Результат интеллектуальной деятельности: Способ заготовки корма из длинностебельных растений

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам для заготовки сочных кормов для кормления животных.

Известны технические решения (Патент на изобретение RU №2361386, кл. A01D 43/08, A01D 43/10, 2019), (Патент на изобретение RU №2572204, кл. A01D 43/08, A01D 43/10, 2015) и (Патент на изобретение RU №2625659, кл. A01D 43/08, A01D 43/10, 2017), осуществляющие процесс заготовки корма следующим образом: при движении комбайна по полю происходит срез растительной массы жаткой или адаптером, после чего происходит ее транспортировка к измельчающему барабану, а затем перемещение силосопроводом в бункер.

Недостатками известных технических решений являются затраты времени на транспортировку срезанных растений, затраты времени на измельчение растений и наличие дополнительных транспортирующих элементов конструкции.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Срез растений происходит у поверхности поля (комлевой части растения), после чего срезанные растения транспортируются к измельчающему барабану. Транспортировка срезанных растений к измельчающему барабану увеличивает затраты времени на процесс заготовки корма, а так же требует дополнительных элементов конструкции, что повышает затраты энергии на процесс заготовки корма.

При этом срезанные растения подаются к измельчающему барабану своими продольными осями перпендикулярно оси вращения барабана. Процесс измельчения протекает от нижней части стебля растения к верхней, что увеличивает затраты времени на измельчение.

Стоит отметить, что указанные недостатки справедливы и для других технологий осуществляющих принцип работы: срез жаткой, транспортировка к измельчителю, измельчение, разгрузка.

Известен способ заготовки подвяленных кормов, заключающийся в скашивание в валок, подборе валка и предварительном измельчении, доизмельчении, упаковке (Патент на изобретение RU №2223630, кл. A01D 89/00, 2014).

Недостатками известного способа являются затраты энергии и времени на формирование валков и предварительное измельчение срезанных растений.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Срез растений и формирование валков являются дополнительной операцией и требуют затрат времени и энергии, а так же требует специальных рабочих органов.

После подбора происходит измельчение массы и доизмельчение. Доизмельчение растений приводит к дополнительным затратам времени и энергии, а так же требует специальных рабочих органов.

Известен способ приготовления силоса в поле, заключающийся в скашивание, измельчение, прессование, упаковке (Патент на изобретение RU №2629972, кл. A01D 43/08, A01D 43/10, 2016).

Недостатками известного способа являются затраты времени на транспортировку срезанных растений, затраты времени на измельчение растений, наличие дополнительных транспортирующих элементов конструкции.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Адаптер производит срез растений у поверхности поля (комлевой части растения), после чего срезанные растения транспортируются к измельчающему барабану. Транспортировка срезанных растений к измельчающему барабану увеличивает затраты времени на процесс заготовки корма, а так же требует дополнительных элементов конструкции, что повышает затраты энергии на процесс заготовки корма.

При этом срезанные растения подаются к измельчающему барабану своими продольными осями перпендикулярно оси вращения барабана. Процесс измельчения протекает от нижней части стебля растения к верхней, что увеличивает затраты времени на измельчение.

После чего происходит прессование и упаковка в тару. Наличие таких дополнительных операций усложняет протекание процесса заготовки кормов в целом и приводит к дополнительным затратам.

Известно техническое решение, в котором технология заготовки кормов заключается в том, что срез растений осуществляется вертикальными вальцами с дисками имеющими выступы и одновременным измельчением по всей длине растения, после чего происходит заделка измельченной массы в почву (Патент на полезную модель RU №144351, кл. В02С 4/02, 2014).

Недостатком заготовки кормов в известном техническом решении является неприспособленность к заготовке корма.

Указанный недостаток обусловлен следующим. Техническое решение реализует утилизацию растительной продукции и не имеет возможности сбора измельченной растительной массы.

