ОТКРЫТОЕ ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА
OPEN THROAT INTAKE FOR BALER

Объектом данного изобретения является входное устройство для пресс-подборщика, известное как "открытое входное устройство", используемое для сбора выращенного материала и подачи его внутрь пресс-подборщика. Настоящее изобретение, в частности, применимо к случаю, когда ширина приемного устройства пресс-подборщика меньше ширины полосы лежащего на земле убираемого материала, при этом подбирающее устройство должно также собирать материал с боковых участков вышеупомянутой полосы и направлять его в приемное устройство пресс-подборщика.
Входное устройство пресс-подборщика называют "открытым", если пространство от входа во входное устройство до приемного устройства пресс-подборщика является открытым и не содержит каких-либо приспособлений, служащих для направления убираемого материала к приемному устройству пресс-подборщика, которые, по сути, закрывают проходное сечение приемного устройства пресс-подборщика, чтобы обеспечить подачу (а также, возможно, резку/обработку) материала, т.е. ротор "предварительной обработки" со спицами.
В целом, задача широкого подбирающего устройства пресс-подборщик заключается в сборке с земли полосы убираемого материала, из которого впоследствии формируется рулон, и подачи данного материала в приемное устройство пресс-подборщика. Поскольку ширина полосы/ряда лежащего на земле убираемого материала обычно больше ширины приемного устройства пресс-подборщика, а весь материал должен быть собран за один проход, соответственно, ширина подбирающего устройства (обычно содержащего ряд радиально-выступающих вращающихся спиц, входящих в материал и "подхватывающих" его), составляющая, например, 2 м, обычно больше ширины приемного устройства пресс-подборщика, которая может составлять, например, 1,2 м.
При такой конфигурации собираемый материал необходимо перемещать с боковых участков подбирающего устройства в направлении, перпендикулярном общему направлению перемещения материала, к центральной части приемного устройства пресс-подборщика. Если не предусмотрены специальные меры по перемещению убираемого материала с краев подбирающего устройства к центральной части приемного устройства, материал будет накапливаться на боковых участках, что, в конечном итоге, приведет к блокировке потока материала.
С целью решения этой проблемы в документе US 6948300 раскрывается подбирающее устройство, убираемый материал в котором может перемещаться в боковом направлении с помощью двух пар шнеков, расположенных над подбирающим устройством и вне подбирающего устройства. Убираемый материал, который, в противном случае, находился бы на боковых участках и вне приемного устройства пресс-подборщика, перемещается шнеками к приемному устройству. Однако данное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что материал необходимо транспортировать над снимающими элементами подбирающего устройства, которые не представляют собой ровную поверхность. В результате, здесь также может произойти накопление материала и блокировка прохода.
В документе US 5848523 раскрыто использование дополнительного "подбрасывающего" валика, проходящего по всей ширине подбирающего устройства и установленного перед приемным устройством пресс-подборщика. На внешних концах валика предусмотрены шнеки с соответствующим направлением, в зависимости от направления вращения валика. Таким образом, убираемый материал перемещается шнеками в поперечном направлении к приемному устройству, чему способствуют также ограничения поверхности на внутренней части подбрасывающего валика. Однако недостаток данного технического решения заключается в том, что при необходимости обработки больших объемов материала мощности шнека не хватает для достаточно быстрого перемещения материала к приемному устройству, что также вызывает блокировку и невозможности уборки всей ширины полосы лежащего на земле материала.
В документе US 6601375 предлагается усовершенствование технического решения, раскрываемого в US 5848523, путем введения в конструкцию второй пары шнеков, установленных над подбрасывающим валиком. Данные шнеки (верхний и нижний) не имеют прижимных пластин, но взаимодействуют друг с другом, снимая материал и направляя его к приемному устройству. Однако данное решение является эффективным лишь при малых объемах материала, а при большом количестве убираемого материала на боковых участках приемного устройства пресс-подборщика накапливается большое количество материала, что приводит к неравномерной плотности материала (в центре и по краям рулона) и неправильной геометрической форме рулона. Кроме того, при необходимости направления еще больших объемов материала в приемное устройство при уже больших объемах материала, поступающих в приемное устройство непосредственно из подбирающего устройства, общий объем материала может становиться таким большим, что это вызовет самостоятельно возникающую блокировку приемного устройства убираемым материалом. По сути, требуемое взаимодействие шнеков ограничивает максимально допустимый объем материала.
Задачей настоящего изобретения является решение проблем известного уровня техники, или по меньшей мере создание альтернативного входного устройства для пресс-подборщика.
