PL177686B1 - Sposób i urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym - Google Patents

Abstract

1. Sposób oddzielania plodów rolnych od zanieczyszczen o wiekszym ciezarze wlasciwym, w którym oddziela sie zanieczyszczenia za pomoca przeplywu cieczy, znamienny tym, ze przeplyw cieczy kieruje sie do góry ku powierzchni cieczy, a szybkosc przeplywu reguluje sie doprowadzajac do opadania zanieczyszczen o wiekszym ciezarze wlasciwym w kierunku przeciwnym do przeplywu cieczy, i unoszenia plodów na powierzchnie cieczy. 4. Urzadzenie do oddzielania plodów rol- nych od zanieczyszczen o wiekszym ciezarze wla- sciwym, zawierajace zbiornik cieczy, znamienne tym, ze zbiornik cieczy (7) jest wyposazony w zespól pompujacy (18) do wytwarzania przeplywu cieczy skierowanego do góry ku powierzchni cie- czy, przy czym zbiornik cieczy (7) jest umieszczo- ny bezposrednio za ladowaczka (2) plodów rol- nych, a pomiedzy zbiornikiem cieczy (7) i lado- waczka (2) jest umieszczony zespól doprowadzaja- cy (8), do którego jest skierowany przeplyw (13) cieczy, zas za zbiornikiem cieczy (7) jest umiesz- czony odprowadzajacy przenosnik tasmowy (15), do odprowadzania plodów (1 4 )................................ PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym.

Obecnie w rolnictwie stosowane są różne sposoby oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń w tym np. kamieni i grudek ziemi.

Znane są sposoby mechanicznego oddzielania płodów rolnych od kamieni, w których płody rolne kieruje się poprzez taśmę transportową i powoduje się ich osadzanie na gumowych palcach, w które wyposażona jest taśma transportowa. Podczas osadzania kamienie o większym ciężarze właściwym osadzane są głębiej a płody rolne jako lżejsze pozostają na powierzchni palców, z których są następnie zmiatane, bądź w innym sposobie są one oddzielane mechanicznie poprzez specjalnie skonstruowane krawędzie oddzielające walca szczotkującego.

Znane jest np. z niemieckiego opisu wynalazku nr 3822144 oddzielanie płodów od zanieczyszczeń wykorzystujące siłę odśrodkową, po czym zanieczyszczenia (o większej gęstości) wraz z uszkodzonymi płodami rolnymi oddzielone od płodów rolnych odstransportuje się przenośnikami taśmowymi.

Znany jest również sposób oddzielania elektronicznego, w którym analizuje się elektronicznie każdy poszczególny element zbioru lub zanieczyszczenia i następnie sortuje się je mechanicznie.

Stosuje się także sposób oddzielania zbioru od zanieczyszczeń na zasadzie klasyfikacji powietrznej. Jednakże pomyślna klasyfikacja z zastosowaniem powietrza może być używana przy wyrównanych wymiarach zewnętrznych sortowanego materiału, co wynika z warunków fizycznych. Relatywnie wąskie zakresy wstępnego sortowania w około 10 poziomach również m 686 wymagają zastosowania technologii wielokanałowej dla klasyfikacji, a to wiąże się z kosztami i ostatecznie negatywnie wpływa na ocenę ekonomiczności i stosowalności tego sposobu.

Inny sposób oddzielania zanieczyszczeń od płodów rolnych dotyczy oddzielania ziemnianków od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym, np. kamieni, z zastosowaniem zbiornika wypełnionego wodą. WedłUg tej metody ziemniaki zawierające zanieczyszczenia, głównie kamienie, wprowadzane są do zbiornika od góry i następnie opadają na jego dno kierowane przy pomocy skierowanego ku dołowi przepływu strumienia wody. W następnej operacji oddziela się ziemniaki od zanieczyszczeń (głównie kamieni) i odprowadza je ze zbiornika przy pomocy oddzielnych przenośników np. łańcuchowych.

Znane są i stosowane różne typu urządzeń do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń, w tym urządzenia mechaniczne jak ładowaczki podnoszące płody z ziemi, co umożliwia oddzielanie w zadowalający sposób płodów od innych części.

