RU2195103C2

RU2195103C2 - Separating module for transforming potato digger into root harvester

Info

Publication number: RU2195103C2
Application number: RU2000131259A
Authority: RU
Inventors: Л.М. Максимов; П.Л. Максимов; Л.Л. Максимов; А.А. Неустроев; А.И. Двоеглазов; А.А. Мякишев
Original assignee: Максимов Леонид Михайлович
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: module has centrifugal-squeezing separator, belt-inertial top remover, and discharge conveyor. Assembling units are mounted on detachable base constructed and sized in accordance with top contour of serial digger frame. Second stage of centrifugal-squeezing separator is arranged in front part of base and composed of two rod-type elevator webs. One of webs is running around front part of wheels, which are mounted on common shaft and equipped with annular guiding track and toothed gear, which comes into contact with elevator rods. Elevator upper free branch is inclined to horizontal plane to define acceleration surface and is put onto guiding roll fixed to upper end of levers pivotally connected to frame. Levers are fixed in predetermined position on section having plurality of openings. Second elevator of smaller width is put onto rings arranged on wheel disks in circular path concentric to wheel rim and onto sprockets of upper shaft mounted under drive shaft of separator first stage. Module is preferably used on water-logged soils. EFFECT: increased efficiency and wider operational capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности для уборки картофеля и овощных корнеплодов. The invention relates to agricultural machinery, in particular for harvesting potatoes and vegetable root crops.

Известен корнеклубнеуборочный комбайн (см. патент Р.Ф. 2128418, А 01 Д 17/22), отличающийся тем, что снабжен центробежно-выжимным сепаратором, выполненным из двух прутковых элеваторных полотен, один из которых огибает барабан сзади на дуге не менее 180^o, а другой - элеватор уменьшенной ширины - надет на трубки, размещенные на стенках барабана по окружности, концентричной направляющим дорожкам, и натянуто направляющим вальцом, размещенным над выгрузным транспортером. У этого комбайна пальчатая разделительная горка также установлена над выгрузным транспортером.Known root harvester (see patent R.F. 2128418, A 01 D 17/22), characterized in that it is equipped with a centrifugal-squeezing separator made of two bar elevators, one of which bends around the rear drum on an arc of at least 180 ^o and the other - an elevator of reduced width - is worn on tubes placed on the walls of the drum in a circle concentric with the guide tracks, and pulled by a guide roller placed above the discharge conveyor. This combine harvester also has a finger-mounted separation slide above the discharge conveyor.

