Результат интеллектуальной деятельности: Навесная компрессорная установка для консервации сельхозмашин при пониженной температуре

Изобретение относится к оборудованию для распыления и нанесения антикоррозионных покрытий, может быть использовано для нанесения вязкой защитной мастики на поверхности сельскохозяйственной техники в условиях пониженной температуры.

Известно устройство для нагрева и нанесения защитного материала, содержащее бак для вязкого защитного материала с электронагревателем под теплопроводящей сеткой, автотракторный генератор в качестве низковольтного источника электроэнергии, пистолет-распылитель, шланг подачи материала с электронагревательной спиралью и воздушный шланг с электронагревательной спиралью, смещенной к пистолету-распылителю, длина которой меньше половины длины шланга (см. патент RU №2420359, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2009 г.).

Недостатки устройства: неэкономичный режим работы двигателя трактора во время привода маломощного автотракторного генератора тока на этапе первоначального разогрева вязкого материала до температуры его распыления; неприспособленность устройства к работе от электросети в условиях закрытых постов консервации сельскохозяйственных машин; теплопотери через оболочку шланга подачи нагретого материала, ограничивающие его длину и радиус охвата защищаемых объектов с одного места размещения устройства; длительные технологические перерывы в работе на заправку бака новой порцией вязкого материала и его разогрева до температуры распыления; перегрев и деструкция воздушного шланга в месте контакта со спиралью при перерывах в подаче сжатого воздуха.

Известен также агрегат для консервации техники, содержащий одноосный прицеп на колесах, передаточный механизм из двух валов и ремней для передачи механической энергии от выходного вала трактора к валам компрессора и шестеренного насоса, резервуар для теплоносителя, бак для защитной смазки, рукава подачи смазки и сжатого воздуха к пистолету-распылителю, систему нагрева смазки в баке, включающую шестеренный насос, рукава подачи теплоносителя, вертикальный змеевик и кожух в баке, предохранительный клапан и дроссель для преобразования механической энергии трактора в тепловую энергию циркулирующего теплоносителя (см. авторское свидетельство СССР №1347990, МПК В05В 7/16, 1986 г.).

Недостатки агрегата обусловлены низкой эффективностью нагрева смазки в баке через змеевик от циркулирующего теплоносителя; перерасходом дизельного топлива трактором на нагрев массы теплоносителя в резервуаре; сложностью конструктивного исполнения передаточного механизма и системы нагрева смазки; технологическими отказами при пониженной температуре из-за закупоривания необогреваемого рукава подачи в результате охлаждения и загущения смазки; непригодностью агрегата к работе от электросети.

Наиболее близким из известного оборудования к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является мобильный энергопривод оборудования для консервации сельхозмашин загущенными композициями (см. журнал «Техника в сельском хозяйстве», 2009 г., №1, стр. 27-29, статью «Мобильный энергопривод оборудования для консервации сельхозмашин загущенными композициями», авторы Петрашев А.И., Прохоренков В.Д., Ивойлов А.А.), содержащий несущую раму с навесным устройством для навешивания на трактор, компрессор, ресивер, низковольтный генератор, карданный вал, механизм привода компрессора и низковольтного генератора, термованну с низковольтными нагревательными элементами и теплоносителем для нагрева баллончиков с загущенной композицией, аппарат для пневматического распыления нагретой композиции.

Недостатки известного мобильного энергопривода оборудования заключаются в сложной кинематике механизма привода компрессора и генератора, включающего повышающий конический редуктор, ведущий шкив и две ременные передачи; в необходимости применения усиленной несущей рамы для транспортирования компрессора и термованны, удаленных от навесного устройства; в медленном нагреве загущенной композиции из-за неэффективных затрат тепловой энергии на нагрев теплоносителя; в загрязнении теплоносителем поверхности баллончиков с разогретой композицией; в закупорке загустевшей композицией сопла аппарата при пневматическом распылении холодным воздухом; в невозможности использовать электроэнергию из сети 220/380 В для нагрева композиции и привода компрессора.

