УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ НЕТОВАРНЫХ ЧАСТЕЙ КОРНЕЙ СОЛОДКИ Российский патент 1998 года по МПК A01D25/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для уборки корней растений, размножаемых вегетативно, например лакрицы (солодки голой Glycyrrhiza glabra L., солодки уральской Glycyrrhiza uralensis Fisch. и др.), используемой в качестве исходного сырья лекарственных препаратов, соусирования табака, в качестве компонентов в парфюмерии, пищевой и консервной промышленности, в напитках портер, эль, саяны и др.

Известна машина для выкопки солодкового корня, содержащая раму на опорных колесах, подкапывающий лемех, в которой, с целью снижения нагрузок на ходовую систему трактора и увеличения производительности, она снабжена двумя закрытыми кожухами-редукторами, каждый из которых имеет вал с двумя параллельными крестовинами, который установлен на подшипниках, расположенных на раме корпусов с неподвижными коническими шестернями, при этом валы редукторов установлены между собой посредством зубчатых колес, которые образуют пару противоположного вращения, причем каждая ось крестовины вала имеет установленную у ее центра с возможностью вращения на ней коническую шестерню, на корпусе которой со стороны большого основания расположена цилиндрическая шестерня, сопряженная с цилиндрической шестерней соседней крестовины этого же вала, при этом каждая из неподвижных шестерен сопряжена со всеми коническими шестернями одной крестовины, все конические и цилиндрические шестерни имеют соответственно одинаковый диаметр, а последние из них снабжены дебалансными грузами (SU, авторское свидетельство N 1824049, кл.⁵ A 01 C 11/00. Машина для выкопки лакричного корня //Ежак П.И., Ханазаров А.А., Абидов А.Х., Давранбеков Х. Т. и Косаев Е.К. Заявлено 09.01.91, опубликовано 30.06.93 Бюл. N 24).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной машины, относится некондиционность добываемых корней. После удаления надземных побегов солодки скашиванием навесными или прицепными косилками (КН-2,1; КС-2,1; КПД-4 и др.) на поверхности участка естественных зарослей солодки остается стерня высотой 8 ... 12 см. Пазушные почки в верхней части корней и корневищ солодки в практике называются карабашем. Наличие стерни надземных побегов и карабаша в добываемых корнях солодки в качестве поставляемого сырья на мировые рынки недопустимо. Удаление с корней и корневищ солодки некондиционной части вручную трудоемко и малопроизводительно. Затраты на удаление карабаша и надземных побегов на каждую тонну сухих корней (17 ... 19% относительной влажности) составляет от 73 до 110 американских долларов при реализации 700$ за одну тонну.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является фрезерная машина для сплошной обработки лугов, содержащая раму, кронштейны навески, опорные колеса с винтовыми механизмами, фрезерный барабан с Г-образными сменными ножами, цилиндрический редуктор, соединительный вал, конический редуктор и карданный телескопический вал с универсальными шарнирами на его концах (см., например, фрезу ФБН-2,0 для сплошной обработки почвы // Справочник конструктора сельскохозяйственных машин в четырех томах под редакцией инж. М.И. Клецкина. Изд. второе, перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1967, - т.2 - с. 830. - с. 112 - 113, рис. 1). Эта машина нами принята за ближайший аналог.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной фрезерной машины, принятой за ближайший аналог, относятся низкое качество подрезания мочки сопутствующих злаковых растений в ассоциациях и недорезание корней солодки с карабашем в стыках между Г-образными ножами, большие энергозатраты и низкое качество среза карабаша с корней солодки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества среза карабаша с корней и корневищ солодки.

Технический результат - снижение энергоемкости процесса срезания карабаша и повышение производительности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для удаления нетоварных частей корней солодки, содержащем раму, кронштейны навески, стойки, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора, промежуточного вала, конического редуктора и карданного телескопического вала с универсальными шарнирами по его концам, каждый подрезающий нож выполнен в виде U-образной скобы с односторонним лезвием на горизонтальном и продольных участках, при этом продольные участки смежных ножей размещены на дисках фрезерного барабана с взаимным перекрытием, а рама установлена на опорных лыжах посредством стоек.

За счет того, что подрезающие ножи выполнены U-образной формы и на фрезерном барабане установлены в шахматном порядке и с взаимным перекрытием, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для удаления нетоварных частей корней солодки, вид слева.

На фиг. 2 - то же, вид в плане.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, диаметральное сечение ротора фрезерного барабана с U-образными подрезающими ножами.

