РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СТУПИЦА МУЛЬТИИНЪЕКТОРНОГО КОЛЕСА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к распределительной ступице мультиинъекторного колеса и может быть использована в мобильных агрегатах для внесения в почву жидких удобрений.
Уровень техники
В патенте РФ на полезную модель №168354 (опубл. 30.01.2017) описано инжекторное колесо со ступицей-дозатором, которая содержит прижимную планшайбу, пластиковую проставку уплотнителя с горизонтальным отверстием и сегментарным окном, через которое подается рабочий раствор, пружины, прижимающие проставку к ступице-дозатору, в которой установлены сальник и подшипники для вращения инжекторного колеса. В основании ступицы-дозатора в части, примыкающей к пластиковой проставке, выполнены горизонтальные отверстия, которые при вращении колеса поочередно сопрягаются с горизонтальными отверстиями и сегментарным окном пластиковой проставки уплотнителя. В основании ступицы-дозатора также выполнены вертикальные отверстия, сопрягающиеся с горизонтальными отверстиями, соединенные трубками с полыми инжекторными иглами колеса.
Недостатками данной конструкции является необходимость в повышенной точности изготовления пружин, прижимающих пластиковую проставку к прижимной планшайбе. При наличии разности в упругих характеристиках пружин, прижим пластиковой проставки будет неравномерным, что либо сразу приведет к протечке рабочего раствора, либо сначала к неравномерному износу, а затем, к протечке, т.е. сократится срок службы.
Кроме того, в этой конструкции отсутствует постоянная дозированная подачи смазки в подшипники для обеспечения их защиты от агрессивного воздействия рабочего раствора, вытекающего через уплотнение.
В качестве ближайшего аналога выбран патент РФ на полезную модель №195030 (опубл. 14.01.2020), в котором раскрыта распределительная ступица инъекторного колеса, содержащая ось с каналами для подачи рабочей жидкости и смазки, с глухими отверстиями для малого штифта и штифта, фиксирующих от проворота уплотнительную втулку и разрезную втулку, с напрессованными на оси подшипниками, на которых вращается корпус ступицы, включающий распределительную часть ступицы, которая выполнена с резьбовыми отверстиями для вкручивания выходных штуцеров, выполненных с резьбой, а на наружной поверхности уплотнительной втулки выполнена радиусная канавка r=1-4 мм.
Недостатками данной конструкции является сложность конструкции и эксплуатации. В частности, для оперативной замены штуцеров, имеющих резьбовое соединение с распределительной частью ступицы, требуется выкрутить резьбовую часть сломанного штуцера, для чего потребуется замена всей распределительной части ступицы.
Для фиксации разрезной втулки от проворота на оси штифтом при изготовлении требуется дополнительная операция для цекования внутри разрезной втулки для установки штифта. Это приводит также к снижению срока службы разрезной втулки, т.к. при цековании под штифт стенка в этой области утончается, и при износе втулки в этом месте может произойти вскрытие, ведущее к неправильной работе всего узла.
Раскрытие полезной модели
Настоящая полезная модель решает задачу устранения недостатков ближайшего аналога и достижение технического результата в виде упрощения конструкции и повышения срока службы и улучшения ремонтопригодности.
Указанная задача с достижением отмеченного технического результата решается тем, что в настоящей полезной модели предложена распределительная ступица мультиинъекторного колеса, содержащая: ось с каналом для подачи рабочей жидкости через соответствующий фитинг, расположенный на первом конце оси; корпус ступицы, установленный с возможностью вращения на оси с помощью подшипников; распределитель, охватывающий второй конец оси и закрепленный на корпусе ступицы; трубки, вставленные в распределитель равномерно по окружности в плоскости, перпендикулярной оси; разрезную уплотнительную втулку, установленную на втором конце оси; упорную втулку, предназначенную для фиксации разрезной уплотнительной втулки на оси и обеспечения прохода от канала для подачи рабочей жидкости к одной из трубок при ее прохождении мимо упорной втулки во время вращения распределителя с корпусом ступицы; два резиновых кольца круглого сечения, установленные в соответствующих проточках оси и разрезной уплотнительной втулки.
Особенность ступицы по настоящей полезной модели состоит в том, что трубки могут быть установлены в распределителе с помощью термоклея, разрушающегося при нагревании свыше 100°С.
