способ послеуборочной обработки вороха клещевины и линия для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ послеуборочной обработки вороха клещевины, включающий последовательно выполняемые операции загрузки вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах, лущение вороха путем пропуска последнего через пары рабочих органов «валец-дека» с одновременной очисткой его от плодовых оболочек (шелухи) воздушным потоком, разделения оставшегося вороха на семена и третинки на семяочистительной машине с решетами, отличающийся тем, что лущение вороха осуществляют в «мягком» режиме при увеличивающейся от вальца к вальцу частоте вращения по ходу лущения, а выделенные после разделения вороха третинки подвергают дополнительному лущению в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения с одновременной очисткой воздушным потоком.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «мягкий» режим лущения вороха осуществляют при зазорах между вальцами и деками в пределах 8-6 мм и частоте вращения вальцов, увеличивающейся по ходу лущения от вальца к вальцу от 70 до 90 мин^-1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что «жесткий» режим лущения третинок осуществляют при зазорах между вальцами и деками в пределах 6-5 мм и одинаковой частоте вращения всех вальцов 100-110 мин^-1.

4. Линия для послеуборочной обработки вороха клещевины, включающая установленные в технологической последовательности сушильное устройство, лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», семяочистительную машину с решетами, а также контейнеры для приема, сушки, подачи обрабатываемого материала на сушильное устройство, лущильное устройство и семяочистительную машину, отличающаяся тем, что после семяочистительной машины дополнительно установлено лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, а лущильное устройство, установленное после сушильного, выполнено с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для послеуборочной обработки семян клещевины.

Известен способ послеуборочной обработки вороха клещевины и комплекс машин для его осуществления (Квач В.Г., Черепухин В.Д., Сайченко В.В. Двухфазная уборка клещевины. // Техника в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1979, №10, с.16...18).

Недостатком известных технических решений является большая степень выделения коробочек и третинок, в которых находятся семена, очистительной машиной (36...58%), которые не подвергаются дальнейшей обработке, а попадают в отход, а вместе с ними и семена попадают в отход, что приводит к большим потерям семенного материала.

Наиболее близкими к предлагаемой группе изобретений являются способ послеуборочной обработки клещевины и линия для его осуществления (прототип), опубликованные в сборнике научных работ Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур (Бортников А.И., Савин А.Д., Матюша В.Г., Демченко А.Г. Новая технология и комплекс машин для уборки клещевины с обработкой коробочек на стационаре. // Механизация производства масличных культур - Краснодар, 1990, с.68...79).

Известный способ включает последовательно выполняемые операции загрузки вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах, лущения вороха путем пропуска последнего через пары рабочих органов «валец-дека» с одновременной очисткой его от плодовых оболочек (шелухи) воздушным потоком, разделения оставшегося вороха на семена и третинки на семяочистительной машине с решетами. Причем лущение вороха осуществляют в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения одновременно.

Известная линия, реализующая этот способ, включает установленные в технологической последовательности сушильное устройство, лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», у которых частота вращения вальцов одинакова, семяочистительную машину с решетами, а также контейнеры для приема, сушки, подачи обрабатываемого материала на сушильное устройство, лущильное устройство и семяочистительную машину.

Недостатками прототипа являются потери семенного материала из-за значительного содержания семян в отходе после операций лущения, очистки и сортирования на решетах: содержание семян в третинках, направляемых в отход (недомолот), по всем выходам составляет 8,09%, а также из-за травмирования семян.

Задачей заявляемых изобретений является повышение выхода семенного материала за счет снижения травмирования семян и домолота уходящих в отход третинок.

Цель изобретения - обеспечить более оптимальные режимы лущения на всех стадиях технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем последовательно выполняемые операции загрузки вороха в контейнеры, сушки вороха в контейнерах, лущения вороха путем пропуска последнего через пары рабочих органов «валец-дека» с одновременной очисткой его от плодовых оболочек (шелухи) воздушным потоком, разделения оставшегося вороха на семена и третинки на семяочистительной машине с решетами, согласно изобретению лущение вороха осуществляют в «мягком» режиме при увеличивающейся от вальца к вальцу частоте вращения по ходу лущения, а выделенные после разделения вороха третинки подвергают дополнительному лущению в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения с одновременной очисткой воздушным потоком. При этом «мягкий» режим лущения вороха осуществляют, в частности, при зазорах между вальцами и деками в пределах 8-6 мм и частоте вращения вальцов, увеличивающейся по ходу лущения от вальца к вальцу от 70 до 90 мин^-1, а «жесткий» режим лущения третинок осуществляют, в частности, при зазорах между вальцами и деками в пределах 6-5 мм и одинаковой частоте вращения всех вальцов 100-110 мин^-1.

