Насіннєрушка-2 іхно
Формула / Реферат
1. Семянорушка, содержащая корпус, установленную в нем деку и ротор на горизонтальном валу, с направляющими каналами, расположенными рядами вдоль образующей цилиндрическую поверхность ротора и имеющими в сечении продолговатую форму, неподвижные гребенки, концы которых ориентированы перпендикулярно оси ротора и обращены свободными концами к промежуткам между каналами, устройство для подачи семян, отличающаяся тем, что ротор выполнен в виде полого цилиндра снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами в сечении удлиненной формы с отношением длины к ширине 2 : 1, длина которых равна толщине стенки цилиндра ротора и расположенными рядами вдоль образующих внутреннюю и наружную цилиндрические поверхности ротора с лопастями, закрепленными на наружной поверхности ротора впереди каждого ряда каналов и прилегающими к внутренней поверхности деки, корпус со съемной декой внутри в виде цилиндра с отверстием по касательной цилиндра равным по высоте разнице между радиусами деки и ротора, а по ширине длине деки, гребенки в виде неподвижных пластин, отстоящих друг от друга по диаметру полости ротора на 120° в одной плоскости, а вдоль его оси на 60°, закрепленных на стержне в крышке корпуса и обращенных свободными концами к промежуткам между каналами.
2. Семянорушка по п.1, отличающаяся тем, что ротор выполнен с радиальными каналами, стенки которых в направлении вращения увеличиваются пропорционально диаметру ротора и с диском для крепления к валу.
3. Семянорушка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для подачи семян выполнено в виде лабиринтного уплотнения между ротором и крышкой и секторного питателя семян.
Текст
УКРАЇНА (19) UA,u, 17430 (13) (5і)б В 02 В 3/00, 3/02 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховно? Ради України І* 3769-ХІІ від 23 XII 1993 р Публікується в редакції заявника (54) НАСІННЯРУШКА-2 ІХНО 1 (21)95042099 (22) 27.04.95 (24) 06.05.97 (46)31.10 97. Бюл. № 5 (47) 06.05.97 (56) 1 Патент США Nc 4393762, кл. В 02 В f 3/00 2. Авторское свидетельство СССР rsfc*1139400, кл. А 23 № 5/00. 3. Патент СССР № 1819402, кл В 02 В 3/00. (72) Іхно Микола Петрович (73) Харківський державний політехнічний університет (UA) (57) 1. Семянорушка, содержащая корпус, установленную в нем деку и ротор на горизонтальном валу, с направляющими каналами, расположенными рядами вдоль образующей цилиндрическую поверхность ротора и имеющими в сечении продолговатую форму, неподвижные гребенки, концы которых ориентированы перпендикулярно оси ротора и обращены свободными концами к промежуткам между каналами, устройство для подачи семян, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что ротор выполнен в виде полого цилиндра снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами в сечении удлиненной формы с отношением длины к Изобретение относится к устройствам для обрушивания масличных семян, преимущественно подсолнечника, сои и может ширине 2:1, длина которых равна толщине стенки цилиндра ротора и расположенными рядами вдоль образующих внутреннюю и наружную цилиндрические поверхности ротора с лопастями, закрепленными на наружной повер ности ротора впереди каждого ряда каналов и прилегающими к внутренней поверхности деки, корпус со съемной декой внутри в виде цилиндра с отверстием по касательной цилиндра равным по высоте разнице между радиусами деки и ротора, а по ширине длине деки, гребенки в виде неподвижных пластин, отстоящих друг от друга по диаметру полости ротора на 120 в одной плоскости, а вдоль его оси на 60°, закрепленных на стержне в крышке корпуса и обращенных свободными концами к промежуткам между каналами. 2. Семянорушка по п. 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем. что ротор выполнен с радиальными каналами, стенки которых в направлении вращения увеличиваются пропорционально диаметру ротора и с диском для крепления к валу. 3. Семянорушка попп. 1 и2,отл ичающая с я тем, что устройство для подачи семян выполнено в виде лабиринтного уплотнения между ротором и крышкой и секторного питателя семян. быть использовано в кондитерской, масло жировой, пищевой и зерноперерабатываю с > 2 со о 17430 щей отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. Известны устройства центробежного типа для обрушивания масличных семян. Известна семянорушка [1] для семян под- 5 солнечника, с дисковым ротором, на котором в горизонтальной плоскости выполнены радиальные направляющие каналы на выходе из которых установлена охватывающая их кольцом дека с конической рабочей по- 10 верхностью. Под декой ниже диска ротора с каналами установлен по окружности ряд плоских, радиально расположенных пластин, предназначенных для повторного соударения семян с ударной поверхностью с 15 целью повышения вероятности раскалывания тех семян, которые не раскололись от удара о деку. Поскольку об эти пластины ударяются не только необрушенные семена, но также ядра семян уже обрушенных, про- 20 цент сечки и пыли в продукте велик. Известно устройство для обрушивания масличных семян [2], содержащее вертикальный корпус и установленные концентрично ему кольцевые деки и диски с 25 радиальными направляющими каналами, укрепленными один под другим на вертикальном валу, причем каждый канал выполнен с сечением в виде эллипса, причем площадь поперечного сечения каналов уве- 30 личивается от центра дисков к декам и на боковой поверхности каждого канала по ходу вращения прорезана расширяющаяся к деке щель, расположенная на касательной к эллипсу и снабженная воздухозаборником. 35 Форма поперечного сечения и продольная щель с воздухозаборником предназначены для ориентирования каждого семени, перемещающегося по направляющему каналу к деке, путем создания в канале интен- 40 сивного воздушного потока направленного вдоль последнего в сторону деки. Однако, непостоянство сечения канала вдоль его длины является причиной турбулизации воздушного потока и, следовательно, уменьше- 45 ния вероятности продольно-осевой ориентации удлиненного семени, из-за возможности для него кувыркаться вследствие расширения сечения канала по направлению к деке, и поэтому оно может ударяться 50 о деку также ребром, боком и т.