PL240320B1 - Kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości - Google Patents

Description

PL 240 320 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości, przyczepiany do ciągnika rolniczego, który napędza mechanizmy robocze kombajnu za pośrednictwem wału przekaźnikowego.

Według danych GUS powierzchnia uprawy bobu w 2017 zajmowała ok. 1,5 tys. ha, tj. o 0,2 tys. ha więcej niż w 2016 roku. Plony wyniosły 27,5 dt-ha^-1, a więc zwiększyły się nieznacznie w porównaniu do roku 2016 o 2,4 dt-ha^-1, produkcja natomiast wyniosła 40 tys. t i była większa od ubiegłorocznej o ok. 9 tys. t, tj. o 30,4%.

Produkcją bobu w Polsce zajmują się głównie małe gospodarstwa indywidualne, położone najczęściej w województwach dolnośląskim, małopolskim, świętokrzyskim, łódzkim i pomorskim. Średnia powierzchnia zasiewów w gospodarstwach sięga około 2 ha. Stan ten powodowany jest między innymi dużą pracochłonnością produkcji w okresie zbiorów, wynikającą zwłaszcza z braku jej zmechanizowania. Przy zbiorze ręcznym w Polsce nakłady pracy ludzkiej wynoszą ok. 500 rbh-ha^-1. Obecnie stosowana technologia zbioru bobu polega na ręcznym zbiorze strąków, przetransportowaniu ich do gospodarstwa i wydzieleniu (wyłuskaniu) z nich nasion. Operacja wyłuskiwania nasion odbywa się ręcznie lub z wykorzystaniem maszyn wydzielających (z wałkowym zespołem wydzielającym).

Rośliny bobu są tolerancyjne w stosunku do temperatury, gdyż należą do warzyw najbardziej odpornych na niskie temperatury. Ich nasiona kiełkują już przy temperaturze 2 - 4°C, a siewki znoszą spadki temperatur nawet do -4°C. Najlepszym stanowiskiem dla bobu są gleby ciężkie, wilgotne, żyzne, próchniczne i zasobne w składniki pokarmowe, posiadające obojętny lub lekko zasadowy odczyn pH. Przy uprawie bobu należy unikać gleb lekkich, ze względu na to, że jest on bardzo wrażliwy na niedobory wody i na takich glebach nie wydaje pożądanego plonu. Uprawę prowadzi się w rzędach o ddalonych od siebie o około 40 - 70 cm.

Znany jest z opisu patentowego PL168661B1 kombajn do zbioru fasoli szparagowej, zaczepiany do ciągnika rolniczego, posiadający bęben zbierający, zestaw transporterów przenoszących części rośliny, ciąg wentylacyjny do oczyszczania oraz instalację hydrauliczną napędzającą i sterującą poszczególnymi zespołami roboczymi, charakteryzujący się tym, że posiada umocowany nad przednią częścią transportera wzdłużnego dodatkowy ciąg wentylacyjny składający się z komory zasysania połączonej przewodem ssącym, w którym jest wentylator z silnikiem hydraulicznym i przewodu wyrzutowego połączonego z obudową wentylatora, spełniający podstawową funkcję oczyszczania.

Znana jest również z opisu wzoru użytkowego PL068108Y łuszczarka do nasion roślin strączkowych, przeznaczona szczególnie do łuskania zebranych strączków bobu posiadająca ramę, na której zamontowany jest kosz zasypowy, zespół dwóch wałków łuskających z regulacją szczeliny między wałkowej, stół wibracyjny wyposażony w kilkanaście sekcji prowadnic i nachylony pod kątem w stosunku do wałków łuskających, zespół odbioru nasion, zespół zsypu łupin oraz jednostkę sterującą charakteryzująca się tym, że kosz zasypowy w kształcie litery V wyposażony jest w podajnik, przy czym pomiędzy stołem wibracyjnym a wałkami łuskającymi znajduje się układ podwójnych podajników taśmowych.

Ogólnie znane są urządzenia do zbioru nasion strączkowych zbudowane na stałej ramie, posiadające dwa koła jezdne oraz dyszel, stanowiący belkę zakończoną oczkiem, łączącą przegubowo urządzenie z hakiem pociągowym ciągnika.

Celem wynalazku jest zwiększenie wydajności urządzenia przy zachowaniu jego głównych elementów konstrukcyjnych i zasady pracy jako maszyny do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości.

