Пресс-подборщик и способ его эксплуатации Российский патент 2022 года по МПК A01F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к пресс-подборщику согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Подобный пресс-подборщик содержит, в частности, главный уплотнитель, позволяющий последовательно спрессовывать в тюк подлежащий уплотнению материал, например, солому. Спрессованный материал может быть обвязан, в частности, шпагатом при помощи вяжущего устройства, в результате чего спрессованный материал в конечном итоге приобретает форму спрессованного тюка.

Кроме того, настоящая заявка относится к способу эксплуатации пресс-подборщика в соответствии с ограничительной частью пункта 8 формулы. Согласно этому способу, в частности, главный уплотнитель непрерывно совершает возвратно-поступательные движения в главном канале пресс-подборщика, при этом последовательно спрессовывая материал, поступающий в главный канал.

Уровень техники

Пресс-подборщики и способы такого рода известны в уровне техники. В частности, можно указать международную патентную заявку WO 2014/128097 А1. Эта заявка рассматривает проблемы ввода в эксплуатацию подобного пресс-подборщика. Проблема заключается в том, что главный уплотнитель после остановки пресс-подборщика часто может останавливаться в неблагоприятном положении внутри главного канала, вследствие чего при следующем запуске главного уплотнителя во время следующего пуска пресс-подборщика главному уплотнителю придется спрессовывать материал, находящийся непосредственно в главном канале. Однако усилие прессования, необходимое для этого в момент пуска, часто не может быть развито непосредственно, вследствие чего пресс-подборщик не может быть введен в эксплуатацию. Поэтому в указанной заявке предложено переводить приводное устройство пресс-подборщика при каждом пуске последнего в предварительно определенное положение запуска, позволяющее развить достаточную мощность перед первым контактом главного уплотнителя с прессуемым материалом и, соответственно, гарантированно запускать пресс-подборщик.

Кроме того, в уровне техники известна международная патентная заявка WO 2016/036894 А1. Она рассматривает аналогичную проблему, причем в качестве решения предложено останавливать главный уплотнитель в процессе выключения пресс-подборщика в предварительно заданном положении. В альтернативном варианте при каждом запуске пресс-подборщика предложено выполнять несколько импульсных ускорений главного уплотнителя и маховика, расположенного на приводном устройстве, вследствие чего происходит последовательное накопление энергии, в частности, на маховике. По достижении определенного уровня главный уплотнитель можно гарантированно запустить даже в том случае, если непосредственно в контакте с ним находится прессуемый материал.

Помимо вышеописанных проблем запуска пресс-подборщиков, которые обычно возникают по меньшей мере в тюковых пресс-подборщиках, часто требуется проводить техническое обслуживание с последующей проверкой соответствующего результата техобслуживания. Обычно это означает, что после выполнения техобслуживания соответствующий пресс-подборщик вводят в эксплуатацию и проверяют его надлежащее функционирование. Тем не менее, корректность работы отдельных компонентов и узлов нельзя проверить и проанализировать по отдельности. Однако это было бы желательно для более детальной оценки соответствующего рабочего состояния соответствующего пресс-подборщика.

Раскрытие сущности изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить пресс-подборщик и способ его эксплуатации, которые помимо надежного запуска или ввода в эксплуатацию пресс-подборщика обеспечат контроль его состояния.

Согласно изобретению, поставленная задача решена пресс-подборщиком с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах 2-7.

В смысле настоящей заявки под «главным каналом» понимают, в частности, канал с прямоугольным поперечным сечением. При этом главный канал обычно выполняют прямым, благодаря чему главный уплотнитель может совершать возвратно-поступательные движения вдоль прямой оси главного канала.

Под «вяжущим устройством» в смысле настоящей заявки понимают устройство, способное компоновать спрессованный материал в тюк. Обычно для этого используют шпагат, посредством которого материал обматывают еще внутри главного канала, и который перевязывают вяжущим устройством таким образом, чтобы тюк постоянно сохранял форму. В частности, вяжущее устройство может состоять из нескольких отдельных элементов, которые в совокупности способны проводить шпагат вокруг спрессованного материала и связывать шпагат с предыдущими витками этого же шпагата.

В смысле настоящей заявки под «передающим устройством» понимают, по существу, любое устройство, способное передавать усилие между главным уплотнителем и приводным устройством. Как правило, передающее устройство выполняют в виде шатуна, шарнирно соединенного с главным уплотнителем и приводным устройством. На приводном устройстве передающее устройство обычно взаимодействует с кривошипным рычагом, установленным с возможностью поворота вокруг оси привода, причем ось привода ориентирована перпендикулярно оси главного канала. При этом подразумевается, что непрерывное вращение такого кривошипного рычага вокруг оси привода во взаимодействии с передающим устройством позволяет главному уплотнителю непрерывно совершать возвратно-поступательные движения (вперед-назад) в главном канале.

В смысле настоящей заявки под «приводным устройством» понимают любое устройство, подходящее для приведения в движение по меньшей мере главного уплотнителя. При этом, в частности, возможен вариант, в котором приводное устройство будет оказывать лишь опосредованное действие и не сможет самостоятельно развивать необходимую приводную мощность. Вместо этого приводное устройство может представлять собой, прежде всего, трансмиссионное устройство, которое может быть подсоединено, например, к валу отбора мощности сельскохозяйственной рабочей машины. Как правило, это относится к передвижным пресс-подборщикам, которые также входят в объем настоящей заявки. В этом случае «приводное устройство» отвечает только за преобразование крутящего момента, снятого с вала отбора мощности, в колебательное движение главного уплотнителя. Кроме того, приводное устройство, как правило, отвечает также за работу прочих устройств пресс-подборщика, в частности, связывающего устройства и предварительного уплотнителя.

Согласно изобретению, пресс-подборщик содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью управления работой пресс-подборщика в различных режимах. В первую очередь пресс-подборщик может работать в (нормальном) режиме, в котором можно прессовать соответствующий материал и затем формовать в тюки.

