устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал и сельскохозяйственная машина

Формула изобретения

1 1. Устройство для уплотнения материала растительного происхождения, преимущественно стебельчатого материала, в сыпучий спрессованный материал, содержащее два установленных параллельно друг другу полых валка, принудительно приводимых в противоположных направлениях, и средство для подачи подлежащего уплотнению материала в пространство между валками на их окружности со стороны подачи, причем полые валки снабжены удлиненными в аксиальном направлении зубьями, выполненными в виде перемычек и ориентированными в направлении внутренней полости валков каналами для уплотнения, по меньшей мере местами радиально сужающимися вовнутрь, при этом полые валки установлены с обеспечением сцепления зубьев подобно зубчатым колесам, отличающееся тем, что перемычки выполнены удлиненными также в радиальном направлении с возможностью обогрева и установлены на двух коаксиальных, размещенных на расстоянии друг от друга фланцевых телах, причем каналы для уплотнения образованы между перемычками, при этом устройство также содержит обхватывающий полые валки корпус. 2 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подающее средство выполнено в виде шнекового транспортера. 2 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подающее средство выполнено в виде шнекового пресса, действующего в направлении полых валков. 2 4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что перемычки разъемно соединены с фланцевами телами. 2 5. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что перемычки выполнены с параллельными оси полых валков отверстиями для их подключения к источнику обогревательной среды. 2 6. Устройство по пп.1-5, отличающееся тем, что корпус выполнен с возможностью обогрева. 2 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что корпус выполнен с отверстиями для подключения к источнику обогревательной среды. 2 8. Устройство по пп.1-7, отличающееся тем, что перемычки и/или корпус выполнены из материала, позволяющего их обогрев по меньшей мере до 100С. 2 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что перемычки и/или корпус выполнены из материала, позволяющего их обогрев по меньшей мере до 150С. 2 10. Устройство по пп.5 и 7, отличающееся тем, что в отверстиях размещены повышающие сопротивление элементы для снижения скорости течения обогревательной среды. 2 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что элементы для повышения сопротивления выполнены в виде спиралей. 2 12. Устройство по пп.1-11, отличающееся тем, что соотношение глубины вторжения к радиальной длине перемычек составляет порядка менее 1:8. 2 13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что соотношение глубины вторжения к радиальной длине перемычек составляет порядка (1:10)-(1:25). 2 14. Устройство по пп. 1-13, отличающееся тем, что полые валки установлены с обеспечением бесконтактного вторжения торцевых концов перемычек в каналы. 2 15. Устройство по пп. 1-14, отличающееся тем, что корпус выполнен и установлен с обеспечением увеличивающегося по направлению перемещения перемычек зазора между внутренней стенкой корпуса и траекторией наружных концов перемычек. 2 16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что зазор выполнен величиной не более 1 мм. 2 17. Устройство по пп.1-16, отличающееся тем, что на наружных концах перемычек размещены усилительные элементы, разъемно соединенные с перемычками. 2 18 Устройство по п.17, отличающееся тем, что усилительные элементы в радиальном направлении выступают за наружную окружность фланцевых тел, образуя аксиальные дистанционные элементы в зоне между боковыми стенками фланцевых тел. 2 19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что усилительные элементы соединены резьбовым соединением с перемычками. 2 20. Устройство по пп. 17-19, отличающееся тем, что усилительные элементы имеют форму прямоугольного параллелепипеда. 2 21. Устройство по пп.17-19, отличающееся тем, что усилительные элементы снабжены острыми кромками для отрезки материала растительного происхождения. 2 22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что оно содержит заточное приспособление, установленное с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль острых кромок. 2 23. Устройство по пп.1-22, отличающееся тем, что каждая перемычка по радиальной длине выполнена с изменяющейся толщиной, причем она имеет клиновидный участок, в радиальном направлении снаружи вовнутрь расширяющийся сперва более, а затем менее сильно, и смежный с ним другой клиновидный участок, сужающийся в направлении внутреннего конца перемычки. 2 24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что длина сужающегося клиновидного участка перемычки превышает половину длины перемычки, причем каналы расширяются вовнутрь между сужающимися клиновидными участками смежных перемычек. 2 25. Устройство по пп. 17 и 23, отличающееся тем, что между наружным концом расширяющегося клиновидного участка перемычки и усилительным элементом выполнена ступенчатая затылочная зона. 2 26. Устройство по пп.1-25, отличающееся тем, что перемычки выполнены с канавками в их наружных поверхностях, простирающимися в радиальном направлении. 2 27. Устройство по пп.1-26, отличающееся тем, что фланцевые тела выполнены с выемками для приема по одной перемычке в их боковых стенках, причем на отвернутой от выемки стороне перемычек установлено по одной планке, простирающейся в радиальном направлении и служащей для фиксации перемычки относительно стенок выемки. 2 28. Устройство по пп. 1-26, отличающееся тем, что фланцевые тела снабжены выполненными в их боковых стенках выемками для приема двух смежных перемычек, причем между каждыми двумя смежными перемычками установлена простирающаяся в радиальном направлении планка для фиксации перемычек относительно стенок выемки. 2 29. Устройство по пп. 27 и 28, отличающееся тем, что перемычки выполнены с боковыми канавками для взаимодействия с планками. 2 30. Устройство по пп. 1-29, отличающееся тем, что подающее средство снабжено корпусом, причем корпус полых валков со стороны подачи снабжен патрубком для подключения корпуса подающего средства. 2 31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что корпус подающего средства выполнен конически сужающимся в направлении подачи. 2 32. Устройство по пп.1-31, отличающееся тем, что корпус снабжен клинообразным элементом, вступающим в образованное напротив стороны подачи пространство между полыми валками, причем наружная поверхность клинообразного элемента находится в контакте трения скольжения с наружными поверхностями перемычек. 2 33. Устройство по пп.1-32, отличающееся тем, что подающее средство так же, как и конфигурация перемычек и каналов, выполнены с обеспечением плотности уплотняемого материала 0,8-1,2 г/см². 2 34. Устройство по пп. 1-33, отличающееся тем, что оно содержит установленные внутри полых валков стряхивающие элементы для облома выходящего из каналов спрессованного жгута. 2 35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что стряхивающие элементы выполнены в качестве срезывающих инструментов, установленных с возможностью ввода в рабочее положение и вывода из него. 2 36. Устройство по пп. 1-35, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для измерения влажности материала растительного происхождения и управляемым им приспособлением для добавления влаги. 2 37. Устройство по пп.1-36, отличающееся тем, что в каждом канале размещена по меньшей мере одна разделительная стенка, расположенная поперек оси вращения, направленная в обращенных одна к другой наружных поверхностях перемычек, причем наружная торцевая сторона разделительной стенки выполнена с режущей кромкой. 2 38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что разделительная стенка имеет прямоугольное поперечное сечение, причем перемычки снабжены расположенными в радиальном направлении одна напротив другой канавками, в которые направлена разделительная стенка. 2 39. Устройство по пп.37 и 38, отличающееся тем, что перемычки снабжены упорами для удерживания разделительной стенки в радиальном направлении. 2 40. Устройство по п.38, отличающееся тем, что разделительная стенка снабжена расположенными в ее наружной торцевой зоне молоткообразными выступами, взаимодействующими с канавками, выполненными в наружной стенке перемычек в окружном направлении относительно траектории перемычек. 2 41. Устройство по пп.17 и 39, отличающееся тем, что усилительные элементы выполнены с образованием упоров для взаимодействия с разделительной стенкой. 2 42. Устройство по пп.17 и 37, отличающееся тем, что режущая кромка выполнена с двусторонним наклоном и с обеих сторон простирается до обращенных одна к другой боковых поверхностей усилительных элементов. 2 43. Устройство по п.37, отличающееся тем, что широкая сторона разделительной стенки выполнена клинообразно сужающейся вовнутрь. 2 44. Сельскохозяйственная машина, содержащая передвижную раму с установленным на ней подбирающим растительный материал устройством и сиденьем для водителя, приводной узел с двигателем и устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал, отличающаяся тем, что устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал выполнено в виде двух установленных параллельно друг другу полых валков, принудительно приводимых в противоположных направлениях, и средства для подачи подлежащего уплотнению материала в пространство между валками на их окружности со стороны подачи, причем полые валки снабжены удлиненными в аксиальном направлении зубьями, выполненными в виде перемычек и орентированными в направлении полости валков каналами для уплотнения, по меньшей мере местами сужающимися вовнутрь, при этом полые валки установлены с обеспечением сцепленья зубьев подобно зубчатым колесам, а перемычки выполнены удлиненными и в радиальном направлении с возможностью обогрева и установлены на двух коаксиальных, размещенных на расстоянии друг друга фланцевых телах, причем каналы для уплотнения образованы между перемычками, при этом устройство также содержит обхватывающий полые валки корпус. 2 45. Машина по п. 44, отличающаяся тем, что в случае выполнения двигателя в виде двигателя внутреннего сгорания оно содержит средства для подключения перемычек и/или корпуса к охладительному контуру двигателя внутреннего сгорания. 2 46. Машина по п.44, отличающаяся тем, что в случае выполнения двигателя в виде двигателя внутреннего сгорания оно содержит средства для подключения перемычек и/или корпуса к выхлопу двигателя внутреннего сгорания. 2 47. Машина по пп. 44-46, отличающаяся тем, что устройства для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал установлено непосредственно за поперечным шнековым транспортером подбирающего устройства в передней зоне машины. 2 48. Машина по пп.44-47, отличающаяся тем, что устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал выполнено в качестве способного к замене узла. 2 49. Машина по п.47, отличающаяся тем, что подбирающее устройство и устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал объединены в один узел. 2 50. Машина по п.49, отличающаяся тем, что узел через быстродействующую муфту соединен с приводным узлом. 6 Приоритеты по пунктам: 2 29.04.92 по пп.1-4, 6-11; 2 29.01.93 по пп. 5, 12-21, 23-26, 44-46; 2 22.08.92 по пп.47-50; 2 29.03.93 по пп.37-43; 2 23.04.93 по п.22.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке материала растительного происхождения, в частности к устройству для уплотнения материала растительного происхождения, особенно стебельчатый материал, в сыпучий спрессованный материал, и к сельскохозяйственной машине.