Другая особенность ступицы по настоящей полезной модели состоит в том, что ось может быть выполнена с дополнительным каналом для подачи смазки через соответствующий фитинг на первом конце оси, имеющим выход между упомянутыми подшипниками.
Еще одна особенность ступицы по настоящей полезной модели состоит в том, что она может дополнительно содержать подпружиненную манжету, установленную враспор между осью и распределителем на его стыке с корпусом ступицы и предназначенную для предотвращения протекания рабочей жидкости к подшипникам и предотвращения попадания смазки в трубки.
Краткое описание чертежей
Настоящая полезная модель иллюстрируется чертежами. На Фиг. 1 представлена распределительная ступица по настоящей полезной модели.
На Фиг. 2 показан общий вид разрезной уплотнительной втулки.
Подробное описание вариантов осуществления
Как показано на Фиг. 1, распределительная ступица по настоящей полезной модели содержит ось 1, выполненную из стали конструкционных марок. В оси 1 вдоль ее осевой линии с первого конца (на Фиг. 1 показан справа) выполнен канал 2 для подачи рабочей жидкости через соответствующий фитинг 3. В оси 1 предпочтительно выполнен с того же первого конца параллельно каналу 2 канал 4 для подачи смазки через фитинг 5. Выполнение фитингов может быть любым известным специалистам.
На оси 1 размещен корпус 6 ступицы, выполненный, например, из стали той же марки, что и ось 1. Корпус 6 ступицы установлен на оси 1 с возможностью вращения с помощью подшипников 7 и 8. Эти подшипники 7 и 8 представляют собой подшипники открытого типа и могут быть разнесены один от другого на некоторое расстояние, так что в образованное между ними пространство выходит канал 4 для подачи смазки.
На корпусе 6 ступицы закреплен распределитель 9, охватывающий второй конец оси 1 (на Фиг. 1 показан слева). Крепление распределителя 9 к корпусу 6 ступицы может осуществляться, например, болтами или винтами 10. В распределитель 9 вставлены трубки 11 из любого подходящего металла, равномерно разнесенные одна от другой по окружности в плоскости, перпендикулярной оси 1. Трубки 11 могут быть установлены в соответствующих отверстиях распределителя 9 с помощью любого подходящего клея, например, эпоксидного или в виде анаэробного герметика. Однако предпочтительно использование термоклея, разрушающегося при нагревании свыше 100°С. Это позволяет заменять сломанные трубки 11 непосредственно в поле путем нагрева с помощью газовой горелки.
На втором конце оси 1 (показанном на Фиг. 1 слева) установлена разрезная уплотнительная втулка 12. Для фиксации разрезной уплотнительной втулки 12 от проворачивания на оси 1 использована упорная втулка 13, диаметр которой равен ширине разреза разрезной уплотнительной втулки 12. Упорная втулка 13, впрессованная в ось 1, предназначена также для обеспечения прохода от канала 2 для подачи рабочей жидкости к каждой из трубок 11, когда та или иная трубка 11 проходит мимо упорной втулки 13 во время вращения распределителя 9 с корпусом 6 ступицы.
Для плотного прижатия разрезной уплотнительной втулки 12 к внутренней поверхности распределителя 9 применены два резиновых кольца 14 круглого сечения, установленные в соответствующих проточках оси 1 и разрезной уплотнительной втулки 12. На Фиг. 2 показан общий вид разрезной уплотнительной втулки 12.
Распределительная ступица по настоящей полезной модели может дополнительно содержать подпружиненную манжету 15, установленную враспор между осью 1 и распределителем 9 на стыке распределителя 9 с корпусом 6 ступицы. Подпружиненная манжета 15 предназначена для предотвращения протекания рабочей жидкости к подшипникам 7 и 8 и для предотвращения попадания смазки в трубки 11. Для удаления излишков смазки в корпусе 6 ступицы могут быть предусмотрены дренажные пазы 16. Кроме того, в корпусе 6 ступицы может быть предусмотрена пресс-масленка 17.
Распределительная ступица по настоящей полезной модели работает следующим образом.
