Вибрационный сепаратор семян

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 07 В 13/00, 13/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3853287/29-03 (22) 05.02.85 (46) 23.07.86. Бюл. II- 27 (71) Харьковский институт механизаг . ции и электрификации сельского хозяйства (72) П.М.Заика, С.Д.Бакеев, А.В.Богомолов и И.В.Чалый (53) 621.928.484 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 484018, кл. В 07 В !3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР

II 596298, кл. В 07 В 13/11, 1975. (54) (57) ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР

СЕМЯН, включающий фрикционную деку, вибровоэбудитель деки, питатель ис. Я0„, 1245354 А1 ходной смеси, площадку предварительного рассредоточения частцц смеси, установленную между питателем и фрикционной декой, приемники продуктов раэделения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества сепарации семян эа, счет их предварительной ориентации в момент подачи на фрикционную деку, площадка предварительного рассредоточения семян выполнена в виде расширяющейся винтовой поверхности, край схода семян которой расположен наклонно к поверхности фрикционной деки в сторону меньшего радиуса винтовой поверхности.

1235354

4О

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам отделения от ) семян сельскохозяйственных культур семян сорных растений, а также к средствам сортирования семян, и может быть использовано в горио-рудной и химической промышленности, а также промышленности строительных материалов для сепарации сыпучих материалов.

Цельго изобретения является повышение качества сепарации семян за счет их предварительной ориентации в момент подачи а фрикционную де5

1О

35 ку.

На фиг. 1 изображен вибрационный сепаратор семян, общий вид,; на фиг.2 — винтовая площадка предварительного рассредоточения семян и ее контактирование с краем деки; на фиг. 3 — двгокение семян папменее округлой формы по площадке предварительного рассредоточения и деке;

IIа фиг. 4 — двюкеиие сеюиг усредненной форг.сьг по этой площадке, сход с этой площадки и дальIIeIIII!ee двпженне IIo деке; гга фиг, 5 — двгвг вне, семян наиболее округлой формы г.о этог плогцадке, сход с нее и даль:нейглее

> движение по деке, Вибрационный сепаратор семян предлагаемой конструкции вклгочает питатель 1 исходйой схемы, фрггкционную деку 2, вибровозбудитель 3 деки приемники 4 продуктов разделения, пружины 5 упругой подвески, площадку 6 предварительного рассредоточения частиц смеси, выходное отверстие

7 питателя, ограничитель 8 площадки предварительпогo рассредоточения малого радиуса, ограничитель 9 этой площадки большого радиуса, край 10 схода этой площадки, край 11 деки, на который осуществляется подача семян, Ьибрационпый сепаратор семян работает следующим образом.

Семена исходной зерновой смеси находятся в питателе 1 ° После включения вибровозбудителя 3 фрикциошгая дека 2 начинает вибрациопное двгвкенне, опираясь при этом па пружины упругой подвески 5, Под действием вибрации, а также непосредственно столба семян, семена исходной смеси выходят через выходное отверстие 7 питателя 1. После выхода пз нитателя до попадания на поверхность деки 2 семена движутся по площадке 6 предв.рительного рассредоточения семян. Выполнение этой площадки в виде винтовой линии позволяет наиболее тяжелым семенам по действием соответственно больших, чем у других семян, сил инерции двигаться по траекориям с большим радиусом. Для предотвращения схода семян с поверхности этой площадки до попадания на поверхность деки 2 площадка снабжена, ограничителем 8 малого радиуса и ограничител:ем 9 большого радиуса. Это позволяет семенам достигать .нижнего края 10 площадки. Чем выше масса семян, тем большее значение у ннх имеют силы ннсрции, учитывая то, что винтовая поверхность является частным случаем криволинейной поверхности, семена с большей массой имеют большие IIî зпачениго нормальные и тангенциальные составляющие спл инер. цпи, что и приводит к их движению по траектории большого радиуса, т.е. семена пссле выхода нз выходного отверстия нитателя 7 двюкутся блике к ограгшчггтелю 9 большого радиуса. Семена, пмсгощие небольшое значение массы, пмегот соответственно II меньшую норм,III IIyIo и гангенциальную составляющие силы инерции. Это приводит к тому, что семена движутся по траекториям малого радиуса, т.е ° ближе к ограничителю 8 площадки ориентироBBHII$I малого радиуса, Семена,имегощие усредненное значение массы между наиболее легкими и тяжельгмн семенами, движутся но средним траекториям, т,е, по. середине площадки 6. TaxIIII образом, выполнение площадки 6 семян в виде винтовой линии позволяет рассредотачива.ь семена при их продвижении от выходного отверстия 7 пптателя до края 10 данной площадки, Выходное отверстие 7 питателей выполняется таким образом, что семена выходят из него в несколько слоев и образугот в ггесте подачи семян своеобразную горку. Наличие такой горки существенно снгокает качество процесса сепарацгш, еслп акая горка образуется на погерхности деки 2. В связи с этим I:I!11oI,пение площадки 6 в вице винтовой линии, расширяющейся к деке, позволяет семенам за счет данного расширения площадки ликвидировать горку и перед поступлением

1245354 на поверхность деки двигаться монослоем.

