МАЛОГАБАРИТНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН С ОТДЕЛИТЕЛЕМ И НАКОПИТЕЛЕМ МЕЛКИХ КЛУБНЕЙ Российский патент 2007 года по МПК A01D17/22 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к устройствам для уборки картофеля.

Известен корнеклубнеуборочный комбайн (см. патент Р.Ф. №2128418, А 01 D 17/22). Это устройство не обеспечивает подъем клубней картофеля и корнеплодов на высоту, необходимую для подачи их в бункер или в емкость рядом следующего транспортного средства. Кроме того на коротком технологическом пути не полностью отделяются почва и растительные примеси от клубней картофеля (корнеплодов).

В усовершенствованной конструкции комбайна (см. патент РФ №2195103) технологическая схема дополнена второй ступенью центробежно-выжимного сепаратора. Такая реконструкция обеспечивает надежную подачу клубней в емкость транспортных средств и повышает эффективность отделения почвы и растительных примесей.

Однако конструкция комбайна усложнилась, масса его повысилась, заметно возрос процент (кол-во) поврежденных клубней.

Заявляемое изобретение направлено на решение следующих технических задач:

- упрощение конструктивной схемы комбайна и уменьшение массы его;

- исключение из конструктивной схемы подъемного транспортера и обеспечение подъема клубней на необходимую высоту в процессе сепарации;

- отделение мелких клубней и мелких примесей от клубней среднего и крупного размера;

- накопление мелких клубней и примесей в бункере, повторный пропуск их через сепарирующие органы комбайна и подачу их в отдельную емкость рядом следующего транспортного средства;

- получение решетчатой поверхности ленты поперечного выгрузного транспортера;

- предусмотреть устройство для подачи чистых клубней в стандартной контейнер или клубнеприемник, направляющий клубни в сменяемые на ходу мешки;

- наконец, создание самого простого по конструкции, надежного в работе, малогабаритного, многофункционального комбайна на основе принципиально новых рабочих органов, не имеющих аналогов в мире.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в отличие от прототипа (патент №2195103) подъем клубненосного вороха на необходимую высоту и ее интенсивная сепарация обеспечивается двумя параллельными наклоненными в сторону движения агрегата ветвями прутковых элеваторных полотен зазор (расстояние), между которыми регулируется в зависимости от условий уборки.

При этом ботва от клубней отделяется бесконечными ремнями круглого сечения, огибающими ведомое элеваторное полотно и свободные верхние ветви которых с помощью направляющего валика со шкивами отведены назад относительно ведущего вала огибающего барабан элеваторного полотна.

Отделение мелких клубней и мелких примесей производится простым плоским сортировальным решетом, снабженным снизу поддоном-лотком. Мелкие клубни и примеси накапливаются в бункере-накопителе, снабженном устройством для выгрузки, и пропускаются повторно через сепарирующие органы и подаются в отдельную емкость рядом следующего транспортного средства. Лента выгрузного поперечного транспортера комбайна имеет решетчатую поверхность, составленную из множества параллельных гибких нитей, закрепленных на стальных прутках, размещенных на несущих ремнях с необходимым интервалом.

В передней части комбайна имеется свободная площадка для размещения на ней в зависимости от условий и организации уборки или бункера-накопителя, или контейнера для хранения картофеля или устройства для набора клубней в мешки.

Таким исполнением комбайна, прежде всего, упрощается конструкция его и резко снижается себестоимость изготовления. Как видно из конструктивной схемы, основные рабочие органы: центробежно-выжимной сепарирующий и подъемный орган, ботвоотделитель, сортировальное решето, бункер-накопитель мелких клубней и примесей можно монтировать на раме копателя массового применения типа КСТ-1,4. Следовательно, каждый такой копатель можно в условиях мастерской преобразовать в комбайн, не уступающий по производительности и качественным показателям работы громоздким дорогостоящим комбайнам типа КПК-2, ККУ-2А, ДР-1500 и т.д. Сейчас, когда более 90% картофеля возделывается на приусадебных участках и в фермерских хозяйствах, на небольших площадях, потребность в дешевых малогабаритных комбайнах очень велика.

Важным достоинством предлагаемого комбайна является наличие в конструктивной схеме сортировального устройства. Вся мелкая, измельченная почва направляется в промежуточный бункер-накопитель. Это значит, что расширяется диапазон использования комбайна упрощенной конструкции и отпадает необходимость дополнительной послеуборочной доработки картофеля.

