L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ
| Название | КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Бышов Николай Владимирович, Липин Владимир Дмитриевич, Бышов Дмитрий Николаевич, Сержантов Николай Владимирович, Ковешников Роман Юрьевич, Смирнов Павел Сергеевич, Нестерович Эдуард Олегович, Липина Татьяна Владимировна |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 152026 |
| Дата регистрации | 27.04.2015 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (RU) |
| Область применения (класс МПК) | A01D 21/00 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к выкапывающим и сепарирующим устройствам, используемым в картофелеуборочных машинах. Картофелекопатель содержит раму, опорные колеса, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов. Перед лемехами установлены с возможностью свободного вращения комкоразрушающие копирующие прутковые катки. Катки выполнены с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой, закреплены прутки. К торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой, причем диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка. На оси каждого пруткового катка с обеих его сторон установлены заостренные сферические диски под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя. Заостренные сферические диски отрезают и разрушают пласт почвы с боковых сторон гребней, не позволяют сгруживаться почвы перед скоростным прутковым элеватором. При этом снижаются энергозатраты при уборке картофеля, и повышается производительность заявляемого картофелекопателя.
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к выкапывающим и сепарирующим устройствам, используемым в картофелеуборочных машинах.
Задача предлагаемой полезной модели - снижение энергозатрат и повышение производительности картофелекопателя.
Техническое решение заключается в том, что снижение энергозатрат и повышение производительности картофелекопателя выполняется путем разрушения почвенного пласта, и перемещения почвы с боковой части гребней в междурядье, то есть в борозду, предотвращая подачу почвы без клубней на скоростной прутковый элеватор.
Техническое решение достигается тем, картофелекопатель, содержащий раму, опорные колеса, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов, перед которыми установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток, выполненный с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой, закреплены прутки, а к торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой, причем диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка, а на оси каждого пруткового катка с обеих его сторон установлены заостренные сферические диски под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель отвечает требованиям «Существенные отличия».
1. На оси каждого пруткового катка с обеих его сторон установлены заостренные сферические диски.
2. Сферические диски установлены на оси под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя.
При движении картофелекопателя выбранного за прототип первым взаимодействует с гребнем комкоразрушающий копирующий прутковый каток. Он уплотняет участок почвы перед лемехом и разрушает почвенную корку гребней. Почвенный пласт в вертикальной плоскости отрезается от клубненосной почвы гребня дисками, установленными на торцовых стенках пруткового катка. На картофелекопателе установлены лемеxa с шириной захвата равной ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
При работе картофелекопателя выбранного за прототип клубненосная почва гребня подрезается лемехом и перемещается на скоростной прутковый элеватор, а почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехом и не поступает на прутковые элеваторы. (См. фиг. 5). При этом перед скоростным прутковым элеватором, между лемехами остаются гребни образуемые боковой поверхностью гребня и вертикальной стенкой, образуемой вертикально установленным диском.
При работе картофелекопателя выбранного за прототип оставшиеся боковые части гребней, не имеющие клубней картофеля, не подрезаются лемехами и не поступают на скоростной прутковый элеватор. Почвенные пласты с боковых частей гребней имеют почвенную корку и соединены столонами и стеблями, а также корневой системой сорняков.
Почвенные пласты с боковых частей гребней соединенные столонами и корневой системой сорняков захватываются прутками скоростного элеватора, а так как не подрезаются лемехами, происходит сгруживание почвы, перед скоростным прутковым элеватором. Это влечет к увеличению энергозатрат машины, усилению износа частей и узлов картофелекопателя, а также уменьшению производительности картофелекопателя.
С целью устранения сгруживания почвы из гребней образуемых отрезанными вертикально установленными дисками и боковыми поверхностями гребней, перед скоростным прутковым элеватором, на оси каждого пруткового катка с обеих его сторон установлены заостренные сферические диски.
С целью перемещения почвы из гребней, образуемых частью боковой поверхности гребней и отрезанных вертикально установленными дисками в междурядья, то есть в борозды, заостренные сферические диски установлены на оси под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя.
При работе заявляемого картофелекопателя заостренные сферические диски, сцепляясь с почвой, вращаются. Режущая часть сферического диска отрезает пласт почвы, образованный частью боковой поверхностью гребня и отрезанным вертикально установленным диском, отделяет его и поднимает на внутреннюю (вогнутую) поверхность. Затем почва падает с некоторой высоты и отводится сферическим диском в сторону в борозду. В результате перемещения по сферическому диску и падения почва крошится, частично оборачивается и перемещается в борозду. С увеличением угла α крошение почвы, перемещаемой в борозду, возрастает.
Выявленные признаки технического решения заявляемой картофелеуборочной машины позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в конструкциях картофелеуборочных машин. Расширяются функциональные возможности картофелекопателя и область применения, то есть возможна уборка картофеля не только на легких, а также тяжелых почвах влажностью более 27%. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».
Заявляемый картофелекопатель поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 - представлена схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг. 2 - крепление лемехов на валу; 3 - схема размещения комкоразрушающего копирующего пруткового катка с установленными дисками; на фиг. 4 - изображено исходное положение клубненосных гребневых пластов перед уборкой картофеля, поперечный разрез; на фиг. 5 - изображен поперечный разрез, образованных гребней после подкапывания клубненосного пласта картофелекопателем, принятым за прототип; на фиг. 6 - изображен поперечный разрез, образованных гребней после подкапывания заявляемым картофелекопателем.