Один из аспектов настоящего изобретения предлагает открытое входное устройство для пресс-подборщика по п. 1 формулы, содержащее подбирающее устройство для подачи убираемого материала в приемное устройство пресс-подборщика, ширина которого больше ширины приемного устройства пресс-подборщика; первый (или нижний) валик, установленный за подбирающим устройством и проходящий по меньшей мере в поперечном направлении по приемному устройству пресс-подборщика; и второй (или верхний) валик, проходящий по меньшей мере в поперечном направлении по приемному устройству пресс-подборщика и установленный над нижним валиком; отличающееся тем, что как первый, так и второй валик содержат шнеки на своих внешних концах.
На практике, верхний валик со шнековыми участками на обоих внешних краях вращается в направлении, противоположном направлению вращения нижнего (первого) валика.
Предпочтительно, верхний валик установлен на расстоянии от нижнего валика, таким образом, что по меньшей мере шнековые участки на соответствующих поверхностях верхнего и нижнего валиков взаимно не перекрываются. В предпочтительном варианте реализации изобретения верхний и нижний валики установлены на расстоянии друг от друга; данное расстояние может составлять по меньшей мере 0,5, предпочтительно 1,0 диаметра одного из валиков, и/или диаметра валика + шнека, таким образом, что обеспечивается достаточное пространство между валиками для прохождения материала во время работы. На практике, расстояние между валиками составляет приблизительно 15-30 см, предпочтительно приблизительно 20 см.
Во время работы валики находятся в фиксированном положении относительно друг друга, так что при нормальных рабочих объемах убираемого материала поток материала не обязательно контактирует с верхним валиком, или же контакт является минимальным, и материал не испытывает сжимающего воздействия со стороны валика. При такой ситуации перемещение убираемого материала к приемному устройству осуществляется шнековыми поверхностями только нижнего валика. Таким образом, при работе в обычном режиме с малыми/нормальными объемами убираемого материала риск формирования рулона неправильной геометрической формы или блокировки прохода является невысоким. В частности, при небольших объемах убираемого материала шнековые поверхности нижнего (первого) валика будут обеспечивать равномерное заполнение ширины приемного устройства пресс-подборщика, что обеспечит формирование рулона правильной геометрической формы с равномерным распределением по плотности материала.
При необходимости уборки более значительных объемов материала происходит накопление материала на внешних краях подбирающего устройства, до тех пор, пока материал не дойдет до поверхности верхнего валика и не начнется его сжатие и принудительная подача в приемное устройство пресс-подборщика. Иными словами, до тех пор, пока не начнется сжатие материала шнеками нижнего валика, или, при наличии шнеков на верхнем валике, шнеками обоих валиков.
Предпочтительно, на всех шнековых поверхностях предусмотрены соответствующие прижимные пластины, способствующие перемещению убираемого материала к центру входного устройства. Кроме того, желательно, чтобы по меньшей мере на одном из валиков была предусмотрена внутренняя захватывающая поверхность, также способствующая сжатию больших объемов материала (как с боковых участков, так и с центральной части) и перемещению данного материала в приемное устройство. Этот отличительный признак изобретения является особенно важным для больших объемов убираемого материала с помощью пресс-подборщика с открытым входом, поскольку данный тип пресс-подборщика требует "проталкивания" материала к приемному устройству для предотвращения забивания и сохранению вращения рулона в камере прессования.
Предпочтительно, внешние шнековые поверхности по меньшей мере верхнего валика выполнены таким образом, что они перекрывают ширину приемного устройства пресс-подборщика. Такое конструктивное решение позволяет избежать накопления больших количеств убираемого материала непосредственно перед приемным устройством, и, наоборот, обеспечивает более равномерное распределение материала по приемному устройству, предотвращая неравномерность распределения плотности материала в рулоне, а также возникновения нецилиндрической формы рулона.
Предпочтительно, верхний валик соединен непосредственно с рамой пресс-подборщика, а не с подбирающим устройством. Однако данное соединение может выполняться регулируемым с целью обеспечения возможности регулирования зазора между валиками при остановке работы машины. Такая регулировка может быть необходимой при смене убираемого материала, из которого формируются рулоны. Данная конфигурация обеспечивает упрощение приводных элементов; кроме того, высота зазора между валиками может регулироваться в соответствии с рабочими параметрами.