Известно устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал, содержащее два установленных параллельно друг другу полых валка, принудительно приводимых в противоположных направлениях и снабженных удлиненными в аксиальном направлении зубьями, выполненными в виде перемычек, и ориентированными в направлении внутренней полости валков каналами для уплотнения, по меньшей мере местами радиально сужающимися вовнутрь, причем полые валки установлены с обеспечением сцепления зубьев подобно зубчатым колесам, и средство для подачи подлежащего уплотнению материала в пространство между валками на их окружности со стороны подачи (см. патент США N 4824352, МКИ B 30 B 11/28, 1989 г.). В известном устройстве каналы для уплотнения выполнены в качестве радиальных проходных отверстий, выполненных между зубьями и внутренней полостью валков. Подаваемый в пространство между валками стебельчатый материал уплотняется зубьями, заходящими в промежутки между зубьями соответственно другого валка, и под давлением пропускается через радиальные отверстия с получением жгутов, отламывающихся во внутреннем пространстве полых валков и аксиально выводимых из них.

На практике при работе с таким устройством выясняется, что вряд ли удается подвергать уплотнению большие количества растительного материала без помех, ведь стебели наматываются на зубья и скапливаются на дне зубьев, то есть, на плечах, образованных у входа каналов, с повышающимся сопротивлением, что приводит к блокировке вращающихся тел. Тем более известное устройство не пригодно для получения из стебельчатого материала спрессованный материал высокой плотности, пригодный в качестве топлива или для применения в промышленных целях, так как сопротивление трения входящих в сцепление зубьев и конических отверстий является слишком высоким, вследствие чего требуемая для привода полых валков энергия чрезвычайно увеличивается и не может создаваться обычными средствами. Кроме того, накапливающиеся в каналах валков части стебельчатого материала при сжатии нагреваются до температуры обугливания, и их обугленные остатки также быстро приводят к отказу известного устройства.

