RO111146B1 - Instalație de acționare a mașinilor agricole - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la o instalație care are, în componență, un dispozitiv de acționare cu o primă rolă de antrenare, care cooperează cu niște role corespondente de pe niște vehicule de capăt, în sine cunoscute, prin intermediul unor cabluri, de asemenea, cunoscute, vehiculele de capăt, menționate, fiind prevăzute cu câte un acumulator de energie mecanică, montat în fiecare din șenilele acestora și acționate prin câte o transmisie cu roți dințate, cilindrice și conice. Rolele de antrenare menționate sunt antrenate simultan, în sensuri contrare, printr-o transmisie fie de la un motor termic, fie de la un motor electric. Revendicări: 2 Figuri: 18

Description

Invenția se referă la o instalație de acționare a mașinilor agricole, care asigură înlocuirea sistemului actual de tractare în lucru a utilajelor și mașinilor agricole.

După cum este cunoscut, majoritatea utilajelor și mașinilor agricole se bazează în scopul deplasării de lucru, pe tracțiunea efectuată de către tractorul agricol. Excepție fac numai acele mașini agricole înzestrate cu un motor propriu și mijloace de transformare a energiei astfel captate în mișcare de deplasare, adică de mașinile agricole de tip autopropulsat. Dar, și în cazul tractorului și în acela al unei mașini agricole autopropulsate, deplasarea se obține ca urmare a aceluiași fenomen de frecare a între sol și roata motoare, care fenomen, în afară de faptul că este întotdeauna subunitar, determinând, ca atare, o afectare negativă a randamentului de tracțiune, este și contradictoriu așa cum arată relația care dă forța de tracțiune T a unei roți motoare (după cum se cunoaște), pentru a avea forțe de tracțiune T, cât mai mari forța de apăsare, N, din relația cunoscută T = μΝ, trebuie să fie cât mai mare, aceasta ducând la creșterea nedorită a rezistenței la rulare, la tasarea și prăfuirea solului, urmată de spulberare și eroziunea solului, precum și la dimensionarea nerațională a pneului destinat să preia aceste apăsări: pe de altă parte, acel coeficient specific de frecare, întotdeauna subunitar, p_medju =0,4...0,6 - este și independent, depinzând doar de natura terenului - pajiște, sol neprelucrat sau prelucrat, sol umed, etc.- astfel încât, pentru valori mari ale lui T, apăsările l\l trebuie să fie mari, aceasta ducând la consecințe negative sub toate aspectele, inevitabile sistemului actual de lucru. Dacă ne referim la tractor, aceste fenomene negative devin cu precădere importante în cazul deplasării agregatului agricol pe sol prelucrat (discuit, semănat, etc.) situații în care rezistența la rulare a tractorului depășește forța utilă necesară tractării utilajului.

Este ușor de înțeles ca actualul sistem de lucru din agricultură este nerațional, dacă ne referim. în special, la fenomenul de tracțiune.

O încercare notabilă de a se evita aceste neajunsuri grave ale sistemului actual de lucru, este reprezentată de așa zisa tracțiune prin cablu activ, prin care utilajul sau mașina agricolă este trasă, în timpul lucrului în brazdă, de către un cablu activ, la rândul său tras de către un vehicul motor aflat la căpătui parcelei de prelucrat si înfășurat pe o bobină a acestui vehicul: Evident ca la capătul opus al parcelei de prelucrat trebuie să se afle un vehicul similar, pentru deplasarea în sens invers, sau un dispozitiv care să asigure inversarea mișcării de deplasare a utilajului agricol, prin tragerea acestuia. Deficienta majoră a acestui sistem, deficientă ce a dus la abandonarea lui, este reprezentată de necesitatea ca parcela de prelucrat să fie plană (fără denivelări în plan vertical, denivelări ce ar determina frecări ale cablului în mișcare relativă față de sol, cu uzurile și rezistențele corespunzătoare și, de asemenea, o instabilitate incceptabilă a utilajului aflat în lucru, ca urmare a direcției schimbătoare a forței din cablu) și, de asemenea, dreaptă, adică fără cortituri, acestea neputând fi preluate.

O altă încercare de a se contracara deficiența actuală majoră, deficiență reprezentată, asa cum s-a arătat, de modul de obținere a tracțiunii prin interacțiunea dintre sol și organul motor (roată sau șenilă), este reprezentată de către un dispozitiv de arat, de tip cabestan care, de fapt, reprezintă o jumătate din dispozitivul prezentat mai sus, nefiind deci apt de a agrega utilaje reversibile, ambele având ca punct comun tracțiunea prin cablu activ, cu toate dezavantajele ce decurg de aici, dezavantaje ce au dus la abandonarea lor.

