Измельчитель длинностебельных кормов
SHREDDER OF LONG-STEMMED FEED

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для среза, измельчения длинностебельных кормовых культур и заготовки корма.
Известна жатка зерноуборочного комбайна для уборки амаранта, содержащая корпус, режущие аппараты, в виде вертикальных приводных валов с дисками и лезвиями, транспортирующее устройство, измельчитель стеблей, съемные распорные втулки (Патент на полезную модель RU №147550, кл. A01D 45/30, 2014).
Недостатком известной жатки является недостаточная эффективность при заготовке корма непосредственно в поле.
Указанный недостаток обусловлен следующим. Известная жатка предназначена для уборки зерновой части растения, а измельчение листостебельной массы является сопутствующим процессом, обеспечивающим отделение метелок растения от стебля, и упрощающим процесс уборки незерновой части растения. Использование режущего аппарата известной жатки для заготовки корма непосредственно в поле приведет к нарушению качества заготавливаемого корма в следствие несоблюдения требований к модулю измельчения 20-30 мм.
Известна ротационная дробилка минералов (Rotating mineral breaker), содержащая параллельно расположенные барабаны с выступами (US №7644882 В2).
Недостатком известной дробилки минералов является ее неработоспособность при операции заготовки кормов непосредственно в поле.
Указанный недостаток обусловлен следующим. Известное устройство является стационарным измельчителем, и применение его для измельчения длинностебельных кормов непосредственно в поле без внесения конструктивных изменений не представляется возможным. Кроме этого рабочая поверхность устройства представлена не только одной парой барабанов, а их цепью, так как измельчаемый материал проходит от первого барабана к крайнему, то нельзя рассматривать пару барабанов отдельно.
Известен измельчитель кормов, содержащий раму, расположенные параллельно друг другу шнеки, шнеки выполнены из дисков, кромки дисков выполнены с выступами (Патент на полезную модель RU №172239, кл. A01F 29/00, 2017).
Недостатком известного измельчителя является его неработоспособность при операции заготовки кормов непосредственно в поле.
Указанный недостаток обусловлен следующим. Известное устройство является стационарным измельчителем и применение его для измельчения длинностебельных кормов непосредственно в поле без внесения конструктивных изменений не представляется возможным.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шредер, содержащий раму, включающую нижнюю и верхнюю балки, крепления механизма навески на транспортное средство и экран, вальцы, имеющие диски с выступами, которые имеют криволинейные и прямолинейные участки, разделенные промежуточными кольцами, дополнительные промежуточные кольца, расположенные парами на смежных вальцах со штырями, (Патент на полезную модель RU №144351, кл. В02С 4/02, 2014 - прототип).
Недостатками известного шредера, принятого за прототип, являются высокая масса, недостаточная ненадежность конструкции дополнительных промежуточных колец со штырями, неприспособленность устройства к сбору измельченной растительной массы с целью заготовки корма, отсутствие элементов очистки вальцов.
Указанные недостатки обусловлены следующим.
Экран известного устройства установлен вертикально, что при налипании растительной массы может затруднить ее перемещение к нижней части экрана.
Известное устройство приспособлено для утилизации измельченной растительной массы путем перемешивания с верхним слоем почвы и не имеет возможности сбора или транспортировки измельченной растительной массы.
Измельченная растительная масса может налипать на вальцы и затруднять прохождение еще не измельченной растительной массы.
Дополнительные промежуточные кольца известного устройства жестко зафиксированы на валу вальца, при том, что измельчение стебля происходит не на всю толщину стебля за один проход выступа, штыри не имеют возможности отпустить стебель и пытаются протолкнуть его дальше. Такое воздействие может привести к поломке штырей или заклиниванию установки.
Диски известного шредера выполнены цельными из металла, что значительно увеличивает массу вальцов и энергетические затраты на раскручивание вальцов и перемещение устройства по полю.
Техническим результатом является повышение эффективности работы измельчителя длинностебельных кормов, снижение материалоемкости, повышение надежности работы деталей и сбор измельченной растительной массы для заготовки корма.
Технический результат достигается тем, что в измельчителе длинностебельных кормов, содержащем раму с нижней и верхней балками, боковинами, креплениями механизма навески на транспортное средство и экраном, перед которым установлены вальцы с дисками, имеющими выступы с криволинейными и прямолинейными участками, разделенные промежуточными кольцами, дополнительные промежуточные кольца, расположенные парами на смежных вальцах, выполненные с равной высотой между собой и снабженные штырями, согласно изобретению экран установлен под углом к вальцам, обеспечивающим отражение измельченной растительной массы вниз, и снабжен выгрузным отверстием с погрузчиком, установленным между экраном и транспортным средством, при этом на раме расположены очистители вальцов, выполненные в виде вертикальных пластин, установленных под углом к промежуточным кольцам для обеспечения вывода измельченной растительной массы из зоны вальцов, а дополнительные промежуточные кольца выполнены в виде храповой обгонной муфты и высотой, равной высоте дисков и промежуточных колец, причем диски выполнены составными с образованием полости внутри диска.
Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет новой совокупности признаков, а именно:
- установки очистителей вальцов в виде вертикальных пластин под углом к промежуточным кольцам, обеспечивающих вывод из зоны вальцов налипающей измельченной растительной массы и направляющих ее в сход, к нижней части измельчителя;
- выполнения промежуточного кольца как храповой обгонной муфты, позволяющей штырям проворачиваться относительно вала вальца при определенной нагрузке, таким образом, что захваченный штырями стебель остается постоянно прижатым к рабочей поверхности пока не измельчится без излишних усилий;
- выполнения дисков составными с образованием полости внутри, позволяющей снизить массу вальца, энергетические затраты на раскручивание вальца и перемещение измельчителя по полю;
- установки экрана под углом, обеспечивающим отражение измельченной растительной массы вниз, способствует сходу измельченной массы и предотвращает излишнее налипание на экран;
- снабжения экрана выгрузным отверстием с погрузчиком позволяющим собирать и выгружать измельченную массу, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы измельчителя, снижении материалоемкости, повышении надежности работы деталей и сборе измельченной растительной массы для заготовки корма.
