Результат интеллектуальной деятельности: Способ и устройство для уборки и трёхстадийной очистки клубней топинамбура

Изобретение относится к области механизации сельскохозяйственного производства, в частности к устройствам, позволяющим, при уборке клубней топинамбура с остатками стеблей мобильными средствами, обеспечивать эффективную очистку от грязных включений почвы и растительных примесей.

Известен способ и устройство для уборки высокостебельчатых культур, в том числе стебельчатой массы топинамбура (проспект фирмы / CAPELLO S.r.L. - Via Valle Ро, 100-12100 CUNEO-Италия, info@capello.it-www.capello.it/2014, 8 с. ).

В известном способе производится скашивание основной части стебельчатой массы с листьями. При это применяются известные комбайны с ручьевыми приспособлениями, которые комплектуются срезающими ножами в каждом ряду жатки и измельчающим общим барабаном с винтообразными ножами. Скошенная стебельчатая масса затем используется на корм животным.

Известны также способы и устройства для уборки картофеля, которые обеспечивают выкапывание клубней, отделение клубней от ботвы, сбор их в бункер и далее выдачу в транспортные средств (http:dic.academic.ru/dic.nsf/bse/93973/1986).

Для реализации таких способов используются картофелеуборочные комбайны в двух модификациях - элеваторной и грохотной. Соответственно в элеваторный модификации пассивный лемех подрезает пласт почвы, а прутковый элеватор рыхлит его и отсеивает почву. В грохотной модификации лемех колеблется вместе с первым решетом грохота. Элеватор или решета грохота отсеивают основную часть почвы. Масса, сходящая с просеивающих органов, поступает в комкодавитель, для разрушения комков. Измельченная почва просеивается на решетах грохота. Оставшаяся масса поступает на прутковый транспортер ботвоудаляющего устройств. Мелкие примеси просыпаются между прутками транспортера, а ботва (с не оборванными клубнями) и растительные примеси зависают на прутках, а далее при протаскивании ботвы между прутковым и прижимным транспортером отбойные прутки отрывают оставшиеся клубни. Затем клубни с остатками (комки почвы, столоны, камни) подаются барабанным транспортером на горку, а затем ссыпаются на транспортер-переборщик, где рабочие вручную отбирают от клубней примеси и кладут их на транспортер примесей, сбрасывающий камни и комки на поле. Клубни с транспортера-переборщика поступают на загрузочный элеватор, который подает их в накопительный бункер, имеющий подвижное дно. После заполнения бункера клубни выгружают в кузов автомобиля-самосвала.

Недостатками данных способов и устройств является большая трудоемкость процесса, низкая производительность и низкая рабочая скорость движения мобильного средства, а также не качественная очистка клубней.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, является способ и устройство для уборки, транспортировки и очистки корнеплодов (http://www.agroserver./ru/kartofeleuborochnye-kombayny/1990 г.). В способе одновременно с подачей вороха на трансвортеры производится очистка клубней, установленными над ними очистительными элементами, которые выполнены в виде горизонтально-цилиндрических щеток. При этом транспортирующие и очищающие рабочие органы размещены внутри машины эшелонированно, поэтому ворох уже очищенных клубней значительное время задерживается на указанных рабочих органах

Недостатком такого способа и устройства является не обеспеченность требуемого условия по непрерывному интенсивному взаимодействию клубней с очищающими рабочими органами и соответственно не качественная очистка клубней, тем более клубней топинамбура.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности труда, рабочей скорости движения комбайна и качества очистки клубней топинамбура, которые имеют не традиционную, а неправильную форму с выростами и буграми.

В результате использования предложенного способа и устройства для уборки и трехстадийной очистки клубней топинамбура обеспечивается повышение производительности труда, рабочей скорости движения комбайна и достигается качество очистки клубней топинамбура более чем 98%.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе уборки и трехстадийной очистке клубней топинамбура, включающем транспортировку и очистку корнеплодов, одновременно с подачей вороха в боковые транспортеры производят их очистку установленными над ними очистительными элементами в виде щеток, осуществляют трехстадийную очистку клубней топинамбура, при этом на первой стадии проводят виброочистку, очищая клубни топинамбура, и срезание остатков стеблей и удаление остатков почвы, на второй стадии осуществляют виброочистку клубней топинамбура в барабанном очистителе со спиралеобразным шнеком, виброщетками и вибропружиной с регулируемым шагом спирали, на третьей стадии вычищают остатки земли из выемок корней топинамбура виброимпульсным воздействием щеток и металлической ячеистой сетки, затем очищенные клубни подают в выходной патрубок, имеющий в своей нижней стенке ящик-камнеуловитель с открывающейся передней крышкой, а далее клубни направляют в корытообразный кожух горизонтально-наклонным транспортером, который развернут на 180° от пути транспортирования клубней топинамбура при их очистке.

