RU2054237C1

RU2054237C1 - Potato grader

Info

Publication number: RU2054237C1
Application number: RU93027390A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Ивановский; П.Г. Свечников; О.В. Гордеев; Е.В. Никитин
Original assignee: Южно-Уральский научно-исследовательский институт плодоовощеводства и картофелеводства
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: machine has screen 1 in form of truncated cone installed on frame 2 by means of three support rollers 3 getting into slot of guide ring secured over perimeter of screen larger base. Screen longitudinal axis is inclined to horizontal plane through angle of 45-48.5 degrees. Screen is installed between feeding and discharge conveyors. Feeding trough 12 is brought into screen space at side of larger base whose diameter is within 170 and 180 cm and has sinusoidal shape edge. Screen is set into rotation by geared motor with one of lower roller 3 fitted on geared motor shaft. Upper roller is secured on frame crossmember spring-loaded in vertical plane. EFFECT: enhanced operation reliability and convenience. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сортировки картофеля. The invention relates to agricultural machinery, in particular to a device for sorting potatoes.

Уже известна машина "Барабанная картофелесортировка", содержащая наклонно установленное (α= 5-8^о) цилиндрическое вращающееся решето (барабан), расположенное перед подъемным колесом и переборочным транспортером (Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. М. Машиностроение, 1969, с. 61-80, рис. 4).We already know the machine "Drum Potato", containing slanted (α = 5-8 ^o) cylindrical rotating sieve (drum), located in front of the lifting wheel and Bulkhead conveyor (Reference Design agricultural machinery. Machinery M., 1969, pp. 61-80 , fig. 4).

Решето имеет квадратные отверстия, меньшее из которых расположено в его начальной части (по ходу движения клубней), а большое в верхней части. Картофель перемещается вдоль цилиндрического решета за счет продольного наклона, и путь, проходимый крупными клубнями, составляет 5-6 м, т.е. превышает длину решета в 3-4 раза. Такая машина в конечном итоге малопроизводительна (до 5,0 т/ч), коэффициент точности сортирования невысок (до 69-75%) при значительной повреждаемости клубней. The sieve has square holes, the smaller of which is located in its initial part (along the movement of the tubers), and the larger in the upper part. The potato moves along the cylindrical sieve due to the longitudinal inclination, and the path traveled by large tubers is 5-6 m, i.e. exceeds the sieve length by 3-4 times. Such a machine is ultimately inefficient (up to 5.0 t / h), the sorting accuracy coefficient is low (up to 69-75%) with significant damage to tubers.

Известна другая машина типа роторных центробежных сепараторов (Петров Г. Д. Картофелеуборочные машины. М. Машиностроение, 1984, с. 152-154, рис. 99 в). Эта машина имеет главный рабочий орган, выполненный в форме усеченного конусного щелевого барабана (решета), который установлен горизонтально и закреплен на опорных роликах. Для загрузки клубней в его полость со стороны меньшего основания расположен загрузочный транспортер. Машина имеет также отводящие транспортеры и привод решета. Образующая конического решета наклонена к его продольной оси, совпадающей с осью вращения, на угол α, в пределах 10-15^о.Another machine is known such as rotary centrifugal separators (Petrov G. D. Potato harvesting machines. M. Mechanical Engineering, 1984, pp. 152-154, Fig. 99 c). This machine has a main working body, made in the form of a truncated conical slotted drum (sieve), which is mounted horizontally and mounted on supporting rollers. For loading tubers into its cavity, a loading conveyor is located on the side of the smaller base. The machine also has discharge conveyors and a sieve drive. The generatrix of the conical sieve inclined to its longitudinal axis coinciding with the axis of rotation an angle α, in the range ^of 10-15.

Щелевая конструкция барабана способствует выделению примесей из вороха, особенно при культивировании картофеля на переувлажненных почвах. Данная машина надежна в работе. The slit design of the drum contributes to the release of impurities from the heap, especially when cultivating potatoes on waterlogged soils. This machine is reliable in operation.

Однако в этой машине точность сортирования невелика (до 68%); кроме того, высока и повреждаемость клубней, поскольку клубни разгоняются по ходу движения, а затем сталкиваются с уравнивателем. However, in this machine, the sorting accuracy is low (up to 68%); in addition, tuber damage is also high, as the tubers accelerate in the direction of travel and then collide with the equalizer.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому изобретению является барабанный сепаратор картофелеуборочного комбайна (авт.св. СССР N 145403, кл. A 01 D 17/24, B 07 B 1/24, 12.01.61). The closest in technical essence to the patented invention is a drum separator of a potato harvester (ed. St. USSR N 145403, class A 01 D 17/24, B 07 B 1/24, 12.01.61).

