КОРМОРАЗДАТЧИК Российский патент 2000 года по МПК A01K5/02 A01K5/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно применяемой на животноводческих комплексах, а именно к устройству самоходных прицепных кормораздатчиков, используемых для мобильной механизированной раздачи всех видов кормов.

Известен кормораздатчик тракторный универсальный КТУ-10 /см. С.В.Мельников "Механизация и автоматизация животноводческих ферм", с. 363 - 366, 1978 г., Ленинград "Колос"/, предназначенный для транспортировки, раздачи на ходу в кормушки измельченных листостебельных масс и состоящий из продольного, поперечного транспортеров и рабочего дозирующего органа для раздачи корма - блока битеров, расположенных друг над другом и установленных между правым и левым бортами.

Однако, известный кормораздатчик способен раздавать только сыпучие и мелкоизмельченные корма с длиной частиц от 15 до 60 мм из-за конструктивных возможностей его рабочего органа - блока битеров.

Известен "Кормораздатчик" /по авт. свид. N 1474886 по кл. A 01 K 5/02, ДСП/, который содержит поперечный транспортер, установленный под приводным барабаном, продольный транспортер, выход которого расположен между поперечным транспортером и барабаном и при этом, на барабане ступенчато по его длине и со смещением по его окружности на 120^o закреплены дозирующие гребенки, снабженные приспособлениями для их очистки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по назначению и технической сущности и принятым за прототип является "Кормораздатчик Б.Е.Кацая" /патент Российской Федерации N 1462527, кл. A 01 K 5/02, ДСП/, который содержит продольный и поперечный транспортеры и приводной барабан, на котором расположены ступенчато по его длине со смещением по его окружности на 120^o дугообразные в поперечном сечении счесывающие гребни с клиновидными зубьями и шарнирно закреплены рамки, свободные рабочие части которых расположены на наружных сторонах гребней с возможностью перемещения по ним в зоне очистки их зубьев, рабочая часть каждой рамки выполнена в виде пластины с хвостовиком с внутренним и наружным краями, копирующей поверхность гребня; барабан снабжен механизмом поворота этих пластин, выполненным в виде роликов, которые установлены на оси барабана с возможностью взаимодействия с внутренними краями пластин в зоне очистки зубьев гребенки.

Однако, известный аналог /прототип/, имеющий способность раздавать измельченные, сыпучие, а также некоторые виды длинностебельных кормов, не обеспечивает равномерность раздачи всего разнообразия кормов, используемых в животноводстве, характеризующихся различной степенью спрессованности, перевитости, сцепленности, длиной, диаметром и формой поперечного сечения стеблей, их взаимным расположением в ворохе, т.к. конструкция гребенок с клиновидными зубьями, расположенными по одинаковому радиусу, в одной плоскости, допускает периодически повторяющиеся проскальзывания гребенок без захвата порций корма, либо при подъеме уже захваченной порции кормовой массы, допускает соскальзывания стеблей с вибрирующих зубьев гребенок работающего кормораздатчика, в связи с чем гребенка срабатывает вхолостую и в результате этого нарушается равномерность раздачи корма, который начинает уплотняться в зоне работы барабана, что вызывает аварийный исход.

Технической задачей настоящего изобретения является создание условий для расширения технологических возможностей кормораздатчика: равномерной раздачи всех видов кормов, с любыми свойствами, независимо от их физического состояния, с любыми свойствами, независимо от их физического состояния, длины, диаметра и формы поперечного сечения стеблей, их взаимного расположения в ворохе; повышение эффективности смешивания компонентов кормов при их раздаче, а также повышение функциональной надежности кормораздатчика.

