Навесной консервационный агрегат
MOUNTED CONSERVATION UNIT

Изобретение относится к оборудованию для распыления вязких консервационных смазок, может быть использовано для нанесения консервационных покрытий на поверхности рабочих органов сельскохозяйственных машин, размещенных на открытых площадках полевых станов и в ангарах.
Известно устройство для нагрева мастики при консервации сельхозмашин, содержащее напорный бак, оснащенный выпускным патрубком, нагревательным поддоном с гильзами для сменных патронных электронагревателей, нагревательной камерой под разделителем с теплопроводящей сеткой, пистолет-распылитель с обогреваемым шлангом для подвода мастики (см. патент RU №2705955, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2019 г.).
Недостатки устройства обусловлены длительным разогревом мастики до рабочей температуры в подготовительный период, так как значительная доля теплоты затрачивается на разогрев конструктивных элементов бака и всей массы мастики в объеме нагревательной камеры; сложностью технологического обслуживания при подготовке устройства к применению на открытых площадках из-за необходимости замены электронагревателей 220 В на низковольтные электронагреватели 24 В, что снижает производительность и экономичность консервации сельхозмашин.
Известна навесная компрессорная установка для консервации сельхозмашин при пониженной температуре, содержащая ресивер, платформу с навесным устройством, компрессор с хвостовиком на шкиве для присоединения посредством карданного вала к валу отбора мощности трактора, электродвигатель, низковольтный генератор, ременную передачу, охватывающую шкивы компрессора, электродвигателя и низковольтного генератора, навесное устройство для соединения с навеской трактора, нагревательный элемент для нагрева вязкой мастики, шланг с электроспиралью, блок питания от сети переменного тока с низковольтным выпрямителем, цепи электропитания нагревательного элемента и электроспирали от низковольтного генератора и блока питания от сети переменного тока (см. патент RU №2715206, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2019 г.).
Недостатки установки: при работе компрессора от вала отбора мощности его вибрация усиливается за счет дисбаланса вращающихся деталей и зазоров в сопряжениях карданного вала, что отрицательно влияет на условия обслуживания и работоспособность компрессора; при переключении привода компрессора с вала отбора мощности на электродвигатель продолжает работать низковольтный генератор, преобразуя механическую энергию от электродвигателя в низковольтный ток, чем снижает энергоэффективность процесса нагрева; при включении блока питания в работу его низковольтный выпрямитель, пропуская высокую токовую нагрузку (до 35 А), теряет на собственный нагрев до 20% потребляемой электроэнергии и нуждается в принудительном охлаждении.
Наиболее близким из известного оборудования к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является навесной агрегат для консервации сельхозмашин в полевых условиях, содержащий ресивер, компрессор с большим и ведомым шкивами, платформу, съемное навесное устройство с валом приема мощности, оснащенным ведущим шкивом для ременного привода на ведомый шкив компрессора, карданный вал, низковольтный генератор с ременным приводом от большого шкива компрессора и напорный бак для вязкой мастики, оснащенный крышкой, дном, разделительной сеткой, нагревательной гильзой с трубчатым нагревателем внутри, выпускным патрубком и обогреваемым шлангом (см. патент RU №2752928, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2020 г.).
Недостатки навесного агрегата: при достижении валом приема мощности номинальной частоты вращения (1000 об/мин) усиливается биение несбалансированного карданного вала, которое передается валу приема мощности с ведущим шкивом и вызывает вибрирование съемного каркаса навесного устройства, что способствует ослаблению крепежных соединений и ухудшению условий работы; повышенная радиальная нагрузка на подшипники вала компрессора из-за суммирования сил натяжения ременных передач на большой и ведомый шкивы снижает технический ресурс компрессора; неустойчивое состояние равновесия конструкции агрегата из-за смещения напорного бака за пределы площади опорного контура сопряжено с опасностью опрокидывания при снятии агрегата с навески трактора; отсутствие электропривода в навесном агрегате не позволяет консервировать сельхозмашины в ангарах, приводит к нерациональной загрузке двигателя трактора и перерасходу топлива на привод низковольтного генератора в начальный период разогрева холодной мастики; медленный процесс нагрева мастики под нагревательной гильзой из-за слабого конвективного движения к нижним придонным слоям и выпускному патрубку увеличивает длительность ввода навесного агрегата в рабочий режим и снижает производительность консервации; из-за потерь теплоты от нагреваемой мастики через крышку и дно бака возрастают энергозатраты на ее нагрев.
