СПОСОБ ОТБОРА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК G01N1/02 

Изобретение относится к области технологии циклического отбора растительных проб из буртов, ям, траншей, скирд, стогов, кип, рулонов и других хранилищ в сельском хозяйстве при определении качественных показателей корма и может быть использовано при отборе проб других трудносыпучих материалов, например торф, грунт, снег и прочих.

Отбор проб является трудоемкой операцией и требует применения специального оборудования. Известны способы [1-4] с использованием различных конструкций пробоотборников.

В способе [1] для отбора пробы осуществляют одновременное вращение шнека в первом направлении и вращение нижней части внешней трубы во втором направлении, причем первое направление противоположно второму. Вращение в противоположных направлениях осуществляется двумя электромоторами. Вырезаемая часть материала транспортируется шнеком вверх.

Недостатком данного способа является сложность конструкции устройства для отбора проб и невозможность использования для отбора проб из растительных материалов.

В устройствах отбора проб растительных материалов, описанных в [2-4], конусообразный наконечник ввинчивается или вывинчивается из монолита корма, при этом вырезается проба корма. Продольные отверстия в полой цилиндрической части шнека, являющегося накопителем, используются для вырезания и механического извлечения пробы.

Основными недостатками данных способов являются трудность резания корма и сложность извлечения пробы из накопительного цилиндра. Кроме того, в момент резания монолита корма происходит его разрыхление шнеком, что вносит значительную погрешность определения объема взятой пробы и уровня по глубине хранилища, с которого взята проба.

Наиболее близкими к изобретению являются способ, описанный в [5]. Однако конструкция его устройства, в частности крепление режущей коронки как минимум одним штырем, частично перекрывает отверстие коронки и создает трудности поступления пробы в накопитель. Кроме того, имеются трудности извлечения устройства отбора проб из монолита корма из-за возможности зацепа внешними краями коронки за монолит корма, а треугольные режущие выступы коронки при малых оборотах устройства для взятия пробы приводят к наматыванию стеблей растений на режущие выступы.

Задачей изобретения является обеспечение эффективности резания и высокой скорости циклического отбора растительных проб по глубине монолита корма.

Получение такого технического решения может быть достигнуто путем вырезания монолита корма ударно-импульсным вращением режущей коронки. Ударно-импульсное вращение режущей коронки осуществляется от ударно-импульсного механизма, при этом ударные импульсы на коронке уменьшаются или увеличиваются в моменты возникновения сопротивления резанию до величины преодоления усилия этого сопротивления. Реактивный момент, возникающий при ударно-импульсном резании, на оператора не передается, а компенсируется ударно-импульсным механизмом, т.е. нет отдачи при ударно-вращательном движении коронки в монолите корма. Кроме того, для снижения сопротивления резанию монолита корма и исключения возможного наматывания стеблей на режущие выступы коронки выступы изготовлены полукруглой формы, заточены и размещены по периметру торцевой окружности кромки. Для обеспечения легкого извлечения устройства отбора проб из монолита корма коронка изготовлена как минимум с одним шнековым витком с внешней стороны и жестко зафиксирована внутренней стороной в зоне основания конусообразного наконечника как минимум на одном шнековом витке.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, на которых показан общий вид устройства отбора растительных проб (фиг. 1, 2). На фиг. 2 показан способ соединения режущей коронки и накопителя.

Устройство отбора растительных проб (фиг. 1) содержит ударно-импульсный вращательный механизмом 1, приводной вал 2 с цилиндрической частью шнека 3 и конусообразным шнековым наконечником 4, коронку 5 с режущими выступами 6 полукруглой формы, размещенными по периметру торцевой окружности, при этом коронка жестко зафиксирована внутренней поверхностью на цилиндрической части шнека 3 и имеет на внешней поверхности как минимум один жестко закрепленный шнековый виток 7, накопитель 8, имеющий свободное вращение и перемещение вдоль вала с цилиндрической частью шнека для освобождения из зацепов коронки и извлечения взятой пробы, механический уровнемер в виде пластины 9 и регистрирующую трубку 10.

Для соединения накопителя 8 с режущей коронкой 5 (фиг. 2) имеются выступы 11, которые вставляются в прорези - зацепы 12 коронки и поворачиваются в них до полной фиксации вращением накопителя в противоположную сторону по отношению к вращению при резании монолита корма.

Отбор растительных проб осуществляется в следующей последовательности.

