ОРУДИЕ ДЛЯ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ Российский патент 1999 года по МПК A01D51/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве при добыче солодкового (лакричного) корня для нужд народного хозяйства и экспорта.

Известен лозоподборщик виноградниковый ЛНВ-1,5А, содержащий раму с рычагами навески на трактор, грабельный аппарат с брусом, пружинами и дугообразными зубьями, крышки крепления зубьев и хомут (Лозоподборщик виноградниковый ЛНВ-1,5А //Сельскохозяйственная техника. Часть II. М.: ЦНИИТЗИ Госкомсельхозтехники СССР, 1982, с. 37-38).

Описанный лозоподборщик выполнен в навесном варианте для навешивания на заднюю навеску и предназначен для сгребания обрезков виноградной лозы в междурядьях виноградников и удаления их на межклеточные дороги.

Недостатком данного устройства является то, что трактор своими колесами вдавливает, в варианте использования для уборки солодки, извлеченные корни солодки в почву. Описанный лозоподборщик может лишь сгрести корни солодки в небольшие кучи. Другими недостатками данного устройства являются большие потери корней солодки как между зубьями (даже при шаге расстановки 150 мм), так и в бок, а также невозможность транспортировки корней солодки к местам их первичной подработки.

Известен также камнеподборщик навесной УСК-0,7А, содержащий зубчатый ковш сварной конструкции с приваренными к нему кронштейном и пальцами для навешивания на задний механизм навески трактора, распорку и силовой цилиндр в верхней тяге в качестве механизма управления ковшом (Камнеподборщик навесной УСК-0,7А //Сельскохозяйственная техника. Каталог. Часть II. М.: ЦНИИТЭИ Госкомсельхозтехники СССР, 1982, с. 476).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства на подборе и транспортировке корней солодки, относятся потери мелких корней между криволинейными зубьями и в сторону.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является орудие для сбора и трелевки порубочных остатков, содержащее раму, кронштейны навески орудия и подбирающие зубья, в котором, с целью увеличения грузоподъемности и уменьшения потерь порубочных остатков, оно снабжено опорными колесами, стрелой с клешневым захватом и боковыми зубьями; боковые зубья имеют разную длину, причем длинные зубья расположены в верхней части, а короткие - в нижней; боковые зубья размещены на раме при помощи четырехзвенного параллелограммного механизма (SU, авторское свидетельство, N 1132853. М. кл. ⁴ A 01 G23/06. Орудие для сбора и трелевки порубочных остатков //Салдаев А.М. Заявлено 19.09.1983, опубликовано 07.01.1985). Это устройство нами принято за ближайший аналог.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за ближайший аналог, относятся большие потери корней солодки как при подборе их с поверхности вспаханной полости залежей солодки, так и при их транспортировке к местам складирования или первичной подработки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - снижение потерь подбираемых корней и повышение производительности.

Технический результат - повышение производительности и снижение потерь корней солодки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для сбора и транспортировки, содержащем раму, кронштейны навески орудия, гидропривод, опорные колеса, подбирающие и боковые зубья, последние выполнены криволинейными в виде ветвей параболы и размещены на несущей балке и на замкнутом поперечном овальном контуре, нижняя ветвь которого смещена в направлении несущей балки от передних концов подбирающих зубьев, при этом боковые зубья, верхние и нижние ветви подбирающих зубьев равноудаленно размещены посредством дистанционных кронштейнов от поверхности несущей балки и овального контура, а образованная решетчатая емкость между верхними ветвями подбирающих зубьев, верхней ветвью овального контура, несущей балкой, боковыми зубьями и частями нижних ветвей подбирающих зубьев между несущей балкой и нижней ветвью овального контура охвачена сеткой типа "Рабица", при этом периметр сетки "Рабицы" соединен замкнутым контуром каната, размещенного на концах и местах сопряжений упомянутых зубьев; опорные колеса установлены на кронштейнах несущей балки; решетчатая емкость шарнирно соединена с рамой, а гидропривод размещен между ними; оси опорных колес несущей балки выполнены соосными осям шарниров соединения рамы с несущей балкой решетчатой емкости; ячейки сетки "Рабица" выполнены равными 40х40...80х80 мм².

За счет того, что орудие снабжено решетчатой емкостью, поверхность которой охвачена сеткой типа "Рабица", 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 заявителями 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" заявители провели 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 заявителями, 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 орудие для сбора и транспортировки в аксонометрическом изображении.

На фиг. 2 - то же, вид сбоку.

На фиг. 3 - то же, вид в плане.

На фиг. 4 - то же, при транспортировке подобранных корней солодки в агрегате с энергетическим средством, например с колесным трактором МТ3-100/102 класса тяги 14 кН.

На фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3, взаимное сопряжение верхней части криволинейного подбирающего зуба с овальным контуром и сетчатым экраном решетчатой емкости.

На фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 2, сопряжение овального контура с боковым зубом и сетчатым экраном решетчатой емкости орудия.

На фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 3, узел крепления нижней части криволинейного подбирающего зуба с несущей балкой и сетчатого экрана на внешнем контуре решетчатой емкости.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Орудие для сбора и транспортировки выполнено навесным модулем для тракторов класса тяги 14...30 кН и содержит раму 1 в виде полой сварной ┴ - образной балки, снабженной кронштейнами навески орудия 2, 3 и 4 для соединения с центральной верхней и нижними продольными тягами 5 и 6 навесного устройства энергетического средства 7 (см. фиг. 1 и 4), а также кронштейны 8 и 9 для шарнирного соединения посредством осей 10 с кронштейнами 11 и 12 несущей балки 13 и кронштейн 14 гидропривода в виде силового цилиндра 15 (см. фиг. 1-4).

Решетчатая емкость орудия образована подбирающими зубьями 16 параболической формы, овального контура 17 из полых труб и боковых зубьев 18. Овальный контур 17 соединен с верхними короткими и нижними длинными ветвями подбирающих зубьев 16 посредством сварных швов через дистанционные кронштейны 19 и 20 (см. фиг. 5 и 6). Боковые зубья 18, верхние и нижние ветви подбирающих зубьев 16 равноудаленно размещены посредством кронштейнов 19 и 20 от поверхности несущей балки 13 и овального контура 17. Боковые зубья 18 размещены на замкнутом поперечном овальном контуре 17. Нижняя ветвь овального контура 17 смещена в направлении несущей балки 13 от передних концов подбирающих зубьев 16. С несущей балкой 13 каждый подбирающий зуб 16 соединен тремя штампованными кронштейнами 21, 22 и 23. Конструкция кронштейнов 21-23 позволяет подбирающие зубья 16 сместить на достаточное расстояние от несущей балки 13 для беспрепятственного продвижения корней в полость решетчатой емкости. Описанное взаимное соединение подбирающих зубьев 16, овального контура 17, боковых зубьев 18, несущей балки 13 с помощью дистанционных кронштейнов 19-23 образует решетчатую емкость орудия, в которой подбираемые корни в основном контактируют с поверхностями подбирающих зубьев 16. Образованная решетчатая емкость между верхними ветвями подбирающих зубьев 16, верхней ветвью овального контура 17, несущей балкой 13, боковыми зубьями 18 и частями нижних ветвей зубьев 16 способствует беспрепятственному заполнению корнями солодки ее пространства и полной разгрузке после транспортировки.

Для соединения штока силового цилиндра 15 решетчатая емкость орудия снабжена дополнительной полой балкой 24 и плитой 25 с кронштейном 26. Второй конец плиты 25 опирается на верхнюю ветвь овального контура 17. Несущая балка 13 снабжена продольными балками 27 для размещения опорных колес 28.

Верхние концы 29 подбирающих зубьев 16, боковых зубьев 18, нижняя ветвь овального контура 17 в местах контакта подбирающих зубьев 16 снабжены кольцами диаметром 12 мм для установки каната 30, концы которого взаимно соединены резьбовой муфтой. Внешняя поверхность решетчатой емкости, образованная верхними концами 29 подбирающих зубьев 16, размещенных выше несущей балки 13, нижними ветвями подбирающих зубьев 16 между несущей балкой 13 и нижней ветвью овального контура 17 из полых труб и боковыми зубьями 18, охвачена металлической сеткой 31 типа "Рабица" с размерами ячеек 40х40...80х80 мм². На поверхности сетки 31 выполнены пять окон для пропуска кронштейнов 27, 11, 12 и 26. Периметр сетки 31 "Рабица" соединен замкнутым контуром каната 30. Канат 30 размещен на верхних концах подбирающих зубьев 16, боковых зубьях 18 и в местах сопряжения овального контура 17 и упомянутых зубьев.

Решетчатая емкость на несущей балке 13 шарнирно соединена посредством осей 10 с кронштейнами 8 и 9 рамы 1, а силовой цилиндр 15 гидропривода установлен между рамой 1 и решетчатой емкостью. Оси опорных колес 28 несущей балки 13 выполнены соосными осям 10 шарнирного соединения кронштейнов 8 и 9 рамы 1 и кронштейнов 11 и 12 несущей балки 13.

Орудие работает следующим образом.

Перед началом работы орудие для сбора и транспортировки навешивают на энергетическое средство 7, преимущественно на колесные тракторы класса тяги 14 кН, посредством нижних продольных тяг и центральной верхней тяги 5 навесной системы, а гидроцилиндр 15 между рамой 1 и решетчатой емкостью соединяют рукавами высокого давления с раздельно-агрегатной гидросистемой энергетического средства 7.