Анализ свойств новой совокупности признаков заявленного технического решения по сравнению с прототипом и аналогами показал, что она неизвестна из уровня техники и обеспечивает новые свойства, неприсущие каждому признаку в отдельности, что соответствует изобретательскому уровню.
Промышленная применимость обусловлена тем, что измельчитель длинностебельных кормов работоспособен и возможно его применение для заготовки кормов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема измельчителя длинностебельных кормов, вид сбоку; на фиг. 2 - показан измельчитель длинностебельных кормов, в ступенчатом разрезе, в аксонометрии, по виду А на фиг. 1; на фиг. 3 - показан составной диск, в аксонометрии; на фиг. 4 - приведена схема дополнительного промежуточного кольца, в виде храповой обгонной муфты.
Измельчитель длинностебельных кормов включает раму 1, содержащую, нижнюю балку 2, верхнюю балку 3, боковины 4 и перегородки 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 9 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.
Диски 8 выполнены составными из основания 11 с внешним бортом 12, внутренними бортом 13 и крышки 14 с образованием полости внутри дисков 8. На внешнем борту 12 располагаются выступы 15 с криволинейными участками 16 и прямолинейными участками 17. Внутренний борт 13 образует посадочное отверстие 18 диска 8 на вал 7. Внешний борт 12 и внутренний борт 13 имеют пазы 19 для установки крышки 14. Крышка 14 устанавливается в пазы 19 и образует герметичную полость внутри диска 8 (фиг. 3).
Дополнительные промежуточные кольца 10 выполнены в виде храповой обгонной муфты и состоят из внешней обоймы 20 и внутренней обоймы 21. Снаружи внешней обоймы 20 закреплены штыри 22, а внутри выполнены зубчатые пазы 23. Внутренняя обойма 21 имеет отверстие 24 для посадки на вал 7, нажимные пластины 25, связанные с внутренней обоймой 21 упругим элементом 26, работающим на сжатие, установленные на осях 27 с возможностью поворота. Форма торца 28 нажимной пластины 25 копирует форму зубчатого паза 23 внешней обоймы 20 (фиг. 4).
Вальцы 6 снабжены очистителями 29, в виде вертикальных пластин, установленных на боковинах 4 и перегородках 5 под углом к промежуточным кольцам 9, обеспечивающим вывод измельченной растительной массы из зоны вальцов 6. Перегородки 5 разделяют пары вальцов 6 участвующие в измельчении.
Рама 1 снабжена экраном 30, установленным за вальцами 6 под углом, обеспечивающим отражение измельченной растительной массы вниз. Экран 30 в нижней своей части имеет выгрузное отверстие 31, соединенное с погрузчиком 32, установленным за экраном 30 с выгрузным рукавом 33 (погрузчик может быть выполнен конструкцией, например, как зернометатель https://aktivpromplus.ru/produkciya/zernometateli). Рама 1 имеет крепления 34 механизма навески 35 на транспортное средство 36. На верхней балке 3 смонтированы гидромоторы 37, приводящие вальцы 6 в работу (фиг. 2).
Измельчитель длинностебельных кормов работает следующим образом. Предварительно раму 1 измельчителя с помощью имеющихся на ней креплений 34 фронтально навешивают на транспортное средство 36, используя механизм навески 35 (фиг. 1). При заезде на поле гидромоторы 37 приводят вальцы 6 в работу. Так как диски 8 выполнены составными с образованием полости внутри диска 8, это значительно снижает их массу, в результате затраты энергии на раскручивание вальцов 6 снижаются, а КПД гидромоторов 37 увеличивается. Пары вальцов 6 вращаются на встречу друг другу.
Транспортное средство 36 с измельчителем начинает движение и вальцы 6 штырями 22 захватывают оказавшиеся у поверхности растения, стоящие вертикально или с наклоном, и прижимают их к поверхности дисков 8. Прямолинейные участки 17 выступов 15 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 и фиг. 3).
В момент прижатия штырями 22 стебля растения к дискам 8 образуется усилие на дополнительном промежуточном кольце 10, выполненном в виде храповой обгонной муфты. Когда прижимное усилие штыря 22 достигает максимума нажимные пластины 25 сжимают упругие элементы 26 и происходит выключение штырей 22 (прокручивание внутренней обоймы 21 относительно внешней обоймы 20). Когда прижимное усилие снижается, происходит разжатие упругого элемента 26 и включение штырей 22 в работу (торец 28 нажимной пластины 25 заклинивает в следующем зубчатом пазу 23, при этом стебель растения измельчен и не мешает штырям 22 проворачиваться, для захвата и прижатия следующего стебля) (фиг. 4).
Измельченная растительная масса за счет вращения вальцов 6 подается на экран 30, который отражает ее вниз к выгрузному отверстию 31. Очистители 29 в виде вертикальных пластин счищают измельченную массу с промежуточных колец 9 и выводят ее из зоны вальцов 6 (фиг. 2). Измельченная растительная масса через выгрузное отверстие 31 попадает в погрузчик 32. Погрузчик 32 через выгрузной рукав 33 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.
Применение изобретения позволит снизить материалоемкость, повысить надежность работы деталей, осуществлять очищение вальцов и сбор измельченной растительной массы, для заготовки корма.