3
TRACTION TYPE AND COUPLING EQUIPMENT FOR AUTOMATIC PERFORMANCE OF CONNECTION OF TOWING HITCH AND HYDRAULIC QUICK-ACTING HITCH MECHANISMS BETWEEN TRAILER OF NURSE TANK AND AGRICULTURAL TOOLS OF MACHINE FOR APPLICATION OF NH
3
ПРИЦЕПНОЕ И СЦЕПНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ПРИСОЕДИНЕНИЙ СЦЕПНЫХ ВИЛОК И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ СЦЕПНЫХ УСТРОЙСТВ МЕЖДУ ПРИЦЕПОМ ЗАПРАВОЧНОЙ ЦИСТЕРНЫ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ ОРУДИЕМ МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ NH

Область техники
3
Настоящее изобретение относится к прицепному и сцепному оборудованию для автоматического выполнения присоединений прицепных устройств и быстродействующих сцепных устройств между прицепом заправочной цистерны, несущим цистерну безводного аммиака (NH).
Уровень техники
3
3
3
3
3
3
3
2
3
1
Современные агротехнические приемы в Северной Америке требуют применения минеральных удобрений, чтобы доводить до максимума урожайность и, в свою очередь, доводить до максимума прибыль. В настоящее время приблизительно 40% этих минеральных удобрений применяют в виде безводного аммиака (NH), поскольку он является самым рентабельным с точки зрения стоимости на единицу азота. Однако, несмотря на это преимущество в отношении стоимости, использование NH за несколько последних десятилетий значительно не изменилось из-за проблем безопасности и дополнительной рабочей силы, вовлекаемой в применение NH. В историческом плане, для внесения в почву NH использовались общепринятые подкормочные ножи для внесения удобрений. Эти машины для внесения удобрений в основном буксируют заправочную цистерну на 1000-1500 галлонов NH. Для обслуживания каждой машины для внесения удобрений используются многочисленные прицепы с NH. Когда цистерна, которую поддерживает прицеп, буксируемый машиной для внесения удобрений, становится пустой, ее меняют на прицеп, поддерживающий полную цистерну. Тележку тендера подцепляют в поле к прицепу, поддерживающему пустую цистерну, и транспортируют его к центральной заправочной станции, а затем транспортируют прицеп с вновь заполненной цистерной назад в поле к машине для внесения удобрений, чтобы ее использовать. Современная операция замены цистерны является многоэтапным процессом, который требует, чтобы тракторист физически высаживался из трактора, надевал одежду и/или снаряжение, обеспечивающее безопасность работ с NH, и шел назад к только что опорожненной цистерне, чтобы вручную опорожнить и отсоединить цистерну. Как правило, общепринятые машины для внесения удобрений должны заменять цистерны каждые 1/ часа, и этот процесс может занимать до 15 минут, при этом тракторист подвергается воздействию небольшого количества пара NH, и следовательно, нуждается в одежде и/или снаряжении, обеспечивающем его безопасность. Эта ручная операция замены цистерны является неудобной для тракториста и снижает полную производительность машины для внесения удобрений.
3
В сельскохозяйственном оборудовании различных типов имеется тенденция делать агрегаты большими, чтобы быстрее запахивать землю. Однако машина для внесения удобрений, у которой есть возможность вносить NH со скоростью, которая почти в два раза превышает скорость работы общепринятой машины для внесения удобрений, потребует, чтобы цистерны заменяли почти в два раза чаще, или один раз каждые 45 минут. При использовании общепринятого ручного режима замены, время простоя, связанное с заменой пустых цистерн на полные, может привести к тому, что большой агрегат будет работать только с эффективностью, составляющей лишь 75%.
3
3
Рассматриваемыми теперь проблемами являются проблемы сокращения количества времени, требуемого для замены пустых цистерн на цистерны, заполненные NH, в то же время уменьшая подвергание тракториста воздействию NH.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, обеспечено прицепное и сцепное оборудование для осуществления автоматических присоединений прицепных устройств и быстродействующих гидравлических сцепных устройств между прицепом заправочной цистерны безводного аммиака и сельскохозяйственным орудием машины для внесения безводного аммиака.
Цель изобретения заключается в уменьшении времени, необходимого для замены пустой цистерны для безводного аммиака, буксируемой сельскохозяйственным орудием машины для внесения безводного аммиака, на полную цистерну, в то же время уменьшая до минимума подвергание тракториста воздействию безводного аммиака, который может быть выпущен или пролит во время процесса замены.
