Область техники
Предметом настоящего изобретения является дозирующее устройство для дозированной подачи гранулированных и порошкообразных материалов, особенно для машин для распределения указанных материалов.
Предшествующий уровень техники
Объемные дозирующие устройства широко применяются во многих разных областях техники, в которых существует потребность в течение некоторого времени подавать по существу непрерывный и дозированный поток материалов. Типичным примером являются сельскохозяйственные посевные машины с пневмотранспортом семян; как известно, эти машины снабжены зерновым бункером, в основании которого установлено дозирующее устройство, по существу, объемного типа с лопастями, подающее дозированное количество семян в трубу Вентури, посредством которой семена вводят в воздушный поток и транспортируют к рожкам для посева семян.
Особым и предпочтительным случаем применения изобретения, в общем, является тот случай, в котором необходимо изменять скорость подаваемого потока, возможно, в довольно широком диапазоне значений.
Типичные дозирующие устройства, образованные в соответствии с предшествующим уровнем техники, описаны, например, в ЕР 0702890, ЕР 0606541, ЕР 0471155 и US-A-6138591.
Обыкновенные дозирующие устройства обычно представляют собой коробчатую конструкцию, в которой с возможностью вращения поддерживается лопастной дозирующий элемент, взаимодействующий с ограничивающим поток устройством для регулирования скорости подаваемого потока. В одном примере ограничивающее поток устройство содержит кожух, который можно регулируемым образом перемещать по направлению оси относительно ротора распределителя так, чтобы закрывать часть группы лопастей с целью уменьшения общей вместимости имеющихся ячеек. С другой стороны, можно изменять частоту вращения дозирующего элемента или вместимость ячеек.
Первой проблемой, связанной с известной конструкцией обычных распределителей, является то, что они не позволяют устанавливать широкие диапазоны регулирования скорости потока, при этом сохраняя возможность постоянного регулирования дозирования в каждом диапазоне. Фактически существуют критические частоты вращения дозирующего элемента, за пределами которых уменьшается его надежность.
Второй проблемой, типичной для известных конструкций, является то, что они содержат множество частей, которые нужно монтировать посредством соединений, винтов, фланцев и т.п. Этот подход, пожалуй, является непригодным для сельскохозяйственных машин, многочисленные регулировки которых, подлежащие проведению в поле и, следовательно, с необходимостью снятия различных частей, могут привести к их потере, что делает повторную обработку невозможной.
Другой проблемой, характерной для дозирующих устройств, является то, что они подвергаются неисправимой поломке или, по меньшей мере, закупорке дозирующего элемента, когда в их ротор попадают посторонние предметы значительного размера. Отсутствие своевременного указания об этом положении, особенно во время сева, может совершенно нечаянно привести к тому, что поля будут засеяны неравномерно или вообще не засеяны.
Описание изобретения
Эти и другие проблемы, которые станут яснее из последующего описания решаются изобретением посредством дозирующего устройства в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Отличительные признаки и преимущества изобретения станут яснее из подробного описания предпочтительного, но не исключительного варианта его осуществления, описанного в качестве неограничительного примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 - схематический вид, показывающий в разрезе основные составные части машины для распределения гранулированных материалов,
фиг.2 - перспективный вид с пространственным разделением деталей подающего устройства, образованного согласно настоящему изобретению,
фиг.3 и 4 - виды с пространственным разделением деталей соответствующих вариантов выполнения частей устройства на фиг.2,
фиг.5, 6 и 7 - соответствующие виды устройства на фиг.1 в собранном состоянии при рассмотрении под разными углами,
фиг.8 и 9 - перспективные виды устройства на фиг.2 в только частично собранном состоянии при рассмотрении под разными углами,
фиг.10 - перспективный вид в увеличенном масштабе части устройства на фиг.2, и
фиг.11 - вид сбоку другой части устройства на фиг.2.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Как показано на фиг.1 машина для распределения гранулированных материалов, используемая как для сева семян, так и для разбрасывания минерального удобрения, дезинфицирующего средства и т.п., в целом обозначена позицией 1. Машина 1, в основном, содержит один или большее число бункеров 2 для помещения разбрасываемого материала, вентилятор 3, который подает воздушный поток под давлением в воздушный инжектор 4, дозирующее устройство 5, которое подает дозированные количества материала, находящегося в бункере, в воздушный поток, создаваемый вентилятором 3, и распределитель 6, который распределяет смешанный поток воздуха и материала, транспортируя тем самым к распределительным трубам 7.
Дозирующее устройство 5, которое подробно показано на фиг.2 и последующих фигурах, может быть успешно изготовлено в соответствии с одним или большим числом технических решений по настоящему изобретению.