Кроме того, управляющее устройство может управлять пресс-подборщиком в режиме запуска, в котором по меньшей мере главный уплотнитель может перемещаться в противоположном направлении по сравнению с нормальным режимом. Учитывая описанные выше проблемы, это позволяет «оттянуть» главный уплотнитель из неблагоприятного положения, в котором ему пришлось бы непосредственно сжимать уже предварительно спрессованный материал при переходе в нормальный режим пресс-подборщика, и, тем самым, поначалу избежать пиковой нагрузки. В частности, можно изменить собственное движение главного уплотнителя на противоположное, в частности, в сторону подлежащего прессованию материала, чтобы главный уплотнитель по меньшей мере сначала двигался в сторону от спрессованного материала, то есть к приводному устройству. Таким образом, приводное устройство может быть переведено в положение запуска, позволяющее накопить достаточно энергии для того, чтобы при эксплуатации пресс-подборщика в нормальном режиме следующее зацепление главного уплотнителя с прессуемым материалом происходило в соответствующем цикле движения сравнительно поздно, так чтобы к данному моменту главный уплотнитель ускорился в достаточной мере для приложения необходимого усилия прессования. Это позволяет гарантированно вводить в эксплуатацию пресс-подборщик.

Кроме того, управляющее устройство может эксплуатировать пресс-подборщик в режиме технического обслуживания. Этот режим технического обслуживания отличается тем, что главный уплотнитель может двигаться со скоростью обслуживания, уменьшенной по сравнению с рабочей скоростью, используемой в рабочем режиме. Например, возможен вариант, в котором главный уплотнитель в режиме технического обслуживания пресс-подборщика будет двигаться всего с 30% от своей обычной рабочей скорости. Предполагается, что прочие компоненты пресс-подборщика также могут работать на пониженной скорости техобслуживания в режиме технического обслуживания. Особое преимущество режима технического обслуживания заключается в том, что он позволяет визуально наблюдать процессы, очень быстро протекающие в обычном режиме работы пресс-подборщика, и оценить состояние пресс-подборщика в целом. Это особенно полезно для планирования возможного техобслуживания, а также проверки качества выполненного техобслуживания.

В предпочтительном варианте осуществления пресс-подборщика, описываемого изобретением, приводное устройство содержит по меньшей мере один кривошипный рычаг, выполненный с возможностью вращения вокруг оси привода, перпендикулярной оси главного канала. При этом конец кривошипного рычага, радиально удаленный от оси привода, взаимодействует с передающим устройством с образованием шарнирного соединения. Таким образом, передающее устройство может свободно вращаться относительно кривошипного рычага вокруг оси шарнира. Передающее устройство, в свою очередь, соединено с главным уплотнителем, причем это соединение также выполнено с образованием шарнирного соединения. Таким образом, двойное шарнирное соединение передающего устройства приводит к тому, что это устройство способно передавать только нормальные силы, но не поперечные силы и/или изгибающие моменты. Этот вариант осуществления особенно подходит для пресс-подборщика, описываемого изобретением, так как вращательное движение кривошипного рычага вокруг оси привода приводит к требуемому возвратно-поступательному движению внутри главного канала за счет преобразования на передающем элементе.

Кроме того, особое преимущество такого пресс-подборщика может заключаться в наличии вспомогательного привода, выполненного с возможностью по меньшей мере опосредованного, предпочтительно непосредственного, воздействия на главный уплотнитель. Вспомогательный привод отличается тем, что он по меньшей мере в режиме запуска пресс-подборщика способен перемещать главный уплотнитель в главном канале в направлении, противоположном рабочему направлению движения. Это позволяет управлять пресс-подборщиком, в частности, в режиме запуска, не активируя для этого все приводное устройство пресс-подборщика.

В следующем варианте осуществления вспомогательный привод содержит поршнецилиндровый узел, предпочтительно взаимодействующий непосредственно с кривошипным рычагом приводного устройства, как было описано выше. При этом взаимодействие между вспомогательным приводом и кривошипным рычагом реализовано таким образом, чтобы приведение в движение поршнецилиндрового узла приводило к вращению кривошипного рычага вокруг оси его привода. Для перемещения главного уплотнителя в направлении, противоположном типичному рабочему направлению его движения, вспомогательный привод, предпочтительно, вращает кривошипный рычаг в направлении, также противоположном направлению вращения кривошипного рычага в рабочем режиме пресс-подборщика. Предпочтительно, вспомогательный привод взаимодействует с зубчатой передачей, выполненной с возможностью преобразования линейного перемещения поршнецилиндрового узла во вращательное движение кривошипного рычага.

В следующем варианте осуществления пресс-подборщик, описываемый изобретением, содержит по меньшей мере одну систему аккумулирования энергии, взаимодействующую с приводным валом приводного устройства. Система аккумулирования энергии выполнена с возможностью аккумулирования энергии торможения, необходимой при замедлении приводного вала, и передачи аккумулированной энергии в виде энергии ускорения на приводной вал для его ускорения. Такая система аккумулирования энергии особенно хорошо подходит для амортизации пиков нагрузки приводного устройства и поддержки запуска приводного устройства в целом.

Для этого система аккумулирования энергии содержит, предпочтительно по меньшей мере одну электрическую машину и один связанный с ней электрический аккумулятор. Последний может представлять собой, в частности, аккумуляторную батарею или конденсатор. Электрическая машина соединена или может быть соединена с приводным валом, благодаря чему она, работая в режиме генератора, имеет возможность преобразования энергии вращения приводного вала в электрическую энергию и аккумулирования этой энергии в электрическом аккумуляторе. При этом предполагается, что электрическая машина и электрический аккумулятор соединены друг с другом электрическим кабелем. И наоборот, электрическая машина может работать в режиме двигателя, причем электрическая энергия, предоставляемая электрическим аккумулятором, преобразуется в энергию вращения, передаваемую на приводной вал, соединенный с электрической машиной.