3
3
3
Вышеупомянутая цель достигнута посредством обеспечения дистанционно управляемого оборудования, осуществляющего расцепление гидравлического быстродействующего сцепного устройства и прицепного устройства сельскохозяйственного орудия, чтобы отсоединять сельскохозяйственное орудие от пустой цистерны для NH и для того, чтобы впоследствии производить сцепление быстродействующего сцепного устройства и прицепного устройства сельскохозяйственного орудия для присоединения сельскохозяйственного орудия к полной цистерне для NH. Более конкретно, обеспечена первая секция сцепного устройства быстродействующего сцепного устройства, которая определяет приемник для приема вставки, определяемой второй секцией сцепного устройства быстродействующего сцепного устройства, причем первая секция сцепного устройства установлена на каретке, установленной на задней стороне сельскохозяйственного орудия машины для внесения удобрений для приводного продольного перемещения ко второй секции сцепного устройства, которая поддерживается на языке прицепа цистерны для NH, и от нее. Секции быстродействующего сцепного устройства включают в себя взаимодействующие направляющие элементы для направления их вместе во время сцепления и обеспечены взаимодействующими, дистанционно управляемыми элементами фиксатора для того, чтобы селективно запирать сцепленные первую и вторую секции сцепного устройства вместе, или для того, чтобы освобождать элементы фиксатора для обеспечения возможности отделять друг от друга сцепленные секции.
Эти и другие цели изобретения станут очевидными из чтения последующего описания вместе с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид справа сзади в перспективе, показывающий сельскохозяйственное орудие машины для внесения безводного аммиака, прицепленное для буксирования прицепа заправочной цистерны для безводного аммиака, и показывающий первую и (вторую) секции сцепного устройства сборки быстродействующего сцепного устройства до того, как они будут автоматически сцеплены вместе.
Фиг.2 - увеличенный вид того участка фиг.1, который показывает механизм для автоматического выполнения сцепления первой и второй секций быстродействующего сцепного устройства.
Фиг.3 - вид сбоку механизма для автоматического выполнения сцепления первой и второй секций быстродействующего сцепного устройства, с удаленной частью направляющего ската, чтобы показать цилиндрическое соединение с кареткой, несущей первую секцию сцепного устройства.
Фиг.4 - вид в вертикальном разрезе, выполненном продольно через быстродействующее сцепное устройство, с первой и второй секциями сцепного устройства, показываемыми в отделенном состоянии, имеющем место при начальном контакте первой секции сцепного устройства со второй секцией сцепного устройства во время сцепления вместе секций быстродействующего сцепного устройства.
Фиг.5 - вид, подобный фиг.4, но показывающий секции быстродействующего сцепного устройства, запертые вместе, с тарельчатыми клапанами, показываемыми в закрытом состоянии, предотвращающем протекание через быстродействующее сцепное устройство.
Фиг.6 - вид, подобный фиг.5, но показывающий быстродействующее сцепное устройство, приближенное к рабочему состоянию, с открытыми тарельчатыми клапанами, позволяющими протекание через быстродействующее сцепное устройство.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Обратимся теперь к фиг.1, на которой показано сельскохозяйственное орудие 10 машины для внесения безводного аммиака, прицепленное для буксирования прицепа 80 заправочной цистерны для безводного аммиака. Сельскохозяйственное орудие 10 машины для внесения удобрений здесь показано в виде крылатого сельскохозяйственного орудия, включающего в себя центральную секцию 12, имеющую секции 14 и 16 правого и левого крыльев, соответственно, подвешенные к его противоположным сторонам для того, чтобы поворачиваться вертикально между опущенными рабочими положениями, как показано, и поднятыми положениями транспортировки, с правым и левым цилиндрами 18 и 20 гидроподъемника, обеспеченными для селективного перемещения секций крыльев между их рабочим положением и положением транспортировки.
Центральная секция 12 оборудована спереди узлами крепления для трехточечного прицепного устройства трактора, где видимым является только верхний узел 22 крепления. Поперечная опорная балка 23 расположена в задней области центральной секции 12, и на противоположных концах балки 23 самоориентирующимся образом установлена пара опорных колес 24. Поддерживаемая от центральной области балка 23 представляет собой конструкцию 26 сцепной вилки, которая продолжается вниз и назад от балки 23 и включает в себя в общем воронкообразный, открытый назад приемник 28 для языка.
3
3
Обращаясь теперь также к фиг. 2, можно заметить, что гибкий подающий шланг 30 NH имеет один конец, подсоединенный к оборудованию 31 разветвленного трубопровода, которое подсоединено ко множеству индивидуальных линий подачи (не показаны), которые, соответственно, распределяют NH для каждого из множества оборудований 32 сошников для почвы, обеспеченных разнесенными в поперечном направлении относительно друг друга по ширине сельскохозяйственного орудия 10. По причине, объясняемой ниже, подающий шланг 30 включает в себя относительно длинный отрезок, который образован в петлю 33, проходящую через глазок направляющего устройства 34 шланга, расположенного в передней, центральной области центральной секции 12. Подающий шланг 30 продолжается назад от направляющего устройства 34 и через продолжающуюся в поперечном направлении в форме перевернутой U опоры 35 шланга, имеющей ножки, зафиксированные на рабочем брусе центральной секции 12, со шлангом 30, продолжающимся сначала влево впереди направляющего устройства 34, а затем назад под опорой 35 шланга.
Сборка 100 гидравлического быстродействующего сцепного устройства (фиг.4-6) обеспечена для того, чтобы подсоединять подающий шланг 30 для текучей среды к гибкому передающему шлангу 36 для текучей среды, ведущему от заправочной цистерны 38, которую перевозят с помощью рамы 40 прицепа на колесах у прицепа 80 заправочной цистерны. Сборка 100 гидравлического быстродействующего сцепного устройства включает в себя первую секцию 110 гидравлического сцепного устройства, подсоединенную к заднему концу подающего шланга 30 для текучей среды, и вторую секцию 230 гидравлического сцепного устройства, подсоединенную к переднему концу передающего шланга 36 для текучей среды.