Задача заявляемого изобретения - устранить указанные недостатки и тем самым обеспечить работоспособность навесного агрегата на открытых площадках и в ангарах, улучшить условия его обслуживания, повысить производительность консервации сельхозмашин, снизить расход топлива и тепловые потери при разогреве вязкой смазки.
Поставленная задача достигается тем, что в навесном консервационном агрегате, содержащем ресивер, платформу, навесной каркас, компрессор, низковольтный генератор, шкив на валу электродвигателя для ременной передачи, карданный вал для соединения с валом отбора мощности трактора, напорный бак для вязкой смазки с дном и крышкой, оснащенный разделительной сеткой, гильзой с нагревательным элементом и патрубком для выпуска смазки, шланг с электроспиралью для подачи смазки к пистолету-распылителю, цепи электропитания нагревательного элемента и электроспирали, согласно изобретению ступица шкива на валу электродвигателя выполнена с хвостовиком для присоединения карданного вала, в напорном баке между разделительной сеткой и гильзой установлен Λ-образный желоб, ниже дна бака установлен вогнутый поддон, на внутренних поверхностях крышки бака и вогнутого поддона закреплена теплоотражающая пленка с зеркальной поверхностью, на патрубок для выпуска смазки навит электрический нагревательный провод с фторсодержащей оболочкой, подключенный к цепи электропитания нагревательного элемента, причем цепи электропитания нагревательного элемента и электроспирали подведены к модульному трехпозиционному переключателю для изолированного соединения или с низковольтным генератором, или с переносным понижающим трансформатором.
Выполнение хвостовика на ступице шкива, установленного на валу электродвигателя, позволяет задействовать электродвигатель в качестве вала приема мощности в случае работы консервационного агрегата от вала отбора мощности трактора на открытых площадках хранения техники. Благодаря достаточной массивности электродвигателя, закрепленного на общей платформе с компрессором, ими не воспринимается биение от более легкого карданного вала. Данное техническое решение позволяет оперативно трансформировать консервационный агрегат на применение в электрифицированных помещениях ангаров, осуществляемое путем замены шкива с хвостовиком на шкив для привода компрессора от электродвигателя. Тем самым обеспечивается работоспособность консервационного агрегата при консервации сельхозмашин на открытых площадках и в ангарах, улучшаются условия его обслуживания.
Размещением Λ-образного желоба в напорном баке между разделительной сеткой и гильзой с низковольтным нагревательным элементом достигается более высокая интенсивность разогрева вязкой смазки в небольшом объеме под желобом. За счет применения теплоотражающей пленки с зеркальной поверхностью на внутренних поверхностях крышки бака и вогнутого поддона снижаются тепловые потери от нагретой смазки через крышку и дно бака. Благодаря этому сокращается время ввода консервационного агрегата в рабочий режим, повышается производительность консервации сельхозмашин.
Включение модульного трехпозиционного переключателя в цепи электропитания нагревательного элемента и электроспирали для их изолированного соединения или с низковольтным генератором, или с переносным понижающим трансформатором делает возможным использование источника переменного напряжения. Благодаря применению модульного трехпозиционного переключателя устраняется необходимость в использовании выпрямителя переменного тока и, соответственно, исключаются сопутствующие его работе потери электроэнергии.