Устройство содержит корпус 10, который согласно изобретению может быть успешно изготовлен в виде единой детали посредством формования пластмассы. Корпус 10 содержит первое, верхнее отверстие 11, которое открыто по направлению к бункеру 2, второе, заднее отверстие 12, с возможностью открывания, закрытое съемной дверцей 14, и противоположное, третье отверстие 15, через которое гранулированный материал поступает в область воздушного инжектора. Снизу корпус закрыт чувствительным элементом 16, который будет дополнительно описан ниже.
Кроме того, корпус 10 содержит противоположные боковые стенки 17, имеющие два круглых и соосных сквозных отверстия 18, Эти отверстия служат для помещения в корпус 10 дозирующего элемента, обозначенного в целом позицией 20.
Дозирующий элемент 20 содержит вал 21 с многоугольным, предпочтительно, квадратным поперечным сечением, имеющий на одном конце соединительную часть 22, посредством которой он может быть соединен для вращения с приводным валом (не показан), а на другом, противоположном конце - резьбовой хвостовик 23, на который навинчен маховичок 24 с вставлением шайбы 25. Этот узел служит для зажатия на валу 21 множества дозирующих колес 26, входящих в группу колес, расположенных между фланцами 27 и вставленных между дисками 28.
Фланцы 27 идентичны друг другу и имеют каждый две наружные дорожки 29а, 29в, которые служат для поддержки дозирующего элемента в корпусе 10 с возможностью вращения, но без возможности осевого перемещения. Эта поддержка достигается посредством трех или большего числа подшипников 30а, 30b, 30с, наружные части которых имеют контакт при качении с той или иной из дорожек 29а, 29b. Для работы устройства фактически не требуется ограничитель осевого перемещения, так как сам вал 21 фиксирован против его осевого перемещения относительно корпуса в результате его соединения с приводным валом посредством соединительной части 22. Однако для предотвращения случайного выхода дозирующего элемента 20 из корпуса 10, когда устройство отсоединено от приводного вала, дорожки 29а, 29b имеют разные диаметры (дорожка 29а, расположенная ближе к боковой стенке корпуса, имеет больший диаметр), а один подшипник 30а с возможностью съема закреплен в корпусе 10 посредством маховичка 32 и соприкасается с дорожкой 29b, так что заплечик, существующий между двумя дорожками, осуществляет желаемое ограничение осевого движения. Для того чтобы извлечь дозирующий элемент из корпуса, освобождают маховичок 32, извлекают подшипник 30а и тем самым устраняют ограничение осевого движения, предотвращающее выскальзывание дозирующего элемента.
Оба фланца или, по меньшей мере, один из них могут иметь кольцо из осевых гнезд 33 для стержней (например, винтов), взаимодействующих с бесконтактным датчиком приближения объекта (не показан) для того, чтобы измерять частоту вращения дозирующего элемента 20.
Каждое дозирующее колесо 26 формовано из пластмассы и содержит множество лопастей 36, которые простираются радиально от ступицы 37, имеющей осевое отверстие 37а с профилем с продольными пазами, в котором пазы имеют профиль, который может быть сопряжен с валом 21, и количество пазов является кратным количеству сторон вала, так чтобы обеспечить возможность различных угловых положений колес 26 на валу 21. Таким образом, колеса могут быть установлены с угловым смещением относительно друг друга, что улучшает равномерность выпуска.
Как для обеспечения этого углового смещения, так и для упрочнения лопастей на их свободных концах, на них выполнены осевые выступы 38, которые входят в соответствующие гнезда 39 в дисках 28. Диски 28 снабжены круглыми отверстиями и поэтому не имеют привод от вала 21.
Колеса 26 взаимозаменяемы со вторыми колесами 26а другой вместимости или даже с третьими колесами 40 малой вместимости, которые также могут быть установлены на валу 21 с вставлением в них деталей механизма сцепления 41 (см. фиг.3 и 4). Таким образом, одно или большее число третьих колес 40 может быть простым поворотом на 180° отсоединено от приведения во вращение валом. В одном направлении механизм 41 фактически обеспечивает приведение во вращение колеса 40 вместе с валом 21, в то время как в противоположном направлении механизм 41 отцепляет колесо 40 от вала 21, делая это колесо неработающим. Кроме того, для получения промежуточных вместимостей можно в дозирующем элементе 20 объединить первые и вторые колеса 26, 26а, располагая их поочередно в группе колес.