Сборка 42 роликовых направляющих установлена в центральном местоположении опорной балки 23 так, что находится по центру над сборкой 26 сцепного устройства. Сборка 42 роликовых направляющих содержит правую и левую параллельные, вертикальные пластины 44 и 46, соответственно, каждая из которых обеспечена областью 48 переднего конца, которая является в общем прямоугольной и имеет нижний отогнутый наружу фланец 50, который лежит над опорной балкой 23 и прикреплен к ней U-образным болтом 52. Каждая пластина 44 и 46 дополнительно включает в себя заднюю область 54, имеющую только приблизительно одну треть высоты передней области 48, и присоединенную к верхней задней части передней области 48 и наклоненную вниз и назад от нее. На каждой из стоящих напротив лицевых поверхностей пластин 44 и 46 зафиксирована кромка роликовой направляющей 56, включающей в себя горизонтальную секцию, разнесенную на небольшое расстояние вниз от верхней кромки области 48 переднего конца, и наклоненную по направлению вниз и назад секцию, разнесенную на короткое расстояние ниже верхней кромки наклоненной задней области 54. Поперечная пластина 58 закреплена на верхней кромке пластин 44 и 46, а на внутренней области наклоненного участка каждой поперечной пластины 58 закреплена вертикальная направляющая планка 60. Соответствующие роликовые направляющие 56 разнесены друг от друга так, что определяют промежуток между ними. Каретка 62, содержащая тело 64 в форме канала, расположенное с зависящими фланцами на его противоположных сторонах, с передним и задним наборами роликов 66, устанавливаемыми на фланцах, установлена для того, чтобы продольно катиться по роликовым направляющим 56. Перемещение каретки 62 по роликовым направляющим 56 селективно достигается посредством работы раздвигающегося и втягивающегося гидравлического исполнительного механизма 68, у которого его конец стержня присоединен к соединительной проушине 70, обеспеченной в переднем нижнем местоположении каретки 62 так, что продолжается по направлению вниз через промежуток, обеспеченный между роликовыми направляющими 56. Конец цилиндра у исполнительного механизма 68 присоединен к элементу 72 рамы центральной секции 12 сельскохозяйственного орудия 10 машины для внесения удобрений.
Первая секция 110 гидравлического сцепного устройства присоединена способом, описываемым ниже, к вертикальной установочной пластине 74 L-образной установочной конструкции 76, имеющей горизонтальную установочную пластину 78, соединенную с основанием вертикальной пластины 74 и накладываемую и прикрепляемую к каретке 62. Таким образом, удлинение исполнительного механизма 68 от его втянутого положения, показанного на фиг.2 и 3, приводит к тому, что каретка 62 будет катиться вперед по роликовым направляющим 56.
Прицеп 80 заправочной цистерны включает в себя язык 82, присоединенный на переднем конце рамы 40 прицепа, причем язык 82 включает в себя передний конец, определяемый круглым накладным кольцом 84, расположенным внутри приемника 28 для языка и принимающим втягивающийся палец прицепного устройства (не показан), расположенный внутри конструкции 86 скобы. Гидравлический исполнительный механизм 87 одностороннего действия подсоединен к рычажному механизму, частично показанному ссылочной позицией 88, который прикреплен к пальцу прицепного устройства, где втягивание исполнительного механизма производит извлечение пальца прицепного устройства из накладного кольца 84, с пружиной сжатия (не показана), располагаемой внутри цилиндра исполнительного механизма и действующей относительно поршня, удлиняя поршень, чтобы обычно сохранять палец в его положении зацепления внутри накладного кольца 84. Поддерживающая стойка 89 шарнирно подсоединена к языку 82 с помощью шарнирного пальца 90, расположенного рядом с нижним выступом 91 приемника 28 для языка, причем выступ 91 действует так, чтобы сгибать стойку 89 от вертикального поддерживающего положения, в котором ножка стойки находится в контакте с землей, к приподнятому сохраняемому положению, как показано, в котором стойка 92 продолжается назад вдоль нижней стороны языка 82 от шарнирного пальца 90. Зафиксированный, и продолжающийся выше, язык 82 является конструкцией 92 опоры шланга, включающей в себя базу, определяющую вертикальный приемник, принимающий мачту 93, имеющую соединительный кронштейн 94 на ее вершине, к которому шарнирно подсоединены планки 95 противоположных сторон лотковой опоры 96 шланга, как в шарнирных соединениях 97, которые определяют поперечную горизонтальную ось вращения. Передний конец лотковой опоры 96 определяет передний, в общем U-образный стержень 98, имеющий отклоняющиеся вверх ножки, зафиксированные на передних концах планок 95. Точно так же, задней конец лотковой опоры 96 определен задним, в общем U-образным стержнем 99, имеющим отклоняющиеся ножки, зафиксированные на задних концах боковых планок 95. Лотковая опора 96 наклонена вверх к передней стороне так, что имеет наклон приблизительно такой же, как наклон наклоненной секции роликовых направляющих 56. Подающий шланг 36 в лотковой опоре 96 шланга, с секцией 230 гидравлического сцепного устройства, располагаемой прямо перед U-образным стержнем 98 на переднем конце лотковой опоры так, что является по существу выровненным по оси с секцией 110 сцепного устройства, когда последняя, вместе с кареткой 62, размещается на наклонной части роликовых направляющих 56, 56 посредством удлинения исполнительного механизма 68. Способом, описанным более подробно ниже, гидравлическим исполнительным механизмом 68 можно дистанционно управлять во время процесса выполнения сцепления и расцепления сборки 100 быстродействующего сцепного устройства, соответственно, приводя секцию 110 сцепного устройства в зацепление с секцией 230 сцепного устройства или отделяя секцию 110 сцепного устройства от секции 230 сцепного устройства.
