ботворез

Формула изобретения

1. БОТВОРЕЗ, содержащий привод вращения с горизонтальным валом, на котором попарно закреплены несущие гибкие держатели с установленными между ними рабочими элементами с режущими кромками, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде ножей, закрепленных на задней по направлению перемещения поверхности несущих гибких держателей с образованием режущей сети типа лестницы, при этом режущие кромки ножей расположены на расстоянии не менее 0,5 см от передней по направлению перемещения поверхности несущих гибких держателей.

2. Ботворез по п.1, отличающийся тем, что ножи установлены с уменьшающимся к концам несущих гибких держателей углом от 90 до 45^o относительно передней по направлению перемещения поверхности несущих гибких держателей.

3. Ботворез по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде упругих дуг, жестко прикрепленных своими концами к несущим гибким держателям, при этом между концами дуг закреплена проволочная струна.

4. Ботворез по п. 1, отличающийся тем, что несущие гибкие держатели закреплены на горизонтальном валу с возможностью регулирования их длины.

5. Ботворез по п.1, отличающийся тем, что несущие гибкие держатели выполнены в виде стержня из эластичного материала.

6. Ботворез по п.1, отличающийся тем, что несущие гибкие держатели выполнены из эластичного шланга.

7. Ботворез по п.1, отличающийся тем, что несущие гибкие держатели выполнены в виде металлических лент или отрезков троса с эластичным покрытием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к ботворезам, преимущественно для удаления ботвы кормовой свеклы.

Известны устройства для обрезки или удаления ботвы корнеплодов, содержащие привод вращения, горизонтальный вал и ударные элементы типа гибких бичей, концы которых прикреплены к валу или к его вращающимся элементам.

Устройства указанного типа позволяют достаточно эффективно удалять ботву с корнеплодов, в том числе и со свеклы.

Однако имеются и определенные недостатки, связанные со значительными ударными повреждениями клубней, находящихся над поверхностью почвы, недостаточная приспособленность к удалению ботвы именно кормовой свеклы, корнеплоды которой выступают над грунтом на различную высоту. Кроме того вызывает ряд трудностей сохранение черенков ботвы в заданном диапазоне размеров.

Известно устройство типа ботвореза (ботводробителя), содержащее в том числе привод вращения с горизонтальным валом, на котором в радиальном направлении закреплены рабочие элементы П-образной формы, каждый из которых включает нож с режущей кромкой, установленный на (противоположных закрепленным) концах двух (парных) держателей.

Данная конструкция ботвореза способствует повышению качества удаления ботвы, например, при предуборочной обработке ботвы картофеля.

Однако при обработке подобным ботводробителям ряда других корнеплодов, неравномерно выступающих над поверхностью почвы, прежде всего, кормовой свеклы, имеет место значительное их травмирование как режущими кромками ножей, так и их держателями, что является совершенно недопустимым. Обрабатываемые таким образом корнеплоды оказываются либо значительно поврежденными ударными воздействиями рабочих элементов, либо срезанными в выступающей части, что исключает их длительное хранение.

Изобретение направлено на достижение технического результата, обеспечивающего высокоэффективную обработку ботвы корнеплодов, в первую очередь ботвы кормовой свеклы (головки которой неравномерно выступают над поверхностью почвы), что и является решаемой задачей.

Сущность изобретения заключается в том, что ботворез (ботводробитель) содержит привод вращения с валом, располагаемым над поверхностью почвы примерно горизонтально, на котором в радиальном направлении закреплены рабочие элементы П-образной формы, каждый из которых включает нож с режущей кромкой, установленный на (противоположных закрепленным) концах двух (парных) гибких держателей, причем в отличие от прототипа П-образные рабочие элементы снабжены утопленными ножами, закрепленными на тех же держателях с образованием гибкой режущей сети типа лестницы. Кроме этого, по крайней мере передняя по направлению своего вращательного движения ударная поверхность держателей выполнена из эластичного материала, а режущие кромки всех ножей сдвинуты назад относительно плоскостей, касательных к ударным поверхностям держателей в точках закрепления ножей, на расстояние не менее 0,5 см, определяемое заданным размером сохраняемых черенков ботвы, что относится к существенным признакам изобретения, достаточным для достижения технического результата (общий случай).

