МАШИНА ДЛЯ ШИРОКОЗАХВАТНОГО РАЗБРАСЫВАНИЯ СЫПУЧИХ И ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2023 года по МПК A01C15/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов (минеральных удобрений, извести, белита, гипса, мела, глауконита, торфа измельченного и т.д.) по поверхности поля.

Известен туковысевающий аппарат (авторское свидетельство (СССР) МПК А01С 15/08, 1991), содержащий бункер с установленным в нем дозирующим рабочим органом в виде вращающегося вала с закрепленными на нем винтовыми пружинами, концы которых размещены в транспортных каналах кожухов, имеющих высевные окна с расположенными под ними тукоприемными воронками. Между винтовыми пружинами и вращающимся валом установлены дополнительные пружины меньшего диаметра с направлением навивки, совпадающим с направлением навивки наружной пружины и шагом, превышающим шаг навивки последней в 1,5 раза.

Недостатком такого устройства является возможность его использования только для высева минеральных удобрений с малой дозой внесения на туковысевающих аппаратах.

Наиболее близким техническим решением является туковысевающий аппарат (Патент РФ №2163751, МПК А01С 15/08, 1999), содержащий бункер, поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с расположенным внутри него шнеком. Последний выполнен в виде проволочной спирали, имеющей левую и правую навивку, что обеспечивает подачу материала в противоположные стороны. Внутри рабочих частей спиралей шнека установлены неподвижные кожухи, выполненные в виде цилиндров, которые имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру спирали шнека. Заборные части спиралей шнека расположены внутри бункера. Высевные окна кожуха расположены по винтовой линии со смещением их относительно друг друга в направлении вращения шнека на равную величину.

Недостатком такой конструкции является возможность ее использования только для высева минеральных удобрений с малой нормой внесения и отсутствие вибрации шнека для устранения возможности забивания высевных окон для регулирования равномерности нормы высева различных видов сыпучих и порошкообразных материалов.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей машины для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов, устранение возможности забивания высевных окон, повышение производительности, качества и равномерности высева сыпучих и порошкообразных материалов (минеральных удобрений, извести, белита, гипса, мела, глауконита, торфа измельченного и т.д.) по поверхности поля.

Поставленная задача выполняется тем, что в машине для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов, содержащей бункер и шнековый разбрасыватель, (с шириной захвата от 5 до 20 м), включающий поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, внутри которого размещены шнеки, имеющие левую и правую навивки, и заборные части, в отличие от прототипа бункер выполнен в виде полуприцепа с выдвижным передним бортом с различной емкостью кузова и без заднего борта, при этом шнековый разбрасыватель съемно установлен в задней части кузова и содержит выдвижную с помощью гидроцилиндра перегородку, а над заборными частями шнекового разбрасывателя установлены друг над другом в вертикальной плоскости два ворошителя с приводом вращения от гидромотора для рыхления поступающих в заборные части слежавшихся сыпучих и порошкообразных материалов, причем шнеки, имеющие левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся от начала к концу шнека, имеют привод вращения от гидромоторов, установленных в конце шнека с регулируемой скоростью вращения для обеспечения подачи материалов по всей длине шнека при установке различной нормы высева сыпучих и порошкообразных материалов, при этом на конце оси шнеков, рядом с гидромотором, установлен диск с грузиком для создания высокочастотной вибрации шнека, устраняющей возможность забивания высевных окон продолговатой формы, регулируемых по ширине посредством механизма регулирования, установленного на кожухе шнека для обеспечения равномерного высыпания сыпучих и порошкообразных материалов с заданной нормой высева на поверхность поля по всей ширине захвата разбрасывателя.

Ворошители установлены на цапфы с подшипниковым узлом, при этом нижний ворошитель выполнен в виде трубы с прикрепленными к ней вертикально ножевыми рыхлителями и установленными под углом 25-30° с наклоном в левую и правую стороны лопатками, обеспечивающими перемещение материалов к центру разбрасывателя, а верхний планчатый ворошитель состоит из кольцевых дисков с вырезами, в которых установлены планки.

