Патент на изобретение №2160984

(54) МАШИНА ДЛЯ ВЫКОПКИ СОЛОДКОВОГО КОРНЯ

(57) Реферат:

Машина содержит раму (1), копирующее колесо, лемех (2), элеватор (3) и сепаратор (4). Сепаратор (4) выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов (28, 29) с ярусно установленными клыками (27) на поверхности каждого. Клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса. За сепаратором (4) размещены щитки (46, 47). Обеспечивается снижение энергозатрат на выполнение технологического процесса и трудозатрат при сборе корней и корневищ солодки. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для добычи корневой массы солодки (голой, уральской, Г. Коржинского) в естественных зарослях и на культурных плантациях в качестве лакричного сырья ряда отраслей промышленности (химической, консервной, фармацевтической, пищевой, кондитерской и др.).

Известна почвообрабатывающая скоба, включающая боковые ножевидные стойки, соединенные в нижней части криволинейным лемехом с удлинителем, состоящим из центрального элемента и боковых рыхлящих прутьев, закрепленных передними концами на задней кромке криволинейного лемеха, в которой, с целью повышения эффективности рыхления и сепарации почвы, а также снижения тягового сопротивления скобы, боковые рыхлящие прутья выполнены прямыми и расположены по двум симметричным относительно продольной оси скобы винтовым поверхностям, причем задние концы прутьев каждой винтовой поверхности лежат на прямой линии; ближайшие к центральному элементу боковые рыхлящие прутья снабжены съемными режущими спиралями, направление которых совпадает с направлением закрутки винтовых поверхностей удлинителя (SU, авторское свидетельство, N 1445594, A1, МПК⁴

Описанная скоба удовлетворительно подрезает корнесодержащий пласт. Однако извлечение на дневную поверхность корней и корневищ солодки из пронизанного ими пласта затруднительно. Связанный задернелый пласт сползает вновь по рыхлящим прутьям скобы в канаву.

Известна также машина для выкопки солодкового корня, содержащая раму на опорных колесах, подкапывающий лемех, в которой, с целью снижения нагрузки на ходовую систему трактора и увеличения производительности, она снабжена двумя закрытыми кожухами-редукторами, каждый из которых имеет вал с двумя параллельными крестовинами, который установлен на подшипниках, расположенных на раме корпусов с неподвижными коническими шестернями, при этом валы редукторов установлены параллельно друг другу и соединены между собой посредством зубчатых колес, которые образуют пару противоположного вращения, причем каждая ось крестовины вала имеет установленную у ее центра с возможностью вращения на ней коническую шестерню, на корпусе которой со стороны большого основания расположена цилиндрическая шестерня, сопряженная с цилиндрической шестерней соседней крестовины этого же вала, при этом каждая из неподвижных шестерен сопряжена со всеми коническими шестернями одной крестовины, все конические и цилиндрические шестерни имеют, соответственно, одинаковый диаметр, а последние из них снабжены дебалансными грузами (см. SU, авторское свидетельство N 1824049, A1, МПК⁵

Механический вибратор, установленный на раме машины, не обеспечивает извлечение корневой массы солодки из целинных пластов земли на естественных зарослях как в условиях поймы р. Волги, так и в степных сообществах.

Известна также машина для извлечения корневищ корнеотпрыскивых сорняков, содержащая раму, копирующее колесо, лемех, элеватор, сепаратор с ротором и бункер, в которой, с целью повышения эффективности в работе, ротор выполнен подпружиненным и снабжен молотками с гребенчатыми полозьями, причем контрмолотки смонтированы на роторе при помощи осевого стержня, при этом сепаратор установлен с возможностью плоскопараллельного движения; полозья закреплены в контрмолотках на различной длине, причем последняя уменьшается в направлении от продольной оси машины; полозья выполнены из эластичного материала; ротор установлен на раме с возможностью регулирования его положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях (RU, патент, N 2017372, C1, МПК⁵

Ротор, размещенный за элеватором и над подрезанным пластом, не обеспечивает обработку корнесодержащего пласта. Описанная машина громоздка, металлоемка и малопроизводительна. Даже наличие сепаратора (5) не обеспечивает отделения корневой массы солодки от почвы. С увеличением мощности (глубины) подкапывания корнесодержащего пласта до 0,5-0,6 м и 80-90% почвы и грунта перемещается в бункер (12).

