ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
GRINDER OF PLANT MATERIALS

Область техники
Изобретение относится к машинам для измельчения растительных материалов, таких как ветки с листьями или без листьев, кусты, цветы, трава и т.п., с получением кусочков или обрезков.
Такие устройства, называемые измельчителями растений и растительных отходов, находят применение в работах по уходу за парками, садами и огородами. Измельчители позволяют существенно уменьшить объем обрабатываемых растительных материалов. В некоторых случаях обрезки могут утилизироваться, например для формирования компоста или мульчи для покрытия некоторых участков с целью сокращения роста сорняков (мульчирование).
Предпосылки создания изобретения
Измельчители растительных материалов обычно содержат режущий механизм с лезвиями, предназначенный для обработки отходов, имеющих максимальный диаметр 30-35 мм (типа кустов и молодых зеленых изгородей).
Более мощные измельчители, содержащие режущий механизм со шнеком, ротором или диском, ножевой рамой, позволяют срезать и измельчать ветки диаметром до 50 мм.
Пример такого измельчителя описан в патенте FR 2768352. Такой измельчитель содержит зону подачи и зону выброса растительных отходов, а также механизм измельчения. Поскольку зона выброса направлена вверх, измельчитель содержит вентилятор с малой интенсивностью потока высокого давления, который создает поток воздуха, отсасывающий разрезанные/измельченные растительные отходы в направлении зоны выброса.
Такой вентилятор занимает в измельчителе довольно много места, потребляет большое количество энергии и является источником шума.
В патенте FR 2795661 описывается другой измельчитель растительных отходов и другого материала, содержащий зону подачи и зону выброса переработанных отходов, между которыми расположена камера измельчения, снабженная ротором. На этом роторе установлены с чередованием режущие и раскалывающие органы, что дает возможность улучшить эффективность резки.
Недостаток таких устройств заключается в том, что в некоторых ситуациях качество резки неудовлетворительно, и размеры частиц на выходе могут существенно различаться в зависимости от характеристик (в особенности от твердости материалов), размеров и диаметра вводимых растительных материалов.
Также известны более сложные конструкции измельчителей, содержащих два желоба для подачи обрабатываемого материала в зависимости от размера, в особенности от диаметра растительных материалов. Эти желобы находятся по обеим сторонам диска, на котором имеются различные ножи, формы и размеры которых соответствуют размерам растительных материалов.
Цели изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков известных технических решений.
Более конкретно, целью изобретения является создание измельчителя, в который можно загружать мягкие и твердые растительные материалы и который обеспечивает однородное измельчение таких материалов, то есть получение обрезков примерно одного размера.
Другой целью, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления изобретения, является создание измельчителя с достаточной производительностью, в котором предотвращается забивание режущего механизма.
Другой целью изобретения, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления изобретения, является создание такого измельчителя, уровень шума которого гораздо ниже уровня шума существующих измельчителей, в которых используется вентилятор.
В частности, целью изобретения, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления изобретения, является создание такого измельчителя, в котором обеспечивается высокая эффективность выбрасывания обрезков без использования вентилятора.
Еще одной целью изобретения, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления изобретения, является создание измельчителя, который прост в эксплуатации и в производстве, и потому недорог по сравнению с измельчителями, в которых используются два загрузочных желоба, которые также называются желобами подачи исходного материала.
Еще одной целью изобретения, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления изобретения, является создание измельчителя, эффективность работы которого выше эффективности работы существующих конструкций, в котором обеспечивается обработка растительных материалов, части которых имеют достаточно большой диаметр, с меньшей мощностью двигателя.
Краткое описание изобретения
В изобретении предлагается новое техническое решение, в котором отсутствуют все или часть недостатков предыдущих решений и которое представляет собой измельчитель растительных материалов, содержащий один загрузочный желоб, через который растительные материалы, подлежащие измельчению, вводятся в камеру, снабженную режущим устройством, преобразующим растительные материалы в обрезки, и разгрузочную зону для выброса полученных обрезков, причем режущее устройство содержит ротор с диском.
В соответствии с изобретением режущее устройство содержит:
- по меньшей мере одно первое, режущее, лезвие, установленное на стороне диска, обращенной в направлении загрузочного желоба, для получения первых обрезков, указываемых как грубые обрезки;
- по меньшей мере одно отверстие для прохода грубых обрезков;
- по меньшей мере одно второе, измельчающее, лезвие, установленное на стороне диска, обращенной в направлении разгрузочной зоны, причем второе лезвие или несколько вторых лезвий преобразуют грубые обрезки в мелкие обрезки,
причем второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) имеет по меньшей мере две отдельные режущие кромки, которые способны измельчать грубые обрезки и выбрасывать получаемые мелкие обрезки через разгрузочную зону.
