РАСШИРИТЕЛЬ КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
EXPANDER FOR BULK MATERIAL CONTAINER

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к расширителю, предназначенному для увеличения вместимости контейнера для сыпучих материалов. В частности, изобретение относится к расширителю для зернового бункера зерноуборочного комбайна.
Уровень техники
В патентной заявке ЕР 1564157 А2 раскрыт подобный расширитель, в котором к раме, образованной зерновым бункером зерноуборочного комбайна, шарнирно присоединено несколько стенных панелей, которые можно перемещать из положения, в котором панели прилегают к раме и закрывают зерновой бункер, в положение, в котором панели выступают над зерновым бункером. Треугольные соединительные пластины закрывают промежутки между стенными панелями, расходящимися вверх в разложенном положении, в результате чего образуется закрытый по периметру контейнер.
Вместимость такого обычного расширителя ограничена необходимостью выбирать ширину стенных панелей в направлении, перпендикулярном их оси поворота, таким образом, чтобы две противоположные стенные панели в закрытом положении можно было сложить на отверстие рамы без наложения друг на друга. Если ширина будет больше, то складывание стенных панелей над отверстием рамы будет заблокировано вследствие столкновения стенных панелей и соединительных пластин.
В патентной заявке DE 102007003653 А1 раскрыт расширитель контейнера для сыпучих материалов, вместимость которого увеличена путем использования стенных панелей, каждая из которых образована двумя сегментами, соединенными друг с другом с возможностью поворота. Внутренний сегмент стенной панели, соединяющий внешний сегмент с рамой, в разложенном положении будет ориентирован, по существу, по горизонтали. В результате можно значительно увеличить размеры расширителя по горизонтали, однако при этом образуются области, из которых сыпучий материал при опорожнении расширителя не сможет ссыпаться к раме без принятия дополнительных мер. То есть, для полного опорожнения расширителя потребуются дополнительные устройства, например, устройство флюидизации, или же придется управлять перемещением сегментов в положение, в котором сыпучий материал будет ссыпаться полностью.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка расширителя контейнера для сыпучих материалов, вместимость которого можно увеличить, не усложняя его опорожнение.
Задача решена расширителем контейнера для сыпучих материалов, содержащим раму, несколько стенных панелей, шарнирно соединенных с рамой с возможностью раскладывания и в разложенном положении ограничивающих внутреннее пространство расширителя, соединительные элементы, у каждого из которых две кромки шарнирно соединены с соседними стенными панелями, и первые расширительные элементы, которые шарнирно соединены с верхней кромкой стенных панелей и установлены с возможностью поворота между положением прилегания к стенным панелям и положением удлинения стенных панелей, причем в положении удлинения стенных панелей гибкие мембраны натянуты между первыми расширительными элементами. Расширительные элементы и соединяющие их мембраны позволяют в разложенном положении расширить контейнер для сыпучих продуктов вверх, не увеличивая его размер по горизонтали. Таким образом, можно исключить образование в расширителе областей, которые не могут быть опорожнены без вспомогательных средств. Гибкие мембраны не препятствуют повороту расширительных элементов и, тем не менее, при натяжении образуют стенку, надежно ограничивающую внутреннее пространство и выдерживающую давление.
Целесообразным образом, каждая мембрана может быть усилена, по меньшей мере, одной нерастягивающейся тягой. В частности, такая тяга может быть проложена вдоль верхней кромки мембраны. При этом тяга может быть выполнена, в частности, в виде плоского ремня, плоской ленты или троса.
Предпочтительно, концы тяги закреплены на соседних расширительных элементах. Такая тяга может быть, в частности, охвачена отрезком мембраны.
Предпочтительно, гибкая мембрана может, начиная с первого расширительного элемента, проходить между стенными панелями вместо соединительных элементов.
Кроме того, в целесообразном варианте предусмотрены вторые расширительные элементы, шарнирно соединенные с верхней кромкой соединительных элементов и с соответствующим первым расширительным элементом посредством одной из гибких мембран.