В частных случаях и конкретных формах реализации предусмотрено: что расстояние между держателями не превышает среднего диаметра корнеплода; что ножи ботвореза и их режущие кромки расположены в плоскостях, ориентированных под углами от 90 до 45^о к плоскостям, касательным к держателям (или их осям) в области крепления соответствующих ножей, причем этот угол уменьшается при удалении ножей от горизонтального вала; что в ботворезах каждый из ножей выполнен в виде упругой дуги, жестко прикрепленной к гибким держателям своими концами, между которыми натянута тонкая проволока по типу струны, образующая режущую кромку ножа; что в ботворезе концы держателей закреплены в отверстиях по валу с возможностью их заглубления и фиксации при регулировании длины; что в ботворезе держатели по всей их длине выполнены в виде цельного стержня из эластичного материала типа резины; что в ботворезе держатели выполнены из эластичного шланга (с внутренним отверстием); что в ботворезе держатели выполнены в виде сендвича, состоящего из гибкой (преимущественно металлической) ленты, покрытой спереди, по направлению вращения, слоем эластичного материала типа резины; что в ботворезе, внутри шланга, размещен несущий гибкий упругий стержень типа металлического троса, закрепленный на валу; что в ботворезе эластичный шланг держателя выполнен в виде набора отдельных кусков шланга заданной длины, нанизанных на несущий стержень держателя, причем концы этих кусков могут быть выполнены со скошенными торцами на сопряженных (соседних) участках, между которыми под заданным углом (к оси держателя) установлены режущие ножи.

Все указанные совокупности существенных признаков позволяют, в отличие от прототипа, оградить корнеплод (его выступающую над землей часть) от ударов ножами. Удары держателей гасятся внешними эластичными элементами. Кроме этого наличие последовательного ряда ("лестницы") ножей улучшает условия дробления ботвы, что в значительной мере определяется и различной плоскостной направленностью режущих кромок, с учетом деформации (изгиба) держателей в процессе работы.

Указанный технический результат, таким образом, существенно отличает данное изобретение от указанных известных аналогов и является определенным образом неочевидным, особенно при отработке корнеплодов типа кормовой свеклы, что отвечает требованиям критерия "Изобретательский уровень". С учетом предварительно проведенного патентного поиска, техническое решение отвечает критерию "Новизна", и его "Промышленная применимость" в сельском хозяйстве апробирована на макете устройства, что подтверждает целесообразность защиты изобретения.

На фиг. 1 изображен общий вид ботвореза с рабочим элементом, вид спереди; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 варианты выполнения ножей (виды в плане, с прямолинейным и дугообразным основаниями); на фиг. 5-9 варианты сечения Б-Б на фиг. 1 держателей; на фиг. 10 вариант выполнения держателя в виде нанизанных на гибкий стержень кусков эластичного шланга; на фиг. 11 вариант выполнения держателя в виде нанизанных на стержень кусков эластичного шланга со скошенными торцами; на фиг. 12 расположение на валу нескольких соседних рабочих элементов с указанием возможных размеров, вариант реализации.

Ботворез содержит вал 1, установленный на шасси примерно параллельно отрабатываемой поверхности почвы и соединенный с приводом 2 его вращения. На валу 1 перпендикулярно его оси 3 закреплены рабочие элементы П-образной формы, каждый из которых содержит два гибких парных держателя 4 и 5, на которых (между ними) закреплен ряд ножей 6 с режущими кромками 7, образующих гибкую режущую сеть типа лестницы. Верхние концы держателей 4 и 5 вставлены в сквозные отверстия втулок 8, которые могут располагаться на валу 1 в радиальном направлении по отношению к оси 3, с возможностью их извлечения или заглубления внутрь вала 1 (даже с выходом с противоположной стороны), и закреплены в этих втулках, например, прижимными болтами 9. Особенностью держателей 4 и 5 является наличие на них относительно мягкой ударной поверхности 10, внешней по направлению вращения, выполненной из эластичного материала типа резины. При этом возможны различные варианты выполнения держателей 4 и 5. Так, согласно фиг. 5-7, держатели могут быть целиком выполнены из эластичного материала (резины) в виде гибкого стержня прямоугольного (фиг. 5), круглого (фиг. 6) или трубчатого (фиг. 7) сечения, все стороны которого в этом случае оказываются эластичными (мягкими). В другом варианте держатели 4 и 5 могут быть выполнены в виде сендвича (фиг. 8), состоящего из гибкой, преимущественно металлической ленты 11, покрытой спереди по ходу движения слоем 12 из эластичного материала. В следующем варианте держатель выполнен в виде трубчатого шланга 14, внутри которого, например, с зазором 16 размещен гибкий упругий стержень 15 типа металлического троса, один конец которого закреплен на валу 1. Возможны варианты реализации держателей 4 и 5, при которых их внешняя эластичная ударная оболочка выполнена в виде набора отдельных кусков 17 шланга, нанизанных на гибкие стержни 15 держателя (фиг. 10), в том числе со скошенными торцами 18 (фиг. 11).