Для регулирования амплитуды вибрации шнеков грузик каждого шнека выполнен с возможностью перемещения по пазу, выполненному на диске.

Механизм регулирования ширины высевных окон для установки нормы высева материалов выполнен в виде задвижки, прилегающей с наружной стороны к кожуху шнека и перемещающейся по окружности кожуха шнека с помощью регулировочного устройства.

Для устранения возможности выдувания сыпучих и порошкообразных материалов шнеки снабжены шторками с двух сторон вдоль кожуха шнека.

Для копирования рельефа поля на концах шнека установлены опорные колеса.

Предлагаемая конструкция машины для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов сохраняет все положительные элементы прототипа и позволяет расширить технологические возможности машины, повысить ее производительность, качество и равномерность высева различных видов сыпучих и порошкообразных материалов за счет увеличения емкости бункера, который выполнен в виде полуприцепа с выдвижным передним бортом, установки шнекового разбрасывателя съемно в задней части кузова с выдвижной перегородкой и с заборными частями, расположенными в нижней части разбрасывателя, и вращающихся двух ворошителей для рыхления поступающих в заборные части слежавшихся сыпучих и порошкообразных материалов, использованием в разбрасывателе шнеков, имеющих левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся от начала к концу шнека, с приводом от гидромоторов.

Наличие диска с грузиком для создания высокочастотной вибрации шнека устраняет возможность забивания продолговатой формы регулируемых по ширине высевных окон на кожухе шнека, обеспечивающих равномерное высыпание сыпучих и порошкообразных материалов с заданной нормой высева по всей ширине захвата разбрасывателя. Норма внесения различных видов удобрений и сыпучих, и порошкообразных материалов регулируется величиной открытия высевных окон, расположенных на кожухе шнека, с помощью механизма регулирования, а равномерность заполнения полого цилиндра кожуха шнека изменением оборотов вращения шнека.

Для устранения выдувания порошкообразных материалов на кожухе шнека с двух сторон установлены защитные шторки.

Для копирования рельефа поверхности поля на концах шнека установлены опорные колеса.

Перевод шнеков в транспортное положение осуществляется складыванием их вдоль борта при помощи гидроцилиндров и фиксацией.

На фиг. 1 изображен общий вид машины для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов (вид сверху).

На фиг. 2 - общий вид машины (вид сзади).

На фиг. 3 - ворошитель с ножевыми рыхлителями и лопатками для рыхления материалов.

На фиг. 3а - планчатый ворошитель.

На фиг. 4 - шнек.

На фиг. 5 - диск с грузиком.

На фиг. 6 - кожух шнека с высевными окнами.

На фиг. 7 - механизм регулирования ширины высевного окна.

Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов (фиг. 1) содержит бункер, выполненный в виде полуприцепа 1 с выдвижным передним бортом 2 с различной емкостью кузова и без заднего борта, при этом шнековый разбрасыватель 3 съемно установлен в задней части кузова и содержит выдвижную с помощью гидроцилиндра 22 перегородку 4, и заборными частями 5 и 26 (фиг. 1 и 2), расположенными в нижней части разбрасывателя, над которыми установлены друг над другом в вертикальной плоскости вращающиеся от гидромотора 14 с оборотом n₁ с помощью привода два ворошителя 6 и 15, обеспечивающие рыхление поступающих в заборные части слежавшихся сыпучих и порошкообразных материалов. Ворошители 6 и 15 установлены на цапфы 27 с подшипниковым узлом (Фиг. 3 и 3а).

Шнеки 7 и 8 диаметром D₄=150…300 мм расположены внутри поворотного кожуха, выполненного в виде полого цилиндра с высевными окнами и имеют левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся в 2 раза от начала к концу шнека, т.е. t₁=2t₂, с приводом во вращение от гидромоторов 9, установленных в конце шнеков 7 и 8 (Фиг. 4). Шнеки 7 и 8 снабжены диском 16 диаметром D₅=200…300 мм с грузиком 17, перемещающимся по пазу 19 (фиг. 5), установленным на конце оси шнека рядом с гидромотором, для регулирования амплитуды вибрации при высеве мелиорантов с различными техническими характеристиками, создания высокочастотной вибрации шнека и устранения возможности забивания высевных окон продолговатой формы, на кожухе шнека, регулируемых по ширине посредством механизма регулирования, установленного на кожухе шнека для обеспечения равномерного высыпания сыпучих и порошкообразных материалов с заданной нормой высева на поверхность поля по всей ширине захвата разбрасывателя.