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении степени очистки корневой массы солодки и производительности машины.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в снижении энергозатрат на выполнение технологического процесса и трудозатрат при сборе корней и корневищ солодки с поверхности убранной полосы.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигаются тем, что в известной машине, включающей раму, копирующее колесо, лемех, элеватор и сепаратор, последний выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов с ярусно установленными клыками на поверхности каждого, причем клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса, а за сепаратором размещены щитки; лемех выполнен в виде U-образной скобы, боковые стенки которой сопряжены с горизонтальным лезвием криволинейными участками, а режущая кромка каждой боковой стенки наклонена к лезвию под углом 60-70^o; элеватор выполнен в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных ребер, при этом среднее ребро установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину, а боковые ребра, установленные симметрично среднему ребру, смонтированы с нарастанием угла постановки и уменьшением длины; передние концы ребер элеватора смонтированы на горизонтальном лезвии U-образной скобы лемеха и со смещением назад от его режущей кромки; удаленные концы ребер от горизонтального лезвия лемеха установлены в зоне контактов ярусно размещенных клыков роторов; каждый ротор установлен на раме с возможностью смещения в боковом направлении; установленные за ротором щитки выполнены из упругого прорезиненного материала и снабжены возможностью взаимного смещения; привод роторов выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленными карданным телескопическим валом с шарнирами Гука, подвесным валом, соединенным шарниром Гука с трансмиссионным валом, снабженным многоручьевыми шкивами и соединенными перекрещивающимися клиновыми ремнями со шкивами вертикально установленных встречно вращающихся роторов.

За счет того, что машина снабжена элеватором в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных к горизонту ребер и сепаратором в виде вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов, достигается вышеуказанный технический результат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично в аксонометрическом изображении представлена машина для выкопки солодкового корня.

На фиг. 2 показан в аксонометрии лемех и элеватор заявленной машины.

На фиг. 3 – диаметральный разрез левого ротора сепаратора корневой массы с ярусно установленными клыками.

На фиг. 4 изображена кинематическая схема привода встречно вращающихся вертикально установленных роторов сепаратора, включая карданный телескопический вал связи с ВОМ трактора и ВПМ (ведущий приемный вал) машины.

Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения, заключаются в следующем.

Машина для выкопки солодкового корня содержит раму 1, копирующее колесо с винтовым механизмом (на чертежах не показано), лемех 2, элеватор 3 и сепаратор 4 (см. фиг. 1).

Рама 1 сварной конструкции содержит поперечный брус 5, стойку 6, продольный брус 7, балку 8, кронштейн 9 и укосину 10.

Поперечный брус 5 снабжен левым и правым кронштейнами 11 и 12 для навески посредством пальцев 13 на тяги агрегатируемого трактора класса тяги 3-5. Брус 5 выполнен из толстостенной трубы. На брусе 5 сварными швами и косынками закреплена стойка 6. Верхняя часть стойки 6 снабжена парой плит, образующих верхний кронштейн 14 навески для соединения с центральной верхней тягой трактора. Кронштейн 14 снабжен быстросъемным пальцем 15 диаметром 30 (40) мм. На левой консоли поперечного бруса 5 установлено копирующее колесо с винтовым механизмом. Копирующее колесо заимствовано с трехъярусного плуга ПТН-3-40. Пределы регулирования положения опорного колеса винтовым механизмом составляют 0-0,45 м.

Лемех 2 выполнен в виде U – образной скобы (см. фиг. 1 и 2), боковые стенки 16 и 17 которой сопряжены с горизонтальным лезвием 18 криволинейными участками 19 и 20.

Режущие кромки 21 боковых стенок 16 и 17 наклонены к лезвию 18 под углом 60-70^o. Лезвие 18 снабжено режущей кромкой 22. Верхняя часть каждой боковой стенки 16 (17) снабжена монтажными отверстиями 23.

