Машина для калибрования картофеля
Владельцы патента RU 2569721:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) (RU)
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Машина содержит раму, подающий и отводящий транспортеры с лотками, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде полого конуса с прямолинейной образующей. В цилиндрическом корпусе ярусно установлено несколько сетчатых решет в виде конусов с закругленными вершинами и основаниями, расположенными параллельно горизонтальной плоскости. Углы наклона образующих конусов к их основаниям составляют 18°-25°. Конусы жестко закреплены на приводном валу, а к периметру основания каждого конуса жестко прикреплены круговые транспортеры, вращающиеся по направляющим, прикрепленным к стенке корпуса. Размер ячеек решета первого верхнего конуса соответствует размеру толщины клубней средней фракции, второго - размеру толщины клубней мелкой фракции, третьего - среднему размеру технологических примесей, нижний конус для удаления технологических примесей выполнен без ячеек. У основания конусов в стенке корпуса напротив отводящих транспортеров выполнены выгрузные отверстия с делителями, прикрепленными к боковой стороне отверстия и установленными под углом 18°-25° относительно диаметра корпуса. Обеспечивается снижение вероятности повреждения клубней в процессе калибрования картофеля, увеличение производительности процесса и уменьшение габаритных размеров машины. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для калибрования (сортирования) картофеля на фракции (крупную, среднюю, мелкую).
Известно устройство для сортирования картофеля (RU №26015 U1, В07В 1/22, 10.11.2002), включающее сортировальный барабан, обтянутый отрезками капроновой сетки с ячейками, увеличивающимися по ходу движения обрабатываемой клубненосной массы, опирающийся через крестовины и вал на станину, загрузочный ковш, скатные лотки для мелкой, средней и крупной фракции, привод. Каркас сортировального барабана выполнен в виде призмы, основания которой правильные многоугольники, перпендикулярные валу барабана.
Известно устройство для сортирования картофеля (RU №54829 U1, В07В 1/22, 27.07.2006), включающее сортировальный барабан, ось которого наклонена под углом к горизонту в направлении технологического процесса и состоящего из передней сетчатой секции для отделения мелкой фракции клубней и задней сетчатой секции для отделения средней и крупной фракций клубней, станину, загрузочный ковш, скатные лотки для мелкой, средней и крупной фракций клубней, привод барабана. Каркас передней сетчатой секции выполнен в виде прямого усеченного конуса с вершиной, находящейся слева от начала технологического процесса, а каркас задней сетчатой секции выполнен цилиндрическим.
При калибровании картофеля на данных машинах велика вероятность повреждения клубня. Это связано с тем, что рабочие поверхности машин в процессе калибрования находятся в движении. Клубни картофеля длительное время взаимодействуют с движущейся калибрующей поверхностью. Данные машины в качестве рабочей поверхности имеют разнокалиберную сетку, поэтому клубни очень часто застревают в ячейках и, поднимаясь по периметру барабана, падают. Это также приводит к повреждениям клубней (облазит шкурка, появляются трещины и сколы). Так как калибрование картофеля преимущественно производится перед закладкой на хранение или посадкой, повреждения клубней ведут к их порче. Помимо высокой повреждаемости клубней, связанной с длительным взаимодействием клубня с калибрующей поверхностью, данные машины имеют низкую производительность, так как во время технологического процесса калибрования участвует лишь 12-16% рабочей поверхности.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является машина для сортирования картофеля (RU №2054237 C1, A01D 17/14, 20.02.1996), взятая в качестве прототипа. Машина содержит раму, подающий и отводящий транспортеры с лотками, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде усеченного конуса с продольной осью, совпадающей с осью вращения. Решето наклонно установлено на раме посредством опорных роликов, а конец подающего лотка введен в полость решета со стороны большего основания. Решето установлено так, что его продольная ось расположена под углом к горизонтальной плоскости 45-48,5°C, при этом диаметр большего основания решета составляет 170-180 см, а меньшего основания - 30-36 см.