Предлагаемое устройство является результатом непрерывной многолетней изобретательской деятельности авторов и выполнено на основе принципиально новых рабочих органов, не имеющих аналогов в мире: центробежно-выжимного сепаратора, ременно-инерционного ботвоотделителя, решетчатой ленты выгрузного транспортера, бункера-накопителя мелких клубней и почвенных примесей.

На фиг.1 изображена схема комбайна, вид сбоку; на фиг.2 - схема решетчатой ленты выгрузного транспортера; на фиг.3 - схема размещения контейнера; на фиг.4 - схема устройства для приема картофеля в мешки.

Комбайн включает подкапывающие лемехи, основной прутковый элеватор, подъемно-сепарирующее устройство, ременно-инерционный отделитель ботвы картофеля, сортировальное решето, бункер-накопитель, снабженный с устройством для выгрузки мелких клубней и примесей, выгрузной транспортер с решетчатой лентой. Лемехи 1 и основной прутковый элеватор 2 размещены в передней нижней части рамы комбайна.

Подъемно-сепарирующее устройство состоит из двух прутковых элеваторных полотен 3 и 4, одно из которых огибает барабан 5, имеющий на боковых стенках направляющие дорожки, и приводится в движение ведущим валом 6, размещенным на необходимой высоте над барабаном 5, и смещен вперед относительно оси его вращения, второе ведомое элеваторное полотно 4 уменьшенной ширины надето на трубки 7, размещенные с необходимым интервалом по образующим барабана 5 и закрепленные на боковых стенках с помощью болтов по окружности, концентричной направляющей дорожке, и натянуто верхним направляющим вальцом 8, размещенным на уровне или выше ведущего вала 6 и впереди его. При этом между прутками элеваторных полотен 3 и 4 в зоне их сближения образуется зазор, регулируемый на участке огибания барабана 5 элеваторным полотном 3 перестановкой болтов, закрепляющие трубки по имеющимся на боковинах барабана 5 отверстиям, размещенным по радиусу, а в верхней части перемещением оси направляющего ролика 9, размещенного между ведущим валом и направляющим вальцом 8 ведомого элеваторного полотна 4.

Бесконечные ремни круглого сечения ботвоудалителя 10 огибают ведомое элеваторное полотно 4, при этом свободные верхние ветви их отведены с помощью направляющего валика 11 со шкивами назад относительно верхнего ведущего вала 6 элеваторного полотна 3 до соприкосновения задних ветвей ремней 10 с прутками элеватора 3. Валик 11 на подшипниках установлен на верхнем конце стойки 12.

Элеваторные полотна 3 и 4, барабан 5, ремни ботвоудалителя 10 приводятся в движение от одного вала 6.

Между направляющим вальцом 8 ведомого элеваторного полотна 4 и выгрузным поперечным транспортером размещено плоское сортировальное решето 13 с механизмом привода (на схеме не указано), снабженное снизу поддоном-лотком 14, а под решетом 13 установлен бункер-накопитель 15, на наклонном днище которого имеется встряхиватель, состоящий из пластины 16, один конец которой шарнирно связан с днищем, а на другом конце имеется сектор 17 с двумя отверстиями, на котором закреплена стойка 18 ролика 19, контактирующего с прутками элеваторного полотна 3. Кроме того нижнее выгрузное окно бункера 15 перекрывается заслонкой 20, приводимой в движение с помощью зубчато-реечного механизма 21.

Лента выгрузного транспортера имеет решетчатую поверхность (фиг.2), состоящую из множества параллельно натянутых гибких нитей 22 (стальных тростков в оболочке), закрепленных с необходимым шагом на стальных прутках 23 с помощью перфорированных эластичных полос 24 (плоских ремней), концы которых с необходимым интервалом приклепаны к плоским несущим ремням 25.

В передней части комбайна имеется свободная площадка, на которой в зависимости от условий уборки можно разместить или контейнер (фиг.3) на рольгангах или клубнеприемник (фиг.4), направляющий клубни, сменяемые на ходу, в мешки.

Работа малогабаритного многофункционального картофелеуборочного комбайна с отделителем и накопителем мелких клубней осуществляется следующим образом.