Istotą wynalazku jest kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości, przyczepiany do ciągnika rolniczego zawierający ramę główną, zestaw transporterów przenoszących części rośliny, koła podporowe, charakteryzujący się tym, że rama główna wraz z zaczepem i kołami podporowymi posiada co najmniej jeden moduł składający się z biernego podbieraka naprowadzającego, przenośnika pasowego wraz z kołem podporowym i listwą pochylającą, noża tarczowego, wałkowego przenośnika zasilającego z umieszczonymi na nim krzywoliniowymi rozgarniaczami, zespołu wydzielającego wraz z zespołem wspomagającym zasilanie, regulatorem nacisku wałka górnego i listwą czyszczącą, zespołu zasilającego wraz z wstrząsaczami bijakowymi, zespołu domłacającego wraz z zespołem wspomagającym zasilanie, regulatorem nacisku wałka górnego i listwą czyszczącą, przy czym pod zespołem wydzielającym i zespołem domłacającym umiejscowione są pochyłe ekrany wychwytujące, a poniżej znajduje się obiegowe sito czyszczące wraz z przenośnikiem taśmowym. Korzystnie rama główna w przed

PL 240 320 B1 niej dolnej części posiada wał napędu zasilany z ciągnika. Korzystnie przenośnik pasowy jest przymocowany wahliwie do ramy głównej za pomocą siłownika hydraulicznego. Korzystnie rama główna połączona jest z zaczepem za pomocą mechanizmu śrubowego.

Wśród zalet wynalazku należy wymienić: modułową konstrukcję, fakt, iż jest pr zeznaczony do zbioru nasion bobu z plantacji w uprawie szeroko rzędowej o rozstawie rzędów 70 cm, możliwość agregacji z ciągnikiem w sposób półzawieszany oraz posiadanie napędu mechanizmów z zewnętrznego źródła. Dzięki wynalazkowi możliwy jest zbiór nasion bobu automatyczny, jednorazowy i jednoetapowy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania pokazany jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości, w widoku schematycznym z boku, a fig. 2 przedstawia kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości, w widoku schematycznym z góry.

Zasada działania kombajnu do zbioru nasion bobu, w fazie dojrzałości mlecznej, według opisanej konstrukcji przedstawia się następująco: rośliny bobu 25 w dolnej części łodygi są chwytane przez przenośnik pasowy 2. W przedniej części przenośnika pasowego 2 przewidziano bierny podbierak naprowadzający 1, którego zadaniem jest uniesienie strąków (dolnych zwisających strąków) powyżej linii działania początkowego odcinka przenośnika pasowego 2, tak by nie zostały one pominięte lub uszkodzone podczas pozyskiwania (odcinania) roślin. Pod przenośnikiem pasowym 2 - w początkowym jego odcinku - zastosowany jest nóż tarczowy 3 (dwie przeciwbieżnie działające tarcze), który wykona odcięcie roślin od podłoża. Odcięte rośliny utrzymywane są przez przenośnik pasowy 2 (zaciśnięte pomiędzy powierzchniami dwóch współpracujących ze sobą pasów) i przenoszone ukośnie do góry, w kierunku zespołu wydzielającego 7. W końcowej części przenośnika pasowego 2 przenoszone rośliny są pochylane do przodu poprzez listwę pochylającą 5. Pochylenie roślin jest jednym z kluczowych etapów, który decyduje o prawidłowym (skutecznym) wydzielaniu (omłocie) ziaren ze strąków w zespole wydzielającym 7. Uwolnione rośliny z przenośnika pasowego 2 spadają na wałkowy przenośnik zasilający 6, na którym układane są w sposób usystematyzowany - w przybliżeniu prostopadle do osi obrotu wałkowego przenośnika zasilającego 6 i wałków zespołu wydzielającego 7, częścią dolną rośliny (częścią odcięcia od podłoża) w kierunku do zespołu wydzielającego 7. Takie ułożenie roślin względem zespołu wydzielającego 7 spowoduje, że oddziaływanie (nacisk) walców wydzielających (w pierwszej fazie wydzielania) na strąki przypada na miejsce w strąku, w którym jest on najbardziej podatny na jego otwarcie (uwolnienie ziaren). Proces wydzielania (omłotu) w zespole wydzielającym 7 realizowany jest na skutek wciągania całych roślin (wraz ze strąkami) w regulowaną szczelinę roboczą (wydzielającą) pomiędzy walcami zespołu wydzielającego 7. Zespół wydzielający 7 spełnia dwie funkcje technologiczne: wydzielanie nasion ze strąków na skutek wywierania na nich ciśnienia (ciśnienie wywierane jest kolejno na poszczególne strefy strąka poczynając od miejsca jego przyczepu z rośliną macierzystą (szypułki) aż do części wierzchołkowej) oraz transport masy. Wywierane ciśnienie powoduje otwarcie strąka i wypchnięcie nasion z jego wnętrza. Uwolnione (wyciśnięte) nasiona pozostają w przestrzeni przed zespołem wydz ielającym 7 i spadają (w szczeliny pomiędzy wałkami zasilającymi lub w szczelinę pomiędzy wałkowym przenośnikiem zasilającym 6 a zespołem wydzielającym 7) na obiegowe sito czyszczące 27, a następnie na przenośnik taśmowy 8, transportujący nasiona do zbiornika. Zadaniem obiegowego sita czyszczącego 27 jest odseparowanie zanieczyszczeń, które wraz z nasionami przesiały się z zespołu wydzielającego 7 lub/i z zespołu domłacającego 16. Aby wszystkie wydzielone nasiona zostały zebrane na przenośniku taśmowym 8, zastosowane zostaną dwa pochyłe ekrany wychwytujące 18, które odbiorą wszystkie wydzielone ziarna w zespole wydzielającym 7, jak również w zespole domłacającym 16. W celu wprowadzenia pozyskanych roślin do zespołu wydzielającego 7 w jednej warstwie (pojedyn cze rośliny ułożone równomiernie na całej szerokości wałkowego przenośnika zasilającego 6) zastosowane są krzywoliniowe rozgarniacze 12, pracujące w szczelinach (pierwszej i trzeciej) pomiędzy wałkami wałkowego przenośnika zasilającego 6. Zadaniem krzywoliniowych rozgarniaczy 12 jest rozlokowanie roślin (podanych przez przenośnik pasowy 2) z części środkowej wałkowego przenośnika zasilającego 6, na całą jego szerokość. Ten etap w technologii zbioru decyduje w znacznym stopniu o skuteczności działania zespołu wydzielającego 7. W celu ograniczenia strat kombajnu, w wyniku potencjalnie ograniczonej skuteczności działania zespołu wydzielającego 7 (nie wydzielenie wszystkich nasion), w kolejnej części ciągu technologicznego kombajnu przewidziano dodatkowo zespół domłacający 16. Zespół ten zostanie umieszczony za zespołem wydzielającym 7, a jego położenie poprzedzi wałkowy przenośnik zasilający 14, który przejmie masę roślin z zespołu wydzielającego 7 i przetransportuje ją do zespołu domłacającego 16. W przedniej części wałkowego przenośnika zasilającego 14 - w szczelinach pomiędzy wałkami - zastosowane zostaną wstrząsacze bijakowe 17, których zadaniem jest wymuszenie

