бесстенное хранилище грубых кормов

Формула изобретения

1. Бесстенное хранилище грубых кормов, включающее круглый цоколь и купол, установленный на опорах в виде столбов, по оси которого расположена полая колонна с установкой на ней с возможностью продольного перемещения от механизма привода поворотного шахтообразователя, с которым связан шарнирно рабочий орган для распределения и выгрузки кормов, радиально расположенный в башне, и приспособление в виде кольцевой камеры, размещенное в верхней части шахтообразователя, внутри которой установлено лопастное колесо для подачи кормов к рабочему органу, привод для перемещения вокруг полой колоны рабочего органа, размещенного на круговом монорельсе, установленном на опорах купола, отличающееся тем, что на конце рамы рабочего органа установлена камера для формирования внешней поверхности стога в виде сегмента цилиндра с радиусом кривизны, равным радиусу формируемого стога, и с дугой охвата, достаточной для ограждения зоны укладки кормов, при этом камера для формирования внешней поверхности стога содержит систему из четырех штоков и винта для ее перемещения, соединена с поворотным брусом, установленным на раме рабочего органа для обеспечения изменения положения упомянутой камеры относительно этой рамы.

2. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что на винте размещено колесо и на одной из опор купола установлена зубчатая рейка, при этом колесо и зубчатая рейка установлены с возможностью их взаимодействия для обеспечения формирования стога с вершением конусом вверх или конусом вниз.

3. Хранилище по п.3, отличающееся тем, что на поворотном шахтообразователе и в камере для формирования внешней поверхности стога установлены отаптыватели корма в виде легковесных барабанов, при этом в камере закреплены посредством рычага шарнирно на штоках подвески камеры, которые прижаты к поверхности корма пружинами, работающими на скручивание для удержания отаптывателей от осевого смещения по штоку и для обеспечения перемещения вместе с камерой при изменении ее положения относительно рамы рабочего органа.

4. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что между шахтообразователем и камерой для формирования внешней поверхности стога установлен дополнительный отаптыватель корма, привод которого выполнен в виде контура цепной передачи между звездочкой, установленной жестко на оси отаптывателя, и звездочкой на теле гайки-ползуна, при этом гайка-ползун установлена с возможностью вращения и перемещения по неподвижному винту, имеющему одновременно левую и правую прямоугольную резьбу для обеспечения упомянутому отаптывателю траектории движения в виде спирали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности для хранения кормов, преимущественно грубых в измельченном виде или мелкостебельных, укладываемых в стог под навесом или открытым способом, но с обязательным устройством овершья или самоукрытия.

Известно устройство по формированию небольших стожков до 2-х т в мобильных условиях. Это устройство было установлено на самоходном зерноуборочном комбайне, выпускаемым Таганрогским комбайновым заводом. Устройство по формированию небольшого стожка имело камеру в виде цилиндрического колпака, диаметром 2,2 м, внутри которой, вращающейся осью, перемещались два катка. Эти катки выполняли роль одновременно и распределителей корма (соломы). Каточки уплотняли солому до плотности 0,1 т/м³. Это устройство способно было формировать стожок весом до 2-х т [1]

Увеличение размера камеры и, прежде всего, диаметра, например, до 8 или 10 м, для формирования стога грубых кормов в стационарных условиях, на фуражном дворе потребует значительного увеличения размера такой камеры, что потребует увеличения ее материалоемкости за счет узлов жесткости и особенно несущих ее элементов. Кроме того, такая камера, с наличием в ней вращающейся оси и приводимых ею уплотняющих катков, не способна распределять и укладывать корм внутри камеры большого диаметра, и процесс стогообразования невозможен.

