ДВУХДИСКОВЫЙ РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, В ЧАСТНОСТИ УДОБРЕНИЙ
TWO-DICK SPREADER OF BULK MATERIALS, FERTILISER IN PARTICULAR

Настоящее изобретение относится к двухдисковому разбрасывателю сыпучих материалов, в частности удобрений, с бункером сыпучего материала, имеющим две воронкообразно сужающиеся к соответствующему дну нижние части с, по меньшей мере, одним выгрузным отверстием в каждом дне, мешалками в бункере над каждым дном и расположенные под каждым дном разбрасывающие диски с приводом, причем мешалки приводятся от приводной ветви, проходящей посередине между разбрасывающими дисками.
В разбрасывателе, в частности разбрасывателе удобрений, мешалка является важнейшим функциональным органом, который служит для равномерной подачи удобрений из бункера к выгрузному отверстию и расположенным непосредственно под ним дозирующим устройствам, а именно во всем диапазоне дозирования от максимального до минимального дозируемого количества, зависящего от расхода (кг/га), скорости хода (км/ч) и ширины рабочей зоны (м). Мешалка должна также обеспечивать, чтобы удобрения не оставались в мертвых пространствах бункера и не скапливались там, чтобы обеспечить по возможности более полное опорожнение бункера. Мешалка вращается с гораздо меньшей скоростью, чем разбрасывающие диски, чтобы не измельчать удобрения и не вызывать их нежелательного истирания. Наконец, мешалка должна быть приспособлена к конфигурации дна с учетом возможности регулирования дозирующего устройства и изменения точки выгрузки.
В одном известном разбрасывателе (DE 33 37 813 A1, DE 36 37 045 A1) мешалка приводится от приводного вала разбрасывающего диска, который для этой цели размещен в пространстве между диском и дном бункера и установлен в дне бункера. Благодаря этому мешалка вращается с той же скоростью, что и разбрасывающий диск, а это приводит к нежелательно интенсивной циркуляции удобрений над дном и, в частности, к повреждению и разрушению гранул удобрения. Другой недостаток подобной конструкции состоит в том, что пространство под дном бункера оказывается труднодоступным при провороте. Наконец, установка и замена разбрасывающих дисков возможны лишь со значительными затратами.
Эти недостатки преодолеваются в другом известном устройстве (EP 0 540 889 A1), образующем ограничительную часть пункта 1 формулы, тем, что мешалка установлена в бункере «подвешенной» и приводится от приводной ветви, установленной приблизительно в середине поперечной передачи для привода разбрасывающих дисков. В данном случае направленный от поперечного вала передачи вверх цепной привод, который через горизонтальные валы, входящие с обеих сторон в воронкообразные нижние части бункера, и установленные на их концах конические передачи приводит вертикальные валы мешалок. Валы мешалок подвешены на профильных балках, проходящих через бункер.
Эта известная конструкция чрезмерно дорога и имеет следствием, в частности, то, что приводная ветвь занимает нежелательно большую часть бункера, ограничивая его емкость для размещения удобрений, препятствуя поступлению удобрений к мешалкам и дозирующим отверстиям без излишнего трения и, наконец, способствуя накоплению удобрений на неподвижных деталях приводной ветви.
В основу изобретения поставлена задача преодоления указанных недостатков и создания такого привода мешалок, который сохранял бы целостность гранул, обеспечивал беспрепятственное движение удобрений в бункере и имел бы менее дорогостоящую конструкцию.
Эта задача решается двухдисковым разбрасывателем с признаками ограничительной части пункта 1 тем, что каждая мешалка установлена в подшипниках в дне бункера, приводная ветвь проходит исключительно под бункером, приводится посредством входящей в пространство между дном и разбрасывающими дисками и не перекрывающей, по меньшей мере, пространство под выгрузным отверстием детали передачи.