п. По указанным причинам, качество продукта - рушанки характеризуется высоким содержанием белково-масличной пыли и сечки. 55 Наиболее близким к заявленному техническому решению является семянорушка Ихно [3], содержащая станину, к которой прикреплен корпус семянорушки, в котором находится с возможностью вращения гори зонтальный вал и на валу - ротор в виде цилиндрического распределителя с продолговатыми отверстиями для семян, снабженного обоймами, составленными из направляющих желобов, а также деки, закрепленные на корпусе, гребенки внутри распределителя, свободные концы пальцев которых расположены напротив промежутков между проходными отверстиями, выполненными в корпусе распределителя, прокладку для регулирования сечения проходных отверстий, дозатор семян с наклонной течкой, электродвигатель, снабженный ступенчатыми шкивами и соединенный с валом ременной передачей. Обоймы желобов расположены на цилиндрической поверхности распределителя радиально и образуют ряды вдоль оси вала по всему периметру распределителя. Проходные отверстия имеют удлиненную форму с осью перпендикулярной оси вала, а размеры отверстий превосходят на 1-2 мм размеры выбранных для обрушивания семян. Дно каждого из желобов выполнено наклонным к его оси в направлении противоположном направлению вращения ротора. Ширина каждого из желобов равна ширине проходных отверстий в распределителе, а высота на 2-3 мм превосходит длину отверстий. Ряды желобов разделены промежутками "мертвой зоны", каждая из которых своей шириной перекрывает кольцевое пространство между соседствующими деками и равна примерно 10 мм. Деки выполнены копусными с наклоном к оси вала под углом около 25°, и в варианте с несколькими деками их наружная поверхность с целью предотвращения дробления о них обрушенных ядер семян, попадающих на них в результате рикошета от рабочей поверхности соседней деки, снабжена резиновым покрытием. Корпус семянорушки Ихно открыт снизу для свободного отвода рушанки. Семянорушка Ихно [3] обладает следующими недостатками. Желоба в обоймах открыты сверху в сторону вращения ротора, при этом возникают вихревые движения воздуха, которые мешают ориентированию семян большой осью вдоль желобов, чем предопределяется возможность удара семени о деку не только острым или тупым концом, но и боком или ребром, чем может уменьшиться количество обрушенных семян. Наклонные по отношению к оси вала деки не дают полной уверенности, что часть семян не будет отброшена рикошетом на выброс в необрушенном состоянии, и есть риск повторного удара ядра с возможностью его дробления при пролете межу соседними деками. 17430 Промежутки "мертвой зоны" увеличивают длину ротора и следовательно семянорушки. Гребелки, расположенные параллельно относительно друг друга и в одной плоско- 5 сти по отношению к оси вала, выполняя задачу ориентирования семян вдоль продольных отверстий распределителя, при том, что расстояние между ними меньше длины крупных семян, создают дополни- 10 тельное сопротивление слою семян внутри распределителя, на что затрачивается излишняя энергия. Воздушный поток, создаваемый вращающимися обоймами желобов не организо- 15 ван, не используется рационально и мешает свободному падению частиц рушанки в открытое снизу отверстие в корпусе семянорушки. Задачей заявленного технического ре- 20 шения является повышение качества продукта, количества обрушенных семян, снижения энергозатрат на обрушивание, удлинение срока эксплуатации ротора подвергающегося абразивному износу от трения 25 оболочки семян. Указанная задача достигается тем, что в семянорушке, содержащей станину, корпус с декой, имеющей цилиндрическую рабочую поверхность, и на горизонтальном валу ро- 30 тор в форме полого цилиндра, снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами в сечении удлиненной формы, длина которых равна толщине стенки цилиндра и расположенными рядами вдоль линий об- 35 разующих цилиндрические поверхности полого ротора, а на наружной поверхности ротора, впереди каждого ряда отверстий, закреплены лопасти, прилегающие к внутренней поверхности деки. Согласно 40 заявленному техническому решению ось ротора расположена горизонтально, а в корпусе и съемной деке, представляющих собой по форме единое целое, внизу по касательной сделано отверстие повторяющее по раз- 45 мерам лопасти, которое предназначено для выброса обрушенных частиц семян из пространства между ротором и декой, что позволяет избежать взаимного столкновения семян между собой и с частицами рушанки. 50 Согласно заявленному техническому решению во внутренней полости ротора дополнительно на горизонтальном стержне, консольно закрепленном в крышке семянорушки, насажены неподвижные гребенки в 55 виде пластин отстоящих по диаметру лопасти на 120° друг от друга и на 60° вдоль оси ротора и обращенных свободными концами к промежуткам между отверстиями входов в каналы. Кроме того, указанная задача достигается тем, что ротор крепится к диску на валу, чем достигается быстрая сменяемость роторов при обрушивании разных по крупности семян. Кроме того, указанная задача достигается тем, что для увеличения срока эксплуатации ротора от абразивного износа от трения семян, каналы расположены радиально и стенки между ними в направлении вращения, выполнены увеличивающимися пропорционально диаметру ротора и увеличению силы трения, величина которых определяется силой Кориолиса, которая в два раза больше центробежной силы, и коэффициентом трения между семенами и дном канала, а сам ротор крепится к диску, который легко снимается с вала при переходе на