Однако производство и хранение грубых кормов все более настойчиво выдвигает требование сбора кормов с поля с одновременной их доставкой к местам их складирования и хранения. В конце 70-х годов появились камерные стогообразователи для работы в стационарных условиях, например скирдоформирователь СМ-100 [2]

В эти годы появилось устройство с названием "Бесстенная башня". Впервые термин "бесстенные башни" появился в Италии. В нашу страну, в бывший Союз, такое устройство пришло с международной сельскохозяйственной выставки в г. Киеве в 1978 году. На этой выставке правительство СССР приобрело у итальянской фирмы бесстенные башенки для хозяйства Щапово Московской области. Это хозяйство обслуживало и готовило с/х продукцию для Кремля. Оно и теперь имеет то же назначение, но бесстенные башенки, приобретенные в 1978 г. не работают. Уж очень они малы для того объемы заготовляемых грубых кормов в этом хозяйстве и "погоду" не делают. К сожалению, этот факт не отражен в печати, но хорошо известен автору.

Известно хранилище кормов, включающее цилиндрическую башню, по оси которой размещена полая колонка с установленными на ней с возможностью продольного перемещения от механизма привода поворотным шахтообразователем, с которым связан рабочий орган для распределения и выгрузки кормов, радиально расположенный в башне, и приспособление для подачи кормов к рабочему органу, размещенное над последним [3] Недостатком этого хранилища является то, что в нем не обеспечивается равномерное распределение кормов и не формируется поверхность корма с образованием мениска у стен хранилища.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению, прототипом предлагаемого изобретения, является хранилище для кормов, включающее цилиндрическую башню, по оси которой размещена полая колонна с установленной на ней с возможностью продольного перемещения от механизма привода поворотным шахтообразователем, с которым шарнирно связан рабочий орган для распределения и выгрузки кормов, радиально расположенный в башне, и приспособление для передачи кормов к рабочему, выполненное в виде размещенной в верхней части шахтообразователя и прикрепленной к нему кольцевой камеры с диаметрально противоположными окнами. Однако это устройство и его рабочий орган по распределению и выгрузке кормов может укладывать корма только в закрытом хранилище, при наличии у хранилища стены и не способно, например, укладывать корма и тем более формировать стог в бесстенном или открытом хранилище грубых кормов [4]

Технической задачей предлагаемого изобретения является наделить устройство [4] еще одним устройством: формировать внешнюю поверхность укладываемых кормов на хранение, а точнее формировать цилиндрический стог, при этом большего диаметра от 8 до 14 м, а размер стога по весу укладываемых в нем кормов от 30 до 150 т, и, при открытом складировании грубых кормов, наделять стог агротехнически выдержанным вершением (овершеньем).

Решение этой задачи достигается тем, что устройство по патенту N 1042668 имеет на конце рамы рабочего органа камеру в виде сегмента цилиндра с радиусом кривизны, равным радиусу формируемого стога, и с дугой охвата, достаточной для ограждения зоны укладки кормов, при этом камера для формирования внешней поверхности стога системой из четырех штоков и винтом, для ее перемещения, соединена с поворотным брусом, установленным на раме рабочего органа, и способна менять свое положение относительно этой рамы.

Для более плотной укладки грубых кормов и образования более надежной и устойчивой формы стога на шахтообразователе и в камере по формированию внешней поверхности стога установлены отаптыватели (уплотнители) корма в виде легковесных барабанов, прижимаемых к поверхности корма через рычаг пружинами, работающими на скручивание, а для уплотнения кормов в зоне между шахтообразователем и камерой по формированию внешней поверхности стога установлен "блуждающий" отаптыватель, привод которого осуществлен через контур цепной передачи между звездочкой на оси отаптывателя и звездочкой на теле гайки-ползуна, при этом гайка-ползун имеет возможность вращаться и перемещаться по неподвижному штоку, имеющему одновременно левую и правую прямоугольную резьбу, перемещаясь по штоку, гайка-ползун, соединенная со спицей отаптывателя, перемещает его по траектории в виде спирали, а фронт отаптывания обеспечивается длиной резьбы штока, установленного по всей длине рамы рабочего органа.