В конструкции по настоящему изобретению приводная ветвь проходит исключительно в свободном пространстве под наиболее глубокими областями бункера. Тем самым бункер свободен от встроенных элементов, чем обеспечивается беспрепятственное прохождение удобрений ко дну и через выгрузные отверстия к дозирующим устройствам. Приводная ветвь имеет лишь деталь передачи, которая входит в пространство между каждым дном и каждым разбрасывающим диском и воздействует на установленный в подшипниках в дне вал мешалки. Эта деталь передачи входит прежде всего выше в направлении хода в указанное пространство и расположена так, что пространство между выгрузным отверстием и дозирующим устройством, с одной стороны, и разбрасывающим диском, с другой стороны, остается свободным, так что удобрения беспрепятственно попадают во всей дозирующей области на разбрасывающий диск. При этом также учитывается смещение точки выгрузки, например, путем смещения дозирующего устройства. Устраняются также трудности с установкой и заменой разбрасывающих дисков, например, при пробном дозировании и при выгрузке остатков из бункера.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения приводная ветвь содержит многокомпонентную рычажную передачу, которая через деталь передачи приводит вал мешалки во вращательно-шаговое или колебательное движение.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения приводная ветвь содержит, по меньшей мере, одно устройство свободного хода, воздействующее на обе мешалки так, что приводные валы мешалок приводятся во вращательно-шаговое движение. Однако вместо этого приводная ветвь предпочтительно содержит по устройству свободного хода для каждой мешалки, например, такое устройство свободного хода может быть насажено на вал каждой мешалки.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство свободного хода преобразует качательное движение концевой детали передачи во вращательно-шаговое движение, причем угол поворота и угловая скорость при каждом поворотном шаге задаются соответствующим конструктивным мероприятием на конструктивном элементе приводной ветви.
-1
-1
В одном из вариантов осуществления изобретения рычажная передача содержит совершающие линейное возвратно-поступательное движение шатуны, которые через деталь передачи в виде шарнирно соединенных рычагов приводят вал мешалки в приводящее вращательно-шаговое движение качательное движение. Каждый соединительный рычаг может содержать две и более точек шарнирного соединения с шатунами на различных расстояниях от оси вращения вала мешалки, чтобы устанавливать число оборотов мешалки в зависимости от (нормированного) числа оборотов вала отбора мощности (540 мин или 1000 мин). Вместо этого можно предусмотреть соединительные рычаги различной длины.
Соединительные рычаги предпочтительно выгнуты наружу. Это позволяет сохранять свободным пространство под выгрузными отверстиями.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения приводная ветвь проходит от входного вала передачи к разбрасывающим дискам. В этом случае внутри приводной ветви установлен редуктор, который уменьшает число оборотов приводных валов мешалок до требуемых значений.
В еще одном варианте осуществления изобретения рычажная передача согласована с эксцентриковым приводом, который придает шатунам линейное возвратно-поступательное движение. С помощью эксцентриситета эксцентрикового привода и подбора рычажного отношения задается величина хода шатунов и тем самым пределы вращательно-шагового движения валов мешалок.
В известном двухдисковом разбрасывателе с механическим приводом оба разбрасывающих диска приводятся от вала отбора мощности трактора через шарнирный вал и передачу, проходящую поперечно направлению движения и содержащую входной вал. В соответствии с настоящим изобретением приводная ветвь может приводиться от одного из приводящих разбрасывающие диски приводного вала передачи. Целесообразно, чтобы она отходила от входного вала под промежуточным валом эксцентрикового привода.
В других вариантах приводная ветвь содержит приводимый поперечным валом передачи цепной привод и приводимый им промежуточный вал, который приводит через коническую или червячную передачу валы мешалок. Промежуточный вал проходит, по существу, параллельно поперечно установленной передаче и находится в пространстве между бункером и передачей.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения приводная ветвь содержит средство, регулирующее число оборотов валов мешалок в зависимости от числа оборотов вала отбора мощности трактора. Это может быть редукторная деталь передачи, деталь рычажной передачи или сменные рычаги.
По еще одному варианту осуществления изобретения посредине между разбрасывающими дисками установлен гидравлический двигатель, представляющий собой элемент приводной ветви, приводящей валы мешалок. Этот более дорогостоящий вариант имеет то преимущество, что число оборотов гидравлического двигателя и, соответственно, число оборотов мешалок легко регулируются.
