарнирно соединена со ссыпным лотком 5 средней фракции посредством двух других металлических петель 20 (на чертеже условно обозначены одной цифрой) для обеспечения свободно-направленного высыпания отсортированных клубнеплодов в ссыпные лотки 4 и 5, причем одна половинка металлических петель 19 и 20 обоих сепараторов 2 и 3 жестко соединена с соответствующими поперечинами 17 и 18 деревянных корпусов 15 и 16 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно, а другая половинка металлических петель 19 и 20 жестко соединена с соответствующими горизонтальными скрепляющими перемычками 9 и 10 металлической рамы 1, на которых жестко закреплены также и ссыпные лотки 4 и 5 для крупной и средней фракции соответственно.
С противоположной стороны от сыпного лотка 4 крупной фракции к деревянному корпусу 15 закреплена, изогнутой формы, подъемная рукоятка 21 сепаратора 2 крупной фракции, с противоположной стороны от ссыпного лотка 5 средней фракции к деревянному корпусу 16 закреплена, изогнутой формы, другая подъемная рукоятка 22 сепаратора 3 средней фракции, в нижней части подъемной рукоятки 21 жестко прикреплен зацеп 23 в виде отрезка металлического прута для возможности зацепления его с металлическим фиксирующим кольцом 24, расположенным на оси устройства ворошения 6 клубнеплодов, и возможности фиксации противоположного от ссыпных лотков 4 и 5 края сепаратора 2 крупной фракции в поднятом положении. Подъемные рукоятки 21 и 22 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно выполнены из металлических круглых прутьев диаметром, например, 14-15 мм.
Сортирующая рабочая решетка 11 из металлических прутьев 13 установлена снизу деревянного корпуса 15 сепаратора 2 крупной фракции с помощью металлических прижимных уголков 25 (на чертеже условно обозначены одной цифрой) и резиновых прокладок 26 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), другая сортирующая рабочая решетка 12 из металлических прутьев 14 установлена снизу деревянного корпуса 16 сепаратора 3 средней фракции с помощью металлических прижимных уголков 27 (на чертеже условно обозначено одной цифрой) и резиновых прокладок 28 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), причем расстояние между металлическими прутьями в сепараторе 2 крупной фракции, в конкретном примере, установлено в пределах 32-33 мм, а в сепараторе 3 средней фракции установлено в пределах 26-27 мм, в центральной части металлических прутьев 13 и 14 каждой сортирующей рабочей решетки 11 и 12 для исключения их прогиба установлены опорные металлические уголки 29 и 30, которые расположены по середине и поперек металлических прутьев 13 и 14 соответствующих сортирующих рабочих решеток 11 и 12 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно, каждый металлический опорный уголок 29 и 30 соответственно прикреплен снизу к деревянным корпусам 15 и 16 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно.
На опорных металлических уголках 29 и 30 поперек металлическим прутьям 13 и 14 сортирующих рабочих решеток 11 и 12 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции для возможности поддержания заданного расстояния между этими металлическими прутьями расположены распорки 31 и 32, состоящие из набора трубчатых элементов 33 и 34.
Длина одних трубчатых элементов 33 задана соответствующей расстоянию между металлическими прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции, а длина других трубчатых элементов 34 задана соответствующей расстоянию между металлическими прутьями 14 другой сортирующей рабочей решетки 12 сепаратора 3 средней фракции. Наружный диаметр трубчатых элементов 33 и 34 равен диаметру металлических прутьев 13 и 14 сортирующих рабочих решеток 11 и 12. Каждый трубчатый элемент 33 распорок 31 расположен между двумя соответствующими металлическими прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции и поперек к ним, а каждый трубчатый элемент 34 распорок 32 расположен между двумя соответствующими металлическими прутьями 14 сортирующей рабочей решетки 12 сепаратора 3 средней фракции и поперек к ним. Трубчатые элементы 33 и 34 соединены (скреплены) с металлическими прутьями 13 и 14 сортирующих рабочих решеток 11 и 12 с помощью двух параллельно расположенных соединительных удлиненных элементов 35 и 36, выполненных одинаковой длины, которые в конкретном примере представляют собой двойной капроновый шнур, при этом каждый из соединительных удлиненных элементов 35 и 36 расположен поперек металлическим прутьям 13 и 14 на их середине. Оба соединительных удлиненных элемента натянуты между боковыми сторонами сортирующих рабочих решеток 11 и 12 таким образом, что между металлическими прутьями 13 и 14 они располагаются внутри трубчатых элементов 33 и 34, а вне трубчатых элементов обхватают металлические прутья 13 и 14 отдельными своими частями, тем самым обеспечивая жесткое соединение (скрепление) металлических прутьев 13 и 14 с трубчатыми элементами 33 и 34 распорок 31 и 32.