Вторые расширительные элементы могут быть подпружинены в положении прилегания к соединительным элементам. Чтобы в разложенном положении расширителя отогнуть их от соединительных элементов, будет достаточным тяговое усилие, оказываемое на них посредством мембран первых расширительных элементов.
К каждому первому расширительному элементу, предпочтительно, присоединен исполнительный элемент, выполненный с возможностью воздействия на первый расширительный элемент для инициации поворота первого расширительного элемента из положения прилегания к стенной панели, служащей его несущей конструкцией, в положение удлинения стенной панели. Такой исполнительный элемент не обязательно должен развивать приводное усилие в противоположном направлении; может быть достаточным вариант, в котором пружины, действующие на вторые расширительные элементы, будут тянуть за собой соседние первые расширительные элементы, если они более не удерживаются в положении удлинения стенной панели.
Предпочтительно, такой исполнительный элемент установлен на стенной панели, несущей соответствующий первый расширительный элемент, и имеет возможность перемещения вместе с ней.
Такой исполнительный элемент может быть расположен, в частности, на внутренней стороне стенной панели, обращенной к внутреннему пространству, с другой стороны от шарнира, соединяющего стенную панель с соединительным элементом, то есть, в области внутренней стороны, расположенной вне собственно внутреннего пространства и не соприкасающейся с сыпучим материалом. Такое расположение, в частности, выгодно для тех стенных панелей, которые в закрытом и сложенном на раму положении расширителя располагаются на самом верху.
Исполнительный элемент может быть также расположен на внешней стороне стенной панели, предпочтительно, по центру. Такое центральное расположение будет компактным, в частности, в том случае, если исполнительный элемент будет установлен на стенной панели, которая в закрытом положении расширителя располагается в самом низу, и у которой исполнительный элемент находится между обращенными друг к другу кромками стенных панелей, расположенных на самом верху.
Каждая мембрана может быть соединена с соседними расширительными элементами рояльными петлями. Этот вариант целесообразен, в частности, в том случае, если соответствующая мембрана вырезана из умеренно гибкого материала, который может разрушиться в месте частого и сильного перегибания. Если материал мембраны достаточно гибок, такая мембрана может быть закреплена на соседнем расширительном элементе плоскостью.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания вариантов осуществления с учетом прилагаемых чертежей, на которых изображено:
Фигура 1: зерноуборочный комбайн, зерновой бункер которого расширен при помощи описываемого изобретением устройства, вид сбоку.
Фигура 2: вид на расширитель спереди.
Фигура 3: вид в аксонометрии расширителя в разложенном положении.
Фигура 4: исполнительный элемент, предназначенный для инициации поворота расширительных элементов расширителя.
Фигура 5: расширитель в частично разложенном положении.
Фигура 6: расширитель в закрытом положении.
Фигура 7: разрез стенной панели и закрепленной на стенной панели мембраны согласно первому варианту исполнения изобретения.
Фигура 8: разрез стенной панели и мембраны согласно второму варианту исполнения изобретения.
Фигура 9: вид мембраны, частично в аксонометрии, частично в разрезе.
Фигура 10: вид расширителя согласно третьему варианту исполнения изобретения.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 зерноуборочный комбайн 1, описываемый изобретением, изображен частично сбоку, частично в схематичном продольном разрезе. Убранная культура 3, захваченная жаткой 2 зерноуборочного комбайна 1, поступает по наклонному транспортеру 4 на молотильный аппарат 5. Поток 6 обмолоченных стеблей выбрасывают из задней части машины, в то время как смесь 7 зерна с мякиной подают на очищающее устройство 8, а отделенное от смеси 7 зерно направляют в зерновой бункер 9, расположенный непосредственно за кабиной 10 оператора зерноуборочного комбайна 1.
