устройство для отделения от корнеплодов почвы и растительных остатков

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ОТ КОРНЕПЛОДОВ ПОЧВЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ, включающее вращающийся барабан с загрузочной и рабочей частью, рабочая поверхность которого выполнена в виде вращающихся вальцов, основной шнек, расположенный концентрично барабану, и загрузочный узел, содержащий приемный лоток и конусообразный кожух, установленный в барабане и обращенный большим основанием внутрь барабана, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества очистки корнеплодов, вальцы выполнены через один в виде шнеков, направление навивки которых совпадает с направлением навивки основного шнека, а внутренняя кромка конусообразного кожуха выполнена с вырезами в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до близлежащих центров соседних вальцов, при этом за внутренней кромкой конического кожуха в загрузочной части барабана вальцы выполнены гладкими и имеют диаметр, меньший диаметра вальцов в рабочей части барабана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для отделения примесей от убираемых продуктов и материалов.

Известно устройство для сепарации больших объемов почвы, включающее загрузочный поток, установленный с возможностью вращения барабан, рабочая поверхность которого выполнена из вращающихся обрезиненных роликов, и размещенный внутри него многозаходный шнек.

Недостатками этого устройства являются сгруживание массы в зоне загрузки в бункер, а также недостаточная сепарирующая способность, возникающая из-за неравномерной загрузки сепарирующей поверхности барабана по его длине.

Эти недостатки устраняет известное устройство для сепарации почвы, включающее загрузочный поток, закрепленный со стороны подачи очищаемого материала кожух в виде усеченного конуса, расположенного большим основанием в сторону подачи материала, установленный с возможностью вращения барабан, рабочая поверхность которого выполнена из вращающихся вальцов, и размещенный внутри его многозаходный шнек с витками разной длины, образующими участки с последовательно уменьшающимися количеством витков и сохраняющими постоянное расстояние между смежными витками по всей длине шнека.

Однако это устройство обладает низкой сепарирующей и очистительной способностью из-за того, что корнеплоды, перемещаемые шнеком к выходу из барабана, скользят по гладкой поверхности вальцов и не подвергаются со стороны их и соседних корнеплодов достаточно интенсивному воздействию. Мелкие комки почвы не успевают раздробиться и наряду с другими мелкими примесями вместе с корнеплодами перемещаются вдоль гладких вальцов, и выносятся шнеком из барабана вместе с корнеплодами. Находящиеся на корнеплодах остатки ботвы плохо захватываются гладкой поверхностью вращающихся вальцов и наблюдается слабая очистка корнеплодов от остатков ботвы путем ее отрыва.

Целью изобретения является улучшение качества очистки корнеплодов.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем вращающийся барабан, рабочая поверхность которого выполнена в виде вращающихся вальцов, концентрично расположенный барабану основной шнек и загрузочный узел, содержащий приемный поток и конический кожух, установленный в барабане и обращенный большим основанием внутрь барабана, вальцы выполнены через один в виде шнеков транспортирующих материал встречно основному шнеку, внутренняя кромка конического кожуха выполнена с вырезами в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до близлежащих центров соседних вальцов, т.е. напротив зазоров между вальцами, и радиусами в половину среднего диаметра максимальных частиц, уходящих в отход, при этом за внутренней кромкой конического кожуха вальцы выполнены гладкими и меньшего диаметра, чем в рабочей части барабана, но не более среднего диаметра частиц, уходящих в отход.

Выполнение вальцов через один в виде шнеков, транспортирующих материал встречно основному шнеку, позволяет направить поток отделяемых мелких примесей против основного потока корнеплодов с последующим выделением этих примесей под коническим кожухом.

Выполнение внутренней кромки конического кожуха с вырезами в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до ближайших центров соседних вальцов, т.е. напротив зазоров между вальцами, и радиусами в половину среднего диаметра максимальных частиц, уходящих в отход, позволяет удалить отделяемые частицы за пределы внутреннего объема барабана под конический кожух за счет воздействия шнеков вальцов при минимальном (в целях снижения повреждения корнеплодов) расстоянии остальных частей внутренней кромки до поверхности вальцов.

