БОТВОУДАЛИТЕЛЬ ЛУКА
ONION PLANT-TOP REMOVING MACHINE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для удаления пера (ботвы) лука-репки при послеуборочной подработке перед закладкой на длительное хранение и поставки на овощные рынки.
Известно устройство для обрезки ботвы корнеплодов и растений на корню, содержащее вертикальный приводной вал и жестко закрепленный на его нижнем конце рабочий орган с ножами и с возможностью его вращения в горизонтальной плоскости, в котором рабочий орган выполнен в виде двух многоугольных лопастей, жестко соединенных между собой соединительным элементом вдоль одной из длинных сторон каждой лопасти, при этом противоположная вторая наиболее длинная сторона каждой лопасти направлена вперед по направлению вращения и на ней жестко установлен с помощью крепежных элементов съемный нож по длине, равной наиболее длинной стороне лопасти, каждая лопасть с ножом расположена к горизонтальной плоскости под углом, равным 15÷45° (RU, полезная модель №64470 U1, МПК A01D 23/02 (2006.01). Устройство для обрезки ботвы корнеплодов на корню / И.А.Комаров (RU). - Заявка №20071104982/12; заявлено 21.03.2007; опубл. 10.07.2007, Бюл. №19 // Изобретения. Полезные модели. - 2007. - №19).
К недостаткам описанного устройства относится низкое качество обрезки ботвы с лука-репки. Это вызвано тем, что длина обрезанной части ботвы с лука-репки варьирует от 5 до 60 мм, другая часть лука срезана лезвиями съемного ножа, на 15-25% луковицах ботва вырвана, но не срезана. Для повышения качества обрезки ботвы с луковиц необходима новая технология возделывания лука: поделка широких и выровненных гребней для высева семян лука в восемь строчек с шириной междурядий 11…12 см на глубину 2…2,5 см не более. Следует также отметить, что съемные ножи работают в абразивной среде. При подъеме ботвы воздушными потоками, созданными съемными ножами, поднимается пыль и песок с верхнего слоя почвы. Происходит интенсивный абразивный износ не только режущих кромок лезвий, но и самых граней и средств крепления ножей. При толщине режущих кромок 0,8…1,2 мм энергозатраты на каждый нож возрастают на 15…18 кВт (20,4…24,48 л.с.). В данном случае ботва с луковиц не срезается, а вырывается.
Известен ботвоудалитель для лука SAMON SU15A, который имеет раму, кронштейны навески на раму, три опорных колеса, имеющие индивидуальные гидроприводы для опускания и подъема стоек со ступицами колес, карданный телескопический вал, редуктор, клиноременную передачу с устройствами натяжения ведомых ветвей, вертикальные валы со шкивами на верхних концах и штангами с попарно установленными на нижних концах сменными ножами, кожух для отвода срезанной ботвы в бок, защитный кожух привода клиноременной передачи и датчики положения съемных ножей над уровнем почвы (Сборник рекламных проспектов ЗАО ПКК «Открытый Мир». - г.Волжский Волгоградской области, 2009. Копия проспекта прилагается).
К недостаткам описанного ботвоудалителя, несмотря на самое широкое распространенное, относится низкое качество обрезанной ботвы на луковице из-за интенсивного абразивного износа режущих кромок, лезвий и лопастей съемных ножей.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение производительности и качество обрезки ботвы и корней с луковиц.