Eliminarea acestei deficienți prohibitive, proprie tuturor sistemelor bazate pe utilizarea cablului activ, a condus la soluția de utilizare a unui cablu pasiv (ca

RO 111146 Bl blu care nu se deplasează în timpul lucrului), acesta fiind întins între două vehicule speciale de capăt, staționare, pe durata unei treceri, dar avansând automat, cu un pas, după efectuarea ei, înfășurat pe o rolă atașabilă automat, pe durata unei treceri, alternativ la roata de brazdă, posterioară, a tractorului și conducând în acest fel, la eliminarea totală a patinării (RO 107069) . După cum se știe, patinarea contribuie cu 15 ₅ ⁺¹⁵ % la valoarea finală a randamentului global al unui tractor (17%), iar dacă se ia în considerație numărul acestora pe glob (26.303.904 bucăți, în 1993), efectul potențial al soluției devine evident.

Tot pe utilizarea unui cablu pasiv, de fapt a unui lanț, singurul element mecanic ce ar putea transmite forța de deplasare necesară, se bazează soluția propusă în, brevetul FR 952022. In acest caz, motorul tractorului - care e eliminat din proces - este dispus pe utilajul agricol, acesta devenind, de fapt, un fel de combină deplasabilă pe o cremalieră (lanț, în acest caz). Combinând această deficiență majoră și cu altele, proprii sistemului propus (în 1947), soluția nu a putut fi luată în considerare.

Problema tehnică ce trebuie rezolvată prin invenție constă în realizarea unei instalații de acționare a mașinilor agricole mobile, care să fie concepută astfel încât să elimine complet consumul de energie necesar pentru autodeplasarea unui mijloc de tracțiune, de exemplu a unui tractor, consumul provocat de patinarea roților acestuia, precum și fenomenele negative provocate de tasarea solului de către actualele mijloace de tracțiune.

Instalația de acționare a mași- . nilor agricole, conform invenției, rezolvă această problemă tehnică și înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că are în componență un dispozitiv de acționare, cu o primă rolă de antrenare și o a doua rolă de antrenare, care cooperează cu niște role corespondente de pe niște vehicule de capăt, în sine cunoscute, prin intermediul unor cabluri de asemenea cunoscute, vehiculele de capăt menționate fiind prevăzute cu câte un acumulator de energie mecanică, montat în fiecare din șinele acestora si acționate prin câte o transmisie cu roți dințate cilindrice și conice. Rolele de antrenare menționate sunt antrenate simultan, în sensuri contrare, pnntr-o transmisie, fie de la un motor termic, fie de la un motor electric.

Instalația de acționare a mașinilor agricole, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- elimină total patinarea;

- elimină total rezistenta la rulare;

- sporește semnificativ productivitatea la efectuarea lucrărilor agricole;

- elimină influențele negative, exercitate asupra soiului prin tasare si patinare;

- protejează mediul ambiant, fund nepoluantă;

- creează condiții pentru folosirea energiei solare la acționarea mașinilor agricole.

In continuare, se prezintă un exemplu de realizare de realizare a instalației, conform invenției, în legătura și cu fig. 1...18, care reprezintă:

-fig.1, vedere laterală a instalației echipată cu motor termic:

-fig.2, vedere în plan a instalației din fig.1;

- fig.3, vedere în perspectivă a unei instalații acționată prin energie solară:

-fig.4, reprezentarea schematică a captatorului de energie solară;

-fig.5, detaliu privind construcția schimbătorului de căldură din captatorul solar, echipat cu termo cuple;

-fig.6, detaliu privind construcția schimbătorului de căldură a captatorului solar;

-fig.7, vedere laterală a unui dispozitiv de antrenare, echipat cu motor termic;

- fig.8, vedere în plan a dispozitivului din fig.7;

- fig.9, vedre laterală a unui dispozitiv de antrenare, echipat cu motor electric;

RO 111146 Bl

- fig. 10, vedere în plan a dispozitivului din fig.9, alimentat cu curent electric prin cele două cabluri;

- fig. 11, secțiune prin dispozitivul de antrenare, echipat cu motor electric;

- fig. 12, vedere în plan a dispozitivului de antrenare, echipat cu motor electric;

- fig. 13, vedere din spate (din A] a unui vehicul ajutător, de capăt;

- fig. 14, vedere în plan a vehiculului ajutător de capăt;

-fig. 15, vedere laterală (din B) a vehiculului din fig. 13;

- fig. 16, detaliu privind extensia exterioară a comenzii de orientare a unui vehicul;