К поперечинам 17 и 18 деревянных корпусов 15 и 16 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно, сверху сортирующих рабочих решеток 11 и 12 на всю их ширину жестко закреплены соответствующие горизонтальные металлические пластины 37 и 38, выполненные из листового металла толщиной 0,5-0,6 мм, при этом одна горизонтальная металлическая пластина 37 расположена в месте контакта сепаратора 2 крупной фракции и ссыпного лотка 4 крупной фракции, а другая горизонтальная металлическая пластина 38 расположена в месте контакта сепаратора 3 средней фракции и ссыпного лотка 5 средней фракции, при этом обе горизонтальные металлические пластины 37 и 38 установлены для возможности сглаживания места стыка решеток сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно с поверхностью соответствующих им ссыпных лотков 4 и 5, а также предотвращения повреждения ссыпаемых в ссыпные лотки 4 и 5 клубнеплодов крупной и средней фракции соответственно.
На внутренней поверхности деревянных корпусов 15 и 16 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно, со стороны ссыпных лотков 4 и 5 крупной и средней фракции соответственно жестко закреплены вертикальные направляющие металлические пластины 39 и 40 для корректирования направления движения высыпаемых в ссыпные лотки 4 и 5 клубнеплодов крупной и средней фракции, при этом вертикальные направляющие металлические пластины 39 и 40 выполнены, в конкретном примере, из листового металла толщиной 2-3 мм.
Два ссыпных лотка 4 и 5 для крупной и средней фракции соответственно предназначены для поочередного приема отсортированных в сепараторах 2 и 3 крупной и средней фракции клубнеплодов соответственно, а также высыпания каждой фракции клубнеплодов из этих ссыпных лотков в соответствующую тару. Ссыпные лотки 4 и 5 прикреплены с боковой стороны металлической рамы 1 и установлены один над другим, каждый на одном уровне с соответствующим ему сепаратором 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно, так, ссыпной лоток 4 крупной фракции предназначен для приема из сепаратора 2 крупной фракции и высыпания в мешок (на чертеже условно не показано) клубнеплодов крупной фракции, а ссыпной лоток 5 средней фракции предназначен для приема из сепаратора 3 средней фракции и высыпания в отдельный ящик (на чертеже условно не показано) клубнеплодов средней фракции.
Ссыпные лотки 4 и 5 крупной и средней фракции состоят из металлических каркасов 41 и 42 соответственно, обшитых с боковых сторон фанерой.
С противоположной стороны от металлической рамы 1 оба ссыпных лотка 4 и 5 для крупной и средней фракции соединены между собой вертикальной боковой перемычкой 43, выполненной из металлической трубы квадратной формы, при этом ссыпной лоток 4 крупной фракции со стороны выхода из него высыпаемой продукции имеет крючковидное устройство 44 для зацепления мешка.
Устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов, установленные в верхней части металлической рамы 1, шарнирно закреплены своими осями 45 и 46 в опорных втулках 47 и 48 металлической рамы 1 с возможностью захвата рабочими элементами 49 и 50 клубнеплодов и плавного, мягкого пересыпания их по поверхности сортирующих рабочих решеток 11 и 12 сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции соответственно.
Устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов выполнены в виде отдельных наборов 51 и 52 из металлических рабочих элементов 49 и 50, которые расположены в ряд, по всей ширине решетки 11 сепаратора крупной фракции 2 и выполнены с загнутыми вниз концами 57 и 58, при этом своими верхними концами металлические рабочие элементы жестко установлены в поперечные отверстия крепежных механизмов, зажаты в них двумя крайними ребрами металлических уголков.
Каждый металлический рабочий элемент 49 и 50 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов установлен с возможностью передвижения между двумя соответствующими металлическими прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции и имеет ширину, например, на 5-6 мм меньше проходного расстояния между этими металлическими прутьями сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции.
На расстоянии 50-60 мм от нижнего края металлические рабочие элементы 49 и 50 выполнены с загнутыми вниз концами 57 и 58 под углом 16-18 градусов для более мягкого поднятия и плавного пересыпания ими клубнеплодов, а своими верхними концами жестко установлены в поперечные отверстия крепежных механизмов 55 и 56 соответственно.