Решается техническая задача новой совокупностью конструктивных признаков, присущих заявленному изобретению, в котором, помимо продольного и поперечного транспортеров, расположенного над ними приводного барабана, на котором установлены ступенчато по его длине, со смещением по его окружности на 120^o три ковшеобразные гребенки, имеющие очищающие пластины с хвостовиками, и расположенных внутри барабана роликов, взаимодействующих с хвостовиками, имеются новые, отличительные от аналога /прототипа/, признаки, заключающиеся в том, что гребенки снабжены зубьями стержнеобразной формы с заостренными концами, боковая поверхность зубьев гребенки выполнена с насечками для фиксации при захвата и отборе стеблевой массы, а по торцам каждой гребенки, перпендикулярно к ней установлены боковые захваты с системой ступенчато расположенных ловушек, выполненных в виде фигурных вырезов разных размеров, края ловушек в своем продолжении выполнены заостренными и разной длины, причем острые края ловушек размещены ступенчато под острыми углами относительно друг друга и зубьев гребенки, при этом гребенки размещены на барабане с взаимным перекрытием их длин для равномерной раздачи кормов, а очищающие пластины имеют хвостовики, рабочая поверхность которых имеет конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью роликов.

Выполнение в общей плоскости на передней кромке гребенки зубьев стержнеобразной формы с заостренными концами, боковая поверхность которых выполнена с насечками, обеспечивает надежный, стабильный захват и фиксацию кормов, имеющих стебли небольшого поперечного сечения, независимо от их свойств, состояния и взаимного расположения в ворохе и равномерное вычесывание тонкого слоя стеблей из общего вороха.

Выполнение по торцам каждой гребенки, перпендикулярно к ней, боковых захватов с системой ступенчато расположенных ловушек, выполненных в виде фигурных вырезов разных размеров края которых в своем продолжении выполнены заостренными, разной длины и размещены ступенчато, под острыми углами относительно друг друга и зубьев гребенки, обеспечивают надежный, стабильный, без проскальзывания, захват и фиксацию разновидных кормов, с любыми свойствами, независимо от степени их спрессованности, перевитости, длины, диаметра и формы поперечного сечения стеблей, их взаимного расположения в ворохе и высоты самого вороха, что, кроме того, является одним из условий эффективного смешивания компонентов кормов при их раздаче.

Расположение гребенок на приводном барабане с взаимным перекрытием их длин обеспечивает подачу измельченных и сыпучих кормов в кормушки равномерным потоком.

Выполнение хвостовиков очищающих пластины, рабочая поверхность которых имеет конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью взаимодействующих с ними роликов, снижает ударные и контактные нагрузки и обеспечивает безаварийную работу раздающего механизма.

Таким образом, наличие в заявленном кормораздатчике новой совокупности существенных признаков обеспечивает ему критерии патентообразованности: "новизну" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид кормораздатчика в аксометрической проекции, на фиг. 2 - общий вид барабана в аксонометрической проекции, на фиг. 3 - то же в вертикальном профильном разрезе, на фиг. 4 - вид сверху развертки барабана, на фиг. 5 - аксонометрическая проекция зубчатой гребенки в сборе с очищающими пластинами с хвостовиками, на фиг. 6 - вид спереди зуба гребенки, на фиг. 7 - то же в горизонтальном разрезе А-А, на фиг. 8 - вертикальный фронтальный разрез цилиндрического зуба гребенки, на фиг. 9 - то же в горизонтальном разрезе А-А, на фиг. 10 - схемное расположение зубьев на гребенке, на фиг. 11 - схема расположения ловушек и их заостренных концов на боковом захвате, на фиг. 12 - вертикальный фронтальный разрез барабана, на фиг. 13 - схема работы барабана с гребенками, на фиг. 14 - схема взаимодействия хвостовика с роликом /точечный контакт/, на фиг. 15 - то же, линейный контакт.