Такой комбайн хорошо работает на песчаных и супесчаных почвах нормальной влажности. На глинистых почвах повышенной влажности тестообразная мелкая фракция почвы "зависает" на прутках элеватора и в большом количестве поступает на выгрузной транспортер. Конструктивная схема комбайна выполнена без учета возможности установки сепарирующих органов на раму картофелекопателя серийного производства. Such a combine works well on sandy and sandy loam soils of normal humidity. On clay soils of high humidity, the doughy fine fraction of the soil “freezes” on the bars of the elevator and enters a large amount to the unloading conveyor. The design of the harvester is made without taking into account the possibility of installing separating organs on the frame of a potato digger of mass production.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание сепарирующего модуля, обеспечивающего качественное выполнение техпроцесса при уборке картофеля и овощных корнеплодов на почвах повышенной влажности и позволяющего на базе картофелекопателя серийного производства составить полнооперационный корнеклубнеуборочный комбайн. Эта цель достигается тем, что сборочные единицы комбайна смонтированы на съемном основании, конструкция и размеры которого соответствуют верхнему контуру рамы копателя серийного производства, при этом в передней части основания установлена вторая ступень центробежно-выжимного сепаратора, состоящая из двух прутковых элеваторных полотен; один из которых огибает спереди колеса, установленные на общем валу, снабженные кольцом - направляющей дорожкой для несущих ремней и зубчатым венцом, входящим в контакт с прутками элеваторного полотна, при этом верхняя свободная ветвь элеватора, наклоненная к горизонту и образующая горку раската, надета на направляющий валец, установленный на верхнем конце шарнирно связанных с рамой рычагов, положение которых фиксируется на секторе с множеством отверстий; второй элеватор уменьшенной ширины надет на пальцы, размещенные на дисках колес по окружности, концентричной кольцам - направляющим дорожкам, и на звездочки верхнего вала, установленного над ведущим валом первой ступени сепаратора. The aim of the invention is to eliminate these drawbacks and the creation of a separation module that ensures high-quality technical process when harvesting potatoes and vegetable root crops on soils with high humidity and allows on the basis of a potato digger serial production to make a full-fledged root harvester. This goal is achieved by the fact that the assembly units of the combine are mounted on a removable base, the design and dimensions of which correspond to the upper contour of the digger frame of mass production, while the second stage of the centrifugal-squeezing separator, consisting of two elevator bars, is installed in front of the base; one of which bends around the front wheels mounted on a common shaft, equipped with a ring - a guide track for bearing belts and a gear rim that comes into contact with the bars of the elevator canvas, while the upper free branch of the elevator, inclined to the horizon and forming a hill of roll, is worn on the guide a roller mounted on the upper end of the pivotally connected levers with a frame, the position of which is fixed on a sector with many holes; the second elevator of reduced width is worn on fingers placed on wheel disks around the circumference, concentric rings - guide tracks, and on the sprockets of the upper shaft mounted above the drive shaft of the first stage of the separator.

В отличие от известных комбайнов выгрузной поперечный транспортер расположен в безопасной зоне, в задней части модуля, и снабжен площадкой для рабочих-переборщиков. Unlike well-known combines, the unloading cross conveyor is located in a safe zone, at the rear of the module, and is equipped with a platform for pick-up workers.

Основным достоинством предлагаемого устройства является то, что, установив быстросъемный сепарирующий модуль на раму копателя серийного производства, за короткое время можно создать комбайн, по производительности не уступающий громоздким комбайнам серийного производства. По материалоемкости предлагаемый комбайн в 2...2,5 раза легче известных аналогов. Комбайн содержит всего два конических редуктора и три цепных контура. Из конструктивной схемы исключены такие дорогостоящие ненадежные в работе сборочные единицы, как цилиндрические пневматические комкодавители, прорезиненные пальчатые горки, подъемный транспортер, редкопрутковый ботвоотделитель и т.д. Технологическая схема комбайна дополнена второй ступенью центробежно-выжимного сепаратора, обеспечивающего отделение влажной тестообразной глинистой почвы. Сочетание двух ступеней центробежно-выжимных сепараторов повышает эффективность сепарации и обеспечивает работу комбайна на повышенной скорости. The main advantage of the proposed device is that by installing a quick-detachable separation module on the frame of a serial production digger, in a short time, you can create a harvester that is not inferior in performance to bulky serial harvesters. In terms of material consumption, the proposed combine is 2 ... 2.5 times lighter than known analogues. The harvester contains only two bevel gears and three chain circuits. Such expensive unreliable assembly units as cylindrical pneumatic clutch compressors, rubberized finger slides, a lifting conveyor, a rare-rod topper, etc. are excluded from the design. The technological scheme of the combine is supplemented by the second stage of a centrifugal-squeezing separator, which ensures the separation of moist dough-like clay soil. The combination of two stages of centrifugal-release separators increases the efficiency of separation and ensures the operation of the combine at high speed.

