Устройство для обмолота клещевины

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для послеуборочной обработки легкоповреждаемых семян. Устройство включает закрепленные на раме и расположенные одна над другой последовательно пары рабочих органов с зазорами между последними. Каждая пара рабочих органов образована выпуклой декой с эластичной рабочей поверхностью и вальцом с зубчато-ячеистой поверхностью. Зазоры между деками и вальцами уменьшаются от одной пары к другой по ходу технологического процесса. Радиальное перемещение дек и изменение их положения в вертикальном направлении обеспечивается винтовыми парами. Рабочая линия границы выпуклой части деки каждой пары рабочих органов лежит в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с упомянутой горизонтальной плоскостью. Такое положение деки по отношению к вальцу обеспечивает разлущивание третинок клещевины при минимальной контакте с рабочими органами, что обеспечивает снижение травмирования семян. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для послеуборочной обработки семян клещевины.

Известны молотильные устройства, включающие рабочие органы в виде:

- барабана и плоской деки, колеблющейся в собственной плоскости в направлении, поперечном подаче обмолачиваемой массы (а.с. СССР №387662, А01F 7/00, 12/18, 1973 г., СЕЛЕКЦИОННОЕ МОЛОТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО);

- деки с регулируемым радиусом кривизны и барабана с закрепленными подвижно в диаметральной его плоскости подбичниками, несущими на свободных концах бичи, и установленными по периферии барабана ограничивающие подвижность подбичников упоры, расположенные перед подбичниками по ходу движения барабана (а.с. СССР №429778, A01F 11/00, 12/08, 1974 г., МОЛОТИЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБМОЛОТА ЛЕГКОПОВРЕЖДАЕМЫХ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, например клещевины);

- попарно расположенных вальцов с зазорами между ними, уменьшающимися по ходу технологического процесса, причем каждая последующая пара вальцов смещена вверх и между соседними вальцами верхнего ряда установлены направляющие козырьки (а.с. СССР №1058539, А01F 11/02, 1978 г., МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО - зависимое от а.с. СССР №634710);

- барабана с криволинейной поверхностью в продольном сечении относительно оси его вращения с постоянным радиусом кривизны и установленных на корпусе дек предварительного обмолота и основной деки, которая установлена с возможностью колебания (а.с. СССР №1308252, A01F 11/00, 1987 г., МОЛОТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО).

Целью известных молотилок ставилось повышение эффективности обмолота за счет снижения травмирования семян и износа рабочих органов. Однако желаемой эффективности работы этих устройств достичь не удается с помощью указанных выше форм рабочих органов и их взаиморасположения.

Известно также устройство для обмолота клещевины по а.с. СССР №1687097, A01F 11/00, A01 D 91/04 по заявке №4682077/15 от 19.04.1989 г., публ. 30.10.1991. Бюл. №40, взятое нами в качестве прототипа. Известное устройство включает раму, расположенные на ней одна над другой последовательно пары рабочих органов с зазорами между ними. Каждая пара рабочих органов образована выпуклой декой и вальцом с зубчато-ячеистой поверхностью. Зубцы и ячейки каждого вальца расположены с чередованием их по окружности и рядами с чередованием вдоль оси вальца. Каждый зубец имеет торцовую грань, две боковые грани и наружную плоскую грань. Кромка наружной грани зубца в сечении его плоскостью, проходящей через ось вальца, расположена к этой оси под острым углом. Зазоры между вальцами и деками дискретно уменьшаются от одной пары к другой паре рабочих органов по ходу технологического процесса. Деки имеют эластичные рабочие поверхности. К устройству относятся также винтовые пары для установки зазоров (между вершинами очередного ряда зубцов и линией выпуклой поверхности деки, находящейся на кратчайшем расстоянии от них), скатные доски, решето, вентилятор с пневмоканалом. Дека каждой пары рабочих органов установлена так, что рабочая линия границы выпуклой части ее поверхности, находящаяся на кратчайшем расстоянии от поверхности вальца, лежит в плоскости, пересекающейся под острым углом с горизонтальной плоскостью, проходящей ниже оси вальца.

Недостатком прототипа является травмирование семян и износ деки именно за счет вышеуказанного положения деки. Дело в том, что при таком взаиморасположении деки и вальца сила тяжести компонентов вороха направлена на поверхность деки и последние до попадания в рабочий зазор ударяются о поверхность деки, изменяют свою траекторию, подвергаются хаотическому («непредсказуемому») воздействию друг на друга и воздействию рабочих органов на них, т.е. ворох «застаивается» в рабочей зоне и сквозь рабочий зазор проходит не под действием силы тяжести и вращательной силы вальца, а под суммарным действием разных сил помимо силы вращения вальца. Это приводит к травмированию семян.

