Результат интеллектуальной деятельности: КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к сепарирующим устройствам, используемым в картофелеуборочных машинах.

Известен элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, предназначенный для уборки двух рядков картофеля, посаженного с междурядьем 70 см.

Картофелекопатель КСТ-1.4 содержит активные лемеха, закрепленные на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, колеблющиеся шатунами, откидные пальцы, установленные на лемехах, скоростной, основной и каскадный элеваторы, образованные прутками, концы которых заделаны в звенья цепи, эллиптические встряхиватели, ходовые и опорное колеса, Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом, то есть изменением положения опорного колеса. (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М.: Колос С, 2004. - С. 422-424).

Известный картофелекопатель предназначен для уборки картофеля на тяжелых почвах влажностью до 27%. Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом опорного колеса. Прутковые элеваторы, предназначенные для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов к выходу. Верхняя ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками.

Лемеха закреплены на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, и колеблются шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 и 10,5 с^-1. Частоту колебаний лемехов регулируют, заменяя звездочки на валу редуктора.

Колеблющиеся лемеха частично крошат пласт, меньше залипаются почвой, позволяют уменьшить сгруживание почвы и растительной массы перед элеватором, снижают тяговое сопротивление картофелекопателя.

Полотно элеватора образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Скоростной элеватор имеет три цепи, основной и каскадный - по две цепи, которыми полотно опирается на звездочки ведущего вала и опорные ролики. Смежные прутки соединены планками и изогнуты в противоположные стороны, образуя карманы, предотвращающие скатывание клубней. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения.

Полотно скоростного элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается в продольном направлении и частично измельчается, что облегчает выделение клубней. Пласт, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками, а клубни, не разрушенные почвенные комки и ботва, сходят с каскадного элеватора в валок. Ширину образованного валка регулируют, поворачивая щиток, закрепленный к раме за каскадным элеватором.

Известный картофелекопатель имеет недостатки.

Во время уборки картофеля известным картофелекопателем часть клубней картофеля раскатывается по всей ширине подкопанных рядков. Для того чтобы картофель не раздавить колесами трактора, картофель убирают с первого и второго рядка, а затем с пятого и шестого, то есть подкапывают картофель через два рядка.

Во время уборки картофеля клубненосный гребень, подрезаемый лемехом, имеет почвенную корку, которая перемещается с клубненосным пластом с лемеха на прутковый сепарирующий элеватор. Какое бы не было сепарирующее устройство, вначале измельчается и просеивается почва с нижней части клубненосного пласта. Почвенные комки разрушенной почвенной корки гребня подрезанного лемехом не всегда удается разрушить дополнительными устройствами. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного пруткового элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.

Также известна картофелеуборочная машина, содержащая лемеха, закрепленные на шатунах, шарнирно установленных на эксцентриках, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, ходовые и опорные колеса, винтовой механизм для регулирования глубины подкапывания клубненосного пласта, эллиптические звездочки и установленный над ними в направлении движения вороха интенсификатор сепарации почвы. Интенсификатор выполнен в виде приводного вала с фланцами, на которых закреплены по винтовой линии прутки, и установлен с возможностью изменения расстояния между ним и прутковым элеватором, причем прутки выполнены с поперечным сечением в виде овала и расположены под углом к его оси, а вершины овала расположены по цилиндрической поверхности интенсификатора, причем рабочие поверхности каждого прутка выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины. (Патент на изобретение РФ 2541384, МПК A01D 33/08, A01D 19/04, опубл. 10.12.2014. Бюл. №34.

У известной картофелеуборочной машины для измельчения почвенных комков установлен интенсификатор с возможностью изменения расстояния между его цилиндрической поверхностью, то есть прутками и основным прутковым элеватором. Прутки интенсификатора выполнены с поперечным сечением в виде овала и расположены под углом к его оси, а вершины овала расположены по цилиндрической поверхности интенсификатора. Рабочие поверхности каждого прутка интенсификатора выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины. Интенсификатор установлен на стойке, имеющей резьбу. Стойка закреплена на раме картофелеуборочной машины и крепится гайкой. Вал интенсификатора выполнен с резьбой, на который вворачивается стойка. Путем вворачивания стойки в резьбовую часть вала возможно изменение расстояния между интенсификатором и основным прутковым элеватором. Для изменения расстояния между интенсификатором и основным прутковым элеватором в зависимости от высоты клубненосной почвы на стойке установлена пружина. В зависимости от типа и состояния почвы изменяется и масса клубненосной почвы на прутковых элеваторах. Во время работы картофелеуборочной машины за счет пружин изменяется расстояние между интенсификатором и основным прутковым элеватором. Перед началом работы картофелеуборочной машины в зависимости от типа и состояния почвы минимальное расстояние от интенсификатора до основного пруткового элеватора устанавливается путем вворачивания гайки на стойку.