Выполнение за внутренней кромкой конического кожуха вальцов гладкими и меньшего диаметра, чем в рабочей части барабана, но не более среднего диаметра частиц, уходящих в отход, позволяет просыпаться частицам примесей в отход после вывода их за пределы внутреннего объема барабана.

Выполнение зазора между гладкими поверхностями вальцов в рабочей части барабана значительно меньшим среднего диаметра максимальных частиц, уходящих в отход, необходимо для снижения повреждаемости очищаемых корнеплодов вследствие их защемления между вальцами и исключения их попадания в отход вследствие отсутствия идеальной геометрической формы, а также наличия упругих и пластических свойств.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4.

Устройство включает барабан 1, размещенный внутри его концентрично основной шнек 2, приемный поток 3, вариатор 4, приводной ремень 5 и механизм 6 его натяжения.

Барабан 1 состоит из переднего 7 и заднего 8 колец, соединенных между собой осями 9 с вальцами 10, между поверхностями которых имеются зазоры, значительно меньше максимальных частиц примесей, уходящих в отход. Барабан 1 посредством крестовин 11 и 12 с подшипниковыми основаниями опирается на вал основного шнека 2. Со стороны подачи очищаемого материала на передней крестовине 11 закреплен конический кожух 13, имеющий вид усеченного конуса и обращенный большим основанием в сторону основного шнека 2, т.е. внутрь барабана. Основной шнек 2 состоит из пустотелого вала 14 и многозаходных спиралей с витками 15. Конический кожух 13 установлен с перекрытием витков 15 спирали шнека 2, что исключает заклинивание поступающей в барабан 1 массы и обеспечивает надежное ее транспортирование.

Часть барабана 1 от загрузочного лотка 3 до большего (внутреннего) основания кожуха 13 в виде усеченного конуса является загрузочной, а остальная часть - рабочей.

Цилиндрические вальцы 10 в загрузочной части барабана 1 выполнены гладкими и меньшего диаметра, чем в рабочей части барабана, где они через один выполнены в виде шнеков. Для этого на участке от выхода очищаемого материала из барабана 1 до конического кожуха 13, но не доходя до него, вальцы 10 через один имеют эластичные, например выполненные из ремня клиноременной передачи, винтовые одно- или многозаходные выступы 16 с направлением навивки, совпадающим с направлением навивки основного шнека 2. Расстояние между соседними винтовыми выступами 16 по длине вальцов 10, выполненных в виде шнеков, не превышает наибольшего диаметра самых мелких из подаваемых основным шнеком 2 к выходу из барабана 1 на дальнейшую переработку корнеплодов.

Внутренняя кромка конического кожуха 13 выполнена с вырезами в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до близлежащих центров соседних вальцов 10, т.е. напротив зазоров между вальцами 10 и радиусами в половину среднего диаметра максимальных частиц, уходящих в отход.

Величина зазоров между вальцами 10 за внутренней кромкой конического кожуха 13 в загрузочной части барабана 1 больше среднего диаметра самых крупных из частиц, уходящих в отход, т.е. диаметр вальцов здесь не превышает средний диаметр максимальных частиц, уходящих в отход.

Для исключения заклинивания сепарируемой массы между витками 15 основного шнека 2 и винтовыми выступами 16 вальцов 10 кромки витков 15 выполнены обрезиненными.

Устройство работает следующим образом.

Барабан 1 и основной шнек 2 приводятся от вариатора 4 во вращение в одном направлении. Одновременно с барабаном 1 получают вращение и вальцы 10 за счет сил трения, возникающих от их торможения ремнем 5. При этом направление вращения вальцов 10 является противоположным барабану и шнеку (см. фиг. 2).

С загрузочного лотка 3 масса поступает в конический кожух 13, который за счет конусной формы и вращения совместно с барабаном 1 предотвращает сгруживание массы и подает ее к виткам 15 основного шнека 2. Витки 15 основного шнека 2 транспортируют массу к выходу из барабана 1 по направлению стрелки В. Поскольку направление навивки основного шнека 2 и вальцов 10, выполненных в виде шнеков, совпадает, а направления вращения их противоположны, то винтовые выступы 16 вальцов 10, выполненных в виде шнеков, оказывают на массу действие, противоположное по направлению перемещения ее основным шнеком 2. В результате происходит интенсивное перемешивание массы, задерживание и дробление комков почвы в рабочей части барабана 1. Винтовые выступы 16 вальцов 10, выполненных в виде шнеков, захватывают и обрывают остатки ботвы на корнеплодах, которые вместе с раздробленными комками почвы просеиваются через зазоры между вальцами 10.