Это устройство содержит раму, на которую опирается через опорный ролик сетчатое коническое решето, установленное так, что ее боковая образующая в нижнем положении расположена в горизонтальной плоскости, а ось вращения наклонена к последней. Решето связано с приводом и снабжено подающим и скатным лотками, которые в свою очередь связывают его с транспортерами, подающими и отводящими клубни. This device contains a frame on which a mesh conical sieve is supported through a support roller, mounted so that its lateral generatrix in the lower position is located in the horizontal plane, and the axis of rotation is inclined to the latter. The sieve is connected to the drive and is equipped with a feed and pitched trays, which in turn connect it to conveyors that feed and discharge tubers.

Основным недостатком известного устройства является то, что оно травмирует клубни швыряльным колесом, которое применено для увеличения производительности, что усложняет конструкцию устройства в целом и, следовательно, снижает надежность. The main disadvantage of the known device is that it injures the tubers with a throwing wheel, which is used to increase productivity, which complicates the design of the device as a whole and, therefore, reduces reliability.

Эти недостатки устранены в предлагаемом изобретении, которое, как и прототип, имеет раму, подающий и отводящий транспортеры с лотком, 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 большого основания. These disadvantages are eliminated in the present invention, which, like the prototype, has a frame, feed and discharge conveyors with a tray, a rotating mesh sieve connected with the drive in the form of a truncated cone with a longitudinal axis coinciding with the axis of rotation, the sieve is obliquely mounted on the frame by means of support rollers, and the end of the feed tray is introduced into the sieve cavity from the side of the large base.

В отличие от прототипа и согласно изобретению решето установлено так, что его продольная ось расположена под углом к горизонтальной плоскости, равным α= 45-48,5^о, при этом диаметр большого основания решета составляет 170-180 см, а меньшего основания 30-36 см.Unlike the prototype and according to the invention, the sieve is set so that its longitudinal axis is located at an angle to the horizontal plane equal to α = 45-48.5 ^about , while the diameter of the large base of the sieve is 170-180 cm, and the smaller base 30-36 cm.

Кроме того, устройство снабжено мотор-редуктором, обеспечивающим угловую скорость при вращении решета 6-8,5мин^-1.In addition, the device is equipped with a gear motor that provides an angular speed during the rotation of the sieve 6-8.5 min ^-1 .

Другим отличием изобретения является особенность установления трех опорных роликов, размещенных под углом 120^о друг к другу, и один из нижних роликов установлен на валу мотор-редуктора, а верхний закреплен на поперечине рамы, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости.Another feature of the invention is the peculiarity of the installation of three support rollers placed at an angle of 120 ° ^to each other, and one of the lower rollers is mounted on the shaft of the geared motor, and the upper one is fixed on the cross member of the frame made spring-loaded in a vertical plane.

Отличием является и то, что кромка подающего лотка имеет форму синусоиды. The difference is that the edge of the feed tray has a sinusoid shape.

Исследования по источникам патентной и технической информации не выявили второго технического решения, совпадающего с предлагаемым изобретением по совокупности существенных признаков. Studies on the sources of patent and technical information did not reveal a second technical solution that matches the proposed invention in terms of the essential features.

На основании этого можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию патентоспособности "Новизна". Based on this, it can be concluded that the invention meets the patentability criterion of "Novelty."

Изобретение соответствует и второму условию патентоспособности "Изобретательский уровень", т.к. каждый из существенных признаков необходим для достижения цели изобретения, и присутствие признаков взаимно обусловлено. The invention also meets the second condition of patentability "Inventive step", because each of the essential features is necessary to achieve the objective of the invention, and the presence of features is mutually determined.

Угол наклона оси решета к горизонтальной плоскости, в которой лежит образующая ее сепарирующей поверхности, равный 45-48,5^оС, с одной стороны в технике неизвестен. С другой стороны исполнение конусного решета с одним из углов в указанном пределе обеспечивает движение клубней картофеля по наиболее эффективному пути, имеющему траекторию циклических колебаний с монотонно убывающим шагом (Δ), стремящимся к нулю (Δ=0).The angle of inclination of the axis of the sieve to the horizontal plane, in which lies the separating surface forming it, equal to 45-48.5 ^about C, on the one hand is unknown in the technique. On the other hand, the execution of a cone sieve with one of the angles in the specified limit ensures the movement of potato tubers along the most efficient path having a trajectory of cyclic vibrations with a monotonously decreasing step (Δ) tending to zero (Δ = 0).

