EA003242B1

EA003242B1 - Устройство для плющения сена

Info

Publication number: EA003242B1
Application number: EA200200367A
Authority: EA
Inventors: Питер Гилберт Мэки
Original assignee: Мэки Интернэшнл Пти Лтд.
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2003-02-27
Also published as: EP1215955B1; EA200200367A1; US6711996B1; DE60016000T2; EP1215955A4; CA2381019A1; AUPQ289699A0; WO2001019164A1; US20040144265A1; EP1215955A1; CA2381019C; NZ516880A; ATE282300T1; WO2001019164A9; DE60016000D1

Abstract

Устройство (20) для плющения сена содержит первый валец (22), установленный с возможностью вращения в фиксированной опоре, и второй (прижимной) валец (24), вращаемый в противоположном направлении, установленный в подвижной опоре (26). Прижимной валец (24) находится во вращательном контакте с первым вальцом (22) и выполнен с возможностью приема предварительно скошенного сена между ними для его плющения. Подвижная опора (26) позволяет второму вальцу (24) перемещаться относительно первого вальца (22) при прохождения сена между вальцами (22, 24), а также включает гидравлический цилиндр (32) для приложения силы прижима к прижимному вальцу (24). При прохождении предварительно скошенного сена между вальцами (22 и 24) его подвергают воздействию предварительно заданной прижимной силы, достаточной для того, чтобы, по существу, расплющить любые зеленые узлы в сене и таким образом ускорить сушку сена.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для плющения сена и в частности, но не исключительно, к такому устройству для плющения стеблей злаковых культур и трав.

Различные типы трав, злаковые культуры и другие сельскохозяйственные культуры выращивают для получения сена, используемого в качестве корма для скота. Траву или злаковые культуры жнут, или косят, а затем сушат перед упаковкой в тюки для хранения. Сено может быть оставлено для сушки на солнце и/или может быть подвергнуто плющению для ускорения процесса сушки, или отверждения. Сушка, или отверждение, овсяного сена может занимать две недели или более, т.е. это время, проходящее между косьбой/жатвой и получением достаточно высушенного сена (с влажностью 12%), чтобы его можно было упаковывать в тюки. Это время на сушку/отверждение затрачивают тогда, когда сено наиболее подвержено порче под воздействием дождя. Попадание дождя на сено в валках (после скашивания и перед упаковкой в тюки) приводит к ухудшению качества сена. Каждый год много тысяч тонн сена обесценивается из-за попадания сена под дождь в валках.

Известное ранее оборудование для плющения обычно встраивали в жатку или, в альтернативном случае, плющение сена может быть выполнено в ходе отдельной операции с использованием другой машины, после того как сено скошено. Плющильные вальцы имеют много различных форм, и все они работают на принципе плющения волокон сена. Во время плющения волокон сена стебли сена расщепляются или растрескиваются, что позволяет более быстро выходить влаге из стеблей на поверхность и попадать под воздействие атмосферных условий во время сушки. Для достижения такого плющения в известных ранее плющилках выполнение этой операции возлагали на перемежающиеся выступы или рифли на вальцах. Одной из наиболее широко распространенных конструкций традиционной плющилки является конфигурация СНЕУК.ОП™ (шеврон) с перемежающимися вальцами с резиновым покрытием. В известных плющилках оба вальца могут иметь стальную поверхность, или оба вальца могут иметь резиновое покрытие, или один валец может иметь стальную поверхность, а другой валец - резиновое покрытие. В других плющилках использовали механизмы типа молотилок, основанные на вращаемых молотах, прикрепленных цепью к приводному валу.

Все травы и злаковые культуры содержат узлы на стеблях. Эти узлы заполнены целлюлозным веществом с сотовой структурой, а стебель имеет форму полой трубки, по которой к листьям и колосу перемещаются питательные вещества и вода. К сожалению, обычные плющилки для сена не оказывают воздействия на узлы. Для получения высококачественного сена узлы должны быть сухими перед упаковкой се на в тюки. Однако сушка/отверждение узлов обычно занимает в 2-3 раза больше времени, чем сушка/отверждение стеблей и листьев травы и злаковых культур.

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа и устройства для плющения сена, в которых узлы также плющат.