На фиг. 1 изображено бесстенное хранилище, имеющее кровлю в виде купола; на фиг. 2 открытое хранилище грубых кормов, без кровли и стены; на фиг. 3 - устройство с камерой для формирования внешней поверхности стога; на фиг. 4 - камера для формирования внешней поверхности стога; на фиг. 5 привязка камеры к приводу, установленному на монорельсе, и устройство для перемещения камеры по штокам; на фиг. 6 три формы стога, которые могут быть образованы камерой: А стог конусом вверх с вершением; Б стог в виде цилиндра с вершением; С - форма стога конусом вниз с вершением.

Бесстенное хранилище грубых кормов 2 включает купол 48, установленный на опорах в виде столбов 27, с установкой на них кругового монорельса 40, низ хранилища имеет цоколь 56, изготовляемый из мелкоформатных бетонных блоков, применяемых при строительстве башен БС-9,15 и обтянутых бандажами, в центре которого размещена полая колонна 1.

На полой колонне 1 установлен с возможностью продольного перемещения от механизма привода, выполненного в виде лебедки 3, шахтообразователь 4, снабженный воронкой 5, внутренней несущей втулкой 7, связанной с тросом 8 лебедки 3, токосъемным блоком 9, радиальными роликами 10, осевыми 11, перекатывающимися по выступам втулки 7.

С шахтообразователем 4, посредством 12 связана рама 13 радиально расположенного рабочего органа для распределения и выгрузки корма, состоящего из транспортера 14 с граблями 15, при этом рама 13 несет на себе камеру 16 для формирования наружней поверхности стога и привод 54. Камера 16, в форме сегмента цилиндра, соединенная с рамой 13 поворотным брусом 17, двумя внешними штоками 18, внутренними 19 и винтом 20, гайка 21 которого установлена на держателе камеры 22, образована стойками 23 и дугами 24, выполненными из уголка и облицованными листовым материалом (см. фиг. 4).

Для формирования стога конусом вниз или конусом вверх перемещения камеры 16 в сторону полой колонны или наоборот от нее, на винте 20 установлено колесо 25, которое при вращении рабочего органа вокруг полой колонны 7, периодически входит в контакт с дорожкой, установленной на опоре 27, поворачивается на заданный угол и винтом 20 перемещает камеру 16 по внутренним штокам 19 (см. фиг. 5).

Опоры 27 монорельса 40 вверху обвязаны дугами 41 и обтянуты бандажами 42, к которым крепятся лепестки купола 43 (см. фиг. 1).

Детали и способ крепления купола к опорам 27 бесстенного хранилища грубых кормов полностью унифицированы с деталями и способом крепления купола на башне БС-9,15.

В открытом хранилище, где нет купола, бандажи 42 отсутствуют, они не устанавливаются, но обвязка опор дугами 41 сохраняется и их связь с полой колонной 1 осуществляется брусьями 44, число которых зависит от диаметра и может быть равным 3; 4; 6 штуками через 120 90 и 60^o.

Устройство по распределению, укладке и формированию грубых кормов в стог, как в полуоткрытом, бесстенном, так и открытом хранилище работает следующим образом.

При загрузке хранилища 2 (полуоткрытого или открытого) рабочий орган работает и как распределитель корма по объему стога, и как оформитель стога цилиндрической формы.

Подача исходных материалов в хранилище осуществляется, например, транспортерами 45 и 46. В центре хранилища через люк 47 корм сбрасывается в воронку 5 и поступает в кольцевую камеру 48 на лопастное колесо 49, которое вращается вокруг несущей втулки 7, подводит корм к окнам 50 и сбрасывает его около шахтообразователя 4 (см. фиг. 3).