Гидравлический двигатель может приводить через эксцентрик рычажную передачу, воздействующую на оси мешалок, либо через коническую передачу поперечный промежуточный вал, момент вращения которого передается через коническую или червячную передачу на оси мешалок.
В варианте этого гидравлического привода можно предусмотреть, чтобы гидравлический двигатель для привода мешалок устанавливался на центральной стойке бункера и имел направленный вниз приводной вал. Вместо этого возможен смешанный гидромеханический вариант, когда разбрасывающие диски установлены на поперечной консоли и приводятся от закрепленных на этой же консоли гидравлических двигателей, при этом для привода мешалок также предусмотрен гидравлический двигатель.
Целесообразно иметь в приводной ветви предохранитель от перегрузок для каждой мешалки, чтобы при вставке мешалки внутрь бункера препятствовать дальнейшей передаче крутящего момента, тем самым предохранить мешалки и детали передачи от повреждений.
Во всех вариантах с рычажной передачей целесообразно, что шатуны приводятся выше по ходу движения относительно осей разбрасывающих дисков.
Для обеспечения эффективного разбрасывания мешалки снабжены перемешивающими пальцами, которые перемещаются над дном бункера в одной плоскости и перекрывают поперечное сечение выгрузного отверстия для меньших дозируемых количеств. Тем самым обеспечивается хорошая сыпучесть удобрений в области выгрузного отверстия, также при наименьшей настройке дозирующего поперечного сечения удобрения не остаются на наружной стороне дна и не забивают отверстия. Такая конструкция позволяет полное опорожнение бункера от остатков материала. Пальцы предпочтительно расположены на головке мешалки в виде звезды.
Наконец, изобретение позволяет для смещения точки выгрузки сыпучего материала на разбрасывающий диск устанавливать дозирующие устройства у дна воронкообразной нижней части бункера по отношению к выгрузному отверстию с возможностью вращения вокруг оси мешалки. Можно сразу выставлять точку выгрузки снаружи, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к дозирующему устройству.
Поэтому целесообразно, чтобы деталь передачи, входящая в пространство между дном бункера и разбрасывающим диском, не перекрывала пространство под выгрузным отверстием на всем угле поворота дозирующего устройства для смещения точки выгрузки.
Далее настоящее изобретение описывается на некоторых примерах осуществления, представленных на чертежах. На чертежах изображены:
фиг.1 - вид в перспективе двухдискового разбрасывателя с представленным в разрезе бункером и первым вариантом выполнения привода мешалки;
фиг.2 - вид второго варианта привода мешалки, аналогичный фиг.1;
фиг.3 - вид третьего варианта привода мешалки, аналогичный фиг.1;
фиг.4 - частичный разрез в перспективе четвертого варианта привода мешалки, где представлена только одна сторона бункера;
фиг.5 - вид сбоку пятого варианта привода мешалки;
фиг.6 - вид сверху привода мешалки по фиг.5;
фиг.7 - разрез головки мешалки;
фиг.8 - разрез другого варианта выполнения мешалки с устройством свободного хода;
фиг.9 - частичный разрез в перспективе шестого варианта привода мешалки;
фиг.10 - подетальный вид привода мешалки по фиг.8;
фиг.11 - вариант выполнения гидравлического привода разбрасывающих дисков и мешалки.
На фиг.1-3 схематически представлена конструкция двухдискового разбрасывателя. Он содержит бункер 1 большого объема, имеющий две воронкообразно сужающиеся нижние части 2, причем стенки воронок сходятся ко дну 3. Под каждым дном установлен разбрасывающий диск 4, который в показанном варианте осуществления изобретения снабжен двумя разбрасывающими лопатками 5. Разбрасывающие диски 4 приводятся от вала отбора мощности трактора через карданный вал, который присоединен к входному валу 6 передачи в поперечно расположенном картере 7. Передача, по существу, состоит из расположенной со стороны входа конической передачи и поперечного вала, который через концевую коническую передачу приводит во вращение приводные валы разбрасывающих дисков 4.
В каждой воронкообразной нижней части 2 непосредственно над дном 3 установлена мешалка 8, вал 9 которой соответственно опирается на дно 3.