Обращаясь теперь к фиг.4, отметим, что на ней показано быстродействующее сцепное устройство 100 в расцепленном состоянии, с первой и второй секциями 110 и 150 сцепного устройства, находящимися в осевом выравнивании друг с другом, но с частями перемещения текучей среды, отделенными друг от друга. В частности, первая секция 110 сцепного устройства включает в себя центральный проход 112 для текучей среды. Начиная слева на фиг.4, первая секция 110 сцепного устройства содержит опору 114 запирающего оборудования и клапанную коробку 116, которые сконфигурированы по существу в виде цилиндрических труб и имеют концы, свинченные вместе, чтобы образовать единый узел. Внутренняя часть клапанной коробки 116 обеспечена кольцевым внутренним выступом, определяющим обращенное влево гнездо 118 клапана и обращенное вправо основание цилиндрического приемника 120, которое приспособлено для приема торцевого участка второй секции 230 сцепного устройства, как описано более подробно ниже. Внутри по центру клапанной коробки 116 расположена тарелка тарельчатого 122 клапана, включающая в себя выпуклую левую торцевую секцию 124, соединенную с выступающей вправо секцией 126 штока и несущую кольцевое уплотнение 128, удерживаемое в герметическом зацеплении с гнездом 118 спиральной пружиной 130 сжатия, действующей между нижним концом несквозного рассверленного отверстия 132, продолжающегося по оси в левой торцевой секции 124 тарелки 122 клапана, и направляющим устройством 134 тарелки клапана, принимаемым в рассверленном отверстии, и закрепленным наглухо на опоре 136 направляющего устройства, удерживаемой внутри правой торцевой области опоры 114 запирающего оборудования посредством стопорного кольца 138.
Внешняя часть опоры 114 запирающего оборудования включает в себя левую торцевую область 140, имеющую первый диаметр, среднюю область 142, имеющую второй диаметр, который немного меньше, чем диаметр левой торцевой области, и правую торцевую область 144, имеющую третий диаметр, который существенно меньше, чем диаметр средней области, таким образом определяя кольцевую поверхность 146 ограничителя, обращенную вправо. Запирающее оборудование 150 установлено для того, чтобы сдвигаться по оси вдоль опоры 114 и клапанной коробки 116 и включает в себя манжету 152 управления запиранием, входящую на опору 114 и имеющую внутреннюю поверхность, включающую в себя левую торцевую область 154 и среднюю область 156, имеющие соответствующие размеры для скольжения вдоль левой торцевой и средней областей 140 и 142 опоры 114 запирающего оборудования. Поскольку внутренняя поверхность левой торцевой поверхностной области 154 идет уступами наружу от внутреннего диаметра средней поверхностной области 56, обращенная по оси поверхность 158 определяется в месте соединения разных внутренних диаметров. Проход 160 для текучей среды продолжается между окном 162, расположенным в торцевой поверхности опоры 114 коробки, и точкой выхода, расположенной в месте соединения поверхностей разных внешних диаметров левой и средней областей 140 и 142 опоры 114. Таким образом, когда источник текучей среды под давлением подсоединен к окну 162, давление будет действовать на поверхности 158 и заставлять манжету 152 сдвигаться вправо, как показано, например, на фиг.4 и 5. Манжета 152 дополнительно включает в себя относительно короткую правую торцевую область 164, имеющую внутренний диаметр, который меньше, чем диаметр средней области 156, таким образом определяя кольцевую, обращенную влево поверхность 166 ограничителя, расположенную в находящемся напротив соотношении с поверхностью 146 ограничителя, обеспеченной на опоре 114 запирающего оборудования, с поверхностями 146 и 166 ограничителей, становящимися зацепленными друг с другом, как показано фиг.6, в отсутствии давления текучей среды в окне 162.
