Устройство для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы, в частности - семян сельскохозяйственных культур - пшеницы, сои, гороха и др.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для контроля, обработки или счета семян сельскохозяйственных культур продолговатой и округлой формы. Устройство содержит цилиндрический корпус, имеющий диск с ячейками, средство для подачи предметов, выходное окно и приводной вал. Диск с ячейками для предметов выполнен сменным и закреплен на установленном на приводном валу вращающемся диске. Ячейки диска выполнены конусными. Корпус снабжен крышкой с расположенным на ней средством для подачи предметов и клапаном для питания и дозирования предметов. Клапан закреплен на крышке под средством для подачи предметов. Корпус также имеет элемент, закрывающий ячейки сменного диска для схода предметов из ячеек в выходное окно и эксцентрично расположенный над диском с ячейками. Изобретение при простоте конструкции и надежности работы обеспечивает поштучную подачу предметов разной формы с повышенной производительностью в зону контроля, обработки или счета с гарантированным расстоянием между предметами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение предпочтительно относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы, и может быть использовано для контроля, обработки или счета семян сельскохозяйственных культур, в частности пшеницы, сои, гороха, а также других предметов.
Известно устройство для поштучной подачи семян (авторское свидетельство SU №1799095, Всесоюзный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 23.01.93, А01С 1/00), включающее в себя бункер, неподвижный диск, в котором выполнена дугообразная канавка для прохода семян к выходному окну, при этом над диском установлен вращающийся диск со сквозными отверстиями, размер которых соответствует среднему размеру семян, образующий дно бункера.
Основными недостатками описанного устройства являются неудобная для работы устройств контроля или обработки семян траектория подачи семян из выходного окна, низкая скорость подачи семян и, главное, возможность механического повреждения при перемещении по упомянутой дугообразной канавке между вращающимся и неподвижным диском.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для поштучной подачи предметов, в частности семян сельскохозяйственных культур, описанное в патенте RU №2180475, опубл. 20.03.2002 г., включающее в себя накопительный бункер для подаваемых предметов, бесконечную ленту для направленного выбрасывания предметов и приводное устройство. Накопительный бункер выполнен с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси под действием упомянутого приводного устройства. Вдоль, по меньшей мере, части периметра бункера выполнена щель, ширина которой достаточна для прохода через нее, по меньшей мере, одного предмета, причем бесконечная лента примыкает к бункеру в зоне упомянутой щели на, по меньшей мере, части периметра бункера. В нижней части бункера выполнено несколько сквозных каналов, равномерно распределенных вдоль периметра его внутренней боковой поверхности. Устройство снабжено средством для подачи сжатого газа в полость бункера на участке примыкания бесконечной ленты через, по меньшей мере, один из указанных каналов. Бесконечная лента снабжена поперечными выступами на поверхности, примыкающей к щели накопительного бункера, для равномерного распределения подаваемых на ленту предметов вдоль ее длины. Расстояние между выступами равно длине дуги окружности между упомянутыми каналами в дне бункера. Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы устройства и исключить механическое повреждение семян при подаче их в зону контроля или счета.
Основными недостатками этого прототипа являются затруднительный доступ к сквозным каналам, равномерно расположенным вдоль периметра его внутренней боковой поверхности для удаления застревающих семян в процессе работы, а также применение сжатого газа, сдувающего пыль с семян, которая разносится открытыми вращающимися частями устройства. От этой пыли сложно защитить оптику приборов в зоне контроля, обработки и счета семян.
Задачей изобретения является разработка устройства, обеспечивающего поштучную подачу предметов разной формы, в частности семян (пшеницу, горох, сою и др.), в зону контроля, обработки или отсчета в потоке с гарантированным расстоянием между семенами при одновременном обеспечении промышленной производительности устройства, его надежности и простоты конструкции.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы, содержащим цилиндрический корпус, имеющий диск с ячейками, средство для подачи предметов, выходное окно и приводной вал, в котором, в отличие от известного устройства, диск с ячейками для предметов выполнен сменным и закреплен на установленном на приводном валу вращающемся диске, а его ячейки выполнены конусными, при этом корпус снабжен крышкой с расположенным на ней средством для подачи предметов, клапаном для питания и дозирования предметов, закрепленным на крышке под средством для подачи предметов, и элементом, закрывающим ячейки сменного диска для схода предметов из ячеек в выходное окно, эксцентрично расположенным над диском с ячейками.
В предпочтительном варианте выполнения устройства корпус дополнительно имеет окно для отсасывания запыленного воздуха.
В частном случае осуществления изобретения средство для подачи предметов в устройство выполнено в виде патрубка.
Сменный диск на вращающемся диске имеет прорези-ячейки, размер которых соответствует размеру помещаемого в них одного предмета, в частности семени. Каждая прорезь-ячейка на сменном диске конически расширяется наружу для свободного, без заклинивания, выхода семени из ячейки и для образования потока с гарантированным (фиксированным) расстоянием между семенами. Семена из средства для подачи предметов (например, приемного патрубка), попадая на вращающийся диск, разгоняются и центробежной силой прижимаются к стенке корпуса, образуя тороидальную призму. Слой семян, прижатый к стенке корпуса, несколько притормаживается, а слой над ним обгоняет его, при этом происходит постоянное перемешивание слоев, что сравнимо с образованием "псевдожидкости" из семян. Действие центробежной силы создает внутреннее давление в подвижном торе из семян, который заключен между крышкой цилиндрического корпуса, стенкой корпуса и вращающимся диском. Это внутреннее давление, как в жидкости, распределяется перпендикулярно стенкам. Большее давление образуется в зоне ячеек, что обеспечивает принудительное заталкивание зерен в ячейки. Регулировка силы давления и оптимизация загрузки ячеек обеспечивается шириной тора из семян в плоскости диска, которая зависит от местоположения приемного патрубка с клапаном для питания и дозирования предметов (клапаном-дозатором) на крышке устройства.