- fig. 17, vedere frontală (din C) a panoului de comandă a vehiculului ajutător, de capăt;

-fig. 18, secțiune după, traseul DE (din fig. 13) a vehiculului ajutător, de capăt;

După cum se vede din fig. 1, 2 și 3, forța necesară deplasării este dezvoltată ca urmare a faptului că dispozitivul special 1, echipat, prin construcție, cu motor eletric sau cu ardere internă, determină rotația în sens invers a celor două role 2 și 3, role ce sunt înfășurate cu un număr întreg de spire de către cablurile pasive 4 și 5, care cabluri au lungime variabilă pentru a se adapta terenului și sunt întinse între cele două vehicule ajutătoare 6 și 7, care vehicule au destinația să preia forța din cablurile 4 și 5, să se deplaseze, automat, la comandă, cu lățimea de lucru a utilajului, în vederea trecerii următoare, să genereze electricitate din energia solară sau prin utilizarea unui generator clasic de energie electrică (atunci când e cazul), să o preia direct de la rețea (atunci când acest lucru e posibil) să o transfere, prin intermediul celor două cabluri 4 și 5 (care, deci, sunt și conducători electrici) dispozitivului special 1, aflat temporar, pe utilajul 8, în scopul deplasării acestuia și alimentării lui cu energia necesară altor mișcări ajutătoare de lucru. Dacă energia necesară acestor activități e generată de către un motor termic al dispozitivului special 1. având în vedere faptul că vehiculele de cap G si 7. în acest caz, nu sunt prevăzute cu motor propriu, în scopul deplasării lor. limitate, de la un loc de lucru la următorul, energia mecanică necesară este furnizată de către motorul dispozitivului 1, folosindu-se în acest scop cablurile pasive 4 și 5 a căror tensiune rezultată din deplasarea de lucru, în brazda, a utilajului agricol 8, este transformata de către mecanisme adecvate ale vehiculelor de cap 6 si 7, în mișcarea comandată de deplasare a lor pe noul loc de lucru.

Dacă, dimpotrivă, dispozitivul 1 este prevăzut cu un motor electric alimentat de către .cele două vehicule de cap 6 și 7, atunci, în scopul deplasării lor pe noul loc de lucru, se poate utiliza electricitatea, în care caz ele vor trebui prevăzute cu motor electric propriu, necesar deplasării. Se preferă, totuși, sistemul de acționare propriu cu motor termic.

Așadar, indiferent câ energia necesară funcționării dispozitivului 1 si implicit a utilajului agricol 8, este dată de un motor termic sau de unul electric, deplasarea de lucru a utilajului 8 are loc ca urmare a faptului că energia astfel furnizată, este transformată în mișcare de rotație în sens invers, a celor două role 2 și 3, egale ca diametru, suprapuse și coaxiale, la exteriorul acestora fiind înfășurate, cu un număr întreg de înfășurări, cablurile pasive 4 și 5, procesul de deplasare având loc ca urmare a faptului că prin rotirea în sens invers, cu viteza corespunzătoare, a rolelor 2 și 3, la viteze egale ale acestora, se produce fenomenul de rulare pe cablurile respective, fără alunecare. Dacă vitezele de rotație ale rolelor 2 și 3 sunt temporar diferite, sau dacă unul din cele două cabuluri 4 sau 5 este corespunzător mișcat de la vehiculele de cap 6 sau 7, se obține dirijarea limitată a utilajului în timpul lucrului în brazdă.

RO 111146 Bl

Așa cum s-a menționat mai sus și cum rezultă din fig.3, dispozitivul de antrenare 1 poate fi acționat, în situații în care este posibil acest lucru, de către energia solară, corespunzător captată, și transformată în electricitate de către captatoarele 9, sferice, de diametru D, dispuse pe vehiculele ajutătoare 6 și 7, care vehicule 6 și 7 poartă de asemenea niște dispozitive adecvate de transformare.

Un captator 9 este arătat în fig.3.1. După cum se vede din această figură, razele solare 1, 2, 3 și 4, considerate ca delimitând cele patru colțuri ale unui panou solar (nereprezentat, acesta constituind, de fapt, o soluție constructivă a peretelui captatorului 9 și având dimensiuni de 1x1 = 1m²) sunt reflectate din punctele a, b, c, d către centrul captatorului 9, care este și centrul schimbătorului de căldură sferic 28 de diametru d; Raportul Ds²/ds² =400, ales din considerente termice, determină și mărimea suprafeței pe care sunt concentrate toate razele panoului