Кроме того, известна уборочная машина, содержащая передвижную раму с установленным на ней подбирающим растительный материал устройством и сиденьем для водителя, приводной узел с двигателем и устройство для уплотнения растительного материала (см. авторское свидетельство СССР N 102 833, класс 58 b, 14, 1954 г.). Имеющееся в известной уборочной машине устройство для уплотнения предназначено для прессования сена или соломы в тюки. Однако, было бы возможно снабжать известную уборочную машину известным устройством для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал согласно патенту США N 4824352.

Недостаток известного устройства и известной сельскохозяйственной машины заключается в том, что надежная работа устройства для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал не обеспечена, и, кроме того, для уплотнения растительного материала требуется сравнительно много энергии.

Поэтому в основу изобретения положена задача обеспечить надежное уплотнение материала растительного происхождения даже при продолжительной эксплуатации при большом количестве перерабатываемого материала на единицу времени с небольшим затратом приводной энергии.

Указанная задача решается в предлагаемом устройстве для уплотнения материала растительного происхождения, преимущественно стебельчатого материала, в сыпучий спрессованный материал, содержащем два установленных параллельно друг другу полых валка, принудительно приводимых в противоположных направлениях, и средство для подачи подлежащего уплотнению материала в пространство между валками на их окружности со стороны подачи, причем полые валки снабжены удлиненными в аксиальном направлении зубьями, выполненными в виде перемычек и ориентированными в направление внутренней полости валков каналами для уплотнения, по меньшей мере местами радиально сужающимися вовнутрь, при этом полые валки установлены с обеспечением сцепления зубьев подобно зубчатым колесам, за счет того, что перемычки выполнены удлиненными также в радиальном направлении и с возможностью обогрева и установлены на двух коаксиальных, размещенных на расстоянии друг от друга фланцевых телах, причем каналы для уплотнения образованы между перемычками, при этом устройство далее содержит обхватывающий полые валки корпус.

Кроме того, указанная задача решается в предлагаемой сельскохозяйственной машине, содержащей передвижную раму с установленным на ней подбирающим растительный материал устройством и сиденьем для водителя, приводной узел с двигателем и устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал, причем последнее содержит два установленных параллельно друг другу полых валка, принудительно приводимых в противоположных направлениях, и средство для подачи подлежащего уплотнению материала в пространство между валками на их окружности со стороны подачи, причем полые валки снабжены удлиненными в аксиальном направлении зубьями, выполненными в виде перемычек и ориентированными в направление внутренней полости валков каналами для уплотнения, по меньшей мере местами радиально сужающимися вовнутрь, при этом полые валки установлены с обеспечением сцепления зубьев подобно зубчатым колесам, за счет того, что перемычки выполнены удлиненными и в радиальном направлении и с возможностью обогрева и установлены на двух коаксиальных, размещенных на расстоянии друг от друга фланцевых телах, причем каналы для уплотнения образованы между перемычками, при этом устройство далее содержит обхватывающий полые валки корпус.

В рамках настоящего изобретения под подбирающим устройством следует понимать любое устройство, пригодное для ввода растительного материала в машину. При этом подбирающее устройство может также содержать косилочный инструмент.

Благодаря выполнению зубьев в качестве удлиненных в радиальном и аксиальном направлениях перемычек, между которыми имеются радиальные отверстия в качестве каналов для уплотнения, предотвращается застой подлежащего уплотнению материала и забивание каналов.

В аксиальном направлении каналы для уплотнения имеют удлиненную узкую форму, что приводит к тому, что в соответствии с этой формой можно получать относительно широкие и тонкие жгуты спрессованного материала, что позволяет перерабатывать большое количество материала на единицу времени. Обычно каналы выполнены прямоугольными согласно виду сверху в радиальном направлении, однако, при изменении толщины перемычек в аксиальном направлении, например, при выпуклом выполнении перемычек, получается вогнутое поперечное сечение каналов для прессования.

Значительный размер зубьев в радиальном направлении в сочетании с их обогревом имеет то преимущество, что имеющийся в каналах уплотняемый материал некоторое время может остаться в каналах в условиях воздействия тепла и давления, что приводит к определенным затвердеванию и формостойкости. Таким образом можно желаемым образом повысить плотность сыпучего материала, который также можно использовать в качестве топлива или сырья для дальнейшей промышленной переработки. Предпочтительно конфигурацию перемычек и каналов выбирают с обеспечением плотности уплотняемого материала порядка от 0,8 до 1,2 г/см³, причем некую роль играет и подающее средство, так что при его выборе также учитывают желаемую плотность получаемого спрессованного материала.

В предлагаемом устройстве перемычки торцевыми сторонами не взаимодействуют друг с другом, они также не соприкасаются друг к другу, когда они входят в каналы между перемычками соответственно другого валка. Кромки перемычек проходят мимо друг друга на небольшом расстоянии, что приводит к срезу растительного материала, принудительно подаваемого, например, посредством шнекового пресса. Так как между перемычками имеются лишь сплошные радиальные каналы для прессования, а нет дна зубьев с выполненным в нем отверстием, то есть, у входа каналов не образовано плечо, поэтому также не существует опасность закупорки каналов с тенденцией обугливания прессуемого стебельчатого материала.

Решающее преимущество предлагаемого устройства заключается в его высоких производительности и КПД, так как возможна переработка большого количества материала на единицу времени при сравнительно небольших затратах энергии.

Согласно изобретению перемычки обогреваются предпочтительно с использованием отходящих газов двигателя внутреннего сгорания, преимущественно до свыше 150^oC, в частности 165^oC. Стебельчатый материал можно оптимально перерабатывать при содержании влаги, составляющем 16 - 18%. Если имеется меньше влаги в материале, что рекомендуется добавить влагу к материалу на пути подачи к устройству для уплотнения. Для этого предлагаемое устройство может содержать приспособление для измерения влажности материала растительного происхождения и управляемое им приспособление для добавления влаги.