Предпочтительно, нижний валик устанавливается на подбирающем устройстве, чтобы его положение являлось оптимальным при любом количестве поступающего материала.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
на фиг. 1 показан вид сбоку пресс-подборщика с открытым входным устройством согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 представлен вид спереди открытого входного устройства согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 приведено перспективное изображение открытого подбирающего устройства согласно настоящему изобретению, установленного на приемном устройстве пресс-подборщика;
на фиг. 4 приведен вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий прижимную пластину;
на фиг. 5 представлено изображение с частичным разрезом, демонстрирующее нижний валик и соответствующую прижимную пластину.
На фиг. 1 изображен рулонный пресс-подборщик B, содержащий камеру F формирования рулона и подбирающее устройство 10, как правило, прицепляемый к трактору или аналогичному транспортному средству с помощью тяговой штанги D. Обычные рулонные пресс-подборщики хорошо известны, например, из документов EP 2269440, US 8037814 и GB 2143469.
Эти пресс-подборщики используются для собирания с земли выращенного сельскохозяйственного материала с помощью механизма подбора, после чего данный материал подается в прессующую камеру, где он сжимается для образования круглого рулона. После сжатия рулон оборачивается связующим материалом, например, сеткой, шпагатом или пленкой, для хранения в сжатом виде и сохранения формы рулона. После оборачивания рулон выталкивается из прессующей камеры.
Известны пресс-подборщики различных типов, например, пресс-подборщики с фиксированным размером камеры, создающие рулоны фиксированного диаметра, или пресс-подборщики с регулируемой камерой, которые могут создавать рулоны различных диаметров. В пресс-подборщиках с регулируемой камерой обычно применяется ряд конвейерных лент, проходящих над валиками, как было указано выше для известного уровня техники. Настоящее изобретение потенциально относится ко всем типам пресс-подборщиков с открытым входом.
На фиг. 3 лучше всего представлена общая конфигурация самоподающего подборщика согласно настоящему изобретению. В частности, подборщик содержит подбирающее устройство 10, которое опускается вниз обычным образом для подбора лежащего на земле убираемого материала. Материал собирается и направляется в приемное устройство 11 пресс-подборщика, образованное подающим валиком 12. По общему принципу изображенный пресс-подборщик является рулонным пресс-подборщиком с открытым входом, т.е. пресс-подборщиком, который создает рулоны круглой/цилиндрической формы. Кроме того, подбирающее устройство 10 явно шире, чем подающий валик 12, т.е. подбирающее устройство выступает за габариты подающего валика с обеих сторон.
Согласно настоящему изобретению, подающее устройство содержит первый или нижний валик 13, расположенный за подбирающим устройством 10, но перед подающим/входным валиком 12 пресс-подборщика. Далее расположен второй или верхний валик 14, установленный на расстоянии от нижнего валика и над ним, таким образом, что перед приемным устройством 11 пресс-подборщика имеется проход 15. Предпочтительно, длина обоих роликов 13 и 14 приблизительно равна ширине подбирающего устройства 10. В предпочтительном варианте реализации изобретения валик 14 расположен выше валика 13, но смещен вперед, как это показано на фиг. 1.
Как нижний, так и верхний валики 13, 14 содержат шнековые участки на своих внешних краях. Как показано на фиг. 2, шнековые участки представлены обозначениями 16A/16B для левой и правой сторон первого валика 13, соответственно, и обозначениями 17A/17B для левой и правой сторон второго валика 14, соответственно. Фиг. 2 демонстрирует ширину данных шнековых участков относительно ширины приемного устройства 11, а также желаемое направление перемещения убираемого материала, контактирующего с указанными шнековыми участками.
В рассматриваемой конфигурации шнековые участки 16A и 17B правосторонние, т.е. они направляют входящий с ними в контакт убираемый материал в сторону приемного устройства. Шнековые участки 16B и 17A, напротив, являются левосторонними, но тоже направляют входящий с ними в контакт убираемый материал к центральному приемному устройству, как это показано на фиг. 2. Выбор требуемого направления "винта" шнековых участков и правильного направления вращения валиков для перемещения убираемого материала данными шнековыми участками является очевидным для специалистов в данной области. Например, как видно из фиг. 1, нижний валик 13 должен вращаться по часовой стрелке, а верхний валик 14 должен вращаться в направлении против часовой стрелки, чтобы направлять/проталкивать убираемый материал в пресс-подборщик, как в целом показано стрелкой C на фиг. 1.