Расширитель 11 для зернового бункера 9 установлен на крыше кузова зерноуборочного комбайна 1 и соединен через отверстие в крыше с зерновым бункером 9. На раме, окружающей отверстие, закреплены четыре стенные панели 12a-12d. В разложенном положении стенных панелей 12, изображенном на фигуре 1, стенные панели расходятся вверх, ограничивая расширяющееся вверх внутреннее пространство расширителя 11, имеющее форму перевернутой усеченной пирамиды. Уклон стенных панелей 12a-d относительно горизонтали составляет, по меньшей мере, 23°. Это позволяет гарантировать, что при опорожнении зернового бункера 9 содержимое расширителя 11 будет полностью ссыпано в зерновой бункер 9, и для этого не потребуется поворачивать стенные панели, встряхивать или совершать иные дополнительные действия.
Боковые стенные панели 12а, 12b имеют прямоугольную форму, что показано на примере стенной панели 12а на фигуре 1; передняя и задняя стенные панели 12с, 12d имеют, как показано на фигуре 2, форму сужающейся кверху трапеции. Соседние боковые кромки стенных панелей 12a-12d соединены друг с другом посредством соединительных элементов 13. Соединительные элементы 13 могут быть выполнены в виде, по существу, треугольных жестких соединительных пластин 13а, шарнирно соединяющих между собой стенные панели 12a-12d. Соединительные элементы 13 в альтернативном варианте могут состоять из гибкого материала, позволяющего складывать и/или поджимать соединительные элементы 13 при складывании расширителя 11. Предпочтительно, соединительные элементы 13 изготовлены из гибкого плоского материала, например, тягучей полимерной пленки или ткани, целесообразно, из многослойного полимерно-тканевого материала наподобие автомобильного брезента.
Вдоль верхней кромки каждой стенной панели 12a-12d шарнирно присоединен первый расширительный элемент 14a-14d. В разложенном положении расширителя 11, изображенном на фигурах 1 и 2, расширительные элементы 14а-14d ориентированы по вертикали. Аналогично стенным панелям 12a-12d, первые расширительные элементы 14a-14d изготовлены из плоского негибкого материала, обычно стального листа.
В изображенном варианте осуществления вторые негибкие и имеющие форму пластин расширительные элементы 15 шарнирно соединены с верхними кромками соединительных пластин 13, а промежутки между первыми расширительными элементами 14a-14d и вторыми расширительными элементами 15 заполнены гибкими мембранами 16, благодаря чему первые и вторые расширительные элементы 14a-14d, 15 вместе с мембранами 16 образуют замкнутое по периметру кольцо, удлиняющее внутреннее пространство расширителя 11 вверх.
В упрощенном варианте осуществления вторые расширительные элементы 15 могут отсутствовать, а первые расширительные элементы 14a-14d могут быть непосредственно соединены между собой гибкими мембранами 16. Этот вариант показан на фигуре 10, на которой изображен вид спереди на расширитель согласно третьему варианту осуществления изобретения. Как показано на фигуре 10, нижняя кромка каждой мембраны 16 прилегает к соответствующему соединительному элементу 13 между стенными панелями 12а-12d. Боковые кромки соответствующей мембраны 16 соединены с соответствующими первыми расширительными элементами 14a-14d. В остальном конструкция расширителя 11 не отличается от остальных вариантов осуществления, которые будут описаны ниже.
В упрощенном варианте осуществления, не показанном на фигурах, вместо вторых расширительных элементов 15 соединительные элементы 13, изготовленные из гибкого материала, соединяют между собой как соседние стенные панели 12a-12d, так и соседние первые расширительные элементы 14a-14d.
Верхние кромки первых расширительных элементов 14, вторых расширительных элементов 15 и мембран 16 на виде сбоку, изображенном на фигуре 1, описывают провисающую вниз кривую. На виде спереди, изображенном на фигуре 2, кривая выгнута вверх. Это обусловлено тем, что ширина расширителя 11 в разложенном положении превышает его длину, и что передняя и задняя вытянутые по вертикали верхние кромки первых и вторых расширительных элементов 14, 15 позволяют расширителю 11 образовать конус осыпи, вершина которого расположена выше верхних кромок первых и вторых расширительных элементов 14, 15, а боковые стороны которого достигают первых и вторых расширительных элементов 14, 15 непосредственно ниже их верхних кромок.