Недостатками данной машины являются: длительное взаимодействие клубней с рабочей поверхностью, что приводит к повреждаемости, и недозагрузка рабочей поверхности, приводящая к снижению производительности. Для разделения картофеля на несколько фракций в данной машине предусмотрено несколько сетчатых конусов, последовательно сопряженных с подводящими и отводящими транспортерами. Из-за этого машина имеет большие габаритные размеры. Так как каждый сетчатый конус имеет отдельный привод с электродвигателем, то в процессе калибрования машина потребляет высокое количество электроэнергии. Это увеличивает затраты на технологический процесс.
Задачей изобретения является снижение вероятности повреждения клубней в процессе калибрования картофеля, увеличение производительности процесса путем полной загрузки рабочей поверхности калибратора, уменьшение габаритных размеров машины и уменьшение энергозатрат на технологический процесс.
Сущность изобретения заключается в том, что в машине для калибрования картофеля содержащей раму, подающий и отводящий транспортеры с лотками, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде полого конуса с прямолинейной образующей, в отличие от прототипа, в цилиндрическом корпусе ярусно установлено несколько сетчатых решет в виде конусов с закругленными вершинами и основаниями, расположенными параллельно горизонтальной плоскости, углы наклона образующих конусов к их основаниям составляют 18°-25°. Углы наклона образующих конуса к основанию рассчитаны с учетом коэффициента трения качения клубней о материал поверхности конусов, причем если значение угла будет равно менее 18°, сходные клубни не будут скатываться с поверхности сетчатого решета конуса, если угол будет более 25°, то проходные клубни по размеру толщины будут проходить сквозь ячейки конуса с меньшей вероятностью, следовательно, снизится точность калибрования. Конусы жестко закреплены на приводном валу, а к периметру основания каждого конуса жестко прикреплены круговые транспортеры, вращающиеся по направляющим, прикрепленным к стенке корпуса. Размер ячеек решета первого верхнего конуса соответствует размеру толщины клубней средней фракции (клубней весом 50-80 г), второго - размеру толщины клубней мелкой фракции (клубней весом 30-50 г), третьего - среднему размеру технологических примесей (весом менее 30 г). Нижний конус для удаления технологических примесей выполнен без ячеек. У основания конусов в стенке корпуса напротив отводящих транспортеров выполнены выгрузные отверстия с делителями, прикрепленными к боковой стороне отверстия и установленными под углом 18°-25° относительно диаметра корпуса. Причем если угол составит более 25°, то клубни не будут менять направление движения в сторону отводящего транспортера, что приведет к их сгруживанию. Если угол составит менее 18°, это приведет к уменьшению вероятности попадания сходных клубней в выгрузное отверстие. Для очистки поверхности сетчатых конусов над каждым из них установлена очистительная щетка, соприкасающаяся с поверхностью конусов, жестко прикрепленная к стенке корпуса с одной стороны и шарнирно прикрепленная к валу машины с другой. Щетка не только очищает поверхность конуса от мелких примесей, но и выталкивает застрявшие в сетке клубни.
По сравнению с прототипом данная машина имеет ряд преимуществ. Так как клубни взаимодействуют с калибрующей поверхностью минимальный промежуток времени, снижается вероятность их повреждения. Картофель, попадая на сетчатый конус, будет распределяться по всей его поверхности равномерно, следовательно, загрузка рабочей поверхности будет максимальной, что позволит увеличить производительность процесса. Так как все сетчатые конусы имеют один привод, а следовательно, один электродвигатель, затраты на электроэнергию уменьшатся. При данной компоновке машина имеет меньшие габаритные размеры.
Машина для калибрования картофеля представлена на фиг. 1, 2, 3, 4, где на фиг. 1 изображен общий вид машины, на фигуре 2 представлен вид сверху, на фигуре 3 - боковой разрез машины, на фигуре 4 - вид «А».
