СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ УБРАННОЙ МАССЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛОСА
METHOD AND DEVICE TO COMPACT GATHERED MASS TO PRODUCE SILAGE

Область техники
Изобретение относится к способу и устройству для уплотнения убранной массы для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище в соответствии с ограничительной частью пунктов 1 и 6 формулы изобретения.
Уровень техники
Для получения стойкого силоса особенно важную роль играет уплотнение укладываемой убранной массы. Если при силосовании свежесобранную массу не уплотнять постоянно и тщательно, в отдельных укладываемых слоях убранной массы остаются включения кислорода, которые в конечном счете могут приводить к развитию нежелательных организмов, таких как дрожжи и грибы, и неправильному брожению, что может значительно снижать пищевую ценность силоса.
В патентном документе ФРГ №7532909 раскрыты устройство и способ уплотнения укладываемых отдельными слоями зеленых кормов для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище. При этом для равномерного уплотнения зеленых кормов в охватывающей раме установлен каток с несущей осью в виде вала, на котором расположены регулируемые по своему положению дебалансные массы. Посредством приводного органа несущая ось, то есть вал катка, приводится во вращение с высоким числом оборотов, за счет чего возбуждаются колебания во всем катке. При проезде по отдельным уложенным слоям убранной массы колебания катка передаются на зеленые корма с соответствующим преимущественно вертикальным уплотнением кормов.
Недостаток данного решения заключается в том, что, несмотря на уплотнение укладываемых слоев убранной массы, из-за различной потенциальной возвратной упругости убранной массы в дальнейшем в массе могут оставаться содержащие кислород пустоты, что вызывает уже описанные нежелательные последствия. К тому же убранная масса может укладываться отдельными слоями с впадинами и возвышениями. Поскольку известное устройство имеет предварительно заданную ширину катка и производит по существу вертикальное уплотнение, при проходе катка не может надежно обеспечиваться их заполнение и выравнивание, так что при укладке следующего слоя убранной массы также могут оставаться пустоты. Кроме того, каток передвигается за счет привода вокруг его продольной оси, так что при этом он выталкивает подлежащую уплотнению убранную массу из области уплотнения.
В патентном документе ФРГ №4432823 А1 раскрыто устройство для использования в силосной траншее, снабженное двумя вращающимися распределительными элементами. При этом устройство прилегает к распределяемой массе, по меньшей мере, своей нижней поверхностью, так что с помощью приводимых во вращение распределителей масса распределяется в силосной траншее. Недостаток такого решения состоит в том, что производится только распределение массы без ее уплотнения.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении недостатков известных решений уровня техники и, в особенности, создании способа уплотнения и устройства для уплотнения, которые обеспечивают равномерное по всей поверхности и более интенсивное по сравнению с известными решениями уплотнение укладываемой отдельными слоями убранной массы для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет способа уплотнения и устройства для уплотнения, обладающих отличительными признаками по пунктам 1 и 6 формулы изобретения.
Заявляемый способ уплотнения укладываемой отдельными слоями убранной массы для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище с использованием рабочей сельхозмашины, оснащенной уплотнительным устройством, характеризуется тем, что укладываемую отдельными слоями убранную массу уплотняют посредством, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента, причем, по меньшей мере, один уплотнительный элемент передает нагрузку на убранную массу и движется относительно нее.
За счет того, что укладываемую отдельными слоями убранную массу уплотняют посредством уплотнительного устройства, причем уплотнительное устройство передает нагрузку на убранную массу и движется относительно нее, выгодным образом надежно обеспечивается равномерное по всей поверхности и достаточное уплотнение укладываемой на силосование убранной массы, так как силосная масса уплотняется не только в вертикальном направлении, но также сдвигается за счет относительного движения.
В предпочтительном примере осуществления предусмотрено, что передача нагрузки на уложенную убранную массу и относительное движение уплотнительного устройства производятся синхронно. При этом за один проход убранная масса уплотняется и одновременно могут заполняться пустоты в силосе, что предотвращает создание нежелательных включений кислорода в силосе.
В особенно практичном примере осуществления способа передача нагрузки на убранную массу осуществляется в виде вертикального усилия, а относительное движение осуществляется в виде вращательного или колебательного движения. За счет этого достигается эффект сдвига и давления, который приводит к более интенсивному уплотнению уложенной убранной массы по сравнению со способами уплотнения, известными из уровня техники.
За счет того, что передачу нагрузки и относительное движение уплотнительного устройства регулируют в зависимости от подлежащей силосованию убранной массы и/или свойств убранной массы, может выгодным образом достигаться постоянно оптимальное и достаточное уплотнение убранной массы, укладываемой на силосование. При этом особенно важно, что характеристика уплотнения зависит прежде всего от влажности уплотняемой массы.
