СПОСОБ ОЧЕСА ХМЕЛЕВЫХ ШИШЕК С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО СРЕЗАННЫХ ЛОЗ ХМЕЛЯ И ХМЕЛЕОЧЕСЫВАЮЩАЯ МАШИНА Российский патент 1998 года по МПК A01D46/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к хмелеводству.

Известен способ очеса хмелевых шишек с предварительно срезанных лоз хмеля, включающий захват предварительно срезанной лозы хмеля и подачу ее в рабочую зону очеса и очес шишек в вертикальной плоскости, вместе с сопутствующими примесями, после чего шишки отделяют от примесей (DE, заявка N 4129449, кл. A 01 D 46/02, 1991).

Недостатком данного способа является невысокое качество очеса и большие потери продукции.

Наиболее близким способом к предложенному изобретению является способ очеса хмелевых шишек с предварительно срезанных лоз хмеля, включающий захват предварительно срезанной лозы хмеля и подачу в рабочую зону очеса, очес шишек вместе с сопутствующими примесями, после чего очесанные шишки отделяют от посторонних примесей (DE, заявка 3939027, кл. A 01 D 46/02, 1991).

Недостатком данного способа являются большие потери готовой продукции из-за неполного очеса всей обрабатываемой лозы, низкая производительность процесса очеса и низкое качество готовой продукции примесей.

Известна хмелеуборочная машина, содержащая устройство для захвата лозы, блок очеса, блок сепарации и промежуточные транспортеры (DE, заявка 4129449, кл. A 01 D 46/02, 1991).

Недостатком данной машины является ее большие габариты по высоте, так как лозу хмеля (длиной около 6 м) необходимо вывести для очеса вертикально, при этом хмелевые шишки, падая с большой высоты, часто разбиваются и теряют ценный лопулин, находящийся в них в виде желтой пыльцы. Для обеспечения высокой производительности таких машин необходимо обеспечивать высокую скорость протяжки лозы и, соответственно, скорость перемещения очесывающих элементов, для того, чтобы обеспечить необходимую вероятность срыва шишки. При этом повышение скорости соударения лозы с очесывающими элементами приводит к обрыву наряду с шишками большого количества засоряющих шишки элементов лозы: листьев, веток, а иногда и целых участков лозы, что в свою очередь затрудняет дальнейшую очистку готового продукта.

Поскольку в таких машинах лоза висит вертикально под собственным весом, то воздействие на нее очесывающих элементов с обеих сторон приводит к значительным колебаниям лозы, что также приводит к обрывам стеблей и веток лозы, в результате чего получается грубый ворох, требующий дополнительной обработки.

Наиболее близкой хмелеуборочной машиной к предложенному изобретению является хмелеуборочная машина, содержащая питатель с устройством захвата лозы, блок очеса, блок доочеса, блок сепарации и промежуточные транспортеры (DE, заявка 393902 кл. A 01 D 46/02, 1991).

Недостатком данной машины является то, что взаимодействие каждого упругого элемента с хмелевой лозой носит периодический и ударный характер, при этом ввиду вращательного движения барабана возникают поперечные нагрузки на лозу, что приводит к разрывам лозы, отрыву боковых веток и, соответственно, к засорению готовой продукции обрывками листьев, веток и стеблей лозы, а также к их наматыванию на барабаны.

Техническим результатом является повышение производительности процесса очистки лоз хмеля при обеспечении высокого качества готовой продукции - хмелевых шишек, и повышение эксплуатационных параметров машины.

Технический результат, в частности способа, достигается тем, что перед подачей лозы хмеля в рабочую зону очеса ее предварительно сплющивают до размера рабочего зазора зоны очеса, а затем лозу подают вперед, одновременно растягивая лозу вдоль стебля в горизонтальной плоскости и отводят в сторону относительно движения лозы в начале и в конце зоны очеса.