Картофелекопатель снабжен активными лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 прутковыми элеваторами, ходовыми колесами 6 и опорным колесом 7. Элеваторы 3, 4 и 5 предназначены для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов 1 и 2 к выходу.
Лемеха 1 и 2 закреплены на подвесках 8, шарнирно соединенных с рамой (рама не показана) и колеблются шатунами 9 с амплитудой 14 мм и различной частотой. Частота колебания лемехов регулируется, путем замены звездочек на валу редуктора (звездочка и вал редуктора не показаны).
Перед каждым лемехом 1 и 2 установлены с возможностью свободного вращения комкоразрушающие копирующие прутковые катки 10 и 11. Каждый комкоразрушающий копирующий прутковый каток выполнен с образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида.
На образующей поверхности гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка 10 и 11 образованной движением прямой вокруг другой прямой скрещивающейся с ней, но не перпендикулярной закреплены прутки 12. На торцовых стенках комкоразрушающего копирующего пруткового катка 10 установлены диски 13 и 14, а катка 11 установлены диски 15 и 16 с выполненными острыми кромками с большим диаметром, чем основание гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка 10 и 11.
На оси каждого пруткового катка 10 и 11 с обеих его сторон установлены заостренные сферические диски 17 и 18, 19и 20. Заостренные сферические диски установлены на оси под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя (угол атаки).
При работе заявляемого картофелекопателя комкоразрушающие копирующие прутковые катки 10 и 11 взаимодействуют с гребнем клубненосного пласта. Они уплотняют гребневый участок почвы и разрушают почвенную корку гребней, а также нарушают связанность верхнего слоя клубненосного гребня. Диски 13 и 14, 15 и 16, выполненные с диаметром большим, чем основание гиперболоид комкоразрушающих копирующих прутковых катков 10 и 11, имеющих острую кромку, отрезают почвенный пласт от центральной части клубненосного гребня на глубину залегания нижних клубней. Лемеха 1 и 2 подрезают клубненосный пласт гребня, который перемещается по лемехам на скоростной прутковый элеватор 3.
Клубненосный пласт, подрезаемый подкапывающими лемехами 1 и 2 и перемещаемый на скоростной прутковый элеватор 3, имеет разрушенную почвенную корку, верхний слой не связанный корнями убранных стеблей картофеля и сорняков, имеет меньший объем клубненосной почвы, легко разрушается, а мелкая почва
просеивается через прутковые элеваторы.
Кроме того, центральная часть клубненосного гребневого пласта с разрушенной почвенной коркой подрезается лемехами 1 и 2, закрепленными на подвесках 8 и колеблющихся шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 или 10,5 с-1. Частота колебаний лемехов 1 и 2 регулируется изменением звездочек на валу редуктора. (Звездочки на валу редуктора не показаны).
Почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехами 1 и 2 и не поступает на скоростной прутковый элеватор 3, так как ширина захвата лемехов равна ширине комкоразрушающих копирующих прутковых катков.
Почвенные пласты без клубней картофеля, имеющие почвенную корку и соединенные столонами и стеблями, а также корневой системой сорняков, образованные частью боковых поверхностей гребней и отрезанных вертикально установленными дисками 13 и 14, 15 и 16 перемещаются в борозды заостренными сферическими дисками 17 и 18, 19 и 20, установленными на оси под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка 10 и 11 и линией движения картофелекопателя. При этом заостренные сферические диски 17 и 18, 19 и 20, сцепляясь с почвой, вращаются. Режущая часть заостренного сферического диска отрезает пласт почвы соединенный столонами и корневой системой сорняков образованный частью боковой поверхностью гребня и отрезанным вертикально установленными дисками 13 и 14, 15 и 16, в котором нет клубней картофеля, отделяет его и поднимает на внутреннюю (вогнутую) поверхность.
Затем почва падает с некоторой высоты и отводится заостренными сферическими дисками 17 и 18, 19 и 20 в сторону в борозду. В результате перемещения по заостренным сферическим дискам 17 и 18, 19 и 20 и падения почва крошится, частично оборачивается и перемещается в борозду. С увеличением угла α крошение почвы, перемещаемой в борозду, возрастает.
Клубненосный пласт, поступивший на скоростной прутковый элеватор 3, имеет разрушенную почвенную корку несвязанную корнями растений, легко рассыпается, а почва просеивается и поступает на основной прутковый элеватор 4 без почвенных комков, а на каскадный прутковый элеватор 5 поступают клубни картофеля без почвенных комков.
Комкоразрушающие копирующие прутковые катки 10 и 11, разрушают почвенную корку, нарушают связанность верхнего слоя гребней и позволяют подать разрыхленную клубненосную почву на сепарирующие элеваторы и улучшить сепарацию почвы на прутковых элеваторах.
Заостренные сферические диски отрезают и разрушают пласт почвы с боковых сторон гребней и перемещают почву в междурядье, то есть в борозду, не позволяют сгруживаться почвы перед скоростным прутковым элеватором. При этом снижаются энергозатраты при уборке картофеля и повышается производительность заявляемого картофелекопателя.
Формула полезной модели
Картофелекопатель, содержащий раму, опорные колеса, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов, перед которыми установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток, выполненный с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой закреплены прутки, а к торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой, причём диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром, большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка, отличающийся тем, что на оси каждого пруткового катка с обеих его сторон установлены заострённые сферические диски под углом α между плоскостью вращения копирующего пруткового катка и линией движения картофелекопателя.
Медаль Альфреда Нобеля