Технический результат - снижение энергозатрат, повышение производительности и качества обрезки ботвы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном ботвоудалителе лука, содержащем раму, снабженный приводом вертикальный вал с попарно установленными съемными ножами, в котором он снабжен имеющим цевочный привод с бесконечной ветвью прутковым транспортером с поддерживающими и направляющими роликами, с ведущим и ведомым валами, осевыми вентиляторами, имеющими индивидуальный привод съемными ножами с режущими кромками, направителями потоков необрезанных от ботвы и обрезанных луковиц, осадочными камерами для сбора и транспортировки обрезанной ботвы, минерального сора и мелких нестандартных луковиц, при этом ведущая бесконечная ветвь пруткового транспортера расположена на двух уровнях с перепадом высот не менее 700 мм, над каждым рабочим участком пруткового транспортера установлен осевой вентилятор, а под ним - попарно установленные приводные ножи; расстояние между направителями потоков необрезанных луковиц выполнено на 20…30% меньше, чем расстояние между направителями потоков обрезанных луковиц; ведущий вал пруткового транспортера снабжен устройством натяжения ведущей бесконечной ветви; шаг между прутками транспортера выполнен на 70% меньше среднестатистического диаметра луковиц; направители потока на транспортере луковиц верхнего яруса соединены с направителями потока луковиц на транспортере нижнего яруса дополнительными направителями, выполненными из эластичного материала; ведущей бесконечной ветви пруткового транспортера в месте перепада высот придана Z-образная форма, при этом верхний рабочий участок бесконечной ветви расположен на попарно и соосно установленных поддерживающих роликах, а нижний рабочий участок бесконечной ветви смонтирован на ведомом валу со звездочками цевочной передачи, поддерживающих роликах и на ведущем валу со звездочками цевочной передачи; несущими элементами пруткового транспортера являются прорезиненные многослойные ремни, концы которых снабжены замковыми элементами; каждый плоский конец прутка транспортера с прорезиненным многослойным ремнем соединен заклепками; установленный над ведущей ветвью пруткового транспортера каждый осевой вентилятор смонтирован в коробе, торцевые и боковые стенки которого сопряжены с прутками транспортера посредством эластичных клапанов, при этом клапаны на боковых стенках выполнены едиными изделиями и предусмотрены для сужения воздушного потока, а клапаны на торцевых стенках - в виде последовательного набора пластин - для выравнивания слоя луковиц на прутковом транспортере; нижним стенкам осадочных камер придана параболическая форма; осадочные камеры соединены общим пневмопроводом; цевочная передача пруткового транспортера, каждый осевой вентилятор и каждый вал привода попарно смонтированных ножей имеет индивидуальный электродвигатель, электрически соединенный с трехфазной сетью питания напряжением 380 В посредством частотного преобразователя.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показан ботвоудалитель лука со стороны подачи лука с ботвой, вид спереди.
На фиг.2 - то же, вид сбоку, со стороны выдачи пневмотранспортером обрезанной ботвы, минерального сора и нестандартных луковиц.
На фиг.3 - то же, вид в плане.
На фиг.4 - место А на фиг.3, цепной привод ведущего вала пруткового транспортера в виде цевочной передачи и натяжное устройство рабочей бесконечной ветви пруткового транспортера при выдаче обрезанных от ботвы луковиц.
На фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.2, поперечно-вертикальный разрез короба с осевым вентилятором над рабочей ветвью пруткового транспортера и приводных попарно установленных ножей под прутковым транспортером для обрезки ботвы.
На фиг.6 - сечение В-В на фиг.1, продольно-вертикальный разрез ботвоудалителя лука.
На фиг.7 - вид Г на фиг.2, вид сзади на ботвоудалитель лука со стороны выдачи готовой продукции.
На фиг.8 - вид Д на фиг.2, сход обрезанных луковиц с верхних направителей на нижние направители посредством дополнительных направителей.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Ботвоудалитель лука содержит раму 1 сварной конструкции, в которой размещен по крайней мере снабженный приводом вертикальный вал 2 с попарно установленными съемными ножами 3 (фиг.5, 6).
Ботвоудалитель лука снабжен имеющим цевочный привод с бесконечной ветвью прутковым транспортером 4, осевыми вентиляторами 5 и 6, осадочными камерами 7 и 8 для сбора и транспортировки обрезанной ботвы, минерального сора и нестандартных луковиц и пневмопроводом 9.
Прутковый транспортер 4 выполнен в виде бесконечной замкнутой ветви. Транспортер 4 имеет два тяговых ремня 10 и параллельно закрепленных на ремнях 10 прутками 11. Прутковый транспортер 4 на раме 1 смонтирован посредством ведущего вала 12, ведомых валов 13, поддерживающих роликов 14 и направляющих роликов 15.
Ведущий вал 12 пруткового транспортера 4 расположен в задней части рамы 1 и снабжен устройством натяжения ведущей бесконечной ветви.
Шаг между прутками 11 транспортера 4 выполнен на 70% меньше среднестатистического диаметра луковиц. Этим достигается необходимое провисание ботвы луковиц под прутки 11 транспортера 4 для полного удаления ботвы с луковиц.
Ведущая бесконечная ветвь 16 пруткового транспортера 4 расположена на двух уровнях с перепадом высот не менее 700 мм, образуя таким образом два рабочих участка 17 и 18.
Ведущей бесконечной ветви пруткового транспортера 4 в месте перепада высот (ΔН=0,7 м) придана Z-образная форма (см. фиг.2 и 6).
Этим исключается травмирование луковиц ведомым валом 13 с его звездочками 19 и 20 (фиг.8).
Верхний рабочий участок 17 бесконечной ветви пруткового транспортера 4 расположен по направлению подачи либо на попарно и соосно установленных направляющих роликах 15 и поддерживающих роликах 14, либо на поддерживающих роликах 14 и звездочках 19 и 20 ведомого вала 13 (фиг.2 и 6).