обрушивание семян разной прочности. Кроме того, указанная задача достигается тем, что во избежание взаимных столкновений семян на поверхности деки, на наружной поверхности ротора закреплены лопасти, кгторые при вращении ротора выполняют тр ' задачи: мгновенно убирают частицы обрушенного семени с поверхности деки, очищая ее для удара последующего ряда семян вылетающих из каналов; создают разрежение воздуха за движущейся лопастью, что способствует удару семени тупым или острым концом перпендикулярно поверхности деки при котором оболочка семени раскалывается вдоль его большой оси; создают напор воздуха в пространстве между ротором и декой и разрежение в каналах и в полости ротора где расположены гребенки, что содействует лучшему ориентированию семян вдоль их большой оси при движении в каналах. Кроме того, указанная задача достигается тем, что устройство для подачи семян выполнено в виде барабанного секторного питателя, а между крышкой и ротором создано лабиринтное уплотнение, благодаря которым создается разрежение воздуха в каналах. Отличительными признаками предлагаемой семянорушки является: выполнение ротора в виде полого цилиндра снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами в сечении удлиненной формы с отношением длины к ширине 2:1, длина которых равна толщине стенки цилиндра и расположенными рядами вдоль образующих цилиндрические поверхности ротора, с лопастями закрепленными на наружной поверхности ротора впереди каждого ряда каналов и прилегающими к поверхности деки; выполнение корпуса со съемной декой внут 17430 ри в виде цилиндра с отверстием по касательной цилиндра равным по высоте разнице между радиусами деки и ротора, а по ширине длине деки; выполнение ротора с радиальными каналами, стенки которых в 5 направлении вращения увеличиваются пропорционально диаметру ротора, а сам ротор крепится к диску на валу, с которого диск легко снимается при замене ротора; выполнение неподвижных гребенок в виде пла- 10 стин отстоящих друг от друга по диаметру полости ротора на 120° и вдоль его оси на 60°, насаженных на стержень, закрепленных в крышке семянорушки и обращенных свободными концами к промежуткам между 15 каналами; выполнение устройства для подачи семян в виде лабиринтного уплотнения между ротором и крышкой и секторного питателя семян. Горизонтальное расположение корпуса 20 и деки в сочетании с тем, что рушанка каждого ряда отверстий лопастями мгновенно убирается с поверхности деки исключает взаимное столкновение семян и частиц рушанки на поверхности деки, что увеличивает 25 количество обрушенных семян, улучшает их качество, благодаря расположению лопастей впереди каждого ряда отверстий, при вращении ротора создается разрежение воздуха, что способствует прямой траекто- 30 рии полета семени от канала до деки, увеличивает вероятность удара семени о деку вдоль большой оси. Форма корпуса и деки, в виде цилиндров вставленных плотно Друг в друга со 35 щелью по касательной внизу корпуса по форме и размерам лопастей создает возможность прямого удара семени о деку, исключает рикошет, боковой удар, и обеспечивает мгновенный выброс рушанки 40 потоком воздуха с относительно большой скоростью, что по совокупности увеличивает количество обрушенных семян, улучшает качество рушанки и позволяет использовать направленный поток воздуха несущий ру- 45 шанку для отделения ядра и недоруша от лузги и пыли в специальном устройстве. Расположение пальцев гребенок в одном ряду под углом 120°, и под углом по отношению к соседнему ряду, по оси вала 50 уменьшает сопротивление семян при контакте с пальцами, создает условия для лучшей ориентации семян большой осью вдоль продольных отверстий каналов, и снижает энергозатраты на вращение ротора. 55 На фиг. 1 показана семянорушка-2 Ихно, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - поперечный разрез семянорушки по А-А; на фиг. 3 вид Б (сечение каналов с овальным дном); на фиг. 4 - вид Б (сечение каналов с коническим 8 дном); на фиг. 5 - вид В (вход семян из течки в ротор семянорушки); на фиг. 6 - вид I (лабиринтное уплотнение ротора с крышкой); на фиг. 7 - вид Г-Г (секторный питатель для семян). Семянорушка-2 Ихно (фиг. 1-7) содержит станину 1, к которой прикреплен корпус 2 семянорушки, в котором горизонтально закреплен вал 3, на этом валу ротор 4 в виде полого цилиндра с каналами 5 двух видов с овальным дном 6 и коническим 7, лопасти 8 на наружной поверхности ротора, диск 9 связанный с ротором, ступицу 10 несущую диск с ротором, крышку 11 полости ротора с отверстием для входа семян, деку 12 с отверстием 13 прямоугольного сечения для выброса частиц обрушенных семян, трубопровод 14 для направления воздуха с взвешенными в нем частицами семян, крышку корпуса 15, стержень 16, закрепленный на крышке, гребенки 17 насаженные неподвижно на стержень 16, секторный питатель семян 18, течку 19, ступенчатый шкив 20 питателя с ремнем 21 (привод питателя на фиг. 1 не показан), электродвигатель 22 со шкивом 23, ремнем 24, ступенчатый шкив привода ротора 25. Лопасти 11 закрепляются на поверхности ротора 4 впереди ряда каналов 5, при вращении ротора за лопастями создается зона разреженного воздуха, вакуум, в котором семена летят к деке практически по прямой не изменяя траектории, как это происходит без лопастей, что увеличивает количество обрушенных семян при ударах о деку тупым или острим концом. Чтобы исключить дробление ядра при ударе о лопасти, последние со стороны направления вращения снабжены резиновым покрытием (на фиг. 1 и 2 не показаны). При вращении ротора в каналах 5 создается разрежение благодаря лабиринтному уплотнению 18 и секторному питателю (фиг. 7), задерживающим вход в каналы свободного воздуха, в каналы попадает только воздух находящийся между семенами, разрежение содействует ориентированному движению семян большой осью вдоль оси каналов. По замерам разрежение в каналах при