Благодаря повороту рабочего органа вокруг оси хранилища с помощью привода 39, установленного на монорельсе 40 и связанного тросом 38 с кронштейном 37, рамы 13, осуществляется поворот как шахтообразователя 4, так и камеры 16. Корм, подхватываясь граблинами 15 транспортера 14, перемешается и укладывается в виде кольца, охватывающего шахтообразователь и увлекаясь граблинами 15 транспортера 14, перемещается от центра хранилища к периферии. При этом происходит постоянное расширение кольца, состоящего из корма, до тех пор, пока его внешний край не достигнет стенки (юбки) камеры 16. Стенка (юбка) камеры, перемещаясь вместе с рабочим органом все время, как и стенка закрытого хранилища, ограждает внешний край кольца корма и образует внешнюю поверхность стога. Два отаптывателя грубого корма 28 и 29, расположенные в камере 16, один из которых (29) установлен непосредственно у стенки (юбки) камеры, второй 28 смещен от нее на ширину обода отаптывателя 29, и оба они отаптывают поверхность стога в сумме 600-700 мм.

Уплотняя внешний край стога, при каждом проходе рабочего органа отаптыватели 28 и 29 наделяют край стога плотностью и тем самым формируют устойчивую внешнюю поверхность стога.

Отаптыватель 31, работающий в зоне между шахтообразователем 4 и камерой 16, перемещаясь по спирали вокруг оси хранилища то в режиме ее закручивания, то в режиме раскручивания, непрерывно отаптывает корм в этой зоне. Каточки 6 на шахтообразователе 4, такой же конструкции и размеров, что и в камере 16, непрерывно накатываясь на возрастающий слой корма, уложенный вблизи шахтообразователя, постоянно уплотняют его в зоне образуемой шахты, наделяя ее плотностью и устойчивостью.

Процесс образования стога управляется одним оператором.

В исходном положении (начале формирования) рабочий орган устанавливается с помощью устройств 3 и 39 по высоте (над полом хранилища), равной высоте юбке шахтообразователя 4 и юбке камеры оформителя стога 16 и с зазором между полом и юбками 2 3 см. На этой высоте начинается вращение рабочего органа вокруг полой колонны 1. Включается подача корма, и образуемое из корма кольцо у шахтообразователя, образуемое в исходном положении, толщиной равной высоте юбок шахтообразователя 4 и камеры 16, перемещается в сторону периферии, к юбке камеры 16.

Этот слой корма, дойдя до стенки (юбки) камеры начинает уплотняться более активно отаптывателями 28 и 29, которые, по мере возрастания плотности укладываемого корма, начинают, преодолевая сопротивление пружин 30, поворачивать кронштейны 51 и приобретать горизонтальное или близкое к этому положения. Пружины 30, обеспечивающие давление отаптывателей на поверхность укладываемого корма, должны быть протарированы на плотность 80-100 кг/м³. Поворот кронштейнов 51 в горизонтальное положение или близкое к нему является визуальным сигналом для оператора поднимать рабочий орган на новую высоту с помощью включения подъемных устройств 3 и 39.

Новое положение по высоте, относительно образовавшегося слоя стога, делается не более чем на длину (высоту) граблин 15, величина которых не превышает 15 см. Граблины рабочего органа должны выйти (обнажиться) из слоя корма, что и является для оператора тоже визуальным сигналом для остановки подъема рабочего органа. Подъем рабочего органа на новое положение по высоте, может осуществляться без остановки вращения рабочего органа вокруг оси хранилища.

В новом положении рабочего органа по высоте корм вновь больше оседает у шахтообразователя 4 и уплотняется его каточками 6. Достигнув определенной плотности, излишние частицы корма, благодаря повороту рабочего органа вокруг оси хранилища, подхватываются граблинами 15 транспортера 14, и постепенно расширяя кольцо корма, перемещаются от центра к периферии толщиной, равной установленному просвету между рабочим органом и поверхностью корма или равной высоте граблин 15. Дойдя до стенки камеры 16, слой корма подвергается воздействию отаптывателей 28 и 29. Уплотняя корм и преодолевая упругость пружин 30, они вновь поворачивают кронштейны 51 в положение, близкое к горизонтальному. Оператор снова поднимает рабочий орган на высоту выхода граблин из толщи корма и т.д.