Технический результат, в части устройства, достигается тем, что машина имеет систему пространственной ориентации хмелевой лозы в рабочей зоне очеса, которая содержит приемный узел, расположенный перед вводом лозы в зону очеса и выполненный в виде дуги, механизм формирования лозы, выполненный в виде направляющих кожухов, и отводящий шнек, расположенный после очеса, при этом блок очеса выполнен в виде верхнего и нижнего горизонтальных транспортеров с очесывающими элементами, причем каждый транспортер установлен на отдельной раме, между которыми размещен механизм регулировки рабочего зазора, выполненный в виде установленных по обе стороны горизонтальных транспортеров двух винтовых пар, соединенных друг с другом цепью синхронизации и в виде ряда барабанов с очесывающими элементами, взаимодействующими как между собой, так и с очесывающими элементами неподвижных кожухов и промежуточного подающего транспортера, при этом блок доочеса закреплен шарнирно на отдельной раме с возможностью его регулирования, относительно промежуточного подающего транспортера и решетки сепаратора при помощи винтового механизма.

На фиг. 1 изображен общий вид хмелеочесывающей машины; на фиг. 2 - цепь синхронизации винтовых пар механизма регулирования рабочего зазора между очесывающими горизонтальными транспортерами; на фиг. 3 - бесформенная зеленая масса, которую представляет собой хмелевая лоза перед началом ее очеса; на фиг. 4 -начало формирования хмелевой лозы до поперечного сечения лозы, обеспечивающего свободный доступ очесывающих элементов к любой хмелевой шишке (без помех со стороны веток или других шишек); на фиг. 5 - продольное сечение механизма формирования лозы; на фиг. 6 - вид "А" на дугу приемного узла системы пространственной ориентации лозы; на фиг. 7 - вид сверху на рабочую зону блока очеса для показа схемы распределения обрабатываемых лоз по всему полю зоны очеса.

Питатель 1 представляет собой ( фиг. 1) замкнутую П-образную направляющую, на которой при помощи цепи (на чертеже не показана) перемещаются устройства захвата 2 лозы хмеля.

Система 3 пространственной ориентации лозы в рабочей зоне очеса включает в себя приемный узел 4 ( фиг. 1, 6), расположенный перед входом лозы в зону очеса и выполненный в виде дуги с восходящей "а" и нисходящей "b" ветвями и прикрепленный к питателю перед входом в зону очеса, механизм формирования лозы, выполненный в виде направляющих кожухов 5 и 6, расположенный перед входом в зону очеса, и выпускной узел ориентации лозы, выполненный в виде отводящего шнека 7, расположенного сразу после зоны очеса (на выходе лозы из рабочей зоны очеса). В качестве отводящего шнека можно применять обычный винтовой шнек.

Блок очеса содержит верхнюю раму 8 с установленным на ней верхним горизонтальным транспортером 9, нижнюю раму 10 с нижним горизонтальным транспортером 11, при этом оба транспортера 9 и 11 снабжены упругими очесывающими элементами 12, приводом 13 с вариатором 14, механизм регулирования рабочего зазора "c" между транспортерами 9 и 11, выполненный в виде двух винтовых пар 15, установленных по обе стороны горизонтальных транспортеров 9, 11 и связанных между собой цепью 16 синхронизации (выполненной, например, в виде цепной передачи), обеспечивающей равенство углов поворота обеих винтовых пар 15 и, соответственно, равенство зазора "c" по левому и правому краям зоны очеса. В зазоре "c" между верхним и нижним горизонтальными транспортерами 9 и 11 расположена зона очеса - пространство, в котором лозу подвергают активному объемному воздействию упругих очесывающих элементов 12, имеющее (фиг. 2, 5 и 7) ширину "d" (по ширине расположения очесывающих элементов 12) и длину "e" (от места начала до места завершения контакта очесывающих элементов 12 с лозой).

Блок доочеса представляет собой ряд барабанов 17 с упругими очесывающими элементами 18, над которыми установлены неподвижные кожухи 19 с очесывающими элементами 20, при этом барабаны 17 закреплены на отдельной, подвешенной шарнирно раме 21, положение которой относительно решетки сепаратора 22 и подающего промежуточного транспортера 23 (в т.ч. зазор между упругими очесывающими элементами 18 барабанов 17 и решеткой сепаратора 22) может плавно регулироваться при помощи винтового механизма 24 в зависимости от количества вороха на решетке сепаратора 22, причем очесывающие элементы барабанов взаимодействуют с очесывающими элементами 20 кожухов 19 и с очесывающими элементами промежуточного транспортера 23, а скорости барабанов могут плавно изменяться с помощью привода 25 с вариатором 26.

Лозорезка состоит из вращающегося ножа 27 с приводом 28 и неподвижного ножа 29.