Podejmowano próby zmierzające do zbudowania maszyn do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń z zastosowaniem różnych rozwiązań na przykład mechanicznych. Jednakże żadne z urządzeń oddzielających tego typu nie zdołało dotychczas wejść na stałe do zastosowania praktycznego zwłaszcza dlatego, że nie można było zagwarantować oddzielania zanieczyszczeń w 100%. Główną trudnością jest uporanie się za zróżnicowanymi rozmiarami i kształtami poszczególnych płodów i ich zanieczyszczeń, zwłaszcza kamieni.

Znane są mechaniczne urządzenia oddzielające wykorzystywane w rolnictwie, do których zalicza się maszyny z taśmami transportowymi zaopatrzonymi w gumowe palce, pracujące w połączeniu z urządzeniami wymiatającymi.

Dalsze rozwinięcie podobnego urządzenia jest przykładowo przedstawione w opisie niemieckiego zgłoszenia wynalazku nr 35 05 043, w którym ziemniaki i kamienie są zrzucane z taśmy z gumowymi palcami przez obracający się pionowo ustawiony walec szczotkujący o zmiennej prędkości, przy czym kamienie mające większy ciężar właściwy są również bardziej zagłębione pomiędzy gumowymi palcami i maja mniejszą odległość przelotu niż ziemniaki o mniejszym ciężarze właściwym. Do oddzielania wykorzystuje się krawędź oddzielającą usytuowaną pomiędzy różnymi dystansami przemieszczania płodów i zanieczyszczeń, która stanowi część urządzenia.

Opis niemieckiego zgłoszenia wynalazku nr 38 22 144 ujawnia również urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń wykorzystujące siłę odśrodkową, która jest większa, dla zanieczyszczenia niż dla płodów ze względu na większą gęstość zanieczyszczeń. Urządzenie posiada przenośniki taśmowe rozmieszczone w układzie opadającym transportujące oddzielone zanieczyszczenia i uszkodzone płody rolne.

Znane urządzenia do mechanicznego oddzielania ziemniaków od kamieni zapewniają oddzielanie około 50% kamieni. W związku z tym nowoczesne maszyny do zbiorów ziemniaków posiadają co najmniej jedną taśmę sortująca, na której wciąż występują zanieczyszczenia po oddzielaniu mechanicznym, które następnie są usuwane ręcznie.

Opis europejskiego zgłoszenia wynalazku nr 04 82 316 Al ujawnia taką nowoczesną maszynę do zbioru ziemniaków, która ma taśmę oddzielającą bignącą prostopadle do łańcucha drabinkowego i dwiema częściami oddzielającymi ułożonymi w przeciwnych kierunkach i przenoszącymi od środka na bok. Taśma oddzielająca jest przeznaczona do odrzucania zanieczyszczeń na obie strony maszyny, oraz przenoszenia ziemniaków na przenośnik i taśmy, sortujące biegnące od tyłu do przodu.

Oprócz takich oddzielających urządzeń mechanicznych znane są również urządzenia elektroniczne, analizujące każdy poszczególny element zbioru lub zanieczyszczenia połączone z mechanicznymi urządzeniami sortującymi. Aby uzyskać odpowiednią wydajność przy takim stosunkowo skomplikowanym urządzeniu zastosowano układ wielokanałowy, gdzie w każdym kanale występuje oddzielny analizator. Taki system powoduje stosowy wzrost kosztów i dotychczas nie, wykazano opłacalności takich urządzeń w porównaniu z oddzielaniem mechanicznym połączonym z sortowaniem ręcznym.

Znane jest również oddzielanie zbioru od zanieczyszczeń na zasadzie klasyfikacji powietrznej.

177 686

Znane jest urządzenie do oddzielania płodów od zanieczyszczeń posiadające zbiornik wyposażony w pompę cyrkulacyjną wymuszającą ruch wody w kierunku dna zbiornika oraz dwa przenośniki do odprowadzania płodów (ziemniaków) oraz kamieni.

Dotychczas nieznany jest w praktyce sposób i urządzenie do oddzielania, na przykład pomidorów, buraków, kartofli, cebuli od takich zanieczyszczeń, jak grudki ziemi i kamienie z pożądaną niezawodnością.

Sposób oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym, w którym oddziela się zanieczyszczenia za pomocą przepływu cieczy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przepływ cieczy kieruje się do góry ku powierzchni cieczy, a szybkość przepływu reguluje się doprowadzając do opadania zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym w kierunku przeciwnym do przepływu cieczy, i unoszenia płodów na powierzchnię cieczy.