Для привода мешалки 8 служит приводная ветвь 10, которая отходит приблизительно от середины передачи 7 и проходит исключительно в пространстве под бункером 1 и соответственно дном 3 над разбрасывающими дисками 4.
-1
-1
В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.1, приводная ветвь 10 мешалок 8 отходит от входного вала 6 передачи. С этой целью крутящий момент от входного вала 6 через схематически показанную коническую передачу 11 передается на вертикальный вал 12, который на своем верхнем конце несет диск 13 с эксцентриковой цапфой, а тот в свою очередь приводит шатуны 14 в возвратно-поступательное движение. Шатуны 14 передают свое движение на расположенный на конце соединительный рычаг 15. Рычаг 15 в точке 16 шарнирно соединен с шатунами 14. Качательным движением соединительного рычага 15 колебательное вращательное движение передается на приводной вал 9 мешалки 8. Колебательное вращательное движение можно преобразовать во вращательно-шаговое движение мешалки за счет устройства свободного хода, например, с помощью зажимного тела свободного хода, на приводном валу 9 мешалки 8. За счет подходящего передаточного отношения в приводном соединении 11, 12 и 13 и/или соответствующего рычажного отношения шарнирной точки 16 в точке зацепления соединительного рычага 15 и вала 9 мешалки можно уменьшить вращательно-шаговую скорость до желательной низкой величины, а также с помощью, по меньшей мере, двух заданных регулировок или путем замены соединительного рычага 15 подогнать ее под нормированное число оборотов вала отбора мощности (540 мин или 1000 мин).
На фиг.1 не явно показано, что соединительный рычаг 15 входит вперед по ходу движения в пространство между дном 3 и разбрасывающим диском 4. Конструкция выполнена так, что пространство под выгрузным отверстием в дне, не показанным на фиг.1, с одной стороны, и разбрасывающим диском, с другой стороны, остается свободным, так что удобрения беспрепятственно поступают на разбрасывающий диск 4.
С помощью фиг.1 можно объяснить непоказанный вариант с гидравлическим приводом. В этом случае коническая передача 11 отсутствует. Вместо нее почти посредине между разбрасывающими дисками 4 установлен питаемый от трактора гидравлический двигатель, выходной вал которого, подобно валу 12, приводит диск 13 с эксцентриковой цапфой. В остальном конструкция приводной ветви не отличается от представленной на фиг.1.
Вариант выполнения приводной ветви по фиг.2 отличается от показанного на фиг.1 тем, что входной вал 6 передачи содержит эксцентрик 17, к которому прилегает роликом 20 установленный в подшипнике в точке 19 качающийся рычаг 18. Качающийся рычаг под действием пружины 21 прилегает к эксцентрику, а другим концом через шарнир 22 зацепляется с шатуном 14, который, как и в варианте по фиг.1, через соединительный рычаг 15 зацепляется с приводным валом 9 мешалки 8. И в этом варианте предпочтительно между валом 9 и мешалкой 8 помещено устройство свободного хода, благодаря чему мешалка приводится во вращательно-шаговое движение.
В варианте выполнения по фиг.3 опять-таки на входной вал передачи насажен эксцентрик 17. К поверхности эксцентрика своим концом прилегает качающийся рычаг 23, который через шарнир 24 и направляющую серьгу 25 установлен на неподвижном шарнире 26. Другим своим концом качающийся рычаг 23 через шарнир 27 на шатуне 14 воздействует на приводную ветвь 10, которая, как и в вариантах по фиг.1 и 2, через шарнир 28 и соединительный рычаг 15 с помощью промежуточного включения устройства свободного хода приводит вал 9 мешалки 8 во вращательно-шаговое движение.