PL 240 320 B1 zmiany położenia roślin na przenośniku (rozluźnienie masy roślinnej, odsłonięcie niewymłóconych strąków), tak by uzyskać skuteczne (całkowite) wydzielenie nasion przez zespół domłacający 16. Aby zwiększyć skuteczność wprowadzania roślin do szczelin roboczych zespołu wydzielającego 7 i zespołu domłacającego 16, przed każdym z tych zespołów umieszczono (ukośnie ustawione) wałkowe zespoły wspomagające zasilanie oznaczone odpowiednio 13 i 15. W zespole wydzielającym 7 oraz zespole domłacającym 16 przewidziano regulację ciśnienia wywieranego na rośliny poddawane procesowi omłotu. Regulacja w zespołach 7 i 16, realizowana jest odpowiednio przez regulatory nacisku 19 i 20, w których wykorzystane są mechanizmy śrubowe i cechowane sprężyny. Regulowany jest nacisk na górny wałek (każdego z zespołów: wydzielającego 7 i domłacającego 16), który przemieszcza się suwliwie wzdłuż pionowej osi mechanizmów mocowania zespołów 7 i 16. Każdy wałek zespołu wydzielającego 7 i domłacającego 16 wyposażony jest odpowiednio w listwę czyszczącą 9 i 28, zapobiegającą trwałemu przyleganiu lub owijaniu wałków przez materiał przemieszczający się w szczelinach roboczych tych zespołów.

Kombajn posiada konstrukcję ramową o budowie modułowej. W skład każdego modułu wchodzą następujące podzespoły: bierny podbierak naprowadzający 1, przenośnik pasowy 2, nóż tarczowy 3, wałkowy przenośnik zasilający 6, zespół wydzielający 7, zespół zasilający 14, zespół domłacający 16, zespoły wspomagające zasilanie 13 i 15 oraz koło podporowe 4. Zespoły każdego modułu: bierny podbierak naprowadzający 1, przenośnik pasowy 2, nóż tarczowy 3 oraz koło podporowe 4 mocowane są do jednej wspólnej ramy szczątkowej, zawieszone wahliwie względem ramy głównej 11 kombajnu i unoszone z pozycji pracy do transportowej (i odwrotnie) przez siłownik hydrauliczny 21. Budowa modułowa pozwala dobrze dobrać konstrukcję np. do: wielkości produkcji bobu, dysponowanej mocy ciągnika/ów będącego/ych w wyposażeniu gospodarstw. Liczba zastosowanych modułów decyduje o wydajności kombajnu. Kombajn, jako cała jednostka jest agregatowana z ciągnikiem w sposób półzawieszany, w przedniej części poprzez zaczep 10 z listwą cięgien dolnych TUZ ciągnika 23, a w tylnej podparty na kołach podporowych 22. Zaczep 10 kombajnu względem ramy głównej 11 mocowany jest zawiasowo (o obrocie wokół pionowej osi) umożliwiając tym samym takie położenie podczas pracy zespołów roboczych w relacji z kołami ciągnika i zbieranymi roślinami, by koła ciągnika nie ingerowały (nie niszczyły) roślin ze zbieranego rzędu. Jednocześnie ten sposób łączenia zaczepu 10 z ramą główną 11 pozwala podczas transportu umieścić znaczną część kombajnu (jego szerokość) w obrysie ciągnika. Regulacja położenia kombajnu względem układu trakcyjnego ciągnika prowadzona jest poprzez: a - miejsce zaczepienia kombajnu na listwie cięgien dolnych TUZ ciągnika 23, b - poprzez zmianę kąta ustawienia zaczepu 10 względem ramy głównej 11 - realizowany mechanizmem śrubowym 24, łączącym zaczep 10 z ramą główną 11. Rama główna 11 w przedniej dolnej części posiada wał napędu 26 zasilany z ciągnika.

