КАМНЕПОДБОРЩИК Российский патент 2024 года по МПК A01B43/00 

Изобретение относится к подборщикам и собирателем камней, используемым при обработке почвы в сельском и лесном хозяйстве.

В контексте настоящей заявки в качестве синонимов будут употреблены понятия:

- «камнеподборщик», «камнеуборочная машина», «подборщик камней»,

- «технологический материал», «груз», «грунт и камни».

Известен валкователь-подборщик камней, выполненный в виде прицепного агрегата, включающий два валкующих ротора на складывающихся захватных элементах и один подбирающий ротор, дышло, соединяемое с навеской трактора, бункер, колесные опоры с регулированием по высоте на уровнем земли (Мелиоративные машины: учебное пособие: в 2 ч. Ч. 1 /Е.И. Мажугин, А.Л. Казаков. – Горки: БГСХА, 2018. – 307 с.: ил. С. 201-203). По известному решению, привод ротора может быть механический или гидравлический. Выгрузку камней выполняют путем опрокидывания бункера назад или путем его опрокидывания с подъемом. В последнем случае возможна выгрузка камней в тракторный прицеп.

К недостаткам известного решения относится необходимость периодической остановки агрегата для опорожнения бункера. Это уменьшает производительность процесса очистки площадей от камней. К недостаткам относится также необходимость для оператора (машиниста) отслеживать наполненность бункера. Это является фактором дополнительной нагрузки на оператора и повышает его утомляемость. Кроме того, оператор не в состоянии визуально оценить массу груза в бункере. Возможны ситуации, когда в бункере окажется некритическое, по объему, но чрезмерное, по массе, количество грунта с камнями. Это может привести к перегрузке конструкции и возможным поломкам.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков – прототипом заявляемого изобретения – является устройство, применяемое при осуществлении способа уборки камней, выполненное в виде прицепного агрегата и включающее рабочие органы для подбирания камней с земли и бункер для сбора подобранных камней (пат. RU 2267244, опубл. 10.01.2006. Бюл. №1). По известному решению, рабочие органы для сбора камней выполнены в виде гребенки и корчующего зуба. Опорожнение бункера предлагается выполнять в периодически подводимую к устройству волокушу (пэн).

К недостаткам известного решения относится неизбежный простой камнеуборочной машины в период между отъездом от нее загруженной волокуши и подходом порожнего прицепа.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы камнеподборщика, выполненного в виде прицепного агрегата, за счет исключения периодов простоя между моментами отъезда от камнеподборщика груженного прицепа и подхода порожнего прицепа.

Общим недостатком известных решений является отсутствие механизмов разравнивания груза (грунта и камней) в бункере. Вместе с тем известно, что одним из факторов, влияющих на снижение эффективности работы камнеуборочных машин с накопительным бункером, является потеря времени на разравнивание технологического материала в бункере. Необходимость разравнивания технологического материала в бункере периодически возникает из-за скопления подаваемых уборочной частью машины камней и других примесей в передней части бункера, вблизи схода вороха с решетки уборочной части машины. При этом скопившийся ворох препятствует прохождению подаваемого вороха вглубь бункера, и камни скатываются вниз по уборочной части. Процесс разравнивания вороха в бункере заключается в остановке, частичном подъеме бункера и вибрационными действиями гидросистемы, производимыми оператором, смещении вороха из передней части бункера в центр и в заднюю часть (URL: https://elib.baa.by/jspui/bitstream/123456789/2994/1/Сысоев%20186-190.pdf (дата опубл.: 17.11.2021)).

Техническим результатом осуществления предлагаемого изобретения является повышение производительности труда бригады работников, обслуживающих машины и агрегаты, занятые на очистке площадей от камней. Дополнительным техническим результатом является уменьшение трудоемкости работы оператора камнеподборщика, благодаря освобождению его от необходимости отслеживания наполненности бункера, и повышение ресурса камнеподборщика за счет исключения работы с перегрузкой.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет совокупного применения следующих конструктивных мероприятий:

1) выполнения камнеподборщика со встроенным бункером, имеющим в задней части буксирную проушину для крепления прицепа самосвального типа (далее – прицепа),

2) использование ленточного транспортера, установленного и закрепленного в бункере и располагающегося после закрепления прицепа частично внутри прицепа и предназначенный для разравнивания груза в прицепе,

3) использование прицепа, расположенного за бункером, по ходу движения, закрепляемого к бункеру через буксирную проушину и наполняемого из бункера, после заполнения последнего, в ручном и/или автоматическом режиме,

4) использования датчиков нагрузки на ось, позволяющих опосредовано контролировать массовую загрузку бункера и связанных с системой перемещения груза из бункера в закрепленный за бункером прицеп,

5) использования автоматической активации гидроцилиндров бункера по сигналу датчиков нагрузки на ось, то есть при достижении предельной нагрузки.