В качестве альтернативы «электрической системе аккумулирования энергии» можно предусмотреть гидравлическую систему аккумулирования энергии, содержащую гидравлическую машину и гидравлический аккумулятор. Аналогично вышеприведенному описанию гидравлическая машина соединена или может быть соединена с приводным валом. Благодаря этому она, работая в режиме насоса, также способна преобразовывать энергию вращения приводного вала в гидравлическую энергию и аккумулировать ее в гидравлическом аккумуляторе. Для этого гидравлическая машина соединена с гидравлическим аккумулятором посредством по меньшей мере одной гидравлической линии с возможностью передачи рабочей среды. В режиме двигателя гидравлическая машина может преобразовывать энергию, предоставляемую гидравлическим аккумулятором, обратно в энергию вращения и передавать ее на приводной вал.

При исполнении системы аккумулирования энергии как в варианте «электрической системы аккумулирования энергии», так и в варианте «гидравлической системы аккумулирования энергии», можно использовать соответствующую рабочую сельскохозяйственную машину, буксирующую пресс-подборщик, для управления соответствующей машиной (электрической или гидравлической). В частности, соответствующая машина может быть подключена к соответствующему аккумулятору рабочей сельскохозяйственной машины.

Задача разработки способа эксплуатации решена способом с этапами, раскрытыми в пункте 8 формулы. Выгодные варианты этого способа раскрыты в зависимых пунктах 9-13.

Описываемый изобретением способ отличается тем, что соответствующий пресс-подборщик эксплуатируют в режиме технического обслуживания и в режиме запуска, причем при эксплуатации пресс-подборщика в режиме технического обслуживания по меньшей мере главный уплотнитель работает на скорости технического обслуживания, пониженной по сравнению с рабочей скоростью в рабочем режиме. В режиме запуска приводное устройство активируется таким образом, чтобы по меньшей мере главный уплотнитель перемещался в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима, до тех пор, пока приводное устройство не займет положение запуска. Предпочтительно, по меньшей мере режим технического обслуживания действует не только на главный уплотнитель, но и на другие устройства пресс-подборщика, например, предварительный уплотнитель и/или вяжущее устройство.

Способ, описываемый изобретением, может быть особенно легко осуществлен пресс-подборщиком, описываемым изобретением. Полученные преимущества перечислены выше при описании пресс-подборщика.

В предпочтительном варианте способа, описываемого изобретением, скорость технического обслуживания, с которой в режиме технического обслуживания пресс-подборщика эксплуатируют по меньшей мере главный уплотнитель, составляет не более 50%, предпочтительно не более 40%, более предпочтительно не более 30%, от рабочей скорости. Такое снижение рабочей скорости особенно хорошо подходит для визуального наблюдения отдельных процессов во время работы пресс-подборщика и для оценки состояния пресс-подборщика.

Кроме того, особое преимущество такого способа заключается в том, что в ходе перехода пресс-подборщика из режима запуска в рабочий режим главный уплотнитель сначала перемещают в главном канале из положения запуска приводного устройства в направлении приводного устройства. Следовательно, главный уплотнитель при окончательном переходе пресс-подборщика в рабочий режим может выполнить почти полный цикл до того, как он вступит в контакт с подлежащим прессованию материалом и должен будет развить необходимое усилие прессования. Таким образом, главный уплотнитель сначала оттягивают из положения запуска приводного устройства, а затем снова смещают в направлении материала до контакта с материалом. Соответственно, положение запуска приводного устройства, предпочтительно, выбирают таким образом, чтобы оно соответствовало положению главного уплотнителя в главном канале, в котором главный уплотнитель находится в непосредственной близости от подлежащего прессованию материала или практически на максимальном удалении от приводного устройства.

Следующее преимущество такого способа заключается в том, что способ используется для эксплуатации пресс-подборщика, приводное устройство которого содержит по меньшей мере один кривошипный рычаг, выполненный с возможностью вращения вокруг оси привода, перпендикулярной оси главного канала, причем конец кривошипного рычага, радиально удаленный от оси привода, взаимодействует с передающим устройством с образованием шарнирного соединения, причем передающее устройство, в свою очередь, взаимодействует с главным уплотнителем с образованием шарнирного соединения. Согласно этому способу режим запуска выполнен таким образом, чтобы продольная ось кривошипного рычага была ориентирована определенным образом, когда приводное устройство находится в своем положении запуска. Такая ориентация основана на воображаемой системе координат, расположенной на оси привода, причем двумерная плоскость системы координат ориентирована перпендикулярно оси привода, причем положительная ось χ системы координат ориентирована параллельно оси главного канала. В предпочтительном варианте способа продольная ось кривошипного рычага расположена относительно положительной оси x этой системы координат под углом от 5° до 40°, предпочтительно от 10° до 30°, более предпочтительно под углом 20°. Этот угол положительно измеряется в направлении, в котором кривошипный рычаг вращается во время эксплуатации пресс-подборщика в рабочем режиме. Обычно кривошипный рычаг приводят в движение таким образом, чтобы он перемещался в рабочем режиме пресс-подборщика вокруг оси привода против часовой стрелки. Соответственно, при таком положении дел заданный угол также положительно измеряют против часовой стрелки.

Описанная ориентация продольной оси кривошипного рычага при нахождении приводного устройства в своем положении запуска выгодна тем, что кривошипный рычаг, исходя из этого положения, должен выполнить практически полный оборот, прежде чем продольная ось кривошипного рычага будет ориентирована параллельно положительной оси x системы координат, а главный уплотнитель будет максимально удален от приводного устройства. В этом положении на материал и, следовательно, на главный уплотнитель обычно действует максимальная сила прессования. Выполнение практически полного оборота кривошипного рычага до развития этого максимального усилия прессования предпочтительно, в частности, для того, чтобы можно было предварительно максимально ускорить главный уплотнитель и, тем самым, развить необходимое усилие прессования. Таким образом, запуск пресс-подборщика обычно оказывается надежным.