Как показано на чертежах, самоподающий подборщик согласно настоящему изобретению содержит также прижимную пластину в виде скошенных внутрь отклоняющих панелей 18, взаимодействующих со шнековыми участками 16A/16B с обеих сторон валика 13 для создания сужающегося прохода между внешней кромкой подбирающего устройства 10 к подающему валику 12. Основная задача прижимной пластины заключается во взаимодействии со шнековыми участками, для того, чтобы способствовать перемещению собираемого материала внутрь. Как показано на фиг. 4 и 5, прижимная пластина/пластины 18 установлены таким образом, что они направлены приблизительно к центру валика, предпочтительно, приблизительно перпендикулярно к углу шнека, чтобы предотвратить возможность наматывания материала вокруг валика со шнеком. Поскольку шнек валика вращается под удерживаемым материалом, он перемещает материал по существу вдоль нижней части прижимной пластины в поперечном направлении, к приемному устройству пресс-подборщика (см. шнек 16B на фиг. 5).
На всем пути перемещения убираемый материал контактирует по меньшей мере со шнековыми поверхностями 16A/16B нижнего валика 13, что также обеспечивает требуемое уменьшение ширины полосы собираемого материала к тому моменту, когда данный материал достигнет приемного устройства 11 пресс-подборщика. Как показано на фиг. 1 и 4, в конструкции предусмотрена также отдельная прижимная пластина 18A, установленная практически параллельно валику 14 и за ним, таким образом, чтобы обеспечить ее взаимодействие со шнековыми участками валиков, аналогично тому, как это было описано выше. Как видно из фиг. 4, расположенная за валиком 14 прижимная пластина 18A может также соскребать материал с валика (например, в тех местах, где на валике нет шнековых участков) и направлять их за нижнюю прижимную пластину 18, так что данный материал продолжает свое движение внутрь пресс-подборщика, а не крутится непрерывно верхним валиком 14.
Как показано на фиг. 2, шнековые участки 16A и 16B нижнего валика 13, предпочтительно, расположены на внешних краях валика и проходят до определенных мест к центру входного устройства, частично перекрывая ширину приемного устройства (например, длину подающего валика 12). Это поясняется с помощью размерных линий на фиг. 2. Таким образом, убираемый материал, смещаемый к центру к приемного устройства, может быть перемещен частично за торцы валика 12, что делается с целью облегчения равномерного распределения и обеспечения равномерной плотности при формировании рулона.
Убираемый материал, поступающий непосредственно без изменения направления в приемное устройство из подбирающего устройства 10, сначала взаимодействует с ребристой или аналогичной захватывающей поверхностью 19 на центральной внутренней части валика 13. Ребра 19 выступают в целом в радиальном направлении и проходят продольно по поверхности валика, способствуя перемещению собираемого материала к приемному устройству 11.
Аналогичным образом, шнековые участки 17A/17B второго валика 14 также перекрывают "входную зону" приемного устройства 11, размер которой определяется длиной валика 12. В рассматриваемом варианте исполнения шнековые участки 17A/17B перекрывают ширину приемного устройства 11 больше, чем шнековые участки 16A/16B валика 13, однако, возможны и другие варианты конструкции. Например, следует отметить, что шнековые поверхности могут быть выполнены на значительной поверхности валика, если шнек имеется на части, совпадающей с внешней кромкой подбирающего устройства. Валик 14 содержит также ряд радиальных ребер 20, которые способствуют сжатию убираемого материала и перемещению его к приемному устройству. В целом, предполагается, что длина ребер 19, 20 соответствующих валиков 13/14 должна составлять 1/2, предпочтительно, 2/3 ширины центральной части приемного устройства, а остальную часть длины валиков с обеих сторон должны занимать шнеки.
В других вариантах реализации изобретения ребра могут быть заменены или дополнены спицами или зубьями, или какими-либо другими выступающими элементами. В некоторых вариантах исполнения такие элементы могут взаимодействовать со снимающими устройствами, аналогичными подбирающему устройству.
Особая важность этих ребер 19, 20 заключается в том, что у обычных устройств с открытым входом не хватает мощности для перемещения собираемого материала в камеру прессования, тогда как машины с "неоткрытым" входом имеют соответствующие устройства, обеспечивающие передачу материала в камеру. Такое принудительное заполнение, особенно при больших объемах материалах, необходимо для обеспечения нормального функционирования пресс-подборщика. Внутренние валики 13/14, особенно валики с ребрами 19/20, заставляют материал поступать в камеру прессования, и, таким образом, имитируют работу машины с открытым входным устройством с принудительной подачей. Принудительная подача материала внутрь с помощью верхнего и нижнего валиков с ребрами является выигрышным техническим решением.
