Способ гидравлической резки сельскохозяйственных материаловПатент на изобретение №: 2080044 Автор: Жилин Анатолий Никитович[UA] Патентообладатель: Жилин Анатолий Никитович[UA] Дата публикации: 27 Мая, 1997 Адрес для переписки: подача заявки27.06.1995 публикация патента27.05.1997 Изображения Использование: изобретение относится к технологии резания высоконапорной струей среды и может найти применение при резке, раскрое и изготовлении деталей различных конфигураций, при обработке прочных и высокопрочных материалов и особенно объектов большой толщины. Сущность изобретения: способ гидравлической резки сельскохозяйственных материалов включает в себя истечение высоконапорной рабочей струи из соплового устройства, воздействие рабочей струи на перемещаемый относительно нее обрабатываемый объект. При этом резку осуществляют за несколько технологических проходов, каждый из которых характеризуется своими величинами подачи Si, вдоль контура реза, длительностью прохода t, а также величиной n, на которую необходимо приблизить сопловое устройство к поверхности обрабатываемого объекта в начале каждого последующего прохода. Технический результат от внедрения изобретения состоит в повышении производительности процесса, а также степени чистоты получаемой поверхности реза, особенно при обработке материалов значительной толщины. 1 з. п. ф-лы, 1 табл. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для резки и измельчения различных сельскохозяйственных материалов преимущественно в стационарных условиях: брикетов, тюков и рулонов, сена или соломы, корнеклубнеплодлов. Процесс гидрорезки различных материалов относится к наиболее перспективным и высокоэффективным технологиям вследствие достаточно простой конструкции устройств для их реализации, высокой производительности процесса резки для очень широкого класса сельскохозяйственных растений и плодов, а также других материалов: хрупких, мягких, липких, волокнистых и т.п. При этом исключается, что очень важно, деформация обрабатываемого материала в прилегающих к зоне резания областях, обеспечивается экологическая чистота процесса. В настоящее время проведение подобных работ сопряжено со значительными затратами энергетических ресурсов, причем уровень применяемой техники не обеспечивает высокую эффективность (КПД, стабильные гидродинамические параметры) использование энергоносителей для получения качественной резки (качественной струи рабочей жидкости). Известны способы гидравлической резки сельскохозяйственных материалов, в частности стеблей зерновых культур при их уборке (авт. св. SU N 938805, кл. A 01 D 34/00, 1982; заявка DE N 3135927, кл. A 01 D 91/04, 24.03.83; заявка PL N 257201, кл. A 01 D 34/00, 04.11.86). В этих способах для скашивания зерновых культур использованы гидравлические режущие аппараты, имеющие устройства для создания высоконапорной струи жидкости, истекающей под большим давлением 10-40 МПа через сопло. Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ гидравлической резки сельскохозяйственных материалов, включающий истечение под давлением рабочей жидкости из соплового устройства и ее воздействие на обрабатываемый материал, относительное движение соплового устройства и обрабатываемого материала вдоль контура реза (заявка DE N 3135927, кл. A 01 D 34/00, 1983). Известный способ предназначен для гидравлической резки зерновых культур при их уборке. Стебли зерновых культур имеют малую толщину 3-5 мм и относительно низкую (хотя и приближенную к стали, например, ст.2) плотность на срез 20-25 кгс/мм3. Поэтому в известном способе нет трудностей при скашивании растений особенно на начальном цикле, когда процесс резания носит неустойчивый характер. При обработке материалов значительной толщины их резание (сквозное) на начальном участке контура реза возможно при небольшой подаче струи рабочей жидкости относительно обрабатываемого материала. Это ведет к увеличению времени обработки исходного материала. Задачей изобретения является создание способа гидравлической резки сельскохозяйственных материалов большой толщины в стационарных условиях путем изменения характера прохождения начального контура реза. При решении этой задачи может быть получен технический результат, выражающийся в устранении потерь кинетической энергии на преодоление противодавления от отражающей отработавшей струи рабочей жидкости из зоны резания при многопроходной резке в случае невозможности достижения в оптимальном режиме реза за один проход, что повысило бы производительность и качество процесса. Технический результат достигается тем, что в способе гидравлической резки сельскохозяйственных материалов, включающем истечение струи рабочей жидкости из соплового устройства, ее воздействие на обрабатываемый материал и относительное движение соплового устройства и обрабатываемого материала вдоль контура реза, согласно изобретению, прохождение начального участка контура реза осуществляют за несколько проходов, при этом относительную подачу вдоль контура реза осуществляют по формулам: Si  1,05 Si-1 для последующей проходов, м/сек, где a безразмерный экспериментальный коэффициент, прямопропорционально зависящий от диаметра сопла соплового устройства; V скорость струи рабочей жидкости, м/с;  плотность струи рабочей жидкости, кг/м3; tcp прочность