В данном описании термин «содержащий» понимают как «содержащий включительно» в том смысле, что могут быть и другие отличительные особенности и/или этапы, включенные в изобретение, не очень четко определенные или включенные при определении отличительных особенностей или этапов, но более четко определенные или описанные впоследствии. Что именно такие «другие» отличительные особенности и/или этапы могут в себя включать, станет понятным из описания после ознакомления с ним в целом.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения создан способ плющения сена, причем сено получено из растений, используемых в качестве корма для животных, такого типа, которые содержат узлы на стеблях, причем узлы значительно менее поддаются сжатию, чем стебли, содержащий сжатие сена между парой вальцов с предварительно заданной силой сжатия, достаточной для существенного расплющивания любого узла в сене и, таким образом, для ускоренной сушки сена.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения создано устройство для плющения сена, содержащее первый валец, установленный с возможностью вращения, и второй валец, установленный с возможностью вращения в контакте с первым вальцом, вращаемый в противоположном направлении, выполненные с возможностью приема предварительно скошенного сена между ними для плющения, причем первый валец установлен с возможностью вращения в фиксированной опоре, а второй валец установлен с возможностью вращения в подвижной опоре, при этом второй валец может быть смещен относительно первого вальца при пропуске сена между вальцами, в котором подвижная опора содержит поворотный несущий рычаг, с которым соединен с возможностью вращения второй валец, причем рычаг имеет один конец, установленный с возможностью поворота относительно точки поворота, отстоящей от оси вращения второго вальца, в котором опора дополнительно содержит качающуюся несущую раму, установленную на несущем рычаге с возможностью поворота относительно второй оси поворота, расположенной, по существу, перпендикулярно к оси вращения второго вальца, и в котором второй валец установлен на несущей раме с возможностью вращения и с возможностью покачивания относительно вто рой оси поворота в том случае, если между вальцами проходит больший объект, посредством чего, во время использования, сено между вальцами подвергают воздействию предварительно заданной силы сжатия, достаточной для того, чтобы, по существу, расплющивать любые узлы в сене, и, таким образом, ускоряют сушку сена.

Для более глубокого понимания сущности изобретения предпочтительный вариант выполнения способа плющения сена и устройства для его осуществления более подробно описаны ниже только в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено на фиг. 1 - стебель растения с зеленым узлом;

на фиг. 2 - стебель растения с узлом после сушки;

на фиг. 3 - предпочтительный вариант выполнения устройства для плющения сена согласно изобретению;

на фиг. 4 - вид сбоку устройства, представленного на фиг. 3;

на фиг. 5 - вид в плане устройства, представленного на фиг. 3;

на фиг. 6 - вариант выполнения устройства для плющения сена, встроенного в косилку.

Все травы и злаковые культуры, а также некоторые другие растения, используемые в корм скоту, содержат узлы на своих стеблях. На фиг. 1 изображен в увеличенном масштабе типичный стебель 10 растения, содержащий узел (соединение/сустав) 12, в еще зеленом состоянии. Стебель 10 обычно полый и его можно легко расщепить или разломать так, чтобы он раскрылся, тогда как узлы 12 меньше поддаются сжатию и обычно заполнены матрицей в виде тонкой сотовой структуры из целлюлозного вещества. Когда узел 12 высыхает, он уменьшается в объеме, как показано на фиг. 2.

Предпочтительный вариант выполнения устройства 20 для плющения сена согласно настоящему изобретению представлен на фиг. 3, 4 и 5. Устройство 20 содержит первый валец 22, установленный с возможностью вращения в фиксированной опоре, и второй валец 24, вращаемый в противоположном направлении, установленный в подвижной опоре 26. Второй валец 24 находится во вращательном контакте с первым вальцом 22, и они приспособлены к приему предварительно скошенного сена в жало между ними для его плющения. Посредством подвижной опоры 26 обеспечивают возможность перемещения второго вальца 24 относительно первого вальца 22 при прохождении сена между вальцами, причем подвижная опора 26 включает также прижимной механизм 30 для приложения силы сжатия ко второму вальцу 24. В этом варианте выполнения прижимной механизм 30 включает гидравлический цилиндр 32. При прохождении предварительно скошенного сена между вальцами 22 и 24 его подвергают воздействию предварительно заданной силы, достаточной для того, чтобы, по существу, расплющить любые зеленые узлы в сене, и таким образом ускоряют сушку сена.