Кроме того, семена сельскохозяйственных культур отличаются друг от друга по массе в том случае, ес- . ли имеют разную степень созревания.

Чем семя более выполненное, созревшее, тем оно имеет большую массу .

Чем семя менее выполненное и менее созревшее, тем меньшую массу оно име 10 ет. Это объясняется наличием меньшего количества биологической массы у недозревших семян по сравнению с перезревшими и нормально созревшими семенами. Таким образом, семена с большей массой имеют более округлую форму иэ-за большей выполненности зерна и являются перезревшими, Семена с меньшей массой семени имеют менее округлую форму, подчас плоскую 20 из-за меньшей выполненности зерна и являются недозревшими. Семена со средним значением массы, являются нормально развитыми, с нормальной выполненностью зерна и степенью соз- 2 ревания. Таким образом, выполнение площадки 6 в виде расширяющейся к деке винтовой поверхности позволяетрассредотачивать потоки семян, выхо-. М дящие из питателя, в эависимоти от массы семян, а соответственно и в зависимости от формы семян, и приводит к движению семян монослоем перед сходом на поверхность деки.

Движение семян по деке состоит 35 из двух этапов или двух режимов.

Первый режим — неустановившееся движение; второй режим — установившееся . движение. В установившемся режиме движения семена движутся под действием только возмущающей периодической силы вибрации. В данном режиме движения. семена совершают истинное" движение, т.е. такое движение, которое соответствует их комплексу фи- 5 зико-механических свойств. При этом семена наиболее округлой формы и соответственно массы скатываются, совершая вращательное движение вниз по деке. Семена, имеющие наименее округлую форму, совершают скольжения вверх. Семена, имеющие усредненную между указанными семенами форму,. движутся по средним траекториям по поверхности деки и при этом совершают сложное движение, которое состоит из одновременного скольжения семян и вращения их или же незначительного покачивания относительно центра масс семени. В неустановившемся режиме движения семена совершают неистинное движение, так как в данном режиме присутствуют свободные колебания семени, которые складываются с движением семени, вызванным возмущающей силой вибрации. Свободные колебания семени зависят от на-. чального положения семени, которое оно имеет при поступлении на деку 2 °

Чем начальное положение семени больше отличается от положения семени, которое оно занимает в установившемся режиме движения, тем больше время неустановившегося режима движения. Для достижения высокого качества процесса сепарации необходимо, чтобы время неустановившегося режима движения семян было бы минимальным.

Это объясняется тем, что свободные колебания не связаны с вынужденным движением и только два данных вида движения накладываются друг на друга.

Это приводит к движению семян в направлении, которое противоречит истинному направлению движения семян, т.е. тому направлению движения, куда движутся семена в установившемся режиме движения. Таким образом, для повышения качества процесса сепарации семена подают на деку с начальным положением, наиболее близким к положе-; нию семян в установившемся режиме движения, Это приведет к минимуму вре мени неустановившегося режима или же полному его отсутствию и повышению качества процесса.

Для обеспечения соответствующего положения семян в установившемся режиме движения необходимо по-разному осуществлять подачу семян с площадки 6 предварительного рассредоточения на деку в зависимости от формы семян.

Семена наименее округлой формы совершают скольжение вверх по поверх.ности деки. При этом они имеют постоянные точки контакта с поверхностью деки. В связи с эвим их необходимо подавать на деку без углового наклона к поверхности, т.е. плоско без поворота. На фиг,. 3 пока-. зано движение таких семян сначала по поверхности площадки 6, а затем по поверхности деки 2. Такое положение семян на деке возможно лишь при непосредственном контакте нижнего края площадки 6 и края 11 деки.

1245354

Ф

При любом другом контактировании начальное положение семян на деке будет с начальным угловым смещением центра масс семени относительно точки контакта его с поверхностью деки.