Интенсификатор вращается в подшипниковых опорах и привод его осуществляется за счет движения клубненосной почвы по основному прутковому элеватору.

При перемещении клубненосной почвы, почвенных комков, растительной массы и столонов в зоне расположения интенсификатора прутки, выполненные с овальным сечением, взаимодействуют с почвенными комками. Интенсификатор за счет овального сечения прутков и их установки под углом к оси интенсификатора действуют на клубненосную почву сконцентрированной силой и крошат почвенные комки, отрывают столоны от клубней картофеля и одновременно выравнивают и мульчируют клубненосную почву по всей ширине основного пруткового элеватора. За счет того, что вал интенсификатора подпружиненный, то есть находится на стойке и прижимается пружиной, обеспечивается вращение интенсификатора и качественное выравнивание клубненосной почвы по всей ширине пруткового элеватора при работе картофелеуборочной машины на различных типах и состояниях почвы. Угол в пределах 20-35° обеспечивает качественное измельчение почвенных комков, отрыв столонов от клубней картофеля и перемещение сорной растительности со скольжением вдоль прутков, что исключает их забивание. Прутки разрушают почвенные комки, разрыхляют клубненосную почву, отрывают столоны от клубней и в результате происходит интенсивная сепарация почвы на основном прутковом элеваторе.

Воздействие прутков, выполненных с овальным сечением, способствует интенсивному измельчению почвенных комков. Воздействие прутков, выполненных с рабочей поверхностью из материала с высоким коэффициентом трения, например резины, предотвращает повреждение клубней картофеля и способствует интенсивному крошению почвенных комков.

При работе картофелеуборочной машины на легких почвах, а также на тяжелых почвах влажностью до 27% интенсификатор установлен с возможностью изменения расстояния между ним и прутками основного пруткового элеватора. Расстояние между прутками основного пруткового элеватора и овальными прутками интенсификатора изменяется гайкой, которая вворачивается или отворачивается на стойке. В процессе работы картофелеуборочной машины за счет пружины на стойке интенсификатор изменяет автоматически расстояние до пруткового элеватора в зависимости от массы клубненосной почвы на основном прутковом элеваторе. За счет того, что вращается интенсификатор за счет движения клубненосной почвы, не происходит сгруживание почвы перед интенсификатором. Повышению сепарации также способствуют эллиптические звездочки, установленные в зоне расположения интенсификатора под полотном основного пруткового элеватора.

Известная картофелеуборочная машина снабженная интенсификатором, позволяет обеспечить измельчение почвенных комков, отрыв столонов от клубней, встряхивание и перемещение почвенной массы по всей ширине пруткового элеватора с равной толщиной, что способствует повышению просеивающей способности прутковых элеваторов и возможности работы на повышенных скоростях.

Однако известная картофелеуборочная машина, также как и картофелекопатель КСТ-1.4 имеют недостатки.

Во время уборки картофеля клубненосный гребень, подрезаемый лемехом, имеет почвенную корку, которая перемещается с клубненосным пластом с лемеха на прутковый сепарирующий элеватор. Какое бы не было сепарирующее устройство, вначале измельчается и просеивается почва с нижней части клубненосного пласта. Почвенные комки разрушенной почвенной корки гребня подрезанного лемехом не всегда удается разрушить дополнительными устройствами. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного пруткового элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.

Кроме того, во время уборки картофеля известной картофелеуборочной машины часть клубней картофеля раскатывается по всей ширине подкопанных рядков. Для того чтобы картофель не раздавить колесами трактора, картофель убирают с первого и второго рядка, а затем с пятого и шестого, то есть подкапывают картофель через два рядка.

Задача изобретения - усилить разрушающее воздействие на почвенные комки, улучшить сепарацию почвы и снизить потери клубней картофеля.

Техническое решение заключается в том, что разрушающее воздействие на почвенные комки и улучшение сепарации почвы обеспечивается путем установки интенсификатора над каскадным прутковым элеватором, а снижение потерь картофеля путем предотвращения раскатывания клубней за картофелекопателем с образованием валка клубней картофеля.

Техническое решение достигается тем, что картофелекопатель, содержащий лемеха, закрепленные на шатунах, шарнирно установленных на эксцентриках, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, ходовые и опорные колеса, винтовой механизм для регулирования глубины подкапывания клубненосного пласта, эллиптические звездочки и установленный над ними в направлении движения вороха, интенсификатор, выполненный в виде приводного вала с фланцами, установлен с возможностью изменения расстояния между ним и прутковым элеватором, а интенсификатор установлен над каскадным прутковым элеватором с возможностью изменения расстояния между ним и прутками элеватора, на приводном валу интенсификатора между фланцами установлены спиралевидные пружины сжатия навитые с просветом между витками с правой и левой навивкой, причем спиралевидные пружины изготовлены из проволоки круглого сечения, а поверхности проволоки выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель соответствует критерию "новизна", то есть обеспечивается дополнительное разрушающее воздействие на почвенные комки с образованием за картофелекопателем картофельного валка, при этом техническое решение заявляемого картофелекопателя имеет отличия от прототипа.