Непросеянные частицы постепенно перемещаются винтовыми выступами 16 вальцов 10, выполненных в виде шнеков, к загрузочной части барабана 1 к окнам, образованным вырезами внутренней кромки конического кожуха 13 в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до близлежащих центров соседних вальцов 10, т.е. напротив зазоров между вальцами с радиусами в половину среднего диаметра максимальных частиц, уходящих в отход, и впадинами гладких поверхностей вальцов 10 (см. фиг. 5) и после прохождения их за счет подпора других частиц, испытывающих воздействие винтовых выступов 16 вальцов 10, выполненных в виде шнеков выгружаются в отходы через загрузочную часть барабана 1 по направлению стрелки Г благодаря увеличенным зазорам между вальцами 10 за внутренней кромкой конического кожуха 15 в загрузочной части барабана 1. Поскольку барабан 1 вращается, окна в верхнем его положении самоочищаются и их забивание исключено.

Так как расстояние h между соседними винтовыми выступами 16 по длине вальцов 10, выполненных в виде шнеков, не превышает величины наибольшего диаметра самых мелких из очищаемых и подаваемых основным шнеком 2 к выходу из барабана 1 на дальнейшую переработку корнеплодов (для сахарной свеклы этот наибольший диаметр самых мелких корнеплодов равен 40 мм), то это приводит к тому, что в области внутренней поверхности рабочей части барабана 1, примыкающей к коническому кожуху 13, мелкие корнеплоды (высота корнеплодов больше их максимального диаметра) ориентированы в положении, близком к горизонтальному. При этом винтовые выступы 16 вальцов 10, выполненных в виде шнеков, оказывают на эти корнеплоды воздействие, близкое по своей физической сущности к воздействию на них гладкой цилиндрической поверхности, образованной диаметром винтовых выступов 16. Произошедшее в результате этого смещение оси корнеплодов относительно центров, образованных вырезами внутренней кромки конического кожуха 13 в виде дуг окружностей с центрами, расположенными на равном расстоянии до близлежащих центров соседних вальцов 10, т.е. напротив зазоров между вальцами 10, с радиусами в половину среднего диаметра минимальных частиц уходящих в отход и впадин гладких поверхностей вальцов 10 окон (показано на фиг. 5 штриховой линией) исключает прохождение через него корнеплодов, так как размеры этих окон также рассчитаны на прохождение частиц диаметром не большим, чем наибольший диаметр самых мелких из очищаемых корнеплодов. Эти корнеплоды, а также те, которые могли в рассматриваемой области принять вертикальное положение (вероятность этого события мала) захватываются витками 13 основного шнека 2, а также под действием подпора со стороны сепарирующей массы, поступаемой в барабан 1 через конический кожух 13, перемещаются по направлению стрелки В к выходу из барабана 1.

Наличие на винтовых витках 15 основного шнека 2 обрезиненных кромок исключает повреждение корнеплодов при их защемлении между эластичными винтовыми выступами 16 вальцов 10 и винтовыми витками 15 основного шнека 2.

Беспрепятственная выгрузка примесей в отходы по направлению стрелки Г через загрузочную часть барабана 1 обеспечивается благодаря величине зазоров между вальцами 10 за внутренней кромкой конического кожуха 13, не меньшей среднего диаметра максимальных частиц примесей, уходящих в отход, а следовательно, и всех поступающих к этим зазорам частиц примесей.

Применение заявляемого устройства позволит уменьшить засоренность вороха корнеплодов до 2...5%. По сравнению с современными очистительными устройствами комбайнов КС-6 и РКС-6 качество очистки улучшается на 8...12%.

При плохом качестве очистки вороха корнеплодов он подвергается ручной доочистке, причем затраты труда на повышение качества очистки вороха на 10% составляют около 1,3 чел.-ч/т.

Производительность заявляемого устройства на подборщике собранных в валок корнеплодов равна 200 т/ч сменного времени. Всего за сезон такая машина убирает около 20000 т корнеплодов.