На фиг.1 изображен навесной консервационный агрегат, вид спереди, привод от вала отбора мощности; на фиг.2 - навесной консервационный агрегат, вид спереди, привод от электродвигателя; на фиг.3 - вид А на фиг.1, вид сверху; на фиг.4 - напорный бак для вязкой смазки, вид сбоку, разрез; на фиг.5 - вид Б на фиг.4, частичный разрез напорного бака и Л-образного желоба; а фиг.6 - разрез В-В на фиг.5, схема электропитания низковольтного элемента и электроспирали.
Навесной консервационный агрегат содержит ресивер 1 с платформой 2, на которой установлены компрессор 3, навесной каркас 4 и электродвигатель 5. На навесном каркасе 4 закреплены напорный бак 6 для вязкой смазки, низковольтный генератор 7 с натяжным устройством, присоединительные пальцы 8, вилка 9, скобы 10 для укладки шлангов.
Навесной консервационный агрегат исполнен с двумя приводами для мобильной работы от вала отбора мощности трактора на открытых площадках хранения техники и для стационарной работы от электросети 380/220 В внутри ангара. Для стационарной работы консервационного агрегата от электросети 380/220 В на валу электродвигателя 5 установлен малый одноканавочный шкив 11, который с помощью ременной передачи 12 соединен со шкивом 13 компрессора 3. Для мобильной работы консервационного агрегата на открытых площадках вал электродвигателя 5 задействован в качестве вала приема мощности. На валу электродвигателя 5 установлен большой двухканавочный шкив 14, ступица которого выполнена с хвостовиком 15. Посредством карданного вала 16 хвостовик 15 соединен с валом 17 отбора мощности трактора. Одна канавка шкива 14 с помощью ременной передачи 18 соединена со шкивом 13 компрессора 3, а другая канавка шкива 14 с помощью ременной передачи 19 соединена со шкивом низковольтного генератора 7. Напорный бак 6 для вязкой смазки закреплен на задней стороне навесного каркаса 4, включает боковую стенку 20 с воздушным краном 21, дно 22, крышку 23 с горловиной и выхлопным краном 24, патрубок 25 для выпуска смазки, разделительную сетку 26, термометр 27, гильзу 28 с низковольтным нагревательным элементом 29. Зазор между гильзой 28 и нагревательным элементом 29 заполнен периклазом. Низковольтный нагревательный элемент 29 выполнен с одним изолированным контактным выводом от нагревательной спирали 30. Второй конец нагревательной спирали 30 соединен с оболочкой 31 низковольтного нагревательного элемента 29 и с «массой» навесного агрегата. В напорном баке 6 между разделительной сеткой 26 и нагревательной гильзой 28 установлен Λ-образный (лямбда-образный) желоб 32, касающийся дна 22. Ниже дна 22 установлен вогнутый поддон 33. Боковая стенка 20 закрыта теплоизоляционным материалом и кожухом. На внутренних поверхностях крышки 23 и вогнутого поддона 33 закреплена теплоотражающая пленка 34 с зеркальной поверхностью. На патрубок 25 для выпуска смазки навит электрический нагревательный провод 35 с фторсодержащей оболочкой (см. AliExpress, Электрический нагревательный провод для руля с подогревом [Электронный ресурс]. - URL: https://aliexpress.ru/item/1005002856549309.html?_randl_cur%20rency&sku_id=12000022479886389; дата обращения 17.06.2022 г.). Один конец провода 35 соединен с «массой» агрегата, а другой конец подключен к цепи 36 электропитания низковольтного нагревательного элемента 29 и автоматическому выключателю 37.