Оба вальца 22 и 24 предпочтительно приводят соответствующим двигателем, соединенным с вальцами посредством приводной передачи (не показана). Устройство 20 для плющения сена может быть вмонтировано в косилку или выполнено в виде отдельно работающей установки. Вальцы 22 и 24 предпочтительно снабжены, по существу, гладкими, или ровными, наружными поверхностями или, в альтернативном варианте выполнения, наружная поверхность вальцов может быть выполнена с канавками в зависимости от типа растительного корма, подвергаемого плющению. Оба вальца 22 и 24 изготавливают из стали, хотя могут быть также использованы резиновые или синтетические покрытия вальцов. Фиксированный валец 22 в этом варианте выполнения выполнен с резиновым покрытием 25 (см. фиг. 4), а прижимной валец 24 имеет стальную поверхность. Основная отличительная особенность усовершенствованного устройства 20 для плющения сена заключается в том, что прижимным вальцом 24 воздействуют со значительной силой на предварительно скошенное сено, чтобы, по существу, полностью расплющить зеленые узлы на стеблях растений. Когда зеленые узлы на стеблях растений расплющивают вальцами, влага, остававшаяся в узлах, может более быстро выйти в окружающую атмосферу, чем обычно, когда узлы остаются целыми. Поэтому расплющенные узлы сохнут так же быстро, как и остальная часть растения. Таким образом, этот способ позволит сократить время сушки приблизительно на 25-50% по сравнению с традиционным плющением.

Для определения величины усилия, необходимого для сжатия предварительно скошенного сена, можно воспользоваться существующей зависимостью между величиной требующегося усилия, которую можно создать с помощью гидравлического цилиндра 32, и эффектом упругого сжатия резинового покрытия вальцов 22 и 24. Если оба вальца покрыты слоем резины толщиной 16 мм с твердостью 60 Эиго. то требуется создавать давление в гидравлическом цилиндре 32, составляющее приблизительно 11721,1 кПа (119,5 кг/см² - 1700 фунт/кв. дюйм). (60 Пито - твердость резины, когда твердомер является стандартным прибором для измерения твердости резины.) Резина, используемая в качестве покрытия на вальцах, предпочтительно обладает относительно высокой твердостью, составляющей минимум 40 Энго и максимум 80 Эиго. Оптимальная твердость резинового покрытия составляет 50-60 Эиго. Оба вальца оснащают покрытием толщиной предпочтительно в пределах 10-20 мм, более типичная толщина 12 мм. С другой стороны, при использовании одного вальца со стальной поверхностью, а другого - с резиновым покрытием толщиной 20 мм (с твердостью 60 Эиго). требуется давление в цилиндре всего 10342,1 кПа (105,5 кг/см² - 1500 фунт/кв.дюйм) для полного расплющивания сена, включая зеленые узлы на стеблях растений. При оснащении покрытием обоих вальцов требуемое давление в цилиндре можно увеличить до 13789,5 кПа (140,6 кг/см² - 2000 фунт/кв.дюйм). Однако, даже если оба вальца являются стальными (без резинового покрытия), давление в цилиндре, требуемое для полного расплющивания зеленых узлов, в общем, должно составлять не менее 6894,8 кПа (70,3 кг/см² 1000 фунт/кв. дюйм).

Требуемое давление также зависит от длины и, в определенной степени, от диаметра вальцов. Линейное удельное давление в точке контакта между вальцами можно вычислить, используя следующую формулу:

К=Р/Ъ, где ₽1₈ - линейное удельное давление;

Р - направленная вниз сила, прикладываемая к прижимному вальцу 24 гидравлическим цилиндром 32;

Ь - длина линии контакта поверхности вальцов.

Направленная вниз сила, прикладываемая к прижимному вальцу 24, несколько меньше силы, создаваемой гидравлическим цилиндром 32, из-за передаточного отношения механизма. Передаточное отношение механизма в проиллюстрированном варианте исполнения, вычисленное эмпирически, составляло 0,5875. Используя цилиндр диаметром 88,9 мм (3,5 дюйма) и давление в цилиндре 11721,1 кПа (119,5 кг/см²), получали силу Р=42732 Н (4360,4 кгс). Если длина вальцов составляет 1500 мм, то линейное удельное давление можно вычислить следующим образом:

Р_ь=42732/1500=28,49 Н/мм (2,91 кг/мм)

Если давление в цилиндре снижают до 13789,5 кПа (140,6 кг/см²), то линейное удельное давление Р18=33,52 Н/мм (3,42 кг/мм), тогда как, если давление в цилиндре снижают до 6894,8 кПа (70,3 кг/см²), то линейное удельное давление Р18=16,76 Н/мм (1,71 кг/мм). Для того чтобы обеспечить, по существу, полное расплющивание зеленых узлов, предпочтительно, чтобы линейное удельное давление Р₁₈ находилось в пределах приблизительно 17-32 Н/мм (1,73-3,27 кг/мм), а более предпочтительно приблизительно 20-30 Н/мм (2,04-3,06 кг/мм).