Технический результат достигается также тем, что предлагаемое устройство для уборки и трехстадийной очистки клубней топинамбура, содержащее боковые транспортеры и очистительные элементы в виде щеток, содержит наклонный вибротранспортер с заточенными роликами катушечного типа и горизонтальные прорезиненные барабаны-комкодавители с продольными рифлями, заостренными под углом не менее чем 120°, что обеспечивает при этом эффективную первичную очистку клубней топинамбура, которые затем поступают в корпус барабана-очистителя с вращающимся ленточным спиралеобразным вибрирующим шнеком, установленным под углом от горизонтали не менее чем на 15° к выходу очищаемых клубней, при этом к валу шнека, с использованием не более чем четырех плоских пластин, выполненных в виде диаметральных лучей, установленных на каждой длине шага шнека под углом 45° по ходу его вращения, крепится спиралевидная лента, а на ее внутренней плоскости закреплено не менее чем восемь вертикальных корпусов цилиндров, выполненных в виде плунжерных пар со щетками и пружинами, которые расположены диаметрально по радиусам от центра вала на каждом шаге спирали, а изготовлены щетки из нейлоновой, полиуретановой или пропиленовой лески, с ворсом, диаметром не более 1,2 мм, длиной не менее 120 мм, при этом корпуса со щетками имеют возможность вращаться в горизонтальной плоскости по часовой стрелке от 0 до 90° и обратно, а также перемещаться в вертикальной плоскости, кроме того, между торцевыми стенками корпуса барабана-очистителя, установлена вибрирующая пружина диаметром не менее 500 мм, которая изготовлена из металлической проволоки диаметром не менее 4 мм, один конец пружины закреплен к передней торцевой стенке корпуса барабана-очистителя, а другой ее конец, через заднюю торцевую стенку, крепится с использованием горизонтальных тяг к кулисам, которые присоединены к не менее чем трем гидроцилиндрам, для регулирования шага спирали в зависимости от размеров клубней топинамбура, что и обеспечивает их вторичную очистку, кроме того, на расстоянии не менее 10 мм, по кругу от диаметра вибрирующей пружины, на торцевых стенках барабана-очистителя закреплены не более шести горизонтальных уголков для установки на них металлической сетки, которая имеет квадратные ячейки: размером не более 20×20 мм, при этом осуществляется одновременная вибрация всех указанных выше рабочих органов, которая передается от соответствующих электроприводов с частотным регулятором, что и обеспечивает третью очистку клубней топинамбура, а далее очищенные клубни через выходной патрубок подаются в корытообразный кожух с горизонтально-наклонным транспортером, который развернут на 180° от пути движения клубней топинамбура, что обеспечивает ликвидацию задержки очищенных клубней топинамбура в зоне камнеуловителя при их очистке, и выполнен он из резиновой ленты с круглыми отверстиями диаметром не более 10 мм и с прикрепленными к ней скребками, также, в это же время, в транспортер подается теплый подогретый воздух из воздуходувки работающей от солнечной батареи, установленной на крыше кабины трактора, а это обеспечивает подсушку клубней топинамбура, которые затем поступают в накопительный бункер, а из него далее осуществляется выгрузка их ленточным транспортером в отдельное транспортное средство, при этом система управления работой всех механизмов осуществляется от микропроцессора, установленного в кабине трактора.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 представлена общая схема способа и устройства для уборки и трехстадийной очистки клубней топинамбура, вид в разрезе с боку.

На фиг. 2 показан вид разреза схемы по А-А.