В следующем варианте способа согласно настоящему изобретению при вводе в эксплуатацию пресс-подборщика, сопровождаемом активацией приводного устройства в режиме запуска, выполняют следующие этапы:

i) проверяют, находится ли приводное устройство в своем положении запуска, причем при положительном результате режим запуска завершают.

ii) если приводное устройство не находится в своем положении запуска, приводное устройство в течение периода приращения времени приводят в движение в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима пресс-подборщика.

iii) проверяют, находится ли приводное устройство в своем положении запуска, причем при положительном результате режим запуска завершают, а при отрицательном результате способ продолжают далее с этапа ii).

Этот способ обеспечивает стандартное завершение режима запуска с гарантированным переводом приводного устройства в свое положение запуска, причем способ будет осуществляться тем быстрее, чем ближе к своему положению запуска находится приводное устройство до начала режима запуска. «Приращение времени», в течение которого приводное устройство перемещают в направлении, противоположенном направлению своего движения в рабочем режиме пресс-подборщика, может составлять, например, от 0,2 до 0,5 с. При этом предполагается, что соответствующая работа приводного устройства соответствует перемещению главного уплотнителя в направлении, противоположном своему направлению движения в рабочем режиме пресс-подборщика. В следующем варианте способа предполагается, что при работе пресс-подборщика в своем режиме запуска главный уплотнитель будет последовательно перемещаться из произвольного положения внутри главного канала в направлении, противоположном обычному направлению своего движения внутри главного канала, вплоть до перехода в положение запуска, которое соответствует положению запуска приводного устройства, и из которого можно гарантированно ввести пресс-подборщик в эксплуатацию.

Если соответствующий пресс-подборщик оборудован системой аккумулирования энергии описанного выше типа, такой способ может быть выгоден тем, что приводное устройство при работе пресс-подборщика в своем режиме запуска по меньшей мере частично, а предпочтительно, полностью получает энергию от системы аккумулирования энергии. В частности, возможен вариант, в котором приводное устройство переводят в свое положение запуска исключительно с помощью электрической или гидравлической машины, воздействующей непосредственно на приводной вал и получающей энергию от соответствующего электрического или гидравлического аккумулятора.

Краткое описание чертежей

Предложенный изобретением пресс-подборщик и способ детально рассмотрены ниже на примере вариантов осуществления, изображенных на фигурах:

Фигура 1: поперечное сечение сельскохозяйственного пресс-подборщика, соответствующего уровню техники.

Фигура 2: схематичное изображение приводного механизма пресс-подборщика, описываемого изобретением, причем приводное устройство находится в произвольном положении.

Фигура 3: схематичное изображение приводного механизма согласно фигуре 2, причем приводное устройство находится в своем положении запуска.

Фигура 4: схематичное изображение альтернативного приводного механизма пресс-подборщика, описываемого изобретением и оборудованного вспомогательным приводом.

Фигура 5: блок-схема режима запуска согласно способу, описываемому изобретением.

Фигура 6: схематичное изображение альтернативного приводного механизма пресс-подборщика, описываемого изобретением.

Фигура 7: схематичное изображение другого альтернативного приводного механизма пресс-подборщика, описываемого изобретением.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 изображен пресс-подборщик 1', соответствующий уровню техники. Этот пресс-подборщик V выполнен с возможностью захвата материала 2, например, соломы, с грунта и его прессования в тюк 3. Для этого материал 2, в частности, прессуют в главном канале 4 с помощью уплотнителя 5 и собирают в тюк 3 с помощью вяжущего устройства 6. Пресс-подборщик 1' содержит приводное устройство 7, выполненное с возможностью привода отдельных устройств пресс-подборщика 1'. В частности, приводное устройство 7 взаимодействует с основным уплотнителем 5 посредством соответствующего кривошипного рычага 11 и передающего устройства 8. Для этого передающее устройство 8 соединено с основным уплотнителем 5 посредством шарнирного соединения 15 и с кривошипным рычагом 11 посредством шарнирного соединения 14, вследствие чего передающее устройство 8 работает как качающаяся стойка, способная передавать исключительно нормальные составляющие усилия. Кривошипный рычаг 11, в свою очередь, установлен в остальной части приводного устройства 7 с возможностью вращения вокруг оси 12 привода, причем передающее устройство 8 соединено с концом 13 кривошипного рычага 11, удаленным от оси 12 привода. По существу, такая конструкция приводит к тому, что вращение кривошипного рычага 11 вокруг оси 12 привода, инициированное приводным устройством, преобразуется в колебательное возвратно-поступательное движение главного уплотнителя 5 в направлении, параллельном оси 9 главного канала 4.

Приводное устройство 7, которое в данном случае образовано трансмиссионным устройством, получает энергию от сельскохозяйственной рабочей машины, не показанной на фигуре 1. Для этого пресс-подборщик 1' соединен валом 33 отбора мощности с механизмом отбора мощности сельскохозяйственной рабочей машины, не показанным на фигуре, причем крутящий момент, снятый с механизма отбора мощности, передается приводным валом 19 на приводное устройство 7. Кроме того, приводное устройство 7 взаимодействует с маховиком 28, который соединен или может быть соединен с приводным валом 19. В частности, маховик 28 может быть оснащен простой муфтой, позволяющей маховику 28 вращаться быстрее приводного вала 19. Маховик 28 служит, в частности, для преодоления нагрузки приводного устройства 7 в задней и передней мертвой точке главного уплотнителя 5 и, следовательно, обеспечения достаточного резерва крутящего момента на приводном устройстве 7.

Помимо главного уплотнителя 5, приводное устройство 7 приводит в действие предварительный уплотнитель 29, выполненный с возможностью сбора захваченного материала 2 внутри предварительного канала 30 и его передачи через переходное сечение 32 в главный канал 4. Кроме того, приводное устройство 7 приводит в действие вяжущее устройство 6, причем вяжущее устройство 6 содержит, в частности, вязальные иглы 31, позволяющие направлять шпагат, подходящий для обвязывания тюков 3. Для этого вязальные иглы 31 после прессования достаточного количества материала 2 входят в главный канал 4 снизу и передают шпагат на узловязатель на верхней стороне главного канала 4, захватывающий шпагат и связывающий его. В итоге определенное количество спрессованного материала 2 обвязывается шпагатом с образованием тюка 3.

