ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СТЕБЛЕВИДНОГО МАТЕРИАЛА С ПРИМЫКАЮЩИМ К НЕМУ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ПО ШИРИНЕ И СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СТЕБЛЕВИДНОГО МАТЕРИАЛА
SHREDDING DEVICE FOR SHREDDING STIPIFORM MATERIAL WITH DISTRIBUTOR ADJOINING IT IN WIDTH, AND METHOD OF SHREDDING STIPIFORM MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к измельчительному устройству для измельчения стеблевидного материала с примыкающим к нему распределителем по ширине согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к способу измельчения стеблевидного материала согласно ограничительной части пункта 10 формулы изобретения. В соответствии с этим предусмотрено, что измельчительное устройство содержит ротор с закрепленными маятниковым образом или жестко попарно или по отдельности на крепежных серьгах, расположенными на расстоянии друг от друга с распределением по окружности ротора измельчительными ножами, а также корпус, в котором установлен с возможностью вращения ротор, с входным отверстием для стеблевидного материала и выходным отверстием для измельченного материала, а также с неподвижными, взаимодействующими с измельчительными ножами контрножами. Кроме того, измельчительное устройство содержит примыкающий к выходному отверстию корпуса распределитель с проходящими косо к оси ротора направляющими металлическими листами для измельченного материала, которые образуют под крышечным элементом открытые вниз на стороне конца каналы для выдачи материала.
Уровень техники
Подобные измельчительные устройства известны из DE 19906453 В4. В нем приводится описание распределительного и измельчительного устройства, в котором на барабане расположены распределенные по окружности, прямые измельчительные ножи, которые взаимодействуют с неподвижными контрножами. Вместо маятниковых измельчительных ножей на барабане могут быть также закреплены неподвижные захватные пластины. За выходным отверстием измельчительного устройства расположен распределитель с подвешенными на крышевом листе направляющими листами. Они образуют открытые в направлении вниз и назад каналы и изогнуты (на виде сверху) вправо и влево, так что обеспечивается широкое распределение измельченного материала. Решенная согласно этой публикации задача состоит в том, что изогнутые направляющие листы при очень влажном или зеленом и тяжелом транспортируемом материале обеспечивали лучевидную выдачу измельченного материала на почву. Эта задача образования полос должна быть решена за счет того, что направляющие листы на своих задних концах имеют косо наклоненные концевые кромки, которые вместе с косым расположением направляющих листов приводят к веерному распределению выбрасываемого в этом месте потока материала.
В патенте СА 2339437 А1 приведено описание не относящегося к данной области техники измельчительного устройства, в котором равномерное широкое распределение достигается за счет расположенных попарно вдоль оси ротора различно скрученных измельчительных ножей. Из этой публикации можно извлечь идею создания за счет скручивания измельчительных ножей воздушных потоков таким образом, что вблизи концов ротора направленный в осевом направлении наружу воздушный поток достаточной величины был направлен одной составляющей на боковую стенку корпуса. Воздушный поток вблизи середины ротора должен быть меньше по сравнению с краями. Кроме того, по возможности многие измельчительные ножи (прежде всего, в средней зоне ротора) не должны быть скручены для уменьшения расходов на изготовление и расходуемой энергии.
Сущность изобретения
В основу изобретения положена задача улучшения в известном в данной области техники измельчительном устройстве выдачи измельченного материала на почву поля на заданной ширине с равномерной толщиной и плотностью. Для решения этой задачи предлагается измельчительное устройство с признаками пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с этим концепция изобретения состоит в том, что, по меньшей мере, некоторые из измельчительных ножей известным образом скручены с образованием установленной косо к направлению вращения ножа зоны и расположены в продольном направлении ротора так, что они в комбинации с последующими направляющими листами создают в различных зонах по ширине различные воздушные потоки. Для достижения улучшенного распределения по ширине комбинации воздушных потоков на концевых участках оболочки ротора приводят к более высокой скорости воздушного потока, чем на среднем участке оболочки ротора. Предпочтительно, чтобы воздушные потоки согласовывались с направлением направляющих листов либо создавали без согласования с направлением направляющих листов повышенный транспортировочный поток воздуха.
С помощью изобретения обеспечивается возможность создания относительно равномерно толстого и плотного слоя измельченного материала с относительно большой по сравнению с шириной измельчительного устройства, по существу соответствующей ширине срезания стеблевидного материала шириной укладки. Было установлено, что особенно предпочтительными являются распределения скорости воздуха, при которых скорость воздуха увеличивается от середины ротора к концам ротора примерно параболически. Однако возможны варианты, при которых ширина укладки равна или меньше ширины срезания.
Направляющие листы могут быть равномерно согнуты и расположены по существу параллельно друг другу, однако они могут также расходиться по ширине ротора, т.е. иметь все больший угол к нормали поверхности ротора.
