Устройство для сбора урожая хлопкаПатент на изобретение №: 2028750 Автор: Краснощеков Ю.И., Карабаев М.К., Тожиев Р.Ж., Товчигречко В.Н., Соболев Л.Ю., Максаков А.А., Тюрников М.В., Корчаков В.Ф. Патентообладатель: Ферганский политехнический институт, Центральный научно-исследовательский институт химии и механики Дата публикации: 20 Февраля, 1995 Адрес для переписки: подача заявки31.05.1990 публикация патента20.02.1995 Изображения  Использование: хлопкоуборочные машины. Сущность изобретения: устройство содержит рабочую камеру с всасывающим патрубком и генератор детонационных волн. Установленные на конечном участке детонационной трубы воздухоподводящий патрубок пламягасителя и турбулизатор предотвращают попадание пламени в рабочую камеру и создают турбулентный поток смеси продуктов сгорания с воздухом. Защитный экран оттесняет кусты от открытых торцев детонационных труб и предохраняет их от сильного динамического воздействия ударной волны. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть преимущественно использовано при машинной уборке хлопка. Известен хлопкоуборочный аппарат, реализованный в авт. св. N 1409149, который производит сбор хлопка стационарным сильно турбулизированным с крупными вихреобразованиями потоком воздуха, создаваемым вокруг куста хлопчатника в рабочей камере аппарата, где под воздействием двух вращающихся в одну сторону восходящих потоков (пограничного внешнего и осевого внутреннего по отношению к кусту) и с помощью регулирования заслонок на входных отверстиях воздухозаборных патрубков, расположенных вверху рабочей камеры над кустом, создают разрежение осевого внутреннего потока. Одновременно осевой поток облучают акустическим полем генераторов низких частот и таким образом превращают его в область низких давлений с высокой степенью турбулентности и с крупными вихреобразованиями, пронизывающими куст снизу вверх и способствующими получению максимальной величины аэродинамической силы. Несмотря на эффективность сбора, недостатком данного аппарата является отсутствие резкого динамического воздействия на коробочки хлопка. Это приводит к увеличению длительности сбора и тем самым обусловливает низкую производительность машины. Известна машина для сбора плодов и семян, обладающая высокой производительностью, реализованная в авт. св. N 697085 и взятая за прототип, включающая подвижную платформу с закрепленным на ней устройством для создания пульсирующего воздушного потока, выполненным в виде импульсной камеры, генерирующей ударно-взрывные волны (детонационной трубы). Эта машина обеспечивает высокую производительность сбора плодов за счет высокого градиента нарастания импульсов давления. Однако эта машина не может быть применена при сборе плодов растительных культур с близкого расстояния, например при сборе хлопка, так как происходит отрыв веток кустов хлопчатника вследствие очень сильного воздействия на них. Кроме того, при выходе детонационной волны из открытого торца в атмосферу фронт горения продолжает еще некоторое время распространяться по потоку и оказывает сильное тепловое воздействие на коробочки хлопчатника, что приводит к их воспламенению. Указанные два недостатка значительно снижают качество сбора хлопка. Устройство этой машины не позволяет с максимальной степенью использовать для воздействия на плоды продукты сгорания, которые недостаточно турбулизированы с точки зрения получения максимальных аэродинамических сил при обтекании потоком коробочек хлопка. Этот недостаток снижает производительность машины и полноту сбора при однократном воздействии. Цель изобретения состоит в предотвращении повреждения коробочек и растений, повышении производительности и качества сбора урожая. Это достигается тем, что в устройстве для сбора урожая хлопка каждая детонационная труба снабжена пламегасителем, выполненным в виде по меньшей мере одного воздухоподводящего патрубка, размещенного внутри детонационной трубы на ее конечном участке и отогнутого в направлении к рабочей камере, при этом внутри камеры смонтирован защитный экран. Устройство для сбора хлопка обладает следующими преимуществами: повышает производительность хлопкоуборочной машины на 25-33% за счет повышения полноты сбора; не повреждаются хлопковые плоды и ветки; не нарушается целостность куста хлопчатника; не требуется дефолиации хлопчатника, т.