Первый вариант осуществления пресс-подборщика 1 согласно изобретению изображен на фигурах 2 и 3. Пресс-подборщик 1, описываемый изобретением, отличается от известного на уровне техники пресс-подборщика 1' наличием управляющего устройства 10, выполненного с возможностью управления пресс-подборщиком 1 не только в обычном рабочем режиме, но и в режиме технического обслуживания и режиме запуска. Для этого в представленном примере управляющее устройство 10 взаимодействует непосредственно с приводным устройством 7 посредством линии 42 передачи данных.

В режиме запуска управляющее устройство 10 сначала может переводить приводное устройство 7 в положение запуска. Для этого главный уплотнитель 5 перемещают в направлении, противоположном рабочему режиму пресс-подборщика 1, внутри главного канала 4. Такое перемещение главного уплотнителя 5 реализуют путем поворота кривошипного рычага 11 по часовой стрелке вокруг своей оси 12 привода. На фигуре 2 это показано стрелкой 34. В варианте, изображенном на фигуре 2, главный уплотнитель 5 расположен непосредственно перед своей мертвой точкой, удаленной от приводного устройства 7, по достижении которой он входит в контакт с подлежащим прессованию материалом 2, прикладывая максимальное усилие прессования. Из этого положения главного уплотнителя 5 особенно тяжело запустить пресс-подборщик 1, который уже в момент запуска должен передавать на главный уплотнитель 5 максимальную мощность для преодоления указанной мертвой точки. Поэтому пресс-подборщик 1 при включении сначала работает в режиме запуска, причем управляющее устройство 10 воздействует на приводное устройство 7 описанным образом.

В конечном итоге это приводит к тому, что главный уплотнитель сначала отводят из положения, показанного на фигуре 2, внутри главного канала 4, после чего снова возвращают вперед до достижения приводным устройством 7 положения запуска. Последнее показано в качестве примера на фигуре 3. В этом положении запуска главный уплотнитель 5 снова оказывается в непосредственной близости от своей мертвой точки, удаленной от приводного устройства 7, причем при переводе пресс-подборщика 1 в свой рабочий режим главный уплотнитель 5 сначала снова отводят, а затем продвигают вперед. В результате обеспечивается достаточное время для ускорения приводного устройства 7 и, в частности, маховика 28; при этом гарантируется, что при первом достижении задней мертвой точки будет приложено усилие прессования, действующее на главный уплотнитель 5, и, тем самым, мертвая точка может быть преодолена.

В показанном примере положение запуска приводного устройства 7 непосредственно зависит от положения кривошипного рычага 11 относительно оси 12 привода. Для описания этого положения кривошипного рычага 11 на оси 12 привода помещают воображаемую систему 25 координат, причем ось 12 привода ориентирована перпендикулярно квадранту, проходящему через систему координат 25, а положительная ось x 26 ориентирована параллельно оси 9 главного канала 4. Продольная ось 24 кривошипного рычага 11 при нахождении приводного устройства 7 в своем положении запуска расположена относительно этой системы 25 координат таким образом, чтобы она находилась под углом 27, равным примерно 20°, к положительной оси x 26. Поэтому кривошипный рычаг 11 ориентирован таким образом, чтобы его продольная ось 24 располагалась близко к положительной оси x 26 и, следовательно, главный уплотнитель 5 находился практически в своем положении, максимально удаленном от приводного устройства 7. При переходе пресс-подборщика 1 в свой рабочий режим кривошипный рычаг 11 совершает оборот на 340° до того, как описанное максимальное усилие прессования будет воздействовать на главный уплотнитель 5.

В варианте осуществления, альтернативном фигурам 2 и 3, управляющее устройство 10 может переводить приводное устройство 7 в его положение запуска другим способом. Такая альтернатива показана, например, на фигуре 4. Изображенный пресс-подборщик 1 содержит, помимо приводного устройства 7, вспомогательный привод 16, содержащий поршнецилиндровый узел 17. Поршень этого узла взаимодействует с зубчатой рейкой 37, на верхней стороне которой предусмотрены зубцы. Зубцы выполнены с возможностью зацепления с соответствующей шестерней 38, которая, в свою очередь, взаимодействует с кривошипным рычагом 11 с непосредственной передачей крутящего момента. Вследствие этого втягивание поршня поршнецилиндрового узла 10 в цилиндр или его выдвижение из цилиндра приводит к повороту кривошипного рычага 11 вокруг оси 12. Предполагается, что вследствие этого приводное устройство 7 и, в частности, главный уплотнитель 5 могут быть переведены в требуемое положение запуска.

Вспомогательный привод 16 в данном случае выполнен в виде гидравлического привода, причем рабочие полости поршнецилиндрового узла 17 могут быть соединены посредством соответствующих гидравлических линий 26 с гидравлическим приводом внешней сельскохозяйственной рабочей машины. При этом работой вспомогательного привода 16 управляет клапанное устройство 35, различные положения которого, в свою очередь, управляются управляющим устройством 10 согласно изобретению. Для этого управляющее устройство 10 соединено линией 42 передачи данных с клапанным устройством 35.

Независимо от конкретного варианта способа, которым приводное устройство 7 может быть переведено в свое положение запуска в режиме запуска пресс-подборщика 1, пресс-подборщик 1, описываемый изобретением, в режиме запуска в каждом случае может выполнять определенную последовательность операций, показанную на фигуре 5 в виде блок-схемы. Согласно этой последовательности, при включении пресс-подборщика 1 инициируют режим запуска, причем в первую очередь проверяют, находится ли приводное устройство 7 в своем положении запуска. Это положение запуска может быть выражено, в частности, положением кривошипного рычага 11 приводного устройства 7, причем его положение, в свою очередь, может быть определено углом 27 продольной оси 24 кривошипного рычага 11 относительно оси x 26 системы 25 координат, найденным указанным выше образом. Разумеется, возможны альтернативные определения. Предпочтительно, приводное устройство 7 взаимодействует по меньшей мере с одним блоком датчиков, не показанным на фигурах и способным распознавать положение кривошипного рычага 11.

