транспортер-очиститель корнеклубнеплодов

Формула изобретения

Транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, содержащий цилиндрическую камеру очистки с окнами для загрузки и выгрузки и продольным пазом, по длине которого установлена решетка, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент, выполненный в виде щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость, проходящая через центры очистительного элемента и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека, а соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: < 0,8p, где - частота вращения щеточного барабана, рад/с, p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам сухой очистки корнеклубнеплодов.

Известно устройство для безводной очистки корнеклубнеплодов, содержащее установленные с возможностью вращения щеточные барабаны, расположенные под ними валики с винтовой навивкой, приемный и выгрузной лотки и привод. При этом нити щеточных барабанов установлены по винтовой линии, направление которой совпадает с направлением винтовой навивки валиков, установленных вдоль направления перемещения корнеклубнеплодов с возможностью продольных колебаний (см. а.с. СССР N1586666, кл. A 23 N 17/00, 1990).

Недостатком данного устройства является сложность конструктивного выполнения и, как следствие, ненадежность в работе, при этом энергозатраты на процесс очистки высокие из-за большого количества рабочих органов.

Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, содержащий цилиндрическую камеру очистки с загрузочным и выгрузным окнами и продольным пазом, в котором установлены с возможностью вращения очистительные элементы, выполненные в виде щеточных барабанов, прутки которых погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость симметрии очистительных элементов, проходящая через центр продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека (см. а.с. РФ N2067806, кл. A 01 D 33/08, 1996).

Недостатком данного устройства являются высокие энергозатраты и интенсивный износ очистительных элементов в процессе работы.

Задачей, которую необходимо решить, является снижение энергозатрат на процесс очистки и повышение долговечности щеточных элементов при условии соответствия конечного продукта зоотехническим требованиям.

Поставленная задача решается за счет того, что в транспортере-очистителе корнеклубнеплодов, содержащем цилиндрическую камеру очистки с окнами для загрузки и выгрузки и продольным пазом, по длине которого установлена решетка, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент, выполненный в виде щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки, и расположенный внутри кожуха шнек с решетчатой винтовой навивкой, причем плоскость, проходящая через центры очистительного элемента и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека, а соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: < 0,8p,

где - частота вращения щеточного барабана, рад/с;



где v - скорость конца прутка щеточного барабана, v = 0 -10 м/с;

r - радиус барабана, м;

l - длина прутка, м;

p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.

Уменьшение длины l прутков при сохранении наружного диаметра D щеточного барабана повышает их жесткость при сохранении площади зоны воздействия на очищаемый материал. Характеристикой восстановления прутков после взаимодействия является первая собственная частота p колебаний:



где EJ - жесткость при изгибе;

F - масса единицы длины стержня, кг;

l - длина прутка щеточного барабана, м;

=1,8751 - наименьший корень уравнения частоты:

cosch+1 = 0.

Используя эту зависимость, можно по известной, заданной длине l прутков, обеспечивающей требуемый наружный диаметр D, подобрать частоту вращения щеточного барабана так, чтобы частота внешнего воздействия, равная частоте вращения щеточного барабана, была меньше 0,8p. Это позволит снизить энергозатраты на работу щеточного барабана за счет того, что при рабочих режимах и при разгоне он не проходит через резонанс.

Пример.

При фиксированных значениях: J = 7,410^-12 м⁴; = 1100 кг/м³; F = 9,6210^-6 м², рассчитаем первые собственные частоты колебаний прутков щеточного барабана для двух различных длин l. Полагаем D = 0,5 м, v = 5 м/с.

Вариант I

Для l = 0,25 м:



r = D-l = 0,5 - 0,25 = 0,25 м.

Определяем угловую скорость щеточного барабана:



Условие <0,8p выполняется, так как 10 < 0,845,85, то есть 10 < 36,68.

Вариант II

Для l = 0,48 м, r = 0,02 м, что обеспечивает D = l + r = 0,5 м:



Угловая скорость щеточного барабана та же, что и в первом варианте: = 10 рад/с.

Условие < 0,8p не выполняется, так как 10 > 0,812,43, то есть 10 > 9,944.

Таким образом, параметры щеточного барабана по первому варианту обеспечивают работу вне области резонанса, а по второму варианту - нет.

На фиг. 1 представлен транспортер-очиститель корнеклубнеплодов, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А.

Транспортер-очиститель корнеклубнеплодов содержит цилиндрическую камеру 1 очистки, оснащенную загрузочным и выгрузным окнами 2, 3, и размещенный внутри кожуха камеры 1 шнек 4 с винтовой решетчатой навивкой. Камера очистки 1 имеет в нижней части продольный паз, по длине которого установлена решетка 5 из поперечных металлических прутков, под которой с возможностью вращения установлен очистительный элемент 6, выполненный в виде цилиндрического щеточного барабана, прутки которого погружены в камеру очистки 1. Плоскость, проходящая через центры очистительного элемента 6 и продольного паза, и вертикальная плоскость, проходящая через центр шнека 4, расположены под острым углом друг к другу в сторону вращения шнека 4, при этом соотношение радиуса барабана к длине прутков удовлетворяет условию: < 0,8p,

где - частота вращения щеточного барабана, рад/с;

p - первая собственная частота колебаний прутка, рад/с.

Вращение рабочих органов осуществляется при помощи привода 7. Под очистительным элементом смонтирован отводящий транспортер 8.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащие очистке корнеклубнеплоды загружаются в камеру очистки 1 через загрузочное окно 2 и транспортируются вдоль нее шнеком 4. В процессе перемещения корнеклубнеплоды под воздействием щеточного барабана 6 и шнека 4 интенсивно переворачиваются в различных направлениях и всесторонне очищаются. Решетка 5, расположенная в продольном пазе, препятствует проваливанию корнеклубнеплодов, а также снижает нагрузку на очистительный элемент 6. Вращение очистительного элемента 6 и шнека 4 в одном направлении позволяет удерживать корнеклубнеплоды в зоне активного взаимодействия. Отделившиеся от них почвенные и растительные примеси просеиваются через решетку 5, очистительный элемент 6 и по скатной доске (не показана) попадают на транспортер 8, который выводит их из транспортера-очистителя.