Таким образом, ротор предлагаемого в настоящем изобретении измельчителя содержит два набора лезвий, расположенных на двух сторонах диска. На первой стороне расположено одно или несколько лезвий, которые могут резать растительный материал, введенный через зону подачи, в то время как на другой стороне расположены лезвия, обеспечивающие второй уровень резания и имеющие такую форму, которая обеспечивает создание потока воздуха для выброса мелких обрезков.
Это могут быть, например, лезвия, обычно используемые в некоторых газонокосилках, работающих в режиме мульчирования (далее "мульчирующие лезвия"). В пределах объема изобретения использование таких лезвий или функционально аналогичных лезвий не только дает возможность обеспечить лучшее измельчение, независимо от типа растительного материала, подлежащего обработке, но также позволяет направить мелкие обрезки или частицы растительного материала в направлении разгрузочной зоны, которая обычно обращена вверх.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) содержит:
- первую режущую кромку по меньшей мере с одной скошенной частью, формирующей режущий профиль, на переднем крае лезвия;
- вторую режущую кромку с измельчающими зубьями на краю лезвия, противолежащем переднему краю.
В предпочтительном варианте эти измельчающие зубья расположены в направлении, противоположном диску.
Такая конструкция позволяет, с одной стороны, получить мелкие и однородные измельченные обрезки и, с другой стороны, обеспечить хорошее удаление получаемых обрезков.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) симметричны относительно оси вращения ротора. При этом отверстие может быть расположено, например, под углом 90° к указанным вторым, измельчающим, лезвиям. Безусловно могут обеспечиваться различные распределения, как симметричные, так и несимметричные. Число лезвий в разных вариантах также может варьироваться.
Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом первые, режущие, лезвия или по меньшей мере одно из первых, режущих, лезвий установлены параллельно указанным отверстиям или по меньшей мере одному из указанных отверстий и в непосредственной близости от него.
В предпочтительном варианте вторые лезвия смещены относительно
диска.
В соответствии с первым подходом первое, режущее, лезвие (или лезвия) и/или второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) прикреплены к ротору с помощью винтов.
В соответствии со вторым подходом первое, режущее, лезвие (или лезвия) и/или второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) прикреплены к ротору с помощью зажимного устройства с двумя проставками.
В одном из вариантов второе, измельчающее, лезвие (или лезвия) является мульчирующим лезвием, используемым обычно в некоторых типах газонокосилок. В качестве второго, измельчающего, лезвия (или лезвий) также может использоваться лезвие от газонокосилок-триммеров.
Краткое описание чертежей
Другие характеристики, достоинства и преимущества изобретения станут более понятными после ознакомления с нижеприведенным описанием двух вариантов осуществления изобретения, которые приведены в иллюстративных целях и никаким образом не ограничивают объем изобретения, и прилагаемых чертежей, на которых показано:
фиг. 1 - вид в перспективе предлагаемого в изобретении измельчителя;
фиг. 2 - вид измельчительной камеры измельчителя, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - вид первой стороны диска измельчителя, показанного на фиг. 1, в соответствии с изобретением;
фиг. 4 - вид второй стороны диска;
фиг. 5 и 6 - два примера установки вторых лезвий со смещением;
фиг. 7A-7E - виды конкретной конструкции второго лезвия соответственно:
фиг. 7A - вид снизу;
фиг. 7B - вид сбоку;
фиг. 7C - вид сверху;
фиг. 7D - вид сечения по линии A-A;
фиг. 7E - вид сечения по линии B-B.
Описание варианта осуществления изобретения
Основные положения
В настоящем изобретении предлагается новый тип измельчителя растительных материалов, содержащий один загрузочный желоб, в который может загружаться любой тип растительных материалов, подлежащих измельчению (например, диаметром до 9 см), и лезвия, распределенные по обеим сторонам диска таким образом, чтобы получать мелкие обрезки примерно одинаковых размеров.
На первой стороне диска обычно расположено одно или несколько лезвий, обеспечивающих получение первых обрезков, которые можно назвать грубыми обрезками (промежуточный материал). На валу ротора, на второй стороне диска, то есть на задней стороне диска, передняя сторона которого обращена в направлении загрузочного желоба, расположен второй набор лезвий, например одно или несколько мульчирующих лезвий, обычно используемых в газонокосилках, которые предназначены для:
- получения мелких обрезков из грубых обрезков;
- выброса мелких обрезков из измельчителя.