Элеватор 3 выполнен в виде пакета разноподлинных и разнонаклонных ребер 24, 25 и 26. Среднее ребро 24 установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину. Боковые ребра 25 и 26 установлены симметрично среднему ребру 24. Боковые ребра 25 и 26 смонтированы на лемехе 2 с нарастанием угла постановки и уменьшения их длины. Передние концы ребер 24-26 элеватора 3 смонтированы на горизонтальном лезвии 18 U-образной скобы лемеха 2 и со смещением назад от его режущей кромки 22 на величину 75-125 мм. Удаленные концы ребер 24-26 от горизонтального лезвия 18 лемеха 2 установлены в зоне контактов ярусно установленных клыков 27 роторов 28 и 29 сепаратора 4.

Сепаратор 4 (см. фиг. 1 и 3) выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных ротора 28 и 29 с ярусно установленными клыками 217 на поверхности каждого ротора 28 (29). Клыки 27 верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом. Радиусы описанных окружностей клыков 27 во втором и третьем ярусах увеличиваются в сторону нижнего яруса.

Каждый ротор 28 (29) имеет цилиндрический каркас 30 с ярусно установленными на внешней поверхности клыками 27. В полости каркаса 30 сварными швами закреплены разновеликие шлицевые втулки 31 и 32. Посредством втулок 31 и 32 каркас 30 ротора 28 (29) установлен на приводной штанге 33. Приводная штанга 33 снабжена резьбовым хвостовиком 34 со стороны нижних шлицов 31.

Верхняя часть штанги 33 смонтирована в корпусе 35, в котором установлены роликоподшипники 36 и 37, упорная шайба 38, фасонная гайка 39 с шайбой с усом, сквозные крышки 40 и 41 с сальниковыми уплотнениями. В верхней части штанги 33 посредством клиновой шпонки 42 закреплен многоручьевой шкив 43. Корпус 34 сварными швами соединен с полой балкой 44 сварного сечения. Полные балки 44 и 45 роторов 28 и 29 установлены в полости поперечной балки 8. Таким образом каждый ротор 28 (29) установлен на раме 1 с возможностью смещения в боковом направлении. Установленные за роторами 28 (29) щитки 46 и 47 сепаратора 4 выполнены из упругого прорезиненного материала. Щитки снабжены возможностью взаимного смещения благодаря дуговым секторам 48 и 49 (см. фиг. 1).

Привод роторов 28 и 29 выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленным карданным телескопическим валом 50 (см. фиг. 4) с шарнирами Гука 51 и 52, подвесным валом 53, соединенным шарниром Гука 54 с трансмиссионным валом 55. Трансмиссионный вал 55 снабжен многоручьевыми шкивами 56 и 57 и соединен перекрещивающимися клиновыми ремнями 58 и 59 со шкивами 43 вертикально установленных встречно вращающихся роторов 28 и 29.

Шарнир Гука 51 соединен чистым болтом со шлицами ВОМ агрегатируемого трактора. Подвесной вал 53 установлен в полости стойки 6 и размещен между парой радиальных роликоподшипников 60 разовой смазки. Трансмиссионный вал 55 установлен над продольным брусом 7 и с ним соединен опорной втулкой с установленной в ней парой радиальных шарикоподшипников 61. Шарнир Гука 54 исключает любые несоосности в соединении подвесного вала 53 и трансмиссионного вала 55. Шкивы 56 и 57 на поверхности трансмиссионного вала установлены посредством прямобочных шлицев. Направление вращения валов 50, 53 и 55 и вертикально установленных штанг 33 горизонтальных роторов 28 и 29 сепаратора 4 читается на фиг. 4. Натяжение ременных передач 58 и 59 достигается перемещением полых балок 44 и 45 из полости поперечной балки 8 рамы 1 с помощью винтовых механизмов. Изменение расстояния между концами ярусно установленных клыков 27 на выполнение технологического процесса заметного влияния не оказывает.

Машина для выкопки солодкового корня функционирует следующим образом.

Заявленную машину, выполненную в навесном варианте и снабженную приводом от ВОМ агрегатируемого трактора, штатно готовят к работе. Особое внимание уделяют узлам вращения. Все приводные узлы должны быть снабжены защитными кожухами.