Признаки, приведенные в пп. 17 - 23 формулы изобретения, связаны с тем преимуществом, что уплотнение и время пребывания растительного материала в каналах оптимальные. При этом прежде всего обеспечивается воздействие сниженного трения и определенной температуры на уплотняемый материал, в результате чего достигают важных для использования в качестве топлива свойств.

Описанные и дальнейшие признаки изобретения приведены в подпунктах формулы изобретения и показаны на чертежах, где представлены примеры выполнения предлагаемых устройства и сельскохозяйственной машины. На чертежах представлено:

фиг. 1 - предлагаемая сельскохозяйственная машина с предлагаемым устройством для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал;

фиг. 2 - разрез через устройство для уплотнения по линии I-I на фиг. 3;

фиг. 3 - разрез через предлагаемое устройство по линии II-II на фиг. 2;

фиг. 4 - схематическое изображение предлагаемого устройства;

фиг. 5 - соответствующий фиг. 2 разрез через предлагаемое устройство согласно предпочтительной форме его выполнения;

фиг. 6 - частичный разрез согласно фиг. 5 в увеличенном масштабе;

фиг. 7 - радиальный продольный разрез через перемычку устройства примерно в естественном размере;

фиг. 8 - радиальный продольный разрез через несколько перемычек, находящихся в разных положениях взаимодействия;

фиг. 9 - частичный торцевой вид на фланцевое тело полого валка устройства для уплотнения с выполненными в нем выемками;

фиг. 10 - частичный торцевой вид согласно фиг. 9 с перемычками, установленными и фиксированными в выемках;

фиг. 11 - вид сверху на узел согласно фиг. 10;

фиг. 12 - боковой вид с частичным разрезом, на стационарное устройство для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал;

фиг. 13 - вертикальный разрез по линии III-III через устройство согласно фиг. 12;

фиг. 14 - другая форма выполнения предлагаемой сельскохозяйственной машины;

фиг. 15 - радиальный продольный разрез через несколько перемычек с установленными между ними разделительными стенками;

фиг. 16 - вид сверху на несколько перемычек по направлению стрелки A на фиг. 15;

фиг. 17 - поперечный разрез через разделительную стенку по линии IV-IV на фиг. 16, и

фиг. 18 - частичный торцевой вид полого валка с осциллирующим заточным приспособлением.

На фиг. 1 показана самоходная сельскохозяйственная машина, управляемая с кабины 1 водителя, при этом ее колеса 2 приводятся от двигателя внутреннего сгорания 3. На переднем конце сельскохозяйственной машины установлен косилочный инструмент 4, например, ротационная косилка с приспособлениями предварительного дробления, отрезающий и дробящий убираемый стебельчатый материал. Далее машина содержит наклонное подающее приспособление 5, служащее для подачи предварительно дробленного материала на вертикальное подающее приспособление 6. Последним материал подается на направляющий валик 7 приспособления дополнительного дробления, установленный в верхней зоне уборочной машины. С направляющего валика 7 дополнительно дробленный материал подается на шнековый транспортер 8, за которым установлен шнековый пресс 9. За шнековым прессом 9 размешено нижеописанное устройство для уплотнения 10, служащее для уплотнения предварительно уплотненного шнековым прессом 9 стебельчатого материала в сыпучий спрессованный материал. Устройство для уплотнения 10 размещено над емкостью 11, установленной в задней зоне уборочной машины.

Устройство для уплотнения 10 (см. фиг. 2 и 3) содержит два установленных параллельно друг другу тела для уплотнения, выполненных в качестве полых валков 12. Валки 12 снабжены установленными по их окружности входящими друг в другу перемычками 13 и каналами 14. Валки 12 выполнены с возможностью обогрева по меньшей мере до 150^oC, предпочтительно, однако, более 150^oC, с использованием отходящего от двигателя 3 внутреннего сгорания тепла, подаваемого по тепловому контуру. Согласно данному примеру выполнения изобретения последний содержит теплообменник 15, подключенный к охладительному контуру двигателя 3 внутреннего сгорания, или же теплообменник 15 образует охладительный контур, и через линии 16 контур сообщен с описанными ниже каналами 17 для подачи обогревательной среды валков 12. Таким образом можно рекуперировать отходящее от двигателя 3 внутреннего сгорания тепло, что значительно повышает общий КПД уборочной машины. Двигателем 3 внутреннего сгорания приводятся не только колеса 2 уборочной машины, но по меньшей мере и валки 12 устройства 10 и, в случае необходимости, ротационная косилка 4 и подающие приспособления 5 - 9.

Значительного повышения КПД достигают при использовании отходящих газов двигателя 3 внутреннего сгорания для обогрева устройства 10 для уплотнения. В этом случае без подачи дополнительной энергии легко достигают температуры перемычек 13 165^oC, причем данная температура оказалась оптимальной для процесса уплотнения.

Поэтому дополнительно к теплообменнику 15, подключенному к охладительному контуру двигателя 3 внутреннего сгорания, или вместо него могут иметься и другие теплообменники, которые могут служить для воспользования другими источниками тепла от двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 14 показана другая форма выполнения предлагаемой уборочной машины, которая также управляется с кабины 1 водителя и приводится от двигателя 3 внутреннего сгорания. Согласно данной форме выполнения уборочной машины на ее переднем конце вместо косилочного инструмента 4 установлен подборщик 18, служащий для подъема и ввода стебельчатого материала в машину, а над подборщиком 18 и сзади него размещен поперечный шнековый транспортер 19, выполненный из трубы с двумя спиральными шнеками, подающими материал к середине, где он охватывается управляемыми подающими шипами 20, подается во впускную зону 21 устройства 10 для уплотнения и при этом разрезается ножами 22, установленными на описанном пути подачи материала.

С помощью подъемного приспособления 23 готовый сыпучий спрессованный материал подается в емкость 11.

Установка устройства 10 для уплотнения непосредственно за подборщиком или косилочным приспособлением представляет собой важный признак изобретения, если устройство 10 выполнено не в виде способного к замене узла, так как при осуществлении процесса переработки является выгодным уплотнение материала непосредственно после подачи в машину, то есть, путь подачи неуплотненного материала является коротким.