Нижний рабочий участок 18 бесконечной ветви пруткового транспортера 4 смонтирован на ведомом валу 13 со звездочками 19 и 20, поддерживающих роликах 14 и ведущем валу 12 со звездочками 19 и 20 цевочной передачи.
Несущими элементами каждого ремня 10, являющегося основой пруткового транспортера 4, являются прорезиненные многослойные ремни с кордовым каркасом. Концы ремней 10 снабжены замковыми элементами
Концам каждого прутка 11 придана форма параллелепипеда с цилиндрическими отверстиями. Каждый плоский конец прутка 11 транспортера 4 с прорезиненным многослойным ремнем 10 соединен заклепками 21 (фиг.8).
-1
1
2
Привод пруткового транспортера 4 выполнен в виде трехфазного электродвигателя 22 мощностью 2,5 кВт и номинальной частотой вращения n=1410 об/мин (n=23,5 · с), втулочно-роликовой цепи 23 с шагом 19,05 мм и соединительного звена ведущей звездочки 24, ведомой звездочки 25 с числом зубьев Z=33 и Z=18 (см. фиг.2, 3, 4, 6 и 7).
Звездочка 24 на валу электродвигателя 22 зафиксирована клиновой шпонкой 26. На ведущем валу 12 ведомая звездочка 25 закреплена клиновой шпонкой 27 (см. фиг.4).
Устройство натяжения ведущей ветви 16 пруткового транспортера 4 выполнено в виде двух телескопических балок 28, вдвигаемых в полости балок 29 рамы 1. Каждая телескопическая балка 28 дополнительно с рамой 1 соединена кронштейнами 30 и 31 и резьбовым штоком 32 с гайками 33 по обеим сторонам кронштейна 30 (см. фиг.4).
На вертикальных полках кронштейна 31 средствами крепления 34 закреплены стоечные корпуса 35 с радиальными шариковыми подшипниками разовой смазки, имеющими сферические внешние поверхности. В шариковых подшипниках установлены и в корпусах 35 смонтированы ведущий вал 12 и ведомый вал 13 пруткового транспортера 4 (см. фиг.4, 7, 8).
Рама 1 ботвоудалителя лука выполнена сварной конструкции. Рама 1 выполнена из полых профилей квадратного и прямоугольного сечений. Продольными и поперечными брусьями образуется полая многоярусная рама 1, способная разместить все указанные выше узлы.
Над каждым рабочим участком 17 (18) пруткового транспортера 4 установлен осевой вентилятор 5 (6). Под каждым рабочим участком 17 (18) пруткового транспортера 4 смонтирован вертикальный вал 2 с попарно установленными съемными ножами 3 (см. фиг.5 и 6).
Установленный над ведущей ветвью 16 пруткового транспортера 4 каждый осевой вентилятор 5 (6) смонтирован в коробе 36. Торцевые стенки 37 и 38 и боковые стенки 39 и 40 каждого короба 36 снабжены эластичными клапанами 41 и 42.
Каждый эластичный клапан 41 на торцевых стенках 37 и 38 короба 36 выполнен в виде последовательного набора пластин. Этим обеспечивается как выравнивание слоя лука на транспортере 4, так и ориентация ботвы по направлению подачи лука-репки, а также исключения потери напора воздушной массы в полости короба 36.
Клапаны 42 на боковых стенках 39 и 40 каждого короба 36 выполнены едиными деталями. Нижние срезы клапанов 42 сопряжены с прутками 11 транспортера 4. Каждая пластина клапана 41 сопряжена с прутком 11 транспортера 4 и способствует направлению воздушной массы через прутки 11 транспортера 4.
Каждый электродвигатель 43 осевого вентилятора 5 (6) посредством кронштейна закреплен на торцевой стенке 37 короба 36 (см. фиг.5 и 6).
Под прутковым транспортером 4 с минимальным зазором смонтированы приводные съемные ножы 3 (см. фиг.5). Пара съемных ножей 3 средствами крепления закреплена на фланце 44. Последний призматической шпонкой 45, шайбой 46 и болтом 47 закреплен на вертикально установленном валу 48 электродвигателя 49.
Цевочная передача пруткового транспортера 4, каждый осевой вентилятор 5 и 6, каждый вал 3 привода попарно смонтированных ножей имеет индивидуальный электродвигатель 22, 43 и 49 соответственно. Электродвигатели 22, 43 и 49 электрически соединены с трехфазной сетью питания напряжением 380 В посредством частотных преобразователей. Это позволяет индивидуально в широком диапазоне регулировать скорость подачи луковиц транспортером 4 в короба 5 и 6, а также с учетом листостебельной массы (ботвы) регулировать напор воздушного потока в коробах 5 и 6, а также, регулируя частоту вращения валов 2 электродвигателей 49, изменять чистоту и качество обрезки ботвы с луковиц.