окружной скорости ротора 28,3 м/с составляет 63 мм вод. столба, а при окружной скорости ротора 33,0 м/с соответственно 85 мм водхтолба. В зависимости от размеров семян применяют роторы с каналами 5 двух видов с овальным дном 6 (фиг. 3) и с коническим 7 (фиг. 4) под углом 80-90°, причем длина каналов относится к их ширине как 2:1. Неподвижные гребенки 17 в направлении вращения ротора находятся в числе трех 17430 10 в одной плоскости и под углом 120°, концы сила прижимает семена ко дну канала, а его их находятся в промежутке между каналами сужающаяся в направлении обратном наротора, но в осевом направлении повернуты правлению вращения, форма дна обеспечиотносительно соседних на 60°, благодаря чевает ориентацию семян в единственно му расстояние между ними увеличивается 5 возможное в этих условиях положение - провдвое и больше длины самых крупных семян дольной большой осью вдоль канала, чему чем уменьшаются затраты энергии на преспособствует и то, что в канапах имеется одоление сопротивления гребенок, ориенразрежение воздуха, и то что этот разрежентирующих семена большой осью вдоль ный воздух движется в канале - трубе без длины отверстий входов в каналы. 10 завихрений влияющих на траекторию движения семени. Семена вылетающие из канаОболочка семян обладает абразивным лов попадают в пространство сзади действием и поэтому важно удлинить срок лопастей 8, где также образуется вакуум работы ротора за счет увеличения толщины благодаря которому семя не изменяя траекстенок между каналами о которые семя трется. На семя движущееся в канале при враще- 15 тории полета вдоль большой продольной оси ударяется о деку 12 острым или тупым нии ротора действуют силы Кориолиса, концом, раскалывается с образованием рукоторые тем больше, чем больше окружная шанки, которая следующей лопастью 8 выскорость семени, и при постоянном коэффибрасывается из деки 12 и корпуса 2 через циенте трения семени о дно канала, износ отверстие 13 в трубопровод 14. дна будет также увеличиваться пролорцио- 20 нально длине канала, в начале он будет миСочетание формы каналов, исключаюнимальным, в конце максимальным. щей возможность столкновения в них одних В роторе 4 каналы 5 расположены радисемян с другими, а также то, что лопасти 8 ально и расстояние между ними в направлемгновенно убирают продукты разрушения нии вращения ротора увеличивается 25 семени, о аобождая внутреннюю поверхпропорционально диаметру ротора достиность деки для удара о нее нового семени, гая максимальной у наружного диаметра рообеспечивает максимальную возможность тора; такое устройство ротора намного их удара о деку тупым или острым концом, увеличивает срок его эксплуатации, так как благодаря этому ядро, действуя как клин, он зависит от толщины стенок каналов исти- 30 раскалывает оболочку. раемых семенами в направлении вращения Резиновые покрытия лопастей 8 со сторотора. роны вращения ротора амортизируют и предотвращают повреждение ядра при соСемянорушка-2 Ихно работает следуюприкосновении с ними и снижают вероятщим образом. Перед пуском семянорушки-2 Ихно ре- 35 ность образования пыли и сечки. мнем 24 соединяют те дорожки шкивов элекРушанка вместе с воздухом со скоротродвигателя 23 и вала 25 которые создадут стью намного превышающей скорость витанеобходимую для данной партии семян скония ядра и семян выносится из рость вращения ротора 4, а ремнем 21 присемянорушки-2 Ихно и этот поток воздуха вода питателя 18 устанавливают скорость 40 может быть использован для отделения ядра вращения питателя, т.е. его производительи недоруша от лузги и пыли в специальном ность, нужную для данной партии семян, аппарате. затем включают электродвигатели. Данные о производительности семянорушки-2 Ихно приведены в табл. 1. Семена через питатель 18, течку 19 поступают в центральный полый цилиндр ро- 45 Как видно из табл. 1 производительтора 4. Под действием возникающих в ность семянорушки-2 Ихно определяется результате этого центробежных сил семена числом каналов в роторе при одной деке. распределяются по всей внутренней поверДанные о качестве обрушенных в семяхности ротора 4. Гребенки 17 препятствуют норушке-2 Ихно семян приведены в табл. 2. образованию сводов из них, к чему масса 50 Как видно из табл. 2 почти вся лузга семян стремится вследствие клиновидности целая, а дробленая имеет вид продолговаих формы. Кроме того гребенки 17 благодаря тых узких осколков. Это свидетельствует об их размещению напротив промежутков обеспечении максимальной возможности между каналами 5 ориентируют семена их для соударения семян с поверхностью деки, продольной осью параллельно продольной 55 перпендикулярной оси каналов, тупым или оси отверстий каналов 5, в которые они поострым концом. падают под действием центробежной силы Приведенные в табл. 1 и 2 данные пока* и вдоль которых они продолжают двигаться зывают высокую степень обрушивания сепод действием центробежной силы в радимян и высокий выход целого ядра по альном направлении. При этом Кориолисова сравнению с другими центробежными руш 11 17430 ками используемыми в маслодобывающей отрасли и свидетельствует о высокой производительности семянорушки-2 Ихно и качестве обрушенных семян, которые удалось достичь благодаря закрытым каналам рото- 5 ра, в которых семена могут двигаться только последовательно одно за другим, гребенкам расположенным не параллельно, а под углом 60° относительно соседних, одной деке с рабочей поверхностью параллельной оси 10 вращения ротора и перпендикулярной оси каналов и семян вылетающих из них, лопастям на роторе, мгновенно убирающим частицы обрушенного семени с поверхности деки до прилета следующего семени, так что 15 последнее не сталкивается ни с предыдущим семенем, ни с его обрушенными частицами, разрежение создаваемое лопастями ротора благодаря лабиринтному уплотне20 12 нию роторов и секторному питателю семян, которое способствует лучшему ориентированию семян продольной осью вдоль каналов, чем и отличается семянорушка-2 Ихно от прототипа. Кроме того в семянорушке-2 Ихно реализовано повышение вероятности ориентации семян продольной осью вдоль каналов и перпендикулярно деке вне зависимости от их размеров, сорта, влажности и т.