В варианте осуществления изобретения по фиг.4 приводная ветвь 10 состоит из отходящей от поперечного вала передачи цепной передачи 29, которая через цепное колесо 30 приводит в движение промежуточный вал 31, который через коническую передачу 32 приводит вал 9 мешалки 8. Вместо конической можно предусмотреть червячную передачу. В таком варианте устройство свободного хода не требуется.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения по фиг.5-7 приводная ветвь 10, по существу, не отличается от изображенной на фиг.2 и 3. От приводимой эксцентриком через неподвижный подшипник 38 кулисы 37, которая через шарнир 36 воздействует на шатун 33, шатуны 33 приводятся в возвратно-поступательное движение. К концам шатунов 33 через шарниры 35 присоединены криволинейные рычаги 34, которые воздействуют на валы мешалок 8 с головками 41 мешалки и пальцами 42 мешалки. Эта конструкция будет подробнее описана при рассмотрении фиг.7.
Шатуны 33, как показано на фиг.5, выгнуты в вертикальной плоскости и входят своими направленными к шарнирам 35 концами в пространство между соответствующим дном 3 бункера сыпучего материала и разбрасывающим диском 4 с разбрасывающими лопатками 5 (фиг.1-3). Изгиб одновременно образует предохранитель от перегрузок, вследствие чего шатун 33 при установке мешалки может немного растягиваться.
В этих вариантах осуществления изобретения пальцы 42 мешалки, изображенные на фиг.5 и 6, выполнены фактически пальцеобразными. Они входят своими затупленными концами во внутренний объем обозначенного на фиг.6 штрих-пунктиром выгрузного отверстия 39 в дне 3 бункера (фиг.7).
Шатуны 33 и прикрепленные к ним криволинейные рычаги 34 приводят в качательное движение валы 9 мешалки, которые посредством расположенного между ними и головкой 41 мешалки (фиг.7) устройства 40 свободного хода, например, в виде зажимного устройства свободного хода, приводят головку с пальцами 42 во вращательно-шаговое движение. Вал 9 установлен в подшипниковых втулках 47, а те в свою очередь в корпусе 47 подшипника, который прикреплен болтами 59 ко дну 3 бункера. Чтобы защитить, в частности, устройство свободного хода от попадания продуктов истирания удобрения и загрязнений из пространства между пальцами 42 мешалки и дном 3, между головкой 41 мешалки и корпусом 47 подшипника установлено лабиринтное уплотнение, а на его конце - тонкое уплотнение 49 в виде радиальных колец.
Изгиб соединительного рычага выбирается так, чтобы он не заслонял выгрузное отверстие 39 в дне 3.
На фиг.8 изображено дно 3 бункера 1 с выгрузным отверстием 39, под которым находится дозирующая пластина (не показана) с дозирующим отверстием, просвет которого регулируется заслонкой (не показана). Над дном установлена мешалка 8, вал 9 которой, например, описанным в отношении фиг.1-3 образом приводится через соединительный рычаг 15. Чтобы преобразовать качательное движение соединительного рычага 15 во вращательно-шаговое движение, между соединительным рычагом 15 и приводным валом 9 мешалки 8 размещено устройство 40 свободного хода, например, в виде зажимного устройства.
К головке 41 мешалки прикреплены не менее двух, предпочтительно четыре или более, симметричных пальцев 42. В данном варианте осуществления изобретения они изготовлены из стального прутка, который закреплен на ступице участком 43. К участку 43 внизу примыкает наклоненный внутрь участок 44, который перекрывает дозирующее отверстие 39 в его наименьшем поперечном сечении. Наверху к участку 43 примыкает отогнутый наружу участок 45, а к нему примыкает отогнутый вниз участок 46, перекрывающий дно 3 в области его периферии. Благодаря такой конструкции обеспечивается насыпная подача удобрения к дозирующему отверстию 39, а за счет внешнего участка 46 - безупречное прохождение удобрения в области стенок бункера, что прежде всего важно для полного опорожнения бункера.
На фиг.9 и 10 показаны другие варианты выполнения приводной ветви 10. На входной вал 6 передачи без возможности поворота насажен эксцентрик 50 (фиг.10), который без зазора охвачен лапками 52 вилки 51. Вилка своей головкой 53 вставлена в корпус 54 (фиг.8). В головку 53 вилки без возможности поворота вставлена ось 55, на которой закреплен выступающий из корпуса 54 конец 56 кулисы 57. Кулиса 57 взаимодействует вилкой 58 с шатуном 14 (фиг.9). Создаваемое эксцентриком 50 колебательное движение головки вилки и оси 55 преобразуется в качательное движение кулисы 57, а оно в свою очередь приводит шатун 14 в возвратно-поступательное движение. Дальнейшая конструкция и работа приводной ветви соответствуют описанным при рассмотрении фиг.1.