В модифицированном варианте реализации изобретения один из валиков может быть подвешен на пружине, что еще больше увеличит силу воздействия на материал при принудительной подаче.
В ходе эксплуатации при малых и нормальных объемах ожидается, что подборка убираемого материала будет осуществляться спицами обычного подбирающего устройства 10, а затем убираемый материал будет поступать в приемное устройство 11 пресс-подборщика, где он сначала встретится с валиком 13, либо с его внешними шнековыми участками 16A/16B, либо с его центральной частью с ребрами 19. Очевидно, что шнековые участки 16A и 16B совместно с прижимной пластиной 18 заставляют убираемый материал перемещаться к центральной части приемного устройства 11 пресс-подборщика, где материал сжимается и обрабатывается валиком 12, в результате чего в пресс-подборщике известным образом формируется сравнительно однородный рулон убираемого материала.
При больших объемах убираемого материала ожидается, что материал будет накапливаться на валике 13 и прижимной пластине 18, пока он сможет достигнуть расположенного выше и смещенного вперед валика 14. После возникновения контакта валика 14 с материалом, валик 14 работает аналогично первому валику, т.е. шнековые участки 17A/17B и прижимная пластина 18A заставляют убираемый материал перемещаться к центру приемного устройства, после чего захватывающая поверхность 20 в центральной части валика 14 помогает сжать и направить материал внутрь пресс-подборщика, как было описано выше. Проход 15 между соответствующими валиками 13/14 обеспечивает достаточное пространство для прохода убираемого материала внутрь пресс-подборщика.
В рассматриваемой конструктивной схеме изобретения, чем больше объем поступающего убираемого материала, тем больше воздействие верхнего шнека на поток материала, и тем больше материала перемещается к центральной части приемного устройства по сравнению с его боковыми участками, что приводит к формированию рулона, имеющего плохую форму.
Высота прохода 15 составляет предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 (более предпочтительно, 1,0) диаметра валика или валика со шнеком; как правило, она составляет приблизительно более 20 или 30 см. Однако валики 13/14 могут иметь разные диаметры, что, фактически, показано на Фиг. 1. Кроме того, шаг и высота шнека могут изменяться в зависимости от того, на каком валике данный шнек установлен; точно так же, может изменяться и скорость вращения каждого валика.
Предполагается, что размер прохода 15 может регулироваться оператором до начала работы в соответствии с инструкциями руководства пользователя, установленными для конкретного материала. Например: "…при уборке объемного материала размер прохода установите равным 25 см". Установленный размер прохода остается неизменным до тех пор, пока машина не останавливается и перенастраивается на другой тип убираемого материала. В любом случае, соответствующие оси вращения верхнего и нижнего валиков должны оставаться параллельными друг другу для предотвращения вероятности неравномерного распределения материала. Если соответствующие оси были смещены или отклонены, это приведет к образованию большей плотности прессуемого материала на одной стороне рулона, чем на другой его стороне.
Предпочтительно, прижимная пластина установлена над каждым шнековым участком, что способствует перемещению материала в требуемом направлении и предотвращает накопление материала. В целом, принцип "регулируемой воронки" подающего устройства для пресс-подборщика согласно настоящему изобретению уменьшает риск образования деформированного рулона или рулона с неравномерной плотностью, и, помимо всего прочего, предлагаемое приемное устройство меньше подвержено блокировке, так как оно способно принимать и перенаправлять внутрь пресс-подборщика большие объемы убираемого материала.
Разумеется, могут создаваться различные модификации самоподающего подборщика в пределах объема настоящего изобретения, определяемого пунктами прилагаемой формулы изобретения. Предпочтительно, нижний и верхний валик установлены друг от друга на расстоянии, которое составляет по меньшей мере 0,5 диаметра валика, однако, возможны и промежуточные положения установки, равно как и установка в положениях за пределами указанного диапазона, в частности, в случае, если один из вышеуказанных валиков или оба данных валика выполнены регулируемыми в соответствии с настройками потребителя. Кроме того, шнеки не обязательно должны присутствовать как на верхнем, так и на нижнем валиках. Возможны конфигурации, в которых верхний валик не имеет шнека, так как даже валик без шнека способен создавать достаточную прижимающую силу для прижатия убираемого материала к нижнему валику, на котором имеются шнеки, и который может обеспечивать перемещение убираемого материала к центральной части устройства.