Особая проблема, которая решается изобретением, заключается в том, что некоторые мелкие семена с высоким содержанием масла (обычно семена рапса) имеют тенденцию выделять маслянистые вещества в ячейках дозирующих колес (и вообще в дозирующем устройстве), изменяя их вместимость (уменьшая их вплоть до нуля). Эта особая проблема решается изобретением посредством специального скребкового устройства 50, которое установлено позади места, где падают семена. Скребок 50 содержит вал 50а, на котором установлены дугообразные металлические скребковые элементы 51, например, из стали; количество скребковых элементов 51 соответствует количеству колес 40. Каждый скребковый элемент имеет поперечину 52, которая может следовать профилям ячеек, упруго деформируя соответствующую дугу при вращении колеса 40. Вал 50в, в свою очередь, выполнен с возможностью поворота на корпусе между двумя положениями, в которых скребковые элементы соответственно отводятся от колес или, наоборот, вводятся в соприкосновении с ними. Маслянистые остатки, которые стремятся прилипнуть к семенам и к всегда присутствующим частицам пыли, таким образом, удаляются и падают в пневмотранспортную трубу для семян с последующим удалением из устройства 5.
Кроме того, несмотря на наличие механизма сцепления, при работе с масличными семенами одно или большее количество колес, которые, как полагают, стали неработающими вследствие их поворота на валу 21, тем не менее могут вращаться в результате внутреннего трения, которое увеличивается из-за присутствия остатков грязи. Для предотвращения этого колеса 40 согласно настоящему изобретению имеют в одной или большем числе ячеек, образованных в их поверхностях между соседними лопастями, соответствующие зубчатые элементы 54, которые при одном направлении вращения предоставляют поперечинам 52 скребковых элементов наклонную заднюю поверхность 55, которую не захватывает поперечина 52, в то время как при другом направлении вращения они предоставляют поперечине 42 по существу радиальную переднюю поверхность, с которой сцепляется поперечина 52, предотвращая дальнейшее приведение колеса 40 во вращение. На фиг.10 показан пример этого действия в отношении центрального колеса 10.
Возможность высвобождения скребков от колес 40, когда они не требуются, значительно уменьшает износ скребков и увеличивает их эффективный срок службы.
Другой полезный аспект изобретения заключается в конструкции и функциональной способности чувствительного устройства 16. В известных технических решениях это устройство обычно образовано поворотным скребком, снабженным упругой резиновой кромкой. Основные недостатки этой конструкции заключаются в том, что при изменениях частоты вращения дозирующего элемента резиновая кромка деформируется, изменяя непредсказуемым образом скорость потока в устройстве. Кроме того, прохождение какого-либо постороннего предмета (камня и т.п.) может препятствовать повороту устройства в открытое положение с вытекающим из этого неожиданным изменением в дозировании.
Чувствительное устройство 16 согласно изобретению содержит множество отдельных чувствительных элементов 60, каждый из которых имеет первый конец, соединенный с осью 61, и несет на противоположном конце вилку 62, охватывающую другую ось 63 с заданным зазором. Зуб 66 вилки, обращенный к дозирующему элементу 20, имеет упругую кромку 67. Обе оси 61, 63 поддерживаются между боковыми стенками 17 корпуса 10.
Чувствительные элементы 60 удерживаются на расстоянии друг от друга посредством неподвижных пластинчатых прокладок 68, которые одними концами также шарнирно соединены с осью 61, а противоположными концами зацеплены за ось 63, причем без возможности поворачиваться вокруг этих осей.
В области расположения вилок 62 имеются упругие средства предварительного нагружения, каждое из которых содержит спиральную пружину 64 и соответствующую стойку 65 и поджимает соответствующий чувствительный элемент 60 по направлению к соответствующему дозирующему колесу. Однако чувствительный элемент удерживается на расстоянии от него благодаря взаимодействию соответствующего зуба вилки 62 с осью 63. С другой стороны, подобное упругое средство предварительного нагружения может быть расположено для действия у противоположного конца каждого чувствительного элемента. Таким образом, можно к элементам 60 прилагать заданное упругое предварительное нагружение, предпочтительно порядка около 1,5 кг, не приводящее к прижатию кромки 67 к дозирующему элементу, которое в обычных устройствах является возможной причиной разрушения распределяемых семян. С другой стороны, чувствительные элементы могут совершать колебания вокруг оси 61, которые ограничиваются другим зубом вилки 62 так, чтобы предотвращать полное открывание чувствительного элемента, значительно изменяющее параметры распределения. Эта предосторожность сказывается в использовании отдельных и независимых чувствительных элементов для каждого колеса.