п. Дополнительными преимуществами семянорушки-2 Ихно по сравнению с семяно* рушкой-прототипом является возможность транспортирования рушанки во взвешенном состоянии в потоке воздуха, нагнетаемого лопастями ротора, и его использование для отделения ядра и недоруша от лузги, что резко уменьшит обмасливание лузги по сравнению с механическим транспортом и просеиванием рушанки на ситах. Т а бл и ц а 1 Сорт Характеристика семян Рабочие xajэактеристики семянопушки Влажность, % Вес 1000 шт. г Окружная ско- Число канаПроизводирость, м/с лов в роторе, тельность,кг/ч 3,4 72,34 28,27 штук 144 432 3,3 Харьковский-3 55,8 28,27 288 894 Гибридные Светоч Таблица 2 Необрушенные семена Сорт се- ВлажВес мян ность, 1000 % штук. м/с Окружная ско Целое Полученное яд ро, % Пыль Дробле- Сечка ное рость (прохо- (прохо дит ротора. Семена после рушки, % f Лузга, % Целые Недору- Всего Целая Дробле Всего ная шеные ядра дит че через рез сито сито 3 мм) м/с Всего 2 мм) Гибрид ные Светоч 71.21 11,94 80,6 12.0 5.6 7,0 5,6 8,4 80,0 79,4 17,6 7.4 11,5 78.5 3,5 34,2 28.27 55,8 20,57 3.57 4.07 6,4 6.4 3.2 89,2 37,69 45.58 15,9 7,18 90,1 40,05 58,0 10,8 72.3 37,69 52,0 4.4 88.5 37,69 42.0 10,7 10.7 16,4 1,69 18,09 1,19 2,7 13.8 3,9 1.6 2,4 16,4 и 2,2 3.2 3,8 3,6 4,4 11,75 1.4 8.0 8,0 10,7 2.8 13.5 Харьковский 3 —— • вниимк 8883 14,8 15,6 16.2 о? 17430 SacPS 9b*. 5 Фиг Упорядник Замовлення 4232 Техред М.Келемеш Коректор Л.Лукац Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101 УКРАЇНА UA (11) 17430 С2 (51) 6 В02ВЗ/00, 3/02 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) НАСІННЄРУШКА-2 ІХНО (21)95042099 (22)27.04.1995 (24) 16.10.2000 (46) 16.10.2000, Бюл. № 5-1, 2000 р. (72) їхно Микола Петрович (73) Харківський державний політехнічний університет (56) UA, 3344, МПК5 В02В 3/00, 27.12.1994, Бюл. №6-1 (57) 1. Семянорушка, содержащая корпус, установленную в нем деку и ротор на горизонтальном валу, с направляющими каналами, расположенными рядами вдоль образующей цилиндрической поверхности ротора и имеющими в сечении продолговатую форму, неподвижные гребенки, концы которых ориентированы перпендикулярно оси ротора и обращены свободными концами к промежуткам между каналами, устройство для подачи семян, отличающаяся тем, что ротор выполнен в виде полого цилиндра, снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами, имеющими в сечении удлиненную форму с отношением длины к ширине 2:1, длина которых равна толщине стенки цилиндра ротора, и расположенными ряда Изобретение относится к устройствам для обрушивания масличных семян, преимущественно подсолнечника, сои и может быть использовано в кондитерской, масложировой, пищевой и зерноперерабатывающей отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является семянорушка, содержащая станину, к которой прикреплен корпус семянорушки, в котором установлен с возможностью вращения горизонтальный вал и на валу - ротор в виде цилиндрического распределителя с продолговатыми отверстиями для семян, снабженного обоймами, составленными из направляющих желобов, а также деки, закрепленные на корпусе, гребенки внутри распределителя, свободные концы пальцев которых расположены напротив промежутков между проходными отверстиями, выполненными в корпусе распределителя, пркладку для регулирования сечения проходных отверстий, дозатор семян с наклонной течкой, электродвигатель снабженный ступенчатыми шкивами и соединенный с ми вдоль образующих внутренней и наружной поверхностей ротора, с лопастями, закрепленными на наружной поверхности впереди каждого ряда каналов и прилегающими к внутренней поверхности деки, корпус со съемной декой внутри в виде цилиндра с отверстием, выполненным по касательной цилиндра равным по высоте разнице между радиусами деки и ротора, а по ширине длине деки, гребенки в виде неподвижных пластин, отстоящих друг от друга по диаметру полости ротора на 120° в одной плоскости, а вдоль его оси на 60°, закрепленных на стержне в крышке корпуса и обращенных свободными концами к промежуткам между каналами. 2. Семянорушка по п.1, отличающаяся тем, что ротор выполнен с радиальными каналами, стенки которых увеличиваются пропорционально диаметру ротора в направлении вращения, и с диском для крепления к валу. 3. Семянорушка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство для подачи семян выполнено в виде лабиринтного уплотнения между ротором и крышкой секторного питателя семян. валом ременной передачей. Обоймы желобов расположены на цилиндрической поверхности распределителя радиально и образуют ряды вдоль оси вала по всему периметру распределителя. Проходные отверстия имеют удлиненную форму с осью, перпендикулярной оси вала, а размеры отверстий превосходят на 1-2мм размеры выбранных для обрушивания семян. Дно каждого из желобов выполнено наклонным к его оси в направлении, противоположном направлению вращения ротора. Ширина каждого из желобов равна ширине проходных отверстий в распределителе, а высота на 2-Змм превосходит длину отверстий. Ряды желобов разделены промежутками "мертвой зоны", каждая из которых своей шириной перекрывает кольцевое пространство между соседствующими деками и равна примерно 10мм. Деки выполнены конусными с наклоном к оси вала под углом около 25°, и в варианте с несколькими деками их наружная поверхность с целью предотвращения дробления о них обрушенных ядер семян, попадающих на них в результате рикошета от ра см О со а> 17430 бочей поверхности соседней деки, снабжена резиновым покрытием. Корпус семянорушки Ихно открыт снизу для свободного отвода рушанки. Прототип обладает следующими недостатками. Желоба