В дальнейшем предпочтительном примере осуществления изобретения оператору рабочей сельхозмашины, на которой установлено уплотнительное устройство, перед доставкой укладываемой на силосование убранной массы сообщают о виде убранной массы и/или ее свойствах, при этом оператор на основе этого сообщения может настроить уплотнительное устройство, так что оптимальное уплотнение силоса может производиться без потерь времени.
Заявляемое устройство для уплотнения укладываемой отдельными слоями убранной массы для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище с использованием рабочей сельхозмашины, причем на этой рабочей сельхозмашине установлено уплотнительное устройство, характеризуется тем, что уплотнительное устройство содержит несущую раму, на которой снизу установлен один или несколько уплотнительных элементов, вращающихся вокруг вертикальных осей, при этом для каждого уплотнительного элемента предусмотрено множество контактных поверхностей (захватов или скребков), и эти один или несколько уплотнительных элементов могут создавать вертикальное усилие и совершать относительное движение.
За счет такого решения конструктивно простым образом обеспечивается осуществление способа уплотнения для получения силоса в силосной траншее или наземном силосохранилище.
В предпочтительном примере выполнения уплотнительный элемент выполнен полусферическим и снабжен множеством ребристых скребков на своей наружной поверхности. За счет этого вращение уплотнительных элементов создает особенно высокие срезающие усилия, обеспечивающие распределение убранной массы в ходе процесса уплотнения и заполнение имеющихся в силосе пустот.
В дальнейшем примере осуществления один или несколько уплотнительных элементов выполнены в виде ротора, причем отдельные лопасти ротора выполнены вертикально изогнутыми в направлении вращения. За счет этого вследствие увеличенной площади контакта отдельных лопастей ротора выгодным образом снижается эффект «взбивания» от срезающих усилий.
Согласно предпочтительному примеру дальнейшего развития изобретения уплотнительные элементы посредством приводных валов кинематически включены в приводную трансмиссию, причем уплотнительные элементы посредством приводных валов могут приводиться во вращение, а приводная трансмиссия предпочтительно встроена в несущую раму уплотнительного устройства. За счет этого конструктивно простым образом достигается вращательное движение уплотнительных элементов при воздействии на убранную массу с желательными срезающими усилиями.
За счет того, что привод одного или нескольких уплотнительных элементов кинематически соединен с валом отбора мощности рабочей сельхозмашины, привод может быть простым образом обеспечен от вала отбора мощности, уже имеющегося на машине.
В дальнейшем примере выполнения несущая рама снабжена точками шарнирного крепления к гидравлической трехточечной системе рабочей сельхозмашины, причем посредством действия трехточечной навески может изменяться вертикальное усилие давления уплотнительных элементов. За счет этого уплотнительное устройство может переводиться в рабочее или транспортное положение путем простого подъема и опускания гидравлической трехточечной системы, а также достигаться регулируемое давление уплотнительных элементов.
Благодаря тому, что для несущей рамы уплотнительного устройства сверху предусмотрен дополнительный грузовой элемент, в дополнение к давлению, создаваемому с помощью гидравлической трехточечной системы, может достигаться дополнительное уплотнительное усилие, передаваемое через уплотнительные элементы на подлежащую силосованию убранную массу. Особенно гибко регулируемое уплотнительное усилие уплотнительных элементов обеспечивается в том случае, когда грузовой элемент составлен из отдельных листовых грузов.
В предпочтительном примере развития изобретения может особенно эффективно предотвращаться скопление убранной массы перед уплотнительным устройством в том случае, когда для уплотнительного устройства предусмотрено дополнительное распределительное устройство для убранной массы.
В предпочтительном примере выполнения направление вращения и/или число оборотов уплотнительных элементов может быть регулируемым и может быть различным для различных уплотнительных элементов. Особенное преимущество решения заключается в том, что эффект уплотнения может быть еще более конкретно настроен в соответствии с различными видами убранной массы и ее свойствами.
Дополнительно оси вращения уплотнительных элементов могут быть расположены под наклоном друг к другу и/или уплотнительные элементы могут быть смещаемыми относительно друг друга в вертикальном направлении. За счет этого обеспечивается возможность лучшего реагирования уплотнительного устройства на колебания высоты слоя в убранной массе, укладываемой в силосную траншею.
Дальнейшие предпочтительные примеры осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения.
