КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к выкапывающим и сепарирующим устройствам, используемым в картофелеуборочных машинах.
Известен элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, предназначенный для уборки двух рядков картофеля, посаженного с междурядьем 70 см.
Картофелекопатель КСТ-1.4 содержит активные лемеха, закрепленные на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, колеблющиеся шатунами, откидные пальцы, установленные на лемехах, скоростной, основной и каскадный элеваторы, образованные прутками, концы которых заделаны в звенья цепи, эллиптические встряхиватели, ходовые и опорное колеса. Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом, то есть изменением положения опорного колеса. (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М.: Колос С, 2004. - С. 422-424).
Известный картофелекопатель предназначен для уборки картофеля на тяжелых почвах влажностью до 27%. Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом опорного колеса. Прутковые элеваторы, предназначенные для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов к выходу. Верхняя ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками.
-1
Лемеха закреплены на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, и колеблются шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 и 10,5 с. Частоту колебаний лемехов регулируют, заменяя звездочки на валу редуктора.
Колеблющиеся лемеха частично крошат пласт, меньше залипаются почвой, позволяют уменьшить сгруживание почвы и растительной массы перед элеватором, снижают тяговое сопротивление картофелекопателя.
Полотно элеваторов образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Скоростной элеватор имеет три цепи, основной и каскадный - по две цепи, которыми полотно опирается на звездочки ведущего вала и опорные ролики. Смежные прутки соединены планками и изогнуты в противоположные стороны, образуя карманы, предотвращающие скатывание клубней. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения.
Полотно скоростного элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается в продольном направлении и частично измельчается, что облегчает выделение клубней. Пласт, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками, а клубни, не разрушенные почвенные комки и ботва, сходят с каскадного элеватора в валок.
Известный картофелекопатель имеет недостатки.
Во время уборки картофеля клубненосный гребень, подрезаемый лемехом, имеет почвенную корку, которая перемещается с клубненосным пластом с лемеха на прутковый сепарирующий элеватор. Какое бы не было сепарирующее устройство, вначале измельчается и просеивается почва с нижней части клубненосного пласта. Почвенные комки разрушенной почвенной корки гребня подрезанного лемехом не всегда удается разрушить. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного пруткового элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.
Также известна картофелеуборочная машина, содержащая лемеха, вал-ротор, установленный за подкапывающими лемехами перед основным (первым) прутковым элеватором, второй прутковый элеватор, звездочку для привода вала-ротора, тяговые элементы (цепи, ремни), между которыми расположен участок основного пруткового элеватора, вал-ротор выполнен с квадратным сечением и снабжен закрепленными изогнутыми пластинами, выполненными в виде непрерывной линии, крайние вершины изогнутой пластины расположены по оси лемехов, а средняя вершина между лемехами, угол наклона каждой части изогнутой пластины к оси вала менее 45°. (Патент на изобретение РФ №2440711, МПК A01D 33/00, заявл. 22.03.2010, опубл. 27.09.2011).
Известное устройство для уборки корнеклубнеплодов имеет недостатки.
При работе картофелеуборочной машины, снабженной валом-ротором, выполненным с квадратным сечением и снабженным закрепленными изогнутыми пластинами в виде непрерывной линии, допускает потери не только мелкого картофеля, а также среднего. Пластины закреплены на каждой стороне квадратного вала по ломанной линии. Расстояние между пластинами больше размера клубней среднего размера. В результате клубни увлекаются пластинами, которые не перемещаются на скоростной прутковый элеватор и падают между прутковым ротором и скоростным прутковым элеватором.
Задача - создание технического решения позволяющего улучшить процесс сепарации почвы на прутковых элеваторах картофелекопателя.
Технический результат заключается в том, что повышение сепарирующей способности прутковых элеваторов выполнено путем разрыва и измельчения клубненосного пласта почвы и более равномерного распределения клубненосной почвы по всей ширине пруткового элеватора.