Орудие предназначено для сбора и транспортировки корней солодки, извлеченных на дневную поверхность путем распашки диких зарослей солодки плантажными (ППН-60А) или ярусными (ПТН-3-40А) или на плантациях культуры солодки, созданных по рядовой схеме посадки с междурядьями 70 см. Наибольший интерес из тринадцати экотипов солодки для промышленного производства представляют только три вида: солодка голая (Glycyrrhiza glabra L.), солодка уральская (Glycyrrhiza uralensis Fisch.) и солодка Г.Г.Коржинского (Glycyrrhiza korshinskyi G. Grig.). При выдвижении штока силового цилиндра 15 кронштейн 26 вместе с решетчатой емкостью, несущей балкой 13 и кронштейнами 11 и 12 поворачиваются вокруг осей 10 на кронштейнах 8 и 9 рамы 1. При касании передних концов подбирающих зубьев 16 поверхности убираемой полосы с лежащими на ней корнями солодки, рычаг золотника управления гидроцилиндром 15 переводят в положение "нейтральное", а гидрозолотник силового цилиндра для управления тягами 5 и 6 навесной системы энергетического средства 7 устанавливают в положение "плавающее". В направлении подбора корней энергетическое средство 7 на заданной передаче движется задним ходом. Поэтому рекомендуется трактора класса тяги 14 кН с переменными постами управления. Зубьями 16 извлеченные корни сдвигаются с поверхности полосы в направлении между ними или вдоль зубьев 16. За счет подпора последующих корней, первые из них, приподнимаясь над поверхностью полосы за счет криволинейности подбирающих зубьев 16, переваливаются через нижнюю поперечную ветвь овального контура 17, поступают на сетку 31 решетчатой емкости. Выполнение подбирающих зубьев 16 в виде ветвей параболы позволяет корням солодки плавно продвигаться вдоль зубьев 16 в передней, почти горизонтальной части, а потом отрываться от поверхности убираемой полосы и заполнить емкость. Действующая на корень равнодействующая сила от толкающего усилия, подпора корней, сил сцепления корней с почвой, сил трения и веса из-за конструктивной особенности каждого зуба 16, выполненного в виде ветвей параболы, направлена в ее фокус, расположенный в продольно-вертикальной плоскости. Это позволяет полностью заполнять корнями солодки решетчатую емкость орудия без подпрессовки в ней корней на отдельных участках полосы. Боковые зубья 18 и овальный контур 17 вне контура зубьев 16 за счет дистанционных кронштейнов 19-23 исключают потери корней в боковом направлении. При заполнении решетчатой емкости извлеченными и подобранными корнями солодки оператор (тракторист) энергетического средства 7 переводит гидрозолотник в кабине трактора, управляющий гидроцилиндром 15, в положение "подъем". В этом случае корни, лежащие на удаленных от несущей балки 13 концах подбирающих зубьев 16, также попадают внутрь решетчатой емкости. При полностью выдвинутом штоке цилиндра 15 центр масс корней в заполненной емкости на незначительном расстоянии находится сзади опорных колес 28. Это условие необходимо для перевода решетчатой емкости в положение разгрузки, а также для исключения критических нагрузок на тяги 5 и 6 при движении агрегата по сильно пересеченной местности. При работе устройства и транспортировке корней такое положение решетчатой емкости заставляет тяги 5 и 6 работать только на растяжение и исключает критические изгибающие моменты, приводящие к поломкам устройства и навесной системы средства 7. Перевод решетчатой емкости силовым цилиндром 15 из горизонтального положения в вертикальное приводит к тому, что собранные корни полностью расположились внутри решетчатой емкости, а охватывающая ее сетка 31 исключает какие-либо потери корней. Цена высушенных корней солодки на мировом рынке по состоянию на 1.09.1995 года варьировала от 0,4 до 0,8 американского доллара за 1 кг. Весь вес корней солодки при транспортировке воспринимается верхними и нижними ветвями подбирающих зубьев 16, боковыми зубьями 18 и овальным контуром 17. Вся нагрузка от веса корней и решетчатой емкости в транспортном положении орудия воспринимается опорными колесами 28. Тягами 6 трактора 7 передается на раму 1 лишь тяговое усилие, потребное на перекатывание орудия. За счет переноса центра масс решетчатой емкости к осям 10 ее поворота, расположенной на оси качения опорных колес 28, уменьшается опрокидывающий момент трактора (энергетического средства 7) более чем в три раза. Это позволяет обеспечить устойчивый ход устройства при транспортировке корней, а также увеличить транспортную скорость с 7...8 км/ч до 20...25 км/ч. Одновременно с переводом решетчатой емкости в транспортное положение, происходит подъем несущей балки 13 и подбирающих зубьев 16 над поверхностью убираемой полосы или над поверхностью полевых дорог, что позволяет увеличить транспортный просвет устройства не менее чем на 400 мм. Этим также исключаются потери корней из-за ударных нагрузок о колею дороги. Перевод решетчатой емкости орудия из горизонтального положения в вертикальное уменьшает продольную базу агрегата. Это условие является существенным для повышения производительности орудия. Сетчатая поверхность 31 орудия при транспортировке корней позволяет удалить с корней минеральный сор. К местам складирования или первичной обработки корней солодки энергетическое средство 7 движется передним ходом. Для разгрузки решетчатой емкости орудия тракторист гидроцилиндр 15 переводит в положение "опускание". Под весом корней и массы решетчатой емкости подбирающие зубья 16 касаются поверхности складского помещения или открытого, подготовленного участка поверхности поля (луга, гривы и др.). Затем тракторист эту же ручку золотника переводит в положение "плавающее", а гидрозолотник управления силовым цилиндром 15 переводит в положение "подъем". Корни солодки из решетчатой емкости и с поверхности сетки 31 вываливаются на передние концы подбирающих зубьев 16. При движении передним ходом трактора за счет большой поверхности контакта корней солодки с поверхностью складского помещения, последние за счет сил трения удерживаются на ней, а передние концы подбирающих зубьев 16 свободно выходят из-под корней. Выполнение верхней и нижней ветвей подбирающих зубьев 16 по параболической кривой способствует свободной разгрузке решетчатой емкости, т. к. сила веса от корней способствует их выталкиванию из решетчатой емкости орудия.