в обоймах открыты сверху в сторону вращения ротора, при этом возникают вихревые движения воздуха, которые мешают ориентированию семян большой осью вдоль желобов, чем предопределяется возможность удара семени о деку не только острым или тупым концом, но и боком или ребром, чем, может уменьшится количество обрушенных семян. Наклонные по отношению к оси вала деки обуславливают своей конструкцией возможность того, что чвсть семян будет отброшена рикошетом, на выброся. В необрушенном состоянии, и есть риск повторного удара ядра с возможностью его дробления при пролете между соседними деками. Промежутки "мертвой зоны" увеличивают длину ротора и следовательно семянорушки. Гребенки, расположенные параллельно относительно друг друга и в одной плоскости по отношению к оси вала, выполняя задачу ориентирования семян вдоль продольных отверстий распределителя, притом, что расстояние между ними меньше длины крупных семян, создает дополнительное сопротивление слою семян внутри распределителя, на что затрачивается излишняя энергия. Воздушный поток, создаваемый вращающимися обоймами желобов не организован, не используется рационально и мешает свободному падентю частиц рушанки в открытое снизу отверстие в корпусе семянорушки. Задачей заявленного технического решения является повышение качества продукта, количества обрушенных семян, снижение энергозатрат на обрушивание, удлинение срока эксплуатации ротора подвергающегося абразивному износу от трения оболочки семян. Указанная задача достигается тем, что в семянорушке, содержащей станину, корпус с декой, имеющий цилиндрическую рабочую поверхность и на горизонтальном валу ротор в форме полого цилиндра, снабженного радиальными направляющими закрытыми каналами, которые имеют в сечении удлиненную форму, длина которых равна толщине стенки цилиндра, и расположенными рядами вдоль линии образующих цилиндрические поверхности полого ротора, а на наружной поверхности ротора, впереди каждого ряда отверстий, закреплены лопасти, прилегающие к внутренней поверхности деки, согласно заявленному техническому решению, ось ротора расположена горинзонтально, а в корпусе и съемной деке представляющих собой по форме единое целое, внизу по касательной сделано отверстие повторяющее по размерам лопасти, которое предназначено для выброса обрушенных частиц семян из пространства между ротором и декой, что позволяет избежать взаимного столкновения семян между собой и с частицами рушанки. Согласно заявленному техническому решентю во внутренней полости ротора дополнительно на горизонтальном стержне, консольно закрепленном в крышке семянорушки, насажены неподвижные гребенки в виде пластин отстоящих по диаметру лопасти на 120° друг от друга и на 60° вдоль оси ротора и обращенных свободными концами к промежуткам между отверстиями входов в каналы. Кроме того указанная задача достигается тем, что ротор крепится к диску на валу, чем достигается быстрая сменяемость роторов при обрушивании разных по крупности семян. Кроме того, указанная задача достигается тем, что для увеличения срока эксплуатации ротора от абразивного износа от трения семян, каналы расположены радиально и стенки между ними в направлении вращения выполнены увеличивающимися пропорционально диаметру ротора и увеличению силы трения, величина которых определяется силой Кориолиса, которая в два раза больше центробежной силы, и коэффициентом трения между семенами и дном канала, а сам ротор крепится к диску, который легко снимается с вала при переходе на обрушивание семян разной прочности. Кроме того, указанная задача достигается тем, что во избежание взаимных столкновений семян на поверхности деки, на наружной поверхности ротора закреплены лопасти, которые при вращении ротора выполняют три задачи: мгновенно убирают частицы обрушенного семени с поверхности деки, очищая ее для удара последующего ряда семян вылетающих из каналов; создают разрежение воздуха за движущейся лопастью, что способствует удару семени тупым или острым концом перпендикулярно поверхности деки при котором оболочка семени раскалывается вдоль его большой оси; создают напор воздуха в пространстве между ротром и декой и разрежение в каналах и в полости ротора, где расположены гребенки, что содействует лучшему ориентированию семян вдоль их большой оси при движении в каналах. Кроме того, указанная задача достигается тем, что устройство для подачи семян выполнено в виде барабанного секторного питателя, а между крышкой и ротором создано лабиринтное уплотнение, благодаря которому создается разрежение воздуха в каналах. Отличительными признаками предлагаемой семянорушки являются: выполнение ротора в виде полого цилиндра, снабженного радиальными навравляющими закрытыми каналами в сечении удлиненной формы с отношением длины к ширине 2:1, длина которых равна толщине стенки цилиндра, и расположенными рядами вдоль образующих цилиндрические поверхности ротора, с лопастями, закрепленными на наружной поверхности ротора впереди каждого ряда каналов и прилегающими к поверхности деки; выполнение корпуса со съемной декой внутри в виде цилиндра с отверстием по касательной цилиндра, равным по высоте разнице между радиусами деки и ротора, а по ширине длине деки; выполнение ротора с радиальными каналами, стенки которых в направлении вращения увеличиваются пропорционально диаметру ротора, а сам ротор крепится к диску на валу, с которого диск легко снимается при замене ротора; выполнение неподвижных гребенок в виде пластин, отстоящих друг от друга по диаметру полости ротора на 120° и вдоль его ост на 60°, насаженных на стержень, закрепленный в крышке семянорушки и обращенных свободными концами к промежуткам между каналами; выполнение устройства для 17430 подачи семян в виде лабиринтного уплотнения между ротором и крышкой и секторного питателя семян. Горизонтальное расположение корпуса и деки в сочетании с тем, что