Технический результат достигается тем, что картофелекопатель, содержащий активные лемеха, ходовые и опорные колеса, скоростной прутковый элеватор, основной и каскадный прутковые элеваторы, а за подкапывающими лемехами перед скоростным прутковым элеватором установлен прутковый ротор в виде приводного вала с фланцами, на которых закреплены прутки в виде непрерывной ломанной линии, расположенные под острым углом к оси вала пруткового ротора, крайние вершины прутков, расположены по оси лемехов, а средние вершины между лемехами, причем прутки закреплены на фланцах пруткового ротора с зазором равным минимальному размеру клубней картофеля.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. За подкапывающими активными лемехами перед скоростным прутковым элеватором установлен прутковый ротор в виде приводного вала с фланцами, на которых закреплены прутки.
2. Прутки закреплены на фланцах вала в виде непрерывной ломанной линии.
3. Прутки расположены под острым углом к оси вала пруткового ротора.
4. Крайние вершины прутков, выполненных по ломанной линии, расположены по оси лемехов, а средние вершины между лемехами.
5. Прутки закреплены на фланцах пруткового ротора с зазором равным минимальному размеру клубней картофеля.
С целью разрушения клубненосного пласта в продольном направлении, подрезанного лемехами, и перемещаемого на скоростной прутковый элеватор, за подкапывающими лемехами перед скоростным прутковым элеватором, установлен прутковый ротор, выполненный в виде приводного вала с фланцами, на которых закреплены прутки.
При работе картофелекопателя прутковый ротор, воздействуя на клубненосный пласт последовательно чередующимися ударами прутков, обеспечивает разрыв и измельчение клубненосного пласта почвы, и устраняет его сгруживание на подкапывающих лемехах. Поступающий на прутковый ротор подкопанный лемехами клубненосный пласт, подвергается крошащему воздействию прутков. Измельченная почва прутковым ротором подается на скоростной прутковый элеватор. Измельченная почва просыпается в зазоры между прутками пруткового ротора и прутками скоростного элеватора.
С целью разрыва клубненосного почвенного пласта, подрезанного лемехами, и перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении прутки закреплены на фланцах под острым углом к оси вала пруткового ротора в виде непрерывной ломанной линии.
При вращении пруткового ротора прутки разрывают клубненосный пласт почвы и перемещают клубненосную почву не только в продольном, но и поперечном направлении.
Прутки, размещенные под острым углом к оси вала пруткового ротора, способствуют перемещению клубненосной почвы на всю ширину скоростного пруткового элеватора.
С целью перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении на всю ширину пруткового элеватора, вершины прутков, размещенных по ломанной линии, расположены по оси лемехов.
Картофель возделывают на легких, тяжелых суглинистых почвах на ровной поверхности, а также на гребнях и грядах.
При уходе за растениями картофеля возделываемого на любых почвах проводят окучивание картофеля. При уборке картофеля подкапывающие лемеха подрезают клубненосный пласт почвы, имеющей форму гребня, который перемещается на основной прутковый элеватор. Клубненосный пласт почвы у картофелекопателя, выбранной за аналог, поступает на скоростной прутковый элеватор не с одинаковой толщиной. Вдоль середины подкапывающего лемеха клубненосный пласт почвы поступает на скоростной прутковый элеватор с большей толщиной, а в среднюю часть пруткового элеватора клубненосная почва поступает с меньшей толщиной. На средней части скоростного, а также основного и каскадного прутковых элеваторов сепарация почвы происходит намного лучше, так как зазоры между прутками имеют наибольшую величину за счет деформации и провисания прутков в процессе работы картофелекопателя.
Во время работы заявляемым картофелекопателем, каждый подкапывающий лемех подрезает клубненосный пласт почвы, который перемещается по лемеху к прутковому ротору. Прутковый ротор прутками воздействует и разрывает клубненосный пласт почвы и перемещает почву в продольно-поперечном направлении на скоростной прутковый элеватор за счет того, что вершины прутков, закрепленных на фланцах вала в виде непрерывной линии, расположены по оси лемехов.
При работе картофелекопателя прутковый ротор вращается и прутки, закрепленные на фланцах вала, воздействуют последовательно чередующимися ударами и обеспечивают разрыв и измельчение клубненосного гребнеобразного пласта почвы и способствуют перемещению клубненосной почвы на скоростной прутковый элеватор на всю его ширину. В результате воздействия прутков на подкопанный лемехами клубненосный пласт почвы проявляется эффект встряхивания и измельчения клубненосной почвы, в результате чего почва перемещается не только в продольном, но и в продольно-поперечном направлении.