Особенности исполнения привода решета и его закрепление опорными роликами, а также найденные размеры диаметров оснований обеспечивает устойчивое вращение конусного решета с угловой скоростью от 6,0 до 8,5 мин^-1, которая в свою очередь обеспечивает линейную скорость перемещения клубней от 0,66 м/с до 0,8 м/с во входной части решета до 0,13-0,16 м/с на выходе. При таком скоростном режиме резко снижается травмирование клубней, поскольку центробежные силы практически отсутствуют. Снижению травмирования клубней и их оптимальному перемещению по сепарирующей поверхности способствует и форма кромки скатного лотка, позволяющая подать клубни с одинаковой высоты и с одной начальной скоростью.The design features of the sieve drive and its fixing with support rollers, as well as the found sizes of the diameters of the bases, ensure stable rotation of the cone sieve with an angular speed of 6.0 to 8.5 min ^-1 , which in turn provides a linear speed of movement of tubers from 0.66 m / s to 0.8 m / s in the input part of the sieve to 0.13-0.16 m / s at the exit. At such a speed regime, tuber injury is sharply reduced, since centrifugal forces are practically absent. The shape of the edge of the pitched tray, which allows the tubers to be fed from the same height and at the same initial speed, also helps to reduce the injury to tubers and their optimal movement along the separating surface.

Таким образом, все названные признаки необходимы и достаточны для достижения цели изобретения. При этом они порознь и в совокупности не вытекают явным образом из известного уровня техники. Thus, all these features are necessary and sufficient to achieve the objective of the invention. Moreover, they separately and in the aggregate do not follow explicitly from the prior art.

На фиг. 1 и 2 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 3 схема конусного барабана (решета) прототипа; на фиг. 4 схема решета предлагаемого изобретения; на фиг. 5 изображен сепаратор, решето которого выполнено с углом α=60^о.In FIG. 1 and 2 shows a schematic diagram of a device; in FIG. 3 diagram of a conical drum (sieve) of the prototype; in FIG. 4 sieve diagram of the invention; in FIG. 5 shows a separator, the sieve of which is made with an angle α = 60 ^about .

Машина содержит (фиг. 1, 2) конусное решето 10, выполненное из струн, образующих сетку с ячейками квадратной формы и одного размера (45 х 45 мм). Входная часть решета 1 расположена со стороны большого основания, которое имеет диаметр 180 см. Выходное отверстие решета меньшее основание имеет диаметр 36 см. Высота решета (длина продольной оси) равна 90 см. Образующая боковой (сепарирующей) поверхности решета наклонена к продольной оси (фиг. 4) под углом α=48,5^о, при этом решето закреплено на раме 2 при помощи трех опорных роликов 3, которые входят в направляющий кольцевой желоб 4, укрепленный по периметру большого основания (фиг. 1, 2). Ролики 3 расположены относительно друг друга под углом 120^о. Один из нижних роликов насажен на вал мотор-редуктора 5 мощностью 0,28 кВт и передаточным числом 125, верхний ролик закреплен на поперечине 6 рамы 2, выполненной подпружиненной в вертикальной плоскости пружинами 7. Рама 2 имеет опорную часть, которая снабжена регулировочными винтами 8. Под решетом 1 расположены транспортеры 9, 10 отводящие фракции картофеля. Третий транспортер 11 служит для подачи исходного вороха картофеля. Этот транспортер связан с сепарирующей поверхностью решета 1, подающим скатным лотком 12, имеющим нижнюю кромку синусоидальной формы (фиг. 2).The machine contains (Fig. 1, 2) a conical sieve 10 made of strings forming a grid with square cells and one size (45 x 45 mm). The entrance part of the sieve 1 is located on the side of the large base, which has a diameter of 180 cm. The outlet of the sieve, the smaller base has a diameter of 36 cm. The height of the sieve (length of the longitudinal axis) is 90 cm. The generatrix of the side (separating) surface of the sieve is inclined to the longitudinal axis (Fig. .4) at an angle α = 48.5 ^about , while the sieve is fixed to the frame 2 using three support rollers 3, which are included in the guide ring groove 4, mounted around the perimeter of a large base (Fig. 1, 2). The rollers 3 are located relative to each other at an angle of 120 ^about . One of the lower rollers is mounted on the shaft of the gearmotor 5 with a power of 0.28 kW and a gear ratio of 125, the upper roller is fixed on the cross member 6 of the frame 2, made in the vertical plane by springs 7. The frame 2 has a supporting part, which is equipped with adjusting screws 8. Under the sieve 1 are conveyors 9, 10 outlet fractions of potatoes. The third conveyor 11 serves to supply the original heap of potatoes. This conveyor is connected with the separating surface of the sieve 1, the feed pitched tray 12 having a lower edge of a sinusoidal shape (Fig. 2).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включают мотор-редуктор 5 и приводят конусное решето 1 во вращение с угловой скоростью 6 мин^-1. Транспортером 11 подают картофель, одновременно включают транспортеры 9 и 10. Клубни по скатному лотку 12 поступают на сепарирующую поверхность решета 1 по всей ширине лотка 12. Мелкие клубни проваливаются на транспортер 9. Крупные клубни и оставшаяся часть мелких клубней поднимаются сетчатой поверхностью перпендикулярно оси вращения на некоторую высоту скатывания (линии A-B фиг. 4), затем скатываются вниз перпендикулярно нижней образующей решета 1, получая поступательное перемещение в направлении выходного отверстия на величину начального шага Δ. При этом оставшиеся мелкие клубни просеиваются на транспортер 9 и удаляются в контейнеры. Оставшиеся клубни останавливаются в нижней части решета 1, вновь захватываются им, и процесс повторяется, но уже с уменьшающимся шагом до выхода крупных клубней через малое отверстие горловины решета 1 на транспортер 10. Линейная скорость перемещения клубней не превышает 0,8 м/с в зоне поступления клубней на поверхность решета 1 и не более 0,16 м/с на выходе из нее.Turn on the gear motor 5 and bring the cone sieve 1 into rotation with an angular speed of 6 min ^-1 . Potato is fed by conveyor 11, and conveyors 9 and 10 are simultaneously turned on. Tubers along the sloping tray 12 enter the separating surface of the sieve 1 along the entire width of the tray 12. Small tubers fall onto the conveyor 9. Large tubers and the remaining part of small tubers are lifted by a mesh surface perpendicular to the axis of rotation by some rolling height (lines AB of Fig. 4), then roll down perpendicular to the lower generatrix of the sieve 1, receiving translational movement in the direction of the outlet by the size of the initial step and Δ. In this case, the remaining small tubers are sieved on the conveyor 9 and disposed of in containers. The remaining tubers stop at the bottom of the sieve 1, are re-captured by it, and the process is repeated, but with a decreasing step until large tubers exit through the small opening of the neck of the sieve 1 to the conveyor 10. The linear velocity of the tubers does not exceed 0.8 m / s in the zone tubers entering the sieve surface 1 and not more than 0.16 m / s at the exit from it.

