Результат интеллектуальной деятельности: АГРЕГАТ ДЛЯ РЕЗКИ СОЛОМЫ И РАЗНОТРАВЬЯ

Изобретение откосится к области сельского хозяйства и может быть использовано в технологии уборки зерновых культур с использованием соломы, разнотравья на корма и удобрения.

Известным является измельчитель (а.с. №1158093, МКИ A01F 29/00) который включает режущее устройстве в виде поперечного ротора с зубчатыми режущими дисками и распорными кольцами, а также противорежущее устройство, выполненное в виде двух валов с рифлеными дисками и распорными кольцами, причем режущие диски размещены напротив распорных колец противорежущего устройства, а рифленые диски одного вала расположены с перекрытием в радиальном направлении с рифлеными дисками другого вала. Измельченная солома подается между рифлеными дисками противорежущего устройства и защемляется. Режущие диски производят перерезание защемленной массы соломы.

Недостатком известного изобретения является ограниченные технологические возможности, сложность изготовления, сборки и эксплуатации и высокая энергоемкость процесса измельчения.

Наиболее близким является устройство к зерноуборочному комбайну для расщепления и размельчения соломы зерновых культур (патент РФ №2090051, МКИ А01F 29/00), содержащее режущий элемент, выполненный в виде поперечного ротора с зубчатыми режущими дисками и распорными втулками, а также противорежущую часть в виде двух вальцов имеющих на своей поверхности острые зубья, которые установлены со смещением, равным ширине зуба, причем зубья одного вальца удалены от зубьев другого вальца на расстояние, исключающее их непосредственное взаимодействие.

Недостатком известного изобретения является ограниченные технологические возможности, сложность изготовления, сборки и эксплуатации и высокая энергоемкость процесса измельчения.

Техническим результатом является повышение технологических возможностей, упрощение изготовления, сборки и эксплуатации, а также снижения энергоемкости процесса измельчения.

Технический результат достигается тем, что в агрегате для резки соломы и разнотравья, содержащем режущий элемент согласно изобретению последний изготовлен в виде винтовых ножниц, смонтированных из вращающихся наружного винтового ротора с винтовыми нижними лезвиями винтовых ножниц и размещенного внутри него внутреннего винтового ротора с винтовыми верхними лезвиями винтовых ножниц, причем наружный винтовой ротор снабжен винтовыми линиями и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри в виде карманов криволинейной формы, с центрами кривизны карманов криволинейной формы, расположенными внутри его поперечного сечения, и изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру наружного винтового ротора трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри наружного винтового ротора и образованием внутри него напусков, в виде винтовых нижних лезвий винтовых ножниц по всей длине от входного до выходного отверстия, по всей длине наружного винтового ротора смонтирован внутренний винтовой ротор, выполненный по периметру в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых верхних лезвий роторных винтовых ножниц по всей длине винтовой поверхности, изготовленной из трех или более одинаковых полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке и соединенных между собой с образованием снаружи по периметру винтовой поверхности напусков, в виде винтовых нижних лезвий роторных винтовых ножниц по всей длине винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой формы относительно оси винтовой поверхности внутреннего винтового ротора с центрами кривизны, расположенными снаружи поперечного сечении винтовой поверхности внутреннего винтового ротора.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне агрегата для резки соломы и разнотравья.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление позволяет обеспечить резку соломы, разнотравья, стеблей кукурузы в одном агрегате, что расширяет технологические возможности, упрощает изготовление, сборку и эксплуатацию, а также обеспечивает снижение энергоемкости процесса измельчения.

Новизна усматривается в том, что режущий элемент изготовлен в виде винтовых ножниц, смонтированных из двух вращающихся наружного винтового ротора с винтовыми нижними лезвиями винтовых ножниц и размещенного внутри него внутреннего винтового ротора с винтовыми верхними лезвиями роторных винтовых ножниц, что расширяет технологические возможности, упрощает изготовление, сборку и эксплуатацию, а также обеспечивает снижение энергоемкости процесса измельчения.