Кроме того, технический результат достигается тем, что в известной линии для послеуборочной обработки вороха клещевины, включающей установленные в технологической последовательности сушильное устройство, лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», семяочистительную машину с решетами, а также контейнеры для приема, сушки, подачи обрабатываемого материала на сушильное устройство, лущильное устройство и семяочистительную машину, согласно изобретению после семяочистительной машины дополнительно установлено лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, а лущильное устройство, установленное после сушильного, выполнено с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения.

Сопоставительный анализ заявляемых технических решений с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного другим режимом известной операции лущения вороха: операцию лущения вороха осуществляют в «мягком» режиме при увеличивающейся от вальца к вальцу частоте вращения по ходу лущения, в частности от 70 до 90 мин^-1, а также дополнительной операцией лущения выделенных после разделения вороха третинок, осуществляемой в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения с одновременной очисткой воздушным потоком, при этом зазоры между вальцами и деками устанавливают для обеспечения «мягкого» режима лущения третинок, в частности в пределах 8-6 мм, а для «жесткого» - в пределах 6-5 мм и частоте вращения вальцов 100-110 мин^-1.

А заявляемая линия для послеуборочной обработки вороха клещевины отличается от известной дополнительным элементом: лущильным устройством с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, установленным после семяочистительной машины, а также характером выполнения известного элемента - лущильного устройства, установленного после сушильного: оно выполнено с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения.

Таким образом, заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности «новизна».

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, имеющих совокупность отличительных признаков заявляемого способа: «лущение вороха осуществляют в «мягком» режиме при увеличивающейся от вальца к вальцу частоте вращения по ходу лущения, а выделенные после разделения вороха третинки подвергают дополнительному лущению в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения с одновременной очисткой воздушным потоком», а также - имеющих совокупность отличительных признаков заявляемой линии: «после семяочистительной машины дополнительно установлено лущильное устройство с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно» и «лущильное устройство, установленное после сушильного, выполнено с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения».

К заявляемой совокупности признаков мы пришли после многолетних исследований и опытов, проводимых с целью добиться повышения выхода семян. Следовательно, вся совокупность отличительных от прототипа признаков является новой, и заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемые технические решения соответствуют и критерию патентоспособности «промышленная применимость», так как они могут быть использованы в сельском хозяйстве. И, кроме того, в описании изобретений представлены средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технических решений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения.

Способ осуществляют следующим образом.

Ворох клещевины после обмолота в комбайне загружают в контейнеры и подают на сушку, где доводят его до кондиционной влажности и в этих же контейнерах подают на лущение, которое осуществляют путем пропуска последнего через пары рабочих органов «валец-дека» с одновременной очисткой его от плодовых оболочек (шелухи) воздушным потоком в «мягком» режиме при увеличивающейся от вальца к вальцу частоте вращения по ходу лущения от 70 до 90 мин^-1 . При этом зазоры между вальцами и деками устанавливают, в частности, в пределах 8-6 мм, чем обеспечивают наименьшее травмирование семенного материала. После лущения оставшийся ворох подвергают разделению на решетах семяочистительной машины на семена и третинки. Полученные после разделения вороха семена подают на хранение, а выделенные третинки подвергают дополнительному лущению в «жестком» режиме при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения, равной, в частности, 100-110 мин^-1, и при зазорах между вальцами и деками, равных, в частности, 6-5 мм, с одновременной очисткой воздушным потоком. Возможность использования «жесткого» режима обеспечивается тем, что дополнительному лущению подвергают однородный, отсортированный материал. Полученные после дополнительного лущения семена подают на хранение.

Линия представлена на чертеже и включает установленные в технологической последовательности сушильное устройство 1, лущильное устройство 2 с воздушной колонкой 3, имеющее пары рабочих органов с зазорами между ними, образованными вальцом 4 и декой 5, выполненное с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения, семяочистительную машину 6 с решетами и дополнительно установленное после нее лущильное устройство 7 с воздушной колонкой 8 и парами рабочих органов, образованными вальцом 9 и декой 10, выполненное с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, а также контейнеры 11, 12, 13, 14, 15, 16 для приема, сушки, подачи обрабатываемого материала на сушильное устройство, лущильное устройство и семяочистительную машину, выполненные одинаковыми в виде дозаторов - питателей.