Известен способ уборки початков молочно восковой спелости, заключающийся в скашивание растений кукурузы, сборе листостебельной массы, подаче стеблей в измельчитель и их выгрузку силосопроводом (Патент на изобретение RU №2611834, кл. A01D 91/04, A01D 45/02, 2017).

Недостатками известного способа являются: затраты времени на транспортировку срезанных растений, затраты времени на измельчение растений, наличие дополнительных транспортирующих элементов конструкции, наличие операций по отделению и упаковке початков кукурузы.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Срезанные растения транспортируются к измельчителю. Транспортировка срезанных растений к измельчающему увеличивает затраты времени на процесс заготовки корма, а так же требует дополнительных элементов конструкции, что повышает затраты энергии на процесс заготовки корма.

Отделение и упаковка початков также требуют затраты энергии и усложняют процесс заготовки кормов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ уборки кукурузы на силос, включающий срез длинностебельных растений с учетом скорости движения агрегата, измельчение, сбор, выгружение и транспортирование к месту закладки, (Патент на изобретение RU №2496299, кл. A01D 91/04, A01D 45/02, A01D 89/00, 2013 - прототип).

Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются затраты энергии и времени на формирование валков и подбор валков.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Срез растений и формирование валков являются дополнительной операцией и требуют затрат времени и энергии, а также требует специальных рабочих органов, таких как подборщик.

После подбора происходит измельчение срезанной растительной массы, что приводит к дополнительным затратам и тебует как минимум еще одного заезда на поле.

Стоит отметить, что указанные недостатки справедливы и для других технических решений, работающих по принципу: срез, формирование валка, подбор валка, измельчение (возможно доизмельчение), разгрузка. К машинам реализующим такой принцип заготовки кормов могут относиться, например роторные косилки-измельчители (косилки измельчители).

Техническим результатом является повышение качества заготавливаемого корма и снижение затрат времени на технологические операции среза и измельчения растений.

Технический результат достигается тем, что в способе заготовки корма из длинностебельных растений, включающем срез длинностебельных растений с учетом скорости движения агрегата, измельчение, сбор, выгружение и транспортирование к месту закладки, согласно изобретению срез и измельчение по всей длине растения осуществляют одновременно посредством вертикальных вальцов с режущими элементами в виде дисков с выступами, при этом для соблюдения требований, предъявляемых к заготовке кормов, устанавливают частоту вращения вальцов в зависимости от высоты и количества выступов на диске, а так же от поступательной скорости агрегата и рассчитывают по формуле:

где n - частота вращения вальцов, об/мин;

ν - скорость движения агрегата, м/с;

h - высота выступа, м;

z - количество выступов, шт.

Новизна заявляемого способа заключается в том, что за счет:

- осуществления сбора измельченной растительной массы для ее дальнейшей транспортировки к месту закладки, исключаются затраты на дальнейшие операции связанные с подбором измельченной или скошенной растительной массы из валка (для устройств, не осуществляющих сбор);

- снижения затрат на транспортировку срезанных растений к измельчающему устройству, за счет осуществления измельчения непосредственно в момент среза растений (для устройств без одновременного среза и измельчения);

- соблюдения требований к заготовке кормов, таких как модуль измельчения, разделения стеблей растения вдоль волокон, скорость движения агрегата.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена в известных способах заготовки кормов. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого способа, что свидетельствует о соответствии способа критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Промышленная применимость обусловлена тем, способ технически осуществим и работоспособен и возможно его применение для заготовки кормов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема устройства с помощью которого реализуется способ, вид сбоку; на фиг. 2 - показан вид А устройства с помощью которого реализуется способ, в ступенчатом разрезе, в аксонометрии.

На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.

Способ заготовки корма из длинностебельных растений осуществляется с помощью устройства, содержащего раму 1 с нижней балкой 2, верхней балкой 3, боковинами 4 и перегородками 5. В нижнюю балку 2 и верхнюю балку 3 устанавливаются вальцы 6, состоящие из вала 7, дисков 8, промежуточных колец 9 и дополнительных промежуточных колец 10 (фиг. 1).