рушанка каждого ряда отверстий лопастями мгновенно убирается с поверхности деки, исключает взаимное столкновение семян и частиц рушанки на поверхности деки, что увеличивает количество обрушенных семян, улучшает их качество; благодаря расположению лопастей впереди каждого ряда отверстие, при вращении ротора создается разрежение воздуха, что способствует прямой траектории полета семени от канала до деки, увеличивает вероятность удара семени о дежу вдоль большой оси. Форма корпуса и деки в виде цилиндров, вставленных плотно друг в друга со щелью по касательной внизу корпуса по форме и размерам лопастей, создает возможность прямого удара семени о деку, исключает рикошет, боковой удар и обеспечивает мгновенный выброс рушанки потоком воздуха с относительно большой скоростью что по совокупности увеличивает количество обрушенных семян, улучшает качество рушанки и позволяет использовать направленный поток воздуха несущий рушанку для отделения ядра и недоруша от лузги и пыли в специальном устройстве. Расположение пальцев гребенок в одном ряду под углом 120° и под углом по отношению к соседнему ряду, по оси вала уменьшает сопротивление семян при контакте с пальцами, создает условия для лучшей ориентации семян большой осью вдоль продольных отверстий каналов и снижает энергозатраты на вращение ротора. Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 показана семянорушка-2 Ихно, вид сбоку в разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез семянорушки по А-А; на фиг. 3 - вид Б, сечение каналов с овальным дном; на фиг.4 - вид Б сечение каналов с коническим дном; на фиг.5 - вид В, вход семян из течки в ротор семянорушки; на фиг.6 вид I -лабиринтное уплотнение ротора с крышкой, фиг.7 - вид Г-Г, секторный питатель для семян. Семянорушка-2 Ихно /фиг 1,2,3,4,5,6,7/ содержит станину 1, к которой прикреплен корпус 2 семянорушки, в котором горизонтально закреплен вал 3, на этом валу ротор 4 в виде полого цилиндра с каналами 8 двух видов - с овальным дном 6 и коническим 7, лопасти 8 на наружной поверхности ротора, диск 9, связанный с ротором, ступицу 10, несущую диск с ротором, крышку 11 полости ротора с отверстием для входа семян, деку 12 с отверстием 13 прямоугольного сечения для выброса частиц обрушенных семян, трубопровод 14 для направления воздуха с взвешенными в нем частицами семян, крышку корпуса 15, стержень 16, закрепленный на крышке, гребенки 17, насаженные неподвижно на стержень, секторный питатель семян 18, течку 19, ступенчатый шкив 20 питателя с ремнем 21 /привод питателя на фиг.1 не показан/, электродвигатель 22 со шкивом 23, ремнем 24, ступенчатый шкив привода ротора 25. Лопасти 11 закрепляются на поверхности ротора 4 впереди ряда каналов 5, при вращении ротора за лопастями создается зона разреженного воздуха, вакуум, в котором семена летят к деке практически по прямой не изменяя траектории, как это происходит без лопастей, что увеличивает количество обрушенных семян при ударах о деку тупым или острым концом. Чтобы исключить дробление ядра при ударе о лопасти, последние со стороны направления вращения снабжены резиновым покрытием /на фиг.1 и фиг.2 не показаны/. При вращении ротора в каналах 5 создается разрежение благодаря лабиринтному уплотнению и секторному питателю 18 / фиг.7 /, задерживающим вход в каналы свободного воздуха, в каналы попадает только воздух находящийся между семенами, разрежение содействует ориентированному движению семян большой осью вдоль оси каналов. По замерам разрежение в каналах при окружной скорости ротора 28,3м/с составляет 63мм вод. столба, а при окружной скорости ротора 33,0м/с соответственно 85мм вод. столба. В зависимости от размеров семян применяют роторы с каналами 5 двух видов с овальным дном 6 /фиг.З/ и с коническим 7 /фиг.4/ под углом 80-90°, причем длина каналов относится к их ширине как 2:1. Неподвижные гребенки 17 в направлении вращения ротора находятся в числе трех в одной плоскости и под углом 120° концы их находятся в промежутке между каналами ротора, но в осевом направлении повернуты относительно соседних на 60°, благодаря чему расстояние между ними увеличивается вдвое и больше длины самых крупных семян, чем уменьшаются затраты энергии на преодоление сопротивления гребенок, ориентирующих семена большой осью вдоль длины отверстий входов в каналы. Оболочка семян обладает абразивным действием и поэтому важно удлинить срок работы ротора за счет увеличения толщины стенок между каналами о которые семя трется. На семя, движущееся в канале при вращении ротора действуют силы Кориолиса, которые тем больше, чем больше окружная скорость семени, и при постоянном коэффициенте трения семени о дно канала, износ дна будет также увеличиваться пропорционально длине канала, в начале он будет минимальным, в конце максимальным. В роторе 4 каналы 5 расположены радиально и расстояние между ними в направлении вращения ротора увеличивается пропорционально диаметру ротора достигая максимальной у наружного диаметра ротора; такое устройство ротора намного увеличивает срок его эксплуатации, так как он зависит от толщины стенок каналов истираемых семенами в направлении вращения ротора. Семянорушка-2 Ихно работает следующим образом. Перед пуском семянорушки-2 Ихно ремнем 24 соединяют те дорожки шкивов электродвигателя 23 и вала 25, которые создадут необходимую для данной партии семян скорость вращения ротора 4, а ремнем 21 привода питателя 18 устанавливают скорость вращения питателя, т.