EA015111B1

EA015111B1 - Устройство для измельчения кормовых культур

Info

Publication number: EA015111B1
Application number: EA200801270A
Authority: EA
Inventors: Ханс Оттерсбах
Original assignee: Иннова 6. Бетайлигунгсгезелльшафт Мбх
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2011-06-30
Also published as: DK1945017T3; EP1945017B1; EP1945017A1; ES2374305T3; WO2007051834A1; DE102005053092A1; EP2382856B1; PT1945017E; ATE525900T1; EP2382856A1; PL1945017T3; PL2382856T3; SI1945017T1; EA200801270A1

Abstract

Изобретение относится к устройству для измельчения кормовых культур, которое может быть использовано, например, в сочетании с косилкой-измельчителем. Устройство снабжено двумя вращающимися навстречу друг другу измельчающими вальцами с зубчатыми профилями, направленными вдоль оси и входящими во взаимное зацепление, причем боковые поверхности зубьев одного их этих измельчающих вальцов имеют вогнутые (13) отрезки, а боковые поверхности зубьев другого измельчающего вальца - выпуклые. Кроме того, боковые поверхности зубьев имеют радиальные внутренние и/или радиальные наружные прямолинейные (12, 14) отрезки. Измельчающие вальцы состоят преимущественно из отдельных дисковых элементов (11).

Description

Изобретение относится к устройству для измельчения кормовых культур (Медасгаскег), содержащему два вращающихся навстречу друг другу и входящих во взаимное зацепление измельчающих вальца, каждый из которых имеет зубчатую рабочую поверхность, проходящую в осевом направлении.

Вид названного выше устройства для дополнительного измельчения известен из ЭЕ 10151246 В4. Устройства для дополнительного измельчения используются в сочетании с буксируемой тяговым трактором или самоходной косилкой-измельчителем. В косилке-измельчителе такие кормовые культуры, как травы, зерно или кукуруза, захватываются режущим инструментом и измельчаются режущими приспособлениями, такими как, например, ножевой барабан или дисковый ротор. Затем разрезанные корма по выпускному каналу подаются в приемный бункер, например в прицеп, движущийся параллельно косилке. В такой цепочке в выпускном канале сразу после режущих приспособлений, как правило, предусмотрено устройство для дополнительного измельчения, чтобы продолжить дробление кормов. Устройство для дополнительного измельчения может служить еще и для того, чтобы размалывать содержащиеся в кормах зерна.

Известное из ЭЕ 10151246 В4 устройство для дополнительного измельчения демонстрирует исключительную производительность по дроблению в отношении подаваемого для помола сырья различного рода. Однако в работе устройства время от времени случаются поломки, которые прерывают процесс работы.

Исходя из этих предпосылок, задача настоящего изобретения заключалась в том, чтобы изготовить устройство для измельчения кормовых культур, которое имело бы хорошую производительность и высокую прочность.

Эта задача решена посредством устройства для измельчения с характеристиками по пункту формулы изобретения 1 измельчающего вальца. Формулировка полезных усовершенствований содержится в дополнительных пунктах формулы изобретения.

Объект изобретения, относящийся к устройству для измельчения кормовых культур, заключается в двух вращающихся навстречу друг другу измельчающих вальцах, каждый из которых имеет в осевом направлении гофрированную рабочую поверхность или соответственно зубчатый профиль и которые входят во взаимное зацепление. Это значит, что вершины зубьев одного измельчающего вальца заходят во впадины между зубьями другого измельчающего вальца и наоборот. Зубчатый профиль каждого из вальцов для повышения эффективности расположен по всей рабочей длине оси измельчающих вальцов, хотя это и не обязательно должно быть так. Кроме того, вершины зубьев и впадины между ними расположены преимущественно кольцеобразно вокруг оси вращения, таким образом рабочая поверхность вальцов в целом является вращательно-симметричной. Боковые поверхности зубьев на первом измельчающем вальце имеют вогнутые отрезки, а боковые поверхности зубьев на втором измельчающем вальце имеют выпуклые отрезки. Устройство для измельчения характеризуется тем, что:

а) боковые поверхности зубьев на первом измельчающем вальце, кроме вогнутых отрезков, имеют еще по меньшей мере один прямолинейный отрезок и/или что

б) боковые поверхности зубьев на втором измельчающем вальце, кроме выпуклых отрезков, имеют еще по меньшей мере один прямолинейный отрезок.