На патрубке 25 для выпуска смазки установлен раздаточный кран 38, соединенный со шлангом 39 подвода смазки к пистолету-распылителю 40. Внутри шланга 39 подвода смазки размещена электроспираль 41, один конец которой выведен из шланга 39 в месте его присоединения к раздаточному крану 38, подключен к цепи 42 питания электроспирали 41 и к автоматическому выключателю 43. Второй конец электроспирали 41 выведен из шланга 39 в месте его присоединения к пистолету-распылителю 40 и подключен к медному проводу 44, который проведен внутри шланга 45 подвода воздуха и на выходе соединен с «массой» агрегата. Автоматические выключатели 37 и 43 присоединены к распределительному контакту «1в» трехпозиционного модульного переключателя 46, например, МП-63 1Р (см. Вольт-Маркет, Модульный переключатель трехпозиционный МП-63 1Р 40А [Электронный ресурс]. - URL: h°ttps://voltmarket.ru/product/modulnyy-pereklyuchatel-trekhpozitsionnyy-mp-63-1p-40a-tdm-sq0224-0007/ дата обращения 30.05.2022 г. ), установленного в качестве вводно-распределительного устройства для переключения электрических цепей. Распределительный контакт «1в» модульного переключателя 46 соединен с сигнальной лампой 47. Вводный контакт «1б» модульного переключателя 46 соединен с контактом «26» электрического разъема 48, контакт «2а» электрического разъема 48 соединен с «массой» навесного агрегата. К электрическому разъему 48 подведено напряжение ~ 28 В переменного тока от переносного трансформатора 49 (220/28 В). Вводный контакт «2а» модульного переключателя 46 соединен с контактом «плюс» низковольтного генератора 7 для подвода напряжения +28 В постоянного тока. Контакт «минус» низковольтного генератора 7 соединен с «массой» консервационного агрегата. Модульный переключатель 46 имеет три положения: «ток от трансформатора», «отключено», «ток от генератора». Модульный переключатель 46 и автоматические выключатели 37 и 43 размещены на одной панели 50. Низковольтный генератор 7 шарнирно установлен на плите 51 с натяжным устройством, включающим стойку 52 и регулировочный винт 53. Натяжение ременной передачи 18 осуществляется поворотом корпуса низковольтного генератора 7 и фиксацией его положения регулировочным винтом 53.
С ресивером 1 сообщены редукционный клапан 54, регулирующий в напорном баке 6 давление сжатого воздуха на выдачу смазки, а также редукционный клапан 55 с краном 56, регулирующий давление сжатого воздуха на распыление смазки. Полость напорного бака 6 сообщена с редукционным клапаном 54 через воздушный кран 21 и воздушный шланг 57, а с атмосферой -через выхлопной кран 24. Консервационный агрегат снабжен переносным понижающим трансформатором 49 для электропитания низковольтного нагревательного элемента 29, электрического нагревательного провода 35 и электроспирали 41 напряжением ~ 28 В от промышленной электросети 220 В.
Навесной консервационный агрегат работает следующим образом.
Для проведения работ по консервации сельхозмашин, находящихся на открытой площадке хранения, консервационный агрегат переоборудуют на привод от вала 17 отбора мощности трактора. На валу электродвигателя 5 устанавливают большой двухканавочный шкив 14, который посредством ременной передачи 19 соединяют со шкивом 13 компрессора 3, а посредством ременной передачи 18 со шкивом низковольтного генератора 7. Пистолет-распылитель 40 со шлангом 45 подвода воздуха и шлангом 39 подвода смазки укладывают на скобы 10 навесного каркаса 4.
В напорный бак 6 через горловину заливают вязкую смазку и закрывают ее. Перекрывают раздаточный кран 38, воздушный кран 21 и выхлопной кран 24. При наличии электросети 220 В для разогрева вязкой смазки до рабочей температуры используют электроэнергию от переносного трансформатора 49. К электрическому разъему 48 присоединяют электрический шнур от переносного трансформатора 49, подключают трансформатор 49 к распределительному устройству сети 220 В и подают пониженное напряжение ~ 28 В на модульный переключатель 46. Модульный переключатель 46 включают в положение «ток от трансформатора», и на распределительный контакт «1в» подается напряжение от вводного контакта «16». При этом на автоматические выключатели 37 и 43, а также на сигнальную лампу 47 подается напряжение от переносного трансформатора 49. Включением автоматического выключателя 43 подают напряжение в цепь 42 электропитания электроспирали 41 и прогревают шланг 39 подвода смазки. Включением автоматического выключателя 37 подают напряжение в цепь 36 электропитания низковольтного нагревательного элемента 29 в гильзе 28 и электрического нагревательного провода 35 на выпускном патрубке 25.