На чертежах:
фиг.1 изображает схему, иллюстрирующую способ уплотнения,
фиг.2 схематично изображает протягиваемое трактором уплотнительное устройство на виде сбоку,
фиг.3 изображает на виде сбоку уплотнительный элемент в одном примере выполнения,
фиг.4 изображает на виде сбоку уплотнительный элемент в другом примере выполнения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 в целях наглядности вместо силосного сооружения показана в обобщенном виде емкость 1 для укладки в нее убранной массы 2 отдельными слоями. Внутри емкости 1 к убранной массе 2 прилегает нижней поверхностью уплотнительный элемент 5, выполненный в виде вращающегося прессовального поршня 4, размер которого соответствует размеру емкости 1. На нижней стороне вращающегося прессовального поршня 4 имеются изогнутые скребки 6. Для обеспечения вращательного движения DB вращающийся прессовальный поршень 4 жестко соединен с приводным валом 7 и приводится через посредство передаточного механизма 8. В соответствии с изобретением вращающийся прессовальный поршень 4 передает вертикальное усилие VK на свободно укладываемую убранную массу 2. При этом одновременно горизонтально вращающийся прессовальный поршень 4 своими изогнутыми захватами или скребками передает на убранную массу 2 срезающее усилие, так что заполняются пустоты в укладываемой убранной массе и снижается потенциальная возвратная упругость убранной массы 2. За счет этого достигается оптимизация способа уплотнения, известного из уровня техники, и обеспечивается повышенное уплотнение убранной массы 2 с устранением нежелательных включений кислорода в силосе.
На фиг.2 показана рабочая сельхозмашина 10 в виде трактора 12 с задней трехточечной навеской 13, к точкам 14 шарнирного крепления которой присоединено уплотнительное устройство 15 по изобретению. Уплотнительное устройство 15 служит для уплотнения зеленых кормов и подобных материалов, укладываемых на силосование, например в силосную траншею или наземное силосохранилище, и состоит в основном из несущей рамы 16, изготовленной из стальных труб. Для придания несущей раме 16 жесткости предназначены два подкоса 17. По периметру несущая рама 16 закрыта четырьмя листами 18, расположенными перпендикулярно ей. С нижней стороны несущая рама 16 также полностью закрыта листами 19 с образованием прижимной или скользящей поверхности 20. Снизу на уплотнительном устройстве 15 предусмотрены, например, два уплотнительных элемента 23, расположенных со смещением друг от друга. При этом число уплотнительных элементов может быть меньшим или большим. Каждый уплотнительный элемент 23 состоит из основного тела 24 в форме шарового сегмента или полусферы, на поверхности 25 которой предусмотрены ребристые скребки 26. Уплотнительные элементы 23 установлены с возможностью привода во вращательное или колебательное движение вокруг вертикальных осей 31 вращения, перпендикулярных прижимной или скользящей поверхности 20. Для этого основное тело 24 уплотнительного элемента 23 жестко соединено с валом 27 и может приводиться от вала 35 отбора мощности трактора через трансмиссию 28, которая подробно не описывается. Возможен также вариант выполнения, в котором положение осей 31 вращения уплотнительных элементов 23 относительно прижимной или скользящей поверхности 20 может регулироваться.
Сверху на несущей раме 16 имеется платформа 36, которая изготовлена из стали, жестко соединена с несущей рамой и проходит по всей ее ширине поперечно направлению FR движения. Платформа 36 предназначена для укладки грузового элемента 37, состоящего из отдельных листовых грузов 38. За счет этого грузового элемента 37 уплотнительное устройство 15 передает на укладываемую убранную массу 2 вертикальное усилие VK, которое является суммарным и содержит также собственный вес устройства с учетом возможностей трехточечной навески. Использование листовых грузов 38 позволяет регулировать вертикальное усилие VK, передаваемое уплотнительным устройством 15 в соответствии с видом убранной массы, укладываемой на силосование. С помощью гидравлической системы 40 трехточечной навески трактора 12 уплотнительное устройство 15 может переводиться в рабочее или транспортное положение. В то же время посредством этой системы на уплотнительное устройство может передаваться давление. Дополнительно имеется возможность посредством гидравлической системы 40 трехточечной навески трактора 12 изменять наклон уплотнительного устройства 15 относительно укладываемой убранной массы 2, чтобы устранять накопление убранной массы 2 перед уплотнительным устройством 15 и его наезд на убранную массу 2.
На дальней от трактора 12 стороне уплотнительного устройства 15 на нем расположено распределительное устройство 41 для убранной массы, известное само по себе. Распределительное устройство 41 содержит два несущих рычага 42, шарнирно соединенных с несущей рамой 16 уплотнительного устройства 15. На нижних концах рычагов установлен приводной распределительный элемент 45, вращающийся вокруг горизонтальной оси 44. Распределительный элемент 45 состоит из цилиндрического корпуса 46, на наружной поверхности 47 которого расположены распределители 48, выступающие в радиальном направлении. Приводной вращающийся распределительный элемент 45 производит распределение по силосохранилищу убранной массы 2, скапливающейся перед уплотнительным устройством 15. Для регулировки высотного положения распределительного устройства 41 для несущих рычагов 42 предусмотрены подъемные цилиндры 49, шарнирно укрепленные на несущей раме 16 уплотнительного устройства 15.