Konstrukcja kombajnu według wynalazku (przy zastosowaniu 1 modułu i rozstawie rzędów ok. 70 cm) pozwala wykonać zbiór nasion z 1 ha (wydzielenie ziaren ze strąków) w czasie ok. 10 h. Z przeprowadzonego oszacowania wynika, że zaspokojenie potrzeb rynkowych na zmechanizowany zbiór bobu w Polsce, liczbę kombajnów (przy średnim rocznym zasiewie 1500 ha (jak w 2017 r.) w skali kraju i 30 dniowym okresie zbioru), wynosi ok. 50 maszyn.

Lista elementów:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

bierny podbierak naprowadzający, przenośnik pasowy, nóż tarczowy, koło podporowe z regulacją wysokości roboczej, listwa pochylająca, wałkowy przenośnik zasilający, zespół wydzielający, przenośnik taśmowy, listwa czyszcząca, zaczep, rama główna, krzywoliniowe rozgarniacze, zespół wspomagający zasilanie, zespół zasilający, zespół wspomagający zasilanie,

Claims (4)

1. PL 240 320 B1

   16. zespół domłacający,

   17. wstrząsacze bijakowe,

   18. pochyłe ekrany wychwytujące,

   19. regulator nacisku wałka górnego zespołu wydzielającego,

   20. regulator nacisku wałka górnego zespołu domłacającego,

   21. siłownik hydrauliczny zespołu pozyskującego rośliny,

   22. koło podporowe,

   23. listwa cięgieł dolnych TUZ ciągnika,

   24. mechanizm śrubowy regulujący położenie ramy w kierunku poprzecznym,

   25. roślina bobu,

   26. wał napędu mechanizmów maszyny,

   27. czyszczące sito obiegowe,

   28. listwa czyszcząca.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Kombajn do zbioru nasion bobu, w mlecznej fazie dojrzałości, przyczepiany do ciągnika rolniczego zawierający ramę główną, zestaw transporterów przenoszących części roślin, koła podporowe, znamienny tym, że rama główna (11) wraz z zaczepem (10) i kołami podporowymi (22) posiada co najmniej jeden moduł składający się z biernego podbieraka naprowadzającego (1), przenośnika pasowego (2) wraz z kołem podporowym (4) i listwą pochylającą (5), noża tarczowego (3), wałkowego przenośnika zasilającego (6) z umieszczonymi na nim krzywoliniowymi rozgarniaczami (12), zespołu wydzielającego (7) wraz z zespołem wspomagającym zasilanie (13), regulatorem nacisku wałka górnego (19) i listwą czyszczącą (9), zespołu zasilającego (14) wraz z wstrząsaczami bijakowymi (17), zespołu domłacającego (16) wraz z zespołem wspomagającym zasilanie (15), regulatorem nacisku wałka górnego (20) i listwą czyszczącą (28), przy czym pod zespołem wydzielającym (7) i zespołem domłacającym (16) umiejscowione są pochyłe ekrany wychwytujące (18), a poniżej znajduje się obiegowe sito czyszczące (27) wraz z przenośnikiem taśmowym (8).
2. 2. Kombajn według zastrz. 1, znamienny tym, że rama główna (11) w przedniej dolnej części posiada wał napędu (26) zasilany z ciągnika.
3. 3. Kombajn według zastrz. 1, znamienny tym, że przenośnik pasowy (2) jest przymocowany wahliwie do ramy głównej (11) za pomocą siłownika hydraulicznego (21).
4. 4. Kombajn według zastrz. 1, znamienny tym, że rama główna (11) połączona jest z zaczepem (10) za pomocą mechanizmu śrubowego (24).