RU2174298C1

RU2174298C1 - Pneumatic apparatus for tearing off fruits from trees

Info

Publication number: RU2174298C1
Application number: RU2000114017A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хорошавин; В.Г. Юферев
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-10-10

Abstract

FIELD: agriculture and forestry. SUBSTANCE: apparatus is adapted to be mounted on tractor equipped with fan and air guiding pipe attached to fan outlet branch pipe by means of spherical pivot joint. During operation of apparatus spatial position of air pipe is adjusted by hydraulic cylinders controlled from tractor cabin. Head is mounted for free rotation under the action of reactive force. Head is composed of at least one nozzle of special shape providing guiding and rotation of air stream in predetermined radial direction. Apparatus may be used in farm machines for collecting dry forest fruit (seeds) from trees. The procedure of tearing- off fruits from tree branches is substantially simplified by directed action of air stream upon fruit. EFFECT: simplified construction and enhanced reliability in operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, преимущественно для сбора сухих лесных плодов (семян) с деревьев. The invention relates to agricultural machinery, mainly for collecting dry forest fruits (seeds) from trees.

Известна машина для сбора плодов, включающая вентилятор для создания нагнетательного воздушного потока, пульсатор для преобразования постоянного воздушного потока в пульсирующий, открытую сверху вертикальную камеру, охватывающую крону дерева и являющуюся продолжением воздухопровода (а.с. СССР N 348178, 1972) и дополнительное (а.с. СССР N 412860, 1974). A known fruit harvesting machine, including a fan for creating a forced air flow, a pulsator for converting a constant air flow into a pulsating vertical chamber open from above, covering the crown of a tree and which is a continuation of the air duct (USSR AS No. 348178, 1972) and additional (a .s. USSR N 412860, 1974).

Указанная машина имеет следующие недостатки: пульсирующий поток создается путем периодического перекрытия постоянного воздушного потока, что приводит к значительному снижению эффективности воздушной струи. При входе воздушного потока из воздухопровода в вертикальную камеру значительно большего сечения наибольшая скорость потока будет в центре камеры, а основная часть плодов располагается вблизи стенки камеры, что еще больше снижает эффективность действия воздушного потока. The specified machine has the following disadvantages: a pulsating flow is created by periodically shutting off a constant air flow, which leads to a significant decrease in the efficiency of the air stream. When the air stream enters from the air duct into a vertical chamber of a much larger cross section, the highest flow velocity will be in the center of the chamber, and the main part of the fruit will be located near the chamber wall, which further reduces the efficiency of the air flow.

Известен пневматический встряхиватель деревьев, включающий вентилятор для создания нагнетательного воздушного потока, принудительно вращающейся вокруг оси выходного патрубка вентилятора насадки, имеющей на выходном конце, по крайней мере, два сопла. Сопла снабжены поворотными щитками для изменения направления потока воздуха (а.с. СССР N 511909, 1976). Known pneumatic shaker of trees, including a fan to create a discharge air flow, forcibly rotating around the axis of the outlet pipe of the nozzle fan, having at the output end at least two nozzles. The nozzles are equipped with rotary shields for changing the direction of the air flow (AS USSR N 511909, 1976).

Данное изобретение является наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом), но оно имеет ряд недостатков, препятствующих его использованию для отрыва лесных плодов (в виде крылаток, коробочек, бобов). This invention is the closest in combination of essential features (prototype), but it has several disadvantages that prevent its use for detachment of forest fruits (in the form of lionfish, capsules, beans).