От работающего нагревательного элемента 29 разогревается периклаз и гильза 28, от которой теплота передается к смазке, находящейся в напорном баке 6 под разделительной сеткой 26. Нагретая разжиженная смазка поднимается вверх, накапливается в узкой части Λ-образного желоба 32, перемещается к боковой стенке 20 бака 6 и поднимается из-под Λ-образного желоба 32 к разделительной сетке 26. Одновременно от электрического нагревательного провода 35 нагревается выпускной патрубок 25 и участок дна 22 вблизи выпускного патрубка 25. От нагретого участка дна 22, расположенного под Λ-образным желобом 32, начинает нагреваться холодная смазка. Нагреваемая смазка со дна 22 поднимается вверх к более нагретой гильзе 28, где дополнительно разогревается и разжижается. Холодная смазка поступает под Λ-образный желоб 32 снизу, вдоль дна 22.
Благодаря работе электрического нагревательного провода 35 и низковольтного нагревательного элемента 29, под разделительной сеткой 26 формируется конвективное перемешивание нагреваемой смазки. При этом под Λ-образным желобом 32 более горячая смазка перемещается преимущественно вверх, а вне Λ-образного желоба 32 более холодная смазка перемещается преимущественно вниз. Благодаря конвективному перемешиванию обеспечивается прогревание смазки во всем объеме, находящемся под разделительной сеткой 26. Температуру смазки под разделительной сеткой 26 контролируют по термометру 27. Процесс предварительного нагрева вязкой смазки в напорном баке бив шланге 39 с использованием переносного трансформатора 49 и промышленной электросети осуществляется при неработающем двигателе трактора.
После разогрева смазки до рабочей температуры нанесения, выключают автоматические выключатели 37 и 43, модульный переключатель 46 переводят в положение «отключено», выключают переносной трансформатор 59, извлекают электрический шнур из электрического разъема 48. Затем консервационный агрегат навешивают на заднюю навеску трактора. При этом вилку 9 навесного каркаса 4 соединяют с центральной тягой навески трактора, присоединительные пальцы 8 соединяют с продольными тягами навески трактора, хвостовик 15 большого двухканавочного шкива 14 посредством карданного вала 16 соединяют с валом 17 отбора мощности трактора. Консервационный агрегат поднимают и транспортируют трактором к площадке хранения техники. Там консервационный агрегат опускают в рабочее положение, в тракторе включают вал 17 отбора мощности на частоту вращения 1000 об/мин и посредством карданного вала 16 осуществляют вращение двухканавочного шкива 14.
С помощью ременной передачи 19 вращение со шкива 14 передается на шкив 13 компрессора 3. Посредством ременной передачи 18 вращение со шкива 14 передается на шкив низковольтного генератора 7. Модульный переключатель 46 включают в положение «ток от генератора», и на распределительный контакт «1в» подается напряжение от вводного контакта «1а». При этом на автоматические выключатели 37 и 43, а также на сигнальную лампу 47 подается напряжение +28 В от низковольтного генератора 7. Включением автоматических выключателей 37 и 43 осуществляют электропитание электроспирали 41 в шланге 39, низковольтного нагревательного элемента 29 в гильзе 28 и электрического нагревательного провода 35 на выпускном патрубке 25. В результате, при консервации техники на открытой площадке вязкая смазка в напорном баке 6 и шланге 39 подогревается электроэнергией от низковольтного генератора 7.
