Очиститель корнеплодов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Шило Иван Николаевич Агейчик Валерий Александрович Агейчик Михаил Валерьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Очиститель корнеплодов, содержащий раму с ограждающей решеткой с выгрузным окном, сепарирующие элементы в виде вращающихся вальцов усеченной конической формы, радиально размещенные меньшими основаниями к центру, выполненные через один с винтовой навивкой, с механизмом их привода во вращательное движение в виде вертикального вала с закрепленными на нем насадкой и водилом, под которым с внешней стороны решетки на раме установлена кольцевая дорожка, при этом внутренние концы осей вальцов усеченной конической формы размещены в насадке, а внешние концы вальцов усеченной конической формы установлены в водиле и снабжены роликами, взаимодействующими с кольцевой дорожкой, причем вальцы усеченной конической формы с винтовой навивкой выполнены с размером большего основания меньшим в два раза, чем 13167 1 2010.04.30 большее основание вальцов усеченной конической формы без навивки, отличающийся тем, что вальцы усеченной конической формы без навивки выполнены в виде закрепленных вершинами на валах конических пружин сжатия, причем у больших оснований они сопряжены внутренней поверхностью с установленными на валах встряхивающими механизмами, каждый из которых содержит ролик, свободно установленный на подвижной оси, связанной с валом, при этом ось ролика выполнена в виде цилиндрической втулки,концентрично установленной на валу и снабженной диаметрально противоположными стойками, связанными посредством шарнирных тяг с крестовиной, которой снабжен вал,при этом цилиндрическая втулка связана с валом посредством упругих элементов, имеющих регуляторы степени их сжатия, а конические пружины сжатия имеют зазор между витками, равный зазору между вальцами усеченной конической формы, и направление навивки, совпадающее с направлением навивки вальцов усеченной конической формы с винтовой навивкой. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для очистки корнеплодов. Известно устройство для отделения примесей от корнеплодов 1, содержащее сепарирующее полотно элеватора, под рабочей ветвью которого установлен встряхивающий ее механизм, содержащий ролик, свободно установленный на подвижной оси, связанной с валом, причем ось ролика выполнена в виде цилиндрической втулки, концентрично установленной на валу и снабженной диаметрально противоположными стойками, связанными посредством шарнирных тяг с крестовиной, которой снабжен вал, при этом цилиндрическая втулка дополнительно связана с валом посредством упругих элементов, имеющих регуляторы степени их сжатия. Такое устройство не обеспечивает в полной мере очистку корнеплодов от остатков почвы и ботвы вследствие ограниченной очистительной способности элеватора. В то же время встряхивающий механизм позволяет осуществить автоматическое регулирование амплитуды встряхивания элеваторного полотна в зависимости от массы технологической нагрузки со стороны слоя корнеплодов. Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является очиститель корнеплодов 2, содержащий раму с ограждающей решеткой с выгрузным окном, сепарирующие элементы, выполненные через один с винтовой навивкой в виде вращающихся вальцов усеченной конической формы, радиально размещенных меньшим основанием усеченных конусов к центру, с механизмом их привода во вращательное движение в виде вертикального вала с закрепленным на нем насадкой и водилом, под которым с внешней стороны решетки на раме установлена кольцевая дорожка, при этом внутренние, со стороны меньших оснований усеченных конусов, концы осей конических вальцов размещены в насадке, а внешние, со стороны больших оснований усеченных конусов, концы конических вальцов установлены в периферийной части водила и снабжены роликами, взаимодействующими с дорожкой, причем конические вальцы с винтовой навивкой выполнены с размером большего основания меньшим в два раза, чем конические вальцы без навивки, а водило по торцам, в местах максимального сближения друг с другом верхних поверхностей у больших оснований соседних конических вальцов, имеет фигурные окна высотой,не менее зазора между прутками ограждающей решетки. Такой очиститель корнеплодов не обеспечивает необходимого качества очистки корнеплодов от остатков почвы и ботвы и требуемой производительности производственного процесса. Это происходит вследствие недостаточно интенсивного воздействия вращающихся вальцов усеченной конической формы на корнеплоды и ограниченности просеивающей способности очистителя зазорами между этими вальцами, что особенно сказывается на качестве очистки при большом слое корнеплодов на поверхности очистителя. 