Благоприятные условия для отрыва лесных плодов создаются при направленном воздействии воздушной струи, когда вектор скорости направлен от плода к плодоножке. В этом случае от воздействия потока воздуха на плод плодоножка изгибается, происходит разрушение соединения плодоножка-ветка или плодоножка-плод и плод отделяется от дерева. Если воздушная струя направлена от плодоножки к плоду, то плод установится вдоль струи относительно центра жесткости системы ветка-плодоножка-плод, то есть относительно точки соединения плодоножки с веткой. В этом случае плодоножка будет нагружаться растягивающими усилиями (известно, что предел прочности при растяжении значительно выше) и для отрыва плода потребуется приложить большие усилия. Favorable conditions for detachment of forest fruits are created with the directed action of an air stream, when the velocity vector is directed from the fruit to the peduncle. In this case, the peduncle bends from the influence of the air flow on the fruit, the compound of the peduncle-branch or the peduncle-fruit is destroyed, and the fruit is separated from the tree. If the air stream is directed from the stem to the fruit, then the fetus will be installed along the jet relative to the center of stiffness of the branch-peduncle-fruit system, that is, relative to the connection point of the peduncle with the branch. In this case, the stalk will be loaded with tensile forces (it is known that the tensile strength is much higher) and to detach the fetus, great efforts will be required.

Поэтому при отрыве плодов направление воздушной струи должно изменяться в пространстве. Поворотными щитками, как указано в прототипе, такого изменения добиться невозможно. Кроме того, поворотные щитки создают дополнительное сопротивление воздушной струе и снижают ее дальнобойность, а принудительный привод насадки с соплами усложняет конструкцию устройства для отрыва плодов. Применение большего количества сопел приводит к снижению расхода воздуха через каждое и, как следствие, к дополнительному снижению дальнобойности струи. Therefore, upon separation of the fruits, the direction of the air stream should change in space. Turning shields, as indicated in the prototype, such a change is impossible to achieve. In addition, the rotary shields create additional resistance to the air stream and reduce its range, and the forced drive of the nozzle with nozzles complicates the design of the device for tearing fruit. The use of a larger number of nozzles leads to a decrease in air flow through each and, as a result, to an additional decrease in the range of the jet.

Цель изобретения - обеспечение направленного воздействия воздушной струи на плоды деревьев и упрощение конструкции устройства для отрыва плодов с деревьев. The purpose of the invention is the provision of directional effects of an air stream on the fruits of trees and simplification of the design of the device for detaching fruits from trees.

Это достигается тем, что один конец воздухопровода, направляющего воздушную струю, присоединен к выпускному патрубку вентилятора с помощью шарового шарнира, а на другом конце установлена свободно вращающаяся от реактивных сил воздушной струи насадка, имеющая одно или несколько сопел. При этом сопла выполнены с выносом относительно оси вращения насадки, а плоскость сопла расположена под углом к плоскости вращения насадки. Пространственное положение направляющего воздухопровода изменяется при работе из кабины трактора при помощи гидроцилиндров. This is achieved by the fact that one end of the air duct directing the air stream is connected to the exhaust pipe of the fan by means of a ball joint, and a nozzle having one or more nozzles freely rotating from the reactive forces of the air stream is installed on the other end. In this case, the nozzles are made with the offset relative to the axis of rotation of the nozzle, and the plane of the nozzle is located at an angle to the plane of rotation of the nozzle. The spatial position of the guide air duct changes during operation from the tractor cab using hydraulic cylinders.

В прототипе ось вращающейся насадки расположена соосно с осью выходного патрубка вентилятора, что исключает возможность изменения ее пространственного положения для изменения направления струи. Щитками, расположенными у прототипа на соплах, можно изменять направления струи лишь в одной плоскости после полной остановки агрегата с уменьшением дальнобойности струи. Вращение сопла в прототипе обеспечивается принудительно специальным приводом, что усложняет конструкцию устройства. In the prototype, the axis of the rotating nozzle is aligned with the axis of the outlet pipe of the fan, which eliminates the possibility of changing its spatial position to change the direction of the jet. The guards located on the nozzles of the prototype can change the direction of the jet in only one plane after the unit stops completely with a decrease in the range of the jet. The rotation of the nozzle in the prototype is provided forcibly by a special drive, which complicates the design of the device.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства, навешенного на трактор, на фиг. 2 - направляющий воздухопровод с вращающимся соплом и шаровым шарниром, вид в плане, на фиг. 3 - вращающееся сопло, вид сбоку. In FIG. 1 schematically shows a general view of a device mounted on a tractor, FIG. 2 - a directing air duct with a rotating nozzle and a ball joint, a plan view, in FIG. 3 - rotating nozzle, side view.