Транспортировку устройства к убираемой полосе (к залежам корней солодки) осуществляют или в навесном положении на тягах 5 и 6 навески трактора, или на колесах 28 орудия при "плавающем" положении гидрозолотника силового цилиндра навесной системы энергетического средства 7.

Предлагаемое орудие по сравнению с прототипом (в серийном производстве с 1985 г. под маркой ПТУ-2,1А) позволяет увеличить грузоподъемность устройства до 1200...1350 кг при сборе и транспортировке корней солодки.

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.

Изобретение предназначено для сельского хозяйства и может быть использовано в сельском хозяйстве при добыче солодкового корня. Орудие содержит раму 1, кронштейны 2, 3, 4 навески орудия, гидропривод, опорные колеса 28, подбирающие и боковые зубья 16, 18. Боковые и подбирающие зубья 16, 18 выполнены криволинейными в виде ветвей параболы и размещены на несущей балке 13 и на замкнутом поперечном овальном контуре 17, нижняя ветвь которого смещена в направлении несущей балки 13 от передних концов подбирающих зубьев 16. Боковые зубья 18, верхние и нижние ветви подбирающих зубьев 16 равноудаленно размещены посредством дистанционных кронштейнов от поверхности несущей балки 13 и овального контура 17. Образованная решетчастая емкость между верхними ветвями подбирающих зубьев, верхней ветвью овального контура 17, несущей балкой 13, боковыми зубьями 18 и частями нижних ветвей подбирающих зубьев 16 между несущей балкой 13 и нижней ветвью овального контура 17 охвачена сеткой типа ''Рабица". Периметр сетки 31 "Рабица" соединен замкнутым контуром каната 30, размещенного на концах и в местах сопряжения упомянутых зубьев 16, 18. Применение орудия позволит повысить производительность и снизить потери корней солодки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Орудие для сбора и транспортировки, содержащее раму, кронштейны навески орудия, гидропривод, опорные колеса, подбирающие и боковые зубья, отличающееся тем, что боковые и подбирающие зубья выполнены криволинейными в виде ветвей параболы и размещены на несущей балке и на замкнутом поперечном овальном контуре, нижняя ветвь которого смещена в направлении несущей балки от передних концов подбирающих зубьев, при этом боковые зубья, верхние и нижние ветви подбирающих зубьев равноудаленно размещены посредством дистанционных кронштейнов от поверхности несущей балки и овального контура, а образованная решетчатая емкость между верхними ветвями подбирающих зубьев, верхней ветви овального контура, несущей балкой, боковыми зубьями и частями нижних ветвей подбирающих зубьев между несущей балкой и нижней ветвью овального контура охвачена сеткой типа "Рабица", при этом периметр сетки "Рабицы" соединен замкнутым контуром каната, размещенного на концах и в местах сопряжения упомянутых зубьев. 2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что опорные колеса установлены на кронштейнах несущей балки. 3. Орудие по п.1, отличающееся тем, что решетчатая емкость шарнирно соединена с рамой, а гидропривод размещен между ними. 4. Орудие по п.1, отличающееся тем, что оси опорных колес несущей балки выполнены соосными осям шарниров соединения рамы с несущей балкой решетчатой емкости. 5. Орудие по п.1, отличающееся тем, что ячейки сетки "Рабица" выполнены равными 40 • 40 ... 80 • 80 мм².