Запирающее оборудование 150 дополнительно включает в себя корпус 168 полой, в общем цилиндрической пружины, имеющий левую торцевую стенку, определяемую круглым кольцом 169, имеющим внутренний диаметр, зацепляемый с цилиндрической внешней поверхностью манжеты 152, со стопорным кольцом 170, устанавливаемым в углублении, обеспеченном в манжете 152 рядом с ее левым торцом, с целью зацепления кольца 169 и принуждения корпуса 168 смещаться вправо, когда манжета смещается вправо. Кольцо 171 регулирования силы сжатия пружины входит на опору 114 запирающего оборудования в местоположении, примыкающем к клапанной коробке 116. Спиральная пружина 172 сжатия расположена в корпусе 168, с противоположными концами пружины 172, находящимися в зацеплении с кольцом 169 торцевой стенки и кольцом 171 регулирования. Корпус 168 продолжается по оси вправо от стопорного кольца 170 и имеет правую торцевую стенку, определяемую втулкой 174 опоры, входящей на клапанную коробку 116 и имеющей снабженный резьбой правый конец, завинченный на снабженный резьбой левый конец трубчатого несущего элемента 176 шариков фиксатора, который выступает вправо за правый конец клапанной коробки 116. Множество разнесенных в угловом направлении воронкообразных приемников 178 для шариковых фиксатора выполнены в вертикальной плоскости, пересекающей несущий элемент 176 шариков в местоположении, примыкающем к его правому концу, и каждый приемник 178 содержит шарик 180 фиксатора. Внешняя поверхность несущего элемента 176 шариков включает в себя левую торцевую область 182, имеющую диаметр немного меньше, чем диаметр правой торцевой области 184, где последний содержит приемники 178 для шариков. Манжета 186 запирания/освобождения шариков фиксатора включает в себя соответствующие области 188 и 190 внутренней поверхности, имеющие соответствующий размер для того, чтобы скользить, соответственно, по внешним поверхностным областям 182 и 184, в связи с этим следует отметить, что вследствие того, что поверхностная область 188 имеет меньший диаметр, чем поверхностная область 190, в месте соединения этих двух областей определена кольцевая, обращенная вправо поверхность 192. В манжете 186 обеспечено окно 194 в связи с поверхностью 192. Кольцевое углубление 196 освобождения шариков обеспечено во внутренней поверхностной области 190 манжеты 186 в местоположении, примыкающем к ее правому концу. Когда источник текучей среды под давлением подсоединен к окну 194, манжета 186 смещается влево, в положение освобождения шариков, как показано на фиг.4, где углубление 196 освобождения шариков расположено в совмещении с шариками 180 фиксатора для обеспечения им возможности свободно передвигаться радиально наружу. Когда манжета 186 запирания/освобождения шариков фиксатора находится в своем положении освобождения, показанном на фиг.4, спиральная пружина 198 сжатия, которая окружает втулку 174, сжата между манжетой 186 и втулкой 174. При выпускании текучей среды под давлением через окно 194, пружина будет действовать так, чтобы смещать манжету 186 вправо к положению запирания, в котором правый конец манжеты 186 смещается в зацепление со стопорным кольцом 200, обеспеченным в углублении, расположенном рядом с правым концом шарикового несущего элемента 176, тогда углубление 196 освобождения шарика находится в положении запирания, как показано на фиг. 5, в котором оно не выровнено в правильном положении относительно шариков фиксатора 180.
Оборудование 202 выравнивания секций сцепного устройства клапана поддерживается у левой торцевой области манжеты 186 запирания/освобождения шариков фиксатора. В частности, левый конец манжеты 186 определен фланцем 204, а оборудование 202 выравнивания включает в себя вертикальную опорную пластину 74 установочной конструкции 76, причем пластина 74 входит на манжету и зажимается относительно фланца 204 снабженным резьбой кольцом 208, зацепленным со снабженной резьбой секцией внешней части манжеты. Три идентичных, продолжающихся по оси, цилиндрических направляющих устройства 210 для стержня (на фиг.2 показаны только два) разнесены на одинаковые расстояния друг от друга в угловом направлении относительно манжеты 186 и имеют торцевые секции 212 уменьшенного диаметра, вставленные, справа, через отверстия 214, обеспеченные в опорной пластине 74 пластины. Торцевые секции 212 уменьшенного диаметра каждого направляющего устройства 210 для стержня снабжены резьбой и принимают стопорную гайку 216, которая закрепляет направляющее устройство для стержня на пластине. Через каждое направляющее устройство 210 для стержня продолжается по оси рассверленное отверстие 218, в которое входит стержень 220 для скольжения, со снабженной резьбой гайкой 222 на левом конце стержня для предотвращения ее удаления вправо с направляющего устройства 210 для стержня. У каждого из стержней 220 имеется снабженный резьбой правый конец, зацепленный со снабженным резьбой рассверленным отверстием, обеспеченным в центрирующей пластине 224, которая расположена параллельно опорной пластине 74. Центрирующая пластина 224 имеет утолщенную центральную область, которая обеспечена отверстием 226 в форме усеченного конуса, ориентированным так, что его большой диаметр находится справа. На каждом из стержней 220 находится спиральная пружина 228 сжатия и имеет левый торцевой участок, окружающий каждое из направляющих устройств 210 для стержней, которая имеет противоположные концы, зацепляемые с пластинами 74 и 224, причем расположение стержней 220 и пружин 228 позволяет направляющей пластине 224 упруго отклоняться в не параллельные положения относительно пластины 74 во время операции выравнивания первой и второй секций 110 и 230 оборудования 100 быстродействующего сцепного устройства друг с другом, способом, описываемым ниже более подробно.