С целью просеивания клубненосной почвы через прутковый ротор прутки закреплены на фланцах с зазором равным минимальному размеру клубней картофеля. Часть измельченной почвы, примеси и клубни картофеля массой до 20 грамм просеиваются через прутковый ротор и не подаются на скоростной прутковый элеватор. При проведении послеуборочной обработки картофеля предусмотрено клубни массой 20 грамм и отходы (почва, резаный и гнилой картофель, частицы растений) направлять в отходы.
Выявленные признаки технического решения заявляемого картофелекопателя позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
На фиг. 1 - представлена схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг. 2 - крепление лемехов на валу; на фиг. 3 - представлена схема картофелекопателя, вид сверху; на фиг. 4 - представлена схема размещения прутков на прутковом роторе.
Картофелекопатель снабжен активными лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 элеваторами, ходовыми колесами 6 и опорным колесом 7. Прутковые элеваторы 3, 4 и 5 предназначены для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов 1 и 2 к выходу.
Лемеха 1 и 2 закреплены на подвесках 8, шарнирно соединенных с рамой (рама не показана) и колеблются шатунами 9 с амплитудой 14 мм и различной частотой. Частота колебания лемехов регулируется, путем замены звездочек на валу редуктора (звездочка и вал редуктора не показаны).
За лемехами 1 и 2 перед скоростным прутковым элеватором 3 установлен прутковый ротор 10. Прутковый ротор 10 выполнен в виде приводного вала 11 с фланцами 12, 13, 14, 15 и 16, на которых закреплены прутки 17. Прутки 17 закреплены на фланцах 12, 13, 14, 15 и 16 под острым углом к оси вала 11 пруткового ротора 10 в виде непрерывной ломанной линии. Вершины прутков 17, размещенных по ломанной линии, расположены по оси лемехов 1 и 2. Кроме того, прутки 17 закреплены на фланцах 12, 13, 14, 15 и 16 с зазором равным минимальному размеру клубней.
Заявляемый картофелекопатель работает следующим образом.
1
2
При работе картофелекопателя подкапывающие активные лемеха 1 и 2 подрезают клубненосные пласты почвы толщиной H. Клубненосный пласт почвы толщиной H состоит из клубненосного пласта толщиной h и клубненосного гребнеобразного пласта h. Клубненосный пласт почвы Н, подрезанный лемехами 1 и 2, перемещается к прутковому ротору 10 с различной толщиной и клубненосной массой. Глубина подрезания клубненосного пласта зависит от глубины залегания нижних клубней в гнезде. Масса клубненосной почвы зависит от типа и состояния почвы, а также технологии возделывания картофеля. Глубина подкапывания, то есть положение лемехов 1 и 2 регулируется изменением положения опорного колеса 7. Прутки 17, воздействуя на клубненосный пласт почвы, обеспечивают разрыв измельчение клубненосного пласта и перемещение клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении на скоростной прутковый элеватор 4. В результате воздействия на подкопанный клубненосный пласт почвы толщиной H прутков 17 пруткового ротора 10, проявляется эффект псевдосжиженного слоя, в котором клубни картофеля, имеющего меньшую плотность, чем почва, как бы всплывают на ее поверхности.
Вершины A и B прутков 17, расположенные по оси лемехов 1 и 2, а средняя вершина С прутков 17 между лемехами 1 и 2, расположенных под острым углом к оси вала 9 пруткового ротора 10, способствуют перемещению нижнего слоя клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении на скоростной прутковый элеватор 4. В результате воздействия прутков 17 на клубненосный пласт почвы обеспечивается перемещение клубненосной почвы на всю ширину скоростного пруткового элеватора 4 с равномерной толщиной.
Вращающийся прутковый ротор 10 не только измельчает клубненосный пласт почвы, а также предотвращает сгруживание почвы на лемехах 1 и 2. Кроме того, измельченная почва просеивается между прутками 17 пруткового ротора 10. При этом меньше почвы поступает на скоростной прутковый элеватор 4.
Использование заявляемого картофелекопателя позволит улучшить процесс сепарации почвы за счет измельчения клубненосного пласта почвы и перемещения в продольно-поперечном направлении выравненным слоем на скоростной прутковый элеватор, а также предотвратить сгруживание клубненосной почвы на лемехах. При работе на тяжелых почвах возможно повышение производительности картофелекопателя и снижение потерь клубней картофеля.