Кормораздатчик состоит из ходовой части 1, на которой закреплен кузов 2, вдоль него внутри смонтирован продольный транспортер 3, скорость которого можно менять при помощи храпового механизма 4, между правым 5 и левым 6 бортами с возможностью вращения вокруг своей неподвижной оси 7 закреплен приводной барабана 8, на поверхности которого, ступенчато по его длине, со смещением по его окружности на 120^o и с взаимным перекрытием по длине /в плане прямоугольной проекции/ расположены три дозирующие гребенки 9, 10 и 11 ковшеобразной формы, на передней кромке гребенок 9, 10 и 11, для фиксации при захвате и отборе стеблевой массы, установлены зубья 12, 13 и 14 соответственно, которые имеют стержнеобразную форму с заостренными концами, боковая поверхность которых выполнена с насечками 15, 16 и 17 соответственно; на конкретном примере, зубья 12, 13 и 14 имеют заостренную стержнеобразную ребристую форму с поперечными насечками 15, 16 и 17 на ребрах /например, винтовыми или круговыми/ /фиг. 6, 7/, а в другом исполнении зубья 12, 13 и 14 могут быть заостренными, цилиндрической или приплюснутой, а также любой другой стержнеобразной формы, боковая поверхность которых выполнена с поперечными насечками /фиг. 8, 9/, шаг которых может быть разным /крупным и мелким/. Зубья 12, 13 и 14 ребристой формы устанавливают на гребенках 9, 10 и 11 соответственно, так чтобы углубления, образованные двумя их гранями, располагались друг за другом /фиг. 10/. Если боковая поверхность зубьев 12, 13 и 14 имеет разный шаг насечек 15, 16 и 17 /крупный и мелкий/, то их устанавливают с чередованием. Гребенка 9 снабжена по двум ее торцам боковыми захватами 18 и 19, гребенка 10 - боковыми захватами 20 и 21, гребенка 11 - боковыми захватами 22 и 23, при этом боковые захваты расположены перпендикулярно поверхностям гребенок. Каждая пара боковых захватов имеет систему ступенчато расположенных ловушек 24 и 25, 26 и 27, выполненных в виде фигурных вырезов разных размеров, преимущественно круглой формы /малые ловушки 24 и 26 изготовлены преимущественно радиусом 5 - 8, мм, а большие ловушки 25 и 27 - преимущественно радиусом 15 - 20 мм/. Малая ловушка 24 в своем продолжении имеет заостренный край 28, малая ловушка 26 - заостренный край 29, между малой ловушкой 24 и большой ловушкой 25 расположен заостренный край 30, а между малой ловушкой 26 и большой ловушкой 27 - заостренный край 31. Эти заостренные края выполнены разной длины /так, что длина заостренных краев 28 и 29 малых ловушек 24 и 26 превышает длину заостренных краев 30 и 31/, расположены ступенчато под острыми углами относительно друг друга и зубьев 12, 13 и 14 гребенок 9, 10 и 11 /преимущественно α = 20 - 25^o; β = 35 - 40^o, фиг. 11/. В возможных вариантах исполнения боковые захваты 18 и 19, 20 и 21, 23 и 23 могут иметь либо только малые ловушки 24 и 26 /для фиксации при захвате только тонкостенных кормов/, либо только большие ловушки 25 и 27 /для фиксации при захвате стеблей, имеющих большой размер поперечного сечения/. У основания гребенки 9, для съема кормовой массы, шарнирно закреплена изогнутая очищающая пластина 32, у основания гребенки 10 - очищающая пластина 33, у основания гребенки 11 - очищающая пластина 34, по двум торцам пластин 32, 33 и 34, перпендикулярного к их поверхностям, расположены боковые очищающие пластины 35 и 36, 37 и 38, 39 и 40 соответственно. На конкретном примере, боковые очищающие пластины 35 и 36 снабжены хвостовиками 41 и 42, боковые очищающие пластины 37 и 38 - хвостовиками 43 и 44, боковые очищающие пластины 39 и 40 - хвостовикам 45 и 46, однако, в частном случае эти хвостовики могут быть совмещены с изогнутыми очищающими пластинами 32, 33 и 34 и тогда их располагают в средней части этих пластин, по одному на каждой. В возможных вариантах изготовления каждая из изогнутых очищающих пластин 32, 33 и 34 в сборе с боковыми очищающими пластинами 35 и 36, 37 и 38, 39 и 40 соответственно может быть снабжена одним или двумя хвостовиками. Рабочая поверхность хвостовиков 41 и 42 имеет конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью взаимодействующих с ним роликов 47 и 48, рабочая поверхность хвостовиков 43 и 44 - роликов 49 и 50, рабочая поверхность хвостовиков 45 и 46 - роликов 51 и 52. В упрощенном варианте рабочая поверхность хвостовиков может быть прямолинейной. Ролики 47 и 48, 49 и 50, 51 и 52 имеют обрезиненную поверхность, каждый из них установлен с возможностью вращения на коротких осях 53 /на фигуре условно обозначено одной позицией/ внутри барабана 8, напротив прорезей в его обечайке, каждая из осей 53 расположена между двумя опорными косынками 54 и 55 /на фигуре условно обозначены двумя позициями/, приваренными на неподвижной оси 7 барабана 8 /фиг. 12/; под передней частью барабана 8, для передачи корма в кормушке, расположен поперечный транспортер 56, с небольшим перекрытием под передней частью продольного транспортера 3 и представляющий собой прорезиненную ленту с закрепленными на ней в шахматном порядке языкообразными пластинами 57.