Для устранения выдувания порошкообразных материалов на кожухе шнека с двух сторон вдоль кожуха установлены защитные шторки 10 (фиг. 2).

Для копирования рельефа поля на концах шнека установлены опорные колеса 11.

Нижний ворошитель 6 (фиг. 2 и 3) представляет собой трубу диаметром D₁=100 мм, по всей длине которой установлены ножевые рыхлители 12 вертикально к поверхности трубы и лопатки 13, расположенные с наклоном относительно оси шнека под углом α=25-30° в левую и правую стороны, обеспечивающие перемещение материалов к центру разбрасывателя. Верхний планчатый ворошитель 15 (фиг. 3а) состоит из кольцевых дисков 25 с вырезами, в которые установлены планки 28 прямоугольного сечения. Наружный диаметр нижнего ворошителя и верхнего ворошителя D₃ находится в пределах 250…300 мм.

Нижний ворошитель 6 получает вращение от гидромотора 14 (Фиг. 2 и 3), установленного на наружной поверхности разбрасывателя 3, скорость вращения n которого регулируется изменением количества подаваемого масла дросселем, установленным в кабине трактора, в зависимости от вида рассеваемого материала. Верхний планчатый ворошитель 15 (Фиг. 3а) служит для измельчения крупных комков и равномерной подачи материалов в нижний ворошитель 6 и получает вращение от нижнего ворошителя через цепную передачу с звездочками 23 и 24 (Фиг. 3 и 3а).

Измельченный материал поступает в заборные части 5 и 26 разбрасывателя. Шнеки 7 и 8 имеют левую и правую навивки (фиг. 2 и 4), шаг навивки в начале шнека t₁ в два раза больше шага навивки в конце шнека t₂ для обеспечения быстрой загрузки всего объема шнека разбрасываемым материалом и равномерного его распределения по всей длине шнека. Привод шнеков 7 и 8 выполняется гидромоторами 9, установленными в конце шнеков. На оси каждого шнека установлен диск 16 с грузиком 17, перемещающимся по пазу 19 (фиг. 4, 5), для обеспечения высокочастотной вибрации шнека и устранения возможности забивания продолговатых по форме высевных окон 18 на кожухе шнека (фиг. 6 и 7) порошкообразным материалом. Степень вибрации зависит от вида высеваемого материала и регулируется перемещением грузика 17 по пазу 19 диска 16 (фиг. 5), чем больше радиус г установки грузика 17 на пазу 19, тем больше амплитуда вибрации шнека, величина которой регулируется в пределах r=30…140 мм. В случае отсутствия необходимости вибрации при высеве гранулированных материалов грузик 17 снимается с диска 16.

Механизм регулирования ширины высевных окон представляет собой задвижку 20, прилегающую с наружной стороны к кожуху шнека и перемещающуюся по окружности кожуха шнека с помощью регулировочного устройства 21, состоящего из винта с контргайкой (Фиг. 7).

Площадь высевных окон 18 зависит от постоянной длины и регулируемой ширины b в пределах от 10 до 50 мм (фиг. 6, 7). Ширина высевного окна 18 регулируется поворотом задвижки 20 регулировочным устройством 21 механизма регулирования (фиг. 7) для обеспечения нормы высева и равномерной подачи материалов через высевные окна 18 по всей длине шнека. Расстояние между серединами высевных окон

Открытие выдвижной перегородки 4 осуществляется гидроцилиндром 22 перед началом работы, а закрытие - по окончанию работы.

Основными требованиями к работе машины для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов является соблюдение заданной нормы внесения сыпучих и порошкообразных материалов и равномерный их высев по поверхности поля по всей ширине захвата разбрасывателя.