Крепежные механизмы 55 и 56 выполнены в виде металлических труб 59 и 60 диаметром 20-21 мм, с поперечными отверстиями 53 и 54, в которые жестко установлены металлические рабочие элементы 49 и 50, зажаты в этих поперечных отверстиях 53 и 54 двумя крайними ребрами металлических уголков 61 и 62, расположенных своей внутренней поверхностью в направлении металлической трубы 59 и 60 по всей ее длине, причем стороны металлических уголков 61 и 62 имеют размеры, превышающие диаметр металлических труб 59 и 60.
Для возможности защиты металлических рабочих элементов 49 и 50 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов от различных изгибов и сохранения необходимого расстояния между ними по всей ширине наборов 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50, ниже крепежных механизмов 55 и 56, в каждом устройстве ворошения 6 и 7 клубнеплодов на поверхности их металлических рабочих элементов 49 и 50 установлены щиты 63 и 64, соединяющие (скрепляющие) между собой те части поверхностей рабочих элементов 49 и 50, которые не входят в пространство между прутьями 13 решетки 11 сепаратора 2 в процессе работы установки и не опускаются ниже уровня сортирующей решетки 11. Щиты 63 и 64 состоят из деревянных брусков 65 и 66, в конкретном примере, шириной 80-100 мм, толщиной 20-22 мм и металлических уголков 67 и 68, которые прижимают металлические рабочие элементы 49 и 50 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов к поверхности деревянных брусков 65 и 66 по всей ширине набора 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50 и скрепляют их, при этом щиты 63 и 64 установлены на металлических рабочих элементах 49 и 50 соответственно устройств ворошения 6 и 7 с внутренней стороны сепаратора крупной фракции 2 относительно устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов на заданном расстоянии, например, 5-7 мм по высоте от прутьев 13 сортирующей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции, при опущенном положении устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов.
Для возможности перекрытия всех неровностей, появившихся в результате дополнительного соединения щитами 63 и 64 рабочих элементов 49 и 50 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов, и исключения, тем самым, повреждения обрабатываемых клубнеплодов на поверхности щитов 63 и 64 закреплены металлические защитные пластины 69 и 70, выполненные из листового металла, толщиной, например, 0,5-0,6 мм, перекрывающие собой на наборах 51 и 52 рабочих элементов 49 и 50, в их опущенном положении, все пространство от сортирующей решетки 11 сепаратора 2 до крепежных механизмов 55 и 56 рабочих элементов 49 и 50.
Каждый набор 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50 закреплен к осям 45 и 46 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов посредством двух трубчатых перемычек 71 и 72, например, длиной 120-13 0 мм и диаметром 20-30 мм, которые жестко закреплены одной стороной перпендикулярно к осям 45 и 46 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов и другой стороной жестко закреплены к уголкам 61 и 62 крепежных механизмов 55 и 56 с образованием заданного угла, например, 130-140 градусов между плоскостями трубчатых перемычек 71 и 72 и плоскостями наборов 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50 для возможности придания им траектории движения, необходимой для плавного перемещения клубнеплодов по металлическим прутьям 13 сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции.
Устройство ворошения 6 клубнеплодов имеет металлический рычаг 73, жестко закрепленный на оси 45, устройство ворошения 7 клубнеплодов имеет другой металлический рычаг 74, жестко закрепленный на оси 46, что обеспечивает возможность поворота с помощью этих рычагов каждого устройства ворошения вокруг своей оси. На металлических рычагах 73 и 74 по направлению к металлической раме 1 жестко установлены металлические упоры 75 и 76 устройств ворошения, соответственно 6 и 7, выполненные заданной длины, например 10 мм для устройства ворошения 6 и 25 мм для устройства ворошения 7 для возможности фиксирования устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов в поднятом вертикально вверх положении.
На стойке рамы 1 в месте пересечения ее с траекторией движения крепежного механизма 55 металлических рабочих элементов 49 устройства ворошения 6 клубнеплодов шарнирно установлен ограничитель 77 для необходимости ограничения хода устройства ворошения 6 клубнеплодов в нужных пределах при сортировке клубнеплодов.