Линия для послеуборочной обработки вороха клещевины работает следующим образом.

Исходный ворох подают в контейнере 11 на сушильное устройство 1. Высушенные до кондиционной влажности семена в контейнере 12 подают на лущильное устройство 2, где происходит лущение вороха в «мягком» режиме путем пропуска последнего через пары рабочих органов (валец 4 и деку 5) при зазорах между ними в пределах 8-6 мм и частоте вращения вальцов, увеличивающейся от вальца к вальцу по ходу лущения от 70 до 90 мин^-1 . В процессе лущения плодовые оболочки (шелуху) выделяют воздушной колонкой 3, а остальные продукты лущения принимают в контейнер 13. По мере заполнения контейнера облущенный материал подают на семяочистительную машину 6 с решетами, где разделяют его на семена и третинки. Основной выход (семена) от семяочистительной машины принимают в контейнер 14 и подают на хранение, а сход с верхних решет - третинки - принимают в контейнер 15 и по мере его заполнения подают на дополнительное лущильное устройство 7, где третинки подвергают дополнительному лущению в «жестком» режиме путем пропуска последних через пары рабочих органов (валец 9 и деку 10) при зазорах между ними в пределах 6-5 мм и при одинаковой частоте вращения всех вальцов по ходу лущения, равной 100-110 мин^-1. В процессе дополнительного лущения шелуху выделяют воздушной колонкой 8, а семена принимают в контейнер 16 и подают на хранение. Причем за счет одинаковой конструкции контейнеров 11, 12, 13, 14, 15, 16 в виде дозаторов-питателей возможна их взаимозаменяемость.

Пример.

В качестве сушильного устройства использовали сушилку, представляющую собой тепловой тракт, состоящий из нескольких модулей, на которые устанавливали контейнеры и которые были снабжены регулируемыми клапанами для дозированной подачи теплового агента от теплогенератора ТАУ-1,5 в каждый модуль. В качестве контейнеров использовали конструкцию в виде дозатора-питателя, имеющую выгрузное окно в нижней части боковой стенки контейнера, выполненное в виде щели с фартуком из эластичного материала, закрепленного в верхней части выгрузного окна, при этом длина и ширина фартука больше, чем размер щели. Кроме того, в днище контейнера имелись отверстия, размер которых меньше размера семян, что обеспечивало прием, сушку, подачу обрабатываемого материала на сушильное устройство, лущильное устройство и семяочистительную машину в этих же контейнерах без пересыпки в другие контейнеры, что, в свою очередь, обеспечивало снижение травмированности, а значит и повышение выхода семян.

В качестве лущильного устройства для лущения вороха использовали вальцовую каскадную лущилку, выполненную из каскадно-расположенных сверху вниз пяти пар рабочих органов, состоящих из вальцов с зубчатой поверхностью и дек каплевидной формы. Вальцы и деки были выполнены из эластичного материала - резины. Диаметр вальца по выступам зубчатой поверхности составлял 70 мм, длина - 1000 мм. Конструктивное исполнение рабочих органов лущильного устройства позволяло обеспечить щелевидный зазор между вальцом и выпуклой поверхностью деки. Зубья на поверхности вальца располагались в шахматном порядке и имели скос под углом к оси цилиндра. Это образовывало ячеистую поверхность вальца, которая увеличивала его захватывающую способность и улучшала процесс лущения третинок. Каскадное расположение рабочих пар позволяло кратковременно, но многократно воздействовать на ворох в рабочих зазорах. Зазоры между вальцами и деками устанавливали такие: на верхней паре рабочих органов 8 мм, на четырех последующих - 7 мм, а частоту вращения вальцов устанавливали плавно меняющейся по ходу лущения от 70 до 90 мин^-1 ступенчато от вальца к вальцу: 70, 75, 80, 85, 90 мин^-1 с помощью разных «звездочек». Этим обеспечивали «мягкий» режим лущения вороха, уменьшающий травмирование, а значит повышающий выход семян.