Вторая секция 230 быстродействующего сцепного устройства включает в себя центральный проход 232 для текучей среды и состоит из центрирующего направляющего устройства 234 и клапанной коробки 236, имеющей снабженные резьбой концы, свинченные вместе, чтобы образовывать единый узел. В центральной области между противоположными концами центрирующего направляющего устройства 234 расположена направляющая поверхность 238 в форме усеченного конуса, которая имеет конец маленького диаметра, соединенный с уступом, определяющим обращенную по оси, кольцевую поверхность 240 ограничителя. Внешняя часть клапанной коробки 236 обеспечена кольцевым углублением 242 фиксатора, разнесенным на предварительно определенное расстояние от поверхности 240 ограничителя. Направляющая поверхность 238 образована дополняющей к отверстию 226, обеспеченному в направляющей пластине 224, которую поддерживает первая секция 110 быстродействующего сцепного устройства.
3
Клапанная коробка 236 образована по существу в виде цилиндрической трубы, имеющей внешнюю стенку, которая идет уступами между своими противоположными концами так, что определяет цилиндрическую секцию 244 вставки, имеющую такой размер, чтобы плотно прилегать внутри приемника 120 первой секции 110 быстродействующего сцепного устройства, причем секция 244 вставки заканчивается у обращенного по оси кольцевого уплотнения 246 с уплотнительным кольцом, закрепленным на месте присоединяемым держателем уплотнительного кольца или манжетой 247. Уплотнение 246 размещено для того, чтобы контактировать с торцевой поверхностью приемника 120 и действовать в качестве ограничителя, когда быстродействующее сцепное устройство находится в состоянии пропускной способности (рабочее состояние достигается при условии, иллюстрируемом на фиг.6). Манжета 247 надежно поддерживает уплотнительное кольцо на месте, даже когда это уплотнительное кольцо примерзает к примыкающей клапанной коробке 116 в результате охлаждающего действия NH. Кольцеобразное гнездо 248 клапана образовано на внутренней поверхности клапанной коробки 236 в местоположении, где секция 244 вставки присоединяется к остальной части клапанной коробки 236.
Внутри клапанной коробки 236 по центру расположена тарелка 250 тарельчатого клапана, включающая в себя выпуклую правую торцевую секцию 252, соединенную с выступающей влево секцией 254 штока и несущую кольцевое уплотнение 256, удерживаемое в герметическом зацеплении с гнездом 248 спиральной пружиной 258 сжатия, действующей между нижним концом несквозного рассверленного отверстия 260, продолжающегося по оси в правой торцевой секции 252 тарелки 250 клапана, и направляющим устройством 262 тарелки клапана, входящим в рассверленное отверстие и закрепленным на опоре 264 направляющего устройства, удерживаемой внутри левой торцевой области центрирующего направляющего устройства 234 посредством стопорного кольца 266.
3
3
3
При работе, допустим, что тракторист трактора, прицепленного к сельскохозяйственному орудию 10 машины для внесения удобрений, уведомляется сигналом, посылаемым датчиком давления цистерны, например, о том, что в прицепе 80 заправочной цистерны, буксируемом полуприцепным сельскохозяйственным орудием 10 машины для внесения удобрений, только что закончился NH. Также допустим, что водитель тележки тендера оставил заполненный заменяемый прицеп 80 заправочной цистерны в общем в месте замены (уровня) в поле и открыл главный двухпозиционный клапан NH на прицепе, чтобы подготовить для подсоединения цистерны к сельскохозяйственному орудию 10 машины для внесения удобрений. Затем тракторист подводит трактор к месту замены и, не покидая место в тракторе, приводит в действие исполнительный механизм пальца прицепного устройства 87, чтобы извлечь палец прицепного устройства из накладного кольца 84 сцепной серьги. После разделения секций 110 и 230 сцепного устройства, как подробно описано ниже, тракторист подтягивает его вперед, и поддерживающая стойка 89 заправочного прицепа, буксирующего пустую цистерну 38, падает, поддерживая кольцо 84 в положении для автоматического сцепления с прицепным устройством тележки тендера. Водитель тележки тендера закрывает главный двухпозиционный клапан NH на пустом прицепе, когда подцепляет его, чтобы снова наполнить.
Рабочий цилиндр 68 каретки на пустом прицепе 80 первоначально будет в раздвинутом состоянии с кареткой 62, расположенной на наклоненной секции роликовых направляющих 56, 56, и тогда сборка 110 быстродействующего сцепного устройства будет в сцепленном рабочем состоянии, иллюстрируемом на фиг. 6, в котором секции сцепного устройства заблокированы вместе, и в котором тарелки 122 и 150 тарельчатых клапанов находятся в открытых состояниях, позволяющих протекание через сборку 110 быстродействующего сцепного устройства. Дополнительно следует отметить, что разнесение между направляющего устройствами 134 и 136 тарелок клапанов находится на своем минимуме, с секцией 126 штока тарелки 122 клапана, зацепленной с секцией 254 штока тарелки 250 клапана, и с направляющими устройствами 134 и 262 штоков клапанов, соответственно, находящимися почти в контакте с основаниями несквозных рассверленных отверстий 132 и 260. Дополнительно следует отметить, что существенная длина пружин 130 и 258 сжата. На этой стадии оба окна 162 и 194 регулирования давления связаны с отстойным резервуаром. Как можно понять из представленных чертежей, тарелки тарельчатых клапанов углублены для того, чтобы избегать повреждения и непреднамеренного открывания линий.