На чертеже изображена схема сепарирующего модуля, установленного на раму картофелекопателя типа КСТ-1,4, вид сбоку. Модуль сепарирующий включает две ступени центробежно-выжимных сепаратора, установленных на общем основании, выгрузной транспортер, скатной лоток. Первая ступень сепаратора состоит из основного пруткового элеватора 1, клубнеприемного элеватора 2. Над верхней ветвью элеватора 1 на общем валу установлены два колеса 3, снабженные ободом (направляющей дорожкой), которые контактируют сзади на дуге не менее 180^o с несущими ремнями элеватора 1. По окружностям концентричным ободам на обеих колесах 3 с необходимым интервалом закреплены пальцы 4 (длина их равна ширине несущего ремня элеватора), на которые надето клубнеприемное элеваторное полотно 2 уменьшенной ширины. Перестановкой пальцев 4 по отверстиям, имеющимися на дисках колес 3 изменяют радиальный зазор между прутками элеваторов 1 и 2 в зоне их сближения на криволинейном участке.The drawing shows a diagram of a separation module mounted on the frame of a potato digger type KST-1.4, side view. The separating module includes two stages of a centrifugal-release separator installed on a common base, an unloading conveyor, a slope tray. The first stage of the separator consists of the main rod elevator 1, tuber-accepting elevator 2. Above the upper branch of the elevator 1, two wheels 3 are installed on the common shaft, equipped with a rim (guide track) that contact at least 180 ^o from the rear with supporting elevator belts 1. By the circles concentric rims on both wheels 3 with the required interval fixed fingers 4 (their length is equal to the width of the carrier belt of the elevator), on which the tuber-receiving elevator fabric 2 of reduced width is worn. By rearranging the fingers 4 through the holes available on the wheels of the wheels 3, the radial clearance between the bars of the elevators 1 and 2 is changed in the zone of their convergence in a curved section.

Движение клубнеприемного элеватора 2 направляется передним вальцом 5. Бесконечные ремни круглого сечения ботвоотделителя 6 огибают клубнеприемное элеваторное полотно 2, при этом свободные верхние ветви их отведены с помощью направляющего валика 7 со шкивами назад относительно верхнего ведущего вала 8 элеватора 1 до соприкосновения задних ветвей ремней с прутками элеватора 1. The movement of the tuber-receiving elevator 2 is guided by the front roller 5. The endless round belts of the topper separator 6 round the tuber-receiving elevator fabric 2, while their free upper branches are retracted with a guide roller 7 with pulleys back relative to the upper drive shaft 8 of the elevator 1 until the rear branches of the belts touch the rods elevator 1.

В передней части основания 9 установлена вторая ступень центробежно-выжимного сепаратора, состоящая из двух элеваторных полотен 10 и 11. Элеватор 10 огибает спереди колеса 12, установленные на общем валу, снабженные кольцом - направляющей дорожкой 13 и зубчатым венцом 14, входящим в контакт с прутками элеватора 10. При этом верхняя свободная ветвь элеватора 10, наклоненная к горизонту и образующая горку раската, надета на направляющий валец 15, установленный на верхнем конце шарнирно связанных с рамой рычагов, заданное положение которых фиксируется на секторе со множеством отверстий (не показано). Второй элеватор 11 уменьшенной ширины надет на пальцы 16, размещенные на дисках колес 12 по окружности, концентричной кольцам - направляющим дорожкам 13, и на звездочки верхнего вала 17, установленного над ведущим валом 8 первой ступени сепаратора. In the front of the base 9, a second stage of a centrifugal-squeezing separator is installed, consisting of two elevator canvases 10 and 11. The elevator 10 bends around the front wheels 12 mounted on a common shaft, equipped with a ring - a guide track 13 and a gear ring 14 that comes into contact with the rods elevator 10. At the same time, the upper free branch of the elevator 10, inclined to the horizon and forming a hill of peals, is worn on a guide roller 15 mounted on the upper end of the levers pivotally connected to the frame, the predetermined position of which is fixed with a plurality of holes on the sector (not shown). The second elevator 11 of reduced width is worn on the fingers 16, placed on the wheels of the wheels 12 around the circumference, concentric rings - guide tracks 13, and on the sprockets of the upper shaft 17 mounted above the drive shaft 8 of the first stage of the separator.