При поступательном движении агрегата лемехи 1 отделяют пласт от основного массива почвы, частично деформируют и разрушают его. С лемехов 1 пласт вместе с клубнями и ботвой поступает на поверхность пруткового элеватора 2, на этом элеваторе происходит частичное отделение почвы. При дальнейшем движении пласт защемляется между полотнами элеваторов 3 и 4, прутки которых обжимают и деформируют пласт. При этом интенсивно разрушаются плотные комки почвы и частицы их выдавливаются через просветы между прутками элеваторов. Перемещение почвенных частиц способствует частичному отделению клубней картофеля от ботвы. Высота пласта резко сокращается до величины зазора между полотнами элеваторов 3 и 4 в зоне их сближения. Величина этого зазора на участке огибания барабана 5 элеваторными полотнами 3 и 4 в необходимых случаях регулируется перестановкой болтов, закрепляющих трубки 7, по имеющимся на боковинах барабана 5 отверстиям, размещенным по радиусу. Помимо обжимающей силы на ворох, движущийся по дуге окружности, действуют составляющая силы тяжести и нормальная составляющая силы инерции (центробежная сила). Вследствие этого почва в процессе движения по кольцевому каналу интенсивно отделяется от клубней картофеля.

В момент защемления пласта между элеваторными полотнами 3 и 4 одновременно ботва с клубнями зажимается между ремнями 10 ботвоотделителя и прутками элеваторного полотна 3. В таком состоянии ботва с клубнями огибает барабан и далее на прямолинейном участке надежно поднимается на необходимую высоту. При этом отделившиеся частично от ботвы клубни и почвенные частицы увлекаются в движение двумя параллельными наклоненными в сторону движения агрегата ветвями элеваторных полотен 3 и 4. В процессе подъема вороха на прямолинейном участке вследствие вибрации элеваторных полотен продолжается процесс отделения почвенных примесей от клубней картофеля.

В верхней части полотна элеваторов 3 и 4 расходятся. Отделившиеся клубни от ботвы и оставшиеся примеси остаются на полотне ведомого элеватора 4, а ботва с не отделившимися клубнями, зажатая между прутками элеватора 3 и ремнями 10 ботвоотделителя, поднимается до верхнего ведущего вала 6 и здесь вследствие резкого изменения направления движения прутков элеватора 3 и ремней 10 возникают инерционные силы (центробежная сила), обеспечивающие надежный отрыв клубней от ботвы.

Ботва и растительные примеси нисходящей ветвью элеватора 3 выносятся назад и падают вслед комбайна, а отделившиеся от ботвы клубни поступают (падают) на верхнюю наклонную поверхность элеватора 4. Далее клубни вместе с оставшимися примесями направляются на сортировальное решето 13. Крупная и средняя фракция клубней с решета сходит на выгрузной поперечный транспортер: мелкая фракция клубней вместе с мелкими комками и измельченной почвой проходит сквозь плоское решето и по поддону-лотку 14 поступает в бункер-накопитель 15.

По заполнению бункера-накопителя 15 комбайн останавливают. С помощью зубчато-реечного механизма поднимают заслонку 20, фиксируют стойку 18 с роликом 19 на секторе 17 в рабочем положении (вводят ролик 19 в контакт с прутками элеватора 3). Подводят поддон-лоток 14 под плоскость решета 13.

Включают В.О.М трактора и приводят в движение механизмы комбайна. При этом под действием вибрирующей пластины 16 клубни вместе с примесями сходят на поверхность пруткового элеватора 3 и далее вторично проходят через сепарирующие органы и по решету 13, закрытому снизу поддоном-лотком 14, поступают на выгрузной транспортер и по нему направляются в емкость транспортного средства.

После выгрузки мелких клубней лоток-поддон 14 переводят в наклонное положение, заслонку 20 опускают, а ролик 19 со стойкой 18 фиксируют на секторе 17 в нерабочем положении. Далее цикл работы комбайна повторяется.

Изготовлен макетный образец комбайна

Основные достоинства предлагаемого устройства:

- отсутствие в конструктивной схеме комбайна ненадежных в работе пневматических комкодавителей, сепарирующих пальчатых горок раската, подъемного транспортера, шнеков разных назначений, редкопруткового элеватора ботвоотделителя, переборочного стола и соответственно механизмов их привода в движение;

- при наличии на комбайне устройства для отделения мелких клубней отпадает необходимость послеуборочной доработки картофеля;

- при уборке картофеля, выращенного на легких по механическому составу почвах, возможен набор клубней в контейнеры или в мешки;

- простота и технологичность конструктивной схемы, вследствие этого возможность его изготовления в условиях производственных мастерских;

- низкая рыночная цена.

Экономическая эффективность устройства вытекает из вышеперечисленных достоинств.