Для подготовки секций 110 и 230 сцепных устройств к отделению друг от друга, когда они находятся в рабочем состоянии, показанном на фиг.6, тракторист приводит в действие электронное управление (не показано), причем электронное управление содержит, например, релейно-контактную логическую схему, которая будет работать автоматически в режиме расцепления, чтобы автоматически управлять разделением оборудования 100 быстродействующего сцепного устройства. В частности, релейно-контактная логическая схема электронного управления сначала посылает сигнал для приведения в действие первого распределительного клапана (не показан), чтобы заставить подвести к окну 162 гидравлическое давление текучей среды, принуждая несущий элемент 176 шариков фиксатора сдвинуться на короткое расстояние, приводя правый конец несущего элемента 176 в положение напротив поверхности 240 ограничителя центрирующего направляющего устройства 234, как показано на фиг.5. Это маленькое перемещение является достаточным для того, чтобы уменьшить силу сжатия, оказываемую пружинами 172 на захваченные шарики 180 фиксатора. После короткого перерыва, логическая программа посылает сигнал для приведения в действие второго распределительного клапана гидравлической системы, чтобы заставить подвести к окну 194 давление текучей среды для того, чтобы заставить манжету 186 запирания/освобождения шариков фиксатора сдвинуться влево против силы сжатия пружин 198, чтобы разместить углубление 196 освобождения шариков в совмещении с шариками 180 фиксатора, как показано на фиг.4. Затем релейно-контактная логическая схема электронного управления посылает сигнал для приведения в действие гидравлического клапана для того, чтобы произвести втягивание исполнительного механизма 68 каретки, чтобы заставить извлечь секцию 120 приемника для клапанной коробки 116 из секции 244 вставки клапанной коробки 236. Начальное перемещение секции 110 сцепного устройства приводит к тому, что направляющее устройство 134 клапана отделяется от направляющего устройства 262 клапана, с пружинами 130 и 258, продолжающимися так, чтобы первоначально поддерживать секции 126 и 254 штоков тарелок клапанов в контакте друг с другом. Непосредственно перед тем, как несущий элемент 176 шариков фиксатора переместится от поверхности 240 ограничителя, разделение направляющих устройств 134 и 262 клапанов, и секций 120 и 244 клапанных коробок, достигнет точки, в которой штоки 126 и 254 клапанов отделяются друг от друга, так что в результате уплотнения 128 и 252 клапанов, соответственно, становятся зацепленными с гнездами 118 и 248 клапанов, как показано на фиг.5. Продолжающееся разделение секций 110 и 230 быстродействующего сцепного устройства в конечном счете приведет к отделенному состоянию, показанному на фиг.4. На этой стадии, релейно-контактная логическая схема электронного управления посылает соответствующие сигналы, вызывающие действие соответствующих распределительных клапанов так, чтобы давление текучей среды в окнах 162 и 194 было снято. Когда гидравлический исполнительный механизм 68 становится полностью втянутым, датчик (не показан) посылает сигнал, дезактивируя распределительный клапан так, чтобы получить нейтральное состояние. Затем тракторист приводит в действие трактор, чтобы отвести сельскохозяйственное орудие 10 от пустого заправочного прицепа 80.
После этого тракторист отводит назад трактор вместе с сельскохозяйственным орудием 10 машины для внесения удобрений, чтобы принять накладное кольцо 84 впереди языка 82 прицепа 80 заменяемой заправочной цистерны. Выступ 91 поднимает стойку 89 в положение хранения. На этой стадии накладное кольцо 84 будет должным образом расположено в конструкции 86 скобы для того, чтобы установить палец прицепного устройства, и это будет сделано посредством управления распределительным клапаном для сбрасывания давления от исполнительного механизма 87, с его внутренней пружиной, действующей так, чтобы вставить палец прицепного устройства через накладного кольцо для закрепления кольца на конструкции 86 скобы. Затем тракторист инициирует режим сцепления электронного устройства управления, причем последнее посылает сигнал на первый и второй распределительные клапаны для подачи давления гидравлического сцепления к окнам 162 и 194. Это приводит к тому, что манжета 152 управления запиранием сдвинется вперед, таким образом, в свою очередь, производя сдвигание вперед несущего элемента 176 шариков фиксатора, и вызывая перемещение влево манжеты запирания/освобождения шариков фиксатора к ее положению освобождения, все как показано на фиг.4. Тогда тракторист приводит в действие гидравлической распределительный клапан, чтобы произвести удлинение исполнительного механизма 68 так, чтобы заставить секцию 110 сцепного устройства передвинуться назад с помощью каретки 62. Когда каретка 62 перемещается вниз по наклоненному участку роликовых направляющих 56, 56, центрирующая пластина 224 в конечном счете войдет в контакт с поверхностью 238 направляющего устройства центрирующего направляющего устройства 234. Любое небольшое неточное совмещение секций 110 и 230 сцепного устройства будет согласовываться посредством центрирующей пластины 224, отклоняемой при взаимодействии поверхности 238 центрирующего направляющего устройства и отверстия 226 в форме усеченного конуса центрирующей пластины 224, с наклоном секции 230 сцепного устройства, в случае необходимости, относительно оси, определяемым соединительными пальцами 97. Когда поверхности 226 и 228 зацепляются друг с другом, как показано на фиг. 4, секции 110 и 230 сцепного устройства будут выровнены должным образом для соединения вместе.
