Устройство для извлечения глубококорневищных лекарственных растений

 

Устройство содержит раму, опорные колеса, U-образный подрезающий рабочий орган, подъемники, ротор с клыками и его привод. Ротор с U-образным подрезающим рабочим органом кинематически связан с наклонными подъемниками посредством механизма колебательного движения. Снижаются энергозатраты и повышается степень извлечения корневой массы из подкопанного корнесодержащего пласта. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для промышленной заготовки лекарственных растений, например, алтея, девясила высокого, солодки голой и других растений с аналогичным строением корневых систем.

Известна машина для добычи корней солодки, содержащая раму, кронштейны навески, опорные колеса, вертикальные ножи, подкапывающий лемех с прутковым днищем, редуктор и привод, имеющий карданный вал, в которой она снабжена ротором, отражающим щитом и дополнительной рамой, которая смонтирована шарнирно и снабжена гидроприводом ее подъема и опускания и приводом вращения ротора, причем ротор смонтирован на дополнительной раме за и ниже отражающего щита так, что опоры вращения ротора на дополнительной раме размещены между частями, а одна из осей редуктора привода ротора расположена соосно с шарнирами, соединяющими основную раму с дополнительной, при этом подкапывающие лемехи вне вертикальных ножей на своих консольных участках снабжены дополнительными вертикальными ножами, обращенными в сторону, противоположно направлению движения; отражающий щит выполнен в виде гибкого экрана и дуговых прутков; гидропривод подъема и опускания дополнительной рамы снабжен транспортной тягой; привод вращения ротора снабжен предохранительной муфтой, установленной за редуктором (RU, патент 2116020. С1. МПК⁶ A 01 D 25/02. Машина для добычи корней солодки// Колганов А.В., Бородычев В.В. и Салдаев А. М. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 27.07.1998 г.).

К недостаткам описанной машины относится низкая степень извлечения корневой массы солодки или других лекарственных растений.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является машина для добычи корней солодки, содержащая раму, опорно-копирующие колеса, последовательно установленные рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации корнесодержащего пласта почвы и рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы, в которой рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации выполнен в виде U-образного подрезающего ножа, фронтальные части которого снабжены режущими кромками на съемных лезвиях, на удаленной части от горизонтального лезвия размещены подъемники подрезанного слоя почвы, а рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы выполнен в виде приводного ротора с радиально направленными клыками, причем упомянутый ротор размещен на дополнительной раме, соединенной шарнирно с основной рамой и снабженной возможностью перевода в рабочее и транспортное положения, при этом дополнительная рама снабжена экранами, размещенными впереди ротора; рама выполнена П-образной формы из вертикальных и горизонтальных балок; рама снабжена блоками кронштейнов навески, выполненными с возможностью навешивания на подвески трактора класса тяги 3, 4, 5 и 6; кронштейны навески снабжены разновеликими пальцами; дополнительная рама выполнена Н-образной формы; она снабжена гидроприводом, размещенным между кронштейнами на вертикальных балках П-образной рамы и кронштейнами на нижних гранях Н-образной рамы; ось поворота дополнительной рамы в шарнирах основной рамы выполнена соосно с осями предохранительной муфты и главного редуктора, дополнительная рама ротора соединена с рамой машины транспортной тягой, опорно-копирующие колеса снабжены винтовыми механизмами; экран ротора выполнен в виде криволинейных дуг, обращенных консолями в направлении вращения клыков ротора, и гибких звеньев, концы которых ориентированы в сторону U-образного подрезающего ножа; экран из криволинейных дуг снабжен возможностью поворота относительно поперечной балки дополнительной рамы (RU, патент 2116715. С1. МПК⁶ А 01 D 25/02. Машина для добычи корней солодки // Салдаев А.М., Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 10.08.1998 г.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за ближайший аналог, относятся механическое повреждение корней и низкая степень извлечения добываемого лекарственного сырья.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение выхода кондиционного лекарственного сырья при промышленной механизированной заготовке.