В отличие от известных измельчающих вальцов с зубчатым профилем боковые поверхности зубьев не являются полностью прямыми, вогнутыми или выпуклыми, более того, они образуют смешанную форму из криволинейного и прямолинейного отрезков. Оказалось, что таким образом можно изготовить гораздо более прочные устройства для измельчения при сохранении их высокой эффективности дробления. Повышенная надежность позволяет использовать представленное в изобретении устройство для измельчения не только для дополнительного измельчения кормовых культур или тому подобного, но также и в качестве самостоятельного измельчающего аппарата.

Одно из усовершенствований изобретения заключается в наличии по меньшей мере одного прямолинейного отрезка поверхности на радиально внешнем конце соответствующей боковой поверхности зуба. Говоря другими словами, он образует оконечность вершины зуба. Это представляет преимущество особенно для зубьев первого измельчающего вальца, которые имеют вогнутую боковую поверхность, так как в этом случае не образуются заостряющиеся ломкие концы.

При вышеназванной форме исполнения примыкающий криволинейный отрезок соответствующей боковой поверхности зуба образует сход на названный прямолинейный отрезок по касательной, проходящей, по сути, в радиальном направлении. Тогда изгиб криволинейного отрезка достигает максимально возможной крутизны.

Другое усовершенствование изобретения заключается в наличии по меньшей мере одного прямолинейного отрезка поверхности на радиально внутреннем конце соответствующей боковой поверхности зуба. Говоря другими словами, он образует примыкание к основанию впадины между зубьями.

Описанное выше расположение прямолинейных отрезков опционально комбинируется в том отношении, что на радиально внешнем и радиально внутреннем конце боковая поверхность зуба имеет конфигурацию прямолинейных отрезков.

Прямолинейные и криволинейные отрезки имеют такое оптимальное соотношение по длине, что дополнительные прямолинейные отрезки составляют менее 40%, предпочтительно менее 30%, а наибо

- 1 015111 лее предпочтительно менее 20% от общей длины (измеренной в радиальном направлении) каждого соответствующего зуба.

Еще одно усовершенствование изобретения состоит в том, что по меньшей мере один измельчающий валец этого устройства для измельчения имеет на боковых поверхностях зубьев радиально расположенные канавки. Предпочтительно сечение по меньшей мере одной из этих канавок изменяется. Сечение канавки при этом расположено в буквальном соответствии с определением в пересекающем, поперечном (т.е. перпендикулярном) направлении относительно направления нарезки канавки. Изменение сечения означает, что оно различается по меньшей мере в двух разных позициях на протяжении всей канавки (т.е. по меньшей мере в двух разных радиусах относительно оси измельчающего вальца). Благодаря такому изменяющемуся сечению производительность работы устройства можно оптимально адаптировать к условиям работы при соответствующем радиусе вальца.

В соответствии с первой специальной формой исполнения описанного выше устройства для измельчения изменяющаяся канавка имеет режущую кромку, которая в области маленьких радиусов расположена на одной стороне (если смотреть в направлении хода измельчающего вальца), а в области больших радиусов - на другой, причем названные радиусы соответственно относятся к оси вращения измельчающего вальца. Режущей кромке придается преимущественно остроугольная форма для достижения соответствующей заостренности.

Расположение режущей кромки то с одной, то с другой стороны позволяет достичь того, что измельчающий валец, вращающийся в одной точке быстрее и соприкасающийся, но вращающийся медленнее другого измельчающего вальца, вместе производят подобно ножницам режущий эффект.