Признаки, указанные выше под номерами от «2)» до «5)», являются новыми, с точки зрения применения в конструкциях камнеподборщиков, существенными, промышленно выполнимыми и направлены на достижения заявленного технического результата.

Конструкция камнеподборщика, предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением, поясняется чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4).

На фиг. 1 показан общий вид камнеподборщика без установленного прицепа.

На фиг. 2 показан фрагмент камнепоборщика с установленным прицепом.

На фиг. 3 показан вид на заднюю часть бункера (прицеп не установлен).

На фиг. 4 условно показан камнеподборщик без установленного прицепа, соединенный через дышло сцепкой с трактором.

Позициями обозначены:

1 - валкующие роторы,

2 - бункер,

3 - гидроцилиндры бункера 2,

4 - оси камнеподборщика,

5 - датчик нагрузки на оси 4,

6 - прицеп,

7 - ленточный транспортер,

8 - трактор.

Роторы 1 расположены на боковых захватных элементах (на фиг. позициями условно не показаны). Кроме того, камнеподборщик имеет третий ротор (на фиг. условно не показан), размещенный на раме камнеподборщика и предназначенный для перемещения технологического материала в бункер 2. Все роторы приводятся во вращение от гидравлической системы (на фиг. позицией не показана). Гидравлическая станция камнеподборщика (на фиг. позицией не показана) связана с валом отбора мощности трактора 8.

Гидроцилиндры 3 бункера 2 выполнены с возможностью активации как в ручном, так и в автоматическом режиме. Это означает, что опорожнение бункера 2 может быть осуществлено как непосредственно оператором, так и в автоматическом режиме. Конструкция элементов гидросистемы камнеподборщика не является предметом охраны по настоящей заявке, так как предусматривает использование серийно выпускаемых устройств (гидрораспределители, фитинги, трубопроводы, гидроцилиндры и т.п.). Это дополнительно обеспечивает выполнение условия промышленной применимости предлагаемого камнеподборщика.

В качестве датчиков 5 нагрузки на ось 4 могут быть использованы любые, известные из уровня техники и применяемые для аналогичной цели датчики, например, но не исключительно могут быть использованы тензодатчики Magtrol SA (URL: https://www.prom-tex.org/catalog/datchiki/usilie-i-ves/osevye-datchiki-nagruzki/?ysclid=lpxuscphvo433913801 (дата обращения: 09.12.2023)). Блок управления датчиками 5 (на фиг. условно не показан) может быть размещен в любом месте. Предпочтительным местом размещения блока управления является кабина трактора 8.

Прицеп 6 может иметь любую конструкцию, обеспечивающую возможность соединения с камнеподборщиком. Предпочтительным, с точки зрения упрощения разгрузки, является применение прицепа самосвального типа. Прицеп 6 во время работы камнеподборщика является частью его конструкции и образует с ним разборное соединение.

Ленточный транспортер 7 имеет привод от гидравлического мотора (на фиг. условно не показан).

Конструкция устройств, не раскрытая в материалах настоящей заявки может быть любой, известной из уровня техники и не является предметом охраны по настоящей заявке.

Камнеподборщик, предлагаемый в качестве настоящего изобретения, работает следующим образом.

К задней части бункера 2 через проушину (на фиг. позицией условно не обозначена) крепят прицеп 6.

Через дышло (на фиг. позицией условно не обозначено) камнеподборщик прикреплен к трактору 8. Трактор 8 начинает движение. В процессе очистки заданных площадей от камней два валкующих ротора на складывающихся захватных элементах вращаются и перемещают камни в направлении к подбирающему ротору (на фиг. позицией условно не обозначен). Подбирающий ротор перемещает камни и попадающий с ними грунт в бункер 2. При достижении предельного, предварительно заданного, значения нагрузки на ось 4, датчики 5 нагрузки на оси 4 подают на блок управления сигнал-уведомление о необходимости опорожнения бункера 2.

Блок управления после обработки сигнала датчиков 5 нагрузки на оси 4 формирует и подает сигнал на распределитель гидросистемы (на фиг. позицией условно не показаны), который через подачу гидравлической жидкости на гидроцилиндры 3 бункера 2 осуществляет поворот бункера 2 вокруг оси его качания, то есть происходит так называемое опрокидывание бункера 2. Груз, находящийся в бункере 2 пересыпается в прицеп 6. В соответствии с установленной программой включается ленточный транспортер 7, который перераспределяет груз по прицепу 6, обеспечивая более равномерную загрузку последнего.

