ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТРЫВА ПЛОДОВ С ДЕРЕВЬЕВ Российский патент 2001 года по МПК A01D46/24 A01D46/26 

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, преимущественно для сбора сухих лесных плодов (семян) с деревьев.

Известна машина для сбора плодов, включающая вентилятор для создания нагнетательного воздушного потока, пульсатор для преобразования постоянного воздушного потока в пульсирующий, открытую сверху вертикальную камеру, охватывающую крону дерева и являющуюся продолжением воздухопровода (а.с. СССР N 348178, 1972) и дополнительное (а.с. СССР N 412860, 1974).

Указанная машина имеет следующие недостатки: пульсирующий поток создается путем периодического перекрытия постоянного воздушного потока, что приводит к значительному снижению эффективности воздушной струи. При входе воздушного потока из воздухопровода в вертикальную камеру значительно большего сечения наибольшая скорость потока будет в центре камеры, а основная часть плодов располагается вблизи стенки камеры, что еще больше снижает эффективность действия воздушного потока.

Известен пневматический встряхиватель деревьев, включающий вентилятор для создания нагнетательного воздушного потока, принудительно вращающейся вокруг оси выходного патрубка вентилятора насадки, имеющей на выходном конце, по крайней мере, два сопла. Сопла снабжены поворотными щитками для изменения направления потока воздуха (а.с. СССР N 511909, 1976).

Данное изобретение является наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом), но оно имеет ряд недостатков, препятствующих его использованию для отрыва лесных плодов (в виде крылаток, коробочек, бобов).

Благоприятные условия для отрыва лесных плодов создаются при направленном воздействии воздушной струи, когда вектор скорости направлен от плода к плодоножке. В этом случае от воздействия потока воздуха на плод плодоножка изгибается, происходит разрушение соединения плодоножка-ветка или плодоножка-плод и плод отделяется от дерева. Если воздушная струя направлена от плодоножки к плоду, то плод установится вдоль струи относительно центра жесткости системы ветка-плодоножка-плод, то есть относительно точки соединения плодоножки с веткой. В этом случае плодоножка будет нагружаться растягивающими усилиями (известно, что предел прочности при растяжении значительно выше) и для отрыва плода потребуется приложить большие усилия.

Поэтому при отрыве плодов направление воздушной струи должно изменяться в пространстве. Поворотными щитками, как указано в прототипе, такого изменения добиться невозможно. Кроме того, поворотные щитки создают дополнительное сопротивление воздушной струе и снижают ее дальнобойность, а принудительный привод насадки с соплами усложняет конструкцию устройства для отрыва плодов. Применение большего количества сопел приводит к снижению расхода воздуха через каждое и, как следствие, к дополнительному снижению дальнобойности струи.

Цель изобретения - обеспечение направленного воздействия воздушной струи на плоды деревьев и упрощение конструкции устройства для отрыва плодов с деревьев.

Это достигается тем, что один конец воздухопровода, направляющего воздушную струю, присоединен к выпускному патрубку вентилятора с помощью шарового шарнира, а на другом конце установлена свободно вращающаяся от реактивных сил воздушной струи насадка, имеющая одно или несколько сопел. При этом сопла выполнены с выносом относительно оси вращения насадки, а плоскость сопла расположена под углом к плоскости вращения насадки. Пространственное положение направляющего воздухопровода изменяется при работе из кабины трактора при помощи гидроцилиндров.

В прототипе ось вращающейся насадки расположена соосно с осью выходного патрубка вентилятора, что исключает возможность изменения ее пространственного положения для изменения направления струи. Щитками, расположенными у прототипа на соплах, можно изменять направления струи лишь в одной плоскости после полной остановки агрегата с уменьшением дальнобойности струи. Вращение сопла в прототипе обеспечивается принудительно специальным приводом, что усложняет конструкцию устройства.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства, навешенного на трактор, на фиг. 2 - направляющий воздухопровод с вращающимся соплом и шаровым шарниром, вид в плане, на фиг. 3 - вращающееся сопло, вид сбоку.

Предлагаемое устройство навешивается на трактор и включает установленный на раме 1 вентилятор 2, присоединенный к выходному патрубку 3 вентилятора шаровой шарнир 4, направляющий воздухопровод 5, на выходном конце которого установлена свободно вращающаяся на роликах насадка 7, имеющая одно или несколько сопел 8. Пространственное положение направляющего воздухопровода устанавливается двумя гидроцилиндрами 6 или другими исполнительными механизмами, управляемыми из кабины трактора. Для получения наибольшей дальнобойности струи применяют одно сопло, а для увеличения частоты воздействия струи на плоды количество сопел увеличивается. Для обеспечения свободного вращения насадки сопло вынесено на некоторый радиус относительно оси вращения насадки (фиг. 3), а плоскость сопла расположена под некоторым углом к плоскости вращения насадки.

Устройство работает следующим образом. При движении агрегата вдоль ряда деревьев тракторист устанавливает направляющий трубопровод 5 с помощью гидроцилиндров 6 так, чтобы направление воздушной струи было ориентировано от плода к плодоножке, и обеспечивает это условие на всем участке, изменяя при необходимости ориентацию воздушной струи. Воздушный поток из направляющего воздухопровода попадает в свободно вращающуюся насадку с сужающимся соплом, где увеличивается его скорость, а следовательно, и дальнобойность, что является необходимым условием отрыва сухих плодов деревьев (бобов, крылаток, коробочек), и в то же время происходит уменьшение эффективного радиуса. Для увеличения эффективного радиуса струи используется вращение сопла по определенному радиусу под действием реактивных сил выходящей воздушной струи. Плодоножки за счет направленного воздействия воздушной струи на плоды изгибаются и разрушаются, происходит отделение плодов от дерева.

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, преимущественно для сбора сухих лесных плодов (семян) с деревьев. Отрыв плодов с веток значительно облегчается при направленном воздействии воздушной струи на плоды деревьев. Устройство навешивается на трактор, в котором к выходному патрубку вентилятора при помощи шарового шарнира присоединяется направляющий воздухопровод, пространственное положение которого при работе изменяется гидроцилиндрами, управляемыми из кабины трактора. На выходном конце направляющего воздухопровода установлена свободно вращающаяся от действия реактивных сил насадка, которая имеет одно или несколько сопел специальной формы, обеспечивающих направление и вращение воздушной струи по определенному радиусу. Изобретение обеспечивает направленное воздействие воздушной струи на плоды с одновременным упрощением конструкции устройства. 3 ил.

Пневматическое устройство для отрыва плодов с деревьев, содержащее вентилятор с выходным патрубком, направляющее устройство и вращающуюся насадку с, по крайней мере, одним соплом, отличающееся тем, что направляющее устройство выполнено в виде воздухопровода, который присоединен посредством шарового шарнира к выходному патрубку вентилятора, при этом ось вращения сопла параллельна оси вращения насадки, а плоскость сопла расположена под углом к плоскости вращения насадки.