е. его производительность, нужную для данной партии семян, затем включают электродвигатели. Семена через питатель 18, течку 19 поступают в нейтральный полый цилиндр ротора 4. Под действием возникающих в результате этого центробежных сил семена распределяются по всей внутренней поверхности ротора 4. Гребенки 17 препят 17430 ствуют образованию сводов из них, к чему масса семян стремится вследствие клиновидности их формы. Кроме того, гребенки 17, благодаря их размещению напротив промежутков между каналами 5, ориентируют семена их продольной осью параллельно продольной оси отверстий каналов 5, в которых они попадают под действием центробежной силы и вдоль которых они продолжают двигаться под действием центробежной силы в радиальном направлении. При этом Кориолисова сила прижимает семена ко дну канала, а его сужающаяся в направлении обратном направлению вращения форма дна обеспечивает ориентацию семян в единственно возможное в этих условиях положение - продольной большой осью вдоль канала, чему способствует и то, что в каналах имеется разрежение воздуха, и то, что этот разреженный воздух движется в канале-трубе без завихрений влияющих на траекторию движения семени. Семена вылетающие из каналов попадают в пространство сзади лопастей 8, где также образуется вакуум благодаря которому, семя, не изменяя траектории полета вдоль большой продольной оси ударяется о деку 12 острым или тупым концом, раскалывает Рабочие характеристики семянорушки Характеристика семян Сорт ся с образованием рушанки, которая следующей лопастью 8 выбрасывается из деки 12 и корпуса 2 через отверстие 13 в трубопровод 14. Сочетание формы каналов исключающей возможность столкновения в них одних семян с другими, а также то, что лопасти 8 мгновенно убирают продукты разрушения семени, освобождая внутреннюю поверхность деки для удара о нее нового семени, обеспечивает максимальную возможность их удара о деку тупым или острым концом, благодаря этому ядро, действуя как клин, раскалывает оболочку. Резиновые покрытия лопастей 8 со стороны вращения ротора амортизируют и предотвращают повреждение ядра при соприкосновении с ними и снижают вероятность образования пыли и сечки. Рушанка вместе с воздухом со скоростью, намного превышающей скорость витания ядра и семян, выносится из семянорушки-2 Ихно и этот поток воздуха может быть использован для отделения ядра и недоруша от лузги и пыли в специальном аппарате. Данные о производительности семянорушки-2 Ихно приведены в таблице 1. Таблица 1 Вес 1000 шт., г Харьковский 3 3,4 72,34 28,27 144 432 Гибридные Светоч 3,3 55,8 28,27 288 894 Как видно из таблицы 1, производительность семянорушки-2 Ихно определяется числом каналов в роторе при одной деке. Окружная Число скорость м/с каналов в роторе, штук Производительность, кг/ч Влажность, % Данные о качестве обрушенных в семянорушке-2 Ихно семян приведены в таблице 2. Полученное ядро, % Необрушенные семена Сорт семян Гибридные Светоч Окружная скорость Влажность Вес 1000 ротора, Целое штук, г м/с 3,5 34,2 28,27 55,8 Дробленое 20,57 Семена после рушки, % Пыль Сечка Всего /проходит /проходит ядра через сито через сито 2 мм/ Змм/ 3,57 4,07 71,21 Лузга, % Целые Недоруше иные Всего Целая Дробле ная Всего 10,7 10,7 16,4 1,69 18,09 2 Харьковский 3 6,4 89,2 37,69 45,58 15,9 7,18 11,94 80,6 1,19 2,7 3,8 11,75 3,9 15,6 Харьковский 3 6,4 90,1 40,05 58,0 10,8 5,6 5,6 80,0 1,4 2,2 3,6 14,8 1,6 16,4 Харьковский 3 3,2 72,3 37,69 52,0 12,0 7,0 8,4 79,4 1,2 3,2 4,4 13,8 2,4 16,2 ВНИИМК 8883 4,4 88,5 37,69 42,0 17,6 7,4 11,5 78,5 8,0 8,0 10,7 2,8 13,5 О) о 17430 Как видно из таблицы 2, почти вся лузга - целая, а дробленая имеет вид продолговатых узких осколков. Это свидетельствует об обеспечении максимальной возможности для соударения семян с поверхностью деки, перпендикулярной оси каналов, тупым или острым концом. Приведенные в таблицах 1 и 2 данные показывают высокую степень обрушивания семян и высокий выход цолого ядра по сравнению с другими центробежными рушками, используемыми в маслодобывающей отрасли и свидетельствует о высокой производительности семянорушки-2 Ихно и качестве обрушенных семян, которые удалось достичь благодаря закрытый каналам ротора, в которых семена могут двигаться только последовательно одно за другим, гребенкам расположенным не параллельно, а под углом 60° относительно соседних, одной деки с рабочей поверхностью параллельной оси вращения ротора и перпендикулярной оси каналов и семян вылетающих из них, лопастям на роторе, мгновенно убирающим частицы обрушенного семени с поверхности деки до прилета следующего семени, так что последнее не сталкивается ни с предыдущим семенем, ни с его обрушенными частицами, разрежение создаваемое лопастями ротора, благодаря лабиринтному уплотнению ротора, и секторному питателю семян, которое способствует лучшему ориентированию семян продольной осью вдоль каналов, чем и отличается семянорушка-2 Ихно от прототипа. Кроме того в семенорушке-2 Ихно реализовано повышение вероятности ориентации семян продольной осью вдоль каналов и перпендикулярно деке вне зависимости от их размеров, сорте влажности т.п. Дополнительными преимуществами семянорушки-2 Ихно по сравнению с семянорушкой прототипом, является возможность транспортирования рушанки во взвешенном состоянии в потоке воздуха, нагнетаемого лопастями ротора, и его использование для отделения ядра и недоруша от лузги, что резко уменьшит обмасливание лузги по сравнению с механическим транспортом просеиванием рушанки на ситах. д-_іиф 9-іиф І/'І/ 17430 r-r Фиг.7 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписанододруку і* 03 2001 р Формат60x84 Обсяг Uf^re обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕі Вул Горького 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюIkhnos grain husker-2
Автори англійськоюIkhno Mykola Petrovych
Назва патенту російськоюСемянорушка-2 ихно
Автори російськоюИхно Николай Петрович
МПК / Мітки
Мітки: іхно, насіннєрушка-2
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/16-17430-nasinnehrushka-2-ikhno.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Насіннєрушка-2 іхно</a>
Попередній патент: Горілка особлива “круїз”
Наступний патент: Спосіб одержання дифтерійного анатоксину
Випадковий патент: Профілевигинальний стан для формування протягуванням