Между осями 45 и 46 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов крупной и средней фракции соответственно на штанге 78 посредством опорных втулок 79, жестко соединенных с металлической рамой 1, установлен механизм качания 8 устройств ворошения, который состоит из толкательных кулачков 80 и 81, установленных резьбовым краем в поперечное трубное отверстие осей 45 и 46 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов, упоров 82 и 83, жестко закрепленных под углом к штанге 78 и выполненных из металлических пластин толщиной 10-15 мм, регулятора 84 длины штанги 78, расположенного непосредственно на самой штанге, при этом регулятор 84 длины штанги 78 снабжен втулкой 85 с внутренней резьбой, жестко закрепленной на самой штанге 78, и металлическим пальцем 86 с наружной резьбой с жестко закрепленным на нем металлическим упором 82 для возможности регулировки длины штанги 78 путем установки (вкручивания) этого упора резьбовым пальцем 86 во втулку 85 и фиксации ее с помощью контргайки 87.
В нижней части металлической рамы, под сепаратором средней фракции расположен поддон 88 для отходов.
Перед началом работы установки для наиболее эффективной работы обоих устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов их металлические рабочие элементы 49 и 50 соответственно устанавливают на заданную длину путем перемещения этих металлических рабочих элементов в металлических трубах 59 и 60. Кроме того, задаются верхние и нижние крайние точки хода устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов такими, чтобы каждое из устройств ворошения клубнеплодов своими металлическими рабочими элементами 49 и 50 располагалось в своих крайних нижних точках вертикально вниз, в этом случае большая часть длины металлических рабочих элементов 49 и 50 находится ниже уровня сортирующей рабочей решетки 11, а в верхних крайних точках хода металлические рабочие элементы 49 и 50 каждого из устройств ворошения клубнеплодов располагают под углом 130-140° по отношению к сортирующей рабочей решетке 11, при этом концы ее рабочих элементов 49 и 50 располагают на уровне 5-6 мм от опорного уголка 29. Причем, когда устройство ворошения 6 клубнеплодов находится в верхней крайней точке, устройство ворошения 7 клубнеплодов находится в нижней крайней точке, и наоборот. Нижняя крайняя точка хода устройства ворошения 6 клубнеплодов определяется в момент упора скрепляющего уголка 67 в деревянный корпус 15 сепаратора 2. Верхняя крайняя точка хода устройства ворошения 7 клубнеплодов определяется расположением ограничителя 77 на металлической раме 1 в месте, где крепежный механизм 55 устройства ворошения 6 клубнеплодов упирается в этот ограничитель и останавливает устройство ворошения 6 клубнеплодов в положении, соответствующем его верхней крайней точке. Причем верхняя и нижняя крайние точки хода устройства ворошения 7 клубнеплодов определяются с помощью механизма качания 8 и зависят от заданной длины его штанги 78, а точная подгонка крайних рабочих точек хода устройства ворошения 7 клубнеплодов осуществляется изменением с помощью регулятора 84 длины штанги 78 механизма качания 8, а именно, когда устройство ворошения 6 располагается в нижней крайней точке, регулятором 84 штанга 78 подгоняется на длину, достаточную, чтобы концы металлических рабочих элементов 50 устройства ворошения 7 были выставлены на уровне сортирующей рабочей решетки 11, например, в 5 мм от упорного уголка 29, т.е. в верхней крайней точке. Для регулировки длины штанги 78 отпускают контргайку 87, затем упор 82 вкручивают металлическим пальцем 86 с наружной резьбой во втулку 85 механизма качания 8 или выкручивают этот упор из нее, после чего затягивают контргайку 87, при этом нижняя крайняя точка хода устройства 7 ворошения клубнеплодов выставляется автоматически. После этих предварительных установок на устройство 44 для зацепления мешка, расположенное на ссыпном лотке 4 крупной фракции, в месте выхода отсортированных клубнеплодов закрепляют мешок, а под ссыпным лотком 5 средней фракции в месте выхода отсортированных клубнеплодов устанавливают ящик для средней фракции клубнеплодов.
Работает установка следующим образом.