В цилиндрическом корпусе 12 машины [Фиг. 1, Фиг. 3] ярусно установлено несколько сетчатых решет в виде конусов 2 с закругленными вершинами и основаниями, расположенными параллельно горизонтальной плоскости. Конусы 2 жестко закреплены на приводном валу 6 и вращаются с одинаковой угловой скоростью. Для передачи крутящего момента на валу машины установлен шкив 7, который с помощью клиноременной передачи соединен с мотор-редуктором (на фигурах не показаны). К периметру основания каждого конуса 2 жестко прикреплены круговые транспортеры 3, вращающиеся по направляющим 4 (фигура 4 вид А), жестко закрепленным в стенке корпуса 12. Нижний конус 5 для удаления технологических примесей выполнен без ячеек. У основания всех конусов 2 в стенке корпуса 12 напротив отводящих транспортеров 11 с лотками 10 выполнены выгрузные отверстия с делителями 9, прикрепленными к боковой стороне отверстия и установленными под углом 18°-25° относительно диаметра корпуса. Для загрузки клубней в машину предусмотрен подводящий транспортер 1. Для очистки поверхности всех конусов и выталкивания застрявших в сетке клубней над каждым сетчатым конусом установлена очистительная щетка 8.
Машина работает следующим образом [Фиг. 2, Фиг. 3]. При помощи подающего транспортера 1 происходит загрузка картофельного вороха в машину. Картофельный ворох, попадая на поверхность первого сетчатого конуса 2, под действием собственной силы тяжести клубней распределяется по всей поверхности. Клубни крупной фракции (весом более 80 г), размер которых по толщине больше размеров калибрующих ячеек, сходом скатываются с поверхности первого сетчатого конуса 2 на круговой транспортер 3, движутся на круговом транспортере 3 по периметру конуса, и, достигая делителя 9, который установлен под углом 18°-25, меняют свое направление движения в сторону отводящего транспортера 11, и удаляются в скатный лоток 10, затем на транспортер 11. Клубни картофеля, размер которых по толщине меньше размеров калибрующих отверстий, проходом просыпаются на следующий по ярусу второй конус. На втором конусе аналогично первому сходом происходит выделение средней фракции, на третьем - мелкой. Присутствующий четвертый конус 5 - самый нижний по ярусу предназначен для удаления технологических примесей, которые присутствуют в картофельном ворохе (мелкие растительные остатки, почва, мелкие камни). Боковая поверхность конуса 5 представляет сплошную гладкую поверхность, выполненную из листового металла с минимальной шероховатостью поверхности. Примеси просеиваются через ячейки всех трех сетчатых конусов, попадают на гладкую наклонную поверхность четвертого конуса, скатываются, счищаются щеткой 8 на круговой транспортер, откуда при помощи делителя 9 удаляются в скатный лоток 10, затем на отводящий транспортер 11. Таким образом, происходит калибрование картофельного вороха на фракции и выделение технологических примесей.
Использование машины позволяет снизить повреждаемость клубней картофеля, увеличить производительность технологического процесса и снизить его энергозатраты.
1. Машина для калибрования картофеля, содержащая раму, подающий и отводящий транспортеры с лотками, расположенное между ними связанное с приводом вращающееся сетчатое решето в виде полого конуса с прямолинейной образующей, отличающаяся тем, что в цилиндрическом корпусе ярусно установлено несколько сетчатых решет в виде конусов с закругленными вершинами и основаниями, расположенными параллельно горизонтальной плоскости, углы наклона образующих конусов к их основаниям составляют 18°-25°, конусы жестко закреплены на приводном валу, а к периметру основания каждого конуса жестко прикреплены круговые транспортеры, вращающиеся по направляющим, прикрепленным к стенке корпуса, причем размер ячеек решета первого верхнего конуса соответствует размеру толщины клубней средней фракции, второго - размеру толщины клубней мелкой фракции, третьего - среднему размеру технологических примесей, нижний конус для удаления технологических примесей выполнен без ячеек, у основания конусов в стенке корпуса напротив отводящих транспортеров выполнены выгрузные отверстия с делителями, прикрепленными к боковой стороне отверстия и установленными под углом 18°-25° относительно диаметра корпуса.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что для очистки поверхности конусов над каждым из них установлена очистительная щетка, жестко прикрепленная к стенке корпуса с одной стороны и шарнирно прикрепленная к приводному валу машины с другой.