На фиг. 4 представлен U-образный подрезающий нож, вид в плане.

На фиг. 5 - место Б на фиг. 1, положение левой продольной стойки U-образного подрезающего ножа на диске ротора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки (фиг. 1 и 2) содержит раму 1, кронштейны навески 2, 3 и 4, левую и правую стойки 5 и 6, фрезерный барабан 7, кожух 8 фрезерного барабана 7, грабельную решетку 9, а также привод фрезерного барабана 7 в виде цилиндрического редуктора 10, промежуточного вала 11, конического редуктора 12, карданного телескопического вала 13 с универсальными шарнирами 14 и 15 на концах вала 13. Левая и правая стойки 5 и 6 снабжены опорными лыжами 16 и 17, посредством которых рама 1 опирается на поверхность участка с зарослями солодки.

Фрезерный барабан 7 (фиг. 1 и 2) содержит корпус 18 из толстостенной трубы, установленные с заданным шагом на поверхности корпуса 18 диски 19 и соединительные фланцы 20 и 21 по концам трубы. Фланцы 20 и 21 соединены посредством таких же фланцев с цилиндрическим редуктором 10 на левой стойке 5 и подшипниковой опорой 22 на правой стойке 6. Диски 19 сварными швами соединены с корпусом 18. Каждый диск 19 с обоих боков имеет проточки и парные отверстия 23 и 24 (см. фиг. 5). На проточках дисков 19 фрезерного барабана 7 продольные участки смежных ножей размещены на дисках фрезерного барабана с взаимным перекрытием.

Каждый подрезающий нож (см. фиг. 3 - 5) выполнен в виде U-образной скобы с горизонтальным лезвием 26, левым продольным участком 27 и правым продольным участком 28. Горизонтальное лезвие 26 с продольными участками 27 и 28 сопряжено галтелями 29 и 30, которые выполнены с радиусом закругления не менее 30 мм. Толщина 25 не превышает 6 мм. Ножи 25 изготовлены из листовой инструментальной стали. Продольные участки 27 и 28 и горизонтальное лезвие 26 снабжены режущей кромкой 31. Режущая кромка 31 (см. фиг. 4) образована заточкой верхней плоскости заготовки под углом в пределах 15 ... 18^o. Продольные участки 27 и 28 снабжены парами отверстий 32 и 33. Отверстия 32 и 33 к верхним срезам 34 на продольных участках 27 и 28 выполнены с разными смещениями. Это позволяет при установке ножей 25 на дисках 19 образовать угол ε между касательной к траектории периферийной точки D_p лезвия 26 и с нижней гранью ножа 25. Угол ε - задний угол между лезвием 26 и направлением движения устройства при вращении ω_p фрезерного барабана 7 - позволяет качественно выполнять технологический процесс удаления карабаша с корней и корневищ солодки и мочки сопутствующих растений в ассоциациях естественных зарослей солодки. Ножи 25 на дисках 19 размещены в шахматном порядке таким образом, что левый продольный участок 27 правого ножа 25 установлен на левой проточке диска 19, а правый продольный участок 28 левого смежного ножа 25 размещен на правой проточке диска 19. Этим исключается брак на срезах корней солодки. Горизонтальные лезвия 26 ножей 25 обеспечивают качественный срез карабаша с корней на поверхности убираемой полосы. Опорные лыжи 16 и 17 со стойками 5 и 6 соединены шарнирно. Центр масс опорных лыж 16 и 17 находится сзади шарниров стоек 5 и 6.

Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки работает следующим образом.

Устройство для удаления нетоварных частей солодки известными приемами навешивают на навеску агрегатируемого трактора, например на колесный трактор МТЗ-80 класса тяги 1, 4 тс Минского тракторного завода "Беларусь". Кронштейны 2, 3 и 4 рамы 1 соединяют с тягами навески трактора. Универсальный шарнир 15 телескопического карданного вала 13 соединяют с валом отбора мощности (ВОМ) и надлежащим образом блокируют. Гидроцилиндром навески трактора раму 1 устройства поднимают в транспортное положение. Блокировочными цепями навески трактора ограничивают боковые колебания рамы 1, которые не должны превышать ± 20 мм от продольно-вертикальной плоскости симметрии. За счет особенностей конструктивного исполнения опорных лыж 16 и 17 их задние концы по отношению к геометрическим осям шарниров на стойках 5 и 6 свисают назад. Включают ВОМ трактора и проверяют все узлы привода фрезерного барабана 7. Выявленные технические неисправности устраняют.