В соответствии с другой формой исполнения описанного выше устройства для измельчения канавка с изменяющимся сечением в области среднего радиуса прерывается. Это означает, что сечение канавки в области этого среднего радиуса (по крайней мере, приблизительно) имеет либо нулевую величину площади, либо штрихообразную площадь. При этом наиболее предпочтительно, чтобы такие перерывающиеся участки имелись в канавках обоих измельчающих вальцов и чтобы эти участки соприкасались друг с другом. Кроме того, было бы особенно предпочтительно, чтобы измельчающие вальцы были подсоединены по меньшей мере к одному приводу таким образом, что они в области прерывания канавок вращались преимущественно с одной и той же скоростью обращения. Другими словами, зона, в которой соприкасающиеся точки вращающихся навстречу друг другу измельчающих вальцов имеют приблизительно одинаковую скорость вращения (такая зона существует, как правило, в любом устройстве такого класса), находится именно там, где канавки прерваны. Поэтому в этих зонах в каких-либо свободных пространствах канавок не может оставаться никаких частей кормовых культур. Последнее возможно в существующих известных устройствах для измельчения и приводит к снижению их измельчающей эффективности и к возникновению в них не размельченного корма вследствие стремящейся к нулю относительной скорости между измельчающими вальцами.

Ниже описаны усовершенствования изобретения, которые подобным образом описаны и в ΌΕ 10151246 В4, причем этот документ посредством ссылок полностью включен в настоящую заявку.

Итак, находящиеся в устройстве измельчающие вальцы могут иметь различные средние, минимальные и/или максимальные радиусы. Таким образом, при помощи разных скоростей обращения можно добиться улучшенного размола кормовой массы.

Согласно другому усовершенствованию изобретения измельчающие вальцы подсоединены по меньшей мере к одному приводу таким образом, что они могут вращаться с различной скоростью. Установка различных скоростей вращения позволяет следить за тем, что соприкасающиеся точки поверхностей вальцов имеют различные скорости обращения, что также ведет к улучшению размола кормовой массы.

Для упрощения конструкции измельчающие вальцы, как правило, оба приводятся в движение одним и тем же приводом (двигателем), причем передача с привода на вальцы производится, все же, разными передаточными отношениями.

Боковые поверхности зубьев измельчающих вальцов могут также иметь дополнительное профилирование, например, в виде канавок, идущих в радиальном направлении. При помощи профилирования можно повысить эффективность разрывного действия, оказываемого на кормовую массу, таким образом достигается еще большая производительность по измельчению.

Согласно наиболее предпочтительному варианту исполнения измельчающих вальцов они состоят из сгруппированных в осевом направлении дисковых элементов, причем каждый дисковый элемент должен образовывать один зуб в зубчатом профиле измельчающего вальца. Такая модульная конструкция из дисковых элементов, с одной стороны, легко собирается и, с другой стороны, гарантирует возможность легкой замены дефектного дискового элемента на новый, так что при локальной поломке больше не понадобится выкидывать весь измельчающий валик.

В другом усовершенствовании изобретения речь идет о том, что по меньшей мере один из измельчающих вальцов установлен так, что он может сдвигаться или наклоняться в радиальном направлении. Это дает возможность получить больший зазор между вальцами при отклонении одного измельчающего вальца в радиальном направлении, чтобы, например, попавший в кормовую массу твердый предмет мог

- 2 015111 легко проскочить между вальцами. В обычном случае подвижно установленный измельчающий валец прижимается к другому до минимального зазора при помощи пружины с заданным напряжением в радиальном направлении.

Наглядные пояснения к изобретению даются в приведенных ниже чертежах, на которых изображено:

фиг. 1 - вид сверху (слева) и вид в перспективе (справа) обоих измельчающих вальцов устройства для измельчения, к которому относится изобретение;

фиг. 2 - профилированный дисковый элемент первого измельчающего вальца из фиг. 1 с вогнутым участком боковой поверхности вид сверху (слева), поперечное сечение (справа) и увеличенное изображение поперечного сечения (в центре);

фиг. 3 - профилированный дисковый элемент второго измельчающего вальца из фиг. 1 с выпуклым участком боковой поверхности вид сверху (слева), поперечное сечение (справа) и увеличенное изображение поперечного сечения (в центре);

фиг. 4 - вид сверху на оба измельчающих вальца устройства для измельчения;

фиг. 5 - профилированный дисковый элемент первого измельчающего вальца из фиг. 4 с вогнутым участком боковой поверхности вид сбоку (слева), вид сверху (в центре) и вид в перспективе (справа);

фиг. 6 - профилированный дисковый элемент второго измельчающего вальца из фиг. 4 с выпуклым участком боковой поверхности вид сбоку (слева), вид сверху (в центре) и вид в перспективе (справа);

фиг. 7 - разрез вдоль линии УЛ-УЛ по внешней радиально расположенной канавке дискового элемента из фиг. 6.