Кормораздатчик работает следующим образом.

Ворох корма загружают в кузов 2 кормораздатчика на продольный транспортер 3. С помощью храпового механизма 4 регулируют скорость движения продольного транспортера 3, который при движении кормораздатчика вдоль кормушек постепенно продвигает корм к вращающемуся вокруг своей неподвижной оси 7 барабану 8, и начинается забор порции кормовой массы гребенками 9, 10 и 11, которые работают поочередно: сначала производит забор порции корма гребенка 9, затем - гребенка 10, затем - гребенка 11.

Первой начинает забор порции стебельного корма гребенка 9, при этом острия 28 и 29 малых ловушек 24 и 26 боковых захватов 18 и 19 гребенки 9 начинают взаимодействовать с массой первыми, заглубляясь в самый нижний уровень толщи кормовой массы, нанизывая стебли и заставляя набиваться их под напором вороха сначала в малые ловушки 24 и 26, где стебли надежно фиксируются. При дальнейшем повороте барабана 8 происходит захват порции массы боковыми захватами 18 и 19 гребенками 9 еще и из другого, более верхнего положения по высоте вороха, остриями 30 и 31, заставляющими массу под напором вороха продолжать набиваться в большие ловушки 25 и 27. Под напором массы при вращении барабана 8 стебли, попавшие в малые ловушки 24 и 26 и большие ловушки 25 и 27 боковых захватов 18 и 19 гребенки 9, уплотняются, сплющиваются в их зоне, фиксируются и хорошо удерживаются. При дальнейшем вращении барабана 8 боковые захвата 18 и 19 гребенки 9 тянут на отрыв попавшую в их малые ловушки 24 и 26 и большие ловушки 25 и 27 стебельную массу, образуя натянутые и провисшие небольшие пучки и петли стеблей. Следом, при дальнейшем повороте барабана 8, вступают в работу стержнеобразные зубья 12, подхватывают поднимаемые стебли уже из другого, еще более верхнего положения по высоте вороха, заставляют захваченную стебельную массу изгибаться между зубьями 12, при этом насечки 15 зубьев 12 создают шероховатость и увеличивают надежность фиксации захваченной порции массы. Таким образом, по ловушкам 24 и 26, 25 и 27 и зубьям 12 гребенки 9, по всей ее длине, происходит равномерное распределение вытянутых стеблей тонким слоем, который надежно удерживается за счет этих же зубьев и ловушек и протаскивается через весь передний фронт вороха снизу вверх.

При раздаче длинностебельных кормов с большим поперечным сечением стеблей их захват осуществляется остриями 28 и 29 боковых захватов 18 и 19 гребенки 9. Корма приподнимаются, и под напором массы стебли продвигаются к большим ловушкам 25 и 27, напрессовываются в них и надежно фиксируются. Зубья 12 гребенки 9 выполняют вспомогательную роль, поддерживая стебли от провисания.

При раздаче измельченного, сыпучего, штучного плодового корма порции его набираются в емкости гребенок 9, в основном зубьями 12. При этом корм располагается в гребенке в виде горки, пик массы находится посредине гребенки, а к ее краям высота его снижается, вплоть до полного отсутствия.