е. существенно улучшает экологический и социальный эффект; значительно меньшая, чем в существующих комбайнах, металлоемкость, меньше давление на почву; ниже стоимость сбора урожая; нет ограничений по влажности хлопка (после дождя и в утренние и вечерние часы из-за росы); сокращается срок между первым и вторым сбором урожая за счет того, что ударно-волновое воздействие на нераскрывшийся курак приводит к более быстрому его раскрытию; избирательная способность воздействия на хлопок приводит к тому, что собирается хлопок только из созревших коробочек, а незрелый курак не повреждается; обеспечивается высокое качество собранного волокна (приближается к качеству ручного сбора). Установка на конечном участке детонационной трубы (ДТ) пламегасителя, выполненного в виде воздухоподводящего патрубка, конец которого отогнут в сторону открытого торца ДТ, обеспечивает при принудительной подаче через него воздушного потока от компрессора значительное понижение концентрации горючего в смеси на конечном участке ДТ между воздухоподводящим патрубком и открытым торцом ДТ. При выполнении условия < Y*г, где Gсм - секундный массовый расход смеси в канале ДТ; Gв - секундный массовый расход воздуха через воздухоподводящий патрубок; Yr* - нижний предел концентрации горючего в смеси по горению при давлении и температуре, возникающих за ударными волнами в детонационном фронте. При выполнении условия Gв >  (1) происходит полное прекращение горения в детонационном фронте. Детонационный фронт распадается на ударную волну и следующий за ней поток продуктов сгорания (ПС). Полное прекращение горения происходит на некотором расстоянии за воздухоподводящим патрубком. Поэтому с целью полного гашения пламени в ДТ воздухоподводящий патрубок установлен на конечном участке ДТ с заглублением от открытого торца ДТ. Наличие этого заглубления объясняется тем, что фронт горения в течение времени, пропорционального времени химической реакции, распространяется по потоку сжатого газа за ударной волной, направленному в сторону открытого торца ДТ. Величина этого заглубления зависит в основном от турбулентности и скорости потока, по которому распространяется фронт горения, от физико-химических свойств смеси и может быть определена экспериментально. Так, например, для ДТ с диаметром конечного участка 25 мм, заполненной бензино-воздушной смесью при атмосферном давлении, экспериментально определенное минимальное заглубление пламегасителя от открытого торца ДТ при выполнении соотношения (1) составило 200 мм. Необходимо отметить, что расход через воздухопроводящий патрубок в момент прихода к нему детонационной волны значительно уменьшается или полностью прекращается в зависимости от соотношения между давлением ПС и давлением торможения подводимого воздуха. Учитывая большую скорость ПС (  800 м/с), их охлаждение за счет подачи воздуха в канале ДТ является несущественным. В итоге установка пламегасителя приводит к полному гашению пламени непосредственно в ДТ и создает зону перемешивания (участок ДТ между пламегасителем и открытым торцом) ПС (температура ПС 2000оС) с воздухом, подвергшимся сжатию за ударной волной, имеющей температуру 1000оС, что приводит к охлаждению переднего фронта ПС и тем самым уменьшает термическое воздействие ПС. Конец воздухоподводящего патрубка отогнут в сторону открытого торца ДТ для того, чтобы при этом не происходило разбавление горючей смеси воздухом между закрытым торцом ДТ и пламегасителем и не создавалось сопротивление потоку горючей смеси. При ином направлении отогнутого конца воздухоподающего патрубка из-за большого количества разбавленной воздухом горючей смеси происходит падение рабочих характеристик ДТ, а возникающее сопротивление потоку смеси приводит к увеличению времени заполнения ДТ горючей смесью, а следовательно, снижает ее частоту работы, - все это приводит к снижению производительности заявляемого устройства. Оптимальным является расположение пламегасителя на минимальном заглублении