Новизна заключается в том, что наружный винтовой ротор снабжен винтовыми линиями и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри в форме карманов криволинейной формы, с центрами кривизны карманов криволинейной формы, расположенными внутри его поперечного сечения, и изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру наружного винтового ротора трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри наружного винтового ротора и образованием внутри него напусков, в виде винтовых нижних лезвий роторных винтовых ножниц по всей длине от входного до выходного отверстия, что расширяет технологические возможности и обеспечивает снижения энергоемкости процесса измельчения.

Новизна заключается также в том. что верхние лезвия роторных ножниц выполнены винтовыми в виде внутреннего винтового ротора, выполненного по периметру в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых верхних лезвий роторных винтовых ножниц по всей длине винтовой поверхности, изготовленной из трех или более одинаковых полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке и соединенных между собой с образованием снаружи по периметру винтовой поверхности напусков, в виде винтовых нижних лезвий роторных винтовых ножниц по всей длине криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой формы относительно оси винтовой поверхности внутреннего винтового ротора с центрами кривизны, расположенными снаружи поперечного сечения винтовой поверхности внутреннего винтового ротора, что расширяет технологические возможности и обеспечивает снижение энергоемкости процесса измельчения.

Новизна состоит в том, что агрегат для резки соломы и разнотравья снабжен питателем, жестко смонтированным с наружным винтовым ротором, выполненным в виде снабженной конусной обечайки, внутри которой жестко закреплена двухступенчатая винтовая навивка, ступень большого диаметра конической формы которой не менее чем двумя витками закреплена жестко в конусной обечайке, а ступень меньшего диаметра витков меньшего диаметра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен агрегат для резки соломы и разнотравья; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - питатель агрегата для резки соломы и разнотравья; фиг. 4 - наружный винтовой ротор с винтовыми нижними лезвиями винтовых ножниц с пятью карманами криволинейной формы; на фиг, 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - одна из полос наружного винтового ротора с напуском; фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - вид полосы наружного винтового ротора с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси 0₁-0₁; на фиг. 9 - вид полосы наружного винтового ротора с напуском после сгиба на цилиндрической оправке; на фиг. 10 - разрез D-D на фиг. 9; на фиг. 11 - внутренний винтовой ротор в сборе с цапфами с двух сторон; на фиг. 12 - внутренний винтовой ротор с винтовыми верхними лезвиями роторных ножниц, изготовленный из восьми полос с напусками; на фиг. 13 - разрез Е-Е на фиг. 12; на фиг. 14 - одна из полос внутреннего винтового ротора с напуском; фиг. 15 - сечение Г-Г на фиг. 14; на фиг. 16 - одна из полос внутреннего винтового ротора с напуском после скручивание ее концов относительно горизонтальной оси 0₂-0₂; на фиг. 17 - вид полосы внутреннего винтового ротора с напуском, изогнутой по винтовой линии в поперечном направлении на оправке; на фиг. 18 - разрез З-З на фиг. 17: на фиг. 19 - разрез З-З на фиг. 17 с совмещением кромок двух полос.

Агрегат для резки соломы и разнотравья содержит режущий элемент, изготовленный в виде винтовых ножниц, смонтированных из вращающихся из наружного винтового ротора 1 и размещенного внутри него внутреннего винтового ротора 2 (фиг. 1, фиг. 2), устройство для загрузки 3 с питателем 4, жестко соединенным с наружным винтовым ротором 1 с помощью фланцев 5 и 6. Питатель 4 выполнен в форме конусной обечайки 7. внутри которой жестко закреплена двухступенчатая винтовая навивка 8 ступень большого диаметра конической формы 9 которой не менее нем полтора витками закреплена жестко в конусной обечайке 7, а ступень меньшего диаметра винтовой навивки 10 цилиндрической формы смонтирована консольно и жестко скреплена с винтовой навивкой конической Формы большого диаметра 9 и вмонтирована в приемную воронку устройства для загрузки 3. жестко закрепленной на плите 11, Наружный винтовой ротор 1 покоится с возможностью вращения на опорах 12 и 13 закрепленных жестко на плите 11 и снабжен приводом (на чертеже не показано). Внутри наружного винтового ротора 1 смонтирован внутренний винтовой ротор 2, который с возможностью вращения от индивидуального привода 14 покоится так же и в опоре 15. Опора 15 и привод 14 упруго закреплены на плите 11. На плите 11 закреплено приемное устройство готовой продукции 16.