Способ и устройство для уборки и трехстадийной очистки клубней топинамбура содержит подкапывающий лемех 1 (фиг. 1) и наклонный вибротранспортер с горизонтальными прутками 2, на которых нанизаны заточенные ролики катушечного типа 3, а за ним установлены горизонтальные прорезиненные рифленые барабаны-комкодавители 4, при этом рифли имеют угол заточки не менее 120°. Также имеется корпус барабана-очистителя 5, а в нем установлен ленточный спиралеобразный вибрирующий шнек с валом 6, который устанавливается под углом от горизонтали не менее чем на 15°, к выходу очищенных клубней, при этом к валу 6 шнека, с использованием не более чем четырех плоских пластин 7 (фиг. 2), выполненных в виде диаметральных лучей, установленных на каждой длине шага шнека под углом 45° по ходу его вращения, причем нижние концы пластин 7 приварены к валу 6 шнека, а к верхним концам пластин крепится спиралевидная лента 8, при этом на внутренней плоскости ленты 8 закреплено не менее чем восемь вибрирующих корпусов цилиндров 9, выполненных в виде плунжерных пар 10 с вертикальными пружинами и со щетками 11, которые расположены диаметрально по радиусам от центра вала на каждом шаге спирали, а щетки 11 изготовлены из нейлоновой, полиуретановой или пропиленовой лески, с ворсом, диаметром не более 1,2 мм и длиной не менее 120 мм.

Кроме того, между торцевыми стенками корпуса очистителя установлена спиралевидная вибрирующая пружина 12 диаметром не менее 500 мм и изготовлена из металлической проволоки диаметром не менее 4 мм, при этом один ее конец закреплен к передней торцевой стенке корпуса барабана-очистителя, а другой конец, через заднюю торцевую стенку, крепится горизонтальным и тягами к кулисам, которые присоединены к, не менее чем, трем гидроцилиндрам 13, для регулирования шага спирали, в зависимости от размеров очищаемых клубней топинамбура, кроме того, на расстоянии не менее 10 мм от диаметра вибрирующей пружины 12, на торцевых стенках закреплены не более шести горизонтальных уголков 14 для закрепления на них металлической сетки 15, которая имеет квадратные ячейки размером не более 20×20 мм.

Для выгрузки очищенных клубней из корпуса барабана очистителя 5 имеется выходной патрубок 16, в котором имеется трапециевидный камнеуловитель 17 с откидной крышкой 18, а далее патрубок 16 соединен с коробом 19, в котором установлен горизонтально-наклонный транспортер 20, изготовленный из резиновой ленты 19 с круглыми отверстия 22 и приклепанными скребками 23, при этом транспортер развернут на 180° от пути транспортирования очищенных клубней топинамбура, что обеспечивает ликвидацию задержки очищенных клубней топинамбура в зоне камнеуловителя 17. В торцевой части короба 19 установлена воздуходувка 26 (фиг. 1) для подачи в него подогретого воздуха от солнечной батареи, которая установлена на крыше кабины трактора. В устройстве имеется также накопительный бункер 24 и ленточный транспортер 25.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Вибрирующий режущий лемех 1 (фиг. 1) подрезает, крошит пласт почвы с выкопанными клубнями топинамбура с остатками стеблей и подает их на наклонный вибротранспортер 2, который имеет горизонтальные прутки в виде вращающихся заточенных роликов 3 катушечного типа на поперечных осях для очистки клубней от почвы и травянистых примесей, а далее примеси поступают на горизонтальные прорезиненные барабаны-комкодавители 4 с наклонными продольными рифлями, где обеспечивается интенсивное отделение от клубней топинамбура остатков срезанных стеблей и комков земли, что и обеспечивает первичную очистку клубней топинамбура.