Устройство отбора растительных проб (фиг. 1) устанавливают в выбранном месте кормохранилища и путем создания ударно-импульсного вращения приводного вала 2 с цилиндрической частью шнека 3 и конусообразным шнековым наконечником 4 и режущей коронкой 5 с выступами 6 и шнековым витком 7 обеспечивают механическое прижатие коронки к монолиту корма, заглубление и эффективное резание корма. Вырезанная часть корма захватывается цилиндрической частью шнека 3 и подается в накопитель 8 до полного его заполнения. Объем заполнения кормом контролируется механическим уровнемером в виде пластины 9, соединенной с регистрирующей трубкой 10, скользящей вдоль гладкой цилиндрической части приводного вала 2. Перед началом работы накопитель 8 присоединяют выступами 11 (фиг. 2) к зацепам 12 режущей коронки 5 поворотом в противоположную сторону по отношению к вращению при резании монолита корма. В начальный момент резания монолита корма уровнемер пластиной 9 опирается на цилиндрическую часть шнека 8. Извлечение пробы осуществляется противоположным вращением и вытягиванием устройства отбора растительных проб на поверхность монолита корма и выдвижением накопителя 8 вверх после освобождения его из зацепов 12 режущей коронки 5.

Пример

Отбор пробы сельскохозяйственной продукции, в частности корма из растительного материала, осуществляют вращением устройства в выбранном месте кормохранилища с помощью ударно-импульсного вращательного механизма. Вращение конусообразной части шнека и внешнего шнекового витка коронки обеспечивают механическое прижатие коронки к монолиту корма и принудительное его резание, а цилиндрическая часть шнека, размещенная в накопителе, обеспечивает подачу вырезанного корма в объем накопителя, соединенного с помощью выступов с зацепами режущей коронки. При поступлении вырезанного корма в накопитель его объем контролируется механическим уровнемером в виде пластины с регистрирующей трубкой, скользящей вдоль гладкой цилиндрической части вала устройства. Извлечение пробы осуществляется выдвижением устройства вверх путем обратного вращательного движения и освобождения накопителя из зацепов коронки.

Устройство отбора растительных проб с ударно-импульсным вращением режущей коронки обеспечивает эффективность резания и высокую скорость циклического отбора растительных проб по глубине монолита корма с любых уровней по глубине хранилища.

Источники информации

1. Устройство для отбора проб материалов с вращающейся трубой в сборе. Патент 2429460 РФ.

2. Пробоотборник. Патент №2306543 РФ.

3. Пробоотборник растительных материалов. АС SU 1778605 A1, кл. G01N 1/02.

4. Бур для отбора проб уплотненных и плохосыпучих материалов. Патент №2136882 РФ.

5. Способ отбора растительных проб и устройство для его осуществления. Заявка №2012111937 РФ.

Группа изобретений относится к области технологии циклического отбора растительных проб из буртов, ям, траншей, скирд, стогов и других хранилищ в сельском хозяйстве при определении качественных показателей корма и может быть использовано при отборе проб других трудносыпучих материалов, например торф, грунт, снег и прочих. Устройство содержит вращательный механизм 1, приводной вал 2, режущую коронку 5, накопитель 8. Вращательный механизм 1 имеет ударно-импульсный характер вращения. Вал 2 выполнен с цилиндрической частью шнека 3 и конусообразным шнековым наконечником 4. Коронка 5 выполнена с режущими выступами 6 полукруглой формы, размещенными по периметру торцевой окружности, и имеет на внешней поверхности как минимум один закрепленный шнековый виток 7. При этом коронка 5 жестко зафиксирована внутренней поверхностью в зоне основания конусообразного шнекового наконечника 4 как минимум на одном шнековом витке 7. Вырезают пробы из монолита корма вращательным механизмом 1 с заглублением режущей коронки 5. Вращательный механизм 1 создает ударно-импульсное вращение, ударные импульсы которого на коронке 5 уменьшаются или увеличиваются в моменты возникновения сопротивления резанию до величины преодоления усилия этого сопротивления. Реактивный момент, возникающий при ударно-импульсном резании, компенсируется ударно-импульсным вращательным механизмом и не передается оператору. Обеспечивается эффективность отбора и высокая циклическая скорость отбора растительных проб по глубине. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство отбора растительных проб, содержащее вращательный механизм, приводной вал, режущую коронку, накопитель, отличающееся тем, что вращательный механизм имеет ударно-импульсный характер вращения, вал выполнен с цилиндрической частью шнека и конусообразным шнековым наконечником, коронка выполнена с режущими выступами полукруглой формы, размещенными по периметру торцевой окружности, и имеет на внешней поверхности как минимум один закрепленный шнековый виток, при этом коронка жестко зафиксирована внутренней поверхностью в зоне основания конусообразного шнекового наконечника как минимум на одном шнековом витке.

2. Способ отбора растительных проб при помощи устройства по п. 1, включающий вырезание пробы из монолита корма вращательным механизмом с заглублением режущей коронки, отличающийся тем, что вращательный механизм создает ударно-импульсное вращение, ударные импульсы которого на коронке уменьшаются или увеличиваются в моменты возникновения сопротивления резанию до величины преодоления усилия этого сопротивления, а реактивный момент, возникающий при ударно-импульсном резании, компенсируется ударно-импульсным вращательным механизмом и не передается оператору.