На фиг. 2 и 3 показаны подробности устройства 10 для уплотнения материала растительного происхождения. Как уже указывалось, тела для уплотнения выполнены в качестве двух полых валков 12, установленных с возможностью вращения на опорах 24, 25 параллельно друг другу и размещенных в корпусе 26, причем валки 12 приводятся через зубчатую передачу 27 от ведущего вала 28.

Полые валки 12 (полые колеса 12) снабжены перемычками 13, расположенными примерно в плоскости аксиального поперечного сечения и заключающими полость 29. Перемычки 13 разъемно установлены в аксиальном направлении между плитообразным фланцевым телом 30, закрепленным на соединенной с передачей 27 цапфе 31, и кольцеобразным фланцевым телом 32, снабженным выпускным отверстием 33. В окружном направлении каждые две смежные перемычки 13 заключают между собой канал 14 для уплотнения, сужающийся примерно клинообразно в направлении полости 29 и простирающийся бесступенчато с наружной окружной поверхности до внутренней полости 29. В каналы 14, в аксиальном направлении полых валков 12, имеющие удлиненное прямоугольное поперечное сечение, своим радиально наружным концом в качестве прессовых элементов входят перемычки 13 соответственно другого полого валка 12, когда полые валки 12 вращаются в противоположных направлениях. Предварительно дробленный стебельчатый материал, прессом 9 принудительно подаваемый в зазор между двумя полыми валками 12, перемычками 13 вдавливается в каналы 14 и там уплотняется. Размер перемычек 13 выбран с обеспечением того, что они с зазором входят в каналы, то есть, не входят в контакт друг с другом, когда полые валки (колеса) 12 через передачу 27 приводятся друг относительно друга.

Внутри полости 29 каждого валка 12, аксиальная глубина которой (в отношении к аксиальной длине перемычек 13) меньше, чем ее внутренний диаметр, центрически установлены дробильные конусы 34, сужающиеся в направлении выпускного отверстия 33, дробящие жгуты материала, выходящие из каналов 14 в радиальном направлении вовнутрь, с получением отдельных окатышей. Конусами 34 полученный спрессованный материал перенаправляется в направление выпускного отверстия 33. Этот эффект усиливается направляющими плитками 35 (см. фиг. 2), удлиняющими перемычки 13 в сторону конуса 34. Согласно данному примеру выполнения изобретения полые валки 12 установлены так, что выпускные отверстия 33 направлены вниз, благодаря чему дробленный материал может непосредственно впадать в емкость 11 (см. фиг. 1).

Как лучше всего показано на фиг. 3, перемычки 13 выполнены с каналами 17 для подачи обогревательной среды, через фланцевое тело 30 и цапфу 31, сообщенные с жидкостной вращающейся сцепкой 36, к которой подключены линии 16 для подачи обогревательной среды. В каналах 17 по контуру подается жидкий носитель тепла, посредством теплообменника 15 двигателя 3 внутреннего сгорания, нагретый по меньшей мере до температуры 150^oC. Носитель тепла может представлять собой, например, теплостойкое масло или т.п. Нагревание подвергаемого уплотнению стебельчатого материала в каналах 14 приводит к снижению потребности энергии для привода полых валков 12 и давления, требуемого в каналах 14 для уплотнения материала. Само собой разумеется, что в случае необходимости контур обогревательной среды может содержать тепловой насос, если температура от двигателя 3 внутреннего сгорания низка. Дополнительно к каналам 17 для подачи обогревательно среды и в корпусе 37 подающего шнекового пресса 9, а также в плотно обхватывающей полые валки 12 стенке 38 корпуса 26 могут иметься дополнительные каналы 39 для подачи обогревательной среды, сообщенные с теплообменником 15 (см. фиг. 1). Однако, наличие дополнительных каналов 39 для подачи обогревательной среды в стенке 38 и трубчатом корпусе 37 пресса 9 не является обязательным. Или же, если с помощью дополнительных каналов 39 для подачи обогревательной среды достигается достаточно высокая температура, то вместо них могут отпадать каналы 17 для подачи обогревательной среды, выполненные в полых валках 12.

Для усиления прессового эффекта за каждым полым валком 12 в корпусе 26 с возможностью вращения параллельно полым валкам 12 могут быть установлены дополнительные прессующие валки 40, 41. Данные дополнительные прессующие валки 40, 41 в отличии от полых валков 12 снабжены лишь радиально выступающими пуансонами 42, входящими в каналы 17 соответствующего полого валка 12. Дополнительные прессующие валки 40, 41 последовательно взаимодействуют с соответствующим полым валком 12, причем глубина вторжения пуансонов 42 дополнительных валков увеличивается в направлении вращения Б полых валков 12. Разная глубина вторжения пуансонов может достигаться или за счет разной высоты пуансонов 42 и/или за счет разного расстояния между осями дополнительных прессующих валков 40, 41 и полых валков 12. Дополнительные прессующие валки 40, 41 могут приводиться или за счет сцепления с полыми валками, или же принудительно через передачу 27.

Для регулирования глубины вторжения перемычек 13 в каналы 14 корпус 26 в поперечном к плоскости осей полых валков 12 направлении подразделен на две части 43, причем в каждой части 43 установлен один полый валок 12 с соответствующими дополнительными прессующими валками 40, 41. Части 43 корпуса 26 установлены с возможностью регулирования положения друг относительно друга примерно в плоскости осей полых валков 12. Регулировочное перемещение целесообразно осуществляется вокруг вращательной оси одного из зубчатых колес передачи 27 с тем, чтобы было возможно обеспечить сцепление зубчатых колес независимо от положения регулирования. Само собой разумеется, что могут быть использованы также другие цепи передачи, обеспечивающие принудительное сцепление полых валков 12, например, звеньевые цепи или зубчатые ремни.

Целесообразно шнековый пресс 9 выполнить с возможностью регулирования количества подаваемого материала, например, путем изменения скорости вращения пресса 9, для обеспечения равномерной и оптимальной загрузки полых валков 12 подлежащим уплотнению материалом. При этом через регулирующий контур сохраняется постоянная заданная величина числа оборотов пресса 9 в зависимости от привода полых валков 12.