Посредством редукционного клапана 54 устанавливают давление сжатого воздуха на выдачу смазки, который поступает по воздушному шлангу 57 к напорному баку 6. Посредством редукционного клапана 57 устанавливают давление сжатого воздуха на распыление смазки, и открывают кран 56 для подвода сжатого воздуха по шлангу 45 к пистолету-распылителю 40.
Пистолет-распылитель 40 вместе со шлангом 45 подвода сжатого воздуха и шлангом 39 подвода смазки снимают со скоб 10 навесного каркаса 4. Для выдачи смазки открывают воздушный кран 21 на подачу сжатого воздуха в напорный бак 6 и открывают раздаточный кран 38 на выдачу смазки. Под давлением сжатого воздуха наиболее нагретая смазка из-под Л-образного желоба 32 поступает в выпускной патрубок 25, раздаточный кран 38 и по шлангу 39 подводится к пистолету-распылителю 40. При включении пистолета-распылителя 40 производится диспергирование нагретой смазки сжатым воздухом и нанесение консервационного покрытия на поверхности рабочих органов сельхозмашин.
После опорожнения напорного бака 6 или по завершении консервационных работ, на тракторе отключают вал 17 отбора мощности, на консервационном агрегате отключают автоматические выключатели 37 и 43, модульный переключатель 46 переводят в положение «отключено». Перекрывают раздаточный кран 38 для смазки, закрывают кран 56 подвода сжатого воздуха на распыление, закрывают воздушный кран 21, открывают выхлопной кран 24 и сбрасывают давление воздуха из напорного бака 6 в атмосферу. Пистолет-распылитель 40 вместе со шлангом 45 подвода сжатого воздуха и шлангом 39 подвода смазки укладывают на скобы 10. Затем консервационный агрегат транспортируют к месту заправки новой порцией смазки или ставят на межсменное хранение.
Для консервации сельхозмашин после ремонта или находящихся в ангаре, консервационный агрегат переоборудуют на привод для стационарной работы от электросети 380/220 В. Взамен большого двухканавочного шкива 14 на вал электродвигателя 5 устанавливают малый одноканавочный шкив 11. Кабель электродвигателя 5 включают в сеть 380 В, переносной трансформатор 49 присоединяют к электрическому разъему 48 и включают в сеть 220 В. В напорный бак 6 через горловину заливают вязкую смазку и закрывают ее. Управление модульным переключателем 46, автоматическими выключателями 37, 43, кранами 38, 56, 21 и 24 при использовании электроэнергии от переносного трансформатора 49 для нагрева вязкой смазки осуществляется аналогично описанному выше. После нагрева до рабочей температуры и разжижения вязкой смазки включают в работу электродвигатель 5 и компрессор 3. Процесс нанесения консервационного покрытия на сельхозмашины в ангаре исполняется в порядке, аналогичном описанному выше для открытой площадки хранения техники.
При наличии на полевом стане электросети использование переносного понижающего трансформатора 49 для электропитания нагревательного элемента 29, электрического нагревательного провода 35 и электроспирали 41 позволяет проводить предварительный разогрев вязкой смазки в навесном агрегате, переоборудованном на привод от вала 17 отбора мощности, без включения двигателя трактора. В результате, в режиме предварительного разогрева вязкой смазки экономится дизельное топливо, которое потреблял бы двигатель на привод компрессора 3 и низковольтного генератора 7. Переносное исполнение понижающего трансформатора 49 представляется более рациональным, чем встраиваемое в конструкцию навесного консервационного агрегата и требующее его влагозащищенности. Переносной трансформатор 49, находясь в закрытом помещении, не подвергается воздействию атмосферных осадков при работах консервационного агрегата на открытых площадках.
Обогрев патрубка 25 для выпуска смазки посредством электрического нагревательного провода 35 с фторсодержащей оболочкой позволяет устранить образование пробки из холодной вязкой смазки в патрубке 25, повысить его пропускную способность при работе в осенний сезон, исключить необходимость в изоляции электрического нагревательного провода 35 от токопроводящего материала патрубка 25.