Перед началом заготовки солодкового корня убирают сеноуборочными (кормоуборочными) машинами вегетативные побеги лакрицы и сопутствующих трав в естественных (дикорастущих) или на культурных плантациях. После уборки вегетативных побегов удаляют фрезерованием верхнего слоя почвы и пожнивных остатков нетоварные части корней солодки как не отвечающие требованиям ГОСТ 22839-88. Уборку ведут либо полосами, либо на сплошном массиве. Агрегат, включающий трактор и заявленную машину, движется с учетом рельефа местности на заданной рабочей (поступательной) скорости. После рекогносцировки местности и установления фактической продуктивности естественных зарослей лакричника приступают к промышленной заготовке солодкового корня. В это же время устанавливают мощность корнесодержащего пласта 60.

При перемещении рамы 1 режущая кромка 22 горизонтального лезвия 18 ножа 2 режущие кромки 21 левой и правой боковых стенок 16 и 17 подрезают по прямоугольному периметру пласт почвы, переплетенный корнями и корневищами солодки высотой 0,4-0,45 м и шириной 1,1-1,8 м. За счет подпора и перемещения ножа 2 подрезанный пласт 60 поступает на ребра 24-26 элеватора 3. В силу конструктивных особенностей размещения элеватора 3 относительно лемеха 2 пласт 60 элеватором 3 поднимается над горизонтом и постоянно подвергается изгибно-сжимающим деформациям. Подрезанные вертикальные полки подрезанного пласта 60 крайними ребрами 26 приподнимаются относительно среднего ребра 24 и боковых ребер 25. В пласте возникают сжимающе-растягивающие нагрузки относительно корней и корневищ и почвенные агрегаты отделяются от основной массы. Пласт 60, в уменьшенном размере по ширине, поступает с элеватора 3 на сепаратор 4. Клыками 27 встречно вращающихся роторов 28 и 29 сжатый пласт 60 подвергается интенсивной обработке. Комья земли отделяются от общей массы и клыками сбрасываются на щитки 46 и 47. Почвенные агрегаты и комья земли и грунта вновь укладываются на дно канавы. Корневая масса извлекается вверх и укладывается на поверхность убранной полосы. Извлеченные солодковые корни и корневища в условиях Астраханской и Волгоградской областей подвергаются естественной сушке в течение 3-4 суток на поверхности полосы. С поверхности полос корневую массу убирают подборщиками корней конструкции заявителей.

Описанная совокупность отличительных существенных признаков обеспечивает достижение технической задачи. Почва укладывается вместе с некондиционными (мелкими) корнями в канаву. При указанной обработке на корнях и корневищах солодки находится минимальное количество минеральных примесей.

Формула изобретения

1. Машина для выкопки солодкового корня, содержащая раму, копирующее колесо, лемех, элеватор и сепаратор, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов с ярусно установленными клыками на поверхности каждого, причем клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса, а за сепаратором размещены щитки.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что лемех выполнен в виде U-образной скобы, боковые стенки которой сопряжены с горизонтальным лезвием криволинейными участками, а режущая кромка каждой боковой стенки наклонена к лезвию под углом 60 – 70^o.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что элеватор выполнен в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных ребер, при этом среднее ребро установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину, а боковые ребра, установленные симметрично среднему ребру, смонтированы с нарастанием угла постановки и уменьшения длины.

4. Машина по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что передние концы ребер элеватора смонтированы на горизонтальном лезвии U-образной скобы лемеха и со смещением назад от его режущей кромки.

5. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что удаленные концы ребер от горизонтального лезвия лемеха установлены в зоне контактов ярусно установленных клыков роторов.

6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждый ротор установлен на раме с возможностью смещения в боковом направлении.

7. Машина по п.1, отличающаяся тем, что установленные за роторами щитки выполнены из упругого прорезиненного материала и снабжены возможностью взаимного смещения.

8. Машина по п.1, отличающаяся тем, что привод роторов выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленными карданным телескопическим валом с шарнирами Гука, подвесным валом, соединенным шарниром Гука с трансмиссионным валом, снабженным многоручьевыми шкивами и соединенным перекрещивающимися клиновыми ремнями со шкивами вертикально установленных встречно вращающихся роторов.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.08.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003

Извещение опубликовано: 20.04.2003