Питатель 4 (фиг. 1, фиг. 3) выполнен в форме конусной обечайки 7, внутри которой жестко закреплена двухступенчатая винтовая навивка 8, ступень большого диаметра 9 конической формы которой не менее чем полтора витками закреплена жестко в конусной обечайке 7, а ступень меньшего диаметра винтовой навивки 10 цилиндрической формы смонтирована консольно и жестко скреплена с винтовой навивкой конической формы большого диаметра 9, причем шаг витков ступени большого диаметра навивки 9 в 1,5 и более раза меньше шага витков ступени меньшего диаметра 10. Таким образом, ступень меньшего диаметра винтовой навивки 10 цилиндрической формы питателя 4 смонтирована консольно и вмонтирована в устройство для загрузки 3, жестко закрепленной на раме 11.

Со стороны загрузки к фланцу 5 питателя 4 прикреплен фланцем 6 наружный винтовой ротор 1.

Наружный винтовой ротор 1 выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри в виде, например, шести карманов криволинейной формы на фиг. 2 или как на фиг. 4 и фиг. 5 пяти карманов 17, 18, 19, 20, 21 (фиг. 5) с центрами кривизны карманов криволинейной формы, расположенными внутри его поперечного сечения. На фиг. 1 показан наружный винтовой ротор 1 с винтовыми нижними лезвиями винтовых ножниц с шестью карманами криволинейной формы. На фиг. 4 и фиг. 5 показан наружный винтовой ротор 1, изготовленный из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы 22, 23, 24, 25, 26, скрученных в продольном направлении, например 22, на фиг. 6 относительно продольной оси 0₁-0₁ (фиг. 8) и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке 27 (фиг. 9), с образованием по периметру наружного винтового ротора 1 трех и более криволинейных поверхностей выпуклой формы 22, 23, 24, 25, 26 (фиг. 5) с центрами кривизны внутри наружного винтового ротора 1 и образованием внутри него напусков в виде нижних винтовых лезвий 28, 29, 30, 31, 32 по всей длине наружного винтового ротора 1.

Таким образом, наружный винтовой ротор 1 с винтовыми нижними лезвиями винтовых ножниц выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками, например на фиг. 3 пятью - 17, 18, 19, 20, 21 из трех и более, например на фиг. 4 и фиг. 5 из пяти полос прямоугольной формы 22, 23, 24, 25, 26 с образованием по периметру наружного винтового ротора 3 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри наружного винтового ротора 3 и образованием внутри него напусков, в виде нижних винтовых лезвий 28, 29, 30, 31, 32 по всей длине наружного винтового ротора 1. При этом образуются внутри наружного винтового ротора 1 винтовые канавки в виде карманов криволинейной формы 17, 18, 19, 20, 21 с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения наружного винтового ротора 1 (фиг. 5).

Каждая из полос прямоугольной формы (например, на фиг. 6 и фиг. 7 полоса 22) выполнена с напуском 33 и с боковыми кромками 34 и 35. Напуск 33 показан на фиг. 6 отделенным, например от полосы 22, штриховой линией 36. Боковая кромка 34 (фиг. 7) заточена с образованием режущей кромки винтовых лезвий под углом α. Полоса 23 скручена по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 8) относительно продольной оси О₁-О₁ и изогнута по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке 27 (фиг. 9, фиг. 10).

Полосы 22, 23, 24, 25, 26 с напусками 28, 29, 30, 31, 32, после сгиба снимают с оправки 27 (фиг. 6) и соединяют друг с другом боковой кромкой 35 одной полосы со штриховой линией 36 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру винтовых линий и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок-карманов 17, 18, 19. 20, 21 с постоянным шагом S₁ (фиг. 4). Например, полоса 23 своей боковой кромкой 35 (фиг. 5 и фиг. 6) соединена с полосой 22 по штриховой линии 36 с выпуклой ее стороны, например сваркой, в свою очередь полоса 22 соединена своей боковой кромкой 35 с полосой 26 по ее штриховой линии 36 и т.д., с образованием многозаходной винтовой поверхности в виде пустотелого наружного винтового ротора 1 с напусками в виде нижних винтовых лезвий 28, 29, 30, 31, 32 по всей длине наружного винтового ротора 1.