Задача заявляемого изобретения устранить указанные недостатки и тем самым упростить конструкцию, адаптировать его к работе от электросети, повысить производительность и качество нанесения защитного покрытия в условиях пониженной температуры, снизить затраты энергии на нагрев и улучшить условия обслуживания навесной компрессорной установки.

Поставленная задача достигается тем, что в навесной компрессорной установке для консервации сельхозмашин при пониженной температуре, содержащей навесное устройство, ресивер с платформой, установленные на платформе компрессор со шкивом, электродвигатель привода компрессора с фланцем и низковольтный генератор, ременную передачу с ремнем для привода компрессора и генератора, термованну с низковольтным нагревательным элементом для нагрева металлических баллончиков с мастикой, пистолет-распылитель с воздушным шлангом, нагревательную спираль в конце воздушного шланга, цепи электропитания низковольтного нагревательного элемента и нагревательной спирали, согласно изобретению навесное устройство выполнено съемным и закреплено на платформе ресивера, к шкиву компрессора прикреплен хвостовик для присоединения карданного вала, на фланце электродвигателя установлен несущий кронштейн, на котором жестко закреплен обводной ролик и шарнирно закреплен низковольтный генератор с возможностью поворота для натяжения ремня ременной передачи привода компрессора и низковольтного генератора, термованна расположена на навесном устройстве фронтально вдоль компрессора и электродвигателя, в термованне установлена теплопроводящая плита с втулками для размещения металлических баллончиков с мастикой, причем низковольтный нагревательный элемент прикреплен снизу к теплопроводящей плите, к цепям электропитания нагревательного элемента термованны и нагревательной спирали в воздушном шланге подключен блок питания от сети переменного тока, адаптированный к напряжению низковольтного генератора, а в цепь электропитания нагревательной спирали введен выключатель, расположенный у рукояти пистолета-распылителя.

Съемное исполнение навесного устройства позволяет крепить его без дополнительных кронштейнов к платформе серийного передвижного компрессора, сохраняет способность перемещения навесной компрессорной установки на серийно установленных колесах и тем самым упрощает ее конструкцию. Расположением термованны на навесном устройстве фронтально вдоль компрессора и электродвигателя исключается смещение центра тяжести навесной компрессорной установки относительного навески трактора, минимизируется нагрузка на навесное устройство и обеспечивается прочность его конструкции при меньшей металлоемкости.

Применением в термованне теплопроводящей плиты со втулками и низковольтным нагревательным элементом увеличена площадь теплового контакта их нагретых поверхностей с поверхностями металлических баллончиков, содержащих мастику. Благодаря этому при включении низковольтного нагревательного элемента интенсивнее растет температура мастики в металлических баллончиках, установленных во втулках, сокращаются затраты времени и энергии на ее нагрев. В условиях пониженной температуры распыление нагретой мастики теплым воздухом, подогретым от нагревательной спирали в воздушном шланге, обеспечивает прогревание в пистолете-распылителе сопла с мастикой, исключает его закупоривание и перебои в работе.

На фиг. 1 изображена схема навесной компрессорной установки для консервации сельхозмашин при пониженной температуре, вид спереди; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1, частичный разрез; на фиг. 3 - цепи электропитания нагревательного элемента термованны и нагревательной спирали в воздушном шланге.

Навесная компрессорная установка содержит ресивер 1 с платформой 2, на которой установлены компрессор 3 со шкивом 4, электродвигатель 5 со шкивом 6 и с фланцем 7 на переднем подшипниковом щите, навесное устройство 8 с термованной 9. На ресивере 1 установлены телепрессостат 10, редукционный клапан 11 с манометром и кран 12, к которому присоединен воздушный шланг 13 с пистолетом-распылителем 14 защитной мастики, расфасованной в металлические баллончики 15. К шкиву 4 на валу компрессора 3 прикреплен хвостовик 16 для крепления карданного вала (на рисунке не показан) при соединении вала компрессора 3 с валом отбора мощности трактора (на рисунке не показан). К фланцу 7 электродвигателя 5 прикреплен несущий кронштейн 17, на котором шарнирно закреплен низковольтный генератор 18 (например, Г1000В.05 напряжением 28 В) со шкивом 19, жестко закреплены ось обводного ролика 20 и стойка 21. На стойке 21 шарнирно закреплена планка 22 с прорезью для соединения с низковольтным генератором 18. Ремень 23 ременной передачи охватывает шкив 4 компрессора 3, шкив 19 низковольтного генератора 18, обводной ролик 20 и шкив 6 электродвигателя 5. Натяжение ремня 23 ременной передачи осуществляется поворотом низковольтного генератора 18 и фиксацией его положения в прорези планки 22. Низковольтный генератор 18 имеет выпрямитель 24, его контакт «минус» соединен с «массой» компрессорной установки, а к контакту «плюс» подключены автоматические выключатели 25 и 26.