Выгрузной поперечный транспортер 18 расположен в безопасной зоне, в задней части модуля, и снабжен площадкой 19 для рабочих-переборщиков. В передней части модуля имеется скатной лоток 20 для отвода мелких примесей и растительных, сходящих с элеватора 10. The unloading cross conveyor 18 is located in a safe area, at the rear of the module, and is equipped with a platform 19 for pick-up workers. In the front of the module there is a pitched tray 20 for removal of small impurities and vegetable, coming from the elevator 10.

Работа картофелеуборочного варианта комбайна, составленного из картофелекопателя и сепарирующего модуля, осуществляется следующим образом. С лемехом пласт вместе с клубнями и ботвой первым элеватором подается на поверхность пруткового элеваторного полотна 1. При дальнейшем движении пласт защемляется между верхней поверхностью элеватора 1 и нижней поверхностью элеватора 2, прутки элеваторов обжимают и деформируют пласт. При этом интенсивно разрушаются плотные комки почвы и частицы их выдавливаются через просветы между прутками как вверх, так и вниз. Высота пласта резко сокращается до величины зазора между поверхностями элеваторов 1 и 2 в зоне их сближения. Величина этого зазора в необходимых случаях регулируется перестановкой пальцев 4 по отверстиям, имеющимися на стенках барабана. Помимо обжимающей силы на ворох, движущейся по окружности, действуют составляющая силы тяжести и нормальная составляющая сила инерции (центробежная сила). Вследствие этого почва в процессе подъема вверх по кольцевому каналу интенсивно отделяется от клубней картофеля. The work of the potato harvester option, composed of a potato digger and a separation module, is as follows. With the ploughshare, the formation along with tubers and tops of the first elevator is fed to the surface of the elevator bar 1. With further movement, the reservoir is pinched between the upper surface of the elevator 1 and the lower surface of the elevator 2, the elevator rods compress and deform the formation. At the same time, dense lumps of soil are intensively destroyed and their particles are squeezed out through the gaps between the rods both up and down. The height of the formation is sharply reduced to the size of the gap between the surfaces of the elevators 1 and 2 in the zone of their convergence. The size of this gap, if necessary, is regulated by rearranging the fingers 4 along the holes available on the walls of the drum. In addition to the squeezing force, a heap moving in a circle is affected by a component of gravity and a normal component of inertia (centrifugal force). As a result of this, the soil is intensively separated from the potato tubers during the ascent up the annular channel.

В верхней части поверхности основного элеватора 1 и клубнеприемного элеватора 2 расходятся. Отделившиеся в кольцевом канале клубни от ботвы и оставшиеся примеси остаются на верхней ветви клубнеприемного элеватора 2, а ботва с неотделившимися клубнями, зажатая между прутковым элеватором 1 и ремнями 6 ботвоотделителя, поднимаются до ведущего вала 8 элеватора 1 и здесь вследствие резкого изменения направления движения прутков элеватора (на повороте) и ремней 6 возникают инерционные силы, обеспечивающие надежный отрыв клубней от ботвы. Ботва и растительные остатки нисходящей ветвью элеватора 1 выносятся назад и падают вслед комбайна, а отделившиеся от ботвы клубни поступают на приемную наклонную поверхность клубнеприемного элеватора 2. С поверхности элеватора 2 клубни с примесями передаются на поверхность элеватора 10. Элеватор имеет три зоны: горизонтальную, криволинейную (дуга окружности) и наклонную в виде горки раската. В криволинейной зоне вследствие действия центробежных сил интенсифицируется процесс отделения почвенных примесей. In the upper part of the surface of the main elevator 1 and tuber intake elevator 2 diverge. The tubers separated in the annular channel from the tops and the remaining impurities remain on the upper branch of the tuber-receiving elevator 2, and the tops with non-separated tubers, sandwiched between the bar elevator 1 and the topper separator belts 6, rise to the drive shaft 8 of the elevator 1 and here, due to a sharp change in the direction of movement of the elevator bars (at a bend) and belts 6 inertial forces arise, providing a reliable separation of tubers from the tops. The tops and plant debris are descended by the descending branch of the elevator 1 and fall after the combine, and the tubers separated from the tops are fed to the receiving inclined surface of the tuber-receiving elevator 2. From the surface of the elevator 2, the tubers with impurities are transferred to the surface of the elevator 10. The elevator has three zones: horizontal, curved (circular arc) and sloping in the form of a peal of a peal. In the curvilinear zone due to the action of centrifugal forces, the process of separation of soil impurities is intensified.