Для разделения клубнеплодов на отдельные фракции и одновременную их очистку от остатков земли и других примесей в верхний сепаратор 2 крупной фракции производят засыпку клубнеплодов, примерно 30 кг, при этом клубнеплоды самопроизвольно рассыпаются по металлическим прутьям 13 сортирующей рабочей решетки 11 в деревянном корпусе 15, затем с помощью металлического рычага 73 устройству ворошения 6 клубнеплодов через ось 45 придают возвратно-поступательное движение, при котором устройство ворошения 6 клубнеплодов поднимается и опускается в пределах нижней и верхней крайних точек, одновременно с помощью механизма качания 8 возвратно-поступательное движение передается от устройства ворошения 6 клубнеплодов к устройству ворошения 7 клубнеплодов, которое так же поднимается и опускается в пределах нижней и верхней крайних своих точек. Возвратно-поступательные движения обоих устройств ворошения происходит в разных, противоположных друг другу направлениях, т.е. когда устройство ворошения 6 клубнеплодов поднимается вверх, устройство ворошения 7 клубнеплодов опускается вниз, и наоборот. При таком возвратно-поступательном движении обоих устройств ворошения 6 и 7 перемещение клубнеплодов происходит поочередно, в разных направлениях, с одной стороны сепаратора 2 крупной фракции в другую его сторону, при этом наборы 51 и 52 придают металлическим рабочим элементам 49 и 50 с помощью трубчатых перемычек 71 и 72 наиболее удобную для пересыпания траекторию движения клубнеплодов по поверхностям сортирующих рабочих решеток 11 и 12, в результате чего металлические рабочие элементы 49 и 50 устройств 6 и 7 ворошения клубнеплодов соответственно при движении вверх выходят из сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции, плавно приподнимаясь над уровнем сортирующей рабочей решетки 11, и передвигаются в сторону другого устройства ворошения 7 клубнеплодов. Причем загнутые на заданном расстоянии, например, 50-60 мм от нижнего края вниз, концы металлических рабочих элементов 49 и 50 уменьшают рабочий угол между металлическими рабочими элементами 49 и 50 и металлическими прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупной фракции, что предотвращает снижение интенсивности пересыпания клубнеплодов устройствами ворошения 6 и 7 в момент, близкий к верхней крайней точке. При опускании вниз металлические рабочие элементы 49 и 50 входят между металлическими прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11, плавно опускаются и передвигаются назад в противоположную сторону от другого устройства ворошения клубнеплодов, освобождая место для пересыпаемых клубнеплодов с противоположной стороны сепаратора 2 крупной фракции, при этом исключаются повреждения клубнеплодов, так как они мягко захватываются рабочими металлическими элементами 49 и 50 и плавно пересыпаются по сортирующей рабочей решетке 11 сепаратора 2 крупной фракции в сторону другого устройства ворошения 7 клубнеплодов.
В процессе пересыпания клубнеплодов по поверхности сортирующей рабочей решетки 11 сепаратора 2 крупная фракция клубнеплодов остается на поверхности этой сортирующей рабочей решетки, а клубнеплоды средней и мелкой фракции с остатками земли проваливаются между прутьями 13 сортирующей рабочей решетки 11 и попадают в сепаратор 3 средней фракции, рассыпаясь по поверхности его сортирующей рабочей решетки 12. За счет того, что клубнеплоды в сепараторе 2 крупной фракции пересыпаются с одной стороны в другую его сторону, то и поступление клубнеплодов на сортирующую рабочую решетку 12 сепаратора 3 средней фракции происходит поочередно с одной стороны сепаратора 3 средней фракции в другую его сторону, за счет чего обеспечивается движение клубнеплодов по поверхности сортирующей рабочей решетки 12 сепаратора 3 средней фракции, а в результате этого и с учетом того, что клубнеплоды поступают на сортирующую рабочую решетку 12 сепаратора 3 средней фракции значительно в меньшем количестве, чем в сепаратор 2 крупной фракции, устройства ворошения для пересыпания клубнеплодов по поверхности сортирующей решетки 12 сепаратора 3 средней фракции не требуются. Движение клубнеплодов по поверхности сортирующей рабочей решетки 12 происходит в самопроизвольной форме, в результате чего клубнеплоды средней фракции остаются на сортирующей решетке 12 сепаратора 3 средней фракции, а очень мелкие клубнеплоды и остатки земли просыпаются сквозь металлические прутья 14 сортирующей решетки 12 сепаратора 3 средней фракции в поддон 88. Таким образом, установка позволяет осуществить сортировку клубнеплодов практически на три фракции: крупную, среднюю и мелкую.