Технический результат - снижение энергозатрат и повышение степени извлечения корневой массы из подкопанного корнесодержащего пласта.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для извлечения глубококорневищных лекарственных растений, включающем раму, опорные колеса, U-образный подрезающий рабочий орган, наклонные подъемники, ротор с клыками и его привод, согласно изобретению, ротор с U-образным подрезающим рабочим органом кинематически связан с наклонными подъемниками посредством механизма колебательного движения; механизм колебательного движения наклонных подъемников выполнен в виде блока разноориентированных эксцентриков, размещенных предпочтительно между клыками с равным шагом по длине корпуса ротора, при этом каждый эксцентрик сопряжен с верхней частью наклонного подъемника посредством равноудаленных друг от друга опор качения, а упомянутые опоры смонтированы в блоки посредством С-образных кронштейнов и осей; каждая пара С-образных кронштейнов в местах размещения опор качения дополнительно сопряжена шаровыми элементами, размещенными между торцевыми плоскостями эксцентрика и углублениями на сопрягаемых гранях С-образных кронштейнов; передние нижние концы наклонных подъемников размещены в направляющих U-образного рабочего органа; каждая направляющая образована козырьком из части отогнутого вверх подрезанного материала на задней части U-образного рабочего органа; каждый наклонный подъемник на верхней полке имеет разнонаклонные и разноориентированные грани рабочих элементов.

За счет того, что наклонным подъемникам придано угловое перемещение, способствующее равномерной подаче корнесодержащего пласта к клыкам приводного ротора, достигается приведенный выше технический результат.

Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Предложенные ближайшие аналоги позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителями техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявителями проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения. Результаты проверки показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку заявленным изобретением не предусматриваются известные преобразования. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено устройство для извлечения глубококорневищных лекарственных растений, вид слева.

На фиг.2 - то же, вид в плане.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, механизм привода наклонного подъемника в колебательное движение.

На фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг.2, сопряжение переднего конца наклонного подъемника с U-образным подрезающим рабочим органом.

На фиг.5 - сечение В-В на фиг.3, положение одного из опорных роликов на контактирующих поверхностях эксцентрика привода в колебательное движение наклонного подъемника.

На фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг.2, положение наклонных подъемников с гранями рабочих элементов при верхнем расположении крайних эксцентриков на корпусе приводного ротора.

На фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг.2, положение наклонных подъемников с гранями рабочих элементов при верхнем расположении средней пары эксцентриков на корпусе приводного ротора.

На фиг.8 - место I на фиг.1, геометрические параметры рабочих элементов на наклонном подъемнике.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Устройство для извлечения глубококорневищных лекарственных растений (см. фиг.1 и 2) содержит раму 1, опорные колеса 2 и 3, U-образный подрезающий рабочий орган 4, наклонные подъемники 5, 6, 7 и 8, ротор 9 с клыками 10 и его привод.

Рама 1 устройства сварной конструкции образована двумя разновеликими полыми трубами 11 и 12 и двумя парами листов 13. На верхней трубе 11 размещен кронштейн 14 для навески рамы 1 посредством пальца 15 на верхнюю тягу навесного устройства агрегатируемого трактора класса тяги 3 или 5. На передних участках листов 13 размещены пальцы 16 для соединения с нижними продольными тягами гидронавесной системы трактора. Пальцы 15 и 16 в кронштейнах рамы 1 образуют присоединительный треугольник.

На концах нижней трубы 12 посредством кронштейнов 17 присоединены к раме 1 с возможностью демонтажа левое опорное колесо 2, правое опорное колесо 3 и U-образный рабочий орган 4. На средней части нижней трубы 12 размещена плита для установки конического редуктора 18, предусмотренного для привода ротора 9 с клыками 10.

Опорные колеса 2 и 3 с жестким ободом имеют внешний диаметр сферы, равный 700 мм. Обод, диск и ступица каждого колеса 2 (3) посредством полуоси 19 установлены на кронштейне 17. Опорные колеса 2 и 3 на раме 1 смонтированы таким образом, чтобы обеспечить глубину подкапывания корнесодержащего пласта U-образным рабочим органом в пределах 0,55...0,60 м.

Рабочий орган 4 выполнен из листовой стали толщиной 16...20 мм. Фронтальная U-образная часть органа 4 имеет одностороннее лезвие 20 с углом заточки не более 18^o. Горизонтальный нож 21 с наклонными к направлению движения стойками 22 соединен загнутыми по дуге окружности радиусом более 150 мм криволинейными участками. Это обеспечивает минимальное тяговое сопротивление при глубине подрезания пласта 0,5...0,6 м.