Производительность работы шнека q, кг/с, определяется по формуле:

где Д₄ - внутренний диаметр шнека, м;

d - диаметр вала шнека, м;

t - шаг винта шненка, м;

n- частота вращения шнека, об/мин;

γ - объемная масса материала, кг/м³;

с - коэффициент наклона шнека при горизонтальном расположении шнека, с=1;

K - коэффициент заполнения шнека, K=0,4…0,8.

При известной производительности шнека можно определить норму внесения материалов по формуле:

где W_агр - производительность агрегата, га/ч;

где В - ширина захвата разбрасывателя, м;

ν - скорость движения агрегата, м/с;

τ - коэффициент использования времени смены.

Таким образом, норма внесения материалов зависит от параметров шнека (Д, d, t, В), длины и ширины b высевных окон, частоты вращения шнека n, объемной массы материала γ и скорости движения ν. При известной норме внесения материала Q, т/га, можно определить параметры шнека, обеспечивающие максимальную производительность агрегата W_агр. При известных параметрах шнека норму внесения удобрений Q можно регулировать частотой вращения шнека n, величиной регулирования ширины высевного окна b и скоростью движения агрегата ν. Для обеспечения беспрерывной подачи материалов в заборные части разбрасывателя необходимо по известной норме внесения материалов определить скорость перемещения переднего борта полуприцепа.

Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов работает следующим образом. Загружают кузов полуприцепа 1 разбрасываемым материалом. Устанавливают норму высева и равномерность высева материалов регулированием величины ширины b высевных окон 18 при помощи регулировочного устройства 21 механизма регулирования, открывая или закрывая задвижки 20. Максимальную величину ширины открытия высевных окон b определяют по величине скорости истечения высеваемого материала, кг/с через определенную площадь высевных окон. Для этого на регулировочной площадке при установленных положениях задвижек 20 на месте включают в работу шнек на несколько минут и взвешивают высеянный материал по всей длине шнека через определенное расстояние. При достижении равномерного высева по всей ширине захвата разбрасывателя задвижки фиксируют в установленном положении.

Затем при установленной площади высевных окон определяют необходимую частоту вращения оси шнека n, об/мин для заполнения высеваемым материалом всей ширины захвата шнека. Корректировку нормы внесения материалов производят скоростью движения агрегата. Для обеспечения бесперебойной подачи высеваемого материала устанавливают скорость движения переднего борта. Перед началом высева материала открывают при помощи гидроцилиндра 22 выдвижную перегородку 4 шнекового разбрасывателя. Разбрасыватель готов к работе.

Затем выезжают в поле и осуществляют высев сыпучих и порошкообразных материалов по поверхности поля, при этом материал из полуприцепа 1 поступает сначала в вверхний планчатый ворошитель 15 для измельчения крупных комков и равномерной подачи материала, а затем в нижний ворошитель 6, где с помощью ножевых рыхлителей 12 обеспечивается крошение сыпучих и порошкообразных материалов, а с помощью лопаток 13 материал перемещается к центру разбрасывателя. Измельченный материал поступает в заборные части 5 и 26 разбрасывателя, а затем с помощью шнеков 7 и 8, имеющих левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся от начала к концу шнека в 2 раза, обеспечивается быстрая загрузка всего объема шнека разбрасываемым материалом и равномерное его распределение по всей длине шнека., через высевные окна 18 материал выбрасывается из кожуха и распределяется по полю.

Внедрение машины для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов для высева различных видов удобрений и мелиорантов в производство обеспечит расширение технологических возможностей машины, повысит качество и равномерность распределения удобрений и мелиорантов, увеличит производительность агрегата при внесении удобрений и сыпучих и порошкообразных материалов с соблюдением агротехнических требований, что в конечном итоге обеспечит повышение плодородия почвы и увеличение урожайности возделываемых культур.

Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов содержит бункер и шнековый разбрасыватель, включающий поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, внутри которого размещены шнеки, имеющие левую и правую навивки, и заборные части. Бункер выполнен в виде полуприцепа с выдвижным передним бортом с различной емкостью кузова и без заднего борта. При этом шнековый разбрасыватель съемно установлен в задней части кузова и содержит выдвижную с помощью гидроцилиндра перегородку. Над заборными частями шнекового разбрасывателя установлены друг над другом в вертикальной плоскости два ворошителя с приводом вращения от гидромотора для рыхления поступающих в заборные части слежавшихся сыпучих и порошкообразных материалов. Шнеки, имеющие левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся от начала к концу шнека, имеют привод вращения от гидромоторов, установленных в конце шнека с регулируемой скоростью вращения для обеспечения подачи материалов по всей длине шнека при установке различной нормы высева сыпучих и порошкообразных материалов. На конце оси шнеков, рядом с гидромотором, установлен диск с грузиком для создания высокочастотной вибрации шнека, устраняющей возможность забивания высевных окон продолговатой формы, регулируемых по ширине посредством механизма регулирования, установленного на кожухе шнека для обеспечения равномерного высыпания сыпучих и порошкообразных материалов с заданной нормой высева на поверхность поля по всей ширине захвата разбрасывателя. Для регулирования амплитуды вибрации шнеков грузик каждого шнека выполнен с возможностью перемещения по пазу, выполненному на диске. Изобретение позволит повысить качество и равномерность распределения удобрений, сыпучих и порошкообразных материалов с соблюдением агротехнических требований, увеличить производительность, что в конечном итоге обеспечит повышение плодородия почвы и увеличение урожайности возделываемых культур. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов, содержащая бункер и шнековый разбрасыватель, включающий поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, внутри которого размещены шнеки, имеющие левую и правую навивки, и заборные части, отличающаяся тем, что бункер выполнен в виде полуприцепа с выдвижным передним бортом с различной емкостью кузова и без заднего борта, при этом шнековый разбрасыватель съемно установлен в задней части кузова и содержит выдвижную с помощью гидроцилиндра перегородку, а над заборными частями шнекового разбрасывателя установлены друг над другом в вертикальной плоскости два ворошителя с приводом вращения от гидромотора для рыхления поступающих в заборные части слежавшихся сыпучих и порошкообразных материалов, причем шнеки, имеющие левую и правую навивки с шагом, уменьшающимся от начала к концу шнека, имеют привод вращения от гидромоторов, установленных в конце шнека с регулируемой скоростью вращения для обеспечения подачи материалов по всей длине шнека при установке различной нормы высева сыпучих и порошкообразных материалов, при этом на конце оси шнеков, рядом с гидромотором, установлен диск с грузиком для создания высокочастотной вибрации шнека, устраняющей возможность забивания высевных окон продолговатой формы, регулируемых по ширине посредством механизма регулирования, установленного на кожухе шнека для обеспечения равномерного высыпания сыпучих и порошкообразных материалов с заданной нормой высева на поверхность поля по всей ширине захвата разбрасывателя.

2. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что ворошители установлены на цапфы с подшипниковым узлом, при этом нижний ворошитель выполнен в виде трубы с прикрепленными к ней вертикально ножевыми рыхлителями и установленными под углом 25-30° с наклоном в левую и правую стороны лопатками, обеспечивающими перемещение материалов к центру разбрасывателя, а верхний планчатый ворошитель состоит из кольцевых дисков с вырезами, в которых установлены планки.

3. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что для регулирования амплитуды вибрации шнеков грузик каждого шнека выполнен с возможностью перемещения по пазу, выполненному на диске.

4. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что механизм регулирования ширины высевных окон для установки нормы высева материалов выполнен в виде задвижки, прилегающей с наружной стороны к кожуху шнека и перемещающейся по окружности кожуха шнека с помощью регулировочного устройства.

5. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что для устранения возможности выдувания сыпучих и порошкообразных материалов шнеки снабжены шторками с двух сторон вдоль кожуха шнека.

6. Машина для широкозахватного разбрасывания сыпучих и порошкообразных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что для копирования рельефа поля на концах шнека установлены опорные колеса.