Одинаковые позиции или позиции, отличающиеся между собой на 100, обозначают на чертежах одни и те же или подобные компоненты.

На фиг. 1-3 представлен наиболее предпочтительный вариант исполнения устройства для измельчения кормовых культур, таких как, например, кукуруза. Ключевым компонентом этого устройства являются два измельчающих вальца 10, 20, см. фиг. 1, которые приводятся во вращение навстречу друг другу соответствующими компонентами (не изображены на чертеже). Блочные стрелки указывают, что (по меньшей мере) измельчающий валец 20 установлен так, что он может сдвигаться. Тем самым обеспечивается возможность отклонения этого вальца 20 в радиальном направлении при попадании постороннего предмета в рабочий зазор, чтобы избежать еще большего повреждения, которое может нанести этот предмет измельчающему вальцу. Кроме того, измельчающие вальцы 10, 20 составлены из отдельных дисковых элементов 11, 21 (фиг. 2, 3). Подробное пояснение основного принципа действия измельчающих вальцов подобного рода приводится, например, в ΌΕ 10151246 В4.

На фиг. 2 и 3 явно прослеживается заметное отличие представленного устройства для измельчения от существующего состояния техники. Оно заключается в том, что боковая поверхность зубьев, действующая как мелющая поверхность, имеет смешанную форму, состоящую из прямолинейных отрезков на концах и криволинейного отрезка посередине.

У дисковых элементов 11 первого измельчающего вальца 10 за радиально внешним прямолинейным отрезком 12 на вершине зуба непосредственно следует вогнутый (т.е. изогнутый вовнутрь), имеющий максимально возможную длину отрезок 13, который опять заканчивается прямолинейным отрезком 14, доходящим до основания впадины между зубьями. В увеличенном изображении на фиг. 2 видно, что касательная Т проходит по радиально внешнему концу криволинейного отрезка 13, т.е. дальнейшая изогнутость привела бы к возникновению боковой поверхности с натеком.

У дисковых элементов 21 второго измельчающего вальца 20 за радиально внешним прямолинейным отрезком 22 на вершине зуба непосредственно следует выпуклый (т.е. изогнутый наружу), имеющий максимально возможную длину отрезок 23, который опять заканчивается прямолинейным отрезком 24, доходящим до основания впадины между зубьями.

Боковые поверхности зубьев дисковых элементов 11, 21 выполнены по сути комплементарными друг другу, чтобы обеспечить равномерную ширину рабочего зазора между измельчающими вальцами 10, 20. Кроме того, дисковые элементы 11, 21 имеют на боковых поверхностях зубьев профилирование, образованное проходящими в радиальном направлении канавками 15, 25.

Тип представленного на чертежах устройства для измельчения позволяет использовать его, например, для измельчения кукурузных зерен в кукурузорезке.

На фиг. 4 представлено устройство для измельчения, которое содержит два измельчающих вальца 110 и 120, вращающихся навстречу другу и состоящих из отдельных дисковых элементов 111 и 121. Кроме того, и здесь дисковые элементы 111 первого измельчающего вальца 110 снабжены зубьями с боковыми поверхностями, у которых имеются радиально наружные и радиально внутренние прямолинейные отрезки 112 и 114, а между ними изогнутый вовнутрь отрезок 113 (фиг. 5). Таким же образом дисковые элементы 121 второго измельчающего вальца 120 снабжены зубьями с боковыми поверхностями, у которых имеются радиально наружные и радиально внутренние прямолинейные отрезки 122 и 124, а между ними изогнутый наружу отрезок 123 (фиг. 6). Однако приведенная ниже особенность варианта исполнения не зависит от такого формирования поверхности, такой же эффект можно было бы достичь также и в том случае, если бы дисковые элементы имели, например, конусообразную форму (с неискривленной

- 3 015111 боковой поверхностью).