Кроме того, винтовые пары в прототипе обеспечивают возможность изменения положения дек только в радиальном направлении, что не обеспечивает с их помощью возможности изменения положения рабочей линии границы выпуклой части деки на протяжении всего периода эксплуатации устройства для обмолота клещевины, а это приводит к быстрому износу дек и необходимости их частой замены.

Задачей, которая решается заявляемым изобретением, является повышение эффективности процесса обмолота за счет снижения травмирования семян, недомолота коробочек и износа дек.

Цель изобретения - обеспечить такое взаиморасположение рабочих органов устройства, при котором воздействие последних на компоненты обрабатываемого вороха было бы минимальным, а рабочую линию границы выпуклой части деки можно было бы «передвигать» в процессе эксплуатации устройства.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для обмолота клещевины, включающем раму, расположенные на ней одна над другой последовательно пары рабочих органов с зазорами между ними, дискретно уменьшающимися от одной пары к другой по ходу технологического процесса, образованными выпуклой декой с эластичной рабочей поверхностью и вальцом с зубчато-ячеистой поверхностью, винтовые пары для изменения положения дек в радиальном направлении, скатные доски, решето и вентилятор с пневмоканалом, согласно изобретению оно снабжено дополнительными винтовыми парами для изменения положения дек в вертикальном направлении, а рабочая линия границы выпуклой части деки каждой пары рабочих органов, находящаяся на кратчайшем расстоянии от поверхности вальца, лежит в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с упомянутой горизонтальной плоскостью.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство для обмолота клещевины отличается от известного наличием нового элемента (винтовая пара для изменения положения деки в вертикальном направлении) и взаимным расположением известных элементов (вальца и деки) в каждой паре рабочих органов: в прототипе дека расположена по отношению к вальцу так, что рабочая линия границы выпуклой части деки лежит в плоскости, пересекающейся под острым углом с горизонтальной плоскостью, проходящей ниже оси вальца, а в заявляемом устройстве - под прямым углом с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось вальца, на пересечении с последней (плоскостью). Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «НОВИЗНА».

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, имеющих отличительные от прототипа признаки. К заявляемой совокупности признаков устройства мы пришли после многолетней эксплуатации прототипа и проведения опытов по дальнейшему снижению травмирования семян, недомолота коробочек клещевины и износа дек. И опытным путем мы пришли к лучшим результатам по травмированию семян, недомолоту коробочек клещевины, чем в прототипе, именно за счет заявляемых отличительных признаков устройства. Следовательно, можно сделать вывод: заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».

Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ», т.к. оно может быть использовано в области сельского хозяйства. И, кроме того, в описании изобретения представлены средства, с помощью которых возможно осуществление технического решения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения.

На фиг.1 схематически представлено устройство для обмолота клещевины, общий вид; на фиг.2 - фрагменты общего вида на фиг.1 (увеличено); на фиг.3 - фрагмент общего вида на фиг.1 в процессе работы устройства, при этом показанное пунктиром положение деки на фиг.2 и 3 соответствует прототипу и не относится к заявляемому устройству.

Устройство включает раму 1, расположенные на ней одна над другой последовательно пары рабочих органов с зазорами между последними, дискретно уменьшающимися от одной пары к другой по ходу технологического процесса. Каждая пара рабочих органов образована выпуклой декой 2 с эластичной поверхностью и вальцом 3 с зубчато-ячеистой поверхностью. Устройство также включает винтовые пары 4 для изменения положения дек в радиальном направлении и винтовые пары 5 для изменения положения дек в вертикальном положении, скатную доску 6, решето 7, вентилятор 8 с пневмоканалом 9. Дека 2 каждой пары рабочих органов установлена так по отношению к вальцу 3, что рабочая линия границы выпуклой ее части, находящаяся на кратчайшем расстоянии от поверхности вальца, лежит в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с упомянутой горизонтальной плоскостью.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении в устройство обрабатываемого вороха, состоящего в основном из третинок, последние попадают на первую пару рабочих органов с наибольшим зазором Д₁ (8 мм) между декой 2 и вальцом 3, обеспечивающим обмолот крупных третинок и «свободный проход» средних и мелких третинок, а также свободных семян. При этом третинки попадают в рабочий зазор Д₁ под действием силы тяжести (вороха) и вращательной силы вальца, захватываются зубчато-ячеистой поверхностью вальца и, протискиваясь сквозь калибрующе-молотильный зазор Д₁, разлущиваются при минимальном контакте с рабочими органами благодаря установке деки винтовыми парами 4 и 5 (фиг.3) в положение, при котором рабочая линия границы ее выпуклой части лежит в плоскости перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с последней. Из рабочего зазора Д₁ ворох под силой тяжести и с помощью скатной доски 6 попадает на вторую пару рабочих органов. При прохождении обрабатываемого материала через вторую пару рабочих органов с меньшим зазором Д₂ (7 мм) между декой и вальцом мелкие третинки и свободные семена проходят через рабочий зазор под действием собственного веса практически без воздействия на них рабочих органов, а средние по размеру третинки обмолачиваются так же, как крупные третинки на первой паре рабочих органов. При прохождении обрабатываемого материала через последнюю пару рабочих органов с минимальным зазором Д₃ (6 мм) между декой и вальцом, который определяется максимальными размерами свободных семян, последние проходят через указанный зазор без воздействия на них рабочих органов, а мелкие третинки практически полностью обмолачиваются. После прохождения через каскад рабочих органов ворох очищается на воздушно-решетной части устройства (7, 8, 9).