Korzystnie, płody rolne oddziela się w przepływie wody od kamieni i grudek ziemi.

Korzystnie, płody rolne usuwa się z cieczy za pomocą przenośników zwłaszcza taśm odciekowych od następnego przenośnika lub zbiornika, lub układa się na polu.

Urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym, zawierające zbiornik cieczy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zbiornik cieczy jest wyposażony w zespół pompujący do wytwarzania przepływu cieczy skierowanego do góry ku powierzchni cieczy, przy czym zbiornik cieczy jest umieszczony bezpośrednio za ładowaczką płodów rolnych, a pomiędzy zbiornikiem cieczy i ładowaczkąjest umieszczony zespół doprowadzający, do którego jest skierowany przepływ cieczy, zaś za zbiornikiem cieczy jest umieszczony odprowadzający przenośnik taśmowy, do odprowadzania płodów oraz odprowadzający pas poprzeczny do usuwania zanieczyszczeń ze zbiornika cieczy.

Korzystnie, zespół pompujący ciecz oddzielającą korzystnie wodę, zawiera koło czerpakowe, lub koło łopatkowe.

Sposób oddzielania według wynalazku polega na tym, że oddziela się płody od zanieczyszczeń za pomocą cieczy, wykorzystując różnicę sił wyporności dla materiałów oddzielanych o różnym ciężarze właściwym. Ciężar właściwy zbieranych płodów wynosi około 1,2 kG/dcm³, a ich zanieczyszczeń, głównie kamieni, co najmniej 2,0 kG/dcm³. Różnica tych ciężarów jest celowo wykorzystywana do oddzielania płodów od zanieczyszczeń, oraz sortowania z wydajnością prawie 100% w neutralnym medium, mianowicie cieczy, z wykorzystaniem sił różnych wyporności dla materiałów oddzielanych o różnych ciężarach właściwych.

W korzystnym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku można to wykonać w bardzo prosty sposób w cieczy, której ciężar właściwy leży w zakresie pomiędzy ciężarem właściwym płodów, na przykład ziemniaków, i zanieczyszczeń, na przykład kamieni. Pewne rodzielanie można zatem uzyskać w cieczy mającej ciężar właściwy około 1,6 kG/dcm3. Taki ciężar właściwy cieczy jest z jednej strony znacznie wyższy od ciężaru właściwego płodów, a z drugiej strony jest wystarczająco mniejszy od ciężaru właściwego kamieni. Wskutek tego płody pływają na powierzchni takiej cieczy, a zanieczyszczenia opadają na dno zbiornika.

Dodatkowym wymaganiem dla cieczy mającej ciężar właściwy około 1,6 kG/dmc3 jest to, aby była ona bezpieczna dla ludzie i płodów. Ciecz ta nie może poza tym ujemnie wpływać na smak oraz przechowywalność płodów. Ponieważ dotychczas jedynymi cieczami o odpowiednim ciężarze właściwym są wysoce stężone wodne roztwory wodorotlenku sodowego, ługu potasowego i solanek różnych soli, nie występuje żadna odpowiednia ciecz oddzielająca, która mogłaby całkowicie spełniać warunki wstępne zgodnie z obecnymi ustaleniami. W zakresie wynalazku leży zastosowanie odpowiedniej bezpiecznej cieczy oddzielającej o żądanym ciężarze właściwym.

Pod względem wymagań w zakresie zdrowotności woda jest oczywiście szczególnie odpowiednia dla oddzielania jako ciecz oddzielająca, ponieważ zachowuje się całkowicie neutralnie w stosunku do płodów i jest również bezpieczna pod każdym względem dla ludzkiego zdrowia. Okazało się, że zwykła woda, jaka jest wszędzie dostępna i ma ciężar właściwy około 1 kG/dcm³, jest wprawiona w ruch, to znaczy ma nadaną prędkość przepływu przeciwnie skierowaną do kierunku opadania płodu, stwarza możliwość łatwego zgromadzenia

177 686 płodów na powierzchni cieczy, przy jednoczesnym opadaniu zanieczyszczeń, zwłaszcza kamieni na dno zbiornika.