2 13167 1 2010.04.30 Задача, которую решает изобретение, заключается в повышении производительности работы очистителя корнеплодов при одновременном обеспечении требуемого качества очистки. Поставленная задача выполняется с помощью очистителя корнеплодов, содержащего раму с ограждающей решеткой с выгрузным окном, сепарирующие элементы в виде вращающихся вальцов усеченной конической формы, радиально размещенные меньшими основаниями к центру, выполненные через один с винтовой навивкой, с механизмом их привода во вращательное движение в виде вертикального вала с закрепленными на нем насадкой и водилом, под которым с внешней стороны решетки на раме установлена кольцевая дорожка, при этом внутренние концы осей вальцов усеченной конической формы размещены в насадке, а внешние концы вальцов усеченной конической формы установлены в водиле и снабжены роликами, взаимодействующими с дорожкой, причем вальцы усеченной конической формы с винтовой навивкой выполнены с размером большего основания меньшим в два раза, чем большие основания вальцов усеченной конической формы без навивки, где вальцы усеченной конической формы без навивки выполнены в виде закрепленных вершинами на валах конических пружин сжатия, причем у больших оснований они сопряжены внутренней поверхностью с установленными на валах встряхивающими механизмами, каждый из которых содержит ролик, свободно установленный на подвижной оси, связанной с валом, при этом ось ролика выполнена в виде цилиндрической втулки, концентрично установленной на валу и снабженной диаметрально противоположными стойками, связанными посредством шарнирных тяг с крестовиной, которой снабжен вал, при этом цилиндрическая втулка связана с валом посредством упругих элементов, имеющих регуляторы степени их сжатия, а конические пружины сжатия имеют зазор между витками, равный зазору между вальцами усеченной конической формы, и направление навивки, совпадающее с направлением навивки вальцов усеченной конической формы с винтовой навивкой. На фиг. 1 изображена в упрощенном виде горизонтальная проекция очистителя корнеплодов на фиг. 2 изображена в упрощенном виде фронтальная проекция очистителя корнеплодов с разрезом А-А ее правой части на фиг. 3 изображен разрез С-С на фиг. 1 на фиг. 4 изображен разрез Д-Д на фиг. 3. Очиститель корнеплодов состоит из образующих ротор 1 вала 2, жестко закрепленных с ним насадки 3 и выполненного в виде спиц и корпуса водила 4 с подшипниковыми гнездами для установки осей сепарирующих элементов в виде радиально расположенных через один конических вальцов 5 и с меньшими в два раза большими основаниями конусов конических вальцов 6 с винтовыми выступами, высота которых меньше зазора между вальцами. Большие основания конических вальцов 5 и 6 обращены к периферии водила 4. Оси конических вальцов 5 и 6 установлены в жестко соединенных с валом 2 насадке 3 и водиле 4, а внешние концы осей снабжены роликами 7, опирающимися на кольцевую дорожку 8 неподвижной рамы 9. К раме 9 с помощью поручней 10 жестко крепится периферийная ограждающая решетка 11 с зазором между прутками 1, имеющая окно с лотком 12 для выхода очищенных корнеплодов. Водило 4 по торцам, напротив максимального сближения друг с другом поверхностей соседних конических вальцов 5 и 6 у их больших оснований, имеет фигурные окна высотой 2, не менее зазора между прутками ограждающей решетки 1. Большие конические вальцы 5 выполнены в виде закрепленных вершинами на приводных валах 13 конических пружин сжатия 14 с зазором между витками равным зазору между коническими вальцами 5 и 6, без учета винтовых выступов навивки, и имеющих направление навивки совпадающее с направлением навивки винтовых выступов малых конических вальцов 6. У больших оснований они сопряжены внутренней поверхностью с установленными на валах 13 встряхивающими механизмами по 1. Каждый встряхивающий механизм содержит (фиг. 3 и 4) контактирующий с витками 14 конической пружины сжатия ролик 15, установленный шарнирно на подшипниковые кольца 16 3 13167 1 2010.04.30 и 17, которые охватывают поверхность цилиндрической втулки 18 и жестко закреплены на ней. Цилиндрическая втулка 18 выполнена с внутренним отверстием, большим, чем диаметр приводного вала 13, и снабжена внутри диаметрально противоположными стойками 19 и 20. На приводном валу 13 перпендикулярно его оси вращения жестко закреплена крестовина 21, концы которой соединены со стойками 19 и 20 шарнирными тягами 22 и 23, с возможностью эксцентричного смещения втулки 18 относительно вала 13. Между втулкой 18 и валом 13 в направлении смещения установлены упругие элементы 24,25, 26 и 27, работающие на сжатие. Для получения между осями втулки 18 и вала 13 начального эксцентриситета имеются пробки-регуляторы 28, 29, 30 и 31, с возможностью перемещения в резьбовых отверстиях втулки 18 и соответственно сжатия упругих элементов 24-27. От проворачивания во время работы пробки стопорятся кольцевыми пружинами (не показаны). С торцов втулка 18 закрыта кольцевыми крышками 32 и 33 с укрепленными на них упругими сальниками 34 и 35, касающимися поверхности приводного вала 13. На фиг. 3 крышки и сальники не показаны. Очиститель корнеплодов работает следующим образом. При помощи привода ротор 1 через вал 2 приводится во вращение относительно неподвижной рамы 9 жестко соединенной поручнями 10 с ограждающей решеткой 11. В результате действия сил