Захваченная таким образом гребенкой 9 порция корма переносится вращающимся барабаном 8 через верхнюю его часть, а очищающие пластины 32, 35 и 36 в этот момент под действием силы тяжести и силы инерции начинают двигаться от основания гребенки 9 к ее концам, обеспечивая, таким образом, съем корма с зубьев 12 и боковых захватов 18 и 19 соответственно. Порция корма сбрасывается вниз на поперечный транспортер 56. При раздаче измельченного и сыпучего корма эта порция на поперечном транспортере 56 будет иметь вид горки.

При раздаче длинностебельных, сцепленных и перевитых кормов силы инерции и силы тяжести кормовой массы и очищающих пластин 32, 35 и 36 оказывается недостаточно, чтобы осуществить съем порции такого корма, в этом случае при вращении барабана 8 хвостовики 41 и 42, набегая на ролики 47 и 48 соответственно, принудительно перемещают очищающие пластины 32, 35 и 36 за границами зубьев 12 и боковых захватов 18 и 19 гребенки 9.

Взаимодействие хвостовиков 41 и 42 с роликами 47 и 48 соответственно в первый момент их соприкосновения начинается в точке их контакта /фиг. 14/. Рабочая поверхность каждого из хвостовиков 41 и 42 в этот момент расположена по касательной к окружности роликов 47 и 48, благодаря чему обеспечивается безударный первоначальный, мгновенный, скользящий контакт хвостовиков 41 и 42 с роликами 47 и 48. Далее, при дальнейшем повороте барабана 8 хвостовики 41 и 42 продолжают наезжать на ролики 47 и 48 и в работу вступает уже основная часть каждого из хвостовиков 41 и 42, имеющая конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью роликов 47 и 48 /фиг. 15/. Точечный контакт переходит в линейный, и хвостовики 41 и 42 плавно, без ударных нагрузок вытесняются из полости барабана 8, заставляя очищающие пластины 32, 35 и 36 перемещаться за границы зубьев 12 и боковых захватов 18 и 19 гребенки 9 и снимать с них стебли корма. Сбрасываемая таким образом с гребенки 9 порция длинностебельного корма попадает на бесконечную движущуюся ленту поперечного транспортера 56.

Аналогично работают и остальные гребенки 10 и 11 с боковыми захватами 20, 21 и 22, 23 и зубьями 13 и 14, очищающие пластины 33, 37, 38 и 34, 39, 40 с хвостовикам 43, 44 и 45, 46, взаимодействующие с роликами 49, 50 и 51, 52; при сбросе каждая порция кормовой массы укладывается в строго определенное место на поперечном транспортере 56, без образования пустот и двойной накладки. Перекрывающие друг друга по длине гребенки 9, 10 и 11 после сброса порций измельченного или сыпучего кормов образуют на ленте поперечного транспортера 56 равномерный, сглаженный поток, за счет взаимного перекрытия сбрасываемых порций-горок по их краям.

Заявляемый к патентованию кормораздатчик по сравнению аналогичным, вышеописанным позволяет обеспечить надежный захват и фиксацию из разных положений по высоте вороха любого вида корма, в т.ч. длинностебельного, независимо от его свойств, состояния, длины, диаметра и формы поперечного сечения стеблей. Постоянный отбор тонкого слоя массы, без проскальзывания, исключает подпрессовку вороха массы при ее сближении с гребенками вращающегося барабана. Новое расположение гребенок на барабане с взаимным перекрытием их длин обеспечивает раздачу измельченных и сыпучих кормов равномерным потоком. Новая конструкция хвостовиков обеспечивает безударную, плавную его работу и надежную работу очищающих пластин. В процессе работы кормораздатчика, при протаскивании тонкого слоя корма снизу по всему переднему фронту вороха, происходит интенсивное его рыхление, вспучивание и перемешивание. При загрузке в кузов нескольких компонентов различных кормов происходит их хорошее смешивание непосредственно при раздаче. Поэтому кормораздатчик можно использовать в качестве мобильного кормоцеха, способного смешивать различные компоненты кормов, в т.ч. и длинностебельные, непосредственно в процессе раздачи.