В полуоткрытом (бесстенном) хранилище, где стог корма укрыт куполом, форма стога может быть строго цилиндрической (форма Б) либо конусом вверх (форма А), и вершения стога не требуется, так как корм укрыт куполом. Форма в виде цилиндра в бесстенном хранилище является предпочтительной, так как дает более полное его заполнение. Эта форма без вершения дает больший коэффициент использования полезного объема бесстенного хранилища грубых кормов. В случае высокой сыпучести измельченного грубого корма, форма стога, в бесстенном хранилище, может быть образована конусом вверх.

Для образования такой формы стога рабочий орган, в исходном положении, его камера 16 устанавливается с наибольшим удалением от центра хранилища. Винтом 20 она отодвигается от транспортера. Наибольшее удаление может достигать 600-700 мм. Корм забрасывается в это пространство скоростью граблин, скоростью транспортера, величина которой может быть 4 5 м/с.

Удаление камеры как бы удлиняет рабочий орган и позволяет, в исходном положении (начале образования стога) делать основание стога наибольшего диаметра. Но затем, по мере возрастания стога, приближается к оси хранилища, образуя форму стога конусом вверх. Это приближение камеры осуществляется периодическим поворотом винта 20, колесом 25, при его контакте с дорожкой 26.

Вершение стога в бесстенном хранилище не требуется, что тоже позволяет наиболее полно заполнять объем этого хранилища. Разработанный проектом размер бесстенного хранилища может иметь диаметр 8 10 12 и 14 м. По спецзаказу может быть изготовлен и диаметрами 16 и 18 м.

Формирование стога в открытом хранилище (без стен и купола) должно иметь обязательное вершение стога, чем и реализуется самоукрытие грубых кормов. Предпочтительная форма стога, при открытом хранении, должны быть конусом вниз, хотя могут быть и формы стога, предусмотренные для бесстенного хранилища, А и Б.

Стог в открытом хранилище, его формирование и укладка в нем кормов тоже управляется одним оператором.

В исходном положении рабочий орган подъемным приводом 3 и 39 устанавливается по высоте, относительно пола хранилища, тоже равном высоте юбок шахтообразователя и камеры стогооформителя, с просветом, зазором между полом и юбками 2 3 см. И в этом хранилище, благодаря повороту рабочего органа, вокруг оси хранилища, под действием приводного устройства 39, установленного на монорельсе 40, корм укладывается в виде кольца, охватывающего шахтообразователь, и, подхватываясь граблинами 15 транспортера 14, перемещается, путем расширения кольца, от центра к стене (юбке) камеры 16. Также и в бесстенном хранилище слой корма, его кольцо расширяется, толщиной, определяемой высотой юбок шахтообразователя и камеры стогооформителя.

Достигнув стенки камеры 16, корм подвергается уплотнению отаптывателями 28 и 29. Отаптыватели 28 и 29, накатываясь на возрастающий слой корма и преодолевая натяжение пружин 30, поворачивают кронштейны 51 в горизонтальное или близкое к этому положению. Оператор включает подъем рабочего органа, но только один привод 3, действующий в зоне шахтообразователя 4. В образовавшемся переменном просвете между поверхностью корма и рабочим органом вновь оседает корм, более всего в центре стога, где просвет больше, особенно вблизи шахтообразователя 4. По мере наполнения просвета у шахтообразователя некоторая часть корма подхватывается граблинами, и увлекается к периферии и, дойдя до отаптывателей, начинает подходить под них, но оператор вновь включает подъемное устройство 3 шахтообразователя 4, т.е. только в центре хранилища вновь создает условия для большего оседание частиц корма и небольшого перемещения частиц корма в сторону камеры 16 под отаптыватели 28 и 29. Оператор вновь включает только привод 3, с тем чтобы корм больше оседал в центре с постоянным заполнением образовавшегося просвета. Так повторяется до тех пор, пока не будет получено вершение стога, уже в исходном, начальном положении рабочего органа хранилища. Продолжительное отаптывание края стога отаптывателями 28 и 29 за время формирования вершения стога создает условия устойчивого образования внешней поверхности у самого его основания.