Dla oddzielenia np. ziemniaków od kamieni korzystnie okazało się wprowadzenie do układu energii kinetycznej, która odpowiada przybliżonej sile unoszącej do około 0,8 kG/dcm³, korzystnie około 0,5 do 0,7 kG/dcm³. Zatem płody w zbiorniku z cieczą oddzielająca są unoszone w wyniku czego utrzymywane w zawieszeniu w pobliżu powierzchni cieczy oddzielającej bądź wody i transportowane poza zbiornik z cieczą na odpowiednim urządzeniu transportowanym, np. przenośniku taśmowym. Zanieczyszczenia, głównie grudki ziemi i kamienie, opadają na dno zbiornika, stąd są transportowane poza zbiornik za pomocą jedno, lub wielostopniowego urządzenia przenoszącego. Może to być przykładowo skrzyżowany pas, który przenosi zanieczyszczenia na podnośnik lub podobne urządzenie odprowadzające na zewnątrz zbiornika z cieczą.

Zgodnie z wynalazkiem szybkość przepływu potrzebna dla uzyskania dodatkowej siły unoszenia płodów w wodzie jest wytwarzana przez stosunkowo proste odpowiednie urządzenia, np. koło czerpakowe lub koło łopatkowe. Szybkość przepływu wody może być również regulowana stosunkowo prostymi środkami, np. może być zmieniana szybkość koła, bądź też można zmieniać przekrój poprzeczny otworu wylotowego wody z koła do zbiornika wodnego.

Zgodnie z wynalazkiem ustawiona szybkość przepływu wody jest utrzymywana jako stała, co prowadzi do niezawodnego oddzielania płodów od zanieczyszczeń. Może to być jednakowa szybkość przepływu wody we wszystkich przypadkach dla poszczególnych rodzajów płodów, na przykład ziemniaków, cebuli, pomidorów, lub może być przestawiana na początku zbierania płodów i następnie utrzymywana podczas jego kontynuacji.

Sposób zgodny z wynalazkiem okazał się przydatny dla oddzielania różnych płodów rolnych, na przykład ziemniaków, buraków, marchwi, cebuli, pomidorów od ich zanieczyszczeń, głównie grudek ziemi i kamieni. Jest on szczególnie przydatny dla oddzielania kartofli od kamiem.

Przepływ skierowany do góry od dna zbiornika ku powierzchni wody, przyczynia się do pływania płodów na powierzchni i utrzymywania ich w zawieszeniu bardzo blisko powierzchni wody, podczas gdy zanieczyszczenia, głównie grudki ziemi i kamienie, opadają na dno zbiornika. Ponieważ w pobliżu dna zbiornika umieszczone jest koło czerpakowe lub łopatkowe, przepływ jest skierowany w całej przestrzeni zbiornika tak, aby zbiór przepływał w pobliżu powierzchni w kierunku urządzenia odprowadzającego, np. nieprzemakalnego przenośnika taśmowego, i opuszczał zbiornik wodny mniej więcej z tą samą prędkością, z jaką został dostarczony przez ładowaczkę podnoszącą plony z ziemi, będąc kolejno przenoszony przez jeden lub więcej suszących przenośników taśmowych na przyczepę transportową lub do zbiornika, lecz korzystnie jest składać na polu w celu wysuszenia przez wiatr i słońce. Zespołem pompującym zastosowanym do wywołania przepływu wody od dna zbiornika ku powierzchni wody może być zasadniczo dowolne urządzenie pompujące odpowiednie dla tego rodzaju wody. Jednakże korzystnie stosuje się tu koło czerpakowe lub łopatkowe co wynika z ich odporności w trudnych warunkach roboczych w rolnictwie, a ponadto są one tanie. Napełnianie zbiornika wodą może być wykonane przez pompę, bezpośrednio przez jeden, lub więcej otworów lub dysz. Umożliwia to regulację żądanego poziomu w przestrzeni oddzielającej zbiornika w sposób bardziej dokładny i niezawodny, i jednocześnie kontrolowanie odzysku wody dla zespołu pompującego w górnej części zbiornika tak, aby następowało przemieszczanie zbioru do urządzenia odprowadzającego.

Urządzenie do realizacji sposobu według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń, schematycznie w widoku z boku.

Urządzenie do stosowania sposobu według wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania wyposażono w podajnik zbioru razem z zanieczyszczeniami, doprowadzający je do zbiornika z cieczą oddzielającą, Urządzenie to jest zamontowane na górnej krawędzi zbiornika z wodą w przybliżeniu naprzeciwko po przekątnej do otworu doprowadzających wodę w dolnym obszarze części zbiornika o największej głębokości wody.