27, ridicându-i corespunzător temperatura. Rezultă că, de fapt, în permanență jumătate din suprafața laterală a schimbătorului de căldură va fi încălzită la acestă temperatură, ca urmare a reflectării pe acesta a razelor solare cuprinse în permanență în jumătate din suprafața laterală a captorului 9. Creșterea de temperatură de la exterior se transmite la lichidul din interior, a cărui temperatură va crește corespunzător; rezultă că, de fapt, va exista o diferență permanentă de temperatură între exteriorul cald și interiorul rece al schimbătorului de căldură 28, fenomen termic pe care se bazează funcționarea unui termocuplu. In acest mod, fără consum suplimentar de energie de la soare, folosind randamentul de transformare direct în electricitate a căldurii de către un termocuplu, randament care este de circa 0,18, se va obține electricitatea suplimentară de la schimbătorul de căldură

28, electricitate ce se adaugă la aceea generată de celule foto-voltaice la exte8 riorul captatorului 9.

In fig.3.2 și 3.3, este arătat modul în care termo cuplele 36, încălzite la exterior de către căldura concentrată din razele solare și răcite la interior de către lichidul purtător de căldura din conductele 37, transmit electricitatea generată în acest fel, conducătorilor electrici 38 și 39, corespunzător conectați la colectorul principal de electricitate al schimbătorului de căldură 28. După cum se vede din fig.3.1, 3.2 și 3.3, datorită construcției sferice a acestuia, conductele 37 devin progresiv mai înguste; ca atare, în scopul păstrării unei dimensiuni rezonabile sub aspect hidraulic a acestora, dispunerea de termo-cuple 36 se va opri la .distanța x (fig.3.2] de partea superioară și inferioară ale schimbătorului 28. (Valoarea lui x se va determina la proiectare, în funcție de diametrul dj. Termo-cuplele 36 vor fi dispuse în corpuri de ceramică 40 în baterii, de exemplu de câte 7, (pentru orientare se face precizarea că scara din fig.3.2 și 3.3, pentru diametrul d₈ egal cu 1.000 mm, este egală cu 3,937 μ).

In fig.4 și fig.5, este reprezentat, schematic, dispozitivul de antrenare 1, energia necesară funcționării utilajului 8, la care se va atașa, fiind furnizată de către un motor termic cunoscut în sine, plasat corespunzător în carcasa 12 și care rotește în sens contrar cele două role 2 și 3, la al căror exterior sunt înfășurate, de un număr întreg de ori, cablurile pasive 4, pe rola 2 și 5 pe rola

3. Ca urmare a acestui fapt, dispozitivul 1, împreună cu utilajul de antrenat 8 pe care e plasat, se vor deplasa de-a lungul celor două cabluri 4 și 5, fără patinare și fără rezistență la rulare, singura rezistență fiind cea generată de lucrul util și specific al acestui utilaj 8.

In fig.6 și fig.7, este reprezentat, schematic, dispozitivul de antrenare 1, de data asta energia necesară funcționării acestuia fiind .electrică, generată așa cum s-a arătat și transportată la dispozitivul 1 prin cele două cabluri pași

RO 111146 Bl ve 4 și 5 care, în acest caz, sunt și conductori electrici, energia electrică colectată de către cele două role 2 și 3, fiind corespunzător dirijată spre motorul electric 13, al dispozitivului 1.

In fig.7.1, este arătată construcția interioară a dispozitivului de antrenare 1, echipat cu motorul electric 13 care, prin intermediul reductorului 41, și a pinionului conic 4G, acționează într-un sens și în celălalt -cele două roti conice 42 și 43 solidare, respectiv, cu rolele 2 și 3. (Considerații constructive, lipsite de importanță din punctul de vedere al invenției, au determinat forma rotundă a carcasei 44, precum și dispunerea superioară a lagărului axului 45, evitându-se în acest mod dispunerea în consolă a rolei superioare 2; De asemenea, având în vedere că forța de antrenare a dispozitivului 1 poate să fie foarte variată ca mărime, în carcasa 44 pot fi dispuse, în funcție de lucrare, până la 6 (șase) motoare electrice -sau termice, 12. Așa cum s-a arătat anterior, alimentarea cu electricitate a motorului 13 este făcută prin intermediul cablurilor 4 și 5 și a rolelor respective 2 și 3, care role transmit, prin sisteme adecvate de colectare, energia electrică, astfel obținută, motorului electric 13.

Și într-un caz și în celălalt, deci indiferent de tipul motorului utilizat, termic sau electric, forța dezvoltată în timpul lucrului în brazdă de către utilajul 8, va fi preluată, prin intermediul cablurilor 4 și 5, de către vehiculele ajutătoare, de cap, 6 și 7, staționare pe toată perioada în care se desfășoară mișcarea de lucru a utilajului 8. (Ele se vor deplasa cu un pas - lățimea de lucru B, a utilajului 8 - numai la comandă, automat, indiferent de felul în care e generată și livrată energia mecanică necesară acestei deplasări, așa cum s-a arătat).