Если приводное устройство 7 уже (случайным образом) находится в своем положении запуска, режим запуска пресс-подборщика 1 можно остановить непосредственно, и пресс-подборщик 1 можно перевести, в частности, в свой рабочий режим. В альтернативном варианте возможен переход в режим технического обслуживания.

Однако, если приводное устройство 7 не находится в своем положении запуска, то управляющее устройство 10 переводит приводное устройство 7 в его положение запуска, причем приводное устройство перемещается, в частности, в направлении, противоположном рабочему направлению пресс-подборщика 1. Блок-схема, изображенная на фигуре 5, относится, прежде всего, к пресс-подборщику 1, оборудованному системой 18 аккумулирования энергии, показанной на фигурах 6 и 7. Таким образом, сначала проверяют, способен ли аккумулятор системы аккумулирования энергии предоставить достаточно энергии для такого перемещения приводного устройства 7. Если энергии недостаточно, энергию берут из внешнего источника, в частности, из сельскохозяйственной рабочей машины. В итоге приводное устройство 7 повторно перемещают в направлении, противоположном нормальному направлению движения, до тех пор, пока приводное устройство 7 не окажется в своем положении запуска. Для этого повторяют инкрементное перемещение приводного устройства 7 с последующим анализом текущего положения. По достижении положения запуска режим запуска завершают.

Кроме того, пресс-подборщик 1, описываемый изобретением, выполнен с возможностью работы в режиме технического обслуживания под управлением управляющего устройства 10. При этом отдельные устройства пресс-подборщика 1, в частности, главный уплотнитель 5, будут работать со скоростью технического обслуживания, сниженной относительно нормального режима работы пресс-подборщика 1. В представленном примере режим технического обслуживания настроен таким образом, чтобы скорость работы устройств составляла примерно 30% от обычной рабочей скорости. Режим технического обслуживания пресс-подборщика 1 выгоден тем, что он позволяет визуально наблюдать работу отдельных устройств и пресс-подборщика 1. Это относится, в частности, к работе главного уплотнителя 5, который в рабочем режиме пресс-подборщика 1 обычно относительно быстро перемещается внутри главного канала 4, что затрудняет визуальное наблюдение. В еще большей степени это относится к вязальным иглам 31, которые в рабочем режиме пресс-подборщика 1 проходят через главный канал 4 на высокой скорости. Таким образом, пониженная скорость режима технического обслуживания позволяет осуществлять инспекцию и контроль, например, вязальных игл 31.

Как было указано выше, пресс-подборщик 1, описываемый изобретением, выгодным образом может быть оборудован системой 18 аккумулирования энергии, выполненной с возможностью аккумулирования избыточной энергии и последующего использования этой энергии для работы приводного устройства 7. В первом варианте осуществления, содержащем такую систему 18 аккумулирования энергии и показанном на фигуре 6, пресс-подборщик 1 содержит электрическую машину 20, непосредственно взаимодействующую с приводным валом 19. Электрическая машина 20 соединена электрическими линиями 39 с электрическим аккумулятором 21, в данном случае выполненным в виде аккумуляторной батареи. Кроме того, электрическая машина 20 соединена дополнительными электрическими линиями 39 с внешним электрическим аккумулятором 40, который может быть установлен, в частности, на сельскохозяйственной рабочей машине. В данном случае электрическая машина 20 выполнена в виде синхронной машины, способной работать в режиме генератора и двигателя. Таким образом, она может снимать любую энергию вращения приводного вала 19 и соединенного с ним маховика 28, имеющуюся, например, при выключении пресс-подборщика 1, с валов 19 отбора мощности и аккумулировать ее в электрическом аккумуляторе 21. Например, возможен вариант, в котором пресс-подборщик 1 будет временно отключаться при переходе с одного поля на другое.

При следующем запуске пресс-подборщика 1 аккумулированная энергия может подаваться из электрического аккумулятора 21 на электрическую машину 20, если последняя работает в режиме двигателя. В таком качестве электрическая машина 20 может преобразовывать предоставленную электрическую энергию в энергию вращения и передавать ее на приводной вал 19. Это позволяет, в частности, питать приводное устройство 7 по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, от электрической машины 20 системы 18 аккумулирования энергии, когда пресс-подборщик 1 работает в режиме запуска. Это позволит обойтись без съема энергии, например, с механизма отбора мощности соответствующей сельскохозяйственной рабочей машины. Кроме того, дополнительное соединение электрической машины 20 с внешним электрическим аккумулятором 40 можно использовать для того, чтобы электрическая машина 20 могла работать в режиме двигателя даже в том случае, если электрический аккумулятор 21 не содержит заряда.

В качестве альтернативы системе 18 аккумулирования энергии, показанной на фигуре 6, возможно использование гидравлической системы, в состав которой входит гидравлическая машина 22 и гидравлический аккумулятор 23. Принцип действия этой системы 18 аккумулирования энергии может быть аналогичен вышеописанной системе, причем аккумулирование гидравлической энергии может быть реализовано, например, путем перекачивания соответствующей гидравлической жидкости из расположенного ниже резервуара 41 по гидравлической линии 36 в расположенный выше гидравлический аккумулятор 23. В этой ситуации гидравлическая машина 22 работает в качестве насоса. И наоборот, гидравлическая машина может функционировать в качестве двигателя, причем энергия, накопленная в гидравлическом аккумуляторе 23, будет использоваться для привода гидравлической машины 22, в результате чего последняя может передавать крутящий момент на приводной вал 19.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ

1 - пресс-подборщик

2 - материал

3 - тюк

4 - главный канал

5 - главный уплотнитель

6 - вяжущее устройство

7 - приводное устройство

8 - передающее устройство

9 - ось канала

10 - управляющее устройство

11 - кривошипный рычаг

12 - ось привода

13 - конец кривошипного рычага

14 - шарнирное соединение

15 - шарнирное соединение

16 - вспомогательный привод

17 - поршнецилиндровый узел

18 - система аккумулирования энергии

19 - приводной вал

20 - электрическая машина

21 - электрический аккумулятор

22 - гидравлическая машина

23 - гидравлический аккумулятор

24 - продольная ось кривошипного рычага

25 - система координат

26 - положительная ось x

27 - угол

28 - маховик

29 - предварительный уплотнитель

30 - предварительный канал

31 - вязальная игла

32 - переходное поперечное сечение

33 - приводной вал

34 - стрелка

35 - клапанное устройство

36 - гидравлическая линия

37 - зубчатая рейка

38 - шестерня

39 - электрическая линия

40 - электрический аккумулятор

41 – резервуар.