Такой принцип построения измельчителя обладает тремя достоинствами:
- обеспечивается возможность обработки разных типов растительных материалов, вводимых в измельчитель через один загрузочный желоб;
- на выходе получаются мелкие обрезки, имеющие примерно одинаковые размеры, и поэтому их легко утилизировать, например, для закладки в компост или для мульчирования;
- исключается необходимость в вентиляторе для удаления мелких обрезков.
Конструкция измельчителя, представляющего собой один из вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 приведен вид в перспективе одного из вариантов измельчителя растительных материалов в соответствии с изобретением. Измельчитель содержит загрузочный желоб 2 для загрузки растительных материалов и желоб 6 для удаления полученных обрезков, между которыми расположена измельчительная камера 4 (показана на фиг. 2).
На этой фиг. 1 показано, что приводной двигатель 10 ротора (фиг. 2) расположен в измельчительной камере 4. Вышеуказанные элементы установлены на раме 8, которую можно передвигать на двух транспортировочных колесах 12.
Загрузочный желоб 2 имеет, например, конусовидную или цилиндрическую форму и ориентирован под таким углом, чтобы облегчать пользователю загрузку растительных материалов, подлежащих измельчению. Разгрузочный желоб 6 имеет конец, который предназначен и может быть ориентирован таким образом, чтобы небольшие части или обрезки измельченных растительных материалов падали в заданную зону, в которой может быть установлен контейнер для обрезков, например тележка на колесах.
Поэтому такой измельчитель обеспечивает разрезание на мелкие части растительных материалов, введенных в загрузочный желоб 2 и поданных в измельчительную камеру 4, в которой они в соответствии с изобретением нарезаются и затем измельчаются ротором. Затем полученные обрезки растительных материалов выводятся из измельчителя через разгрузочный желоб 6 с помощью потока воздуха и падают в контейнер для последующей закладки в компост или для засыпания на цветочные клумбы или под деревья.
Конструкция ротора
На фиг. 2 приведен вид в перспективе измельчительной камеры 4 измельчителя, показанного на фиг. 1. В этой камере 4 расположен ротор, то есть вращающаяся часть, содержащая диск 20, имеющий круговую форму, с ножами и лезвиями. Ротор приводится во вращение вокруг оси 16 двигателем 10.
В соответствии с изобретением на обеих сторонах диска 20 имеются ножи и/или лезвия. На стороне диска, обращенной в направлении загрузочного желоба, которая является передней стороной диска, первой входящей в контакт с растительными материалами, расположен первый комплект ножей, содержащий по меньшей мере один нож 22 (в представленном варианте (см. фиг. 3) используются два ножа, расположенные рядом друг с другом). Эти ножи 22 могут быть установлены на диске или на валу 16. Они обеспечивают предварительную резку растительных материалов на грубые кусочки (промежуточный материал).
На второй стороне ротора, которая является задней стороной диска, обращенной в направлении разгрузочного желоба, расположено второе лезвие или второй комплект лезвий 21, имеющих две режущие кромки, на обеих сторонах каждого лезвия (показано пунктирными линиями на фиг. 2, а также показано на фиг. 4). Это могут быть, например, мульчирующие лезвия, обычно используемые в некоторых газонокосилках. Такие лезвия, первоначально предназначенные для газонокосилок, могут быть использованы в вариантах осуществления изобретения.
Также могут использоваться лезвия, предназначенные для газонокосилок-триммеров.
Мульчирующие лезвия имеют первую режущую кромку 211 для резки и вторую режущую зубчатую кромку 212, используемую для измельчения кусочков, полученных после резки.
Эти лезвия обеспечивают измельчение грубых обрезков, нарезанных предварительно ножами 22, расположенными на первой стороне диска 20, и прошедших на другую сторону ротора через отверстие 23, сформированное в этом диске. Отверстие расположено параллельно ножам 22 перед ними (по направлению вращения) таким образом, что растительные материалы проникают частично в это отверстие, разрезаются, причем грубые обрезки расположены на другой стороне ротора, чтобы их можно было измельчить вторым ножами для мульчирования для формирования окончательных обрезков, имеющих примерно одинаковые размеры, независимо от размеров исходных растительных материалов.
Мульчирующее лезвие 21 представляет в рассматриваемом варианте один элемент, симметричный относительно вала 16, с двумя первыми, режущими, кромками 211 и двумя вторыми, зубчатыми режущими, кромками 212. Лезвие 21 расположено под углом 90° к отверстию 23.
Конечно может использоваться несколько таких лезвий. Кроме того, возможно другое распределение и расположение лезвий.