Для подачи мелкого вороха в блок сепарации служит промежуточный горизонтальный транспортер 30 и промежуточный наклонный дозирующий транспортер 31.

Блок сепарации 32 представляет собой последовательно расположенные друг за другом пневмогорку 33 и ряд наклонных фрикционных транспортеров 34. В этом же блоке расположены транспортер отходов 35 и транспортер готовой продукции 36.

Хмелеочесывающая машина работает следующим образом.

После того, как хмелевые лозы срежут на плантации и на низкорамных прицепах доставят к хмелеочесывающей машине, начинается процесс очесывания шишек и отделение их от посторонних примесей, таких как листья, ветки, куски подвязочных материалов.

Предварительно срезанную лозу хмеля захватывают, подавая комлевой частью в прорезь питателя и зажимая устройством захвата 2, после чего по направляющей 1 подают в блок очеса между верхним 9 и нижним 11 очесывающими транспортерами. При этом по мере движения лозы в рабочей зоне очеса "c" ее стебель перемещается в приемном узле 4 в сторону от питателя сначала по восходящей "a", а потом по нисходящей "b" ветви дуги приемного узла 4, а в механизме формирования лозу предварительно сплющивают, т.е. формируют в поперечном сечении, снимая ее по высоте до размера рабочего зазора зоны очеса с помощью направляющих кожухов 5 и 6.

Движение захвата 2 с лозой вперед и создание противодействия кожухами 5, 6 механизма формирования приводит к натяжению лозы в рабочей зоне очеса между очесывающими транспортерами 9 и 11, растягивая лозу вдоль стебля в горизонтальной плоскости. При этом приемный узел 4 обеспечивает движение лозы в сторону относительно движения лозы в начале и в конце зоны очеса и питателя таким образом, что в ходе очеса она совершает плоско-параллельное движение, позволяющее использовать всю рабочую поверхность очесывающих транспортеров 9 и 11. Смещение лозы в сторону от питателя освобождает место для следующих лоз, таким образом постоянно в зоне очеса может находится до 8 лоз одновременно.

Транспортеры 9, 11, двигаясь в направлении, противоположном направлению движения захвата 2, при помощи закрепленных на них упругих очесывающих элементов 12 очесываются с основного стебля шишки, листья и частично боковые ветки, которые подают на решетку сепаратора 22.

Экспериментальным путем установлено, что наибольший эффект качественного очеса достигается при следующих особых режимах проведения операции очеса. Очес хмелевых шишек с лозы следует производить со скоростью, равной геометрической сумме скоростей движения устройства захвата лозы и движения очесывающего элемента и находящейся в диапазоне 0,8 - 1,0 м/с, причем воздействие очесывающих элементов на любой участок хмелевой лозы осуществляют непрерывно вдоль стебля лозы по мере ее движения на всей длине рабочей зоны очеса, обеспечивая не менее 100 попыток сорвать шишки хмеля за один полный цикл обработки одной лозы.

После этого очесанные шишки отделяют от посторонних примесей следующим образом. Мелкие шишки, листья и обломки веток пролетают сквозь решетку сепаратора 22 на нижний промежуточный транспортер 30, а более крупные ветки и гроздья шишек перемещаются при помощи подающего транспортера 23 в блок доочеса. Поскольку скорость транспортера 23 ниже, чем линейная скорость вращения барабанов 17, а скорость вращения каждого последующего барабана выше, чем предыдущего, то между промежуточным транспортером 23 и упругими очесывающими элементами 18 барабанов 17, между упругими очесывающими элементами 18 соседних барабанов 17, а также между упругими очесывающими элементами 18 барабана 17 и упругими очесывающими элементами 20 неподвижных кожухов 19 происходит доочес веток и разрыв гроздьев хмеля, которые не прошли сквозь решетку сепаратора 22, при этом части уже мелкого вороха пролетают сквозь решетку сепаратора 22 и подающий промежуточный транспортер 23, попадая на нижний промежуточный транспортер 30.

При выходе из рабочей зоны очеса стебель лозы 3 попадает в выпускной узел системы ориентации - отводящий шнек 7, с помощью которого стебель перемещают в сторону от питателя, освобождая при этом место для следующих лоз.

Очесанный стебель лозы подают в лозорезку и измельчают между вращающимися 27 и неподвижными 29 ножами.