Группа изобретений относится к сельскохозяйственному пресс-подборщику и способу его эксплуатации. Пресс-подборщик содержит главный канал, по меньшей мере один главный уплотнитель, по меньшей мере одно вяжущее устройство, по меньшей мере одно приводное устройство, по меньшей мере одно передающее устройство. Главный уплотнитель выполнен с возможностью взаимодействия с приводным устройством посредством передающего устройства таким образом, чтобы главный уплотнитель внутри главного канала имел возможность совершения колебательных возвратно-поступательных движений параллельно оси главного канала и возможность последовательного прессования материала, находящегося в главном канале, при этом вяжущее устройство выполнено с возможностью обвязывания по участкам находящегося внутри главного канала спрессованного материала с образованием тюка. Управляющее устройство выполнено с возможностью управления пресс-подборщиком дополнительно к рабочему режиму, в котором предусмотрена возможность прессования материала в тюки в режиме технического обслуживания и режиме запуска. По меньшей мере главный уплотнитель выполнен с возможностью перемещения со скоростью технического обслуживания, сниженной по сравнению с рабочей скоростью, используемой в рабочем режиме. Главный уплотнитель выполнен с возможностью перемещения в направлении, противоположном направлению перемещения рабочего режима. Пресс-подборщик также содержит, по меньшей мере, одну систему аккумулирования энергии, взаимодействующую с приводным валом приводного устройства, причем система аккумулирования энергии выполнена с возможностью аккумулирования энергии торможения во время торможения приводного вала и передачи энергии ускорения на приводной вал во время ускорения приводного вала, а приводное устройство, по меньшей мере, при работе пресс-подборщика в режиме запуска, по меньшей мере, частично снабжается энергией посредством системы аккумулирования энергии. Способ эксплуатации пресс-подборщика заключается в том, что подают подлежащий прессованию материал в главный канал, в котором материал уплотняют посредством главного уплотнителя, перемещаемого внутри главного канала колебательным образом возвратно-поступательно и параллельно оси главного канала. Спрессованный материал обвязывают посредством вяжущего устройства таким образом, чтобы спрессованный материал образовывал тюк. При этом в режиме технического обслуживания пресс-подборщиком посредством управляющего устройства по меньшей мере главный уплотнитель приводят в движение со скоростью технического обслуживания, сниженной по сравнению с рабочей скоростью, используемой в рабочем режиме, а в режиме запуска пресс-подборщика приводное устройство перемещают в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима, до тех пор, пока приводное устройство не займет положение запуска, причем приводное устройство, по меньшей мере, при работе пресс-подборщика в режиме запуска, по меньшей мере, частично снабжают энергией посредством системы аккумулирования энергии. Пресс-подборщик характеризуется надежным запуском, а также возможностью контроля его состояния. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сельскохозяйственный пресс-подборщик (1) для прессования материала (2) в тюки (3) в форме параллелепипеда, в частности для прессования соломенных тюков, содержащий:

- главный канал (4),

- по меньшей мере один главный уплотнитель (5),

- по меньшей мере одно вяжущее устройство (6),

- по меньшей мере одно приводное устройство (7), а также

- по меньшей мере одно передающее устройство (8),

причем главный уплотнитель (5) выполнен с возможностью взаимодействия с приводным устройством (7) посредством передающего устройства (8) таким образом, чтобы главный уплотнитель (5) внутри главного канала (4) имел возможность совершения колебательных возвратно-поступательных движений параллельно оси (9) главного канала (4) и, таким образом, имел возможность последовательного прессования материала (2), находящегося в главном канале (4), причем вяжущее устройство (6) выполнено с возможностью обвязывания по участкам находящегося внутри главного канала (4) спрессованного материала (2) с образованием соответствующего тюка (3), отличающийся тем, что предусмотрено управляющее устройство (10), выполненное с возможностью управления пресс-подборщиком (1) дополнительно к рабочему режиму, в котором предусмотрена возможность прессования соответствующего материала (2) в тюки (3), в режиме технического обслуживания и режиме запуска, причем по меньшей мере главный уплотнитель (5) выполнен с возможностью перемещения со скоростью технического обслуживания, сниженной по сравнению с рабочей скоростью, используемой в рабочем режиме, при работе пресс-подборщика (1) в режиме технического обслуживания, причем по меньшей мере главный уплотнитель (5) выполнен с возможностью перемещения в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима, при работе пресс-подборщика (1) в режиме запуска, причем пресс-подборщик (1) содержит, по меньшей мере, одну систему (18) аккумулирования энергии, взаимодействующую с приводным валом (19) приводного устройства (7), причем система (18) аккумулирования энергии выполнена с возможностью аккумулирования энергии торможения во время торможения приводного вала (19) и передачи энергии ускорения на приводной вал (19) во время ускорения приводного вала (19), и причем приводное устройство (7), по меньшей мере, при работе пресс-подборщика (1) в режиме запуска, по меньшей мере, частично снабжается энергией посредством системы (18) аккумулирования энергии.

2. Пресс-подборщик (1) по п. 1, отличающийся тем, что приводное устройство (7) содержит по меньшей мере один кривошипный рычаг (11), выполненный с возможностью приведения во вращение вокруг оси (12) привода, перпендикулярной оси (9) главного канала (4), причем конец (13) кривошипного рычага (11), радиально удаленный от оси (12) привода, взаимодействует с образованием шарнирного соединения (14) с передающим устройством (8), которое, в свою очередь, взаимодействует с главным уплотнителем (5) с образованием шарнирного соединения (15), так что предусмотрена возможность преобразования вращения кривошипного рычага (11) вокруг оси (12) привода в колебательное движение главного уплотнителя (5).