Основные показатели эффективности работы известного и заявляемого устройств для обмолота клещевины на оптимальных режимах работы при однократном пропуске обрабатываемого вороха через каскад рабочих органов приведены в следующей таблице.

Основные показатели эффективности работы устройств для обмолота клещевины при оптимальных режимах работы за один пропуск
Показатели	Состав исходного вороха, %	Состав вороха после пропуска через известное устройство (прототип), %	Состав вороха после пропуска через предлагаемое устройство, %
Третинки	83,10	8,27	0,59
Свободные семена	16,90	89,98	99,07
Частично поврежденные семена	0	1,34	0,21
Облущенные семена	0	0,14	0,13
Битые семена	0	0	0

Травмированные семена включают в себя:

частично поврежденные - семена, у которых сохранилось больше половины семени;

- облущенные - семена, утратившие ¹/₂ оболочки и более (не относятся к отходу);

- битые - семена, утратившие половину и более половины семени (относят к отходу).

Из приведенных в таблице данных видно, что при однократном пропуске обрабатываемого вороха клещевины через заявляемое устройство недомолот третинок составляет 0,59%, а травмированных семян - 0,34% (0,21+0,13), в то время как эти показатели в прототипе 8,27% и 1,48% (1,34+0,14) соответственно. Чтобы получить с помощью прототипа показатели, сравнимые с показателями, полученными с помощью заявляемого устройства, потребуется дальнейшая обработка уже обработанного вороха: один или несколько пропусков его через известное устройство при одинаковых зазорах пар рабочих органов, уменьшающихся после каждого пропуска. А это влечет за собой дополнительные затраты труда, электроэнергии.

Более высокие качественные показатели лущения на предлагаемом устройстве достигаются благодаря дополнительным винтовым парам для изменения положения дек в вертикальном направлении и новому взаиморасположению вальца и деки, когда рабочая линия границы выпуклой части деки каждой пары рабочих органов, находящаяся на кратчайшем расстоянии от поверхности вальца, лежит в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с последней. Такое положение деки позволяет уменьшить «лишний», нерациональный контакт третинок с поверхностью деки до попадания их в рабочий зазор, в котором происходит само лущение последних, что позволяет в свою очередь установить изначально оптимальные размеры зазоров - меньшие, чем в прототипе, практически не увеличивающие показателей травмирования. Это осуществляется с помощью дополнительной винтовой пары для перемещения деки в вертикальном положении, которая кроме того позволяет смещать рабочую линию выпуклой поверхности деки в процессе эксплуатации устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство для обмолота клещевины позволяет снизить воздействие рабочих органов на компоненты обрабатываемого вороха и передвигать рабочую линию выпуклой части деки в процессе эксплуатации, что повышает эффективность процесса обмолота за счет снижения травмирования семян, недомолота коробочек и износа дек, т.е. обеспечивает достижение поставленной цели и решение поставленной задачи.

Устройство для обмолота клещевины, включающее раму, расположенные на ней одна над другой последовательно пары рабочих органов с зазорами между ними, дискретно уменьшающимися от одной пары к другой по ходу технологического процесса, образованными выпуклой декой с эластичной рабочей поверхностью и вальцом с зубчато-ячеистой поверхностью, винтовые пары для изменения положения дек в радиальном направлении, скатные доски, решето и вентилятор с пневмоканалом, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными винтовыми парами для изменения положения дек в вертикальном направлении, а рабочая линия границы выпуклой части деки каждой пары рабочих органов, находящаяся на кратчайшем расстоянии от поверхности вальца, лежит в плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, проходящей через ось вальца, на пересечении с упомянутой горизонтальной плоскостью.