На фигуре 3 изображен расширитель 11 в аксонометрии. На верхних кромках стенных панелей 12а, 12d и расположенной между ними соединительной пластины 13а видны шарниры 17, 18, посредством которых стенные панели 12а, 12d и соединительная пластина 13а шарнирно соединены с соответствующими первыми расширительными элементами 14а, 14d и вторыми расширительными элементами 15. Шарниры 18 на соединительной пластине 13а подпружинены с целью перевода второго расширительного элемента 15 в положение, в котором он прилегает плоскостью к внутренней стороне соединительной пластины 13а. Второй расширительный элемент 15 имеет форму сужающейся кверху трапеции, благодаря чему он может прилегать ко второму расширительному элементу 15, не выступая за образующие его боковые кромки рояльные петли 19, и, следовательно, может достигать прилегающего положения, не сталкиваясь с соседними стенными панелями 12а, 12d. В изображенном разложенном положении второй расширительный элемент 15 не может перейти в это прилегающее положение, так как ему мешает натянутая между ним и соседними первыми расширительными элементами 14а, 14d мембрана 16.
Первые расширительные элементы 14a-14d удерживаются в своем вертикальном положении исполнительными элементами 20a-20d. Из этих исполнительных элементов на фигуре 3 видны только исполнительные элементы 20а на стенной панели 12а и на стенной панели 12 с; исполнительные элементы 20b, 20d, не показанные на фигуре 3, расположены на соответствующих стенных панелях 12b, 12d зеркально изображенным исполнительным элементам 20а, 20 с. Исполнительный элемент 20а находится на внутренней стороне стенной панели 12а по другую сторону от шарнирно соединенной со стенными панелями 12а, 12 с соединительной пластины 13а, благодаря чему он не может соприкасаться с поступающим в расширитель 11 зерном, которое, соответственно, не может нарушить функционирование исполнительного элемента. Исполнительный элемент 20с расположен по центру внешней стороны стенной панели 12с.
Конструкция исполнительных элементов 20a-20d идентична и на фигуре 4 показана схематично. На стенной панели, служащей несущей конструкцией исполнительного элемента и отмеченной на фигуре 4 общим обозначением 12, установлен электродвигатель 21, ротор которого имеет внутреннюю резьбу, входящую в зацепление с резьбовой штангой 22, благодаря чему вращение ротора преобразуется в поступательное движение резьбовой штанги 22. Направляющий элемент 23 соединен с резьбовой штангой 22 и плечом 24 рычага с возможностью поворота. Плечо 24 рычага присоединено к валу 25, на котором установлен расширительный элемент 14. Когда электродвигатель 21 инициирует поступательное движение резьбовой штанги 22 влево, первый расширительный элемент 14 поворачивается против часовой стрелки, пока не окажется в положении прилегания к стенной панели 12. При вращении двигателя в противоположном направлении расширительный элемент будет снова разложен, причем мембраны 16 потянут за собой соответствующие соседние вторые расширительные элементы 15, преодолевая усилие пружин в шарнирах 18.
На фигуре 5 расширитель 11 изображен в частично разложенном положении, в котором стенные панели 12a-12d и соединительные пластины 13b занимают такое же положение, как и на фигуре 3, а первые расширительные элементы 14a-14d и вторые расширительные элементы 15 повернуты относительно соответствующих стенных панелей 12a-12d и соединительных пластин 13а. Мембраны 16 не натянуты и сложены складками.