Другой особенностью данного ботвореза является наличие ряда ножей 6 с режущими кромками 7, которые последовательно нанизаны (или закреплены) с некоторым заданным шагом (возможно с небольшим наклоном относительно друг друга). Причем кромки всех ножей сдвинуты назад относительно плоскостей 19, касательных к ударной поверхности держателей, в точках закрепления ножей на расстояние А 0,5 см, определяемое заданным размером сохраняемых черенков ботвы на корнеплоде. При этом должна учитываться степень эластичности ударных поверхностей. Сами ножи 6 могут быть выполнены, например, плоскими с режущей кромкой 20 и торцовыми зацепами 21 или с дугообразными стержнями 22 и зацепами 23, между которыми натянута тонкая проволока 24, выполняющая функцию режущей кромки (фиг. 3 и 4), или просто дугообразными.

Крепление ножей 6 к держателям 4 и 5 может также осуществляться по нескольким вариантам. Так, например, в варианте фиг. 6 торцовые зацепы 21 вставлены в отверстия в держателе. В варианте фиг. 8 торцовые зацепы 21 могут быть прикреплены к металлической ленте 11 винтами. В вариантах фиг. 10 и 11 торцовые зацепы 21 или 23 могут быть нанизаны на гибкие стержни 15 и одновременно плотно вставлены между кусками 17 эластичного шланга. При этом существенно расположение плоскостей режущей кромки 7 относительно оси стержня 15 держателей 4 и 5, которые желательно ориентировать под острым углом от 90 до 45^о к плоскостям 19, касательным к держателям в области крепления ножей, причем этот угол уменьшается при удалении ножей от центра оси 3 горизонтального вала 1 (фиг. 2).

На одном валу 1 может быть расположено, например, последовательно или в шахматном порядке, несколько рабочих элементов (указаны на фиг. 12 дополнения к заявке).

Ботворез работает следующим образом.

При движении шасси привод вращения вращает вал 1 с рабочими элементами в заданном, указанном на фиг. направлении. При этом ножи 6 последовательно обрезают ботву, а держатели 4 и 5 с эластичными ударными поверхностями предохраняют корнеплоды от порезов и ударных повреждений. Перед началом работы на конкретном поле регулируют высоту расположения вала 1, а также положение держателей и ножей. Необходимым смещением (утоплением) ножей 6 с их режущими кромками обеспечивают заданную высоту сохраняемых черенков в соответствии с технологическими требованиями.

Использование предлагаемого ботвореза позволяет решить наиболее сложную техническую задачу, связанную с удалением ботвы у кормовой свеклы (корнеплоды которой выступают из грунта на различную высоту, варьирующую в широких пределах) при условии сохранения черенков ботвы заданного, в соответствии с техническими требованиями, размера (до 30 мм) и без повреждения корнеплода.

Положительный эффект достигается в первую очередь за счет использования в качестве удаляющего элемента "утопленного" ножа, что позволяет исключить возможность травмирования корнеплода ножом и уменьшить площадь взаимодействия активного удаляющего элемента со стеблями ботвы. В свою очередь, это приводит к увеличению давления на взаимодействующую поверхность стебля при сохранении величины прикладываемой силы, что дает возможность снизить скорость вращения вала с 800-1000 об/мин до значений, меньших 200 об/мин, и исключить таким образом возможность травмирования корнеплодов эластичными отбивающими элементами (бичами), а также увеличить срок службы самих элементов.

Регулировка глубины "утопленности" ножа позволяет добиться сохранности черенков ботвы заданного размера, обусловленного техническими требованиями.

Найденное решение указанной наиболее сложной технической задачи по удалению ботвы у кормовой свеклы автоматически влечет за собой возможность применения предлагаемого ботвореза для удаления ботвы и у других культур, например, у сахарной свеклы и у картофеля, хотя в последних случаях с успехом применяются и известные устройства.