В качестве воздушной колонки использовали смонтированный на лущильном устройстве вентилятор, который воздушным потоком уносил шелуху. А в качестве семяочистительной машины использовали серийно выпускаемую СМ-4.

Дополнительно установленное лущильное устройство, предназначенное для лущения третинок, было выполнено таким же, как и лущильное устройство, предназначенное для лущения вороха, только зазоры между вальцами и деками устанавливали равными 5 мм. В случае, если общее повреждение семян превышало 1,5%, то зазор делали 6 мм, а частоту вращения всех вальцов устанавливали одинаковой, равной 105 мин^-1, этим обеспечивали «жесткий» режим лущения третинок, позволяющий облущить максимальное количество третинок, а так как лущению подвергали отсортированный, однородный материал, то это существенно не влияло на показатели травмирования семян.

В качестве воздушной колонки также использовали смонтированный на дополнительном лущильном устройстве вентилятор.

На заявляемой линии, состоящей из указанных выше машин и оборудования, осуществляли обработку вороха клещевины заявляемым способом. Результаты исследований приведены в таблицах 1, 2, 3.

Из приведенных данных в таблице 1 следует, что при постепенном увеличении частоты вращения вальцов лущильного устройства, установленного после сушильного, уменьшается недомолот, а травмирование семян возрастает, но в то же время эти цифры по травмированию меньше, чем у прототипа.

Из приведенных данных в таблице 2 следует, что при зазоре более 6 мм лущение третинок, прошедших через лушильное устройство для вороха, не происходит, а при зазоре менее 5 мм наступает резкое увеличение травмирования семян.

Из данных таблицы 3 следует, что при зазоре 5 мм и частоте вращения всех вальцов менее 100 мин^-1 наблюдается большой недомолот, а при частоте вращения всех вальцов выше 110 мин^-1 возрастает травмирование семян.

Увеличение частоты вращения вальцов по ходу лущения от вальца к вальцу при лущении вороха обеспечивает более оптимальный, «мягкий» режим лущения, уменьшающий травмирование семян.

Подвергание дополнительному лущению третинок, ранее направляемых в отход (в прототипе), с одновременной очисткой воздушным потоком увеличивает степень обмолота, а это, в свою очередь, увеличивает выход семенного материала.

Установление одинаковой частоты вращения всех вальцов по ходу лущения при дополнительном лущении обеспечивает наиболее оптимальный, «жесткий» режим лущения для отсортированного, однородного материала, обеспечивающий максимальное лущение третинок без травмирования семян.

Наличие после семяочистительной машины дополнительно установленного лущильного устройства с воздушной колонкой и парами рабочих органов «валец-дека», выполненными с одинаковой для всех вальцов частотой вращения одновременно, обеспечивает домолот третинок в наиболее оптимальном режиме, что повышает выход семенного материала.

Выполнение лущильного устройства, установленного после сушильного, с возможностью регулирования частоты вращения вальцов в сторону ее увеличения от вальца к вальцу по ходу лущения обеспечивает возможность подбора более оптимального, «мягкого» режима лущения, уменьшающего травмирование семян.

Эти отличительные от прототипа признаки заявляемых изобретений необходимы и достаточны для обеспечения возможности подбора более оптимальных режимов лущения на всех стадиях технологического процесса, что, в свою очередь, обеспечивает повышение выхода семенного материала за счет снижения травмирования семян и домолота «уходящих в отход» третинок, т.е. достижение поставленной цели и решение поставленной задачи.

Таблица 1 Зависимость недомолота и травмирования семян от увеличения частоты вращения вальцов по ходу лущения вороха
Частота вращения, мин-1	Недомолот, %	Травмирование семян, %
(прототип) 70-90 всех вальцов	8,3	3,48
70 первый валец	10,2	2,25
80 второй и третий валец	8,4	2,69
90 четвертый и пятый валец	7,8	3,27

Таблица 2 Зависимость степени обмолота и травмирования семян от зазора между декой и вальцом дополнительного лущильного устройства
Зазор, мм	Степень обмолота, %	Травмирование семян, %
7	-	-
6	78	0,3
5	97	1,4
4	100	28,9

Таблица 3 Зависимость степени обмолота и травмирования семян от частоты вращения при зазоре 5 мм на дополнительном лущильном устройстве
Обороты, мин-1	Степень обмолота, %	Травмирование семян, %
90	63	0,2
100	84	0,4
110	96	0,5
120	96	2,9