Диаметр вальцов 22 и 24 обычно составляет 200-900 мм. В проиллюстрированном варианте выполнения наружный диаметр первого вальца 22 (с покрытием) составляет 430 мм, тогда как наружный диаметр второго вальца 24 (без покрытия) составляет 406 мм. Резиновое покрытие 25 на первом вальце 22 предпочтительно выполнено, по существу, гладким. Однако возможно изготовление неглубоких канавок для улучшения подачи.

Подвижная опора 26 второго (прижимного) вальца 24 в проиллюстрированном варианте выполнения содержит поворотный несущий рычаг

33, несущий прижимной валец 24, установленный с возможностью вращения и имеющий другой конец, шарнирно соединенный с точкой поворота

34, размещенной на расстоянии от оси вращения прижимного вальца 24. Таким образом, несущий рычаг 33 действует как рычаг для приложения силы сжатия к прижимному вальцу 24 посредством гидравлического цилиндра 32. Значение силы сжатия, прикладываемой ко второму вальцу 24, можно варьировать путем изменения давления гидравлической жидкости, подаваемой в цилиндр 32. Предусмотрен гидравлический аккумулятор (не показан) для поддержания гидравлического давления в цилиндре 32.

Подвижная опора 26 прижимного вальца 24 установлена с возможностью поворота относительно двух взаимно перпендикулярных осей 34 и 36. Как было указано ранее, поворотный рычаг 33 шарнирно соединен с точкой поворота, расположенной на первой оси 34. Подвижная опора 26 дополнительно содержит качающуюся несущую раму 38, на которой установлен с возможностью вращения прижимной валец 24. Несущая рама 38 шарнирно соединена с несущим рычагом 33 с возможностью поворота относительно второй оси 36, перпендикулярной первой оси 34. Поворотные цапфы 40 выполнены с обеих сторон несущей рамы 48 и установлены с возможностью поворота в подшипниках 42, смонтированных на несущем рычаге 33. Такая конструкция позволяет несущей раме и прижимному вальцу 24 «качаться» относительно оси 36. В результате, в случае, когда между вальцами 22 и 24 проходит утолщенное место мата из сена, то только эта сторона вальца 24 в области утолщения должна подняться для прохождения утолщения через жало. Таким образом, плющение сельскохозяйственной культуры, пропускаемой между вальцами в других местах, не подвергается риску нарушения режима. Кроме того, меньше вероятность заклинивания вальцов, так как нет необходимости в том, чтобы поднимался весь прижимной валец 24, а поднимается только та сторона вальца, которая находится в области блокирования или препятствия.

В иллюстрируемом варианте выполнения гидравлический цилиндр 32 является цилиндром одностороннего действия, и поэтому предусмотрен ряд возвратных пружин 44 для генерирования подъемной силы для подъема подвижной опоры 26, когда понижают давление гидравлической жидкости, подаваемой в цилиндр 32. Однако очевидно, что вместо цилиндра 32 одностороннего действия можно использовать цилиндр двухстороннего действия.

Как указано выше, устройство для плющения сена согласно изобретению может быть выполнено в виде отдельной установки или оно может быть встроено в существующую уборочную машину или косилку. На фиг. 6 показан вариант выполнения устройства 50 для плющения сена, встроенного в переднюю часть самодвижущегося комбайна Νσ^ Но11аиб для укладки сена в валки. Как и в ранее описанном варианте выполнения, устройство 50 для плющения сена содержит первый фиксированный валец 52 и второй подвижный (прижимной) валец 54, установленный с возможностью вращения в подвижной опоре 56 так, что, когда сено пропускают между вальцами, второй валец 54 перемещается относительно первого вальца 52. Прижимные средства 60 этого варианта выполнения содержат гидравлический цилиндр 62 для приложения силы сжатия ко второму вальцу 54. Когда предварительно скошенное сено пропускают между вальцами 52 и 54, его подвергают воздействию предварительно заданной силы сжатия, достаточной для того, чтобы, по существу, расплющивать любые зеленые узлы в сене, и таким образом ускоряют сушку сена.

Устройство 50 для плющения сена может также содержать средства 68 для подачи предварительно скошенного сена к первому и второму вальцам 52 и 54. В иллюстрируемом варианте выполнения вращаемый подборочный барабан 68 установлен для подбора предварительно скошенной злаковой культуры или травы и подачи ее между первым и вторым вальцами 52 и 54.