Возможность осуществления предлагаемого изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения подтверждается описанием конструкции устройства для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы, которое поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство в разрезе (вид сбоку), на фиг.2 - устройство в разрезе (вид сверху).
Устройство для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы к устройству для контроля и обработки или счета предметов включает в себя цилиндрический корпус 1, в котором размещается вращающийся на приводном валу 2 диск 3, на котором неподвижно крепится сменный диск 4 с коническими прорезями-ячейками 5. Над вращающимся сменным диском 4 с ячейками 5 к корпусу 1 закреплен эксцентричный элемент 6, который закрывает ячейки 5 с находящимися в них предметами для обеспечения схода этих предметов в выходное окно 7 в корпусе 1. В корпусе 1 выполнено второе окно 8 для отсоса запыленного воздуха из внутренней емкости устройства, а также из зоны контроля, где размещаются оптические элементы приборов (не показаны). Корпус 1 закрыт крышкой 9 с расположенным на ней средством 10 для подачи предметов, клапаном 11 для питания и дозирования предметов (клапан-дозатор), закрепленным на крышке 9 под средством 10 для подачи предметов. Приводной вал 2 диска 3 крепится в корпусе 1 посредством подшипников 12.
Конструкция устройства позволяет производить загрузку, разгрузку и образование потока из семян в широком диапазоне скоростей, что делает устройство применимым как в лабораторных, так и в промышленных установках.
Устройство работает следующим образом (на примере семян).
Семена через средство 10 для подачи предметов в устройство, например через приемный патрубок, попадают на вращающийся диск 4 с ячейками 5, разгоняются и центробежной силой прижимаются к стенке корпуса 1, образуя тороидальную призму, которую формирует клапан 11 для питания и дозирования предметов. Клапан-дозатор 11 также автоматически регулирует поток семян из средства 10 для подачи предметов в устройство, перекрывая поток в то время, когда клапан подперт снизу вращающимся тором из семян. По мере расхода семян высота тора уменьшается, и клапан-дозатор 11 открывает доступ новой порции семян, выполняя функцию питателя-дозатора. Слой семян, прижатый к стенке корпуса 1, несколько притормаживается, а слой над ним обгоняет его, и при этом происходит постоянное перемешивание слоев, что сравнимо с образованием "псевдожидкости" из семян. Действие центробежной силы создает внутреннее давление в подвижном торе из семян, который заключен между верхней крышкой 9, стенкой корпуса 1 и вращающимся сменным диском 4. Это внутреннее давление, как в жидкости, распределяется перпендикулярно стенкам. Большее давление образуется в зоне ячеек 5, что обеспечивает принудительное заталкивание зерен в ячейки 5. Эксцентричный элемент 6 изолирует ячейки 5 от воздействия кипящего тора из семян в зоне выхода их из ячеек 5 в окно 7 в корпусе 1. Семена имеют выход только из ячеек 5 и образуют поток с расстоянием между летящими зернами, равным шагу ячеек 5 на сменном диске 4.
Условия ориентации предметов, например зерен пшеницы, при загрузке их в ячейки 5 такие же, как в угловом наклонном желобе, где длинные оси зерен в углу желоба ориентируются вдоль него. Для нормальной работы устройства необходимо предварительное разделение семенного материала через 2 сита на фракции: количество очень крупных составляет 3-5%, очень мелких (половинки, мусор) - 2-4%. Оставшаяся часть, 91-95%, проходит через устройство нормально. По мере накопления при рассеве очень крупной фракции семян их тоже пропускают через устройство, поменяв сменный диск 4 на диск с соответствующим размером ячеек 5.
Как показали результаты практической работы, при пропуске нормальных семян сои на макетном образце разрушенные и неправильно вылетевшие семена составили 0,1-0,4%, или в абсолютных величинах на 1000 зерен в брак уходит 1-4 штуки.
Описанный пример устройства для поштучной подачи семян сельскохозяйственных культур, выполненного согласно заявленному изобретению, и результаты, полученные на макетном образце, доказывают возможность реализации назначения изобретения и достижения указанного выше технического результата, заключающегося в обеспечении поштучной подачи предметов разной формы в зону контроля, обработки или отсчета в потоке с гарантированным расстоянием между предметами при одновременном обеспечении промышленной производительности устройства, его надежности и простоты конструкции.
1. Устройство для поштучной подачи предметов продолговатой и округлой формы, содержащее цилиндрический корпус, имеющий диск с ячейками, средство для подачи предметов, выходное окно и приводной вал, отличающееся тем, что диск с ячейками для предметов выполнен сменным и закреплен на установленном на приводном валу вращающемся диске, а его ячейки выполнены конусными, при этом корпус снабжен крышкой с расположенным на ней средством для подачи предметов, клапаном для питания и дозирования предметов, закрепленным на крышке под средством для подачи предметов, и элементом, закрывающим ячейки сменного диска для схода предметов из ячеек в выходное окно, эксцентрично расположенным над диском с ячейками.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно корпус имеет окно для отсасывания запыленного воздуха.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подачи предметов выполнено в виде патрубка.