Навесное устройство 8 выполнено съемным и включает вилку 27 для соединения с центральной тягой навески (на рисунке не показана) трактора, пальцы 28 для соединения с концами продольных тяг навески трактора, передний брус 29 и задний брус 30. Навесное устройство 8 посредством переднего бруса 29 прикреплено к платформе 2 со стороны шкива 4 компрессора 3, посредством заднего бруса 30 прикреплено к противоположной стороне платформы 2.

Термованна 9 расположена на переднем 29 и заднем 30 брусьях навесного устройства 8 фронтально вдоль компрессора 3 и электродвигателя 5. Термованна 9 оснащена теплопроводящей плитой 31, крышкой 32, термометром 33. На верхней плоскости теплопроводящей плиты 31 закреплены втулки 34 для размещения металлических баллончиков 15 с мастикой. К нижней плоскости теплопроводящей плиты 31 прикреплен однополюсной низковольтный нагревательный элемент 35, выполненный с изолированным контактным выводом от вмурованной внутрь спирали (на рисунке не показаны). Оболочка нагревательного элемента 35 соединена с концом вмурованной спирали и «массой» компрессорной установки. К изолированному контактному выводу подсоединена цепь 36 электропитания низковольтного нагревательного элемента 35, в которую соединены провод 37, автоматический выключатель 25 с сигнальной лампой 38 и контакт «плюс» низковольтного генератора 18.

В конце воздушного шланга 13 установлена нагревательная спираль 39. Цепь 40 электропитания нагревательной спирали 39 содержит внешний провод 41 для присоединения конца нагревательной спирали 39 к «массе» установки, выключатель 42 на проводе 41 у рукояти пистолета-распылителя 14, изолированный провод 43, проведенный внутри воздушного шланга 13 и соединяющий начало нагревательной спирали 39 с автоматическим выключателем 26, сигнальной лампой 44 и контактом «плюс» низковольтного генератора 18.

К цепям 36 и 40 электропитания низковольтного нагревательного элемента 35 и нагревательной спирали 39 подключен блок питания 45 от сети переменного тока, адаптированный к напряжению низковольтного генератора 18. Навесная компрессорная установка снабжена продувочным пистолетом 46, присоединяемым к воздушному шлангу 13 взамен пистолета-распылителя 14.

Навесная компрессорная установка работает следующим образом.

Для проведения работы на закрытом посту консервации сельхозмашин установку подключают к электрической сети переменного тока 380/220 В. К воздушному шлангу 13 присоединяют пистолет-распылитель 14. Открыв крышку 32 термованны 9, помещают металлические баллончики 15 с вязкой защитной мастикой во втулки 34 на теплопроводящей плите 31. Закрывают крышку 32 и включают автоматический выключатель 25, подав напряжение от блока питания 45 в цепь 36 электропитания низковольтного нагревательного элемента 35 и сигнальной лампы 38. От работающего низковольтного нагревательного элемента 35 разогревается теплопроводящая плита 31 с втулками 34, вязкая мастика в металлических баллончиках 15 и воздух в термованне 9. Процесс нагрева контролируют по термометру 33.