В результате соединения друг с другом последовательно питателя 4 загрузочного устройства 3 с наружным винтовым ротором 1 с винтовыми нижними лезвиями 28, 29, 30, 31, 32 винтовых ножниц, который покоится с возможностью вращения на опорах 12 и 13, закрепленных жестко на плите 11 (фиг. 1 и фиг. 2) и вращается от привода со скоростью ω, (на чертеже привод не показан).

Внутри наружного винтового ротора 1 смонтирован внутренний винтовой ротор 2, который с помощью вала 37 получает вращение от индивидуального привода 14. С противоположной стороны внутренний винтовой ротор 2 с помощью вала 38 вращается в опоре 15. Внутренний винтовой ротор 2 с верхними винтовыми лезвиями винтовых ножниц, снабженный винтовыми линиями, (фиг. 11, фиг. 12, фиг. 13), может быть выполнен из трех и более полос с напусками 39 (фиг. 14), например, полос 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 (фиг. 13), скрученных по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 14 и фиг. 15) относительно 0₂-0₂ (фиг. 16) и изогнутых в поперечном направлении (фиг. 17, фиг. 18, фиг. 19) на цилиндрической оправке 48. Напуск 39 (фиг. 14) отделен от полосы 40 штриховой линией 49.

Каждая из полос 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии О₂-О₂, например как полоса 40 на фиг. 16, с продольными боковыми кромками 50 и 51, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из концов полосы повернут относительного другого конца полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом полосу 40 размещают на цилиндрическую оправку 48, как например, на фиг. 17 полосу 40 и изгибают так, чтобы кромки 50 и 51 полосы 40 разместились бы в поперечном направлении по винтовым линиям. При этом полоса 40 деформируется и ее либо снимают с оправки 48, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы. Далее, деформированные таким образом полосы 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 размещают на оправке 48, как на фиг. 17. Боковая кромка 50 (фиг. 15) заточена с образованием режущей кромки- винтовых лезвий под углом β.

Полосы 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 с напусками после сгиба снимают с оправки 48 (фиг. 19) и соединяют друг с другом боковой кромкой 51 одной полосы со штриховой линией 49 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру винтовых линий и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок-карманов с центрами кривизны расположенными вне поперечного сечения внутреннего винтового ротора 13. Например, полоса 40 своей боковой кромкой 51 (фиг. 13) соединена с полосой 41 по штриховой линии 49 с ее выпуклой стороны, например сваркой, в свою очередь полоса 41 соединена своей винтовой кромкой 51 с полосой 42 по ее штриховой линии 49 и т.д., с образованием многозаходной винтовой поверхности в вине пустотелого внутреннего винтового ротора 2 с напусками в виде нижних винтовых лезвий 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 по всей длине внутреннего винтового то топа 2.

Таким образом, агрегат дли резки соломы и разнотравья выполнен в виде роторных винтовых ножниц, смонтированных из вращающихся в одну сторону с разными угловыми скоростями или навстречу друг другу наружного винтового ротора 1 с винтовыми нижними лезвиями роторных ножниц и размещенного внутри внутреннего винтового ротора 2 с верхними винтовыми лезвиями роторных винтовых ножниц.

Агрегат для резки соломы и разнотравья работает следующим образом. Солома или разнотравье непрерывным потоком поступает в приемную воронку устройства для загрузки 3, из которого с помощью питателя 4 поступает во внутреннюю полость роторных винтовых ножниц, смонтированных из двух вращающихся наружного винтового ротора 1 с винтовыми нижними лезвиями роторных винтовых ножниц и размещенного внутри внутреннего винтового ротора 2 с верхними винтовыми лезвиями роторных винтовых ножниц. Винтовыми карманами нижнего и верхнего винтовых роторов 1 и 2 солома или разнотравье подаются в зону контакта винтовых роторных лезвий нижнего и верхнего винтовых роторов 1 и 2, где и происходит резка соломы или разнотравья, при этом процесс резки интенсифицируется за счет разности угловых скоростей вращения роторных винтовых лезвий ω₁≠ω₂. Процесс резки соломы непрерывен и происходит по всей длине вращающихся относительно друг друга верхних и нижних винтовых лезвий.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения технологических возможностей, упрощения изготовления, сборки и эксплуатации, а также снижения энергоемкости процесса резки соломы или разнотравья.