Основное отличие от первого варианта исполнения заключается в профилировании, т.е. в канавках 115 и 125 на боковых поверхностях зубьев дисковых элементов 111 и 121. Эти канавки 115 и 125 в области среднего радиуса (измеренного от радиуса вращения дискового элемента) имеют прерывание 115т и 125т. Другими словами, в этой зоне среднего радиуса нет канавки либо канавка имеет нулевую глубину.

Как видно из обведенного в кружок участка В на фиг. 4, места прерывания канавки 115т и 125т расположены как раз таким образом, что после сборки входящих в зацепление измельчающих вальцов они оказываются напротив друг друга или соприкасаются. Кроме того, частота вращения обоих измельчающих вальцов 110, 120 в наиболее предпочтительном режиме регулируется так, чтобы скорости вращения дисковых элементов 111 и 121 в области соприкосновения В точек прерывания канавки 115т, 125т приблизительно были бы одинаковыми. Вообще же относительная разница между скоростями вращения измельчающих вальцов 110, 120 на вершине дискового элемента - самая большая.

В направлении меньших радиусов она постепенно снижается, причем в точках соприкосновения В участков прерывания канавки эта разница меняет свой знак на противоположный. В области В, где скорость вращения становится приблизительно одинаковой, режущий эффект исчезает, поэтому производительность по измельчению здесь ухудшается и даже небольшие частицы кормовой массы (например, зерна) могут проходить через эту зону с прежним профилированием, зачастую оставаясь не размолотыми. Чтобы это предотвратить, нанесенная на измельчающие вальцы 110, 120 профильная нарезка прерывается в зоне одинаковых скоростей вращения, так что здесь не остается места для оставшейся неразмолотой кормовой массы.

Вторая особенность профилирования измельчающих вальцов 110, 120 состоит в том, что имеющиеся радиально внутренние отрезки 1151 и 1251 канавок имеют зеркальное положение по отношению к радиально наружным отрезкам 115а и 125а канавок.

На фиг. 7 это наглядно показано в сечении внешнего отрезка канавки 125а, проходящего вдоль линии VII-VII на фиг. 6. Кроме того, соответствующее сечение дополнительно представлено при помощи внутреннего отрезка 1151 канавки противолежащего дискового элемента 111. Расположенная радиально снаружи канавка 125а дискового элемента 121 имеет по сути треугольное или трапециевидное сечение, причем у нее есть наплывающая боковая сторона 126а и плоская боковая сторона 127а. Наплывающая боковая сторона 126а образует с нормальной поверхностью дискового элемента остроугольную режущую кромку 128а.

Нанесенная на другом дисковом элементе 111 радиальная внутренняя канавка 1151 имеет такое же сечение, причем режущая кромка 1181, все же, образована на другой стороне по ходу вращения (стрелка). Обозначенная стрелками большая скорость вращения дискового элемента 121 по сравнению со скоростью вращения дискового элемента 111 приводит к тому, что находящееся в канавке зерно К разрезается обеими режущими кромками 1181 и 128а, как ножницами.

В радиально внутренних канавках 1251 и соответствующих радиально внешних канавках 115а ситуация, изображенная на фиг. 7, изменяется таким образом, что большую скорость вращения здесь имеет уже дисковый элемент 111. Для того чтобы, все же, добиться режущего эффекта, режущие кромки на этих отрезках 1251 и 115а канавок зеркально противоположны, т.е. расположены на другой стороне канавок по ходу вращения.

Как было упомянуто, в области среднего радиуса скорости вращения обоих измельчающих вальцов приблизительно равны, так что зерна там не могут быть размолоты или разрезаны. Поэтому канавки в этой области прерываются 115т, 125т, что предотвращает попадание в них кормовой массы.

Описанные устройства для измельчения гарантируют надежное измельчение всех видов кормового зерна, кукурузы или прочих бобовых, как, например, бобы полевые, горох, рапс и т.п.