Ротор 9 с клыками 10 установлен на раме 1 посредством пары самоустанавливающихся радиальных подшипников качения. Привод вращения ротора 9 обеспечивают карданный телескопический вал 23 с шарнирами Гука по его концам, конический редуктор 18 с передаточным отношением 1:2, постоянно замкнутая сухая дисковая муфта и бортовой редуктор 24, смонтированный в левой паре листов 13. Бортовой редуктор 24 представлен ведущим валом 25 со звездочкой, зубчатой приводной цепью 26 и ведомым валом 27 со звездочкой. Зубчатая приводная цепь 26 представлена с шагом 19,05 и шириной 100 мм согласно ГОСТ l3552-68. Poтоp 9 с U-образным подрезающим рабочим органом 4 кинематически связан с наклонными подъемниками 5, 6, 7 и 8 посредством механизма колебательного движения.

Механизм колебательного движения наклонных подъемников 5-8 выполнен в виде блока разноориентированных эксцентриков 28, размещенных предпочтительно между клыками 10 с равным шагом по длине корпуса ротора 9 (см. фиг.2 и 3). Каждый эксцентрик 28 сопряжен с верхней частью 29 наклонного подъемника 5 (6-8) посредством равноудаленных друг от друга опор качения 30. Опоры качения 30 смонтированы в блоки посредством пар С-образных кронштейнов 31 и осей 32.

Опоры качения 30 с парой С-образных кронштейнов 31 соединены посредством осей 32. На оси 32 между опорой качения 31 и внутренней плоскостью кронштейнов 31 размещены регулировочные кольца 33. Оси 32 в С-образных кронштейнах 31 зафиксированы крепежным элементом 34.

Каждая пара С-образных кронштейнов 31 в местах размещения опор качения 30 дополнительно сопряжена шаровыми элементами 35, размещенными между торцевыми плоскостями эксцентрика 28 и углублениями 36 на сопрягаемых гранях С-образных кронштейнов 31 (см. фиг.5).

Передние нижние концы 37 наклонных подъемников 5-8 размещены в направляющих 38 U-образного рабочего органа 4 (см. фиг.1, 2 и 4). Каждая направляющая 38 образована козырьком из части отогнутых вверх на задней части подрезанного материала горизонтального ножа 21 U-образного рабочего органа 4 и упором 39, закрепленным на заднем обрезе горизонтального ножа 21 U-образного органа 4.

Каждый наклонный подъемник 5 (6-8) на верхней полке 40 имеет разнонаклонные и разноориентированные грани 41 и 42 рабочих элементов (см. фиг.1, 2, 4, 6, 7 и 8). Каждой грани 41 (42) придан наклон к верхней грани 40 подъемника 5 (6-8). Части грани 41 и 42 выполнены разнонаклонными в верхней грани 40 под углами ₁ и ₂. Угол наклона _H нижней грани 43 в среднем положении эксцентрика 28 на корпусе редуктора 9 выбран на основе результатов экспериментов с учетом физико-механических свойств корнесодержащего пласта. Для повышения эффективности воздействия наклонных подъемников 5-8 на корнесодержащий пласт грани 41 и 42 имеют дополнительные углы наклона ₁ и ₂ к боковым граням подъемников 5-8 (см. фиг.6-8).

Устройство для извлечения глубококорневищных лекарственных растений работает следующим образом.

Раму 1 посредством пальцев 15 и 16 и тяг навесной системы агрегатируют (навешивают) по трехточечной схеме тракторами тяги 3 (5) колесной или гусеничной модификаций. Далее раму 1 устройства гидронавеской трактора переводят в транспортное положение. Карданный телескопический вал 23 шарниром Гука соединяют с ВОМ агрегатируемого трактора. На малых оборотах двигателя трактора проверяют вращение ротора 9 и механизма привода в колебательное движение наклонных подъемников 5-8.

В полевых условиях на дикорастущих зарослях или на плантациях лекарственных растений проводят только одну регулировку - положения горизонтального ножа 21 U-образного рабочего органа 4. При включенном ВОМ трактора раму 1 переводят в рабочее положение. При полностью заглубленном рабочем органе 4 (опорные колеса 2 и 3 касаются поверхности залежи) геометрические оси полых труб 11 и 12 должны быть на вертикальной линии, т.е. строго по отвесу. Это положение рамы 1 обеспечивает задний угол между нижней гранью горизонтального ножа 21 относительно дна канавы в пределах 3...5^o.

