ПОДБОРЩИК-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ СТЕБЛЕЙ Российский патент 2014 года по МПК A01F29/01 A01F12/40 

Изобретение относится к сельхозмашиностроению и может быть использовано для измельчения вырезанных стеблей ягодных кустарников и виноградной лозы, а также других стебельчатых растений. Кроме того, изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве.

Известна машина для подбора и измельчения виноградной лозы, в которой перед фрезерным барабаном смонтированы встречно вращающиеся рифленые валики, предварительно разрушающие измельчаемый материал методом его раздавливания (Авт. свидетельство СССР №321227, МКИ A01G 17/02). Основным недостатком указанного устройства является то, что раздавливание стебля в поперечном направлении осуществляется с расходом большого количества энергии. При этом измельчающий барабан фрезерного типа также потребляет большое количество энергии, в том числе - на преодоление вентиляторных потерь, связанных с высокой частотой его вращения.

Указанные недостатки частично устранены в стеблеизмельчителе, включающем два встречно вращающихся лопастных ротора, лопасти которых установлены с перекрытием. При этом предварительно изогнутые стебли прижимаются эластичным наконечником лопасти одного ротора к острой противорежущей пластине второго, что существенно облегчает процесс перерезания (Авт.свидетельство СССР №1034649, МКИ A01F 12/40). Однако величина поперечной деформации стебля недостаточна для его переламывания, а перерезание в поперечном направлении поперек волокон сопряжено с большими энергозатратами, особенно, если стебли подсушены, а лезвие противореза затуплено.

В предлагаемом изобретении проблема уменьшения энергоемкости процесса решена за счет существенного увеличения поперечной деформации до величины, достаточной для относительно легкого излома стебля. Это осуществляется в результате увеличения поперечного перекрытия между роторами при одновременном уменьшении расстояния между радиальными пластинами их зубьев. Не до конца разрушенный первой парой роторов фрагмент стебеля дополнительно подвергается разрыву за счет большей частоты вращения второй пары роторов, которая затем и осуществляет его окончательное разрушение путем поперечного переламывания. Таким образом, чередование знакопеременного высокоамплитудного поперечного нагружения с растягиванием и повторным поперечным нагружением обеспечивает гарантированное разрушения стебля при минимуме энергозатрат. Энергосбережению способствует и то, что частота вращения роторов измельчителя на порядок меньше частоты вращения традиционных фрезерных измельчителей.

Подборщик-измельчитель стеблей включает подбирающий рабочий орган, механизм подачи, измельчитель, выполненный в виде спаренных синхронно вращающихся со сдвигом по фазе зубчатых роторов, установленных с перекрытием между их зубьями, и транспортер для отвода измельченной массы, согласно изобретению подбирающий рабочий орган выполнен в виде поперечного горизонтального барабана, цилиндрическая поверхность которого снабжена жесткими выступами, а над ним смонтирован подпружиненный в вертикальном направлении и снабженный приводом прижимной барабан, при этом механизм подачи выполнен в виде горизонтальных поперечных лопастных битеров, на торцах каждого из которых установлены с перекрытием отражающие диски, а частота вращения битеров увеличивается по мере приближения к измельчителю, пары роторов которого смонтированы последовательно и частота вращения роторов каждой последующей пары выше, чем предыдущей, причем спаренные роторы установлены друг над другом в поперечной плоскости и вращаются вокруг горизонтальных осей, а их зубья выполнены в виде заостренных радиальных пластин, причем перекрытие между зубьями пары роторов больше, чем половина расстояния между острыми кромками двух соседних зубьев одного ротора, а расстояние между отражающими дисками битера механизма подачи увеличивается по мере приближения к измельчителю.

На каждом роторе смонтировано не менее двенадцати зубьев.

Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата - уменьшение энергоемкости процесса измельчения стеблей, поскольку силовое воздействие осуществляется по направлению наименьшей прочности материала.

Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия». Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема подборщика-измельчителя, на фиг.2 - детализация фаз процесса переламывания стебля зубьями роторов, на фиг.3 - соотношение между расстоянием между острыми кромками зубьев одного ротора и перекрытием между роторами, на фиг.4 - вид на подающий механизм (по стрелке А на фиг.1).

Подборщик-измельчитель включает подбирающий рабочий орган, выполненный в виде приводного поперечного барабана 1, снабженного жесткими выступами 2 (фиг.1). Над ним смонтирован подпружиненный в вертикальном направлении и снабженный приводом прижимной барабан 3. Направление вращения барабанов 1 и 3 встречное. Механизм подачи включает три горизонтальных поперечных лопастных битера 4, 5 и 6, снабженных по торцам отражающими дисками 7, 8 и 9, диаметры которых превышают высоту соответствующих лопастей 10, 11 и 12 битеров 4, 5 и 6 (фиг.4). Частота вращения битеров и расстояние между отражающими дисками одного битера увеличиваются по мере удаления от подбирающего рабочего органа (b₃ >b₂>b₁), а расстояние между осями их вращения выбрано так, что диски 7, 8 и 9 частично перекрывают друг друга. Измельчитель включает две последовательные пары поперечных роторов: 13, 14 и 15, 16, соответственно, смонтированных горизонтально. Роторы одной пары смонтированы друг над другом со сдвигом по фазе на половину центрального угла между заостренными радиальными зубьями 17 одного ротора и перекрытием между зубьями пары роторов (17 и 18 соответственно, фиг.2, 3), причем АВ/2<CD (фиг.3). Каждая пара роторов измельчителя снабжена синхронным приводом (на схеме не показан), причем частота вращения пары роторов 15 и 16 выше, чем пары 13 и 14. Под роторами измельчителя смонтирован наклонный транспортер 19.