1. Интенсификатор установлен над каскадным прутковым элеватором.

2. Интенсификатор установлен над каскадным прутковым элеватором с возможностью изменения расстояния между ним и прутками элеватора.

3. На приводном валу интенсификатора между фланцами установлены спиральные пружины сжатия

4. Спиральные пружины навиты с просветом между витками.

5. Спиральные пружины выполнены с правой и левой навивкой.

6. Спиральные пружины изготовлены из проволоки круглого сечения.

7. Поверхности проволоки спиральной пружины выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины.

Для измельчения почвенных комков, которые переместились с картофельным ворохом с основного пруткового элеватора на каскадный прутковый элеватор установлен интенсификатор. Для усиления разрушающего воздействия на почвенные комки и улучшения сепарации почвы интенсификатор установлен над каскадным прутковым элеватором с возможностью изменения расстояния между ним и прутками элеватора. В зависимости от размеров почвенных комков имеется возможность изменения расстояния между прутками каскадного элеватора и интенисификатором.

Для уборки картофеля на почвах разной влажности интенсификатор установлен над каскадным прутковым элеватором с возможностью изменения расстояния между ним и прутками элеватора. При этом возможно качественное измельчение, как крупных, так и мелких почвенных комков.

Снижение потерь картофеля путем предотвращения раскатывания клубней за картофелекопателем с образованием валка клубней картофеля за картофелекопателем обеспечивается путем изготовления интенсификатора в виде приводного вала, между фланцами которого установлены спиральные пружины сжатия, которые измельчают почвенные комки и перемещают клубни картофель на середину каскадного пруткового элеватора.

Для дополнительного воздействия на почвенные комки, с целью их измельчения и улучшения сепарации почвы на каскадном прутковом элеваторе спиральные пружины навиты с просветом между витками. При этом мелкий картофель весом 20 и менее грамм проходит между витками пружины, а крупный картофель перемещается спиральными пружинами на середину каскадного пруткового элеватора.

Для перемещения клубней картофеля на середину пруткового элеватора спиральные пружины выполнены с правой и левой навивкой. При этом обеспечивается дополнительное измельчение почвенных комков и улучшается сепарация почвы путем перемещения почвенных комков с их разрушением с краев каскадного пруткового элеватора в середину сепарирующей поверхности каскадного пруткового элеватора.

Спиральные пружины, выполненные с правой и левой навивкой, позволяют очищать клубни картофеля от налипшей почвы.

Для улучшения измельчения почвенных комков винтовые пружины изготовлены из проволоки круглого сечения.

Для предотвращения повреждения картофеля перемещаемого спиральными пружинами на середину каскадного пруткового элеватора поверхности проволоки пружины выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины.

Выявленные признаки технического решения заявляемого высевающего аппарата позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в конструкциях картофелеуборочных машин. Расширяются функциональные возможности картофелекопателя и область применения, то есть возможна уборка картофеля не только на легких, а также тяжелых почвах влажностью более 27%. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».

Заявляемый картофелекопатель поясняется чертежным материалом.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема картофелеуборочной машины, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - кинематическая схема движения каскадного пруткового элеватора и интенсификатора; на фиг. 4 - показан приводной вал интенсификатора, снабженый спиральными пружинами; на фиг. 5 - крепление интенсификатора на раме, вид сбоку.

Картофелекопатель снабжен лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 прутковыми элеваторами, ходовыми 6 и опорным 7 колесами. Глубину хода лемехов 1 и 2 до 25 см регулируют винтовым механизмом 8. Прутковые элеваторы 3, 4 и 5, предназначенные для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева почвы, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов 1 и 2 к выходу. Верхняя ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками 9. Над верхней (рабочей) ветвью каскадного пруткового элеватора 5 на раме 10 (фиг. 5) установлен интенсификатор 11. Интенсификатор 11 установлен над каскадным прутковым элеватором 5 с возможностью изменения расстояния между ним и прутками элеватора. Интенсификатор 11 выполнен в виде приводного вала 12 с фланцами 13 и 14, 15 и 16. На приводном валу 12 интенсификатора 11 между фланцами 13 и 15, 16 и 14 закреплены спиральные пружины 17 и 18. Спиральные пружины 17 и 18 навиты с просветом между витками. Спиральные пружины 17 и 18 выполнены с правой и левой навивкой. Спиральные пружины 17 и 18 изготовлены из проволоки круглого сечения. Поверхности проволоки пружин 17 и 18 выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, например резины. Интенсификатор 11 установлен на стойках 19, имеющих резьбу. Стойки 19 закреплена на раме 10 картофелекопателя и крепятся гайками 20. Вал 12 интенсификатора 11 установлен на подшипниках 21 и 22 закрепленных к стойке 19. Стойки 19 выполнены с резьбой. Путем вворачивания стойки 19 в резьбовую часть возможно изменение расстояния между интенсификатором 11 и каскадным прутковым элеватором 5. В зависимости от размеров почвенных комков и влажности подкапываемого клубненосного пласта положение интенсификатора на стойке 19, то есть расстояние между пружин 17, 18 и прутками каскадного элеватора 5 можно изменять.