от открытого торца ДТ, при котором происходит полное гашение пламени в ДТ. В этом случае энергетические характеристики для конкретной ДТ являются максимальными, поскольку происходит сжигание большого количества горючей смеси. Установка такого пламегасителя приводит к полному гашению пламени уже в детонационной трубе, что значительно повышает качество сбора по сравнению с прототипом, так как полностью исключает наличие пламени перед открытым торцом ДТ снаружи от нее и снижает термическое воздействие ПС на растение и его плоды. Защитный экран обеспечивает предохранение кустов хлопчатника от сильного воздействия, приводящего к слому кустов хлопчатника, и устанавливается на таком расстоянии от открытого торца ДТ, при котором величина импульса воздействия i не превосходит значений 1000-5000 Па  с, указанных в способе, реализованном в заявке N 4692188. Установка экрана при сборе хлопка заявляемым устройством с близкого расстояния значительно повышает качество сбора по сравнению с прототипом. Для создания потока ПС с высокой степенью турбулентности и для качественного перемешивания подводимого через воздухоподводящий патрубок воздуха с горючей смесью на конечном участке ДТ между пламегасителем и открытым торцом ДТ с углублением от открытого торца ДТ установлен турбулизатор. Это расположение турбулизатора является существенным и объясняется следующим образом. С одной стороны, для получения большого количества сжатого газа с высокой степенью турбулентности его необходимо располагать непосредственно у открытого торца ДТ, так как в этом случае через него пройдет весь газ, содержащийся в ДТ. С другой стороны, турбулизирование потока на выходе из ДТ приводит к его значительному размыванию, из-за чего пятно воздействия на кусты хлопчатника увеличивается, и интенсивность его падает, что приводит к необходимости располагать турбулизатор на конечном участке ДТ на таком заглублении от открытого торца ДТ, при котором турбулентное движение газа приобретает направленность по каналу ДТ. Минимальная величина этого заглубления зависит в основном от конструкции турбулизатора, диаметра канала конечного участка ДТ и скорости набегающего газового потока и может быть определена экспериментально. Кроме того, для качественного смешения подводимого воздуха с горючей смесью он должен располагаться за пламегасителем по потоку подачи горючей смеси и подводимого воздуха, то есть между пламегасителем и открытым торцом ДТ. Качественное смешение подводимого воздуха с горючей смесью уменьшает участок гашения пламени. Это дает возможность переместить пламегаситель на меньшие заглубления, что за счет сжигания большего количества смеси повышает импульс воздействия и тем самым повышает производительность сбора урожая. В случае установки турбулизатора до пламегасителя ухудшается смешение подводимого воздуха с горючей смесью, так как турбулизируется только смесь. Кроме того, турбулизация смеси приводит к возникновению сильно турбулентного пламени. Оба эти фактора увеличивают участок гашения пламени, что при постановке турбулизатора до пламегасителя приводит к снижению производительности сбора. Таким образом, указанное расположение турбулизатора на конечном участке ДТ приводит к повышению производительности сбора хлопка сырца за счет увеличения силы воздействия газодинамического потока с высокой степенью турбулентности по сравнению со слаботурбулизированным потоком; сокращения участка полного гашения пламени. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной и ближайших областях техники была обнаружена конструкция глушителя по авт. св. N 1067234, где воздухоподводящий патрубок, выполненный в виде полого стержня, введен в шумопоглощающую камеру, а за ним по потоку ПС из выхлопной трубы установлен винтообразный завихритель. Однако выполняемые функции, условия работы и достигаемый результат этого принципа в известной и заявляемой конструкции различны. В глушителе за счет смешения ПС с эжектируемым через полый цилиндр атмосферным воздухом посредством турбулизатора происходит охлаждение ПС и, как следствие, глушение шума. В заявляемом решении воздухоподводящий патрубок и, в частности, турбулизатор служат для разбавления принудительно подаваемым воздухом горючей смеси с целью создания предельно низкой концентрации горючего в смеси. Другой функцией турбулизатора является создание потока ПС с высокой степенью турбулентности с целью увеличения силы газодинамического воздействия на объект воздействия. Других технических решений, содержащих признаки, сходные с остальными отличительными признаками заявляемого решения, не было обнаружено. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия". На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из рабочей камеры 1, подведенных к ней всасывающего пневмопривода 2 и пульсирующих детонационных труб, каждая из которых состоит из запальной камеры 3, начального участка 4 детонационной трубы, переходного конуса 5 и конечного участка 6 детонационной трубы, выполненной в форме изогнутой трубы и введенной в рабочую камеру 1. В запальной камере 3 установлены обратный клапан 7, закрывающий входной торец детонационной трубы (закрытый торец), элемент-охладитель 8 и свеча 9 зажигания. Во внутреннем канале детонационной трубы на конечном ее участке 6 установлен пламегаситель, выполненный в виде по крайней мере одного воздухоподводящего патрубка 10, конец которого отогнут в сторону выходного торца (открытого торца детонационной трубы). Между пламегасителем 10 и открытым торцом детонационной трубы установлен турбулизатор 11, имеющий форму, полученную вращением сектора круга с острым углом вокруг его оси симметрии. Турбулизатор закреплен во внутреннем канале конечного участка 6 посредством стержня 12 и обращен конической частью по направлению от открытого торца ДТ к закрытому. В рабочей камере 1 устройства перед открытым торцом ДТ установлен защитный экран 13, выполненный в виде набора стержней дугообразной формы, расположенных друг над другом на расстоянии, концы которых закреплены на корпусе рабочей камеры 1. Величина расстояния между стержнями не превосходит размера коробочки хлопка сырца, т.е. 4-5 см. Экран может быть выполнен индивидуально для каждой трубы. В этом случае концы стержней закрепляются на боковой поверхности детонационной трубы у открытого торца. При этом экран имеет ячеистую структуру, образованную в результате нахлеста стержней, а максимальный поперечный размер ячейки не превосходит 4-5 см. Рабочая камера 1 имеет щели в передней и задней стенке и щель дна. Устройство также включает в себя источник 14 смеси и блок 15 зажигания. Устройство работает следующим образом. При движении устройства по полю кусты хлопчатника входят в рабочую камеру 1. Экран 13 оттесняет кусты от открытых торцов ДТ, предохраняя их от сильного воздействия. Пульсирующие ДТ постоянно генерируют ударно-взрывные волны с заданной частотой. Воздействием ударной волны и потоком ПС с высокой степенью турбулентности производят срыв коробочек хлопка, а всасывающий пневмопровод 2 втягивает сорванные коробочки хлопка и транспортирует их в бункер (не показан). Детонационная труба работает следующим образом. Подготовленная горючая смесь из источника 14 смеси поступает в ДТ и заполняет ее. Через воздухоподводящий патрубок 10 непрерывно подается воздух от компрессора (не показан), расход которого определяется по соотношению (1), тем самым между пламегасителем и открытым торцом ДТ образуется область смеси, не способная гореть за ударной волной. В запальной камере 3 горючая смесь поджигается свечой 9; под действием возрастающего давления ПС обратный клапан 7 закрывается, прекращает поступление горючей смеси в ДТ и предотвращает отток ПС в подающую магистраль. Элемент-охладитель 8 создает охлажденную прослойку ПС между горячими ПС от предыдущего цикла и вновь поступающей смесью, что предотвращает самовоспламенение вновь поступающей смеси. На начальном участке 4 ДТ медленное горение переходит в детонацию, которая через переходный конус 5 перепускается в конечный участок 6 ДТ, имеющий больший диаметр трубы, чем начальный участок ДТ. При достижении зоны сильно разбавленной смеси горение в ДТ прекращается, детонационная волна распадается на ударную волну и поток ПС. Газ, находившийся первоначально между закрытым торцом ДТ и