на срез сельскохозяйственного материала, н/м2; i номер прохода; при этом длительность каждого прохода определяют по формуле:  где: L длина контура реза, м; Si подача при i-ном проходе, м/сек; d 0,95 безразмерный экспериментальный коэффициент. В начальной точке каждого последующего прохода осуществляют мгновенное перемещение соплового устройства к поверхности обрабатываемого материала на величину h, рассчитываемую по формуле:  где P давление струи, н/м2; d диаметр сопла, м;  cp прочность на срез сельскохозяйственного материала, н/м2. Приведенные выше формулы для расчета параметров режима резания выведены на основе общеизвестных зависимостей, отражающих законы сохранения энергии и импульса силы, а также связь прочности сельскохозяйственного материала с его физико-механическими свойствами. При этом величина относительной подачи при первом проходе Si обеспечивает, наряду с разрушением материала за счет кинетической энергии прямой режущей струи рабочей жидкости, ее увод от точки воздействия в предыдущий момент времени, что снижает интерференцию прямой и отраженных от материала струй. Увеличение подачи Si на последующих проходах обеспечивает еще большую скорость резания из-за полного устранения интерференции режущей и отраженной струй вследствие свободного удаления последней из зоны обработки через раз, выполненный при предыдущих проходах. Выбор длительности каждого прохода ti обеспечивает равномерную вдоль контура реза обработку по глубине за счет двойной обработки (в начале и конце прохода) начального участка прохода, на котором происходит ступенчатое врезание в материал для последующего прохода и действие режущей струи ослаблено из-за затрудненного ухода отработанной струи. Мгновенное перемещение в начале каждого последующего прохода соплового устройства к поверхности реза повышает эффективность процесса, так как при этом исключаются потери кинетической энергии струи рабочей жидкости за счет ее самопроизвольного раскрытия при движении до обрабатываемой поверхности и снижения скорости. Таким образом, оптимальный выбор указанных выше технологических параметров уменьшает или исключает полностью как интерференцию прямой режущей и обратной обработавшей струй, так и потери кинетической энергии рабочей режущей струи, что приводит к существенному повышению производительности процесса и качества резки сельскохозяйственного материала. Способ реализуется следующим образом. Сопловое устройство гидрорезной установки, которая может содержать исполнительное устройство, обеспечивающее автоматическое управление направлением и его подачей (например, трехкоординатный механизм с программным управлением движения исполнительного узла), помещают в начальной точке контура реза на фиксированном расстоянии от поверхности обрабатываемого объекта материала, например, тюка сена. После включения установки и достижения в струи рабочей жидкости номинальных параметров по давлению и расходу начинается рабочий цикл. При этом реализуется расчетная величина Si подачи вдоль контура реза и осуществляется резка материала до некоторой постоянной (за исключением начального участка) глубины. Время прохода ti, рассчитанное по приведенной выше зависимости, обеспечивает за один цикл обработки повторное воздействие режущей струи рабочей жидкости на недоотработанный начальный участок для его дорезки. По истечении времени ti осуществляется мгновенное перемещение соплового устройства к обрабатываемой поверхности на рассчетную величину h. Далее рабочий цикл повторяется и выполняется последующий проход с вновь рассчитанными по указанной зависимости Si+1; ti+1; h, где i - номер предыдущего прохода. Для лучшего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры. В представленной ниже таблице приведены варианты параметров данного способа для разных примеров. Обозначения введенные в таблице, соответствуют обозначениям выше указанным. Пример 1 представлен для резки прессованного жмыха. Пример 2 представлен для резки камней для жерновов. Далее рабочий цикл повторяется и выполняется последующий проход с вновь рассчитанными по указанной зависимости Si+1; ti+1; h, где i - номер предыдущего прохода. Таким образом, при реализации заявленного способа, за счет изменения числа технологических проходов, величины подачи вдоль контура реза, длительность каждого прохода и расстояния между сопловым устройством и обрабатываемой поверхностью уменьшаются и устанавливаются интерференция прямой режущей и обратной отработанной струи. Также устраняется рассеяние кинетической энергии режущей струи рабочей жидкости из-за ее самопроизвольного раскрытия и снижения скорости при движении до зоны резания, что приводит к повышению производительности качества процесса резания.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ гидравлической резки сельскохозяйственных материалов, включающий истечение под давлением струи рабочей жидкости из соплового устройства, ее воздействие на обрабатываемый материал и относительное движение соплового устройства и обрабатываемого материала вдоль контура реза, отличающийся тем, что прохождение начального участка контура реза осуществляют за несколько проходов, при этом относительную подачу Si вдоль контура реза определяют по формулам: для первого прохода для последующих проходов Si 1,05 x Si-i, где a безразмерный экспериментальный коэффициент, прямо пропорционально зависящий от диаметра сопла соплового устройства; v скорость рабочей струи, м/с; плотность рабочей струи, кг/м3; tcp прочность на срез обрабатываемого сельскохозяйственного материала, Н/м2; i номер последующего прохода, при этом длительность ti каждого прохода определяют по формуле  где L длина контура раза, м; Si подача при i-м проходе, м/с, i 1,2, k; b 0,95 безразмерный экспериментальный коэффициент. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждой начальной точке последующего прохода осуществляют перемещение соплового устройства к поверхности обрабатываемого материала на расстояние n, определяемое по формуле  где P давление рабочей струи, м/м3; d диаметр сопла соплового устройства, м; cp прочность на срез сельскохозяйственного материала, Н/м2.Популярные патенты: 2413409 Способ и устройство для уплотнения убранной массы для получения силоса ... или несколько уплотнительных элементов выполнены в виде ротора, причем отдельные лопасти ротора выполнены вертикально изогнутыми в направлении вращения. За счет этого вследствие увеличенной площади контакта отдельных лопастей ротора выгодным образом снижается эффект «взбивания» от срезающих усилий.Согласно предпочтительному примеру дальнейшего развития изобретения уплотнительные элементы посредством приводных валов кинематически включены в приводную трансмиссию, причем уплотнительные элементы посредством приводных валов могут приводиться во вращение, а приводная трансмиссия предпочтительно встроена в несущую раму уплотнительного устройства. За счет этого конструктивно ... 2142331 Устройство для гомогенизации и гомогенизирующая головка ... к патенту РФ N 2094108, МПК 6 B 01 F 3/00, публ. 1997 г., Бюл. N 30), или же не отличаются высокой надежностью и ремонтопригодностью (см., например, описание к авторскому свидетельству СССР N265606, Кл. A 01 J, B 06 B, публ. 1970 г., Бюл. N 10). В качестве прототипа выбрано устройство для гомогенизации молока, защищенное авторским свидетельством СССР N 265606, кл. A 01 J 11/16, публ. 1970 г. , Бюл. N 10. Это устройство содержит корпус, внутри которого размещен колебательный контур, состоящий из пакета пластин, и сопло для подачи молока к колебательному контуру. Корпус представляет собой камеру цилиндрической формы с конусным переходом с одной стороны, который служит для ... 2261588 Способ электростимуляции жизнедеятельности растений ... таким способом попадает внутрь клетки, а лишний натрий откачивается наружу натриевым насосом. Таким образом, благодаря положительному заряду иона натрия белок-переносчик заряжается положительно, тем самым попадая под притяжение электрического поля мембраны клетки. Обладая зарядом, он может втянуться электрическим полем мембраны клетки и таким образом, присоединяя питательные молекулы, например молекулы сахара, доставлять эти питательные молекулы внутрь клеток. "Можно сказать, что белок-переносчик играет роль кареты, молекула сахара - седока, а натрий - роль лошадки. Хотя сам он не вызывает движения, а его втягивает в клетку электрическое поле" [5, стр. 107]. Известно, ... 2055465 Система приготовления и подачи питательного раствора в теплице ... в емкостях (обеспечить сброс тепла вовне теплицы при перегреве). Было установлено, что наилучшую теплопередачу при обычных температурах эксплуатации гидропонных установок (20-30)оС обеспечивает такой теплоноситель, как смесь диметилформамида и воды с массовым соотношением компонентов 1: (0,1-10). Предложенная система отличается от [1] тем, что она содержит две дополнительные емкости, одна из которых предназначена для воды, а другая для предварительной рецептуры питательного раствора, причем емкость для предварительной рецептуры питательного раствора связана через насосы-дозаторы с емкостями для ингредиентов питательного раствора и емкостью для питательного раствора, а емкость ... 2188534 Способ уборки льна-долгунца ... ленты, очес семенных коробочек со стеблей, оборачивание ленты и ее повторный расстил для последующей вылежки в тресту или формирования паковок льносоломы. Недостатком этого способа уборки льна-долгунца является низкое качество расстила ленты по льнищу, обусловленное тем, что оборачиванию подвергается лента просушенных и очесанных стеблей, уже не обладающая достаточными механическими связями между стеблями для сохранения целостности ленты. В результате этого в процессе оборачивания происходит смещение стеблей друг относительно друга в ленте, увеличивающее ее растянутость, а также перекос и частичный излом стеблей. Поэтому при переработке такой ленты стеблей на льнозаводе выход и ... |
Еще из этого раздела: 2182765 Имитатор звуков рыб 2449809 Дезинфицирующее средство 2120752 Способ консервирования ксеногенных клеток печени 2114528 Устройство для клеточного содержания мелких животных 2426302 Всепогодная теплица 2257713 Способ производства пестицида (варианты) 2275804 Способ повышения продуктивности птицы 2159526 Устройство для навешивания сельскохозяйственных орудий на трактор 2201910 Устройство для ферментационной обработки жидкого навоза 2236124 Способ создания местообитания и адаптации молоди объектов аквакультуры в водных экосистемах |
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
|
|
||