Чтобы сложить расширитель 11 в закрытое положение, например, с целью уменьшения высоты зерноуборочного комбайна при движении по дорогам общего пользования, исходя из конфигурации, изображенной на фигуре 5, сначала складывают обе трапециевидные стенные панели 12с, 12d друг к другу, причем стенные панели и соединительные пластины поворачиваются друг к другу вдоль рояльных петель 19, соединяющих их боковые кромки. При этом стенные панели 12а, 12b сначала поворачиваются наружу; после прохождения стенными панелями 12с, 12d вертикального положения стенные панели 12а, 12b следуют за стенными панелями 12с, 12d, пока не будет достигнута конфигурация, изображенная на фигуре 6. Трапециевидные стенные панели 12с, 12d полностью скрыты под прямоугольными стенными панелями 12а, 12b, исполнительные элементы 20а, 20b находятся в защищенном положении под стенными панелями 12а, 12d, а исполнительные элементы 20с, 20d находятся в пазу 26 между противоположными верхними кромками стенных панелей 12а, 12b.
На фигуре 7 изображен первый пример соединения между расширительным элементом, в данном случае, одним из усиленных U-образным профилем 27 расширительных элементов 14, и мембраной 16. Мембрана 16 содержит отрезок 28 из гибкого плоского материала, например, тягучей полимерной пленки или ткани, предпочтительно, из многослойного полимерно-тканевого материала наподобие автомобильного брезента. Кромка 29 отрезка 28 закреплена в положении прилегания плоскостью к кромке расширительного элемента 14 при помощи клея, винтов или заклепок 30, предпочтительно, за счет обширной области зажимания между первым расширительным элементом 14 и профилем 31, зафиксированным на нем винтами или заклепками 30.
Если для достижения необходимой механической прочности мембраны 16 потребуется использовать отрезок из более прочного, но хуже гнущегося плоского материала, который может быть поврежден вследствие многократного сгибания вдоль кромки профиля 31, то соединение мембраны 16 с первыми расширительными элементами 14 и вторыми расширительными элементами 15 можно реализовать с помощью шарнира, в частности, как показано на фигуре 8, рояльной петли 32, содержащей два участка 34, удерживаемые вместе шарнирным болтом 33, причем один из участков 34 закреплен на первом расширительном элементе 14, а другой - на отрезке 28 мембраны. В случае, показанном на фигуре 8, участок 34 установлен на боковой стороне мембраны 16 между двумя слоями отрезка 28 мембраны и закреплен на отрезке 28 мембраны клеем, швом, заклепками или другим способом.
Чтобы в разложенном положении обеспечить необходимую прочность мембраны 16 на растяжение и разрыв, желательно усилить мембрану 16, по меньшей мере, вдоль ее верхней кромки гибкой связью, например, плоским ремнем, плоской лентой или тросом.
На фигуре 9 изображен вид в аксонометрии угла подобной мембраны 16, в котором отрезок 28 мембраны вдоль верхней кромки 35 мембраны 16 обернут вокруг стального троса 36. Обе оконечности стального троса 36 выступают вбок из отрезка 28 мембраны, обеспечивая возможность крепления стального троса 36 к соседнему первому расширительному элементу 14 или второму расширительному элементу 15. В показанном случае оконечность стального троса 36 выполнена в виде проушины 37, которая может быть привинчена или приклепана к соседнему первому расширительному элементу 14 или второму расширительному элементу 15, или, при использовании рояльной петли 32 (как показано на фигуре 8), может быть натянута на оконечность шарнирного болта 33, выступающего за участок 34.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 зерноуборочный комбайн
2 жатка
3 убранная культура
4 наклонный транспортер
5 молотильный аппарат
6 поток
7 смесь зерна с мякиной
8 очищающее устройство
9 зерновой бункер
10 кабина оператора
11 расширитель
12 стенная панель
13 соединительный элемент
13а соединительная пластина
14 первый расширительный элемент
15 второй расширительный элемент
16 мембрана
17 шарнир
18 шарнир
19 рояльная петля
20 исполнительный элемент
21 электродвигатель
22 резьбовая штанга
23 направляющий элемент
24 плечо рычага
25 вал
26 паз
27 U-образный профиль
28 отрезок мембраны
29 кромка
30 заклепка
31 профиль
32 рояльная петля
33 шарнирный болт
34 участок
35 верхняя кромка
36 стальной трос
37 проушина