трения между роликами 7 и кольцевой дорожкой 8 неподвижной рамы 9 приводятся во вращение конические вальцы 5 и 6. Направление вращения ротора 1 выбирается таким, чтобы направление вращения конических вальцов с винтовыми выступами 6 и в виде конических пружин сжатия 14 совпало с направлением навивки винтовых выступов и витков конических пружин. При этом обеспечивается движение вороха к ограждающей решетке 11 и неразматывание конической пружины сжатия 14 большего конического вальца 5. При входе в очиститель (по стрелке В фиг. 1) корнеплоды в первую очередь контактируют с насадкой 3 и ближайшей к ней частью вальцов 5 и 6, что в виду малых линейных скоростей на этих участках ротора 1 не оказывает существенного влияния на повреждаемость корнеплодов. Вследствие вращения ротора 1, конических вальцов 5 и 6 и возникающих в результате этого сил (центробежных инерции, составляющих силы веса корнеплодов, Кориолиса, трения о поверхность вальцов, винтовые выступы и витки конических пружин) корнеплоды движутся внутри очистителя по сложным спиралевидным траекториям к ограждающей решетке 9. Соотношение наклонов поверхностей вальцов 5 и 6 с одной стороны способствует задержанию корнеплодов в рабочей зоне очистителя до требуемой степени очистки, а с другой, за счет в два раза меньшего диаметра больших оснований конусов вальцов 6 с винтовыми выступами, корнеплоды своевременно доставляются к окну с лотком 12, что снижает повреждаемость корнеплодов. При этом примеси в виде частиц почвы и остатков ботвы просеиваются между поверхностями конических вальцов 5 и 6 и спицами водила 4 (по стрелке П фиг. 2). Одновременно значительная часть корнеплодов подвергается интенсивному воздействию конических пружин сжатия 14, образующих поверхность больших конических вальцов 5,с зазором между витками, равным зазору между коническими вальцами 5 и 6 без учета навивки и имеющих направление навивки, совпадающее с направлением навивки малых конических вальцов 6. При этом витки конической пружины 14 передают давление корнеплодов на цилиндрическую втулку 18 встряхивающего механизма по 1 через ролик 15 и подшипниковые кольца 16 и 17. Передаваемая сила давления пропорциональна массе технологической нагрузки (толщине слоя корнеплодов). При вращении приводного вала 13 и цилиндрической втулки 18 составляющая силы давления, направленная радиально вдоль упругих элементов 24-27, периодически меняется по величине, будучи пропорциональна углу поворота вала 13. Шарнирные тяги 22 и 23, связывающие соответственно стойки 19 и 20 с крестовиной 21, обеспечивают радиальное смещение втулки 18 относительно вала 13 под действием этой составляющей. В результате втулка 18, преодолевая упругость элементов 24-27, периодически вместе с роликом 15 меняет эксцентриситет относительно оси 4 13167 1 2010.04.30 приводного вала 13. Величина эксцентриситета, зависящая также от динамических параметров (массы, моментов инерции) элементов устройства, диссипативных свойств и жесткости упругих элементов 24-27, пропорциональна среднему значению силы давления со стороны пласта корнеплодов, действующего на витки конической пружины 14. При вращении вала 13 и изменении эксцентриситета ролика 15 витки конической пружины 14 получают вынужденные колебания с амплитудой, пропорциональной среднему значению силы давления со стороны пласта корнеплодов, и циклической частотой, в два раза большей круговой частоты вращения приводного вала 13. Таким образом происходит автоматическое регулирование амплитуды встряхивания витков конической пружины 14 в зависимости от массы технологической нагрузки. Колебания передаются пласту корнеплодов, который также периодически встряхивается и разрушается, в том числе и под действием местного воздействия витков 14. Отделившиеся частицы почвы и растительных остатков просеиваются через зазоры между витками 14 и коническими вальцами 5 и 6. При увеличении толщины пласта корнеплодов возрастает давление на витки конических пружин 14. Одновременно с этим увеличивается сила давления витков конических пружин 14 на ролик 15, что приводит к росту его эксцентриситета и, следовательно, амплитуды поперечных колебаний витков конических пружин 14, без изменения их скорости вращения и частоты встряхивания. В результате интенсивность встряхивания пласта корнеплодов поддерживается на оптимальном уровне. Регулирование интенсивности встряхивания независимо от толщины пласта корнеплодов осуществляется заменой упругих элементов 24-27. Начальная установка эксцентриситета ролика 15 по отношению к оси приводного вала 13 достигается перемещением пробок 28-31 относительно втулки 18. Нераздробленные комки почвы и мелкие примеси перемещаются винтовыми выступами вальцов 6 в направлении ограждающей решетки 11 и без препятствий через имеющиеся в ней зазоры и фигурные окна водила 4 с высотой не меньшей зазоров решетки 11 удаляются из очистителя. Источники информации 1. А.с. СССР 1544243, МПК А 01 33/08, 1990. 2. Патент полезной модели РБ 3144 , МПК 01 33/08, 2006. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6