турбулизатором 11, при истечении из ДТ сильно турбулизируется, проходя через турбулизатор. Из открытого торца ДТ выходят ударная волна и охлажденные, сильно турбулизированные ПС. Частота выхлопа регулируется блоком 15 зажигания. Предлагаемое устройство проходило испытания при сборе хлопка в Ферганской области. Устройство располагалось на хлопкоуборочном комбайне ХНП-1,8, на котором вместо одного из шпиндельных агрегатов устанавливалась рабочая камера, к ней были подведены всасывающий пневмопровод комбайна и две детонационные трубы, прикрепленные к раме комбайна. Детонационные трубы заполнялись бензиновоздушной смесью от источника смеси, установленного на раме комбайна и выполненного в виде V-оразного двигателя автомобиля ЗИЛ-130, приводимого в движение от вала отбора мощности комбайна и работающего в режиме компрессора. Детонационные трубы длиной 5 м имели диаметры начального и конечного участков соответственно 25 10-3 м и 140 10-3 м. Пламегаситель и турбулизатор имели заглубление от открытого торца ДТ соответственно 0,4 м и 0,3 м. Защитный экран располагался на расстоянии 0,3 м от открытого торца ДТ. При движении комбайна по полю воздействие на кусты хлопчатника осуществлялось с частотой f, зависящей от скорости движения комбайна W, ширины зоны единичного воздействия r и коэффициента кратности n, определяющего число воздействий на одну и ту же зону куста хлопчатника. f =   n При движении комбайна со скоростью W=1,5-2 м/с (5,4-7,2 (5,4-7,2  )), при ширине пятна воздействия r=0,5 м и кратности воздействия n=2 частота воздействия составила f= 6-8 Гц. При этом получена полнота сбора 85-90%. Базовым объектом является серийный комбайн ХМ-1,8 с вертикальными шпиндельными агрегатами, недостатками которого при сборе хлопка являются механическое повреждение волокон, неполнота сбора. Кроме того, шпиндельный агрегат является очень трудоемкой и металлоемкой конструкцией. По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство отличается большей производительностью, простотой конструкции и низкой трудоемкостью. Проведенные испытания показали, что качество сбора урожая достигается за счет того, что устройство полностью исключает воспламенение коробочек хлопка-сырца за счет наличия пламегасителя в конечной части канала ДТ, при этом не нарушается целостность куста, а также плодов и веток хлопчатника за счет предохранения его от сильного воздействия посредством установки защитного экрана перед открытым торцом ДТ; повышает производительность сбора хлопка за счет увеличения степени турбулентности потока ПС, достигнутого посредством установки турбулизатора на конечном участке ДТ.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА УРОЖАЯ ХЛОПКА, содержащее рабочую камеру с всасывающим патрубком и генератор детонационных волн, включающий источник горючей смеси, блок зажигания и детонационные трубы, сообщающиеся с рабочей камерой, отличающееся тем, что, с целью предотвращения повреждения коробочек и растений, каждая детонационная труба снабжена пламегасителем, выполненным в виде по меньшей мере одного воздухоподводящего патрубка, размещенного внутри детонационной трубы на ее конечном участке и отогнутого в направлении к рабочей камере, при этом внутри камеры смонтирован защитный экран. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детонационная труба снабжена турбулизатором потока продуктов сгорания, смонтированным внутри трубы на участке между пламегасителем и открытым торцом. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитный экран выполнен в виде набора стержней, установленных друг над другом с зазором, причем стержни изогнуты в горизонтальной плоскости в направлении всасывающего патрубка, а их концы закреплены на корпусе рабочей камеры.Популярные патенты: 2421109 Способ роспуска закристаллизовавшегося меда и устройство для его осуществления ... по поверхности волновода, что позволяет обеспечить роспуск меда по всему объему, мед при этом быстро покидает зону обработки, не успевая нагреться, и сохраняет при этом все свои качественные характеристики. СВЧ-генератор установлен с помощью рычажно-пружинного механизма в раме поворотного стола, а также снабжен дроссельной ловушкой, защитным экраном и датчиком контроля температуры, расположенным на пути протекания размягченного меда с внешней стороны корпуса СВЧ-генератора. Корпус СВЧ-генератора в месте стыковки с горловиной емкости с медом снабжен двухслойным уплотнением, содержащим резину и фольгу (Патент РФ на П.