Наклоненный к горизонту участок элеватора 10 выполняет функцию горки раската. Трудноотделимая влажная мелкая тестообразная глинистая почва, зависшая между прутками, вместе с мелкими растительными примесями поднимается до конца элеватора и выбрасывается на скатной лоток 20, а клубни, имея округлую поверхность, скатываются вниз и поступают на поверхность элеватора 11. С элеватора 11 клубни подаются на поперечный выгрузной ленточный транспортер 18. В необходимых случаях оставшиеся примеси с поверхности транспортера удаляются вручную. The elevator section 10 inclined to the horizon performs the function of a peal of a peal. Difficult to separate wet small dough-like clay soil hanging between the rods, together with small vegetable impurities rises to the end of the elevator and is thrown onto the ramp tray 20, and the tubers, having a rounded surface, roll down and enter the elevator surface 11. From the elevator 11 tubers are fed to the transverse unloading conveyor belt 18. If necessary, the remaining impurities from the surface of the conveyor are removed manually.

Основные достоинства предлагаемого устройства:
- возможность сборки комбайна при наличии предлагаемого модуля на базе копателя в хозяйственных условиях,
- возможность качественной уборки картофеля (корнеплодов) на почвах повышенной влажности,
- длинный путь сепарации и наличие двух ступеней центробежно-выжимной сепарации,
- возможность работы на почвах нормальной влажности на повышенной скорости,
- относительно малая масса (в 2...2,5 раза легче аналогов),
- простота конструктивной схемы и технологичность сборочных единиц (макетный образец изготовлен в условиях мастерской академии).The main advantages of the proposed device:
- the ability to assemble the harvester in the presence of the proposed module based on the digger in an economic environment,
- the possibility of high-quality harvesting of potatoes (root crops) on soils of high humidity,
- a long separation path and the presence of two stages of centrifugal-squeeze separation,
- the ability to work on soils of normal humidity at high speed,
- relatively small mass (2 ... 2.5 times lighter than analogues),
- simplicity of the design scheme and manufacturability of assembly units (a prototype was made in the conditions of the workshop of the academy).

Приведенные достоинства заметно снижают стоимость изготовления комбайна и эксплуатационные издержки. These advantages significantly reduce the cost of manufacturing the harvester and operating costs.

Изготовлен макетный образец комбайна. A prototype of the harvester was made.

Экономическая эффективность устройства вытекает из вышеприведенных достоинств. The economic efficiency of the device follows from the above advantages.

Claims

1. Separating module for converting a potato digger to a root harvester, comprising a centrifugal-squeezing separator, a belt-inertia topper separator, an unloading conveyor, characterized in that the assembly units are mounted on a removable base, the design and dimensions of which correspond to the upper contour of the digger frame of serial production, while in the front of the base there is a second stage of a centrifugal-squeezing separator, consisting of two bar elevators, one of which the wheels mounted on a common shaft in front, equipped with a ring - a guide track and a gear rim coming into contact with the elevator rods, the upper free branch of the elevator, inclined to the horizon and forming a hill of roll, is worn on a guide roller mounted at the upper end of the hinge levers associated with the frame, the position of which is fixed on a sector with many holes; the second elevator of reduced width is worn on the fingers placed on the wheel disks along the circumference of the concentric rim of the wheels, and on the sprockets of the upper shaft mounted above the drive shaft of the first stage of the separator.

2. The separating module according to claim 1, characterized in that the unloading transverse conveyor is located in a safe zone, in the rear of the module base and is equipped with a platform for pick-up workers.