Проверяют натяжение ремня 23 ременной передачи, для корректировки натяжения ремня 23 поворачивают шарнирно установленный низковольтный генератор 18 и фиксируют его новое положение на планке 22. Телепрессостатом 10 включают электродвигатель 5, при этом вращение от меньшего по размеру шкива 6 электродвигателя 5 посредством ремня 23 передается на больший по размеру шкив 4 компрессора 3, снижая частоту вращения вала. Частота вращения вала компрессора 3 может быть, примерно 1000 об/мин, диаметр шкива 4 может быть, примерно 370 мм. Частота вращения вала электродвигателя 5 может быть, примерно 2800 об/мин, при этом диаметр его шкива 6 будет 132 мм. При работе компрессора 3 от электродвигателя 5 нижняя ветвь ремня 23 является ведущей, а ветвь ремня 23, обхватывающая обводной ролик 20 и шкив 19 низковольтного генератора 18, является ведомой. Посредством редукционного клапана 11 устанавливают давление воздуха на распыление мастики и открывают кран 12.

Открывают крышку 32 термованны 9, из нее извлекают металлический баллончик 15 с нагретой мастикой и присоединяют к пистолету-распылителю 14. На освободившееся место в термованну 9 помещают металлический баллончик 15 с холодной мастикой. Включив автоматический выключатель 26 и выключатель 42 на воздушном шланге 13, подают напряжение на нагревательную спираль 39 для нагрева воздуха, поступающего на распыление нагретой мастики. Включением пистолета-распылителя 14 производится мелкодисперсное распыление нагретой мастики теплым воздухом и ее нанесение на поверхности рабочих органов консервируемой машины. При технологических перерывах в работе на замену опустевшего металлического баллончика 15 наполненным нагретой мастикой или на перемещения между рабочими органами сельхозмашины, выключателем 42 оперативно разрывают цепь 40 электропитания нагревательной спирали 39. Тем самым предотвращают перегревание нагревательной спирали 39 и участка воздушного шланга 13, соприкасающегося с ней.

Для проведения работ по консервации сельхозмашины, находящейся на открытой площадке хранения, навесной компрессор навешивают на навеску трактора. Вилку 27 навесного устройства 8 соединяют с центральной тягой навески трактора, пальцы 28 соединяют с продольными тягами навески трактора, хвостовик 16 посредством карданного вала соединяют с валом отбора мощности трактора. К воздушному шлангу 13 присоединяют продувочный пистолет 46. Открывают крышку 32 термованны 9, во втулки 34 на теплопроводящей плите 31 помещают металлические баллончики 15 с вязкой защитной мастикой и закрывают крышку 32. Затем навесной компрессор поднимают посредством навески трактора и транспортируют на площадку хранения машины. На тракторе включают вал отбора мощности на частоту вращения 1000 об/мин и посредством карданного вала вращают шкив 4 с хвостовиком 16 и вал компрессора 3. Посредством ремня 23 ременной передачи вращение от большего по диаметру шкива 4 компрессора 3 передается на меньший по диаметру шкив 19 низковольтного генератора 18. При диаметре шкива 19 низковольтного генератора 18, например, 100 мм, частота вращения его вала может составить, примерно 3700 об/мин, что соответствует току, примерно 31 А по токоскоростной характеристике генератора Г1000В.05, и вырабатываемой мощности, примерно 860 Вт (см. Генераторы модификации Г1000 и Г1000В. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docplayer.ru/38959516-Generatory-modifikacii-g1000-i-g1000v.html). При вращении шкива 19 низковольтного генератора 18 от шкива 4 компрессора 3 ведущей становится верхняя ветвь ремня 23, а ветвь ремня 23, обхватывающая обводной ролик 20 и шкив 6 электродвигателя 5, становится ведомой.

Посредством редукционного клапана 11 устанавливают давление воздуха на обдувку рабочих органов машины. Включают автоматический выключатель 25, подав напряжение от низковольтного генератора 18 в цепь 36 электропитания низковольтного нагревательного элемента 35 и сигнальной лампы 38. От работающего низковольтного нагревательного элемента 18 разогревается теплопроводящая плита 31 с втулками 34, вязкая мастика в металлических баллончиках 15 и воздух в термованне 9. Включив автоматический выключатель 26 и выключатель 42 на воздушном шланге 13, подают напряжение на нагревательную спираль 39 для нагрева воздуха, поступающего в продувочный пистолет 46. Включением продувочного пистолета 46 производится обдувка и удаление загрязнений, а также сушка нагретым воздухом поверхностей рабочих органов, подлежащих консервации. По завершении процесса обдувки выключают выключатель 42, и взамен продувочного пистолета 46 к воздушному шлангу присоединяют пистолет-распылитель 14.