Перед началом работы картофелекопателя в зависимости от типа и состояния почвы минимальное расстояние от интенсификатора 11 до каскадного пруткового элеватора 5 устанавливается путем вворачивания гайки 20 на стойку 19.

Приводной вал 12 имеет звездочку 23. Приводной вал 12 интенсификатора 11 вращается в подшипниковых опорах 21 и 22 и привод его осуществляется цепной передачей от звездочки, установленной на вал каскадного пруткового элеватора 5. (Цепная передача и звездочка, установленная на вал каскадного пруткового элеватора 5 не показаны).

Картофелекопатель работает следующим образом.

При движении картофелекопателя вдоль убираемых рядков подкопанные лемехами 1 и 2 клубненосные пласты поступают на скоростной прутковый элеватор 3. За счет того, что скорость прутков скоростного пруткового элеватора 3 больше, чем скорость самого картофелеуборочного агрегата, клубненосный пласт разрывается на куски и клубненосную почву. Клубненосная почва с почвенными комками перемещается на основной прутковый элеватор 4. Глубину хода лемехов 1 и 2 до 25 см регулируют винтовым механизмом 8 путем изменения положения опорного колеса 7. Клубненосный пласт, переходя скоростной прутковый элеватор 3 на основной прутковый элеватор 4, а затем на каскадный прутковый элеватор 5, дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками. Не разрушенные почвенные комки и растительные остатки, а также столоны сходят со скоростного пруткового элеватора 3 на основной прутковый элеватор 4. Верхняя ветвь основного пруткового элеватора 4 при движении встряхивается эллиптическими звездочками 9. Почвенные комки измельчаются и почва просеивается через сепарирующую поверхность основного пруткового элеватора 4. Клубни картофеля и не разрушенные почвенные комки перемещаются на каскадный прутковый элеватор 5. При перемещении почвенных комков и клубней картофеля в зоне расположения интенсификатора 11 спиральные пружины сжатия 17 и 18, выполненные с правой и левой навивкой с просветом между витками воздействуют на почвенные комки и клубни картофеля. Клубни картофеля и почвенные комки под воздействием пружин 17 и 18 перемещаются к середине каскадного пруткового элеватора 5. При этом почвенные комки разрушается, а почва просеивается между прутками каскадного элеватора 5. Клубни картофеля очищаются от почвы спиральными пружинами 17 и 18, перемещаются на середину каскадного пруткового элеватора 5, а затем на почву без раскатывания за картофелекопателем, образуя валок.

Спиральные пружины 17 и 18, выполненные из проволоки круглого сечения обеспечивает качественное измельчение почвенных комков, отрыв столонов от клубней картофеля. Спиральные пружины 17 и 18 разрушают почвенные комки, отрывают столоны от клубней и в результате происходит интенсивная сепарация почвы на каскадном прутковом элеваторе 5.

Поверхности проволоки спиральных пружин 17 и 18, выполненные из материала с высоким коэффициентом трения, например, резины, позволяют перемещать картофель на середину каскадного пруткового элеватора 5 без повреждения клубней.

При работе картофелеуборочной машины на легких почвах, а также на тяжелых почвах влажностью до 27% интенсификатор 11 установлен с возможностью изменения расстояния между ним и прутками каскадного пруткового элеватора 5. Расстояние между прутками каскадного пруткового элеватора 5 и спиральными пружинами 17 и 18 закрепленных на приводном валу 12 интенсификатора 11 изменяются гайками 20, которые вворачивается или отворачивается на стойке 19.

Использование картофелекопателя с заявляемым интенсификатором, выполненным со спиральными пружинами позволяет обеспечить измельчение почвенных комков, отрыв столонов от клубней и уложить картофель за картофелекопателем в валок без раскатывания.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в конструкциях устройств картофелеуборочных машин. При этом не использованы дефицитные материалы

Заявляемое техническое решение просто в изготовлении и конструктивном исполнении, а при использовании улучшается технологический процесс сепарации почвы при работе картофелекопателя, применяемой не только на легких почвах, а также на тяжелых переувлажненных почвах.