При изготовлении сепарирующего устройства с углом, равным, например, 30^о (фиг. 3) или 60^о (фиг. 5), клубни также при перемещении будут совершать "колебательное" движение, как и в предлагаемом устройстве. Однако частота колебаний в первом случае (фиг. 3) будет значительно большей, т.е. клубни пройдут больший путь и будут скатываться значительно чаще. Вследствие этого возрастает травмирование и ухудшится сепарация, т.к. при "укороченном" шаге перемещения возрастет удельная загрузка клубнями на участках сепарации, которые расположены по нижней образующей решета. При применении решета с углом α, равным 60^о, наоборот клубни на сепарирующей поверхности совершат недостаточное количество "колебаний", путь прохождения клубней уменьшается, следовательно, это скажется на качестве сепарации.In the manufacture of the separating device with an angle equal to, for example, 30 ^about (Fig. 3) or 60 ^about (Fig. 5), the tubers will also make an "oscillatory" movement when moving, as in the proposed device. However, the oscillation frequency in the first case (Fig. 3) will be much higher, i.e. tubers will go a long way and will roll much more often. As a result, trauma increases and separation worsens, because with a “shortened” step of movement, the specific loading of tubers at the separation sites, which are located along the lower generatrix of the sieve, will increase. When using a sieve with an angle α equal to 60 °, ^{on the} contrary, the tubers on the separating surface will not make enough "vibrations", the path of the tubers decreases, therefore, this will affect the quality of separation.

Производительность предлагаемого устройства составляет 20 т/ч, при этом выделяется до 86-92% стандартных фракций. Клубни практически не травмируются. The performance of the proposed device is 20 t / h, with up to 86-92% of standard fractions being released. Tubers are practically not injured.

Claims

1. MACHINE FOR SORTING POTATOES, containing a frame, feeding and discharging conveyors with trays, a rotating mesh sieve connected with a drive in the form of a truncated cone with a longitudinal axis coinciding with the axis of rotation, the sieve is inclined on the frame by means of support rollers, and the end the feed tray is introduced into the cavity of the sieve from the side of the larger base, characterized in that the sieve is installed so that its longitudinal axis is at an angle to the horizontal plane of 45 - 48.5 ^o With the diameter of a larger o warp sieve is 170 - 180 cm, and a smaller base - 30 - 36 cm.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the drive is made in the form of a gear motor, on the shaft of which one of the lower support rollers is fixed, while all the rollers are equidistant from each other and are located in a guide ring groove made around the perimeter of the larger base and the top of the rollers is fixed on the cross member of the frame, made spring-loaded in a vertical plane.

3. The machine according to claim 1, characterized in that the edge of the feed tray has a sinusoid shape.