Камнеподборщик продолжает движение и одновременно очистку площади. Когда, после очередного опорожнения бункера 2 прицеп 6 будет полностью заполнен, трактор 8 останавливается, и камнеподборщик прекращает движение и, соответственно, очистку площади от камней. Продолжительность остановки определяется только временем, необходимым для расцепления прицепа 6. После расцепления прицепа 6 камнеподборщик, ведомый трактором 8, возобновляет движение и очистку площади от камней. За период наполнения бункера 2 должен быть подан порожний прицеп 6. Вновь следует остановка – теперь для прицепления прицепа 6 к камнеподборщику. При необходимости выполняют опорожнение бункера 2 в прицеп 6. Далее работа продолжается в описанном порядке.

В процессе работы прицеп является частью конструкции камнеподборщика, будучи соединен с ним сцепкой через проушину. Таким образом, камнеподборщик представляет собой комплекс, собираемый на месте эксплуатации (на очищаемой площади) из самостоятельных агрегатов – собственно камнеуборочной машины и прицепа, соединяемого с ней, и подцепляемый к трактору.

Пример осуществления изобретения.

Заявителем разработан и серийно выпускается камнеподборщик модели «КП-6В-01» в конструкции которого использованы существенные признаки, перечисленные в независимом пункте формулы изобретения по настоящей заявке.

Камнеподборщик «КП-6В-01» включает, в частности, систему стабилизации и уровня заглубления и систему опорожнения бункера.

Указанные системы содержат:

- гидростанцию с приводом от вала отбора мощности трактора и блок управления,

- гидравлические мотор-колеса, в том числе боковые и ведущие с тензодатчиками нагрузки на ось,

- гидромоторы боковых (валкующих) роторов,

- гидроцилиндры уровня бункера,

- тензодатчики на дышле и в бункере.

Гидростанция постоянно подсоединена к валу отбора мощности трактора. При фиксации дифференциальной нагрузки на тензодатчиках дышла подается давление на мотор-колеса для стабилизации движения. При фиксации максимальной нагрузки после задействования мотор-колес выполняется задействование гидроцилиндров уровня для уменьшения заглубления и меняется скорость вращения гидромоторов боковых роторов до значений допустимой нагрузки на дышло.

За счет этой системы возможна работа на максимальном заглублении на разных почвах, уменьшается нагрузка на трактор.

С помощью датчиков нагрузки на ось определяется полная загрузка бункера. После этого подается сигнал-уведомление в кабину трактора для оповещения о необходимости опустошить бункер.

За счет этой системы не только повышается производительность системы, но и минимизируется возможность перегрузки.

При использовании прицепа автоматически выполняется активация гидроцилиндров бункера.

Камнеподборщик «КП-6В-01» оснащен ленточным транспортером и буксировочной проушиной для крепления прицепа.

При использовании объемных прицепов для равномерной загрузки применяется ленточный транспортер, приводимый в действие с помощью гидромотора. Опустошение бункера производится в ручном или автоматическом режиме во время работы. При заполнении прицепа он отцепляется, после чего подсоединяется либо этот же после опустошения, либо другой.

За счет этой системы работа камнеподборщика может идти почти безостановочно.

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству. Камнеподборщик выполнен в виде прицепного агрегата и включает в себя рабочие органы для подбирания камней с земли и бункер (2) для сбора подобранных камней. Рабочие органы для подбирания камней выполнены в виде трех роторов, управляемых с помощью гидросистемы, из которых два ротора (1) расположены на боковых захватных элементах и один ротор расположен на раме камнеподборщика. Бункер (2) имеет в задней части буксирную проушину для крепления прицепа и ленточный транспортер, располагающийся после закрепления прицепа частично внутри прицепа. Камнеподборщик дополнительно содержит датчики нагрузки на ось гидравлических мотор-колес камнеподборщика, связанные через блок управления с системой перемещения груза из бункера (2) в прицеп и системой автоматического или ручного опорожнения бункера (2). Обеспечивается повышение производительности труда бригады работников, обслуживающих машины и агрегаты, занятые на очистке площадей от камней, а также уменьшение трудоемкости работы оператора камнеподборщика благодаря освобождению его от необходимости отслеживания наполненности бункера и повышение ресурса камнеподборщика за счет исключения работы с перегрузкой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Камнеподборщик, характеризующийся тем, что выполнен в виде прицепного агрегата и включает в себя рабочие органы для подбирания камней с земли и бункер для сбора подобранных камней, причем рабочие органы для подбирания камней выполнены в виде трех роторов, управляемых с помощью гидросистемы, из которых два ротора расположены на боковых захватных элементах и один ротор расположен на раме камнеподборщика, причем бункер имеет в задней части буксирную проушину для крепления прицепа и ленточный транспортер, располагающийся после закрепления прицепа частично внутри прицепа, причем камнеподборщик дополнительно содержит датчики нагрузки на ось гидравлических мотор-колес камнеподборщика, связанные через блок управления с системой перемещения груза из бункера в прицеп и системой автоматического или ручного опорожнения бункера.

2. Камнеподборщик по п. 1, отличающийся тем, что прицеп выполнен в виде самосвального прицепа.