Комбайн содержит подкапывающие лемехи, подъемно-сепарирующее устройство, ботвоудалитель ботвы картофеля, выгрузной поперечный транспортер. Подъем клубненосного вороха на необходимую высоту и ее интенсивная сепарация обеспечивается двумя параллельными наклоненными в сторону движения агрегата, ветвями прутковых элеваторных полотен. Одно полотно огибает барабан, имеет на боковых стенках направляющие дорожки и приводится в движение ведущим валом, размещенным на необходимой высоте над барабаном, и смещено вперед относительно оси его вращения. Второе ведомое элеваторное полотно уменьшенной ширины надето на трубки, размещенные с необходимым интервалом по образующим барабана и закрепленные на его боковых стенках с помощью болтов по окружности, концентрично направляющей дорожке и натянуто верхним направляющим вальцом, размещенным на уровне или выше ведущего вала и впереди его. Между прутками элеваторных полотен в зоне их сближения образуется зазор, регулируемый на участке огибания барабана элеваторным полотном перестановкой болтов, закрепляющих трубки по имеющимся на боковинах барабана отверстиям, размещенным по радиусу, а в верхней части перемещением оси направляющего ролика, размещенного между ведущим валом и направляющим вальцом ведомого элеваторного полотна. Упрощается конструкция комбайна, уменьшается его масса, повышается его надежность, расширяются функциональные возможности. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Малогабаритный многофункциональный картофелеуборочный комбайн с отделителем и накопителем мелких клубней, содержащий подкапывающие лемехи, подъемно-сепарирующее устройство, ботвоудалитель ботвы картофеля, выгрузной поперечный транспортер, отличающийся тем, что подъем клубненосного вороха на необходимую высоту и ее интенсивная сепарация обеспечивается двумя параллельными наклоненными в сторону движения агрегата, ветвями прутковых элеваторных полотен, одно из которых огибает барабан, имеющий на боковых стенках направляющие дорожки и приводится в движение ведущим валом, размещенным на необходимой высоте над барабаном и смещено вперед относительно оси его вращения, второе ведомое элеваторное полотно уменьшенной ширины надето на трубки, размещенные с необходимым интервалом по образующим барабана и закрепленные на его боковых стенках его с помощью болтов по окружности, концентрично направляющей дорожке и натянуто верхним направляющим вальцом, размещенным на уровне или выше ведущего вала и впереди его, при этом между прутками элеваторных полотен в зоне их сближения образуется зазор, регулируемый на участке огибания барабана элеваторным полотном перестановкой болтов, закрепляющих трубки по имеющимся на боковинах барабана отверстиям, размещенным по радиусу, а в верхней части перемещением оси направляющего ролика, размещенного между ведущим валом и направляющим вальцом ведомого элеваторного полотна.2. Малогабаритный многофункциональный картофелеуборочный комбайн с отделителем и накопителем мелких клубней, отличающийся тем, что бесконечные ремни круглого сечения ботвоудалителя, размещенные с необходимым интервалом, огибают ведомое элеваторное полотно, при этом свободные верхние ветви их отведены с помощью направляющего валика шкивами назад относительно ведущего вала, огибающего барабан элеваторного полотна до соприкосновения задних ветвей ремней с прутками элеватора.3. Малогабаритный многофункциональный картофелеуборочный комбайн с отделителем и накопителем мелких клубней, отличающийся тем, что между направляющим вальцом ведомого элеваторного полотна и выгрузным поперечным транспортером размещено плоское сортировальное решето с механизмом привода, снабженное снизу поддоном-лотком, а под решетом установлен бункер-накопитель, на наклонном днище которого имеются встряхиватель, состоящий из пластины, один конец которой шарнирно связан с днищем, а на другом конце сектор, на котором закреплена стойка ролика, контактирующего с прутками элеваторного полотна, кроме того, нижнее выгрузное окно бункера перекрывается заслонкой, приводимой в движение с помощью зубчато-реечного механизма.4. Малогабаритный многофункциональный картофелеуборочный комбайн с отделителем и накопителем мелких клубней, отличающийся тем, что лента выгрузного транспортера имеет решетчатую поверхность, составленную из множества параллельно натянутых гибких нитей стальных тросиков в оболочке, закрепленных с необходимым шагом на стальных прутках с помощью перфорированных эластичных полос - плоских ремней, концы которых с необходимым интервалом приклепаны к плоским несущим ремням.5. Малогабаритный многофункциональный картофелеуборочный комбайн с отделителем и накопителем мелких клубней, отличающийся тем, что на передней части комбайна имеется площадка для размещения на ней в зависимости от условий уборки или бункера-накопителя для мелких клубней и примесей, или стандартного контейнера для хранения картофеля, или клубнеприемника, направляющего клубни в сменяемые на ходу мешки.