Перед высыпанием в тару отсортированных по фракциям клубнеплодов из сепараторов 2 и 3 крупной и средней фракции освобождают рабочее пространство сепаратора 2 крупной фракции от присутствующих в нем наборов 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50 устройств ворошения 6 и 7 клубнеплодов. Для этого убирается ограничитель 77, и с помощью металлических рычагов 73 и 74 устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов проворачивают металлическими рабочими элементами 49 и 50 вертикально вверх до появления крутящего момента, который создается под силой тяжести наборов 51 и 52 металлических рабочих элементов 49 и 50, возникшая сила крутящего момента толкает устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов, заставляя их проворачиваться еще дальше от сепаратора 2, но благодаря упорам 75 и 76, упирающимся в металлическую раму 1, устройства ворошения 6 и 7 клубнеплодов фиксируются металлическими рабочими элементами 49 и 50 в вертикальном верхнем положении под действием крутящего момента. Затем с помощью подъемной рукоятки 21 край сепаратора 2 крупной фракции, противоположный ссыпным лоткам 4 и 5 крупной и средней фракции соответственно, поднимают примерно на 60 градусов, и происходит самопроизвольное высыпание крупной фракции клубнеплодов из сепаратора 2 крупной фракции в соответствующий ему ссыпной лоток 4 крупной фракции и далее в мешок, причем вертикальные направляющие пластины 39 предохраняют клубнеплоды от высыпания с боковых сторон деревянного корпуса 15 сепаратора 2 крупной фракции и ссыпного лотка 4 крупной фракции, так как в этот период закрывают боковые открытые пространства стыка сепаратора 2 крупной фракции и ссыпного лотка 4 крупной фракции, а на выходе сепаратора 2 крупной фракции сверху сортирующей рабочей решетки 11 горизонтальная металлическая пластина 37 своим выступающим за пределы сепаратора 2 крупной фракции краем, ложится на поверхность ссыпного лотка 4 крупной фракции и закрывает все неровности в месте контакта сепаратора 2 крупной фракции и ссыпного лотка 4 крупной фракции для исключения повреждения клубнеплодов в момент их высыпания в ссыпные лотки. Далее сепаратор 2 крупной фракции фиксируется в поднятом положении с помощью зацепа 23 в фиксирующем кольце 24.
После этого с помощью подъемной рукоятки 22 поднимается противоположный от ссыпных лотков край сепаратора 3 средней фракции, проворачиваясь на металлических петлях 20 до упора деревянного корпуса 16 в скрепляющую перемычку 9 металлической рамы, и средняя фракция клубнеплодов плавно ссыпается в ссыпной лоток 5 для средней фракции и далее в ящик.
По окончании сортировки клубнеплодов на отдельные фракции и их очистки от остатков земли и различных примесей деревянный корпус 16 сепаратора 3 средней фракции с помощью подъемной рукоятки 22 устанавливают в исходное положение, фиксирующее кольцо 24 снимают с зацепа 23 и деревянный корпус 15 сепаратора 2 крупной фракции подъемной рукояткой 21 тоже устанавливают в исходное положение, затем устройства ворошения б и 7 ставят в исходное положение.
Таким образом, из засыпанных 30 кг клубнеплодов, в конкретном случае, картофеля на данной установке получили две чистые фракции: крупную и среднюю, а также с незначительным остатком сухой земельной примеси получили третью мелкую фракцию. Для продолжения сортировки следующей партии клубнеплодов разделение на фракции осуществляют в той же технологической последовательности.
Таким образом, заявляемая установка за счет выполнения ее двухъярусной с вертикально расположенными сепараторами для крупной и средней фракции, один над другим, а также шарнирного их соединения с соответствующими ссыпными лотками для крупной и средней фракции, расположенными так же один над другим, позволяет партиями производить сортировку клубнеплодов, как минимум по 30 кг, на крупную и среднюю фракции, с выделением мелкой фракции и одновременно осуществлять сухую очистку клубнеплодов от остатков земли и других примесей.
По сравнению с ближайшим аналогом и другими вышеописанными аналогами предлагаемая к патентованию установка имеет ряд преимуществ:
- не трудоемка и экономична в эксплуатации, так как работает вручную, не используя энергоресурсы;
- обеспечивает высокое качество получаемых отдельных фракций клубнеплодов и их сохранность при длительном хранении;
- за счет незначительного веса и малых габаритов легко транспортируется и в необходимых случаях быстро разбирается на отдельные части для транспортировки, что обеспечивает ее эксплуатацию непосредственно в полевых условиях.
Таким образом, заявляемая установка отвечает всем критериям патентоспособности: новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.