Для регулирования числа оборотов шнекового пресса 9 может иметься бесступенчатая регулируемая передача. Однако, производительность шнекового пресса 9 можно также регулировать другим способом, например, путем использования аксиально регулируемого конусного шнека в регулирующем корпусе.

Само собой разумеется, что в описанных выше формах выполнения предлагаемого устройства 10 для уплотнения вместо тепла, отходящего от двигателя 3 внутреннего сгорания сельскохозяйственной машины, можно было бы использовать также другие источники тепла. Кроме того, следует указать на то, что устройства для уплотнения согласно фиг. 2 и 3 в зависимости от конкретного случая могут быть выполнены и без возможности обогрева каналов 14.

На фиг. 5 - 11 представлена форма выполнения предлагаемого устройства для уплотнения материала растительного происхождения в сыпучий спрессованный материал, отдельные признаки которой были разработаны на практике, развивая показанное на фиг. 2 устройство.

Согласно данным фигурам обхватывающий полые валки 12 корпус 26 содержит раму 44 и оболочку 45. Последняя обхватывает оба полых валка 12 со значительно меньшем, чем представленным на фиг. 2 зазором. Подлежащий уплотнению материал через патрубок 46 корпуса 26 в дробленом состоянии принудительно подается в зазор между полыми валками 12. В патрубке 46 имеется полость 47, клинообразно расширяющаяся в направлении подачи материала. В противоположной зоне на окружности между полыми валками 12 расположен соединенный с корпусом 26 клинообразный элемент 48, при этом поверхность 49 элемента 48 почти находится в контакте трения скольжения с наружным торцом перемычек 13.

На практике выявилось, что связано с большим преимуществом, если оболочка 45 корпуса не центрично расположена относительно оси вращения перемычек 13. Если зазор между внутренней поверхностью оболочки 45 и наружной окружностью перемычек 13 является непостоянным, а именно, если в зоне места контакта перемычек 13 с клинообразным элементом 48 имеется минимальный зазор 50, а на переходе оболочки 45 в патрубок 46 - максимальный зазор 51, то отстранена опасность блокировки вращения полых валков 12 в корпусе 26. Разница между зазорами 50 и 51 является сравнительно небольшой; предпочтительна разница 1 мм, хотя изобретение не ограничивается этой величиной.

На фиг. 6 в увеличенном масштабе показано, что согласно представленной форме выполнения предлагаемого устройства смежно с патрубком 46 установлен дополнительный корпус 52, обхватывающий полость 53, клинообразно сужающуюся в направлении подачи подлежащего уплотнению материала. В соответствии с конфигурацией полости 53 размещенный в ней шнековый пресс 54 также имеет клинообразную форму (см. фиг. 4).

Таким выполнением обеспечивается не только принудительная подача подлежащего уплотнению растительного материала, но и значительное подающее усилие, вдавливающее материал из полости 47 в каналы 14.

Кроме того четко видно, что радиальная длина 55 перемычек 13 и, таким образом, и радиальная длина образованных между ними каналов 14 значительно превышает среднюю толщину перемычек 13 соответственно каналов 14. Далее, на фиг. 8 видно, что глубина вторжения 56 перемычек 13 в каналы 14 является сравнительно минимальной.

Конфигурация перемычек 13, подробная конструкция которых согласно предпочтительной форме выполнения показана на фиг. 7, выбрана с обеспечением того, что кромки 57 перемычек не соприкасаются при сцеплении валков 12. Предпочтительно между кромками 57 всегда имеется небольшой зазор, то есть, перемычки 13 не взаимодействуют друг с другом в смысле непосредственного контакта, имеющего место в устройстве согласно прототипу.

Из-за небольшого зазора между кромками 57 перемычек 13 растительный материал, принудительно подаваемый в эту зону, обрезается и вдавливается в каналы 14 без остатков.

Для принятия возникающих при этом больших сил согласно форме выполнения изобретения, представленной на фиг. 7, перемычки 13 на наружной торцевой стороне снабжены износостойкими усилительными элементами 58, с помощью винтов 59 закрепленными на перемычках 13. Усилительные элементы 58 выполнены с выступом 60, взаимодействующим с канавкой 61 с тем, чтобы усилие прессования не воздействовало на винты 59.

Усилительные элементы 58 в вертикальном относительно плоскости чертежа направлении имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Если исходить, например, из того, что на фиг. 10 перемычка 13 представлена в своем естественном размере, то длина усилительного элемента 58 составляет примерно 100 мм.

Таким образом, каналы 14 имеют удлиненное, примерно прямоугольное поперечное сечение в аксиальном направлении, причем оно может также быть выпуклым.

Согласно поперечному сечению в радиальном направлении согласно фиг.7 перемычки 13 имеют изменяющуюся толщину. Непосредственно смежно с усилительным элементом 58 имеется затылочная относительно клинообразного расширения 62 перемычки 13 зона 63, а за клинообразно расширенной зоной 62 имеется участок 64 постоянной толщины перемычки 13, переходящий в клинообразно сужающуюся зону 65. Как четко видно на фиг. 6 и 8, из-за радиального положения перемычек 13 их наружные стенки определяют конфигурацию каналов 14. Согласно этому в зоне усилительных элементов 58 в начале каналов 14 имеется лишь незначительное, а за этим, в зоне участка 62 перемычек 13, более сильное сужение каналов 14. В зоне участка 64 в основном постоянной толщины или незначительного клинообразного расширения перемычек 13 каналы 14 менее сильно сужаются в радиальном направлении.

На практике оказалось, что преимущественным является выполнение перемычек с зоной постоянной толщины в области перехода между расширяющимся участком 64 и клинообразным сужением 65. Этим снижается износ стенок перемычек 13 на краях, образованных на переходах между их отдельными зонами или участками. Целесообразно данные зоны постоянной толщины имеют высоту в радиальном направлении лишь в несколько миллиметров.