In fig.8, 9, 10 și 11, este arătată, schematic, principal, construcția de ansamblare a unui vehicul ajutător, de cap S sau 7. După cum se vede din fig.8, construcția lui este astfel conce10 pută, încât să fie stabil (caracteristică asigurată de lățimea W si de către sistemul de rulare prevăzut cu senile) si compatibil cu preluarea celor două role 14 și 15, destinate să preia, reglabil ca lungime (în funcție de parcela de lucru] și elastic (pentru a asigura un coeficient constant de frecare între cablu si rolă], cele două cabluri pasive. 4 si 5. După cum se vede din fig.8. 9 si 11. fiecare vehicul 6 sau 7, este prevăzut cu un panou 1G, a cărui destinație este aceea de a asigura, pe de-o parte, automatizarea procesului de lucru, (la atingerea acestui panou 1G, de către contrapanoul 17, aflat pe utilajul 8. fig. 1. 2 si 3, acesta se va opri, inversa si schimba sensul de deplasare), iar pe de altă parte, orientarea* corespunzătoare a vehiculului respectiv, 6 sau 7. Prin atingerea panoului 1G în mijloc (porțiunea respectivă a panoului 1G a fost marcată cu A) în acest caz, vehiculul-6 sau 7 se va deplasa drept înainte, ambele șenile având aceiași viteză, prin atingerea lui în porțiunea SL (ceea ce va însemna ușor la stânga) ușor la dreapta (pentru SR], numai la stânga, (pentru FL] si numai la dreapta, (pentru FR), în aceste cazuri, șenilele având viteza corespunzătoare comandată de către elementele de comandă 18, 19 și 20, (fig. 12] acestea comandând, prin intermediul mecanismelor 21 (șenile din stânga, notată cu L), și 22 (șenila din dreapta, notată cu litera R) cele două șenile ale vehiculelor ajutătoare, de cap 6 și 7. Reglarea inițială, la începutul lucrului, se va obține prin acționarea manuală sau de la orice mijloc mecanic de acționare pentru ambele cabluri 4 și 5, prin mecanismele (vezi și fig.8) 23, iar alimentarea cu electricitate a elementelor de comandă 18, 19 și 20, va fi făcută de către bateria 24. In fig. 13, este dat modul în care energia mecanică transferată prin cele două cabluri 4 și 5, alternativ, vehiculelor de cap G și 7 care o prelucrează prin elementele de automatizare 18, 19 și 20 (fig. 12), determină mișcarea diri

RO 111146 Bl jată spre înainte a vehiculelor de cap 6 și 7. După cum se vede, energia mecanică a transmisiilor 21 și 22 este dusă mai departe la cele două mecanisme mecanice de acumulare formate, fiecare din 5 carcasa 27 (aflată pe axul de ieșire al transmisiilor 21 și 22] din elementul elastic 28 și din pinionul 29. La rândul său, la comandă, acesta o transmite prin lanțul 30, roții de lanț 31 care, așa 10 cum se vede din fig. 10.1, este coaxială cu rola de antrenare a șenilei respective determinând, în acest mod, mișcarea înspre înainte a vehiculului de cap respectiv. 15

Revendicări

Claims (2)

1. Instalație de acționare a mașinilor agricole, alcătuită din două 2 0 vehicule de capăt, echipate fiecare cu colector de energie solară, cu acumulator de energie mecanică și mijloace de declanșare automată a acestor acumuPreședintele comisiei de examinare: Examinator: ing. Tiugan Tudor latoare, niște cabluri pasive, legate la extremități de vehiculele de capăt, menționate, un dispozitiv de antrenare cu role și motor propriu pentru acționarea mașinii agricole , caracterizată prin aceea că are în componentă un dispozitiv de acționare cu o primă rola de antrenare (2j și o a doua rola de antrenare (3j, care cooperează cu niște role corespondente (14, 15] de pe vehiculele de capăt (6, 7), vehicule care sunt prevăzute cu câte un acumulator de energie mecanică, montat în fiecare din senilele acestora și acționate printr-o transmisie cu roți dințate cilindrice (21. 22) si conice.

2. Instalație pentru acționarea mașinilor agricole, conform revendicam 1, caracterizată prin aceea că. rolele motoare (2, 3] sunt antrenate printr-o transmisie cu roti dintate conice si cilindrice de la un motor termic (12) si de la un motor electric (13).