На фиг.11 показан полностью гидравлический вариант осуществления изобретения. Здесь передача по вышеописанным вариантам заменена поперечно проходящей консолью 60, которая, по существу, образована открывающимся книзу U-образным профилем. Разбрасывающие диски 4 приводятся соответственно от прикрепленного к консоли гидравлического двигателя 61. Между разбрасывающими дисками 4 закреплен, например, к средней стойке 63 бункера 1 гидравлический двигатель 62, приводной вал 64 которого направлен вниз и насаженным на него диском 65 с эксцентриковой цапфой 66 приводит в линейное возвратно-поступательное движение шатун 14 приводной ветви 10 на фиг.1.
-1
-1
В то время как нормированная скорость вращения вала отбора мощности трактора составляет от 540 до 1000 мин, а число оборотов разбрасывающих дисков 4 должно быть в области 1000 мин, мешалка 8 может вращаться только со значительно меньшей скоростью. В вариантах осуществления изобретения по фиг.1-3, где приводная ветвь 10 состоит из рычажных передач, уменьшение числа оборотов без проблем осуществляется за счет подбора соответствующих рычажных отношений. То же относится к варианту по фиг.5-9, тогда как в варианте по фиг.4 уменьшение числа оборотов осуществляется через цепной привод 29, 30 и коническую передачу 32. В гидравлическом приводе (фиг.11) вместо того или в дополнение к этому может быть использовано число оборотов гидравлических двигателей.
Чтобы получить от вала отбора мощности одинаковую скорость вращения на обеих мешалках 8, можно, например, в вариантах по фиг.1-3 и 5-9 шарнирно соединить шатуны 14, 33 с соединительными рычагами 15, 34 в разных точках с тем, чтобы регулировать эффективную длину соединительных рычагов 15, 34 либо изменять длину соединительных рычагов 15, 34.
При регулировании мешалок необходимо обеспечить защиту от перегрузок, например, путем соответствующего расчета устройства свободного хода. Однако простейшее решение достигается за счет выгнутых шатунов 33 согласно фиг.5-6, которые в случае перегрузки растягиваются.
Во всех вариантах осуществления изобретения ось вала 9 мешалки совпадает с осью не показанного приводного вала разбрасывающего диска.
Перечень позиций
1 - бункер
2 - нижняя часть
3 - дно
4 - разбрасывающий диск
5 - разбрасывающие лопатки
6 - входной вал (передача)
7 - картер (передача)
8 - мешалка
9 - вал (мешалки)
10 - приводная ветвь
11 - коническая передача
12 - вал
13 - диск
14 - шатуны
15 - соединительный рычаг
16 - шарнир между 15 и 14
17 - эксцентрик
18 - качающийся рычаг
19 - подшипник
19 - ролик
21 - пружина
22 - шарнир
23 - качающийся рычаг
24 - шарнир
25 - направляющая серьга
26 - шарнир (неподвижный)
27 - шарнир
28 - шарнир
29 - цепной привод
30 - цепное колесо
31 - промежуточный вал
32 - коническая передача
33 - шатуны
34 - криволинейный соединительный рычаг
35 - шарнир между 34 и 37
36 - шарнир между 37 и 33
37 - кулиса
38 - неподвижный подшипник
39 - выгрузное отверстие
40 - устройство свободного хода
41 - головка мешалки
42 - палец мешалки
43 - участок
44 - участок
45 - участок
46 - участок
47 - корпус подшипника
48 - подшипниковая втулка
49 - радиальные кольца
50 - эксцентрик
51 - вилка
52 - лапка
53 - головка вилки
54 - корпус
55 - ось
56 - конец 55
57 - кулиса
58 - вилка
59 - палец мешалки
60 - консоль
61 - гидравлический двигатель
62 - гидравлический двигатель
63 - стойка
64 - приводной вал
65 - диск
66 - эксцентриковые цапфы