Кормораздатчик можно также применять и в качестве питателя-дозатора в различных технологических процессах, например, для подачи различных кормов в смесители кормоцехов, а также при обмолоте технических и зернобобовых культур в стационарных условиях.

Таким образом, кормораздатчик, изготовленный с использованием вышеизложенных технических решений, универсален и надежен в работе.

Кормораздатчик прошел испытания в хозяйствах Краснодарского края и Саратовской области и получил высокую оценку по результатам эксплуатационных испытаний. Его применение позволяет внедрить новую кормосберегающую технологию заготовки и скармливания кормов. По расчетам специалистов Учебно-опытного хозяйства "Краснодарское" Кубанского государственного аграрного университета, где также проходил испытания кормораздатчик, новая технология позволяет исключить механические потери наиболее ценных частей кормов при скашивании до 15%; исключаются потери биологически активного сока растений до 5%. Неизмельченные корма можно долго хранить, исключив процесс согревания. Это позволяет сократить потери протеина, витаминов и других питательных веществ до 10%. Таким образом, применение новой кормосберегающей технологии заготовки и скармливания кормов создает их общую экономию до 25 - 30%, что в денежном выражении, по заключению специалистов Департамента сельского хозяйства и продовольствия Краснодарского края, может составить 180 млн.руб. /экономический эффект рассчитан в пределах Краснодарского края/.

Кроме того, неизмельченные корма долго сохраняют свои ценные питательные свойства, мало подвержены порче. Как показала практика, животные наиболее полно поедают именно неизмельченные длинностебельные корма и их смеси, которые лучше усваиваются их организмом, и, как результат, снижается заболеваемость крупного рогатого скота, повышается его продуктивность.

Кормораздатчик относится к самоходным и прицепным устройствам, используемым для механизированной раздачи всех видов кормов. В кормораздатчике, содержащем продольный и поперечный транспортеры, расположенный над ними барабан с установленными на нем тремя гребенками, имеющими очищающие пластины с хвостовиками, имеются также гребенки, снабженные зубьями стержнеобразной формы с заостренными концами. Боковая поверхность зубьев гребенок выполнена с насечками для фиксации при захвате и отборе стеблевой массы. По торцам каждой гребенки, перпендикулярно к ней, установлены боковые захваты с системой ступенчато расположенных ловушек, выполненных в виде фигурных вырезов разных размеров. Края ловушек в своем продолжении выполнены заостренными и разной длины, причем острые края ловушек размещены ступенчато, под острыми углами относительно друг друга и зубьев гребенки. Гребенки размещены на барабане с взаимным перекрытием их длин для равномерной раздачи кормов, а очищающие пластины имеют хвостовики, рабочая поверхность которых имеет конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью роликов. Кормораздатчик расширяет технические возможности за счет обеспечения стабильного отделения порций кормовой массы от общего вороха, что позволяет равномерно раздавать любые виды кормов и эффективно смешивать компоненты кормов непосредственно при раздаче. 15 ил.

Кормораздатчик, содержащий продольный и поперечный транспортеры, расположенный над ними приводной барабан, на котором установлены ступенчато по его длине и со смещением по его окружности на 120^o три ковшеобразные гребенки, имеющие очищающие пластины с хвостовиками, внутри барабана расположены взаимодействующие с ними ролики, отличающийся тем, что гребенки снабжены зубьями стержнеобразной формы с заостренными концами, боковая поверхность зубьев гребенок выполнена с насечками для фиксации при захвате и отборе стеблевой массы, а по торцам каждой гребенки, перпендикулярно к ней установлены боковые захваты с системой ступенчато расположенных ловушек, выполненных в виде фигурных вырезов разных размеров, края ловушек в своем продолжении выполнены заостренными и разной длины, причем острые края ловушек размещены ступенчато под острыми углами относительно друг друга и зубьев гребенки, при этом гребенки размещены на барабане с взаимным перекрытием их длин для равномерной раздачи кормов, а очищающие пластины имеют хвостовики, рабочая поверхность которых имеет конфигурацию, сопряженную с наружной поверхностью роликов.