Предлагаемый подборщик-измельчитель работает следующим образом. При перемещении агрегата по полю или плантации встречно вращающиеся барабаны 1 и 3 подбирают стебли 20 и направляют их на механизм подачи (фиг.1). Наличие жестких выступов 2 позволяет срезать наиболее крупные неровности на поверхности почвы и обеспечивает высокую полноту подбора. Лопасти 10-12 битеров 4-6 за счет увеличения частоты их вращения по мере приближения к измельчителю (по направлению стрелки 21 на фиг.4) ориентируют стебли 20 в продольном направлении. Этому способствует и характер перекрытия между отражающими дисками 7-9, не позволяющий стеблям сгруживаться. Заостренные зубья 17 и 18 синхронно вращающихся по направлению стрелок 22 и 23 роторов 13 и 14 захватывают стебель 24 и подвергают его поперечной деформации (фиг.2). Поскольку величина деформации превышает 90°, стебли начинают разламываться на фрагменты 25, большинство из которых при выходе из зоны контакта с первой парой роторов 13 и 14 в виде отдельных обломков 26 падает на поверхность транспортера 19. Отдельные фрагменты могут быть не до конца разрушены на первой паре роторов, поэтому захватываются зубьями второй пары роторов 15 и 16, вращающихся по направлению стрелок 27 и 28. При значительной длине не до конца разрушенного первой парой роторов фрагмента 25 стебля предварительно происходит его растяжение и разрыв по ранее образовавшимся поперечным трещинам. Окончательное разрушение осуществляется за счет поперечной деформации фрагмента зубьями второй пары роторов 15 и 16, после чего отдельные обломки 29 также падают на поверхность транспортера 19, который подает их (по направлению стрелки 30) в транспортное средство (на схеме не показано).

Изобретение относится к сельхозмашиностроению. Подборщик-измельчитель включает подбирающий рабочий орган, механизм подачи, измельчитель и транспортер (19) для отвода измельченной массы. Измельчитель выполнен в виде спаренных синхронно вращающихся со сдвигом по фазе зубчатых роторов (13, 14 и 15, 16), установленных с перекрытием между их зубьями. Подбирающий рабочий орган выполнен в виде поперечного горизонтального барабана (1), цилиндрическая поверхность которого снабжена жесткими выступами (2). Над поперечным барабаном (1) смонтирован подпружиненный в вертикальном направлении и снабженный приводом прижимной барабан (3). Механизм подачи выполнен в виде горизонтальных поперечных лопастных битеров (4, 5, 6), на торцах каждого из которых установлены с перекрытием отражающие диски (7, 8, 9). Частота вращения битеров (4, 5, 6) увеличивается по мере приближения к измельчителю. Пары роторов (13, 14 и 15, 16) измельчителя смонтированы последовательно и частота вращения роторов каждой последующей пары выше, чем предыдущей. Спаренные роторы установлены друг над другом в поперечной плоскости и вращаются вокруг горизонтальных осей, а их зубья выполнены в виде заостренных радиальных пластин. Перекрытие между зубьями пары роторов больше, чем половина расстояния между острыми кромками двух соседних зубьев одного ротора. Расстояние между отражающими дисками (7, 8, 9) битера механизма подачи увеличивается по мере приближения к измельчителю. Обеспечивается уменьшение энергоемкости процесса измельчения стеблей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подборщик-измельчитель стеблей, включающий подбирающий рабочий орган, механизм подачи, измельчитель, выполненный в виде спаренных синхронно вращающихся со сдвигом по фазе зубчатых роторов, установленных с перекрытием между их зубьями, и транспортер для отвода измельченной массы, отличающийся тем, что подбирающий рабочий орган выполнен в виде поперечного горизонтального барабана, цилиндрическая поверхность которого снабжена жесткими выступами, а над ним смонтирован подпружиненный в вертикальном направлении и снабженный приводом прижимной барабан, при этом механизм подачи выполнен в виде горизонтальных поперечных лопастных битеров, на торцах каждого из которых установлены с перекрытием отражающие диски, а частота вращения битеров увеличивается по мере приближения к измельчителю, пары роторов которого смонтированы последовательно и частота вращения роторов каждой последующей пары выше, чем предыдущей, причем спаренные роторы установлены друг над другом в поперечной плоскости и вращаются вокруг горизонтальных осей, а их зубья выполнены в виде заостренных радиальных пластин, причем перекрытие между зубьями пары роторов больше, чем половина расстояния между острыми кромками двух соседних зубьев одного ротора, а расстояние между отражающими дисками битера механизма подачи увеличивается по мере приближения к измельчителю.

2. Подборщик-измельчитель стеблей по п.1, отличающийся тем, что на каждом роторе смонтировано не менее двенадцати зубьев.