В установившемся режиме движения (фиг.4) семена движутся по средним траекториям и при этом совершают скольжение по поверхности деки с 10 одновременным покачиванием. Таким образом, семена имеют постоянно одну точку контакта с декой и центр масс семян совершает вращение относительно

d точки контакта, Семена не вращаются относительно центра масс, а лишь покачиваются, изменяя угол наклона грани формы семени к поверхности де+1

О ки в пределах 10 -80 . Таким образом в целях минимизации времени неустано- рб вившегося режима двпжсннд семена необходимо подавать на деку с указанным угловым наклоно t к деке. Это возможно в том случае, если край 11 деки и нижний край площадки 6 находятся на различных уровнях. Это позволит (фпг,4) одной точке семени спуститься с площадки 6 и коснуться поверхности деки, при этом грань семени еще касается нижнего края 10, что и приводит к угловому наклону семени. к деке. В дальнейшем своем движении семя сохраняет такую ориен. тацию, при этом скользит на одной точке и одновременно на этой же точ35 ке покачивается, изменяя угол наклона грани к деке.

Установившееся движение семян (фиг,5) заключается в постоянном вращении и скатывании вниз IIQ деке °

В связи с этим семена необходимо подавать на.деку таким образом, чтобы они имели одну точку коптакта с декой, имели угловой поворот относительно данной точки и имели бы на альный вращающий импульс. Это возможно, если край 11 деки и нижний

1 край площадки 6 располагаются на еще более разнь|х уровнях, чем для предыдущих семян (фиг.4 и 5; Н + П ).5О

Это приведет к тому, что в момент схода семян с площадки 6 они вообще пе имеют общей точки контактирования с краем ll деки, а л ш ь контактируют с краем 10. После этого семена получают вращающий момент, который возникает из-за того, что центр масс семени уже вышел за пределы площадки ориентирования, по семя еще имеет с площадкой точку контактирования.

После этого семя начинает вращаться и с Heçíà÷èòàëüíûì ударом контактирует с поверхностью деки, тем самым усиливая вращение из — за возникающего вращающего момента от ударных сил. В итоге при поступлении семян наиболее округлой формы на деку они имеют начальный вращающий момент и угол наклона грани к поверхности | 1 « 1 1 l h

-деки, что и соответствует положению семени и его движению в установившемся режиме движения.

Таким образом, для обеспечения минимума неустановившегося режима движения без исключения всех семян исходной смеси, необходимо подавать

"емепа па деку с различной высоты, Прп эгом данная высота зависит от размеров семян, Семена наиболее округлой формы необходимо подавать с максимальной высоты, Q. семена наименее округлой формы — с мпшимальнои высоты илн вообще осуществлять подачу при расположении края !О площадки 6 и края 11 деки па одном уровне, Семена, имеющие усредненную форму, необходимо подавать с высоты, имеющей усредненное значение между двумя указанными экстремумами, При этом семена, которые в силу вида площадки двигались по ней по траекториям большого радиуса, сходят на поверхность деки с большей высоты, чем семена, ко" îðûå двигались по усредненным траекториям. Соответc .твенно семена, которые двигались по усредненным траекториям, сходят на поверхность деки также с большей высоты

r!o сравнению с семенами, которые двигались по траекториям малого радиуса. Обеспечение такого схода семян, т.е. ориентирование семян, возможно лишь прп расположении нижнего края площадки 6 под углом к краю 11 деки.

Прп выполнении площадки 6 в виде расширяющейся к деке винтовой лонер. ности и расположении нижнего края площацки под углом к краю деки возiсожно повышепие качества процесса сепарации за счет рассредоточе потока семян в зависимости от формы семян, на площадке ориентировайия и за счет подачи семян на деку и строго определенном положении отпоситель но поверхности деки.

7 12

Пример, Испытания вибрациoEIHoI сепаратора семян проводились при сортировании семяН гречихи. а

На фиг. 3 показана кинематика движения семян гречихи, наиболее не дозревших, имеющих наименее округлую @ор му. На фиг. 4 показана кинематика движения усредненных семян гречихи, . т.е. нормально развитых, Высота рас.положения края площадки 6 относительно края деки H,„l„05 мм. На

45354,8 фиг, 5 показана кинематика движения семян, имеющих наиболее округлую форму. Высота расположения край площадки 6 относительно края деки

Н 2,1 мм.. Длина края площадки ориентирования семян равна 85 мм. Процесс сортировання с помощью предлагаемой конструкции позволил достичь среднего значения 1коэф-, фициента извлечения семян

96,5Ж.

1245354

Составитель О. Попов

Техред O.Ñîïêî

Редактор Л.Гратилло

Корректор M.Äåì÷èê

Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская Раб., д.4/5

Заказ 3941/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4