М. 48698, МПК A61N 5/06, дата публ. 2005.06.08.) ... 2304875 Способ активации воды для полива при выращивании растений и устройство для его осуществления ... емкость (бачок) 4; тройник 5; сливной кран 6.Механический реактор-активатор 1 (фиг.2) состоит из корпуса 7 с выходным патрубком воды, закрепленного болтами на корпусе привода 2. На валу привода 2 закреплен торцовозубчатый ротор 8 при помощи гайки 9. К корпусу 7 прикрепляется крышка 10 реактора-активатора, в которой установлен неподвижный торцовозубчатый статор 11 с входным патрубком воды. В статическом положении ротор 8 своими двумя кольцевыми торцовыми зубчатыми венцами входит в кольцевые зубчатые выступы статора 11, на 0,5-0,75 высоты зуба, причем торцевые зубчатые венцы ротора 8 располагаются над зубчатыми венцами статора 11, образуя перекрываемые проходы для движения воды от ... 2141756 Способ многоуровневого культивирования растений и устройство для его осуществления ... 129. В этом случае три дренажные трубки 127 установлены таким образом, чтобы соответствовать трем уровням контейнеров для культивирования 130, подобно трубкам подачи питательного раствора 125. Более конкретно, один конец 127a каждой из дренажных трубок 127 соединен с соответствующим выходным отверстием приема дренажного раствора 128. Выходные отверстия 128 фиксированы на опорных элементах контейнеров 122, которые прикреплены к стойке 121 на противоположном конце контейнеров 130 по отношению к концу, к которому прикреплены входные отверстия 126a трубок подачи жидкости 126. Другой конец каждой из дренажных трубок 127 соединен с основной дренажной трубкой, проложенной под землей. ... 2281645 Устройство для размещения цветов и растений с подсветкой (варианты) ... в ней емкости на подставке в виде блюдца, держатели и источник искусственного света с отражающей поверхностью, отличающееся тем, что устройство снабжено опорной пластиной прямоугольной формы с направляющими ребрами по ее вытянутым краям, а внешняя оболочка имеет цилиндрическую форму и установлена в направляющих ребрах с возможностью перемещения и фиксации, при этом источник света размещен между пластиной и емкостью, а его отражающая поверхность выполнена на опорной пластине.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на пластине установлено с интервалом несколько емкостей с оболочками, а источник света выполнен в виде ламп, расположенных вдоль пластины. MM4A - Досрочное ... 2389173 Способ выращивания земляники садовой ... с частотой следования 16 Гц и амплитудой в диапазоне 0,5-3,0 мТл, векторы которых направлены вертикально вверх.Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что обработка растений проводится в фазы начала роста и цветения бегущей последовательностью импульсов магнитной индукции, следующих с частотой 16 Гц, амплитудой в диапазоне 0,5-3,0 мТл и числом импульсов воздействия на каждое растение, равным 32, векторы которых направлены вертикально вверх. Это сочетание оптимизированных биотропных параметров воздействия обеспечивает стимуляцию физиологических процессов роста и развития растений земляники садовой, повышение ее урожайности и вегетативной ... |
Еще из этого раздела: 2399200 Устройство для обработки роговых образований животных, например крупного рогатого скота 2066320 Производные тиазола, способ их получения и способ борьбы с грибками 2053661 Устройство для сколачивания ульевых рамок 2177223 Блесна 2129787 Инсектицидная композиция 2112341 Лапа плоскорежущая 2473211 Приспособление для автоматической дойки молочного скота 2230467 Добавка к пищевым продуктам, биоцидный препарат, 2-(1-окси- 4-гидроксифенилен)-бензохинон (варианты) и способ его получения 2076583 Способ выращивания растений в теплице и устройство для его осуществления 2452155 Лапа культиватора |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||