В отношении фиг.4, продолжающееся удлинение исполнительного механизма 68 заставит конструкцию 76 установочной пластины передвинуться к секции 230 сцепного устройства, так что в итоге установочная пластина 74, вместе с направляющими устройствами 210 для стержней, будет скользить вправо вдоль стержней 220 против действия пружин 228, в то время как несущий элемент 176 шариков фиксатора будет продвигаться вдоль внешней части клапанной коробки 236 до тех пор, пока шарики 180 фиксатора не попадут в углубление 242 для шариков фиксатора. На этой стадии электронное управление посылает сигнал, приводящий в действие второй распределительный клапан гидравлической системы так, чтобы он сбрасывал давление текучей среды из окна 194, таким образом позволяя нагруженным пружинам 182 сдвигать манжету 186 запирания/освобождения к ее правому положению запирания, показанному на фиг. 5, в котором она удерживает шарики 180 фиксатора в углублении 242 для шариков. Дальнейшее удлинение исполнительного механизма 68 каретки приведет к тому, что секция приемника клапанной коробки 116 полностью переместится через секцию 244 вставки клапанной коробки 236. Во время этого перемещения, которое начинается с секции 120 приемника и секции 244 вставки, как иллюстрируется на фиг. 5, и заканчивается секцией 120 приемника и секцией 244 клапана, как иллюстрируется на фиг. 6, штоки 126 и 254, соответственно, тарелок 122 и 250 тарельчатых клапанов перейдут от их закрытых положений, показанных на фиг.5, к их открытым положениям, показанным на фиг.6.
Чтобы закончить процесс сцепления, электронное устройство управления действует для приведения в действие первого распределительного клапана таким образом, чтобы давление текучей среды было отведено от окна 162, чтобы пружина 172 действовала для сдвигания корпуса 168 влево, чтобы заставить несущий элемент 176 шариков фиксатора приводить в действие удерживающую силу на шарики 180 фиксатора, как показано на фиг.6. Оборудование 110 быстродействующего сцепления тогда сцепляется вместе, с тарелками 122 и 250 тарельчатых клапанов, являющимися открытыми, для обеспечения свободного протекания между передающим шлангом 36 для текучей среды и подающим шлангом 30 для текучей среды. Затем тракторист переезжает к местоположению в поле, где машина для внесения удобрений была остановлена из-за того, что первая заправочная цистерна опустела, и начнет операцию с полуприцепным сельскохозяйственным орудием 10 машины для внесения удобрений и буксируемым прицепом 80 заправочной цистерны.
3
3
Затем следует оценить, что тракторист может легко и быстро заменять пустой прицеп 80 заправочной цистерны на полный прицеп заправочной цистерны, в то же время снижается до минимума подвергание тракториста воздействию любой безводного жидкости или газа аммиака во время процесса замены. Конструкция сцепления, описанная выше, предусматривает автоматическое разъединение, чтобы предотвращать разрыв шланга и потерю NH, если по какой-нибудь причине, такой как сломанное прицепное соединение, чрезмерное натяжение, проявляемое между передающим и подающим шлангами. Как можно понять из описания, свободные режимы конструкций сцепления определяют запертые состояния, так что падение давления гидравлической системы не приводит к отсоединению прицепного устройства сельскохозяйственного орудия или гидравлического сцепного устройства. Поскольку конструкция прицепного сцепления активизируется до конструкции сцепления шлангов, относительные положения шлангов хорошо определены и являются повторяющимися для однородной, предсказуемой процедуры сцепления. Конструкция сцепления обеспечивает уникальное интегрированное гидравлическое управление потоком сцепного устройства и креплением шлангов. Фактическое заключительное гидравлическое присоединение между шлангами может быть завершено, в то время как тракторист переезжает от участка замены к местоположению в поле, чтобы таким образом уменьшить количество времени, необходимое для выполнения замены. Поскольку объем между участками сцепного устройства на шлангах является относительно маленьким, во время сцепления и расцепления в атмосферу будут выпущены только несколько миллилитров (приблизительно девять кубических дюймов) NH. Однако, рядом со сцепными устройствами может быть помещен защитный экран, чтобы препятствовать прохождению выпуска в конкретном направлении.
Имея описанный предпочтительный вариант осуществления, становится очевидным, что могут быть сделаны различные модификации, не отступая при этом от объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.