Затем клубни поступают в корпус вибрирующего барабана-очистителя 5, в котором имеется спиралеобразный шнек с валом 6, установленный под углом от горизонтали не менее чем на 15° к выходу очищаемых клубней, при этом к валу 6 шнека (с использованием не более чем четырех плоских пластин 7 (фиг. 2), выполненных в виде диаметральных лучей и которые установлены на каждой длине шага шнека под углом 45° по ходу его вращения) приварены нижние концы пластин 7, а верхние - к спиралевидной ленте 8. Также на внутренней плоскости ленты спирали закреплено не менее чем восемь вертикальных корпусов цилиндров 9, выполненных в виде плунжерных пар 10 (фиг. 1) со щетками 11 и пружинами. Плунжерные пары 10 расположены диаметрально, по радиусам от центра вала на каждом шаге спирали, а щетки 11 изготовлены из нейлоновой, полиуретановой или пропиленовой лески, с ворсом, диаметром не более 1,2 мм, а длиной не менее 120 мм. Корпуса цилиндров 9 со щетками 11 имеют возможность вращаться в горизонтальной плоскости по часовой стрелке от 0 до 90° и обратно, а также перемещаться в вертикальной плоскости. Кроме того, между торцевыми стенками корпуса барабана-очистителя 5 установлена вибрирующая пружина 12 диаметром не менее 500 мм, которая изготовлена из металлической проволоки диаметром не менее 4 мм, один конец пружины закреплен к передней торцевой стенке корпуса барабана-очистителя, а другой ее конец, через заднюю торцевую стенку, крепится с использованием горизонтальных тяг к кулисам, которые присоединены к, не менее чем трем, гидроцилиндрам 13 (фиг. 2), для регулирования шага спирали в зависимости от размеров клубней топинамбура. Такая конструкция перечисленных выше устройств рабочих органов обеспечивает их вторичную очистку.

Кроме того, в конструкции предложенного устройства, на расстоянии не менее 10 мм на обечайках торцевых стенок барабана-очистителя 5, по диаметру вибрирующей пружины 12, закреплены не более шести горизонтальных уголков 14 для установки на них металлической сетки 15, которая имеет квадратные ячейки размером не более 20×20 мм, что позволяет осуществить третью очистку клубней топинамбура от остатков почвы вследствие транспортирования их спиралью пружины 12 по сетке 15, при этом осуществляется окончательное высыпание почвы через квадратные ячейки сетки 15.

Далее из барабана 5 очищенные клубни топинамбура поступают в выходной патрубок 16, который в нижней стенке имеет ящик-камнеуловитель 17 с открывающейся передней крышкой 18, а затем очищенные клубни через выходной патрубок 16 попадают в корытообразный кожух 19 с горизонтально-наклонным транспортером 20, который развернут на 180° от пути движения клубней топинамбура при их очистке и выполнен из резиновой ленты 21 с круглыми отверстиями 22 диаметром не более 10 мм и с прикрепленными к ленте скребками 23.

В это же время в транспортер 20 подается теплый подогретый воздух из воздуходувки 26 (фиг. 1), работающей от солнечной батареи, установленной на крыше кабины трактора, а это обеспечивает подсушку клубней топинамбура, которые затем поступают в накопительный бункер 24, а из него далее осуществляется выгрузка их ленточным транспортером 25 в отдельное транспортное средство.

В результате выполнения предложенного способа трехстадийной очистки клубней топинамбура и при одновременной вибрации всех указанных выше рабочих органов, передаваемой от соответствующих электроприводов с частотным регулятором и наличия горизонтально-наклонного транспортера, который размещен внутри машины не эшелонированно, а развернут на 180° от пути транспортирования клубней топинамбура при очистке и дальнейшей их подачи в накопительный бункер, обеспечивается повышение производительности труда, рабочей скорости движения комбайна и достигается более чем 98% качества очистки клубней топинамбура. Система управления всех механизмов осуществляется от микропроцессора, установленного в кабине трактора.

Пример способа уборки и очистки клубней топинамбура

В предлагаемом изобретении при уборке и транспортировании клубней топинамбура осуществляют трехстадийную очистку клубней топинамбура.

На первой стадии проводят виброочистку на вибротранспортере 2 (фиг. 1), очищая клубни топинамбура и срезание остатков стеблей роликами 3 и удаление остатков почвы после комкодавителей 4.

На второй стадии осуществляют виброочистку клубней топинамбура в барабане-очистителе 5 со спиралеобразным шнеком, виброщетками 11 и вибропружиной 12 с регулируемым шагом спирали.

На третьей стадии вычищают остатки земли из выемок корней топинамбура виброимпульсным воздействием щеток 11 и металлической ячеистой сетки 15, затем очищенные клубни подают в выходной патрубок 16 (фиг. 2), имеющий в своей нижней стенке ящик 17 - камнеуловитель с открывающейся передней крышкой 18.

Далее клубни направляют в корытообразный кожух 19 горизонтально-наклонного транспортера 20, который развернут на 180° от пути транспортирования клубней топинамбура при их очистке, где также они подсушиваются теплым воздухом от воздуходувки 26 (фиг. 1), которая работает от солнечной батареи, установленной на кабине трактора.