Под «лопастными ножами» или «измельчительными ножами» в данном изобретении понимаются такие закрепленные на роторе измельчительного устройства ножи, которые имеют, по меньшей мере, один участок, который установлен относительно направления вращения так, что соответствующий измельчительный нож в заданном рабочем состоянии создает подобно лопастям вентилятора воздушный поток, который приводит к выталкиванию измельченного материала из измельчительного устройства с помощью дополнительного импульса. Взаимодействие созданного таким образом воздушного потока и последующими направляющими листами приводит к равномерному выбросу измельченного материала. Было установлено, что особенно существенным является соблюдение равномерной ширины, толщины и плотности слоя материала; уже небольшие количества прерывисто выдаваемого из измельчительного устройства измельченного материала могут иметь отрицательные последствия.
Предпочтительно, чтобы измельчительные ножи или пары измельчительных ножей чередовались вдоль ротора так, чтобы V-образно расположенные относительно друг друга, образующие ножевые пары измельчительные ножи были предусмотрены на концевых участках оболочки ротора, и между этими участками находились промежуточные участки, на которых были бы предусмотрены скрученные на стороне конца измельчительные ножи или пары скрученных в одинаковом направлении ножей и были расположены с возможностью создания соответствующего транспортировочного потока воздуха с обращенной к соседнему концу ротора составляющей направления. Предпочтительно, чтобы на лежащем между промежуточными участками среднем участке оболочки ротора были расположены на окружности ротора расположенные V-образно относительно друг друга, образующие ножевые пары измельчительные ножи. В отличие от уровня техники в обеих промежуточных зонах ротора между средней зоной и краевыми зонами создаются согласно изобретению направленные косо наружу относительно оси ротора потоки воздуха, которые по существу совпадают с направлением направляющих листов в этой зоне, так что можно почти полностью отказаться от изменения направления этого воздушного потока с помощью направляющих листов. В противоположность этому в краевых зонах обеспечиваются по существу не отклоненные потоки воздуха за счет V-образно установленных измельчительных ножей, так что направляющие листы придают созданному в этих обеих зонах воздушному потоку значительную поперечную составляющую. Однако за счет V-образной формы скрученных зон каждой пары измельчительных ножей здесь в достаточной мере увеличивается воздушный поток, так что кинетическая энергия измельченного материала, несмотря на действующие отклоняющие силы настолько велика, что измельченный материал может выбрасываться достаточно далеко. Другими словами, в обеих концевых зонах ротора достигаются увеличенные скорости воздушного потока за счет V-образного расположения пар скрученных измельчительных ножей. Таким образом, в обеих этих зонах не создается с помощью измельчительных ножей поток с направленной к оси ротора составляющей потока. Боковое отклонение воздушного потока происходит здесь лишь с помощью направленных наружу последующих направляющих листов. Необходимая для этого отклонения увеличенная энергия потока обеспечивается за счет пар измельчительных ножей V-образной формы. В обеих примыкающих в направлении середины ротора к концевым зонам зонах ротора измельчительные ножи скручены попарно так, что они создают воздушный поток с направленной в сторону составляющей направления. Расположенные далее направляющие поток листы должны в любом случае воздействовать на эти воздушные потоки с небольшими силами отклонения, так что в этой зоне задается веерное распределение потока измельченного материала уже за счет ориентации измельчительных ножей и завершается с помощью направляющих листов. В зоне середины ротора пара измельчительных ножей создает воздушный поток без поперечной составляющей, так что в любом случае возникает лишь небольшое отклонение за счет расположенных далее направляющих листов. Таким образом предложена концепция «пяти зон», состоящая в комбинации различно направленных и имеющих различные скорости потоков, созданных с помощью лопастных ножей, и их отклонения с помощью направляющих листов.
Улучшенное распределение по ширине можно обеспечивать тем, что вместо четырех распределенных по окружности рядов пар измельчительных ножей может быть расположено с равномерным распределением по окружности ротора шесть рядов таких пар измельчительных ножей. Предпочтительно, чтобы число пар измельчительных ножей в каждом ряду изменялось от ряду к ряду, так чтобы пары измельчительных ножей были распределены по окружности ротора винтообразно, в частности, в виде двойной спирали.
Задача также решается с помощью признаков пункта 10 формулы изобретения на способ.
Указанные выше, а также указанные в формуле изобретения и в примерах выполнения подлежащие применению согласно изобретению конструктивные части не требуют относительно их величины, формы и материала и технической концепции особых условий выбора, так что известные в данной области критерии выбора можно применять без ограничения.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления, приведенных в качестве примеров со ссылками на фигуры сопровождающих чертежей, в числе которых:
Фиг.1 изображает частичный разрез измельчительного устройства с расположенным за ним распределителем по ширине, на виде сбоку;
Фиг.2 - частичный разрез измельчительного устройства и распределителя по ширине согласно фиг.1 на виде снизу;
Фиг.3 - ротор измельчительного устройства и распределитель по ширине согласно фиг.1 на виде сверху;
Фиг.4 - развертку ротора согласно фиг.1 и 2 со схематично изображенными последующими направляющими листами;
Фиг.5 - отдельный измельчительный нож из измельчительного устройства и распределителя по ширине согласно фиг.1-4 в различных проекциях;
Фиг.6 - график скорости в зависимости от ширины выходного отверстия выбрасывающего канала для измельчительного устройства и распределителя по ширине согласно фиг.1-4;
Фиг.7 - ковер укладки измельченного материала позади косилки.