При установившемся движении лезвия 20 горизонтального ножа 21 и боковых стенок 22 U-образного рабочего органа 4 подрезают по периметру корнесодержащий пласт шириной 1,2 м и высотой 0,5...0,6 м. За счет подпора пласт надвигается на наклонные подъемники 5-8. Разнонаклонными гранями 41 и 42 пласт одновременно перемещается в направлении ротора 9 и деформируется в боковых направлениях. За счет парной установки эксцентриков 28 при верхнем расположении последних крайними подъемниками 5 и 8 пласт изгибается к середине. При повороте корпуса ротора 9 средняя пара эксцентриков 28 выступает над крайней парой эксцентриков 28. Это приводит к тому, что пласт подвергается воздействию изгибающих моментов, направленных от середины пласта к краям. Вместе с этим площадки граней 41 и 42 подхватывают нижнюю плоскость подрезанного корнесодержащего слоя и перемещают в сторону клыков 10 ротора 9. Клыками 10 ротора 9 пласт подвергается ударному воздействию снизу вверх. Корни и корневища лекарственных растений отделяются от комьев грунта и почвенных агрегатов. Отделенная корневая масса укладывается на дневную поверхность обработанной полосы. Ударное воздействие клыков 10 ротора 9 и граней 41 и 42 наклонных подъемников 5-8 способствует отделению фракций сначала грунта, а затем - верхнего гумифицированного слоя. Обработанный пласт без добываемых корней укладывается в канаву фактически в исходном генетическом расположении. Извлеченную корневую массу убирают одним из известных способов. После уборки лекарственного сырья поверхность дикорастущих лекарственных зарослей подвергают рекультивации.

Интенсивность сепарации корнесодержащего пласта достигнута тем, что при вращении корпуса ротора 9 приводятся в движение эксцентрики 28. Вращение каждого эксцентрика 28 приводит к тому, что равноудаленные опорные ролики 30 обкатывают цилиндрическую поверхность эксцентрика. Шаровая поверхность внешнего кольца радиального шарикоподшипника разовой смазки позволяет каждому ролику 30 беспрепятственно перекатываться по наружной цилиндрической поверхности эксцентрика 28. Это приводит к тому, что верхняя грань верхнего корпуса каждого наклонного подъемника 5-8 по заданной схеме то приближается к геометрической оси вращения ротора 9, то удаляется от нее на величину двойного эксцентриситета "е" (см. фиг.3). Одновременно с этим нижний конец 40 каждого наклонного подъемника 5-8 перемещается в направляющей 38, опираясь на упор 39, и совершает возвратно-поступательные перемещения. Наклонные грани 41 и 42 рабочих элементов наклонных подъемников 5-8 при взаимодействии с корнесодержащим пластом претерпевают боковые нагрузки. Устойчивые вертикальные положения наклонных подъемников 5-8 на каждом эксцентрике 28 (см. фиг. 3 и 5) поддерживают равноудаленные друг от друга шаровые элементы 35, взаимодействующие с торцевыми гранями эксцентриков 28.

Комбинированное воздействие на корнесодержащий пласт приводными наклонными подъемниками 5-8 и вращающимися клыками 10 ротора 9 обеспечивает полное извлечение корневой массы лекарственных растений с минимальными энергозатратами. Равномерность перемещения корнесодержащего пласта с горизонтального ножа 21 в направлении клыков 10 ротора 9 исключает механическое повреждение добываемого сырья.

Таким образом, вышеупомянутые сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: заявленное устройство предназначено для использования в сельском хозяйстве. Предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение энергозатрат и повышение степени извлечения корневой массы из подкопанного корнесодержащего пласта.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Устройство для извлечения глубококорневищных лекарственных растений, содержащее раму, опорные колеса, U-образный подрезающий рабочий орган, подъемники, ротор с клыками и его привод, отличающееся тем, что ротор с U-образным подрезающим рабочим органом кинематически связан с наклонными подъемниками посредством механизма колебательного движения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм колебательного движения наклонных подъемников выполнен в виде блока разноориентированных эксцентриков, размещенных предпочтительно между клыками с равным шагом по длине корпуса ротора, при этом каждый эксцентрик сопряжен с верхней частью наклонного подъемника посредством равноудаленных друг от друга опор качения, а упомянутые опоры смонтированы в блоки посредством пары С-образных кронштейнов и осей.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждая пара С-образных кронштейнов в местах размещения опор качения дополнительно сопряжена шаровыми элементами, размещенными между торцевыми плоскостями эксцентрика и углублениями на сопрягаемых гранях С-образных кронштейнов.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передние нижние концы наклонных подъемников размещены в направляющих U-образного рабочего органа.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что каждая направляющая образована козырьком из части отогнутого вверх подрезанного материала на задней части U-образного рабочего органа.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый наклонный подъемник на верхней полке имеет разнонаклонные и разноориентированные грани рабочих элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8