Путем выбора соответствующего выполнения и размера клинообразного сужения 65 перемычек 13 можно предопределять форму каналов 14 на среднем, радиально внутреннем участке или с постоянной шириной, или с сужением. На практике оказалось целесообразным, если каналы 14 клинообразно расширяются радиально вовнутрь, причем длина зоны 65 перемычки должна превышать половину длины перемычки 13 в радиальном направлении. Получаемое в результате этого клинообразное расширение канала 14 приводит к тому, что медленно подаваемый по каналу жгут материала несмотря на тенденцию к разбуханию и давление дегазации подвергается не усиливающемуся трению, а наоборот, скорее уменьшающемуся трению.

На фиг. 7 показано, что целесообразно в наружной поверхности перемычек 13 выполнены простирающие радиально вовнутрь продольные канавки 66, служащие для отвода газового давления, сильно увеличивающегося при уплотнении стебельчатого материала. На внутреннем торцевом конце продольные канавки 66 открыты.

Затылочная зона 63, имеющаяся между клинообразным расширением 62 и предохранительным элементом 58, действует по образцу зазубрины, предотвращающей создание значительного радиального давления уплотняемым материалом для ослабления внутреннего давления. Кроме того, клинообразно сужающимся участком каналов 14, имеющимся в зоне расширения 62 перемычек 13, вдавливаемый в каналы 14 материал отклоняется от радиального направления, что приводит к образованию стрелкообразных слоев в жгуте. Такая структура жгутов имеет то преимущество, что при использовании спрессованного материала в качестве топлива отдельный окатыш при воздействии тепла быстрее набухает, образует большую поверхность для воздействия кислорода, благодаря чему достигается более высокий КПД.

Все описанные признаки приводят к тому, что трение подаваемого через каналы 14 уплотняемого материала на наружных стенках перемычек снижается, что способствует достижению максимального количества перерабатываемого материала при минимальном расходе энергии.

Предпочтительно наружная поверхность перемычек выполнена с обеспечением снижения трения.

Как уже указывалось в связи с фиг. 2 и 3, отверстия 67, выполненные в перемычках 13 и проходящие параллельно оси вращения полых валков 12, служат для подвода обогревательной среды непосредственно в прессующие органы. Максимального КПД достигают при обогреве перемычек до температуры выше 150^oC, в частности около 165^oC.

На практике выявилось, что наилучшего прессующего действия достигают при подаче отходящих газов двигателя 3 внутреннего сгорания через отверстия 67. Таким образом достигается обогревание перемычек 13 примерно до 165^oC без использования какого-либо дополнительного источника тепла.

При выполнении перемычек 13 согласно фиг. 7 и 8 уплотнение растительного материала окончено, когда находящийся в каналах 14 материал достигает внутреннего конца участка 64 постоянной толщины перемычек 13. Все-таки перемычки 13 имеют значительно большую радиальную длину, хотя из-за клинообразного сужения 65 перемычек 13 на этом участке больше не происходит уплотнения.

Смысл такого выполнения в том, что уплотненный материал более длительное время находится в каналах 14, благодаря чему может уже начинаться затвердевание материала. Однако, более длительное время пребывания материала в каналах 14 не должно приводить к повышению сопротивления, почему и перемычки 13 выполнены с клинообразным сужением 65 и гладкой наружной поверхностью. И продольные канавки 66 значительно способствуют дегазации и, тем самым, снижению трения.

По изложенным соображениям соотношение глубины вторжения 56 перемычек 13 соответственно их усилительных элементов 58 к радиальной длине перемычек 13 значительно отличается от уровня техники. Согласно изобретению данное соотношение составляет предпочтительно порядка более, чем 1 : 8, в частности от 1 : 10 до 1 : 25.

Кроме того, согласно изобретению время пребывания подвергаемого уплотнению материала в каналах 14 можно оптимировать путем снижения скорости течения обогревательной среды в отверстиях 67 перемычек 13. Скорость течения можно снижать, например, путем размещения спиралей 68 или т.п. препятствий течению в отверстиях 67 (см., например, фиг. 7 и 13).

На фиг. 9 - 11 подробно показано, как перемычки 13 согласно фиг. 7 могут быть соединены с фланцевыми телами 30, 32 полых валков 12, с одной стороны с возможностью замены перемычек 13, а с другой стороны с обеспечением восприятия особенно высоких сил, возникающих при прессовании, без опасности излома.

На фиг. 9 показан торцевой вид части стенки 69 одного из фланцевых тел 30, 32. Стенка 69 снабжена равномерно распределенными окнами 70, служащими для приема или по одной перемычки, или по одной паре смежных перемычек 13 (см. фиг. 10). То есть, края 71 окон 70 предопределяют радиальное положение индивидуальных перемычек 13, которые в этом положении с помощью планки 72 фиксированы относительно краев 71. Планка 72 закреплена на стенке 69 с помощью винтов 73 (см. фиг. 10).

В боковых стенках перемычек 13 выполнены канавкообразные углубления 74, простирающиеся в радиальном направлении, в смонтированном положении точно противоположные планкам 72. Из-за неровного выполнения боковых стенок перемычек 13 углубления 74 имеются не на всей длине перемычек 13. Планки 72 входят в углубления 74 и образуют параллельные оси упоры с обеих сторон стенок 69, таким образом предотвращая аксиальное перемещение перемычек 13 в стенках 69.

Кроме того, на фиг. 10 видно, что усилительные элементы 58 в радиальном направлении заходят за наружную окружность стенки 69.

На виде сверху (фиг. 11) видно, что длина усилительных элементов 58 соответствует лишь расстоянию стенок 69. Вследствие этого получаются упоры 75, которые благодаря фиксации усилительных элементов 58 на перемычках 13 с помощью винта 59 также обеспечивают фиксацию перемычек 13 вдоль оси полых валков 12 относительно стенок 69 фланцевых тел 30, 32.

Перемычки содержат зоны 76, выходящие за наружные поверхности стенок 69, причем служащие для фиксации перемычек 13 планки 72 могут быть размещены на наружной стороне стенок 69 и воздействовать на зоны 76.