Подробное описание чертежей
Показанное на фиг.1 и 2 измельчительное устройство 1 содержит цилиндрический ротор 2, который имеет несколько рядов крепежных серег 3, которые расположены примерно с равномерным распределением по окружности ротора 2. В показанном варианте выполнения ротор 2 имеет 6 рядов R1-R6 крепежных серег 3 (смотри развертку на фиг.4). Каждый ряд имеет множество крепежных серег 3, в показанном варианте выполнения - это попеременно 7 или 8 серег.
Как показано на фиг.3, каждая крепежная серьга 3 удерживает пару лопастных ножей 4, которые выполнены в виде скрученных ножей, при этом лезвия обращены друг к другу или же оба установлены косо к направлению вращения с направлением вправо или влево. Возможны также комбинации из скрученных и нескрученных измельчительных ножей в одной паре. Кроме того, на роторе могут быть также предусмотрены дополнительно крыловидные, косо установленные к направлению вращения элементы (не изображены) для создания дополнительного потока на роторе 2.
На фиг.4 показана развертка ротора 2 с 6 крепежными рядами R1-R6 для лопастных ножей 4.
В показанном примере выполнения крепежный ряд R1 имеет следующие пары ножей: пять пар 6 ножей, состоящих каждая из скрученных влево и вправо, т.е. с образованием V-образной формы ножей, при этом две такие пары расположены на концевых участках A' и A'' ротора 2 и одна такая пара - на среднем участке В ротора 2. Две пары 7 ножей, каждая из которых состоит из двух влево скрученных ножей, расположены на лежащем между средним участком В и одним концевым участком A' ротора 2 участке С'. Пара 8 ножей, состоящая из двух скрученных вправо ножей, расположена на другом лежащем между средним участком В и другим концевым участком А'' ротора 2 участке C''.
Показанный на фиг.5 измельчительный нож 4А, который известен из DE 10 2005 010 055 U1, скручен вокруг своей продольной оси влево. Как показано в качестве примера на фиг. 3, показанный крепежный ряд для ножей состоит как из двух скрученных влево, так и из двух скрученных вправо пар 7, 8 ножей, а также одной средней пары 5 ножей и краевыми парами 6 ножей. Средняя и краевые пары ножей состоят из одного скрученного влево ножа 4А и одного скрученного вправо ножа 4В.
За счет различного составления пар и расположения лопастных ножей 4А и 4В создаются различные потоки воздуха по длине ротора, которые совместно с направляющими листами 9 измельчительного устройства 1 приводят к указанной выше искомой укладке измельчительного материала на почву поля.
Укладка материала является оптимальной, когда создаются потоки воздуха, скорости течения которых увеличиваются от середины выходного отверстия выбрасывающего канала измельчительного устройства к вертикальным ограничениям отверстия по параболе. На фиг.6 показано такое распределение скорости воздушного потока. В зависимости от размера выходного отверстия, соответственно, всего измельчительного устройства необходимо согласовывать оптимальное распределение воздушного потока. На фиг.7 показан достигаемый с помощью изобретения на практике результат укладки.
В рамках изобретения можно также использовать другие комбинации направляющих листов и скрученных измельчительных ножей. Было установлено, что с учетом показанных на фиг.5 пяти зон A', C', B, C'', A'', наиболее предпочтительными в соединении с распределителями с направляющими листами являются следующие комбинации зон, соответственно, комбинации соответствующих расположений скрученных измельчительных ножей:
Комбинация зон A', B, A'' приводит к прямому выбросу к направляющим листам, и ,тем самым, к изменяющейся ширине выброса.
Комбинация зон C', B, C” приводит в комбинации с направляющими листами к относительно широкому распределению и широкой укладке материала.
Комбинация зон C', C'' приводит в комбинации с направляющими листами к образованию двойной полосы при укладке материала.
Комбинация зон C'', C', при которой усиливаются потоки воздуха к середине ротора, приводит к канализации укладки материала на имеющей лишь небольшую ширину полосе, при этом и в этом случае направляющие листы дополнительно усиливают этот эффект, когда они согласованы по направлению с этим потоком воздуха.
Таким образом, с помощью изобретения обеспечиваются в целом различные возможности улучшенной и при необходимости согласованной укладки измельчительного материала на почве поля.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ
1 Измельчительное устройство
2 Ротор
2А Ось ротора
2В Оболочка ротора
3 Крепежные серьги
4 Лопастной нож
4А Скрученный влево нож
4В Скрученный вправо нож
5 V-образное расположение ножей
6 V-образное расположение ножей
7 Пара скрученных влево ножей
8 Пара скрученных вправо ножей
9 Направляющий лист
10 Корпус
10А Входное отверстие
10В Выходное отверстие
11В Измельчительный материал
12 Контрнож
14 Распределитель
14А Крышевые элементы
14В Каналы
R1-R6 Ряды ножей
A', A'' Концевые участки оболочки ротора
B Средний участок оболочки ротора
C', C'' Промежуточные участки оболочки ротора