Под каждым коробом 5 и 6 смонтированы осадочные камеры 7 и 8. Передним, нижним и задним стенкам осадочных камер 7 и 8 придана параболическая форма. Боковые стенки камер 7 и 8 закрыты листовым металлом. Задняя стенка осадочной камеры 7 и передняя стенка осадочной камеры 8 разделены стенкой 50. Осадочные камеры 7 и 8 пневматически соединены с пневмопроводом 9 (см. фиг.2, 3, 6).
Над рабочими участками 17 и 18 пруткового транспортера 4 размещены направители 51 и 52 потоков необрезанных луковиц, неполностью обрезанных и чистых луковиц. Расстояние между направителями 51 над рабочим участком 17 для подачи необрезанных луковиц выполнено на 20…30% меньше, чем расстояние между направителями 52 потоков обрезанных луковиц. Каждый направитель 51 (52) в виде деревянной плоской рейки посредством кронштейнов 53 закреплен на раме 1 с возможностью изменения положения по высоте над прутками 11 (фиг.1, 2, 3, 4, 6, 7, 8). Направители 51 и 52 потоков луковиц ведущей бесконечной ветви 16 на рабочих участках 17 и 18 соединены дополнительными направителями 54 из эластичного материала. Это позволяет подать более тонкий слой луковиц под короб 36 с осевым вентилятором 6.
Под рабочим участком 17 пруткового транспортера 4 установлен скатный лоток 55 для подачи минерального сора в пневмопровод 9.
Ботвоудалитель лука работает следующим образом.
При возделывании лука на репку в системе капельного орошения выравнивают планировщиками не только общий рельеф, но и перед посевом семян выравнивают поверхность широкой гряды. Ширина гряды 110-120 см с технологической колеей 1500 мм. При возделывании лука в описанном случае перед уборкой лука ботву срезают на корню косилками различных конструкций. Затем лук-репку выкапывают и укладывают на гряде полосой 0,6…0,7 м для машинного подбора и погрузки транспортером в транспортное средство. После просушки лук разделяют на три фракции: для реализации, для закладки на хранение, для переработки. При возделывании лука при поливе по бороздам и орошении дождеванием лук в фазе полной спелости выкапывают с ботвой, грузят в тракторные тележки и на стационарном пункте подвергают обрезке от ботвы.
Необрезанный лук транспортером из бурта подают на рабочий участок 17 пруткового транспортера 4 между направителями 51 (см. фиг.2, 3 и 6). Минеральный сор через прутки 11 транспортера 4 поступает на скатный лоток 55 и по нему поступает в воздуховод 9. При поступлении лукового вороха к эластичному клапану 41 ворох выравнивается как по толщине, так и ботва ориентируется вдоль направления подачи вороха. При поступлении луковиц в первый короб 36 осевым вентилятором 5 создается высокоскоростной воздушный поток. Воздушным потоком стебли лука с луковиц выдавливаются между смежными прутками 11 транспортера 4. Установленные под прутками 11 приводные ножи 3 режущими кромками лезвий подводят ботву к пруткам 11 и срезают их как на твердой опоре. Срезанная ботва поступает в осадочную камеру 7. За счет придания осадочной камере 7 параболической формы весь поток срезанной массы лука прессуется в точке F (в фокусе параболы) и в сжатом состоянии по каналу поступает к разделительной стенке 50 и подается в воздуховод 9. Из воздуховода 9 срезанная масса перегружается транспортером в кузов тракторной тележки. Для повышения качества и полноты обрезки луковиц прутками 11 транспортера 4 луковицы на рабочем участке 17 эластичным клапаном 41 дополнительно выравниваются в более равномерно уложенный слой. При подаче луковиц к направляющим роликам 15 на конце рабочего участка 17 парами прутков 11 луковицы вываливаются на нижний рабочий участок 18. При падении луковиц они укладываются на прутки 11 нижнего участка 18 транспортера 4. При поступлении луковиц в короб 36 воздушным потоком оставшаяся ботва срезается ножами 3, размещенными в осадочной камере 8. Срезанная ботва и корни с луковиц под напором воздушного потока падают на параболическую стенку осадочной камеры 8. Сор из осадочной камеры 8 воздушным потоком направляется в воздуховод 9.
Полностью очищенные от сора и обрезанные от ботвы луковицы поступают из второго короба 36 к ведущему валу 12 пруткового транспортера 4 и им направляются в стоечные контейнеры для закладки на длительное хранение.