При использовании этих средств для ограничения поворота чувствительного элемента могли бы происходить поломки чувствительных элементов в случае прохождения через дозирующий элемент посторонних предметов с размерами больше, чем максимальное раскрытие между чувствительными элементами и соответствующими колесами. Согласно другому отличительному признаку изобретения для предотвращения этого каждая прокладка 68 выполнена с выступом 69 таких формы и размеров, чтобы изменять угол ввода между чувствительными элементами и дозирующим элементом 20, так чтобы посторонние предметы, прибывающие в отверстие ввода между чувствительными элементами и дозирующим элементом, «отбрасывались» благодаря увеличенной высоте угла ввода, как это определено выше, и не допускались к вхождению в отверстие ввода. В качестве указания угол ввода, измененный благодаря наличию выступов 69, составляет 80°.
Согласно дополнительному отличительному признаку изобретения в области отверстия 15 для ввода гранулированного материала в воздушный поток, который служит для его транспортировки, может быть установлено средство для разделения потока 70. Это разделительное средство 70 содержит неподвижную пластину, поддерживаемую посредством вырезов 71 на стержнях 72, 73, простирающихся между боковыми стенками 17 корпуса 10. Стержень 72 служит также для поддержки соответствующих поверхностей для сбора семян и направления их к воздушному инжектору 4.
На стороне, обращенной к дозирующему элементу, разделительная пластина 70 имеет изогнутый контур 74, сопрягаемый с наружной поверхностью не имеющего зубьев колеса 75, которое установлено в центре между дозирующими колесами. Таким образом, можно вместе с единственным дозирующим устройством поставлять отдельно два распределителя и соответствующие вентиляторы, что фактически удваивает производительность распределительной машины.
Согласно дополнительному отличительному признаку изобретения второе разделительное средство 76 может быть расположено в корпусе перед дозирующим элементом 20, так чтобы можно было не только на выходе, но также и на входе разделять материалы, которые, по выбору, могут быть разными и которые могут быть дозированы посредством единственного дозирующего устройства. Второе разделительное средство 76 содержит неподвижную пластину, также имеющую изогнутый контур 77, сопрягаемый с поверхностью не имеющего зубьев колеса 75, и снабженную выступами 78 для закрепления на пластине 79, которая снабжена двумя дверцами 80 или, по выбору, одной дверцей 14. Среди преимуществ, предоставляемых этим техническим решением, имеется преимущество в том, что можно распределять разные продукты через правую и левую стороны одного и того же дозирующего устройства. Например, можно изготавливать посевные машины с парными зерновыми бункерами и одним дозирующим устройством, пригодные, например, для посева чередующихся полос мужских и женских растений для производства выбранных гибридов. Таким образом, можно одновременно распределять разные продукты и, по выбору, с разным дозированием, регулируемым в зависимости от типа дозирующих колес, используемых с правой и левой сторон.
Наконец, предусмотрено перемешивающее устройство 81, поддерживаемое с возможностью вращения между боковыми стенками 17 корпуса 10 и вращаемое соединительной частью 22 посредством ременной передачи 82.
Посредством дозирующего устройства согласно настоящему изобретению, таким образом, достигаются указанные цели и одновременно предоставляются многие преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники, среди которых имеется бульшая легкость обслуживания во время операций сборки и разборки отдельных узлов.
Изобретение может быть использовано в различных областях техники, в которых существует потребность подавать непрерывный дозированный поток сыпучего материала. Изобретение позволяет устанавливать широкие диапазоны регулирования скорости потока и отличается простотой конструкции, что обеспечивается за счет того, что объемное дозирующее устройство содержит корпус, образованный из пластмассы как одна деталь, дозирующий элемент, который с возможностью вращения поддерживается в корпусе, может автономно обслуживаться и содержит множество дозирующих колес, установленных на валу и зажатых в группу между двумя фланцами, средства избирательной приводной передачи, расположенные между колесами и валом, скребковое средство для очистки колес при движении и закрепления неработающих колес и чувствительное устройство, которое с упругим предварительным нагруженном удерживается на расстоянии от дозирующего элемента. 7 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.
ЕР 0702890 A3, 27.03.1996 | |||
US 4602727 A, 29.07.1986 | |||
US 5002084 A, 26.03.1991 | |||
US 5413256 A, 09.05.1995 | |||
US 5826523 A, 27.10.1998 | |||
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР | 0 |
|
SU358878A1 |
US 5003894 A, 02.04.1991 | |||
ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ КРЫЛА С ИЗМЕНЯЕМОЙ В ПОЛЕТЕ СТРЕЛОВИДНОСТЬЮ | 1968 |
|
SU259633A1 |
Устройство для дозирования сыпучего материала | 1990 |
|
SU1763296A1 |
ОБЪЕМНЫЙ ДОЗАТОР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 1972 |
|
SU426150A1 |
Авторы
Даты
2006-10-27—Публикация
2002-07-05—Подача