Рама 13 транспортера 14, шарнирно соединенная с шахтообразователем 4, наклоняется на задний угол от центра к периферии. Этот угол наклона рабочего органа, при последующей работе по формирования стога, поддерживается постоянно, теперь уже путем одновременного подъема рабочего органа 3 и 39. Другими словами, при дальнейшей работе по укладке грубых кормов и формированию их в стог рама 13 рабочего органа поднимается параллельно самой себе, с углом наклона от центра к периферии с углом вершения стога. В период формирования вершения стога и увеличения угла наклона рамы 13 камера 16 поворотом бруса 17 сохраняет свое вертикальное положение. Поворот камеры производится оператором и закрепляется кронштейном 55.

Образование овершья стога в исходном положении (в самом начале укладки стога) имеет ряд достоинств. Одно из них формирование стога можно оборвать, приостановить на любой высоте, нередко вынужденно из-за недостатка корма; во-вторых, в случае выпадения осадков (дождя) во время кормоуборочных работ и остановки процесса укладки стога грубые корма уже укрыты и их доброкачественность сохраняется на более высоком уровне.

При формировании стога в открытом хранилище камера 16 стогооформителя в исходном положении максимально приближается к оси хранилища, так что основание стога имеет меньший диаметр. По мере образования вершения стога, в исходном положении, когда орган начинает делать наклон, камера 16 винтом 20 и колесом 25 отодвигается к периферии, как бы "удлиняя" раму рабочего органа. Это удлинение (отодвигание камеры) может составлять только 400-500 мм, т.е. не на все 600-700 мм. 200-300 мм сохраняются для последующего отодвигания камеры, по мере увеличения высоты стога. Это отодвигание камеры, по мере возрастания высоты стога увеличивает его диаметр на 200-300 мм, что и делает стог конусом вниз, чем достигается более надежное укрытие грубых кормов боковой поверхности стога. Другими словами, камера по формированию боковой поверхности стога исполняет полностью агротехнику складирования грубых кормов в стог при открытом их хранении.

Отодвигать камеру или удалять ее от оси хранилища можно вручную путем поворота колеса 25. Но можно и механическим путем (автоматически), если установить на одной из опор 27 дорожку 26, для периодического прокатывания по ней колеса 25.

Эта дорожка 26 устанавливается на зубчатой рейке 52, которая с помощью собачек 53 обеспечивает дорожке 26 самовосхождение вверх, при проходе под ней колеса 25 камеры стогооформителя 16. Эта дорожка решает задачу автоматического перемещения камеры стогооформителя.

В хранилище грубых кормов открытого типа, где укладываются корма с обязательным вершением, рабочий орган для распределения и выгрузки корма, его транспортер 14 кроме граблин 15 имеет скребки, установленные через определенный интервал между граблинами (через три, четыре граблины).

При открытом хранении грубых кормов их овершье в зимний период покрывается снегом. При разборке стога обязательно должен сниматься, удаляться снег, имеющий нередко значительную толщину. В настоящее время эта работа делается вручную лопатой.

При вскрытии стога, овершье которого занесено снегом, рабочий орган приводом 3 и 39 поднимается выше слоя снега и включается в работу, при этом направление вращения транспортера 14 сохраняется, как при формировании стога. Рабочий орган, вращаясь вокруг оси хранилища, своими граблинами разрушают корку снега, а скребками сбрасывает его с овершья стога через люк, устроенный в юбке камеры 16, и эта работа продолжается до полного сброса снега с овершья стога. Затем транспортер 14 переключается электрореверсом на обратное вращение, и рабочий орган, и сам стог приготовлены к разборке стога.

Проектом предусмотрено открытые хранилища грубых кормов преобразовывать в полуоткрытые (бесстенные) хранилища. Для этого требуется тому или иному хозяйству, в том числе фермерскому, приобрести купол, обтяжные кольца 42 и другие детали, выпускаемые с куполом, для установки его над открытым хранилищем, превращая его в бесстенное хранилище. При этом никаких конструкторских доработок не требуется.