3. Пресс-подборщик (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрен вспомогательный привод (16), выполненный с возможностью по меньшей мере опосредованного, предпочтительно непосредственного, воздействия на главный уплотнитель (5) для его перемещения внутри главного канала (4) в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима.

4. Пресс-подборщик (1) по п. 3, отличающийся тем, что вспомогательный привод (16) содержит поршнецилиндровый узел (17), предпочтительно взаимодействующий непосредственно с кривошипным рычагом (11) приводного устройства (7) таким образом, чтобы приведение в движение поршнецилиндрового узла (17) приводило к вращению кривошипного рычага (11) вокруг оси (12) его привода.

5. Пресс-подборщик (1) по п. 1, отличающийся тем, что система (18) аккумулирования энергии содержит электрическую машину (20) и электрический аккумулятор (21), причем электрическая машина (20) соединена или может быть соединена с приводным валом (19), так что она выполнена с возможностью преобразования энергии вращения приводного вала (19) в электрическую энергию и аккумулирования этой энергии в электрическом аккумуляторе (21) при работе в режиме генератора, и с возможностью преобразования электрической энергии, предоставляемой электрическим аккумулятором (21), в энергию вращения и передачи этой энергии на приводной вал (19) при работе в режиме двигателя.

6. Пресс-подборщик (1) по п. 1, отличающийся тем, что система (18) аккумулирования энергии содержит гидравлическую машину (22) и гидравлический аккумулятор (23), причем гидравлическая машина (22) соединена или может быть соединена с приводным валом (19), так что она выполнена с возможностью преобразования энергии вращения приводного вала (19) в гидравлическую энергию и аккумулирования этой энергии в гидравлическом аккумуляторе (23) при работе в режиме насоса, и с возможностью преобразования гидравлической энергии, предоставляемой гидравлическим аккумулятором (23), в энергию вращения и передачи этой энергии на приводной вал (19) при работе в режиме двигателя.

7. Способ эксплуатации пресс-подборщика (1) по одному из пп. 1-6, содержащий следующие этапы:

a) подают подлежащий прессованию материал (2) в главный канал (4);

b) в главном канале (4) материал (2) уплотняют посредством главного уплотнителя (5), причем главный уплотнитель (5) внутри главного канала (4) перемещают колебательным образом возвратно-поступательно и параллельно оси (9) главного канала (4);

c) спрессованный материал (2) обвязывают посредством вяжущего устройства (6) таким образом, чтобы спрессованный материал (2) образовывал тюк (3);

отличающийся тем, что предусмотрены следующие этапы:

d) в режиме технического обслуживания пресс-подборщиком (1) управляют посредством управляющего устройства (10) таким образом, чтобы по меньшей мере главный уплотнитель (5) приводился в движение со скоростью технического обслуживания, сниженной по сравнению с рабочей скоростью, используемой в рабочем режиме;

e) в режиме запуска пресс-подборщиком (1) управляют посредством управляющего устройства (10) таким образом, чтобы приводное устройство (7) перемещалось в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима, до тех пор, пока приводное устройство (7) не займет положение запуска, причем

f) пресс-подборщик (1) содержит, по меньшей мере, одну систему (18) аккумулирования энергии, взаимодействующую с приводным валом (19) приводного устройства (7), причем система (18) аккумулирования энергии выполнена с возможностью аккумулирования энергии торможения во время торможения приводного вала (19) и передачи энергии ускорения на приводной вал (19) во время ускорения приводного вала (19), и

g) приводное устройство (7), по меньшей мере, при работе пресс-подборщика (1) в режиме запуска, по меньшей мере, частично снабжают энергией посредством системы (18) аккумулирования энергии.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что скорость технического обслуживания составляет не более 50%, предпочтительно не более 40%, более предпочтительно не более 30%, от рабочей скорости.

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что главный уплотнитель (5) из положения запуска приводного устройства (7), а также в процессе перехода пресс-подборщика (1) из режима запуска в рабочий режим, перемещают внутри главного канала (4) в направлении приводного устройства (7).

10. Способ по одному из пп. 7-9, в котором приводное устройство (7) содержит по меньшей мере один кривошипный рычаг (11), выполненный с возможностью приведения во вращение вокруг оси (12) привода, перпендикулярной оси (9) главного канала (4), причем конец (13) кривошипного рычага (11), радиально удаленный от оси (12) привода, взаимодействует с образованием шарнирного соединения (14) с передающим устройством (8), которое, в свою очередь, взаимодействует с главным уплотнителем (5) с образованием шарнирного соединения (15), так что вращение кривошипного рычага (11) вокруг оси (12) привода может быть преобразовано в колебательное движение главного уплотнителя (5), отличающийся тем, что режим запуска выполнен таким образом, чтобы продольная ось (24) кривошипного рычага (11), когда приводное устройство (7) находится в своем положении запуска, была ориентирована относительно системы (25) координат, расположенной на оси (12) привода, под углом (27) от 5° до 40°, предпочтительно от 10° до 30°, более предпочтительно под углом 20°, к положительной оси x (26) системы (25) координат, причем угол (27) измеряют в направлении вращения кривошипного рычага (11) в рабочем режиме пресс-подборщика (1).

11. Способ по одному из пп. 7-10, отличающийся тем, что при вводе в эксплуатацию пресс-подборщик (1) сначала эксплуатируют в режиме запуска, причем в режиме запуска выполняют следующие этапы:

i) проверяют, находится ли приводное устройство (7) в своем положении запуска, причем при положительном результате режим запуска завершают;

ii) если приводное устройство (7) не находится в своем положении запуска, приводное устройство (7) в течение периода приращения времени приводят в движение в направлении перемещения, противоположном направлению перемещения рабочего режима пресс-подборщика (1);

iii) проверяют, находится ли приводное устройство (7) в своем положении запуска, причем при положительном результате режим запуска завершают, а при отрицательном результате способ продолжают далее с этапа ii.