При перемещении почвообрабатывающего сельскохозяйственного орудия, оборудованного комплектом мультиинъекторных колес, по полю для внесения удобрений в почву корпус 6 ступицы с распределителем 9 вращается на оси 1. Радиальный канал подачи рабочей жидкости (удобрений) с запрессованной в ось 1 упорной втулкой 13 всегда направлен вертикально вниз, как показано на чертеже.
При движении почвообрабатывающего сельскохозяйственного орудия по полю в фитинг 3 подается с заданным давлением и расходом один вид жидкого удобрения или смесь двух и более жидких удобрений (именуемые в данном тексте рабочей жидкостью). Пройдя по осевому каналу 2 подачи удобрений и через упорную втулку 13, рабочая жидкость поочередно попадает в трубки 11, которые последовательно проходят под упорной втулкой 13. В результате рабочая жидкость, пройдя по конкретной трубке 11, через соответствующую соединительную трубку попадает в инъектор, установленный на краю мультиинъекторного колеса (не показано), откуда рабочая жидкость подается непосредственно в почву.
Протекание рабочей жидкости из распределителя 9 в подшипники 7 и 8 исключается наличием подпружиненной манжеты 15.
Внешняя поверхность уплотнительной втулки 12 плотно прилегает к внутренней поверхности распределителя 9, перекрывая радиальные отверстия, в которые вставлены трубки 11, не находящиеся в данный момент под упорной втулкой 13 (под разрезом разрезной уплотнительной втулки 12). Следовательно, рабочая жидкость (удобрение или смесь удобрений) всегда подается только в один, направленный в данный момент вниз, инъектор, тем самым обеспечивая внесение удобрения или смеси удобрений только в почву и исключая подачу в другие инъекторы, которые в данный момент в почве вообще не находятся или находятся, но на недостаточной для внесения удобрений глубине.
Установленные в проточках на оси 1 два резиновых кольца 14 за счет своих упругих свойств обеспечивают плотное прилегание внешней поверхности разрезной уплотнительной втулки 12 к внутренней поверхности распределителя 9. Во время эксплуатации внешняя поверхность уплотнительной втулки 12 постепенно изнашивается, резиновые кольца 14, изначально сжатые при первичной сборке, постепенно разжимаются (по мере износа внешней поверхности разрезной уплотнительной втулки 12) и продолжают обеспечивать плотное прилегание внешней поверхности разрезной уплотнительной втулки 12 к внутренней поверхности распределителя 9, обеспечивая тем самым больший срок службы.
Ввиду того, что многие удобрения являются агрессивными средами, возможен выход из строя подшипников 7 и 8 при попадании в них рабочей жидкости. Это может происходить в процессе длительной эксплуатации и, как следствие, износа подпружиненной манжеты 15. Для снижения вероятности выхода из строя подшипников 7 и 8 может быть предусмотрена постоянная (с заданными настраиваемыми временными промежутками и объемами) подача смазки в область между ними по каналу 4 подачи смазки от фитинга 5. Смазка, попадая в полость между подшипниками 7 и 8, вытесняет ранее поступившую смазку. Поскольку подшипники 13 и 14 - открытого типа, вытеснение смазки проходит через них. Излишки смазки, прошедшей через подшипник 8, поступают в полость между подшипником 8 и подпружиненной манжетой 15, откуда вытесняются через дренажные пазы 16. Тем самым, смазка, вымываемая вследствие возможных протечек из полости между подшипником 8 и манжетой 15, постоянно обновляется, что не дает агрессивной рабочей жидкости попадать в подшипники 7 и 8. Для индивидуального обновления (прокачки) смазки на корпусе 6 ступицы предусмотрена пресс-масленка 17.
Таким образом, использование упорной втулки 13 для фиксации разрезной уплотнительной втулки 12 на оси 1 и применение резиновых колец 14 круглого сечения упрощают конструкцию распределительной ступицы мультиинъекторного колеса и позволяют повысить срок службы и улучшить ремонтопригодность. Срок службы повышается также за счет постоянной подачи смазки к подшипникам и использования подпружиненной манжеты. Улучшение ремонтопригодности дополнительно обеспечивается применением термоклея, разрушающегося при нагревании свыше 100°С, для установки трубок в распределителе. При этом в условиях работы в поле для замены трубки 11 потребуется тюбик с клеевым составом, газовая горелка и сама трубка.