Из приведенного выше описания предпочтительного варианта выполнения способа плющения сена и устройства для его осуществления следует, что при их использовании можно получить, по меньшей мере, следующие преимущества:

(ί) существенно сократить время сушки/отверждения сена по сравнению с имеющими место сейчас затратами времени;

(ίί) снизить таким образом риск ухудшения качества сена под воздействием дождя;

(ίίί) способствовать также снижению до минимума ухудшения качества сена благодаря отжиму воды (после дождя) из стеблей и листьев сена;

(ίν) улучшить качество сена, несмотря на повреждения, вызванные в результате воздействия дождя;

(ν) устройство легко можно встроить в существующие косилки и/или плющилки.

Специалистами в области сельского хозяйства может быть предложено множество различных вариантов и модификаций, помимо уже описанных здесь, без изменения основных принципов настоящего изобретения. Например, очевидно, что этот способ плющения может быть также полезным для других типов сена, например из люцерны, клевера, суданского сорго и т.д. Способ может также включать пропуск сена через более чем одну пару вальцов для того, чтобы расплющить все зеленые узлы стеблей растений. Все такие варианты и модификации следует рассматривать как подпадающие под действие объема настоящего изобретения, сущность которого может быть определена из предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ плющения сена из растений, используемых в качестве корма для скота, такого типа, которые содержат узлы в стеблях, причем узлы существенно менее поддаются сжатию по сравнению со стеблями, содержащий сжатие сена между парой вальцов с предварительно заданной силой сжатия, достаточной для существенного расплющивания любого узла в сене и, таким образом, для ускоренной сушки сена.
2. Способ плющения сена по п.1, в котором предварительно заданную силу сжатия определяют как линейное удельное давление, прикладываемое к сельскохозяйственной культуре в виде сена, когда его пропускают между вальцами, причем линейное удельное давление находится в пределах 17-32 Н/мм.
3. Способ плющения сена по п.2, в котором используют линейное удельное давление, которое находится в пределах 20-30 Н/мм.
4. Устройство для плющения сена, содержащее первый валец, установленный с возможностью вращения, и второй валец, установленный с возможностью вращения в контакте с первым вальцом, вращаемый в противоположном направлении, выполненные с возможностью приема предварительно скошенного сена между ними для плющения, причем первый валец установлен с возможностью вращения в фиксированной опоре, а второй валец установлен с возможностью вращения в подвижной опоре, при этом второй валец выполнен с возможностью смещения относительно первого вальца при пропуске сена между вальцами, в котором подвижная опора содержит поворотный несущий рычаг, несущий второй валец, установленный с возможностью вращения, причем один конец рычага установлен с возможностью поворота относительно поворотной точки, отстоящей от оси вращения второго вальца, при этом упомянутая опора дополнительно содержит качающуюся несущую раму, установленную на несущем рычаге с возможностью поворота относительно второй оси поворота, расположенной, по существу, перпендикулярно к оси вращения второго вальца, а второй валец установлен на несущей раме с возможностью вращения и покачивания относительно второй оси поворота в том случае, если между вальцами проходит больший объект, посредством чего, во время использования устройства, при пропуске сена между вальцами его подвергают воздействию предварительно заданной силы сжатия, достаточной для, по существу, расплющивания любых узлов в сене и для ускорения сушки сена.
5. Устройство для плющения сена по п.4, в котором подвижная опора включает средства прижима для приложения силы сжатия ко второму вальцу.
6. Устройство для плющения сена по п.5, в котором сила сжатия, прикладываемая ко второму вальцу, является регулируемой для приспосабливания к типу сельскохозяйственной культуры, пропускаемой через устройство.
7. Устройство для плющения сена по п.4, в котором сила сжатия определена как линейное удельное давление, прикладываемое к сельскохозяйственной культуре в виде сена, когда его пропускают между вальцами, которое находится в пределах 17-32 Н/мм.

Фиг. 1
8. Устройство для плющения сена по п.7, в котором линейное удельное давление, прикладываемое к сельскохозяйственной культуре в виде сена, когда его пропускают между вальцами, находится в пределах 20-30 Н/мм.
9. Устройство для плющения сена по п.4, в котором, по меньшей мере, один из первого и второго вальцов покрыт резиновым или синтетическим покрытием.
10. Устройство для плющения сена по п.9, в котором наружная поверхность первого и второго вальцов выполнена, по существу, гладкой.
11. Устройство для плющения сена по п.4, в котором оно дополнительно содержит средства для подачи предварительно скошенного сена между вальцами.