Здесь необходимо отметить, что предлагаемый в настоящем изобретении измельчитель содержит только один загрузочный желоб, в отличие от некоторых более сложных измельчителей, которые содержат два желоба, предназначенных для разных диаметров растительных материалов, подлежащих обработке. В этом случае ротор содержит ножи, которые предназначены, с каждой стороны диска, для обработки соответствующим образом каждого типа растительных материалов. С другой стороны, в соответствии с изобретением все растительные материалы могут загружаться через один и тот же желоб, и обработка осуществляется в два этапа: первая резка, в результате которой получаются грубые обрезки, и затем вторая резка или измельчение, в результате которой получаются мелкие обрезки, имеющие примерно одинаковые размеры.
Такой подход позволяет, используя двигатель мощностью 6 л.с., обрабатывать ветки диаметром до 9 см, хотя в известных конструкциях измельчителей для этого требуется двигатель большей мощности.
Вторая функция второго комплекта мульчирующих лезвий заключается в создании благодаря их профилю (зубцы формируют угол относительно диска, как это более подробного описано ниже) потока воздуха, засасывающего обрезки растительных материалов и направляющего их в направлении зоны 6 выгрузки. Использование такого лезвия (или нескольких лезвий в разных вариантах) дает возможность исключить использование вентилятора, связанное с лишним весом, повышенным шумом и увеличением стоимости.
Устройство первого режущего средства
Первая сторона диска 20 в соответствии с рассматриваемым вариантом показана на фиг. 3. Два ножа 22 расположены на этой стороне перпендикулярно приводному валу 16 для резки на части вводимых растительных материалов (грубые обрезки, первый уровень резки). Эти ножи 22 закрепляются на роторе с помощью винтов или других крепежных средств, известных специалистам, и могут сниматься для замены или для заточки. Мульчирующее лезвие 21, установленное на задней стороне диска 20, то есть на стороне диска, обращенной в направлении разгрузочной зоны, показано пунктирными линиями.
Устройство второго режущего средства
На фиг. 4 показана вторая сторона диска 20 в соответствии с рассматриваемым вариантом, на которой закреплено на валу 16 мульчирующее лезвие 21, предназначенное для резки или измельчения грубых обрезков, в результате чего получаются мелкие обрезки, с последующим выбрасыванием этих обрезков. Лезвие устроено таким образом, чтобы на первом этапе грубые обрезки разрезались скошенным режущим профилем 211 на первой кромке (передний край) лезвия 21. Затем получаемые обрезки режутся еще раз более тонко зубчатым профилем 212 лезвия, находящимся на второй кромке лезвия, причем второй профиль поднят относительно первого профиля таким образом, чтобы выталкивать обрезки в направлении разгрузочного желоба 6.
Это второе лезвие 21 может быть, в частности, традиционным лезвием, используемым в газонокосилках, работающих в режиме мульчирования. Оно также может быть зафиксировано на валу 16 или на диске 20, например, с помощью винтов или других подходящих крепежных средств.
В соответствии с некоторыми вариантами лезвие 21 (или лезвия) смещено относительно диска 20, как показано на фиг. 5 и 6.
В варианте, показанном на фиг. 5, лезвия содержат:
- режущую часть 51, примерно параллельную диску 20 и снабженную зубьями по меньшей мере на части, отдаленной от центра диска;
- наклонную часть 52, отходящую от диска 20 и обеспечивающую смещение лезвия от диска; и
- там, где это применимо, часть 53, проходящую вдоль диска 20 поблизости от вала 16 и используемую для крепления лезвия к диску, например, с помощью винтов.
В варианте, показанном на фиг. 6, лезвие или лезвия 21 установлены между двумя дистанционирующими прокладками 61 и 62, установленными на валу 16. Прокладка 61 обеспечивает смещение лезвия 21 относительно диска 20.
Конкретный пример второго лезвия
На фиг. 7A-7E показано подробное устройство конкретной конструкции второго лезвия 21. На чертежах представлены следующие виды лезвия 21:
- фиг. 7A - вид снизу;
- фиг. 7B - вид сбоку;
- фиг. 7C - вид сверху;
- фиг. 7D - вид сечения по линии A-A;
- фиг. 7E - вид сечения по линии B-B.
В подробном описании этих чертежей нет необходимости, поскольку приведенные виды и указанные на них размеры дают всю информацию, необходимую для воспроизведения такого лезвия.
Необходимо отметить, что зубья 71 расположены по существу вертикально и отклонены к концам лезвия, причем горизонтальная плоскость определяется поверхностью 72 лезвия (фиг. 7B), формируя угол порядка 90°. Конкретная форма зубьев дает возможность оптимизировать измельчение и обеспечить выбрасывание получаемых обрезков.