Металлический баллончик 15 с нагретой мастикой извлекают из термованны 9 и присоединяют к пистолету-распылителю 14. На освободившееся место в термованну 9 помещают металлический баллончик 15 с холодной мастикой. Включив выключатель 42 на воздушном шланге 13, подают напряжение на нагревательную спираль 39 для нагрева воздуха, поступающего на распыление нагретой мастики. Дальнейший порядок управления работой навесной компрессорной установки с приводом от вала отбора мощности трактора аналогичен описанному выше порядку работы на установке с приводом от электродвигателя 5.

Соединение карданного вала с валом компрессора 3 напрямую посредством хвостовика 16, закрепленного на шкиве 4 компрессора 3, упрощает кинематическую схему привода вала компрессора 4 от вала отбора мощности трактора. При этом становится возможным привод шкива 19 низковольтного генератора 18 от шкива 4 компрессора 3 (в случае работы с трактором) и привод шкива 4 компрессора 3 от шкива 6 электродвигателя 5 (в случае работы от электросети) посредством ремня 23 одной ременной передачи, что упрощает конструкцию и улучшает условия обслуживания навесной компрессорной установки.

Установкой на фланце 7 электродвигателя 5 несущего кронштейна 17 для низковольтного генератора 18 и обводного ролика 20 обеспечивается компактность конструкции навесной компрессорной установки. Жесткое крепление на несущем кронштейне 17 обводного ролика 20 и шарнирное крепление низковольтного генератора 18 с возможностью поворота для натяжения ремня 23 ременной передачи увеличивает углы обхвата шкивов 19 и 6 низковольтного генератора 18 и электродвигателя 5, что повышает мощность, передаваемую ремнем 23. Ветвь ремня 23 ременной передачи, обхватывающая обводной ролик 20 и имеющая обратный изгиб, остается ведомой и ненагруженной как в случае привода компрессора 3 от электродвигателя 5, так и в случае передачи вращения от шкива 4 компрессора 3 к шкиву 19 низковольтного генератора 18, что увеличивает долговечность работы ремня 23.

Размещение нагревательной спирали 39 в конце воздушного шланга 13 и выключателя 42 в цепи 40 ее электропитания у рукояти пистолета-распылителя 14 позволяет увеличивать длину воздушного шланга 13 и, соответственно, радиус охвата консервируемых машин с одного места размещения навесной компрессорной установки. При этом мощность нагревательной спирали 39 остается практически неизменной, так как при увеличении длины воздушного шланга 13 необходимо увеличивать только длину проводов 41 и 43 в цепи 40 электропитания, не меняя параметры нагревательной спирали 39. Введение выключателя 42 в цепь 40 электропитания нагревательной спирали 39 дает возможность оперативно управлять нагревом воздуха на удалении от навесной компрессорной установки. Благодаря увеличению радиуса охвата консервируемых машин и дистанционному управлению нагревательной спиралью 39, сокращаются затраты времени на переезды навесной компрессорной установки, холостые переходы оператора, повышается сменная выработка и производительность при консервации сельхозмашин.

Применением блока питания 45 от сети переменного тока, адаптированного к напряжению низковольтного генератора 18 и подключенного к цепям 36 и 40 электропитания низковольтного нагревательного элемента 35 и нагревательной спирали 39, расширена номенклатура источников электроэнергии, используемых для разогрева вязкой мастики. Это способствует выбору и применению энергоэкономного режима работы при разогреве вязкой мастики. Например, в условиях пониженной температуры воздуха предварительное разогревание мастики в термованне 9 целесообразно осуществлять на посту консервации от сети переменного тока, а на открытой площадке хранения предварительно разогретую мастику можно подогревать от электроэнергии низковольтного генератора 18. Такой режим работы исключает потребление топлива двигателем агрегатируемого трактора в период предварительного разогрева мастики до температуры нанесения.