Предлагаемое устройство навешивается на трактор и включает установленный на раме 1 вентилятор 2, присоединенный к выходному патрубку 3 вентилятора шаровой шарнир 4, направляющий воздухопровод 5, на выходном конце которого установлена свободно вращающаяся на роликах насадка 7, имеющая одно или несколько сопел 8. Пространственное положение направляющего воздухопровода устанавливается двумя гидроцилиндрами 6 или другими исполнительными механизмами, управляемыми из кабины трактора. Для получения наибольшей дальнобойности струи применяют одно сопло, а для увеличения частоты воздействия струи на плоды количество сопел увеличивается. Для обеспечения свободного вращения насадки сопло вынесено на некоторый радиус относительно оси вращения насадки (фиг. 3), а плоскость сопла расположена под некоторым углом к плоскости вращения насадки. The proposed device is mounted on a tractor and includes a fan 2 mounted on the frame 1, a ball joint 4 connected to the fan outlet pipe 3, a directing air pipe 5, at the output end of which a nozzle 7 freely rotating on rollers is installed, having one or more nozzles 8. The spatial position of the guide the air duct is installed by two hydraulic cylinders 6 or other actuators controlled from the tractor cab. To obtain the greatest range of the jet, one nozzle is used, and to increase the frequency of the impact of the jet on the fruits, the number of nozzles increases. To ensure free rotation of the nozzle, the nozzle is placed at a certain radius relative to the axis of rotation of the nozzle (Fig. 3), and the plane of the nozzle is located at some angle to the plane of rotation of the nozzle.

Устройство работает следующим образом. При движении агрегата вдоль ряда деревьев тракторист устанавливает направляющий трубопровод 5 с помощью гидроцилиндров 6 так, чтобы направление воздушной струи было ориентировано от плода к плодоножке, и обеспечивает это условие на всем участке, изменяя при необходимости ориентацию воздушной струи. Воздушный поток из направляющего воздухопровода попадает в свободно вращающуюся насадку с сужающимся соплом, где увеличивается его скорость, а следовательно, и дальнобойность, что является необходимым условием отрыва сухих плодов деревьев (бобов, крылаток, коробочек), и в то же время происходит уменьшение эффективного радиуса. Для увеличения эффективного радиуса струи используется вращение сопла по определенному радиусу под действием реактивных сил выходящей воздушной струи. Плодоножки за счет направленного воздействия воздушной струи на плоды изгибаются и разрушаются, происходит отделение плодов от дерева. The device operates as follows. When the unit moves along a series of trees, the tractor driver sets the guide pipe 5 with the help of hydraulic cylinders 6 so that the direction of the air stream is oriented from the fruit to the stem, and provides this condition throughout the area, changing the orientation of the air stream if necessary. The air flow from the air duct enters a freely rotating nozzle with a tapering nozzle, where its speed increases and, consequently, its range, which is a necessary condition for the separation of dry tree fruits (beans, lionfish, capsules), and at the same time, the effective radius decreases . To increase the effective radius of the jet, the nozzle is rotated over a certain radius under the action of the reactive forces of the outgoing air stream. The peduncle due to the directed action of the air stream on the fruits bend and collapse, the fruits are separated from the tree.

Claims

Pneumatic device for tearing fruit from trees, containing a fan with an outlet pipe, a guide device and a rotating nozzle with at least one nozzle, characterized in that the guide device is made in the form of an air duct that is connected via a ball joint to the fan outlet pipe, this axis of rotation of the nozzle is parallel to the axis of rotation of the nozzle, and the plane of the nozzle is located at an angle to the plane of rotation of the nozzle.