Как видно на фиг. 12, предлагаемое устройство можно также устанавливать стационарно, то есть, не на сельскохозяйственной машине. Конструкция полых валков 12 при этом соответствует конструкции по фиг. 5. Не показанный на чертеже корпус 26 может быть установлен без возможности перемещения.

На передвижной раме 77 установлен электродвигатель 78, от которого приводится шнековый транспортер, соответствующий шнеку 8 ( фиг.1) и установленный в корпусе 79. Привозимый с поля и, в случае необходимости, дробленный стебельчатый материал подается в конический корпус 52 (см. фиг.6), в котором установлен конический шнек 54 для принудительной передачи растительного материала на полые валки 12.

В полостях 29 полых валков 12 установлены стряхивающие элементы 80, по образцу ракелей взаимодействующие с внутренним краем перемычек 13 и отламывающие выходящие из каналов 14 жгуты спрессованного материала.

В том случае, если окатыши должны иметь большую длину, то стряхивающий элемент 80 на определенное время выводят из рабочего положения, например, с помощью установочного вала 81, на котором установлен стряхивающий элемент 80. При повороте вала 81 изменяется расстояние стряхивающего элемент 80 от внутреннего края перемычек 13.

В отличие от фиг. 3 согласно выполнению по фиг. 13 полые тела 12 имеют одностороннюю опору 82. Фланцевое тело 30, расположенное со стороны опоры, жестко соединено с приводным валом 31, а другое фланцевое тело 32 соединено с фланцевым телом 30 через множество перемычек 13. Корпус 26 и в данном случае состоит из рамы 44 и оболочки 45, посредством болтов 83, соединенных друг с другом и обхватывающих перемычки 13. С обеих торцевых сторон перемычек 13 расположены камеры 84, 85, служащие для подвода и отвода обогревательной среды. Этим весьма простым образом через отверстия 67 перемычек 13 можно подавать, например, отходящие газы двигателя внутреннего сгорания, то есть, камеры 84, 85 могут служить в качестве средств для подключения перемычек 13 и/или корпуса 26 к выхлопу двигателя внутреннего сгорания.

Для по возможности полного воспользования теплотой обогревательной среды целесообразно в отверстиях 67 перемычек 13 размещены элементы, например, спирали 68, служащие для снижения скорости течения обогревательной среды. Спирали 68 представлены символически на фиг. 7 и 13, на каждой фиг. 7, 13 в одном отверстии.

На фиг. 15 - 17 показаны формы выполнения предлагаемого устройства, далее развивающие форму выполнения согласно фиг.8, однако, не зависящие от конфигурации поперечного сечения перемычек 13.

Для обеспечения переработки как можно большего количества материала на единицу времени и достижения высокого КПД выгодна большая длина перемычек 13 и, таким образом, и каналов 14, в аксиальном направлении полых валков 12. В таком случае из каналов 14 выходят сравнительно широкие жгуты материала, нелегко обламывающиеся, так что получение окатышей с удобным при дальнейшей переработке размером не обеспечено.

По этой причине согласно фиг. 16 - 18 каналы 14 подразделены посредством разделительных стенок 86, расположенных в радиальных плоскостях относительно оси полых валков 12 и поперек в каналах 14.

На фиг. 15 видно, что индивидуальная разделительная стенка 86 в аксиальном виде имеет сужающуюся снаружи вовнутрь клиновидную форму, а на фиг. 16 и 17 видно, что разделительная стенка имеет призматическое, предпочтительно прямоугольное поперечное сечение. Благодаря этому разделительные стенки 86 можно фиксировать в канавках 87 перемычек, расположенных друг напротив друга.

Согласно фиг. 16 каждый канал 14 может быть подразделен или посредством одной разделительной стенки 86, или же двух или больше разделительных стенок 86. На фиг. 16 также символически показано, что перемычки 13 фиксированы в фланцевых телах 30, 32, вместе с перемычками 13, образующих полые валки 12.

На наружном торцевом конце разделительные стенки 86 предпочтительно снабжены режущей кромкой 88, образованной, например, согласно фиг. 17 в результате наклонного выполнения конца разделительной стенки 86. Режущая кромка 88 служит для снижения сопротивления разделительной стенки 86 относительно усилия прессования, создаваемого перемычками 13 при вдавливании растительного материала в каналы 14. Таким образом каналы 14 и, тем самым, уплотняемые в них жгуты подразделены, что приводит к уменьшению ширины получаемых окатышей.

Индивидуальные разделительные стенки 86 должны быть фиксированы в своем положении с тем, чтобы не смещаться при воздействии усилия прессования. Для этого каждая разделительная стенка снабжена молоткообразным выступом 89, взаимодействующим с канавками 90 перемычек 13 (см. фиг. 15). Канавки 90 простираются в окружном направлении относительно перемещения перемычек 13. Разделительные стенки 86 при воздействии усилия прессования опираются о дно канавок 90. В обратном направлении разделительные стенки 86 соответственно выступы 89 удерживаются опорной поверхностью 91 усилительных элементов 58, в самом деле образующих режущие кромки перемычек 13. Как видно на фиг. 7, усилительные элементы 58 фиксированы на торцевых сторонах перемычек 13 посредством винтов 59.

Описанное выполнение облегчает вставку и удаление разделительных стенок 86, так как для этого лишь необходимо отвинчивать усилительные элементы 58.

Режущая кромка 88 простирается лишь между обращенными друг к другу боковыми сторонами усилительных элементов 58 (см. фиг. 16). Таким образом предотвращается образование боковых канавок вследствие скоса вдоль опорной поверхности. Режущая кромка расположена на одной линии со смежными торцевыми поверхностями разделительных стенок 86.

На фиг. 18 схематически показано заточное приспособление 92, установленное с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно оси каждого полого валка 12, то есть, вдоль режущей кромки 57 соответственно усилительного элемента 58. Для этого время от времени приводимый во вращательное движение заточный барабан 93 согласно стрелке В перемещается туда и обратно на валу 94, расположенном параллельно осям полых валков 12. Заточный барабан 93 сглаживает окружную поверхность усилительного элемента 58, затачивая при этом режущую кромку 57.