Диски 8, промежуточные кольца 9 и дополнительные промежуточные кольца 10 выполнены равной высоты и установлены на валу 7. Диски 8 на каждом вальце 6 установлены через промежуточные кольца 10 таким образом, что диски 8 соседнего вальца 6 входят в зазор между дисками 8 другого вальца 6. Дополнительные промежуточные кольца 10 установлены попарно на каждом из вальцов 6, участвующем в измельчении.

Устройство так же снабжено экраном 11 для отражения измельченной растительной массы вниз к погрузчику 12 (погрузчик может быть выполнен конструкцией, например как зернометатель https://aktivpromplus.ru/produkciya/zernometateli) установленному за экраном 11 и имеющему выгрузной рукав 13. Устройство устанавливается на транспортное средство 14 с помощью механизма навески 15.

Рабочая поверхность пары вальцов 6 представлена дополнительными промежуточными кольцами 10, которые имеют штыри 16 для захвата растений, промежуточными кольцами 9 и дисками 8, имеющими выступы 17 (Патент на полезную модель RU №144351, кл. В02С 4/02, 2014).

Вальцы 6 приводятся в работу гидромоторами 18 (фиг. 2).

Способ заготовки длинностебельных кормов осуществляют следующим образом.

Согласно Исходные требования на базовую машинную технологическую операцию «Скашивание силосных культур с измельчением и погрузкой в транспортные средства» / Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве / Министерство сельского хозяйства РФ, Федеральное агентство по сельскому хозяйству, ФГНУ «Росинформагротех», Москва - 2005 год, поступательная скорость агрегата не должна превышать 12 км/ч, модуль измельчения 20-30 мм, разделение стебля вдоль волокон (способствует лучшему силосованию корма).

Предварительно проводят настройку частоты вращения вальцов в зависимости от высоты и количества выступов на диске, а так же от поступательной скорости агрегата, при этом поступательная скорость агрегата выбирается в интервале от 5 км/ч до 12 км/ч. Расчет частоты вращения вальцов производится по формуле:

где n - частота вращения вальцов, об/мин;

ν - скорость движения агрегата, м/с;

h - высота выступа, м;

z - количество выступов, шт.

После чего транспортное средство 14 с устройством заезжает на поле, где вальцы 6 приводятся во вращение гидромоторами 18 с ранее рассчитанной частой (фиг. 1). Транспортное средство 14 с устройством начинает движение и вальцы 6 штырями 16 захватывают оказавшиеся у поверхности растения, стоящие вертикально или с наклоном, и прижимают их к поверхности дисков 8. Выступы 17 дисков 8 внедряются в поверхность стебля растения и начинают измельчать его по всей длине, отщипывая его части и затягивая в зазоры между дисками 8 (фиг. 2). Таким образом происходит одновременный срез и измельчение растений.

Измельченная растительная масса за счет вращения вальцов 6 подается на экран 11, который отражает ее вниз к погрузчику 12. Погрузчик 12 через выгрузной рукав 13 осуществляет подачу измельченной растительной массы, например, в идущую параллельно тележку (на фигурах не показана). После чего измельченная растительная масса транспортируется к месту заготовки сочного корма/силоса без дополнительного измельчения.

Проведем расчет частоты вращения вальцов по формуле (1) приняв поступательную скорость агрегата 10 км/ч или 2.7 м/с, высоту выступа 20 мм или 0,02 м, количество выступов 6 шт.

При аналогичных параметрах выступов частота вращения находится в интервале от минимальной 695 об/мин до максимальной 1665 об/мин, что соответствует скоростям движения агрегата от 5 км/ч до 12 км/ч.

Применение изобретения позволит обеспечивать заготовку кормов с одновременным срезом, измельчением и сбором растительной массы, а так же повысить качество заготовки кормов.