Эффективная эксплуатация уплотнительного устройства 15 может достигаться в том случае, когда к трактору 12 присоединены уплотнительные устройства 15 спереди, сзади и с обеих боковых сторон. За счет этого может производиться быстрое уплотнение особенно больших поверхностей силоса. Кроме того, для оптимального уплотнения убранной массы 2 целесообразно, чтобы вертикальное усилие VK уплотнительного устройства 15 и вращательное движение DB отдельных уплотнительных элементов 23 могли регулироваться в зависимости от вида убранной массы и/или от ее свойств. Возможет вариант осуществления, при котором для оптимальной настройки уплотнительного устройства 15 вид убранной массы и/или ее свойства сообщаются оператору 11 трактора перед доставкой убранной массы 2, укладываемой на силосование. При этом оптимизация настройки уплотнительного устройства 15 может заключаться в изменении направления вращения и числа оборотов уплотнительных элементов 23, переключении между вращательным и колебательным движением уплотнительных элементов, регулировке балласта и регулировке гидравлической системы 40 трехточечной навески.
Для уплотнения убранной массы 2 уплотнительное устройство 15 накладывается прижимной или скользящей поверхностью 20 на укладываемую убранную массу 2 и передает на нее вертикальное давление VK с помощью грузового элемента 37 и/или гидравлической системы 40 трехточечной навески. Одновременно отдельные уплотнительные элементы 23 со своими ребристыми скребками вращаются вокруг вертикальных осей 31, создавая срезающие усилия и перемещая убранную массу 2 друг к другу для заполнения нежелательных пустот в силосе.
На фиг.3 показано уже описанное со ссылкой на фиг.2 уплотнительное устройство 15 на схематичном виде сбоку и косо снизу. Снизу на прижимной или скользящей поверхности 20 уплотнительного устройства 15 предусмотрено множество полусферических уплотнительных элементов 23, на поверхностях 25 которых расположено множество ребристых скребков 26. Эти уплотнительные элементы 23 расположены со смещением по отношению друг к другу и определяют рабочую ширину 39 уплотнительного устройства, причем рабочая ширина 39 может выходить за пределы листов 18, 19 периметра. Как уже было указано, уплотнительные элементы 23 приводятся с помощью известной трансмиссии 28 во вращение вокруг осей 31 вращения, перпендикулярных прижимной или скользящей поверхности 20. За счет того, что уплотнительные элементы 23 расположены со смещением по отношению друг к другу, с одной стороны, укладываемая убранная масса 2 уплотняется по всей рабочей ширине 39, и дополнительно за счет срезающих усилий уплотнительных элементов 23 производится заполнение пустот в силосной массе.
На фиг.4 на виде сбоку и снизу показан отдельный уплотнительный элемент 23, выполненный в виде роторного элемента 50, к которому приложено давление. Этот уплотнительный элемент может использоваться взамен полусферического уплотнительного элемента 23 на фиг.2. Роторный элемент 50 состоит из роторного вала 51, на котором предусмотрены, например, три роторные лопасти 52. Роторный элемент 50 может приводиться во вращение вокруг вертикальной оси с помощью не показанных вала и трансмиссии. Для обеспечения жесткости роторные лопасти 52 снабжены подкосами 53, проходящими от вала 51 к концам роторных лопастей 52. В ходе процесса уплотнения роторные лопасти 52 за счет своего вращательного движения передают на убранную массу 2 срезающие усилия, что также обеспечивает заполнение пустот в силосе, так что может достигаться оптимальное уплотнение силоса по всей поверхности.
Для дальнейшего повышения уплотняющего эффекта уплотнительных элементов или для их гибкой адаптации к убранной массе различных видов в предпочтительном примере осуществления может быть предусмотрено, что уплотнительные элементы 23 уплотнительного устройства 15 приводятся поодиночке или группами с различными числами оборотов. Кроме того, для лучшего приспособления к убранной массе, которая, как правило, распределяется в вертикальном направлении очень неравномерно, может быть предусмотрено, что оси 31 уплотнительных элементов 23 могут быть расположены под наклоном относительно друг друга или может быть предусмотрена возможность вертикального перемещения уплотнительных элементов 23 на уплотнительном устройстве 15.
Для специалиста в данной области понятно, что при осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы основной идеи изобретения.