На выбранном массиве естественных зарослей солодки с учетом условий произрастания и рельефа местности выбирают направления движения агрегата. На выбранной загонке опускают раму 1 устройства на поверхность участка. Первыми поверхности почвы касаются задние концы опорных лыж 16 и 17. При дальнейшем опускании рамы 1 стойки 5 и 6 опираются на грунт. Лыжи 16 и 17 ограничивают толщину срезаемого растительного покрова и почвенного слоя в пределах от 1,5 до 3,5 см. Этого достаточно для полного среза мочки дикорастущих растений и карабаша с корней солодки.

Шарнирное соединение опорных лыж 16 и 17 на стойках 5 и 6 рамы 1 исключает влияние продольных угловых колебаний трактора при перемещении по поверхности убираемого участка. Четырехзвенная навеска трактора передает через кронштейны навески 2, 3 и 4 не только линейное поступательное перемещение рамы 1 устройства, но и возмущающие угловые колебания стоек 5 и 6. Стойки 5 и 6 рамы 1 на шарнирах опорных лыж 16 и 17 поворачиваются либо вперед, либо назад, сохраняя заданную глубину подрезания корнесодержащего слоя. В серийных фрезерных машинах их опорные колеса не отвечают этим требованиям. Увеличение глубины фрезерования на 5 см приводит к потерям корней солодки до 1,2 .... 1,8 т сырых корней на каждом гектаре убираемой площади.

При включении ВОМ тракторист включает необходимую рабочую передачу для обеспечения поступательной скорости в пределах 3,6 ..., 5,4 км/ч. Вращение ВОМ трактора через универсальный шарнир 15, телескопический карданный вал 13, универсальный шарнир 14 передается на конический редуктор 12. От конического редуктора 12 крутящий момент ВОМ трактора передается на многоступенчатый цилиндрический редуктор 10. От фланца редуктора 10 развиваемое усилие переносится на левый фланец 20 корпуса 18 фрезерного барабана 7. Вращение фрезерного барабана с заданной частотой 200 об/мин (окружная скорость ножей 25 равна 7,7 м/с) обеспечивает правый фланец 21 корпуса 18 и фланец подшипниковой опоры 22 на стойке 6. При вращении фрезерного барабана 7 режущая кромка 31 горизонтального лезвия 26 каждого ножа 25 при поступательном движении агрегата срезает стерню и корни растений, а также часть корней и корневищ солодки вместе с частями надземных побегов и пазушных почек (карабаша). Срезанные стебли, мочки, часть корней и карабаша за счет центробежных сил ударяются о внутреннюю поверхность кожуха 8, сползают по ней и грабельной решеткой 9 равномерно укладываются на поверхность обработанного участка. Размещение смежных U-образных ножей 25 с чередованием и взаимными угловыми смещениями, а также с перекрытием на дисках 19 фрезерного барабана 7 исключает брак удаления карабаша с корней солодки на стыках обработанных полос почвы между соседними полосами. Размещение ножей 25 по четыре штуки на каждой паре дисков 19 так, как показано на фиг. 3, обеспечивает срезание тонкой почвенной стружки с растительными и корневыми остатками.

После удаления карабаша на обработанном участке работает машина для добычи корней солодки. Извлеченные корни сразу убирают, подрабатывают, сушат и прессуют в кипы для дальнейшей транспортировки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Устройство предназначено для уборки корней растений, размножаемых вегетативно, и может быть использовано для уборки лакрицы. Устройство содержит раму 1, кронштейны 2, 3, 4 навески, стойки 5, 6, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора 10 промежуточного вала 11, конического редуктора 12 и карданного телескопического вала 13 с универсальными шарнирами 14, 15 по его концам. Каждый подрезающий нож выполнен в виде U-образной скобы с односторонним лезвием на горизонтальном и продольных участках. Продольные участки смежных ножей размещены с взаимным перекрытием на дисках фрезерного барабана, а рама установлена на опорных лыжах 16, 17 посредством стоек 5, 6. Использование изобретения позволит повысить качество среза карабаша с корней и корневищ солодки. 5 ил.

Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки, содержащее раму, кронштейны навески, стойки, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора, промежуточного вала, конического редуктора и карданного телескопического вала с универсальными шарнирами по его концам, отличающееся тем, что каждый подрезающий нож выполнен виде U-образной скобы с односторонним лезвием на горизонтальном и продольных участках, при этом продольные участки смежных ножей размещены с взаимным перекрытием на дисках фрезерного барабана, а рама установлена на опорных лыжах посредством стоек.