177 686

Urządzenie 1 jest połączone (nie pokazano) z ładowaczką 2 podnoszącą płody z ziemi, w tym przypadku z kopaczką do ziemniaków. Ładowaczka 2 jest przedstawiona schematycznie w postaci zarysu dwóch kół 3 i 4. Przenośnik taśmowy i samotok rolkowy 6 przenoszą ziemniaki wraz z zanieczyszczeniami do urządzenia 1, gdzie ziemniaki opadają na krawędź górną zbiornika wodnego 7 umieszczonego na zespole doprowadzającym 8, w tym przypadku na rolce dozującej obracającej się w kierunku strzałki 9. Zespół doprowadzający 8 umieszcza ziemniaki z zanieczyszczeniami w zbiorniku wodnym 7 w kąpieli wodnej 10 bez dodatkowego zwiększania szybkości.

W głębokiej części kąpieli wodnej 10, którą zaznaczono jako oddzieloną od płytkiej części zbiornika wodnego 7 pomocniczą linia przerywaną 11 i która jest odseparowana od ładowaczki 2 ziemniaków ścianą zbiornika 12, utrzymywany jest skierowany od dołu przepływ wody 13. Przepływ wody 13 w połączeniu z siłą wyporności wody powoduje wypływanie ziemniaków 14 na powierzchnię wody i skierowanie ich ku odprowadzającemu przenośnikowi taśmowemu 15. Wskutek większego ciężaru właściwego kamienie 16 opadają na poprzeczny pas odprowadzający 17, który przenosi zanieczyszczenia 16 zwłaszcza kamienie i grudki ziemi, do urządzenia odprowadzającego typu podnośnikowego (nie pokazano), które odprowadza te zanieczyszczenia 16 że zbiornika wodnego 7.

Przepływ wody 13 jest wywołany przez zespół pompujący 18 na przykład w postaci koła czerpakowego, które pobiera wodę w obszarze 19 i przenosi ją poprzez dyszowy otwór 20 do głębszej części zbiornika wodnego 7 z regulowaną szybkością. Ziemniaki 14 opuszczają zbiornik wodny 7 poprzez odprowadzający przenośnik taśmowy 15 i przechodzą poprzez suszący przenośnik taśmowy 21 do urządzenia rozładowczego 22, które układa je na polu w schematycznie przedstawionych rzędach 23, w celu wysuszenia przez wiatr i słońce.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają oddzielanie płodów od zanieczyszczeń ze 100% pewnością. Są one ponadto ekonomiczne i niekosztowne.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym, w którym oddziela się zanieczyszczenia za pomocą przepływu cieczy, znamienny tym, że przepływ cieczy kieruje się do góry ku powierzchni cieczy, a szybkość przepływu reguluje się doprowadzając do opadania zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym w kierunku przeciwnym do przepływu cieczy, i unoszenia płodów na powierzchnię cieczy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płody rolne oddziela się w przepływie wody od kamieni i grudek ziemi.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płody rolne usuwa się z cieczy za pomocą przenośników, zwłaszcza taśm odciekowych od następnego przenośnika lub zbiornika, lub układa się na polu.
4. 4. Urządzenie do oddzielania płodów rolnych od zanieczyszczeń o większym ciężarze właściwym, zawierające zbiornik cieczy, znamienne tym, że zbiornik cieczy (7) jest wyposażony w zespół pompujący (18) do wytwarzania przepływu cieczy skierowanego do góry ku powierzchni cieczy, przy czym zbiornik cieczy (7) jest umieszczony bezpośrednio za ładowaczką (2) płodów rolnych, a pomiędzy zbiornikiem cieczy (7) i ładowaczką (2) jest umieszczony zespół doprowadzający (8), do którego jest skierowany przepływ (13) cieczy, zaś za zbiornikiem cieczy (7) jest umieszczony odprowadzający przenośnik taśmowy (15), do odprowadzania płodów (14) oraz doprowadzający pas poprzeczny (17) do usuwania zanieczyszczeń (16) ze zbiornika cieczy (7).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół pompujący (18) ciecz oddzielająca, korzystnie wodę zawiera koło czerpakowe, lub koło łopatkowe.