Мелкий ворох при помощи промежуточных транспортеров 30 и 31 подают в блок сепарации 32, где он проходит несколько стадий очистки, при этом шишки отделяют от посторонних примесей.

После сепарации очищенные хмелевые шишки по специальному транспортеру 36 подают в тару и передают на дальнейшую переработку.

Способ и машина могут быть использованы в сельском хозяйстве, а именно в хмелеводстве. Предварительно связанную лозу хмеля захватывают и подают в рабочую зону очеса, предварительно сплющивая до размера рабочего зазора зоны очеса, затем лозу подают вперед, одновременно расстягивая лозу вдоль стебля в горизонтальной плоскости, и отводят в сторону относительно движения лозы в начале и в концы зоны очеса. После очеса шишки отделяют от посторонних примесей. Машина содержит питатель 1 с устройством захвата 2 лозы, блок очеса, блок доочеса, блок сепарации 32 и промежуточные транспортеры 23. Машина также имеет систему 3 пространственной ориентации хмелевой лозы в рабочей зоне очеса и содержит приемный узел 4, расположенный перед входом лозы в зону очеса и выполненный в виде дуги, механизм формирования лозы, состоящий из направляющих кожухов 5 и 6, и отводящий шнек, расположенный сразу после зоны очеса. Блок очеса выполнен в виде верхнего и нижнего транспортеров 9 и 11 с очесывающими элементами 12. Каждый из транспортеров 9 и 11 установлен на отдельной раме 8 или 10. Между транспортерами 9 и 11 размещен механизм регулировки рабочего зазора, выполненный в виде установленных по обе стороны горизонтальных транспортеров 9 и 11 двух винтовых пар 15, соединенных друг с другом цепью 16 синхронизации, и в виде ряда барабанов 17 с очесывающими элементами 18, взаимодействующими как между собой, так и с очесывающими элементами 20 неподвижных кожухов 19 и промежуточного подающего транспортера 23. Блок доочеса закреплен шарнирно на отдельной раме 21 с возможностью регулирования относительно промежуточного подающего транспортера 23 и решетки сепаратора 22 при помощи винтового механизма 24. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ очеса хмелевых шишек с предварительно срезанных лоз хмеля, включающий захват предварительно срезанной лозы хмеля и подачу в рабочую зону очеса, очес шишек вместе с сопутствующими примесями и отделение очесанных шишек от посторонних примесей, отличающийся тем, что перед подачей лозы хмеля в рабочую зону очеса ее предварительно сплющивают до размера рабочего зазора зоны очеса, а затем лозу подают вперед, одновременно растягивая лозу вдоль стебля в горизонтальной плоскости, и отводят в сторону относительно движения лозы в начале и в конце зоны очеса. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очес хмелевых шишек с лозы производят со скоростью, равной геометрической сумме скоростей движения устройства захвата лозы и движения очесывающего элемента и находящейся в диапазоне 0,8 - 1,0 м/с, причем воздействие очесывающих элементов на любой участок хмелевой лозы осуществляют непрерывно вдоль стебля лозы по мере ее движения на всей длине зоны очеса. 3. Хмелеочесывающая машина, содержащая питатель с устройством захвата лозы, блок очеса, блок доочеса, блок сепарации и промежуточные транспортеры, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введена система пространственной ориентации хмелевой лозы в рабочей зоне очеса, содержащая приемный узел, расположенный перед входом лозы в зону очеса и выполненный в виде дуги, механизм формирования лозы, выполненный в виде направляющих кожухов, и отводящий шнек, расположенный сразу после зоны очеса, при этом блок очеса выполнен в виде верхнего и нижнего горизонтальных транспортеров с очесывающими элементами, причем каждый транспортер установлен на отдельной раме, между которыми размещен механизм регулировки рабочего зазора, выполненный в виде установленных по обе стороны горизонтальных транспортеров двух винтовых пар, соединенных друг с другом цепью синхронизации, а блок доочеса выполнен в виде ряда барабанов с очесывающими элементами для взаимодействия как между собой, так и с очесывающими элементами неподвижных кожухов и промежуточного подающего транспортера, при этом блок доочеса закреплен шарнирно на отдельной раме с возможностью регулировки ее положения относительно промежуточного подающего транспортера и решетки сепаратора при помощи винтового механизма.