Список позиций

10, 110 - первый измельчающий валец

11, 111 - дисковый элемент первого измельчающего вальца

12, 112 - радиально внешний прямолинейный отрезок

13, 113 - вогнутый отрезок

14, 114 - радиально внутренний прямолинейный отрезок

15, 115 - канавка

1151 - радиально внутренняя канавка

115т - прерывание канавки, расположенное на среднем радиусе

115а - радиально внешняя канавка

1181 - режущая кромка

20, 120 - второй измельчающий валец

21, 121 - дисковый элемент второго измельчающего вальца

22, 122 - радиально внешний прямолинейный отрезок

23, 123 - вогнутый отрезок

24, 124 - радиально внутренний прямолинейный отрезок

- 4 015111

25, 125 - канавка

1251 - радиально внутренняя канавка

125т - прерывание канавки, расположенное на среднем радиусе

125а - радиально внешняя канавка

126а - наплывающая боковая поверхность канавки

127а - плоская боковая поверхность канавки

128а - режущая кромка

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для измельчения кормовых культур, содержащее два вращающихся навстречу друг другу и входящих во взаимное зацепление измельчающих вальца (10, 20), каждый из которых имеет зубчатую рабочую поверхность, проходящую в осевом направлении, причем боковые поверхности зубьев на первом измельчающем вальце (10) имеют вогнутые отрезки (13), а боковые поверхности зубьев на втором измельчающем вальце (20) имеют выпуклые отрезки (23), характеризующееся тем, что боковые поверхности зубьев на первом и/или втором измельчающем вальце (10, 20) дополнительно имеют по меньшей мере один прямолинейный отрезок (12, 14, 22, 24).
2. Устройство для измельчения по п.1, характеризующееся тем, что прямолинейный отрезок (12, 22) начинается на радиально внешнем конце боковой поверхности соответствующего зуба.
3. Устройство для измельчения по п.2, характеризующееся тем, что криволинейный отрезок (13) боковой поверхности соответствующего зуба на сходе к названному прямолинейному отрезку (12) имеет касательную Т, проходящую, по существу, в радиальном направлении.
4. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-3, характеризующееся тем, что прямолинейный отрезок (14, 24) начинается на радиально внутреннем конце боковой поверхности соответствующего зуба.
5. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-3, характеризующееся тем, что на радиально внешнем и радиально внутреннем конце боковой поверхности зубьев расположены прямолинейные отрезки (12, 14, 22, 24).
6. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-5, характеризующееся тем, что дополнительные прямолинейные отрезки (12, 14, 22, 24) составляют менее 40%, предпочтительно менее 30%, наиболее предпочтительно менее 20% от общей длины соответствующей боковой поверхности зубьев.
7. Устройство для измельчения кормовых культур по одному из пп.1-6, характеризующееся тем, что боковые поверхности зубьев по меньшей мере одного измельчающего вальца (110, 120) имеют канавки (115, 125), нанесенные, как правило, в радиальном направлении.
8. Устройство для измельчения кормовых культур по п.7, характеризующееся тем, что сечение по меньшей мере одной канавки (115, 125) изменяется.
9. Устройство для измельчения по п.8, характеризующееся тем, что изменяющаяся канавка имеет в основном остроугольную режущую кромку (1181, 128а), которая в области малых радиусов расположена на одной стороне, если смотреть в направлении хода измельчающего вальца, а в области больших радиусов - на другой.
10. Устройство для измельчения по одному из пп.7-9, характеризующееся тем, что канавка прерывается (115т, 125т) в области средних радиусов.
11. Устройство для измельчения по п.10, характеризующееся тем, что точки прерывания (115т, 125т) канавок обоих измельчающих вальцов (110, 120) соприкасаются.
12. Устройство для измельчения по п.11, характеризующееся тем, что измельчающие вальцы (110, 120) соединены по меньшей мере с одним приводом таким образом, что в области В прерываний (115т, 125т) канавок они вращаются в основном с одинаковой скоростью.
13. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-12, характеризующееся тем, что измельчающие вальцы (10, 20) соединены по меньшей мере с одним приводом таким образом, что они вращаются с разной скоростью.
14. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-13, характеризующееся тем, что измельчающие вальцы имеют различные средние, минимальные и/или максимальные радиусы.
15. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-14, характеризующееся тем, что измельчающие вальцы (10, 20) состоят из дисковых элементов (11, 21), сгруппированных в осевом направлении.
16. Устройство для измельчения по меньшей мере по одному из пп.1-15, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из измельчающих вальцов установлен так, что он может сдвигаться или наклоняться в радиальном направлении.